Re: MR200 Endstufe nächstes Kapitel
Verfasst: Mo 17. Apr 2023, 20:20
Der MR200 von Rufula ist inzwischen bei mir.
Es gibt keinen Fehler in der Verschaltung und die Bauteile messen alle in Ordnung!
Es gibt auch keinen Fehler bei den Verlötungen, auch keine versehentlichen Lotbrücken oder Lotspritzer, alle Lötstellen in Ordnung.
Es drängt sich daher der Verdacht auf, dass ein oder mehrere Bauteiletypen sich nicht "vertragen". Original waren ja die inzwischen schwer oder nicht mehr erhältlichen BDW93A / BDW94A Endtransistoren verbaut. Es scheint ein Problem zu entstehen (der Fall mit Rufulas Gerät ist ja nicht der einzige) , wenn stattdessen BDW93C / BDW94C eingebaut werden. Auch die von mir ersatzweise vorgeschlagenen BDX33C / BDX34C lösen das nicht. Die Beteiligung von Schwingen oder gar als Ursache, halte ich inzwischen nicht mehr für massgeblich, der nachträgliche Einbau der Zusatz-Emitterwiderstände, wie von Rufula entsprechend vorgenommen, ist. m.E. davon unabhängig sinnvoll.
Ich habe bislang noch nie davon gehört, dass es zu Ausfällen kommt, wenn auf die spannungsstabilere Variante eines Leistungs-Transistors des gleichen Typs ausgewichen wird. Offenbar ist hier noch mehr im Spiel, bei dem der etwas andere Transistortyp nur einer von mehreren Faktoren ist, die unglücklich zusammenwirken.
Bisher habe ich die Endstufe noch nicht in Betrieb genommen, da die Wahrscheinlichkeit, dass sie dabei wieder "durchgeht" 100 % ist. Zunächst muss eine heiße Spur gefunden werden und eine gezielte Änderung vorgenommen werden, die begründete Chance auf Abhilfe bietet.
Der Zufall spielte mir gestern einen Ball zu. Vielleicht ist das die "heiße Spur"?
In der Simulation der MR200 Endstufe unter verschiedenen Betriebsbedingungen, d.h.Versorgungsspannung vom Netzteil und Netzteil-Innenwiderstand im Zusammenspiel mit verschiedenen Modellen für die Zenerdiode D704 (D603), stellt sich mit den Modellen für BDW93C /BDW94C Endtransistoren und dem von Reichelt verkauften 6,2 V Zenerdiodentyp (BZX79C6V2) in einem sehr engen Fenster der Betriebsspannung (48 V) bei einem bestimmten Netzteil-Innenwiderstand (in diesem Fall 0,12 Ohm) eine fehlerhafte Endstufenfunktion ein, die sofort verschwindet, wenn die Betriebsspannung oder der Netzteilinnenwiderstand oder der Diodentyp (z.B. die Zenerspannung) oder der Typ der Endtransistoren (Tausch gegen B- oder A-Typ) geändert wird. In einigen Fällen trat nach einer solchen Änderung der Bauteile(Modelle) die Fehlfunktion bei einem etwas anderen Innenwiderstand der Versorgung oder einer etwas anderen Versorgungsspannung auf, in anderen Fällen war sie gar nicht mehr zu provozieren.
In so einem Fall sollte man ein Artefakt der Simulation in Betracht ziehen. Das habe ich zunächst auch.
Da ich diesen Endstufenfehler allerdings bei unterschiedlichen (aber nicht bei allen) Zenerdioden(-Modellen) und reproduzierbar sehe und sich der Fehler in der Simulation dadurch zeigt, dass dabei statt des normalen Ruhestroms von 50 mA ein Querstrom über beide Endtransistoren von 5 A (!) fliesst (dabei kein Lautsprecher angeschlossen und ohne Eingangssignal), kann ich das nicht einfach als "Simulationsfehler" abtun. Denn der tatsächliche Endstufenfehler in der Praxis ist diesem Simulationsergebnis zu ähnlich.
