Grundig MR200 Endstufe mit Problemen

[Rufula]

Hallo Florida Boy,

das ist schlecht zu sehen.

[hifitohop]

Mal sehen, ob das Gerätchen jetzt wieder funktioniert.

Der VHS-Schrott hatte bis ca 1991-1992 eine erstaunliche Qualität erlangt, als die besten VHS/S-VHS-Geräte gebaut wurden.
Aber selbst in der VHS-Zeit hatte Grundig Verarbeitungsprobleme, stellt man die damaligen Spitzenmodelle, einen GV-280SV (NP:ca 4800 DM) neben einen Panasonic NV-FS200 (NP: ca. 2600 DM), dann fällt einem sofort der Unterschied in der Verarbeitung und Haptik auf, die Frontklappen, die Rückseite..und dass beide Geräte identische Laufwerke haben.
Ich hatte übrigens beide mehrfach auf dem Tisch gehabt.

Zu den V-2000 Geräten könnte ich Romane schreiben, was Inkompatiblität zu Philips-Geräten, Verarbeitungsmängel, Probleme mit Zulieferern usw. usf. betraf.
Ich mach mal Schluss mit OT.

[oldiefan]

Ich hasse nicht abgeschlossene Threads...

deshalb - und um die Sache zum Abschluss zu bringen und weil ich hier auch namentlich genannt wurde:

1. Pumpen an der Vorschaltlampe
Das ist beim Grundig MR 100 / MR 200 völlig normal. Er mag keine deutlich gedrosselte Stromzufuhr, egal ob durch Stelltrafo oder nach Gleichrichter über Serienwiderstand gedrosselt. Dann pumpt er. Das lässt sich in der Schaltungssimulation auch nachvollziehen. Das Pumpen selbst ist kein Anzeichen für eine Fehlfunktion.

2. Endstufe fällt nach Reparatur mit neuen BDW93C / BDW94C (sowohl von Hersteller ST wie auch von isc) sporadisch beim Einschalten aus. Danach werden durchlegierte BDW93 / BDW 94 Endstufenpaare vorgefunden und zumeist auch ein durchlegierter BC548B Schutztransistor. Die sekundärseitige 3,15 A Schmelzsicherung löst danach ebenfalls aus.

Die Ursache ist nicht auf Anhieb ersichtlich, da sonst keine weiteren Fehler in der/den Endstufe(n) vorliegen (u.a. wurde komplett neubestückt, alle Halbleiter ersetzt, alle Bauteile überprüft), der Ruhestrom vorschriftsmässig eingestellt war und der Ausfall mit den ursprünglich von Grundig Original eingebauten BDW93/BDW94 von SGS (Italien) aus 1980/1981 ja nicht auftrat. Es darf daher vermutet werden, dass die seinerzeit gefertigten BDW93/BDW94 die SOA mit mehr Sicherheitsabstand eingehalten haben als ihre heutzutage gefertigten Nachfolger des gleichen Typs, selbst die von ST (Nachfolger von SGS).

Nähere Untersuchung der Ausfallursache konzentrierte sich auf die Kollektor- und Basis-Stromspitzen beim Einschalten, die in diesem Moment zum Ausfall führen. Denn beim langsamen Hochfahren am Stelltrafo gab es niemals Ausfälle. Offenbar wirken bei dem vorliegenden MR 200 Exemplar drei ungünstige Eigenschaften gemeinsam:

1. Trafotoleranz und heutige Netzspannung:
Selbst bei genau 220 V Netzspannung am Stelltrafo beträgt die DC hinter dem Gleichrichter bei diesem Exemplar bereits 46,7 V statt der lt. Schaltplan vorgesehenen 44 V DC. Der Trafo ist nicht auf 240 V umstellbar und für eine Lösung mit Vorschaltkleintrafo, die 240V auf 220V reduziert, weder Platz noch eine sichere Befestigungsmöglichkeit. Heutige Netzspannung kann 240 V betragen (bei meinem Netz oft 238 V gemessen). Damit werden an den Endstufen statt der nominell vorgesehenen 44 V schon über 50 V erreicht.

