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Thema: Kleine Qualitätsendstufe aus Elektor 5/97
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Thomas Scherer 1081 Beiträge Elektor-Experte	15-10-2011 00:46 Hi, ich vermute ein Zusammenkommen mehrerer Abweichungen. Im Prinzip funktioniert die Schaltung nämlich, nach den Messwerten zu schließen. IC3 kompensiert - nur nicht genug. Zunächst sind die Spannungen der beiden LEDs etwa um 15% zu hoch und dann auch noch um 4% unterschiedlich. Leider ist das relevant. Du könntest jetzt andere LEDs nehmen (keine Low-Power) oder aber schlicht R5 und R6 kompensatorisch anpassen. Bei Letzterem wäre 560Ω für R5 und R6 passend. Parallel zu R5 kommt dann eine Serienschaltung eines 2k2-Widerstands und eines 50-kΩ-Trimmpotis. Der Trimmpoti wird dann so eingesellt, dass sich erstens (ohne T17 und T18) ein Offset am Ausgang von 0V ergibt und zweitens die Spannung an Pin 6 von IC3 im Bereich von ±3V liegt. Dann wird die Serienschaltung aus 2k2 + Trimmpoti gemessen und der resultierende Widerstand als Festwert parallel zu R5 eingelötet. Fertig. Beitrag editiert von Thomas Scherer am 15-10-2011 11:44
toomuchcoffee23 49 Beiträge Seltener Benutzer	18-10-2011 22:18 Hallo zusammen, hat ein wenig gedauert bis ich alles überprüfen konnte. Inzwischen habe ich mir ein paar weitere LEDs und BC550/BC560 besorgt. BF871 und BF872 muss ich erst noch bestellen. T1 und T2 habe ich nochmal ausgelötet und die B-E Strecken mit dem Multimeter gemessen (Diodentest). Ergebnis: T1 646mV und T2 649mV. Für meine Begriffe liegt das nahe beieinander und sollte nicht die Fehlerquelle sein. D1 und D2 habe ich testweise durch andere Exemplare ersetzt (lagen beim Test mit dem Multimeter nur einige mV auseinander). Getan hat sich aber nicht viel, die Messwerte blieben nahezu gleich. An dieser Stelle mal eine Grundlagenfrage: Wie unterscheide ich messtechnisch Low-Current-LED von normalen, d.h. wenn ich eine LED aus der Bastelkiste ziehe, wie kann ich festellen ob Low-current oder nicht? Anschließend bin ich vorgegangen wie von Thomas vorgeschlagen. R5 und R6 habe ich durch 560Ω ersetzt und habe parallel zu R5 einen 2k2 Widerstand in Serie mit einer Widerstandsdekade angeklemmt (50K Spindelpoti hatte ich nicht greifbar). Die 2k2 waren offenbar etwas viel, mit 1k1 parallel zu R5 passte es dann, 0V am Ausgang und -0,8V an Pin 6 von IC3. Ein Test mit Sinusgenerator und Oszi sah gut aus, sauberer, symmetrischer Sinus am Ausgang. Also dachte ich, ich könnte jetzt die IGBTs wieder anklemmen und alles funktioniert. Tat es aber nicht, viel zu hohe Stromaufnahme, vor allem bei der negativen Spannung. Nun bin ich wieder einer der Ausgangsfragen, wie kann ich die IGBTs auf Funktion und Anschlussbelegung testen? Oder habe ich noch etwas anderes übersehen? Grüße, Klaus
scp 20 Beiträge Neuer Benutzer	19-10-2011 00:16 Hi Klaus, toomuchcoffee23hat ein wenig gedauert bis ich alles überprüfen konnte. Inzwischen habe ich mir ein paar weitere LEDs und BC550/BC560 besorgt. BF871 und BF872 muss ich erst noch bestellen. T1 und T2 habe ich nochmal ausgelötet und die B-E Strecken mit dem Multimeter gemessen (Diodentest). Ergebnis: T1 646mV und T2 649mV. Für meine Begriffe liegt das nahe beieinander und sollte nicht die Fehlerquelle sein. Sollte passen. toomuchcoffee23D1 und D2 habe ich testweise durch