Grundig XV5000 Netzschalter-Problem

So ist das, oder?
Dann müsste man R903 vergrößern, oder?

Hallo Jörg,

wenn ich jetzt nichts überlesen habe, dann stimmt es so wie du es zuletzt beschrieben hast!
Nun, ich denke, dass es ohne zusätzlich Z-Diode mit dem alten Schalter nicht gehen wird.
Ich hab da mal was gepinselt - ohne Garantie auf Fehlerfreiheit ....

Die Schalter sehen etwas komisch aus, weil es die gesteuerten Schalter vom LTSPice sind. Das bitte ignorieren.
Neu sind die Z-Diode D1 und R1.

Jetzt muß man - da man ja die genaue Charakteristik des alten Schalters nicht kennt, und daher schlecht berechnen kann spielen. Vielleicht mal D1 als Startwert irgendwas von 5.6V bis 10V. R1 vielleicht für den Anfang mal auf 10 - 47k. Er soll den vermutlich auch vorhandenen ohmschen Anteil vom Leckstrom im Schalter ableiten.

Jetzt muß man dann noch mit R903 und R901 spielen ....
Des weitern muß dann noch R957 vergrößert werden, weil durch die Modifikation zwar die Spannung an R901 in Stellung aus wieder sehr klein ist, aber eben auch in Stellung ein kleiner als ursprünglich.
Dadurch vergrößert sich die wirksame Zeitkonstante der Einschaltverzögerung.
Wie viel er vergrößert werden muß, muß man probieren.

T957 ist eigentlich an all dem nicht beteiligt. Er entlädt nur C2 in Stellung aus, damit die Einschaltverzögerung auch bei nur sehr kurzem Ausschalten wieder (nahezu) sofort einsatzbereit ist.

Generell nochmal zur Originalschaltung: da R901 an diesem Knoten der einzige Ableitwiderstand zur Masse ist, reicht hier ein Leckstrom von 0.6V/330k = 1.8µA, dass T901 bereits anfängt zu leiten .... (das Relais zieht erst später an, weil dazu ein Basisstrom von ca. Relaisstrom/hfe nötig ist).
Ich hab auch mal Elektronik entwickelt, da hätten sie mich ausm Labor gescheucht, wenn ich sowas gemacht hätte ;-)

Gruß,
Bernhard

Gut sieht das aus. R1 soll den verfluchten Kriechstrom gegen Masse ableiten, richtig? Durch den Spannungsteiler R903, R1 fließt der Leckstrom des Schalters gegen Masse ab. Die Z-Diode sperrt. Wenn die Spannung bei geschlossenem Schalter vor der Z-Diode über die Durchbruchspannung steigt, steuert sie durch und ein Strom fließt zur Basis von T901 und steuert ihn durch. Unterhalb der Durchbruchspannung muss die Z-Diode aber komplett sperren, es darf nix lecken, R901 mit 330k kann im Vergleich zu R2 mit 47k keinen Leckstrom gegen Masse ableiten. Jeder Leckstrom würde T901 durchsteuern lassen.
Richtig?
10 Volt Zenerspannung sollte reichen, denke ich.
Auf die Nummer mit der Zenerdiode wäre ich nie gekommen...

Hallo Jörg,

ja, du hast recht, dass der Leckstrom der Z-Diode durch den 330k Widerstand fließen müßte.
Daher muß der wsl verkleinert werden.

Gruß
Bernhard

Hallo Bernhard,
daher muss der wsl verkleinert werden? Was ist wsl?
Gruß,
Jörg

Guten Abend Bernhard,

Kann ich nicht die Z-Diode in Reihe zu R902 legen? Evtl. zwischen der Z-Diode und R902 noch ein Leckstromableiterwiderstand 33k gegen Masse?
Das ließe sich evtl. auf die Platine dazwischenfrickeln (da, wo R902 sitzt)...

Gruß,
Jörg

Eine 1N4740 einbauen?

Moin Bernhard,

ich würde das so versuchen wollen:

Dazu löte ich R902 einseitig aus, in das dadurch auf der Platine frei werdende Loch setze ich die Z-Diode ein und beider Rücken verbinde ich.
Aus dem Schaltbild sieht man:
- R901 muss den Kriechstrom gegen Masse ableiten. Wenn er das nicht schafft, muss ich ihn verkleinern und dann auch den Elko für die Einschaltverzögerung anpassen. Das möchte ich möglichst verhindern.
- D999 Z-Diode, etwa 1N4740 10V soll den Kriechstrom von T901 fernhalten und sperren. Ich messe vorher mal, was da vor R902 eigentlich im Ein- und Aus-Fall für Spannungen anliegen. Abhängig davon muss ich wohl die Z-Diode wählen.
- R999 hat die Aufgabe, einen etwaigen Leckstrom durch die Z-Diode gegen Masse abzuleiten. Der muss also verglichen mit R902 hinreichend gering sein. Idealerweise brauche ich den nicht. Ich werde ihn erst mal weglassen und gucken, was passiert.
- R902 muss womöglich erhöht werden.

Etwa so:


Was meinst Du dazu?
Gruß,
Jörg

Hallo Jörg,

ich erinnere mich langsam vage daran, dass ich damals auch deshalb mit weitern Modifikationen gezögert habe - und dann eben erst mal den Schalter getauscht habe. Das Layout ist nicht sooo dafür ausgelegt, dass man die gewünschten Modifikationen so einfach machen kann ;-)

Nun, ich würde sagen, dass deine Idee gut aussieht!
R999 solltest du aber auf jeden Fall vorsehen, sonst fließt ja jeglicher Z-Dioden Leckstrom in die Basis von T901. Kann durchaus sein, dass die Schaltung dann noch wie gewünscht funktioniert. Aber der Leckstrom steuert T901 eben dann dauern so ein klein wenig an. Das könnte ihn durchaus erwärmen.
Bei 10µA Basisstrom würden geschätzt 2.5mA Kollektorstrom fließen - viel zu wenig um das Relais anzusteuern. Aber 2.5mA x 20V ergeben halt doch 50mW. Jetzt nicht dramatisch. Aber immerhin.