2. Der Bereich, in dem die BDW93/BDW94 den Einschaltpuls noch ohne Zerstörung vertragen, wurde von GRUNDIG vermutlich grenzwertig ausgeschöpft. Das bei einer seinerzeit 10% geringeren Netzspannung und offensichtlich etwas robusteren Leistungstransistoren der 1980iger Transistor-Fertigung. Bei heutiger > 230 V Netzspannung (ca. 10 % mehr) und dem Trafo, der zusätzlich 5% höhere Ausgangsspannung liefert sowie den BDW93/BDW94 Leistungstransistoren aus heutiger Produktion wird der "sichere Bereich" überschritten.

3. Es kommt nicht nur auf Einhaltung der SOA an. AN 875/D von ONS weist auf weitere Kriterien hin, die auf das richtige Timing von Basistrom und Kollektorstrom abheben, die vom SOA Graph nicht erfasst werden. Dieser ebenfalls mögliche Ursachenkomplex kann nicht ausgeschlossen werden.

4. Der Einbau von Emitterwiderständen (0,22R und 0,47R) konnte das Endtransistorsterben beim Einschalten nicht beheben.

5. Letztlich löste der Einbau einer sekundärseitig hinter dem Gleichrichter eingebaute Einschaltstrombegrenzung das Problem (100 Ohm Widerstand / 10 W belastbar, seriell in der 44V-50V Versorgung, der der nach 1-1,5 s von einem Relais überbrückt wird). Damit wird die Basis der Endtransistoren bereits vorgespannt, bevor nach der Relais-Verzögerungszeit von 1-1,5 s die volle Versorgungsspannung aufgeschaltet wird. Die in der AN 875/D von ONS genannten schädlichen Randbedingungen werden damit auch adressiert. Simulation zeigt, dass sich auch die Höhe des Einschaltstrompulses (Kollektorstrom) der Endtransistoren durch die gedämpfte "Vor-Aufladung" beim Zuschalten der vollen Railspannung um ca. die Hälfte vermindert.

Ich habe den MR 200 danach inzwischen drei Tage lang getestet - auch ohne Hochfahren am Trenntrafo und mit "hartem" Einschalten direkt am Netz; seitdem keinen Ausfall der Endstufen mehr.
Ich hoffe, das Problem damit endgültig gelöst zu haben.

Gruß
Reinhard

[oldiefan]

Kurzer Nachtrag zur Vervollständigung


Dies ist die ergänzte DC-Einschaltstrombegrenzung:




Hinweis:
Mit der gezeigten Bestückung beträgt die Relais-Verzögerungszeit (24 V DC Relaisspule mit 1,4 kOhm Spulenwiderstand) ca. 1 s, wie gewünscht.

Dabei ist zu beachten, dass die Eingangsspannung ab Gleichrichter noch ungeglättet/unstabilisiert ist. Würde vor oder am Eingang der Einschaltstrombegrenzung ein Ladeelko nach Masse zur Vorglättung geschaltet, verringert sich dadurch die Relais-Verzögerungszeit auf nur ca. 0,4 s. Das ist hier aber unnötig und nicht vorgesehen. Ich erwähne es deshalb, weil man sich evtl. wundern könnte, wie mit einem 470 µF Elko bei 1,35 kOhm Vorwiderstand die genannte Relais-Verzögerungszeit von ca. 1 s zustandekommt. Das gilt für ungeglättete Eingangsspannung, denn, bevor das Relais schliesst, sind die der Einschaltstrombegrenzung nachgeschalteten großen Endstufen-Glättungselkos ja noch durch den 100 Ohm Strombegrenzungswiderstand getrennt.

Ich hatte zunächst den gleichen Denkfehler gemacht, die Verzögerungszeit mit geglätteter Eingangs-Gleichspannung berechnet, und mich dann gewundert, dass das Relais im praktischen Test an der ungeglätteten Eingangsspannung "so viel länger benötigt", bis es schliesst. Eine Simulation hat mir aber gezeigt, dass ungeglättete Eingangsspannung tatsächlich diesen großen Unterschied macht.

Das Relais, Schrack RT424024, schliesst nach Datenblatt bei ca. 16,8V und öffnet bei ca. 2,4 V.

Gruß
Reinhard

[hifitohop]

Glückwunsch zur gelungenen Reparatur.
Wie gesagt, ich hätte nicht die Geduld gehabt.

[oldiefan]

ich sehe das so:

Man muss sich so einer Aufgabe / Herausforderung nicht stellen. Aber wenn man es tut, muss man am Ende auch liefern! Das ist einfach Ehrensache!
Für mich spielt dabei überhaupt keine Rolle, ob das Gerät nach meinem eigenen Geschmack oder einer Einschätzung anderer den Aufwand "wert ist" oder nicht.

