Poti explodiert? Hilfe!

[Mehto]

Hallo,

mir ist heute etwas sehr werkwürdiges passiert.

Ich hab ein etwas älteres Netzteil (ca. 20 Jahre alt) welches damals bei mir in der Schule als Projekt gebaut wurde.
Leider ist dieses recht empfindlich, so das mir heute mal wieder der Transistor durchgebrant ist und die Spannungsbegrenzung nicht mehr funktionierte und die volle Spannung anlag (ca. 30V).

Da es aber ein Doppelnetzteil ist hab ich einfach erstmal den anderen Ausgang benutzt und den anderen in ruhe gelassen, es lag ja keine Last mehr an.
Aber irgendwie war das überhaupt nicht klug, nach ca. einer Stunde gab es einen stumpfen Knall mit eine leicht sichtbaren Flamme (mit viel Rauch) die aus dem Netzteil kahm.

Zuerst Strom weg und dann nichts wie raus mit der Rauchbombe.
Die erste vermutung lag natürlich an einem Elko der für die 5V überspannung vieleicht nicht ausgelegt war. Jedoch roch es nicht nach dem typischen Elkogeruch, sondern eher nach nach verbrannten. (bischen wie Holz)

Dann erstmal Netzteil aufgemacht und die großen Glättungselkos überprüft.
War aber nichts zu sehen. Dann die Platinen überprüft und siehe da, ne braune Pampa auf der untersten Platine.
Bild hier  

Das komishe ist aber das der Elko nur äuserlich ein wenig angeschmorgelt ist, der Poti daneben aber gründlich durchgeschmort.
Sogar so sehr das man einfach das verschmorte Plastikgehäuse abnehemne kann.

Bild hier  

Das blöde ist das ich mir überhaupt nicht erklären kann wie das Poti explodieren kann???
Es gab ja einen dumpfen Knall und ein bischen Feuer und viel Rauch, daher scheint das wohl sehr plötzlich passiert zu sein.

Ein kurzer sehr hoher Strom kann es eigentlich auch nicht sein, denn auf der Platinen Unterseite scheien keine Leiterbahnen durchgeschmort zu sein.
Wäre aber theoretisch möglich gewesen, immerhin hat die Schaltung einen 10.000µF Glättungselko.

Bild hier  

Die beiden Pins hängen einmal am + und einmal am - Pol der Ausgangsspannung (an dem ist nur ein 220µF Elko), und der Schleifer an einem Eingang am IC (LM324) . (2,5Kohm)

Bitte helft mir herauszufinden wie das passieren konnte!
Ich bin vorerst mit meinem Latain am Ende, ich habe keine Ahnung wie das passieren konnte

Jeder Tipp/Anregung hilft!

Mehr Bilder und die anderen in groß gibt es hier:
http://pixeldot.pi.funpic.de/categories.php?cat_id=48

Gruß,
Mehto

[Lunarman]

Denkt dran, ich kenn mich da nicht aus, aber es könnte
1. sein dass das poti heiß wurde und der Elko ein Loch bekommen hat und dann *zisch*
2. Dass das Poti auch heiß wurde und das plastik der platine geschmolzen hat, was theoretisch das leckere Zeugs da sein könnte.

[Manf]

Ist die Platine waagerecht eingebaut? Die zerflossenen Plastikteile (des Schleifers?) deuten daruf hin.
Der Aufbau mit den geflochtenen Kabelbindern ist auffällig sorgfältig gemacht, die Beschriftung "max" ist woher, wofür?

Das Poti selbst wurde zu heiß?
Es wurde beschrieben, dass am Poti die Ausgangsspannung anliegt.
Wie groß war also die Leistung im Poti? U²/R? = (30V)²/R
Welche Nennleistung hat(te) es?

Das Netzteil ist schon öfter ausgefallen?
Gibt es den Schaltplan?

Wenn der Leistungstransistor wieder einmal durchgebrannt ist, dann wurde er vielleicht etwas unterdimensioniert und beim Auswechseln auf dem Kühlkörper mit "weniger" Wärmeleitpaste montiert.
Manfred

[Mehto]

Hallo, vielen Dank für die Antworten!

@Lunarman
Der Elko ist unbeschädigt, außerlich hat nur ein wenig die Plastikabdeckung gelitten, der Elko ist aber intakt.
Das komische ist das es anscheinend ganz schnell passiert ist. Hab davor nichts gerochen oder gesehen, und auf plötzlich halt der Knall und usw.

Daher denke ich nicht, dass das Poti einfach gesschmolzen ist. Sieht auch nicht danach aus, es ist einfach total durchgeschmort.