Gruß
Bernhard

mmmh, ok.
Wie würdest Du R999 wählen? Auch 47k? Oder etwas weniger? Oder etwas mehr? Oder auch wieder 330k?

Hallo Jörg,

ich bin leider gerade dienstlich etwas unter Wasser... Ansonsten wäre mein Weg jetzt, das ganze mal mir mal in er LTSPice Simulation anzusehen, u.a. mit den max. Leckstromwerten ausm Datenblatt für die Z-Diode.
Eine BZX8450-C10-Q (hab ich jetzt beliebig gegoogelt) von Nexperia (eine 10V Z diode) hat bei 7.5V und 25°C max. 100nA Leckstrom. Das ist sehr wenig.
Mit der Faustformel, dass in dem Fall (T901 soll sicher aus bleiben) an B-E nur max 200mV anliegen dürften. Würden für R999 sogar 2M reichen. Also nimm einfach wieder die 330k Ohm. Die beeinflussen die restliche Schaltung nur wenig.

Wohlgemerkt: letztlich muß man wsl doch etwas rumprobieren, weil man ja die Charakteristik des alten Schalters nicht genau kennt.

Gruß
Bernhard

Hallo Bernhard,

vielen Dank für den Input
Ich nehme mir das am Wochenende mal vor und messe die Spannungen. Dann bestelle ich die Teile. Den Selengleichrichter kann ich dann gleich mit tauschen.

Außerdem kracht das Lautstärkepoti im rechten Kanal ganz gewaltig, während der linke Kanal still ist. Merkwürdig ist das. Ob da wohl ein Koppelkondensator Schluss hat? Ich werde mir das mal im Schaltplan ansehen, dann kann ich die Koppelkondensatoren gleich mit bestellen.

Ich weiß noch nicht, was ich mit den Netzteil-Elkos machen soll. Mal sehen, ob die ihre Stopfen rausgedrückt haben.

Gruß,
Jörg

Verdammt!
Sowas hab ich noch nicht erlebt.

Gute Nachricht: So sehen die Netzteilelkos aus:


So sehen die Transistoren der rechten Endstufe aus:


Und so sieht die LS-Buchsenplatte aus:


😱 Wo ist das Netzrelais hin????
Kurzgeschlossen 😕
Kein Wunder, dass das Ding nicht aus geht 😡

Wo kriege ich so ein Relais her? Hat jemand eine Idee?

Hm. In einem anderen Thread wird Relais Finder 40.61.7.012.2320 vorgeschlagen. Dann werde ich das mal als erstes beschaffen.

... und was ist mit den beiden LS-Schutzrelais?

Wo ist das Netzrelais hin???? Kurzgeschlossen 😕 Kein Wunder, dass das Ding nicht aus geht

Ist da womöglich der Stby.-Trafo defekt?

Da hat einer die Plastikkappen von den LS-Relais abgerissen. Unfassbar. Und den Schrott dann als voll funktionsfähig verkauft.

Stby-Trafo... muss ich gucken. Der Verstärker funktioniert ansonsten. Die LS-Relais gehen, Vor- und Endstufe gehen auch. Nur abschalten lässt er sich nicht, weil das Schaltrelais fehlt und stattdessen eine Drahtbrücke drin ist.

jörg-525-touring (Beitrag #68) schrieb:

Da hat einer die Plastikkappen von den LS-Relais abgerissen. Unfassbar. Und den Schrott dann als voll funktionsfähig verkauft.

Deshalb habe ich gefragt. Die Kappen haben ja einen Sinn ...

Ja, klar. Da müssen dann auch neue LS-Relais rein.

Da hat einer die Plastikkappen abgerissen.

Iwo, die waren ab Werk so nackt, damit sie nach der Garantie zu Problemen führen und man somit ein neues Gerät kaufen soll ...

Natürlich nicht und ja, da war ein Pfuscher am Werk und an den Relais wird er auch schon Hand angelegt haben.

Und den Schrott dann als voll funktionsfähig verkauft.

Ja ...
Ich bin da auch schon 2x drauf reingefallen ... du bist also nicht allein.

Nur abschalten lässt er sich nicht, weil das Schaltrelais fehlt und stattdessen eine Drahtbrücke drin ist.

Evtl. lag es nur an einem defekten Relais, aber die Kontakte der Netzrelais brennen eher selten so weit ab, dass das Gerät sich nicht mehr einschalten lässt. Die hohe Netzspannung bringt da eigentlich "durchschlagende" Argumente mit, sodass sich die Relaiskontakte wieder freibrennen. Ich vermute halt einen defekten Stby.-Trafo, denn der ist für die Spannungsversorgung des Netzrelais zuständig.
Aber wie gesagt, ist nur eine Vermutung, denn das kenne ich von einigen anderen Verstärkern (Sony, Pioneer).

Ich "hacke" auf dem Thema LS-Relais auch nur herum, weil ich irgendwo gelesen habe, dass es 48 VDC-Typen sein sollen.
Zumindest solltest Du das prüfen. Da sollten dann auch Finder-Relais - aber natürlich andere Serie - passen.

Hallo zusammen,

ja genau, die LS-Relais sind 48V Versionen.
Das Original ist ein Siemens Kleinrelais E2.
V23037-A0004-A402.

