CV1700: Aufschwingen der Endstufen bei ausgangsseitigem Kurzschluss

  • Auf meinem Tisch steht grade das neu aufgesetzte Gerippe eines CV1700, nur bestückt mit Trafo, der 46 Volt Aufbereitung, der Endstufenplatine und den Kühlkörpern der Endstufentransistoren.


    Bevor ich diesen weiter zusammen setzte, wollte ich die Endstufe testen - Dauertest unter Last, Überlast-Test (2 Ohm, 1 Ohm) und Kurzschluss.


    Alles machte einen recht guten Eindruck - nur einen Kurzschluss des Ausganges mag der Verstärker nicht. Sobald ich den Ausgang kurz schließe, höre ich vom Trafo ein pulsierendes 50 Herz-Brummen, mit einer Wobble-Frequenz von ca. 1,5 Herz, das nach ca. 5 Sekunden sein Maximum erreicht. Mein Leistungsmesser in der Steckdose sagt etwa 100 Watt (Leerlauf: 10 Watt) - aber das ist ein Schätzeisen.


    Kennt jemand dieses Verhalten? Ein Kurzschluss ist nun nicht der normale Anwendungsfall - aber sollte ich mir Sorgen machen oder das Verhalten ignorieren?


    Weitere Details:

    • es tritt auf beiden Kanälen auf
    • die Eingänge der Endstufe kann man offen lassen oder kurz schließen - das Verhalten ist unverändert
    • der im Forum beschriebene NTC-Umbau wurde getätigt
    • der im Forum beschriebene 150uF Elko zwischen den Basen der Treiber-T's wurde eingebaut
    • als Endstufen T's sind MJ15003/4G verbaut
    • als Treiber BDX54/3C verbaut
    • alle Elkos und Kleinleistungs-T's sind neu
    • Offset und Ruhestrom sind abgeglichen
    • die Verstärkung der negativen und positiven Halbwelle ist nicht genau gleich
    • das Abschneiden der Halbwellen durch die Strombegrenzung ist nicht symmetrisch (Asymmetrie der beiden auf linkem Kanal ca 30 %, auf rechtem ca. 10 %)

    Vielen Dank für Eure Mühe im Voraus!

  • Hallo Ray,


    testest du den Kurzschlußfall mit anliegendem Eingangssignal?


    Wenn nicht, dann schwingt die Endstufe ggf. hochfrequent. Wenn die Signale


    Unsymmetrische Begrenzung: Was sind 10% oder 30%? Wovon? Wie auch immer, die Strombegrenzung ist der letzte Schutz gegen Abbrand der Transistoren und nicht besonders präzise. Wenn die Pegel unterschiedlich sind, kann dies an den Toleranzen der Strombegrenzungsschaltung selber liegen.
    Referenzwerte für die Strombegrenzung sind die BE-Spannugen von T1304 und -05. Das es sich hier um PNP undf NPN-Transistoren handelt, liegt hier die erste Unsymmetrie. Dazu kommen die Toleranzen der beteiligten Widerstände und ggf. ein instabiles Verhalten der Endstufe.


    Zivi hatte seinerzeit immerhin ein "Krachen" im Überlastfall festgestellt. Dies deutet auf ein unsauberes Verhalten der Endstufe hin.


    Wie schon gesagt: Die Begrenzungsschaltung ist der letzte Anker gegen Abbrand und mehr nicht.


    Gruß
    Norbert

  • hi Ray,

    aber sollte ich mir Sorgen machen oder das Verhalten ignorieren?

    die Schutzschaltung gegen Kurzschluss funktioniert doch nur, wenn ein Strom über die Emitterwiderstände fließt, der an diesen Widerständen eine Spannung von ca. 0,7 Volt abfallen läßt. Wenn also das Verhalten ohne Signal auftritt fließt kein Strom, nur der Ruhestrom. Also kann eigentlich nur die Symmetrie am Ausgang nicht in Ordnung sein, die ja 0Volt gegen Masse haben soll. Oder es sind unterschiedliche hohe Ripple auf der plus/minus Versorgungsspannung, die dann in der Schaltung zum Aufschwingen führen. Das bedeutet aber, dass die Elkos unterschiedliche Kapazitäten haben, die die Symmetrie verbiegen. Ich habe das ehrlich gesagt noch nie getestet, aber wenn die elektrischen Werte OK sind dürfte da eigentlich nichts passieren. Hast du das mal mit einem Oszi angesehen? Die Toleranzunterschiede hat Briegel ja auch schon ins Spiel gebracht.