andere Exemplare ersetzt (lagen beim Test mit dem Multimeter nur einige mV auseinander). Getan hat sich aber nicht viel, die Messwerte blieben nahezu gleich. An dieser Stelle mal eine Grundlagenfrage: Wie unterscheide ich messtechnisch Low-Current-LED von normalen, d.h. wenn ich eine LED aus der Bastelkiste ziehe, wie kann ich festellen ob Low-current oder nicht? "Normale" 3/5mm LEDs leuchten bei ca. 15-20mA mit der nominalen Helligkeit, Low-Current bei ca. 2-4mA. Das sind grobe Werte, die auch von den Farben abhängen. toomuchcoffee23Anschließend bin ich vorgegangen wie von Thomas vorgeschlagen. R5 und R6 habe ich durch 560Ω ersetzt und habe parallel zu R5 einen 2k2 Widerstand in Serie mit einer Widerstandsdekade angeklemmt (50K Spindelpoti hatte ich nicht greifbar). Die 2k2 waren offenbar etwas viel, mit 1k1 parallel zu R5 passte es dann, 0V am Ausgang und -0,8V an Pin 6 von IC3. Ein Test mit Sinusgenerator und Oszi sah gut aus, sauberer, symmetrischer Sinus am Ausgang. Das ist ja schon mal ein schöner Teilerfolg. Größere Streuungen in den Bauteilwerten schein das Design aber jedenfalls nicht zu verzeihen. Aber was sagen die Spannungen an R32/R36 bzw. R31/R35? Sind die jetzt jeweils einigermaßen auf gleichem Pegel? toomuchcoffee23Also dachte ich, ich könnte jetzt die IGBTs wieder anklemmen und alles funktioniert. Tat es aber nicht, viel zu hohe Stromaufnahme, vor allem bei der negativen Spannung. Nun bin ich wieder einer der Ausgangsfragen, wie kann ich die IGBTs auf Funktion und Anschlussbelegung testen? Oder habe ich noch etwas anderes übersehen? Nach einem kurzen Blick ins Datenblatt ergibt sich vielleicht ein erster Test: Bei 0V an Gate bezogen auf Emitter sperrt der Transistor und so im Bereich um 2V sollte er zu leiten anfangen. Gruß Paul
Thomas Scherer 1081 Beiträge Elektor-Experte	19-10-2011 13:09 Die IGBTs kannst Du Du anhand des letzten Satzes von Paul testen. Mein Vorschlag: Die IGBTs eingebaut und dann mal mal die beiden Widerstände R32 und R36 jeweils kurzschließen. Dann sollten T17 und T18 abgeschaltet sein und die Sache so laufen, wie wenn sie nicht eingebaut wären. Andernfalls ist einer defekt. Ich vermute aber schlicht, dass sich der Ruhestrom nicht niedrig genug einstellen lässt (besonders niedrige Gate-Schwelle der IGBTs könnte die Ursache sein). Welche Spannungen stehen denn über R32 und R36 an? Falls die Hypothese stimmt, müsste der Ruhestrom deutlich niedriger werden, wenn R26 auf 1,2kΩ gesetzt wird und P1 auf Maximalwiderstand steht. Dann sollte sich die Spannung an R32 und R36 bis hinunter auf einige zig mV einstellen lassen und die IGBTs so gut wie abgeschaltet sein. Sanftes Verstellen von P1 müsste dann den richtigen Ruhestrom bringen. Beitrag editiert von Thomas Scherer am 19-10-2011 13:11
toomuchcoffee23 49 Beiträge Seltener Benutzer	19-10-2011 21:37 Hallo zusammen, die Messungen an den Widerständen ergaben: R32: 0,17V R36: 0,17V R31: 0,01V R35: 0,09V Interessant wurde es beim testen der IGBTs. Beide verhalten sich wie PNP mit hochohmiger Basis! Zum testen habe ich ein Labornetzteil auf 12V gestellt, vom + aus eine LED mit 1k Vorwiderstand an E und C mit - verbunden. G über Widerstand (oder Finger) an - ergab eine leuchtende LED, an + war sie aus. Mit einem zweiten Netzteil war festzustellen, dass die LED bei ca. 9V ausging. Um sicher zu gehen habe ich statt