Das Poti sah davor übrigens so aus:
Bild hier  

@Manf (auf deine Antwort hab ich die ganze Zeit gewartet )

Ist die Platine waagerecht eingebaut?

Die Platine ist liegend eingebaut, so das normal nichts runterfließt.

Das Poti selbst wurde zu heiß

Das ganze ist ja mehr plötzlich passiert, weiß also nicht ob das langsam zu heiß wurde, das hätte man doch gerochen oder wäre nicht so plötzlich passirt, oder vieleicht doch?

Ist ein Doppelnetzteil mit gegenseitiger Hilfsspannung?, (die beim Fehler zu groß wurde).

Die Netzteile sind komplett voneinander getrent.

Das Netzteil ist sehr sensibel. Ursprünglich wurden die in den 80ern bei mir in der Schule gebaut (zu Lehrzwecken, heute machen wir das auch noch, nur ein viel einfacheres und kleineres).

4 von den Netzteilen lagen schon ne ganze weile bei einem meiner Werkstattlehrer defekt rum.
Er bot einem Freund/Klassenkamerad und mir an das jeder eines bekommt wenn wir alle 4 Netzteile repaieren.
Bei der Reparatur muste unter anderem die Strombegrenzung wieder eimgestellt werden, dabei war das Netzteil schon sehr empfindlich, ein bischen so hoch eingestellt und es hat den Haupttransistor zerissen und die komplette Spannung und Strom wurde an den Ausgang gelegt.

Mir ist der eine Ausgnag jetzt warscheinlich durch zu schnell wechselnde Ausgangsleistung kaputt gegangen ( mehermals hintereinander in kurzer zeit den Ausgang sozusagen kurzgeschlossen).

Nach dem Wechseln des Tranistors ging das Netzteil in der Schule immer wieder wenn man den Ausgang nicht so lange kurzgeschlossen hatte als der Transistor schon defekt war und dadurch (einiges) mehr als die 2,5 Ampere flossen.
Bei mir heute wurde die Last leider auch erst etwas später entfernt. Den Leistungswiderstand (für die abfallende Spannung für die Strombegrenzung) hat es mir aber noch nicht durchgegrillt. (in der schule ist das Passiert und danach ging die Platine nicht mehr eiwandfrei).

Werd gleich mal noch ein paar Bilder mach und den Schaltplan scannen.
Vielen Dank schonmal!

Gruß,
Mehto

[Mehto]

Ok, jetzt gibts noch ein paar Bilder.

Bild hier  
Das Netzteil hat zwei einstellbare Spannungen (mit Stromregelung, 0-25V 0-2,5A), drei Festspannungen (-15, +12 und +5V)
und einen Impulsgenerator.

Bild hier  
von oben.
Die Platinen sind drei ebenen, oben Impulsgenerator und 5V Festspannung

Bild hier  
-15 und +15V

Bild hier  
Die Einstellbare Spannung.

Diue Schaltungen sind übrigens alle gleich, nur bei den zwei einstellbaren SPannungen sind die Potis herausgeführt. mit den kleinen Potis (von denen der für die Spannung verschmort ist) sind für die MAximalwerte da.

Bild hier  
Die Platine ist in der Mitte geteilt, es ist zweimal die selbe Schaltung drauf.

Die zwei Potis rechts sind für den Maximalen Strom der fließen darf.

Schaltplan:
Bild hier  


Schaltplan + beschreibung + Bauteilliste:
http://www.mehto.roboterbastler.de/D...l/File0005.PDF
http://www.mehto.roboterbastler.de/D...l/File0006.PDF
http://www.mehto.roboterbastler.de/D...l/File0007.PDF


Wenn ihr noch etwas braucht sagt ihr es einfach.

Gruß,
Mehto

/Edit: Verschmort ist P3

[Manf]

Die Stelle sieht ja so aus, als wäre die Überhitzung vom Poti ausgegangen.

Das PT 10 LV hat eine Nennleistung von 0,15W. Bei 30V müßte es also mindestens die 10kOhm Version sein, bei kleineren Werten wird es wärmer. Im Netzteil kann es natürlich auch noch etwas warm sein. Andererseits hat es bisher funktioniert und der Typ wird nicht völlig falsch gewählt sein.

Der Abgriff sollte an einem Steuereingang liegen der keine Leistung einbringt. Das ist noch am Schaltplan zu checken. Eine niederohmige Spanung am knapp eingestellten Schleifkontakt ist schon ein sicherer Weg zur Überhitzung.