Beim Einschalten, bei dem ja während des Hochlaufens von Spannung und Strom verschiedene Werte durchlaufen werden, kann auch die fatale Kombination erreicht werden, die genau der entspricht, mit der die Endstufe (lt. Simulation) kurzzeitig in den genannten Querstromfehler "kippt", was zum Endstufentod führt.
Offenbar hängt es (wie z.B. bei einem Transistor-Schmitt-Trigger auch) empfindlich von den Strom-/Spannungsverhältnissen ab, ob der fatale Zustand eintritt oder vermieden wird. Dabei spielen die Eigenschaften der Zenerdiode D704 (D603) eine Rolle (Zenerspannung 6,2 V beschreibt den Einfluss nicht ausreichend), wie auch die Endtransistortypen (A-Typ vs. C-Typ). Im Grundig-Originalzustand ist die Endstufe stabil. Wird aber an der Bestückung etwas geändert, ist diese Stabilität nicht mehr unbedingt gegeben.
Im Nachhinein gesehen, war deshalb die komplette Neubestückung der Endstufe keine gute Idee, da dabei die Original-Zenerdioden durch einen anderen 6,2 V Zenerdiodentyp ersetzt wurden (was normalerweise kein Problem darstellt, hier aber ggf. schon). Aber auch schon nur der Ersatz der Typ-A Endtransistoren durch Typ-C könnte bereits Auslöser sein. Das konnte aber niemand vorher erwarten, dass diese Endstufe so zickig ist.
Lösungsmöglichkeit?
Die Frage ist: Unter welchen Bedingungen zeigt die Endstufe nicht mehr den fatalen Querstromfehler?
In diesem Zusammenhang ist mir aufgefallen, dass Transistor T743 (T642) die ihm zugedachte Schutzfunktion im Fehlerfall m.E. nicht erfüllt. Auch bei 5 A Querstrom (= Kollektorstrom über beide Endtransistoren) beträgt der Kollektorstrom dieses Transistors 185 mA, entsprechend 460 mW Verlustleistung, ein Ausfall der End-Transistoren wird nicht verhindert, der 100 Ohm-Widerstand R784 (R684) verbrennt dabei bei fast 200 mA (entspricht 4 W Verlustleistung), über 180 mA davon stammen vom Kollektorstrom von T743 (T642).
Ausserdem verdächtige ich T743 (T642), am fatalen Endstufenfehler beteiligt zu sein. Ich durchschaue das Zusammenwirken dieses Transistors mit dem Ruhestromtransistor und den Endtransistoren aber nicht hinreichend, um das begründen zu können. Wie heisst es so schön: "The quality of the pudding is in the eating" .... also habe ich ihn in der Simulation einfach mal herausgenommen, um zu sehen, ob ich irgendwelche Nachteile erkennen kann.
Aber erstmal der Vorteil:
Bei heraus genommenem T743 (T642) ist es mir bisher nicht mehr gelungen, den fatale Endstufenfehler mit 5 A Querstrom zu provozieren!
Und der Nachteil:
Ich habe keinen gefunden, wenn ich in der Simulation T743 (T642) entferne.
Ein anderer Ansatz, den ich untersucht habe, war, die 120 Ohm Basis-Vorwiderstände der Endtransistoren auf 180 Ohm zu erhöhen. Damit liess sich der in Simulation der fatale Querstromfehler zwar auch nicht mehr provozieren. Aber diese Massnahme hat den Nachteil, dass für den nötigen Ruhestrom für Klirrarmut das Ruhestrompoti relativ weit aufgedreht werden muss und danach die Ladepulsspitze für die Ladung des Ausgangskoppelelkos höher als vorher ausfällt. Da die Endtransistoren sowieso schon dadurch ziemlich belastet werden, halte ich es für besser, das zu vermeiden.
So weit die bisherigen Vorarbeiten.
Ich werde das noch ein wenig "sacken lassen" bevor ich den Praxistest angehe.