Die A402 bedeuten 2 Schließer, Silber, hauchvergoldet
Die A0004 bedeuten u.a. 48V, 4.4kOhm.

Es würden auch 2 Wechsler gehen, weil man die zus. Pins einfach abzwicken kann.

Das Finder 40.52.9.048.0000 und auch das 40.61.9.048.0000 haben beide das Problem, dass die Spule nur 3.5kOhm hat.
Vermutlich geht es aber. Ich habe glaub ich damals Omron eingebaut. Ich glaube, es war ein G6RN-1-DC48, Mouser Nr 653-G6RN-1-DC48. Jedenfalls hatten die eine höherohmige Spule und passen auch auf den Footprint. Ich könnte das nochmal nachsehen. Umgekehrt kann man natürlich auch mal nachschauen, ob die Schaltung nicht auch die 3.5k vom Finder verträgt.
Ist halt immer so eine Sache. Die 48V kommen ja von einem Längsregler, und der macht mit 230V eh schon mehr Verlustleistung ...

Beim Netzrelais schließe ich mich der bereits geäußerten Vermutung an, dass nicht das Relais, sondern der Trafo defekt waren bzw. sind.

Gruß
Bernhard

Hallo zusammen,
hier nun endlich zur Relativierung der Mutmaßungen die Messergebnisse.

Für mich sieht das so aus, als wäre alles in Ordnung, nur das Relais fehlt.

Und als Relais muss da ein 24V-Typ rein, kein 12V-Typ. Verdammter Mist. Wieder das falsche bestellt. Der Finder-Tipgeber scheint entweder kein Voltmeter zu haben oder er handelt, genau wie ich, bevor er misst 😕. Bernhard hat Recht.

Oder stumpf einen 3,9k-Widerstand zum 12V-Relais in Reihe schalten? Ich will weder T901 noch das neue Relais abbrennen lassen 😕 Wenn das Relais da ist, messe ich den Spulenwiderstand aus und schalte einen passenden Widerstand in Reihe.
Hier die gemessenen Werte nochmals in schön:

Die mit aus grün gekennzeichneten Spannungen habe ich bei ausgeschaltetem Netzschalter gemessen, die mit ein rot markierten Spannungen entsprechend bei eingeschaltetem Netzschalter. Den Basisstrom habe ich anhand des 47k-Basisvorwiderstands errechnet.

Das 12V Relais ist da. Spulenwiderstand ist 300Ω.
Maximale Schaltspannung ist 19V.

Kann ich das so einbauen oder soll ich einen 330Ω Vorwiderstand einbauen?

Das 12V-Relais ist da.

Ich habe die Pins umgebogen und abgeknipst und einen 270Ω- Vorwiderstand angebracht.

Da sitzt es drin.
Und siehe da, es geht.
Die Spannung über dem angezogenen Relais mit Vorwiderstand ist 13,8V. Das sollte ok sein.
Ich bin zufrieden.
Gern hätte ich noch ein Video mit über den ST6000 ferngesteuertem Einschalten hochgeladen, aber das geht wohl nicht.
Das Kriechstromproblem scheint bei diesem hier noch nicht akut zu sein. Die Zenerdiode ist aber schon da.

Omron G2RL-2 48V Printrelais 48 V/DC 8 A 2 Wechsler
Finder 40.52.9.048.0000 Printrelais 48 V/DC 8 A 2 Wechsler

Würden diese als LS-Relais gehen?

Hallo zusammen,

du solltest auf alle Fälle mal die Spannung am Kollektor von T901 messen.
300Ohm bei 13.5V, das wären 45mA. Das hält T901 leicht aus. Allerdings sollte er dabei voll durchgeschaltet sein. Den Basisstrom hast du zu ca. 0.4mA bestimmt. Allerdings war das ja ohne Relais.
Bei einer Spannung von nur 13.5V an C909 werden daraus ca. die Hälfte.
45mA/0.2mA=225. Das wäre die Stromverstärkung, die vom Transistor benötigt wird.

Da wird er möglicherweise aus der Sättigung rauslaufen.

Klugscheißermodus ein:
Wenn man diesen Schaltungsteil dimensionieren würde, dann würde man schauen, dass der Transistor in Sättigung bleibt, er macht dann am wenigsten Verluste - und hält am längsten.
Dazu sollte man beim sog. "forced beta" nicht über 10 oder (bei manchen Transistoren möglich) 20 liegen.
Also das errechnete Beta, wenn man Ic/Ib berechnet. In den Datenblättern ist auch die Sättigungsspannung VCEsat eigentlich immer für einen dieser beiden Fälle angegeben.
Klugscheißermodus aus.... ;-)

Gruß
Bernhard

Oh Mann
Ok, ich messe da am Wochenende nochmal nach. Das Finder-Relais braucht nominal 12V, laut Datenblatt zwischen 9 und 18 Volt, um anzuziehen. Da lag ich mit 13,5V gut drin, dachte ich.
Welche Spannung soll denn am Kollektor liegen? Durch Wahl des Vorwiderstands kann ich da ja noch was drehen.
Zu den Punkten des Klugscheißermodus: Ich hab's halt weder studiert noch gelernt, sondern mach das nur Hobby-mäßig und freue mich über jeden Rat von erfahrenen echten Elektronikern

Ich habe ein 12V Relais mit 300Ω Spulenwiderstand. Vorher hatte ich in der Schaltung 24V Leerlaufspannung gemessen. Deshalb dachte ich: da gehört kein 12V Relais rein, sondern ein 24V Relais. Gibt's auch passend von Finder als 40.61.7.024.2320 oder so... aber ich hatte halt das falsche bestellt. Das 24V-Relais hat 1,2kΩ Spulenwiderstand. Ich dachte nun: wenn T901 durchschaltet, liegt am Relais ca. 24V an. Das ist zuviel für das Relais. Da das Relais 12V will und 300 Ω hat, hab ich einfach einen Spannungsteiler mit einem 270Ω Vorwiderstand in Reihe zum Relais gebildet. Von den 24V fällt dann die Hälfte über dem Widerstand ab und die andere Hälfte liegt am Relais an. Insg. ist die Last dann 570Ω. Die Hälfte von dem 24V-Relais. Der Strom durch CE wäre dann bei meiner Konstruktion doppelt so hoch wie mit dem 24V-Relais, aber halb so hoch wie ohne Vorwiderstand (wie der andere Threadersteller es gemacht hat). Leider weiß ich nicht, welche Daten das Originalrelais hat.