des IGBT einen BC307 (PNP, mit 1k an Basis) genommen und nochmal getestet, mit gleichem Verhalten! Also habe ich bei T18 einen P-Kanal unter falscher Flagge! Also muss ich mich auf die Suche nach zwei GT20D101 machen... Jetzt stellt sich für mich die Frage, wie "echt" die GT20D201 sind. Ich meine, von P-Kanal IGBT kann ich schon mal ausgehen. Aber woher weiß ich was ich da wirklich gekauft habe? Was meint Ihr? Bzw. ist Euch derartiges schon mal untergekommen? Nur interessehalber nochmal zurück zur Grundlage Low-Current-LED. Ist eine Unterscheidung nur anhand der Helligkeit bei 2-4mA Strom möglich oder gibt es noch andere Möglichkeiten, die weniger vom Auge des Betrachters abhängen? Ich frage deswegen, weil ich mir bei einigen Exemplaren aus der Kiste nicht sicher war. Grüße Klaus
scp 20 Beiträge Neuer Benutzer	19-10-2011 23:00 Hi Klaus, toomuchcoffee23 die Messungen an den Widerständen ergaben: R32: 0,17V R36: 0,17V R31: 0,01V R35: 0,09V Das war mit oder ohne IGBTs? Da ist schon mal das zweite Spannungspaar nicht gerade gleich. toomuchcoffee23Interessant wurde es beim testen der IGBTs. Beide verhalten sich wie PNP mit hochohmiger Basis! Zum testen habe ich ein Labornetzteil auf 12V gestellt, vom + aus eine LED mit 1k Vorwiderstand an E und C mit - verbunden. G über Widerstand (oder Finger) an - ergab eine leuchtende LED, an + war sie aus. Mit einem zweiten Netzteil war festzustellen, dass die LED bei ca. 9V ausging. Wenn ich das richtig deute, dann hast Du den Versuchsaufbau ein wenig eigenartig gewählt. Die Spannung zwischen Gate und Emitter ist gefragt, bei der der Transistor schaltet. Hast Du beide n- und p-channel Transistoren mit der gleichen Polarität an C und E getestet? toomuchcoffee23Um sicher zu gehen habe ich statt des IGBT einen BC307 (PNP, mit 1k an Basis) genommen und nochmal getestet, mit gleichem Verhalten! Also habe ich bei T18 einen P-Kanal unter falscher Flagge! Naja, wenn das so wäre, das kann dann ja nicht funktionieren!? toomuchcoffee23Also muss ich mich auf die Suche nach zwei GT20D101 machen... Jetzt stellt sich für mich die Frage, wie "echt" die GT20D201 sind. Ich meine, von P-Kanal IGBT kann ich schon mal ausgehen. Aber woher weiß ich was ich da wirklich gekauft habe? Was meint Ihr? Bzw. ist Euch derartiges schon mal untergekommen? Was steht denn drauf? Manchmal sind die Bauteile nur mit Teilen der Typenbezeichnung bestempelt, dann hilft ein Blick in das entsprechende Datenblatt des Herstellers. Im Zweifelsfall kauft man kritische Bauteile da, wo man im Shop unter Angabe des Herstellers und der genauen Typenbezeichnung unter Nennung aller Buchstaben und Zusatzbezeichnungen bedient wird. Sonst bekommt man evtl. Schüttgut aus der falschen Schublade. toomuchcoffee23Nur interessehalber nochmal zurück zur Grundlage Low-Current-LED. Ist eine Unterscheidung nur anhand der Helligkeit bei 2-4mA Strom möglich oder gibt es noch andere Möglichkeiten, die weniger vom Auge des Betrachters abhängen? Ich frage deswegen, weil ich mir bei einigen Exemplaren aus der Kiste nicht sicher war. Du hast rechteckige LEDs in der Kiste? Wie schon erwähnt, verzeiht die Schaltung scheinbar nicht unbedingt wahllos eingebaute Teile aus der Grabbelkiste. Wie wir besonders an der Eingangsstufe gesehen haben, sind an manchen Stellen Teile aus dem gleichen Fertigungslos sicher von Vorteil. Siehe auch der Hinweis oben. Zu den LEDs: Nach meiner Erfahrung "glimmt" eine normale LED bei 2-4mA nur relativ dünn. Eine objektive Beurteilung kann aber selbstverständlich auch per Datenblatt und Kontrolle des Arbeitspunktes (Strom, Spannung, Lichtstärke(mcd)) vorgenommen werden. Gruß, Paul Beitrag editiert von scp am 19-10-2011 23:18
