Endlich eine VFET: Backes & Müller BM8 – Hochton Defekt

Analyse:

  • Anschlußkabel benötigt ein 4-Pol XLR Female Stecker, asymmetrisch beschaltet
  • Beide Boxen gehen nach dem Einschalten in den Standby (Rote LED)
  • Beide Boxen schalten bei Signal ein (Grüne LED)
  • Eine Box gibt das gesamte Spektrum wieder, alle drei Chassis arbeiten
  • Eine Box hat keine Wiedergabe auf dem Hochtton Chassis

Ursachenforschung:

Nach öffnen der ‚defekten‘ Box bietet sich folgendes Bild:

  • Beide Sicherungen (3,15A F) auf dem MEV 5 Modul für den Hochton fehlen
  • Die Hochspannung (280V) fehlt
  • Die Schwingspule des Hochton Chassis hat keinen Durchgang (unendlich), sollte im Normalfall 2,6 Ohm Widerstand messbar sein.

Behebung:

Defekte Schwingspule:

Durch Lösen der 4 Schrauben auf der Frontplatte des Hochtöners lässt sich die Frontplatte vom Magneten trennen und damit die Schwingspule aus dem Luftspalt heben und inspizieren. Rein optisch sieht dort alles gut aus. Es waren keine Brüche oder Überhitzungen bzw. Schmorstellen zu sehen.
Eine genauere Inspektion der Zuleitungen zur Schwingspule auf der Frontplatte zeigte verdächtige grüne Verfärbungen an der Sicke bei der Übergangsstelle vom sehr feinen Anschlussdraht zur Schwingspule. Schon ein leichtes Antippen dieser dünnen Zuleitung machte deutlich, dass dieser sehr feine Draht nicht mehr mit der Schwingspule verbunden war.

Mit Lupe, Nadel und feiner Pinzette ließ sich der grünliche Belag um die Übergangsstelle herum entfernen und das relativ starre Ende der Schwingspule ca. 0,5 mm weit freilegen. Mit einer sehr dünnen Lötspitze und feinstem Lötzinn ist es mir dann gelungen, die feine Anschlusslitze wieder mit dem Ende der Schwingspule zu verlöten.

Abgerissene Zuleitung zur Schwingspule wieder angelötet
MEV 5 Hochton Verstärker:

Eine grobe Überprüfung der Transistoren des Hochton Verstärkermoduls mittels Ohmmeter und Transistortester zeigte keine auffälligen Bauteile. Es gab keine Unterbrechungen oder verschmorten Widerstande.
Nach Einsetzen der beiden fehlenden Sicherungen war aber eine negative Gleichspannung von -11 V am Ausgang des Verstärkers zu messen. Eine tiefergehende Prüfung der Bauteile mit Ohmmeter und Tester zeigte dann eine defekte Zenerdiode (BZX 79C 6V8, 500mV):

Defekte Zenerdiode erzeugt -11V am Ausgang
Defekte Zenerdiode erzeugt -11V am Ausgang

Nach Austausch beider 6V8 Z-Dioden liess sich keine Gleichspannung mehr am Ausgang messen.

280V für die Gegenkopplung des Hochtöners

Die Überprüfung der Hochspannungserzeugung zeigte einen durchgebrannten Hochlastwiderstand.

Der 1K5 5 Watt Widerstand war überlastet
Der 1K5 5 Watt Widerstand war überlastet, Ursache ist defekte Gleichrichterdiode davor

Die vom Trafo gelieferte Wechselspannung betrug ohne Last 347 V. Da ich keinen Hochlastwiderstand mit 1500 Ohm zur Hand hatte, habe ich erst einmal einen 2200 Ohm Widerstand genommen.  Für die weitere Beschreibung nenne ich diesen Widerstand RV. Die Schaltung hinter RV wies keine Anzeichen eines Kurzschlusses oder niedrigen Widerstandes auf. Die drei Transistoren BUX85, BUX87 und BF472 waren laut Transistortester in Ordnung, Auch die Dioden (BY133, ZY130 und ZY150) waren laut Tester in Ordnung. Und doch, sobald ich die Wechselspannung anlegte, begann RV zu erhitzen und nach kurzer Zeit Rauchzeichen abzugeben. Die Spannung hinter RV stieg zu Beginn auf ca 100 V, und sank dann bis auf 60V ab, wobei der Trafo Überlastungsgeräusche von sich gab.

