Schaltnetzteile

Fehlersuche

Bevor begonnen wird: Vorsicht! Am Ladekondensator liegen ca. 330 V an. Das ist lebensgefährlich! Diese Spannung bleibt auch nach dem Ziehen des Netzsteckers noch längere Zeit erhalten, da der Ladekondensator nur langsam entladen wird. Die dicken Ladekondensatoren, die wirklich nicht zu übersehen sind, bitte vor dem Anfassen über einen Widerstand 1 kΩ, 5 W mit angelöteten Kabeln entladen. Widerstände mit geringerer Belastbarkeit brennen sofort ab. Wenn immer möglich, arbeitet man nicht unter Spannung!

Es folgt eine Liste von Punkten, die bei der Fehlersuche an einem Schaltnetzteil nacheinander überprüft werden sollten:

Fehlersuche ohne Netzspannung

1. Sichtkontrolle: Besonders bei externen Kleinnetzteilen haben sich oft größerer Bauteile losgerappelt, die Beinchen haben keinen Kontakt mehr zur Platine. Gerne tritt das beim Übertrager und den großen Kondensatoren auf. Nachlöten löst das Problem, auch prophylaktisch kann das nicht schaden.
   1. Wenn das Netzteil schon „elektrisch riecht“, kann man Leichen meist visuell bereits ausmachen, aber nicht die Todesursache. Auch Elektrolytkondensatoren kann man gelegentlich ansehen, dass sie (bald) defekt sind. Wenn sich die Kappe, dort wo das X eingeprägt ist, nach oben wölbt, ist reichlich Druck auf dem Kessel (Bild 8). Selbst wenn der noch funktioniert, wird er das nicht mehr lange tun. Er muss ausgetauscht werden!
   2. Und auch wenn schon viel darüber geschrieben wurde, hier noch mal etwas zu Problemkondensatoren: Bleibt die Sichtprüfung ohne Ergebnis, sollte man die Elektrolytkondensatoren als Hauptverdächtige betrachten. Die hohen Impulsströme und die Betriebstemperaturen stressen sie enorm. Das Datenblatt nennt oft nur eine Lebensdauer von wenigen 1000 Stunden. Die könnte man besser ausführen, das würde aber mehr kosten. Auch zur Kapazitätsmessung muss man Kondensatoren mit hoher Kapazität meiner Erfahrung nach nicht immer ausbauen: Ihr Innenwiderstand ist aufgrund der Messfrequenz klein genug gegenüber dem von anderen Bauteilen. Dioden in der Schaltung können eventuell eine Messung eingebauter Kondensatoren verhindern.
2. Erwärmung: Ehe man zum Lötkolben greift, kann man probeweise einmal das Netzteü mit einem Föhn erwärmen. Wenn man so dem Netzteil wieder für eine Weile Leben einhauchen kann, sind Kondensatoren mit Elektrolytverlust sehr wahrscheinlich die Fehlerursache.
3. Ladekondensator der Stromversorgung: Hat der Ladekondensator der Stromversorgung des Steuer-ICs einen Kapazitätsverlust, scheitert der Anlauf des Netzteils. Man findet den IC leicht auf der Netzseite des Netzteils, dort sind nicht so viele Elektrolytkondensatoren. Netzseite und Niederspannungsseite kann man meistens deutlich unterscheiden, da sie einen sichtbaren „Sicherheitsabstand“ auf der Leiterplatte haben.
4. ESR: Aber auch mit Nennkapazität können Kondensatoren fehlerhaft sein, wenn sie einen zu großen ESR (Equivalent Series Resistance) haben. Anschaulich ist das der Widerstand, der durch das Elektrolyt und die Leitfähigkeit der Aluminiumfolie und Anschlüsse gebildet wird. Lade- und Entladestrom sorgen für einen Spannungsabfall an diesem Widerstand und erwärmen den Kondensator. Dadurch trocknet er weiter ein, und das erhöht den ESR, usw. Die Ladekondensatoren auf der Sekundärseite sollten einen ESR von ganz deutlich unter 1 Ω haben, primärseitig kann der Wert 1 Ω auch überschreiten.
5. Thermistor und Sicherung: Als nächsten Schritt sollte man ein Ohmmeter auf den offenen Netzeingang legen. Wenn man einen Widerstand von vielen Kiloohm oder mehr misst, ist das in Ordnung. Bei offenem Eingang lohnt ein Blick auf den Thermistor und die Sicherung, falls vorhanden. Ich habe schon mal einen Thermistor ohne Durchgang gefunden.
6. Gleichrichter oder das Diodenquartett: Der Gleichrichter oder das Diodenquartett sind auch typische Fehlerquellen. Meistens sind dann Diodenstrecken durchlegiert und niederohmig, sodass dann auch die Sicherung auslöst.
7. Ladekondensator: Hat man bis dahin keine Fehlerquelle gefunden, kann man das Ohmmeter polrichtig auf den Ladekondensator legen. Nach kurzer Aufladung muss man hier einen hohen Widerstand messen.
8. MOSFET: Ist das nicht der Fall, ist der MOSFET Hauptverdächtiger. Der sollte, polrichtig gemessen, zwischen Source und Drain nichtleitend sein.
9. dicke Dioden auf der Netzseite: Man kann zusätzlich alle „dicken“ Dioden auf der Netzseite in der Schaltung auf Kurzschluss prüfen, das geht meist auch eingebaut.
10. Fehler auf der Sekundärseite: Fehler auf der Sekundärseite treten nach meiner Erfahrung nicht so oft auf. Defekte haben dann wiederum der/die Ladekondensator/en oder der Gleichrichter. Der ist oft eine Doppel-Schottky-Diode, um den Laststrom aufzuteilen.
11. Sekundärwicklungen: Hat das Netzteil mehrere Ausgangsspannungen, sind mehrere Sekundärwicklungen, Dioden und Ladekondensatoren verbaut, die man ebenso testet.

Fehlersuche mit Netzspannung

1. Steuer-IC Versorgungsspannung: Dort sollte man zwischen 12 und 30 V vorfinden. Die ICs liefern fast alle eine Referenzspannung, die die Peripherie versorgt. Mehr erfährt man im Datenblatt.