Ich trau mich nicht so recht, das Ding am Strom zu lassen. Der ITT-Trafo und der Selengleichrichter und der Tantalkondensator stehen dann dauernd unter Strom... vielleicht sollte ich die noch wechseln. Und die Zenerdiode könnte ich auch einbauen...

Hallo Jörg,

du hast es ganz gut beschrieben. Es fließt der doppelte Strom gegenüber dem 24V Relais. Und der halbe gegenüber "ohne Vorwiderstand".

570Ohm und schätzen wir mal 24V, das ergibt 42mA.
Das hält der BC548 leicht aus. Aber der Transistor wird ja nicht durch Strom oder Spannung allein warm, sondern durch eine Leistung. Und die ist Spannung x Strom.
Bei 42mA und sagen wir 1V (wenn er noch einigermaßen durchgeschaltet ist), das wären 42mW. Das ist auch noch ok.

Aber: wenn er bei 0.4mA Basisstrom (hatte ich vorhin mal abgeschätzt) und 42mA Kollektorstrom (was einer Stromverstärkung von ca. 100 entspricht) aus der Sättigung rausläuft, dann könnten an CE auch z.B. 3V anliegen. Und dann wären wir bei 150mW. Immer noch nicht soo schlimm, aber er wird sich deutlich erwärmen.

Man könnte natürlich sagen, der Transistor hat doch eine höhere Stromverstärkung lt. Datenblatt, aber die ist ja stark vom Arbeitspunkt (Ib, Ic und Vce) abhängig. Daher dimensioniert man halt üblicherweise so, dass bei einem Transistor, der als Schalter verwendet wird (wie hier), man nur eine Stromverstärkung von max. 20 verwendet. Damit erreicht man, dass er sicher in der Sättigung bleibt, und dann eine kleine Vce hat, wenn er eingeschaltet ist.
Da wir jetzt aber nicht alles ändern wollen, wäre eben mein Ratschlag, Vce mal zu messen.

Bezüglich am Netz lassen: nun, der Trafo ist original. Das ist gut. Gefahr geht evtl. noch von dem Selen-Gleichrichter aus. Ansonsten besteht Gefahr dann, wenn du irgendwas nicht gescheit gemacht hast. Das kann ich natürlich jetzt nicht beurteilen. Z.b. Platine nicht gescheit befestigt, irgendwo nach Lötarbeiten zu wenig Abstand von Drähten zu Metallteilen, netzspannungsführende Leitungen nicht "gesichert" angelötet (also so, dass sie auch an Ort und Stelle bleiben würden, wenn die Lötstelle verschwinden würde). Isolierschläuche vergessen wieder zu verwenden, Isolator-Folien entfernt.
Nur ein paar Beispiele.

Gruß
Bernhard

Hallo Bernhard,

hier sind die Messergebnisse:


Der Transistor mach Stromverstärkung von ca. 100. Basisstrom ist ca. 225µA, Kollektorstrom ist ca. 24mA. Uce ist aber nur 149,5mV.

Im ausgeschalteten Zustand ist die Leerlaufspannung 24V. Im eingeschalteten Zustand liegen nur noch 13,85V an und davon fallen offenbar 13,7V über der Kombination aus Relais und Vorwiderstand ab. Der Transistor setzt also offenbar 3,5 mW um. Das sollte der aushalten, ohne abzubrennen, oder?

Guck mal nach, ob ich richtig gerechnet habe. Urel, Ib und Ic habe ich berechnet, den Rest gemessen. Den Widerstand von dem an 6C angeschlossenen Temperaturfühler habe ich ignoriert. R998 wäre wohl gar nicht nötig gewesen und das 12V-Relais scheint richtig zu sein.

Oder?

Gruß,
Jörg

Hallo Jörg,

nun, ob jetzt die 0.1495mV haargenau stimmen oder nicht, und die daraus errechnete Leistung.
Ich glaube, man kann eindeutig sagen, dass der T901 sauber in der Sättigung ist (also "vollständig durchgeschaltet"). Also alles bestens!

Wir haben also jetzt durch das neue Relais den Strom Ic an T901 erhöht, und überprüft, ob das nach wie vor ok ist für ihn :-)

Gruß
Bernhard

Ich hab in dem Standbynetzteil jetzt noch die Tantalperle und den Selengleichrichter rausgebaut.

Da sind sie.

Dann hab ich die kappenlosen Relais ausgebaut und Ersatz von Ebay beschafft. Es sind 48V Typen von Omron.

Da ist das reparierte Standby-Netzteil nun mit neuen Relais, Kondensator und Rundgleichrichter statt Selengleichrichter.
Jetzt kann der dauerhaft am Netz bleiben.

Alles wieder zusammengebaut und Platte angehört.
Alles gut.
Nichts ploppt mehr, alle Regler gehen.
Jetzt brauche ich noch schönere Drehknöpfe und ein paar pasdende Schrauben.

Diese Relais hab ich genommen.