Bitte auch um Eure Kommentare/Anregungen!
Reinhard
Es gibt keinen Fehler in der Verschaltung und die Bauteile messen alle in Ordnung!
Es gibt auch keinen Fehler bei den Verlötungen, auch keine versehentlichen Lotbrücken oder Lotspritzer, alle Lötstellen in Ordnung.
Es drängt sich daher der Verdacht auf, dass ein oder mehrere Bauteiletypen sich nicht "vertragen". Original waren ja die inzwischen schwer oder nicht mehr erhältlichen BDW93A / BDW94A Endtransistoren verbaut. Es scheint ein Problem zu entstehen (der Fall mit Rufulas Gerät ist ja nicht der einzige) , wenn stattdessen BDW93C / BDW94C eingebaut werden. Auch die von mir ersatzweise vorgeschlagenen BDX33C / BDX34C lösen das nicht. Die Beteiligung von Schwingen oder gar als Ursache, halte ich inzwischen nicht mehr für massgeblich, der nachträgliche Einbau der Zusatz-Emitterwiderstände, wie von Rufula entsprechend vorgenommen, ist. m.E. davon unabhängig sinnvoll.
Ich habe bislang noch nie davon gehört, dass es zu Ausfällen kommt, wenn auf die spannungsstabilere Variante eines Leistungs-Transistors des gleichen Typs ausgewichen wird. Offenbar ist hier noch mehr im Spiel, bei dem der etwas andere Transistortyp nur einer von mehreren Faktoren ist, die unglücklich zusammenwirken.
Bisher habe ich die Endstufe noch nicht in Betrieb genommen, da die Wahrscheinlichkeit, dass sie dabei wieder "durchgeht" 100 % ist. Zunächst muss eine heiße Spur gefunden werden und eine gezielte Änderung vorgenommen werden, die begründete Chance auf Abhilfe bietet.
Der Zufall spielte mir gestern einen Ball zu. Vielleicht ist das die "heiße Spur"?
In der Simulation der MR200 Endstufe unter verschiedenen Betriebsbedingungen, d.h.Versorgungsspannung vom Netzteil und Netzteil-Innenwiderstand im Zusammenspiel mit verschiedenen Modellen für die Zenerdiode D704 (D603), stellt sich mit den Modellen für BDW93C /BDW94C Endtransistoren und dem von Reichelt verkauften 6,2 V Zenerdiodentyp (BZX79C6V2) in einem sehr engen Fenster der Betriebsspannung (48 V) bei einem bestimmten Netzteil-Innenwiderstand (in diesem Fall 0,12 Ohm) eine fehlerhafte Endstufenfunktion ein, die sofort verschwindet, wenn die Betriebsspannung oder der Netzteilinnenwiderstand oder der Diodentyp (z.B. die Zenerspannung) oder der Typ der Endtransistoren (Tausch gegen B- oder A-Typ) geändert wird. In einigen Fällen trat nach einer solchen Änderung der Bauteile(Modelle) die Fehlfunktion bei einem etwas anderen Innenwiderstand der Versorgung oder einer etwas anderen Versorgungsspannung auf, in anderen Fällen war sie gar nicht mehr zu provozieren.
In so einem Fall sollte man ein Artefakt der Simulation in Betracht ziehen. Das habe ich zunächst auch.
Da ich diesen Endstufenfehler allerdings bei unterschiedlichen (aber nicht bei allen) Zenerdioden(-Modellen) und reproduzierbar sehe und sich der Fehler in der Simulation dadurch zeigt, dass dabei statt des normalen Ruhestroms von 50 mA ein Querstrom über beide Endtransistoren von 5 A (!) fliesst (dabei kein Lautsprecher angeschlossen und ohne Eingangssignal), kann ich das nicht einfach als "Simulationsfehler" abtun. Denn der tatsächliche Endstufenfehler in der Praxis ist diesem Simulationsergebnis zu ähnlich.