Thomas Scherer 1081 Beiträge Elektor-Experte	20-10-2011 00:35 Stelle mal Deine IGBT-"Testschaltung" ein als Grafik, dann kann man es sich besser vorstellen. Die Spannungen an R32 / R36 sind nicht zu hoch (eher etwas niedrig) - daran kann es also nicht liegen. Es wäre etwas extrem selten, dass ein Transistor falsch gestempelt wäre. Ist sicher schon vorgekommen, aber wenn das stimmt, dann würde ich an Deiner Stelle Lotto spielen
toomuchcoffee23 49 Beiträge Seltener Benutzer	20-10-2011 22:17 Hallo zusammen, die Messungen an R32, R36, R31 und R35 habe ich ohne IGBTs durchgeführt. Mit wäre wegen des Problems mit der hohen und asymmetrischen Stromaufnahme schlecht gegangen (ich wollte zwecks Vermeidung von Rauchwölkchen die Strombegrenzung des Netzteils nicht hochdrehen). Die gebrauchten LEDs aus der Kiste wollte ich keineswegs für die Schaltung dauerhaft einsetzen, sondern wollte nur mal sehen, wie sich die Schaltung mit anderen LEDs verhält. Zum Testaufbau für die IGBTs kam es, weil ich als erstes den N-Kanal (T18) mit sowas ählichem wie einer Open-Kollektor Schaltung prüfen wollte, siehe Skizze 1. Erwartet hätte ich LED aus bei 0V an G und LED ein bei ca. 2V oder mehr an G. War aber nicht so, LED blieb dunkel. Also habe ich die Strippen an E und C getauscht und hatte eine Art PNP-Verhalten, Skizze 2. 0V an G brachte die LED zum leuchten, ab ca. 9V (also G-E ca. 3V - U LED) war sie aus. Dann klemmte ich den anderen IGBT (T17, P-Kanal) an (gleiche Beinchen) und beobachtet das gleiche Verhalten. Für mich hieß das zweimal P-Kanal anstatt ein komplementäres Paar. Kein Wunder, dass die Schaltung viel zu viel Strom zog. Um ganz sicher zu gehen änderte ich den Versuchsaufbau nochmal in Skizze3. 0V an G brachte die LED zum leuchten, ab ca. 11V (also G-E zwischen 1V und 2V) war sie aus. Grüße, Klaus Beitrag editiert von toomuchcoffee23 am 20-10-2011 22:18 Beitrag editiert von toomuchcoffee23 am 20-10-2011 22:19 Beitrag editiert von toomuchcoffee23 am 20-10-2011 22:21 Beitrag editiert von toomuchcoffee23 am 20-10-2011 22:21
scp 20 Beiträge Neuer Benutzer	20-10-2011 23:46 Skizze 1 wäre die Testschaltung für den n-Kanal-Typ (T18) und Skizze 3 für den p-Kanal-Typ (T17). Und beide IGBTs gehen nicht in Schaltung 1, dafür in Schaltung 3. Hab ich das richtig verstanden? Ich frag's nochmal: Wie sieht die Bestempelung/Laserung aus? Ist die Quelle für die Teile zuverlässig? Und: stimmen die Meßwerte wirklich? R31: 0,01V R35: 0,09V Die liegen ja Faktoren auseinander.
toomuchcoffee23 49 Beiträge Seltener Benutzer	21-10-2011 19:16 Stimmt genau, beide IGBTs funktionieren in Schaltung 2 und 3, nicht in 1. Wegen des Aufdrucks habe ich das Foto unten gemacht, für mich sieht das völlig normal aus. Zur Quelle kann ich nicht viel sagen, ich habe die Teile aus einer Sammelbestellung. Derjenige, der bestellt hat, versucht zur Zeit die Sache mit dem Händler zu klären. Bei den Meßwerten ist mir ein Fehler unterlaufen, an R35 sind es 0,0095V. Um die Zeit sollte ich wohl lieber zweimal schauen...