Gruß
Reinhard

[Florida Boy]

Mmm ... die Abfallzeit wird über einer Sekunde liegen, da die Spannung nach dem Abschalten durch die Sieb-Elkos trotz Entladewiderstand noch etwas gehalten wird. Zwar schaltet das Relais lt. Schrack bei knapp 17V ein, aber erst unter 3V ab.
Schafft es jemand, das Gerät innerhalb dieser Zeitspanne aus- und wieder einzuschalten, ist nichts gewonnen.

[hifitohop]

Nun ja, ich sehe solche Arbeiten halt auch mit dem wirtschaftlichen Auge.
Der Aufwand wäre mir einfach zu groß.
Aber wenn es funktioniert, dann ist es gut.

[oldiefan]

Mmm ... die Abfallzeit wird über einer Sekunde liegen, da die Spannung nach dem Abschalten durch die Sieb-Elkos trotz Entladewiderstand noch etwas gehalten wird. Zwar schaltet das Relais lt. Schrack bei knapp 17V ein, aber erst unter 3V ab.
Schafft es jemand, das Gerät innerhalb dieser Zeitspanne aus- und wieder einzuschalten, ist nichts gewonnen.

Im Prinzip richtig.

Allerdings...
Abgesehen, dass man am Netzschalter ja sowieso keinen Hochgeschwindigkeits-Ein-Ausschalt-Wettbewerb veranstalten sollte...wenn man nur länger als eine Sekunde mit dem Einschalten wartet, ist man hier im "sicheren Bereich".

Das Relais hat eine Abschaltzeit von 1 s. Mit der Schätzung stimme ich überein.
Der Entladewiderstand (über den Netzschalter-Hilfskontakt) entlädt die großen Ladeelkos ebenfalls innerhalb 1 s (in Simulation überprüft).

Der Kollektorstrom, der zum Ausfall führt, hat eine Spitze von fast 5 A wenn auch die Emitterwiderstände nachgerüstet sind, so wie in dem von mir hier behandelten Fall (sonst sogar 8 A). Bei Einschalten mit der Einschaltstrombegrenzerschaltung ist dann damit die Spitze auf < 2,4 A vermindert.

Schaltet man zwei Sekunden oder später nach dem Ausschalten wieder ein, ist man im "sicheren" Bereich, da das Relais vorher schon geöffnet hat.

Der kritische Moment des Wiedereinschaltens ist der Zeitpunkt unmittelbar bevor nach einer Sekunde das Relais öffnet, wenn sich die großen Ladeelkos aber bereits weitgehend entladen haben. Diesen Fall hatte ich angesehen. Es gibt für diesen Fall erwartungsgemäß einen höheren Kollektorstrompuls von 3,5 A. Der ist zwar kleiner als 5 A, bei der die Endstufe erwiesenermassen ausfällt. Trotzdem würde ich es nicht unbedingt darauf anlegen wollen. Auf Vermeidung von sofortigem Wiedereinschalten nach dem Ausschalten hatte ich deshalb auch hingewiesen.

Man könnte das Timing noch etwas verbessern, wenn man den Entladewiderstand von 47 Ohm auf 100 Ohm vergrössert. Was dagegen spricht, ist die höhere Verlustleistung an diesem Widerstand. Das bedeutet eine Vergrösserung von jetzt 47 Ohm / 5 W auf 100 Ohm / 10 W. Ist damit zu sperrig/groß, dafür ist einfach nicht genügend Platz vorhanden.

[Rufula]

Ich hasse nicht abgeschlossene Threads...

Ich war so froh, dass Reinhard das leidige Problem mit seiner Kompetenz gelöst hat, dass ich diesen Thread vergessen habe.
Der MR200 versieht schon seit einigen Tagen zuverlässig seine Aufgabe bei meiner Tochter und wird als Unikat auch nie wieder unsere Familie verlassen.
Wie bereits bekannt hat Reinhard sich freundlicherweise des Gerätes angenommen, ich hätte es lediglich noch als Ersatzteilspender nutzen können.
Es ist auf jeden Fall der Beweis erbracht, dass Transistor nicht gleich Transistor ist und wahrscheinlich sich auch andere Bauteile so verhalten könnten.