Beim Einschalten, bei dem ja während des Hochlaufens von Spannung und Strom verschiedene Werte durchlaufen werden, kann auch die fatale Kombination erreicht werden, die genau der entspricht, mit der die Endstufe (lt. Simulation) kurzzeitig in den genannten Querstromfehler "kippt", was zum Endstufentod führt.
Offenbar hängt es (wie z.B. bei einem Transistor-Schmitt-Trigger auch) empfindlich von den Strom-/Spannungsverhältnissen ab, ob der fatale Zustand eintritt oder vermieden wird. Dabei spielen die Eigenschaften der Zenerdiode D704 (D603) eine Rolle (Zenerspannung 6,2 V beschreibt den Einfluss nicht ausreichend), wie auch die Endtransistortypen (A-Typ vs. C-Typ). Im Grundig-Originalzustand ist die Endstufe stabil. Wird aber an der Bestückung etwas geändert, ist diese Stabilität nicht mehr unbedingt gegeben.
Im Nachhinein gesehen, war deshalb die komplette Neubestückung der Endstufe keine gute Idee, da dabei die Original-Zenerdioden durch einen anderen 6,2 V Zenerdiodentyp ersetzt wurden (was normalerweise kein Problem darstellt, hier aber ggf. schon). Aber auch schon nur der Ersatz der Typ-A Endtransistoren durch Typ-C könnte bereits Auslöser sein. Das konnte aber niemand vorher erwarten, dass diese Endstufe so zickig ist.
Lösungsmöglichkeit?
Die Frage ist: Unter welchen Bedingungen zeigt die Endstufe nicht mehr den fatalen Querstromfehler?
In diesem Zusammenhang ist mir aufgefallen, dass Transistor T743 (T642) die ihm zugedachte Schutzfunktion im Fehlerfall m.E. nicht erfüllt. Auch bei 5 A Querstrom (= Kollektorstrom über beide Endtransistoren) beträgt der Kollektorstrom dieses Transistors 185 mA, entsprechend 460 mW Verlustleistung, ein Ausfall der End-Transistoren wird nicht verhindert, der 100 Ohm-Widerstand R784 (R684) verbrennt dabei bei fast 200 mA (entspricht 4 W Verlustleistung), über 180 mA davon stammen vom Kollektorstrom von T743 (T642).
Ausserdem verdächtige ich T743 (T642), am fatalen Endstufenfehler beteiligt zu sein. Ich durchschaue das Zusammenwirken dieses Transistors mit dem Ruhestromtransistor und den Endtransistoren aber nicht hinreichend, um das begründen zu können. Wie heisst es so schön: "The quality of the pudding is in the eating" .... also habe ich ihn in der Simulation einfach mal herausgenommen, um zu sehen, ob ich irgendwelche Nachteile erkennen kann.
Aber erstmal der Vorteil:
Bei heraus genommenem T743 (T642) ist es mir bisher nicht mehr gelungen, den fatale Endstufenfehler mit 5 A Querstrom zu provozieren!
Und der Nachteil:
Ich habe keinen gefunden, wenn ich in der Simulation T743 (T642) entferne.
Ein anderer Ansatz, den ich untersucht habe, war, die 120 Ohm Basis-Vorwiderstände der Endtransistoren auf 180 Ohm zu erhöhen. Damit liess sich der in Simulation der fatale Querstromfehler zwar auch nicht mehr provozieren. Aber diese Massnahme hat den Nachteil, dass für den nötigen Ruhestrom für Klirrarmut das Ruhestrompoti relativ weit aufgedreht werden muss und danach die Ladepulsspitze für die Ladung des Ausgangskoppelelkos höher als vorher ausfällt. Da die Endtransistoren sowieso schon dadurch ziemlich belastet werden, halte ich es für besser, das zu vermeiden.
So weit die bisherigen Vorarbeiten.
Ich werde das noch ein wenig "sacken lassen" bevor ich den Praxistest angehe.
Bitte auch um Eure Kommentare/Anregungen!
Reinhard