Hochspannungserzeugung -Schaltplan
Hochspannungserzeugung -Schaltplan

Große Frage: Welches Bauteil hinter RV stellte jetzt einen nicht messbaren Kurzschluss dar ?
Nach Austausch des Kondensators (22uf, 450 V) sowie der 3 Zenerdioden, die die Spannung zusammen auf 430V begrenzen sollen, war das Fehlerverhalten immer noch da. Auch nach kappen der Zuleitung zur dahinterliegenden Schaltung änderte sich nichts.
Das einzige Bauteile, welches noch nicht angefasst war, war die vor RV liegende Gleichrichterdiode BY133 – aber da sagte mein Tester die wäre gut. Trotzdem habe ich die Diode gegen eine verfügbare 1N4007 getauscht.
Große Überraschung: Der Fehler war weg.
Am Stecker zum Hochtöner lagen damit dann auch die 280V Gleichspannung an.
Anscheinend hat die Diode nicht mehr gesperrt und auch die negative Halbwelle durchgelassen, die dann durch den Kondensator gegen Masse geleitet wurde, was zu dem starken Strom durch RV geführt hat.

Und doch noch nicht gut

Nachdem ich noch alle Elkos auf der Steuerplatine erneuert hatte und alles wieder zusammengesteckt ist, gab der Hochtöner zusammen mit den beiden anderen Chassis wieder Töne von sich – allerdings stark verzerrt bei höherem Volumen. Beim Hantieren mit dem Hochtöner hat direkt am 6-poligen Stecker das blaue Kabel einen Bruch erlitten.

Bruch der blauen Leitung direkt am Stecker des HT
Bruch der blauen Leitung direkt am Stecker des HT

Dabei handelt es sich um die negative Zuleitung zur Schwingspule. Erstaunlich war, das der HT doch noch Töne erzeugt hat. Diese scheinen aber durch die Gegenkopplung erzeugt worden zu sein. Diese Konstellation hat dann wohl auch die Endtransistoren des HT Verstärkers in den Tod getrieben. (siehe unten)

Prüfung des Hochtöners

Den Hochtöner habe ich direkt an meinen NAD 3020 angeschlossen und mit meinem PC über die ESI Juli Soundkarte angesteuert. Leise Musik klang dadurch schon mal nicht verkehrt.
Dazu habe ich dann eine Frequenzgangmessung mit REW durchgeführt:

Frequenzgang beider Hochtonchassis
Frequenzgang beider Hochtonchassis

Blau ist der ehemals defekte Hochtöner, grün der HT der anderen Box. Daher würde ich den Hochtöner als Ursache für die Verzerrungen erst mal ausschließen.

Prüfung des HT Verstärkers (MEV5)

Zur schnellen Überprüfung des Hochtonverstärkers (MEV5) habe ich kurzerhand die Anschlüsse umgesteckt auf den Mittenton Verstärker, und mit dem war der Sound jetzt klar und deutlich, ohne hörbare Verzerrungen !
Also muss jetzt noch ein „dynamischer“ Fehler im MEV5 Modul des Hochtöners stecken.
Der Fehler lag jetzt sehr eindeutig: Beide Sicherungen durchgebrannt und die beiden Mosfet Endtransistoren defekt mit niederohmigem Durchgang auf allen Anschlüssen.

Da die Originalbestückung im TO3 Gehäuse (IRF130 / IRF9130) nicht mehr zu kriegen ist, habe ich nach technisch gleichwertigen Typen gesucht und mich für ein Paar IRF530 und IRF9530 von Vishay im TO-220 Gehäuse entschieden. Die passen von den elektrischen Parametern fast 100%, nur das Gehäuse ist sehr unterschiedlich. Aber der Aufwand, diesen Gehäusetyp zu installieren, hält sich in Grenzen, und erfordert keine größeren Umbauten:

IRF530 / IRF9530 ideale Ersatztypen
IRF530 / IRF9530 ideale Ersatztypen

Nach Justage von Offset auf 0,2 mV und Einstellung des Ruhestroms auf 90 mA wurde der HT Verstärker wieder eingebaut und spielt mit den neuen Mosfets zur vollsten Zufriedenheit.

 

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