Wie oben gesagt, eine beliebte Fehlerursache ist die Überhitzung des Leistungstransistors durch schlechten Wärmekontakt zum Kühlkörper. Das erklärt aber noch nicht die Überhitzung des Potis, da bin ich auf den Schaltplan gespannt.
Manfred

(gleichzeitig mit post 17:59)

[Manf]

Ja dann: Nach Schaltplan liegen am Trimmer P3 bis 20V und er soll den Wert 1k haben, das sind 400mW. Dafür wäre eine größere Ausführung nötig.
Leichter geht es mit einem Trimmer 10k oder höher, oder mit der Ergänzung durch Festwiderstände.

Nebenbei: Das Referenzelement D1 1N821 wird mit geringem Strom betrieben (1,3mA). Es ist für 7,5mA vorgesehen, um den kleinsten Temperaturkoeffizient zu erreichen.

Mir fällt gerade noch auf, dass der R1 etwas blasser aussieht als der R13. Der Teil ist wohl öfter in Betrieb.
Sie sind für 2,5A und 1Ohm mit 5W angegeben.
Die maximale Belastung liegt bei 6,25W. Da der eingesetzte Wert 1,2Ohm ist, liegt die maximale Last bei 7,5W. Nicht sehr kritisch, nur nicht gerade ein Sicherheitsabstand, oder auf der falschen Seite.

Manfred

[Mehto]

Vielen Dank für deine Hilfe Manf!

Werde morgen mal das Netzteil repairen bzw. den poti mit einem 10K Typ und den Transistor ersetzen. Mal schauen ob der Rest noch Funktioniert.

Ich wollte sowiso demnächst mit einem Freund das Netzteil überarbeiten, und zwar so viel wie möglich
Ich dachte z.B. an eine Einschaltstrom begrenzung, da die Traffos beim Anschalten so richtig laut klacken wenn die 5x10.000µF Elkos geladen werden.
Hast du noch ein paar Tips was man an der Schaltung verändern könnt damit sie stabiler und nicht mehr so leicht anfällig wird?

Ich überleg gerade ob ich R1 und R13 niederohmiger oder hochohmiger machen soll (so +/- 0,2 bis 0,4 Ohm)
niederohmiger hat den vorteil das sie nicht so sehr gebraten werden, besonderst bei einem Kurzschluss und die Strombegrenzung defekt ist.

Anderseits fließen dann bei einem Kurzschluss auch viel höhere Ströme, also lieber etwas erhöhen damit die Transitoren etwas geschohnt werden?
erhöhen, erniedrigen oder volliger Quatsch?

Das phänomen des explodierenden Potis werd ich wohl vorerst nicht so schnell lösen können
Das Teil hat ja richtig geknallt/gepufft, davor konnte es sich auch nicht richtig erwährmen, das hätte ich ja dann gerochen.
Aber mal schauen, wenn das Netzteil wieder funktionier schliß ich mal die Ausgänge in Serie und häng dan so einen Poti an 50V, kann mir aber nicht vorstellen das der so explodiert...

Wenn Interesse an dem Netzteil besteht kann ich noch die anderen Blätter scannen und eine kleine Beschreibung erstellen.
Aber wie gesagt, ist schon recht alt, auf dem einen was wir repariert haben stand "geprüft 7.04.1986"...
ICh werde mir aber auch mal irgendwann ein Netzteil komplett selber aufbauen, dann aber mit einem Schaltregler, da gibt es ja heute sehr gute IC's, nur die guten Spulen gibt es nicht überall.

Wie egsagt, wer noch Tipps für das alte Netzteil hat soll sich melden.
(Vieleicht neuere (bessere?) Transistoren usw. )

Gruß,
Mehto

[Manf]

Das phänomen des explodierenden Potis werd ich wohl vorerst nicht so schnell lösen können
Das Teil hat ja richtig geknallt/gepufft, davor konnte es sich auch nicht richtig erwährmen, das hätte ich ja dann gerochen.

Im ersten Bild oben sieht es so aus als wäre ein Teil des Plastiks geschmolzen und wäre aus dem Gehäuse herausgelaufen. Die 900mW bei 30V sind ja 6-fache Überlast. Die Explosion kam wohl erst danach als sich wohl durch weitere Überhitzung die Basis für die Widerstandsbahn verzogen hat und die lokale Überhitzung größer wurde.

Viel ändern würde ich erst mal nicht, nur die Fehler durch zu klein dimensionierte Bauteile beheben und wie gesagt die Kühlung des Transistors beachten. Vielleicht muß die Kontaktfläche am Kühlkörper auch noch geglättet werden.

Man könnte noch die Strombegrenzung herabsetzen z.B auf 1,5A oder 2A.
Manfred