    Viele Grüße
    HaJo


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  • Hallo Norbert, Hallo HaJoSto,


    denn Kurzschlussfall wollte ich nach SM mit Signal machen, habe aber erstmal ohne Signal - einmal mit offenen und einmal mit gegen Masse geschlossenen Eingängen - getestet. Grade habe ich es noch mit Signal probiert. In allen Fällen schwingt sich der Verstärker auf. Mit einem Oszi war ich im Kurzschlussfall noch nicht dran. Ich wollte erst hier fragen, bevor ich hier weiter mache.


    Was sind 10% oder 30%?
    Damit meinte ich den Unterschied der Amplitude der abgeschnittenen Halbwellen im positiven und negativen Bereich. Mir war schon bewußt, dass diese erst eine Rolle spielen, wenn sich der Verstärker bereits aufgeschwungen hat. Die BulletList habe ich nur geschrieben, um gleich möglichst viele Faktoren unverklausuliert unter zu bringen.


    Den Nullpunkt hatte ich gegen 0 eingestellt. Schwankt leicht auf meinem Multimeter, sollte aber unter 1 mV liegen.


    Ripple kann ich noch nicht sagen - noch habe ich nicht viel mit dem Oszi gemacht. Aber ich kann schon sagen, dass die Kapazität der beiden 10.000er unterschiedlich ist, gute 5 % weichen sie voneinander ab (der bessere hatte gute 11500 uF). Ich habe die Elkos nicht getauscht. Gemessen habe ich Kapazität, Leckstrom bei 60 Volt Gleichspannung und wie lange sich die Ladung hält (in 2 Tagen von 46 auf 37 Volt bei Leckstrom des Gleichrichters).


    Was denkt ihr: kann man die Elkos drin lassen?


    Achso, ich habe bei der Endstufe nichts gepaart ausgemessen. Die Transistoren sind aus der Tüte in den Verstärker gewandert. Ich hatte schlicht nicht dran gedacht. Ist das überhaupt OK, die Endstufe mit nicht-gepaarten Transistoren zu bestücken?



    Danke erstmal und ich schreibe die Tage, was man auf dem Oszi sieht.

  • Hallo Ray,

    Den Nullpunkt hatte ich gegen 0 eingestellt. Schwankt leicht auf meinem Multimeter, sollte aber unter 1 mV liegen.

    welchen Massepunkt hast du dabei gewählt?
    Ändert sich der Ruhestrom im Kurzschlussfall?

    Was denkt ihr: kann man die Elkos drin lassen?

    Ich denke ja. 5% Unterschied dürfte ein guter Wert sein.

    Viele Grüße
    HaJo


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  • Hallo HaJo,


    Massepunkt war der Pin, an dem das Audiosignal eingespeist wird. Ich habe mir keine großen Gedanken gemacht, da der Ausgang beim Abgleich offen ist. Verschiedene Punkte haben jetzt alle das selbe Ergebnis gebracht.


    Von Ruhestrom kann man nicht mehr sprechen: der Trafo surrt und das Gerät fängt an Leistung aufzunehmen.


    Ich habe den Oszi über die 50 cm Kupferdraht, mit dem ich den Ausgang kurz schließe, gehangen. Es entsteht eine sinusähnliche Spannung von 1,2 Hz, die sich in wenigen Sekunden aufschwingt und dann mit konstanter Amplitude schwingt. Dann habe ich einen Widerstand von 0,1 Ohm dazwischen gehangen, um ein Gefühl für den Strom zu bekommen: locker 15 A. Ich konnte keine HF feststellen, die die 1,2 Hz überlagern.


    Die +/- 46 Volt haben im Leerlauf einen kleinen 100 Hz Sägezahn vom Laden der Kondensatoren mit einer Amplitude von guten 100 mV.


    Aus Neugierde wollte ich mir das 50 Hz Brummen an 4 Ohm angegucken, wenn ich den Eingang berühre. Irgendwie kam aber gar nicht der erwartete 50 Hz Sinus an - sondern eine recht hohe, variable Frequenz zwischen 15 und 100 KHz (15 K bei offenem Eingang, 100 K wenn ich den Eingang mit 1 KOhm gegen Masse gelegt habe). Das kann man nun sicher nicht als Messung bezeichnen - aber ich wollte es aufschreiben...