Gerade hatte ich wieder eine Grundig A 5000 Stereoendstufe mit dem Netzschalter-Kriechstromproblem zum "in Ordnung bringen" bekommen. Dabei habe ich erstmals den Widerstand zwischen den Schalterpins, die die Hilfsspannung vom Hilfstrafo für das Netzrelais schalten, in Abhängigkeit der Mess-Spannung messen können.

Zunachst beim Referenzschalter desselben Bautyps (Lautsprecherschalter im A 5000):
Kontakte nicht geschaltet: Widerstand > 200 MegOhm unabhängig von der Prüfspannung (Messbereich 20 V bis 200 V)

Dann bei Netzschalter des A 5000 mit dem "Kriechstromproblem":
Kontakte nicht geschaltet: Widerstand in Abhängigkeit von der Prüfspannung (Messbereich 20 V bis 200 V) siehe Grafik.
Der Kriechstrom existiert NUR zwischen den PINs der Schaltkontakte der Hilfsspannung. Zwischen allen anderen Schalterpins ist der Widerstand von der Prüfspannung unabhängig > 200 MegOhm.



Das Verhalten folgt nicht dem Ohm'schen Gesetz, nach dem der Widerstand von der anliegenden Spannung unabhängig sein müsste. Er nimmt mit steigender Spannung schnell ab.

Bei der ständig anliegenden Hilfsspannung von ca. 20 V beträgt der Widerstand demnach ca. 20 MegOhm. Die meisten Multimeter werden diesen Widerstand also nicht mehr messen können (zeigen "unendlich", 0L oder "1" an), zumal deren Mess-Spannung gering ist. 20 MegOhm bei ca. 20 V reichen aber offensichtlich aus, damit der Schaltttransistor für das Netzrelais bereits durchschaltet.

Die Messung wurde bei einem Schalter gemacht, der gerade erstmals den Kriechstromdefekt zeigte. Besteht der Defekt bereits seit längerem, ist davon auszugehen, dass der Widerstand weiter gefallen ist und unterhalb der von mir gemessenen Widerstands-Spannungskurve liegt.

Gruß
Reinhard

Hast Du den Schalter getauscht?

Natürlich.

Reinhard

Zum Kriechstromfehler des Netzschalters liefert eine Simulation (LTSpice) mit Schalttransistormodell BC549C (oder auch BC550C) noch etwas Einblick.

Eingestellte Werte (für Schalter-Isolationswiderstand > 200 Megaohm):
Leerlaufspannung des Hilfsnetzteils am Netzschalter 24 V DC (ausgeschaltet)
Lastspannung des Hilfsnetzteils am Netzschalter 13 V DC (eingeschaltet)

Dabei angenommen, das Netzrelais hat einen DC-Widerstand von 275 Ohm und zieht ab einem Spulenstrom von 10 mA schon an (ist also recht empfindlich). Dabei beträgt der Basisstrom des Schaltttransistors nur 15 µA.
Dieser "on"-Spulenstrom von 10 mA wird bereits bei/unterhalb eines Schalter-Isolationswiderstands von 1,5 MegOhm erreicht, bzw. überschritten.

Wenn der Schalter eingeschaltet ist, beträgt der Relais-Spulenstrom 57 mA und der Basisstrom des Schalttransistors ist nach Simulation 260 µA. Stimmt mit dem von Jörg gemessenen Wert überein.

Der am Schalter (oben) bei 24 V gemessene Isolationswiderstand war ca. 18 Megaohm. Das sollte lt. Simulation noch kein Schalten des Relais bewirken, da damit der Spulenstrom damit nur ca. 1,3 mA beträgt. Es muss deshalb noch ein weiterer Einfluß wirksam werden, der den Isolationswiderstand weiter unter den beim ausgebauten Schalter gemessenen Wert drückt. Mglw. ist das die Dauer, die das Hilfsnetzteil (und damit auch die Schalterkontakte) an Spannung liegt/liegen oder die Temperatur oder Luftfeuchtigkeit.

Schaltvorgang "ordentlich" (Netzschalter mit >200 MegOhm Isolationswiderstand bei 24 V zwischen den Schaltkontakten):



Schaltvorgang mit Kriechstrom-Netzschalter (1 MegOhm Isolationswiderstand bei 24 V zwischen den Schaltkontakten):





Schaltungsvariante mit zusätzlicher Zenerdiode und Spannungsteiler-Widerstand an der Basis des Schaltttransistors von Jörg und Bernhard (oben):



Eine entsprechende Betrachtung der Schaltungsvariante, die Jörg und Bernhard angedacht haben, bei der aber u.a. die Bemessung des Widerstands R999 noch offen war, ergibt dies:

Mit R999 = 15 kOhm ist die Schaltung bis zu einem Isolationswiderstand von nur 100 kOhm "immun" gegen den Kriechstrom und funktioniert auch dann noch einwandfrei.

Dabei beträgt der Relais-Spulenstrom mit einem Schalter ohne Kriechstrom ca. 38 mA, die an der Spule anliegende Spannung ist 10,5 V. Am Schalter liegen unter Last 14 V und der Schalttransistor-Basisstrom ist im eingeschalteten Zustand 77 µA. Damit ist also einwandfreie Funktion mit einem Schalter ohne Isolationsfehler gegeben.

Im Fall eines Schalters mit sehr heftigem Isolationsfehler von 100 kOhm (bei 24V an den Schaltkontakten im ausgeschalteten Zustand) ergibt sich bei einer Spannung von 24 V DC vom Hilfsnetzteil (ausgeschaltet) und 13 V (eingeschaltet) mit der gezeigten Schaltungsänderung mit 10V Zenerdiode und R999 = 15 kOhm, wenn der Netzschalter ausgeschaltet ist:

Schalt-Transistor-Basisstrom: 7-8 µA (Transistor und Relais schalten noch nicht)
Spannung an den Netzschalterkontakten: 11 V DC
Spannung über der Relais-Spule: ca. 1,8 V (Relais schaltet noch nicht)
Spulenstrom durch Relais-Spule: 6 mA (Relais schaltet noch nicht)

Die angedachte Schaltungsvariante sollte also für die Netzschalterfunktion einwandfrei funktionieren, wenn R999 = 15 kOhm bei einer 10V Zenerdiode gewählt wird.

Ob sie auch noch die Bedingungen erfüllt, die die Lautsprecher-Schutzschaltung stellt, ist eine andere Frage, die es noch zu untersuchen gilt.

Reinhard

Hallo Reinhard,

sehr interessante Ausführungen!

Zu der Messung des ausgebauten Schalters, ich hab mal bisserl theoretisiert, was den offenbar zu hohen Isolationswiderstand auslösen könnte. Ich könnte mir zum einen Vorstellen, dass bei dem leitenden Pfad im Pertinax auch eingelagertes Wasser beteiligt ist. Davon könnte ein Teil beim Auslöten sich verflüchtigt haben.
Hast du denn bei der Messung bei niedriger Spannung begonnen, oder einmal auch - vor Aufnehmen der Widerstandskurve - eine hohe Spannung angelegt? Evtl. würde eine Spannung von z.B. 200V mit dem leitenden Pfad etwas "machen".
War die Polung der Spannung am Schalter identisch zu der im Gerät?
Ich weiß von Papierkondensatoren in alten Radios, dass diese - wenn sie durch Feuchtigkeit gealtert sind - am Messgerät bei DC-Messung ein unsymmetrisches (also polarisiertes) Verhalten zeigen. Das passiert aber nur bei Kondensatoren, die im Gerät bei Betrieb immer an Spannung lagen.

Gruß
Bernhard

Hallo Bernhard,

schön, dass Du mitliest und weiter dranbleibst!

So wie ich mich erinnere, hatte ich als erstes 100 V an die Kontakte angelegt und bin erst danach auf 20 V heruntergegangen und von da aus bis 200 V hoch. Danach habe ich willkürlich Spannungen von 20V bis 200 V "random" ausgewählt, um mich zu vergewissern, dass die gemessenen Widerstände reproduzierbar sind. Das waren sie. Hätte ich vorher Deine Überlegung schon gekannt, hätte ich es anders gemacht.

Auf die Polung habe ich bei der Widerstandsmessung nicht geachtet. Ist also durchaus möglich, dass ich verpolt gemessen habe. Aus der Erinnerung kann ich das nicht mehr rekonstruieren.


Noch zu dem Schaltungsvorschlag mit Zenerdiode und Basis-Spannungsteiler:
Ich finde damit in der Simulation abweichendes Verhalten der daranhängenden Schutzschaltung/Einschaltverzögerung. Irgendwo ist meist noch ein Haken. Da werde ich noch etwas weiterschauen.

Gruß
Reinhard

Ergebnis der vollständigen Schaltungsuntersuchung:

Ich schrieb bereits, dass zwar das Ein-/Ausschaltproblem aufgrund des Kriechstroms im Netzschalter mit der Zenerdiode und dem Spannungsteiler an der Basis des Schaltttransistors gelöst werden kann. Allerdings funktioniert die Lautsprecher-Relais (Schutz-)Schaltung damit nicht mehr. Die Lautsprecher-Relais werden mit der vorgeschlagenen Schaltungsänderung nicht mehr sicher freigegeben.

Man kann mit viel Mühe Kombinationen von Zenerspannung und R999 finden, für die, die Lautsprecher-Relais gerade noch schalten. Bei einer Veränderung des Isolationswiderstands des Netzschalters aber nicht mehr...oder der Netzschalter leidet dann wieder unter dem Makel, dass er nicht mehr ausschaltet. Eine in einem praktisch ausreichend weiten Intervall zuverlässig arbeitende Kombination von Werten für Zenerspannung und Spannungsteiler-Widerstand konnte ich nicht finden.

Die Idee hinter der Zenerdiode mit dem Spannungsteiler an der Basis des Netzrelais-Schalttransistors war ja, den Basisstrom auf gerade das nötige Mass (=Schwelle) zu begrenzen, der für das Schalten des Netzrelais nötig ist, so dass der Effekt des Schalter-Kriechstroms unterhalb dieser Schwelle ohne Auswirkung bleibt. Allerdings benötigt die vom Schalttransistor abgezweigte Schaltlogik der Lautsprecher-Relais (Lautsprecher-Einschaltverzögerung) eine bestimmte Spannung am Kollektor des Schalttransistors, die dann nicht mehr unter allen Bedingungen erreicht wird. Folge: Die Lautsprecher-Relais schalten nicht mehr durch.

Die Schaltung mit Zenerdiode und Spannungsteiler-Widerstand R999, wie sie vorgeschlagen wurde, ist mit der Lautsprecher-Relais-(Schutz-)Schaltung leider nicht kompatibel.

Mit 10V-Zenerdiode schalten die LS-Relais nicht mehr. Bei Verkleinerung der Zenerspannung komme ich in einen Bereich, in dem es gerade funktioniert, aber nicht zuverlässig, da man ja mit schwankendem und sich zeitlich weiter verkleinerndem Isolationswiderstand rechnen muss.


Hier in der Simulation vier Beispiele zur Veranschaulichung:

Zunächst für die Grundig Originalschaltung und einwandfreien Netzschalter ohne Kriechstrom. Sowohl das Netzrelais als auch das Lautsprecherrelais schalten einwandfrei. Die Verzögerungszeit des Lautsprecherrelais nach dem Einschalten ist 3,5 s. Sie verlängert sich etwas, wenn das Kriechstromproblem vorliegt.