    Mehr habe ich erstmal nicht gemacht.


    Viele Grüße und Dank!

  • locker 15 A.


    Das kann ich nicht glauben, weil bei 15A und Kurzschluß ein Transistor für mindestens 100ms 600W Verlustleistung wegstecken muß (15A x40V) und das wird er nicht überleben.
    Siehe angehängtes SOA-Diagramm zur maximalen Verlustleistung. Quelle: ON Semmiconductor Datenblat MJ15003
    Irgend etwas ist in deiner Messung fehlerhaft...

  • Hallo,


    daß der Verstärker bei einem niederohmigen Kurzschluß schwingt, halte ich erst mal für nichts besonderes. Auch ohne Signal.


    Grund:


    Wird der Ausgang kurzgeschlossen, wird die Rückkopplung unterbrochen. Die Schaltung lebt davon, daß Unsymmetrien der gesamen Verstärkerkette durch die Rückkopplung ausgeregelt werden. Bereits kleinste Änderungen (Betriebsspannung, Temperatur, Rauschen...) können bewirken, daß auf Grund der fehlenden Rückkopplung der Verstärker auf Grund der hohen Leerlaufverstärkung (wie gesagt, Rückkopplung wird quasi auf Masse gelegt durch den KS) auf "Anschlag" geht. Auch ohne Eingangssignal.


    Die Schutzschaltung begrenzt den Strom auf ca. I_max = U_BE / R38 = 0,7/0,15 A = 5 A ca. Die Schutzschaltung ist zum Glück unabhängig von der Vorstufe, die ja dann ohnehin noch stärker entgegenregelt und versucht, die gewünschte Ausgangsspannung einzustellen (trotz Kurzschluß).


    Wenn Du da irgendwie mehr als 5..7 A mißt, ist entweder die Messung falsch oder die Schutzschaltung funktioniert nicht. An den Emitterwiderständen darf bei LS-Kurzschluß nicht merklich mehr als 0,7 Volt anliegen.


    Mit Eingangssignal müßte die Tieffrequente Schwingung verschwinden und
    als Ausgangsstrom ein abgesägtes Eingangssignal (fast Rechteck) fließen,
    das auf den Kurzschlußstrom begrenzt wird.



    Gruß

    #allesdichtmachen #blaugelbnervt

  • Übrigens,


    da die Schaltung selbst ja ziemlich schnell sein muß und somit keine großen Zeitkonstanten auftauchen können, vermute ich, daß die Schwingfrequenz von R21 mit C4 festgelegt wird. 100µF * 22kOhm = 2,2s



    Gruß

    #allesdichtmachen #blaugelbnervt

  • Hallo Norbert!

    15A und Kurzschluß

    Ja, ich habe mich geirrt - und den Wert auch nur im Kopf überschlagen. Auf dem Oszi war eine Kurve - fast ein Sinus - mit Vpp=1,74 Volt. Den Widerstand habe ich jetzt vermessen und er hat 0,12 Ohm (keine 0,1 Ohm). Ich vergaß Vpp durch zwei zu teilen, über einen T fließt ja nur jeweils eine Halbwelle. So ist der Peakstrom auch "nur" 7,25 A.


    Leider kann ich die Situation nicht mehr nachstellen - ich verstehe nicht, warum. Wenn ich jetzt den Ausgang kurzschließe, schwingt der eine Kanal leicht und der Verstärker nimmt 10 Watt mehr auf, der andere Kanal schwingt gar nicht. Probiere ich es mit dem 0,12 Ohm Widerstand, schwingt keiner der Kanäle. Ich habe auch mal den Nullpunk verstellt und der Ruhestrom verstellt. Kein Schwingen.


    Aber ich möchte auch nicht weiter eure Zeit beanspruchen damit. Es ging mir nur darum, ob ich mir Sorgen machen müsste - und die Frage ist geklärt.

  • Hallo Zivi,


    Danke für deine Erklärung. Das Verhalten ist, wie du es beschrieben hast. Ich bekomme den "fast Rechteck", wenn ich ein großes Eingangssignal anlege. Als ich es vor ein paar Tagen probiert hatte, war zusätzlich das niederfrequente Schwingen vorhanden - aber das erklärt sich ja mit der fehlenden "virtuellen Masse" bei Kurzschluss.

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