So sollte es sein (= Referenz):




Und nun drei Fälle mit Netzschalter Kriechstrom und der Zenerdioden/Basis-Spannungsteiler-Schaltung:

1. Fall mit Zenerdioden-Basis-Spannungsteiler
Zenerdiode 3,3 V
R999 = 22 kOhm
Isolationsfehler der Netzschalter-Kontakte mit 1 MegOhm Isolationswiderstand.
Lautsprecher-Relais schaltet nach 4,5 s Einschaltverzögerung, Netzrelais schaltet erst beim Einschalten durch und lässt sich auch abschalten.

Bei 1 MegOhm Isolationsfehler funktioniert die Schaltung noch.





2. Fall mit Zenerdioden-Basis-Spannungsteiler
Zenerdiode 3,3 V
R999 = 22 kOhm
Isolationsfehler der Netzschalter-Kontakte mit 200 kOhm Isolationswiderstand.
Lautsprecher-Relais schaltet nach 4,5 s Einschaltverzögerung, aber Netzrelais schaltet bereits beim Stecken des Netzsteckers durch und lässt sich nicht mehr abschalten.

Bei 200 kOhm Isolationsfehler funktioniert die Schaltung nicht mehr (Netzrelais schaltet selbsttätig ein und lässt sich nicht ausschalten), aber die LS-Relais schalten noch ein.




3. Fall mit Zenerdioden-Basis-Spannungsteiler
Zenerdiode 3,3 V
R999 = 15 kOhm
Isolationsfehler der Netzschalter-Kontakte mit 200 kOhm Isolationswiderstand.
Lautsprecher-Relais schaltet nach 4,5 s Einschaltverzögerung NICHT. Netzrelais schaltet beim Stecken des Netzsteckers gerade noch nicht und lässt sich gerade noch abschalten (< Schaltstrom 10 mA).

Bei 200 kOhm Isolationsfehler funktioniert die Schaltung nicht mehr zuverlässig, zwar schaltet das Netzrelais gerade nicht mehr selbsttätig, aber die LS-Relais schalten nicht mehr ein.




Damit bleibt es leider dabei:
Die bisher einzige nachhaltige Behebung des Kriechstromproblems besteht im Wechseln des Netzschalters (z.B. im Tausch mit einem der baugleichen LS-Schalter oder Monitorschalter bzw. Subsonicschalter).


Reinhard

Noch eine Anmerkung.

Bei Leitern, deren Kennlinie I = f (U) nicht das Ohmsche Gesetz I ~ U erfüllen, macht die Angabe eines Widerstands R = U/I streng genommen keinen Sinn; stattdessen gibt man die Kennlinie I = f(U) an.

Das sei für den leckstrombehafteten Netzschalter nachgeholt (umgerechnet):




Wie schon geschrieben, war dies die Messung am ausgelöteten Schalter und im eingelöteten Zustand sollte der Kriechstrom deutlich grösser gewesen sein. Bernhard hatte oben dazu einige Gedanken. Weitere Untersuchungen bedingen, dass ich wieder an ein Exemplar mit diesem Fehler komme

Reinhard

Jetzt habe ich noch gesehen, dass Bernhard ja eine etwas andere Schaltung vorgeschlagen hatte, bei der die Zenerdiode D1 und der Spannungsteiler-Widerstand R1 schon unmittelbar hinter dem Netzschalter und noch vor dem 330k Widerstand folgen.



Auch diese Variante habe ich mit LTSpice durchgespielt. Sie ist noch anspruchsvoller, was die Auswahl der passenden Zenerdiode D1 und des Widerstands R1 betrifft. Aber auch hier läuft es auf Zenerspannungen im Bereich von 3,3 V bis ca. 3,9 V hinaus, mit R1 im Bereich von 15 kOhm bis ca. 27 kOhm.

In der Simulation gut arbeitend (mit 200 kOhm Netzschalter Isolationswiderstand Testbedingung) habe ich bei Bernhards Schaltung als optimal gefunden:
D1 = 3,6 V Zener
R1 = 18 kOhm
R957 = 560 kOhm
R971 = 2,2 MegOhm

Damit gibt es in der Simulation ein sehr brauchbares Arbeitsfenster:
Der Netzrelais-Spulenstrom ist damit (Netzschalter ausgeschaltet) weit entfernt vom "Selbst-Einschalten".
Beim Schalten des Netzschalters geht der Basisstrom des Schalttransistors von 0 µA auf 140 µA, also sicheres Einschalten
Die Lautsprecher-Relais schalten nach ca. 3,5 s Verzögerungszeit, Idealwert, wie beim Original.






Das könnte man so praktisch erproben.


Reinhard

oldiefan1 (Beitrag #94) schrieb:

...Allerdings benötigt die vom Schalttransistor abgezweigte Schaltlogik der Lautsprecher-Relais (Lautsprecher-Einschaltverzögerung) eine bestimmte Spannung am Kollektor des Schalttransistors, die dann nicht mehr unter allen Bedingungen erreicht wird. Folge: Die Lautsprecher-Relais schalten nicht mehr durch.

Gäbe es denn eine Möglichkeit, die Einschaltverzögerung so anzupassen, dass sie wieder funktioniert (bei 10V Zenerdiode)?

Die Frage stellt sich mir nicht, da es ja eine bewährte und (für weitere 25-30 Jahre) nachhaltige Lösung des Problems mit dem Schalter-Kreuztausch gibt, ohne dass irgendwelche Nachteile oder Einschränkungen dadurch entstehen.

Und es gibt ja insgesamt drei Ersatz-Tausch-Schalter derselben Bauart im Gerät, die isolationsmässig im Neuzustand (>200 MegOhm selbst bei 200 V) sind und bleiben werden - solange nicht vom Hilfsnetzteil dauerspannungs-beaufschlagt-, die man für den Tausch nutzen kann. Jeder ist gut für 25-30 Jahre, also insgesamt 75-90 Jahre.

Ein unter verschlechtertem Isolationswiderstand leidender Netzschalter ist als Lautsprecherschalter oder z.B. auch Subsonicschalter immer noch ohne Einschränkung einsatzfähig. Ein "Ersatzteilproblem" gibt es also nicht.


Welchen Grund gibt es, dass es denn eine 10V Zenerdiode sein muss, die - ich schrieb es doch schon - hier ungeeignet ist?
Geeignete Zenerdioden für die Modifikation (wenn sie denn trotz fehlender Notwendigkeit unbedingt sein soll), sind vor allem im Zenerspannungs-Bereich 3,3 V bis 3,9 V. Dafür kann man die Schaltung mit Änderung von zwei Widerständen anpassen, selbst für z.B. den BCX384C3V3 Typ und andere.

Tatsächlich habe ich mit 3,6V Zenerdiode eine Anpassung der Variante von Bernhard gefunden, die ganz gut aussieht und im obigen Beitrag noch nachträglich mit der gesamten Schaltung (V 5000) eingefügt. Sie arbeitet in der Simulation gut. Müsste aber noch im praktischen Versuch getestet werden.

Dementsprechend muss ich zurücknehmen, dass ich keine Schaltung dieses Typs gefunden habe, die mit ausreichend weitem Fenster arbeitet. Die zuletzt gezeigte arbeitet in der Simulation überraschend gut - trotz in der Simulation angenommenem Schalter-Kriechstromwiderstand von nur 200 kOhm.


Reinhard

Ich bin beratungsresistent und für mich ist eine Lösung durch Tausch der Schalter nicht akzeptabel, solange der Ersatzschalter das Problem nicht dauerhaft löst. Ich werde also ganz sicher nicht den Nerzschalter durch einen der anderen Schalter tauschen, erst recht nicht gegen den Subsonicschalter, den ich nicht finde.

Reinhards Lösungsvorschlag als Modifikation von Bernhards Lösungsvorschlag, bei dem 3,3V-Zenerdiode und Spannungsteilerwiderstand noch vor R901 und C907 eingebaut und R971 und R957 angepasst werden, find ich sehr gut, da er verspricht, das Problem nachhaltig zu lösen.

Ich werde dies praktisch erproben, jedoch erst nach Abschluss des Aktivlautsprecherprojekts, da mein V5000 aktuell das Kriechstromproblem noch nicht zeigt.

Vielen Dank an Reinhard für das ausprobieren der Anpassung der Einschaltverzögerung in Verbindung mit Bernhards Schaltungsvorschlag, auf genau so eine Lösung hatte ich gehofft.

Den Subsonicschalter findet man übrigens beim A 5000, der dieses Schalterproblem mit dem V 5000 und XV 5000 teilt.

So eine Schaltungsänderung macht Sinn, wenn auch der Schalter getauscht wird. Dann startet man sozugagen "im Neuzustand" und kann davon ausgehen, dass die langsame Ausbildung der Kriechstromstrecke einen Puffer von 25-30 Jahre bietet und danach die Schaltungsänderung vielleicht nochmal 10 Jahre zusätzlich, aber niemand weiss heute, wie lange.

Auf den Netzschaltertausch ganz zu verzichten, und einzig nur die Schaltungsänderung zu machen, wie von Jörg beabsichtigt, ist hinsichtlich einer auf Dauer angelegten Lösung eine ungewissere Sache. Es gibt damit noch keine Erfahrung, geschweige denn Langzeiterfahrung.

Ich kann nur guten Rat geben, gegen sture Beratungsresistenz bin ich machtlos.



Noch zur Schaltung:
Sie ist etwas wählerisch, was die Kennlinie des Schalttransistors T901 und der Zenerdiode angeht, was sich dadurch zeigt, dass evtl. die LS-Relais nicht freigegeben werden, wenn es nicht perfekt "passt".

Wenn man noch den Basiswiderstand R902 von 47 kOhm auf 22 kOhm und R903 von 10 kOhm auf 4,7 kOhm ändert, wird die Schaltung toleranter.

Sieht damit dann so aus (Schaltung V 5000 mit 48V LS-Relais; Achtung, beim A 5000 sind es 24 V LS-Relais und 24V LS-Zenerstabilisierung):




In Summe also diese Änderungen:

R902 von 47k auf 22k ändern
R903 von 10k auf 4,7k ändern
R957 von 1M auf 560k ändern
R971 von 1M auf 2,2M ändern
R1 = 18k hinzufügen
D1 = 3,6V Zener (oder 5,1V oder 5,6 V Zener) hinzufügen


Wie Bernhard schon schrieb, ist die Einfügung der Zenerdiode nicht komfortabel/einfach machbar, da man dafür eine enge Leiterbahn auftrennen muss. Man könnte eine SMD-Zenerdiode nehmen. R1 ist etwas einfacher unterzubringen.

Bernhard hat mich darauf aufmerksam gemacht, dass Zenerdioden ab 5,1 V Zenerspannung bevorzugt sind, weil ihre Kennlinie steiler ist (und dann vermutlich auch weniger individuell streut). Mit den zuletzt genannten Anpassungen kann statt der 3,6 V Zenerdiode auch eine 5,1 V oder 5,6 V Zenerdiode verwendet werden. Die LS-Relais-Verzögerungszeit wird dadurch nur um ca. 1 - 1,5 s länger.


Reinhard