Felsökning, PSU till Commodore 128

[bos]

Som med andra grejer från 80-talet har jag bytt kondingar / likriktardioder och gjort allmän översyn, men det är något mer med denna nätdel och jag kan inte riktigt hitta felkällan.

Efter komponentbyte testkörde jag nätdelen. Tomgångsspänningen var först 4.95V, eller däromkring, och detta är lite lågt jämfört med andra C128-nätdelar. Rotade därför fram ett schema (se bifogad bild), vred lite på R11 och fick upp tomgångsspänningen till 5.01V vilket passar bättre.

Därefter belastade jag kragget med ett 10 ohms effektmotstånd, och då droppar utspänningen till 4.5V. Misstänkte gravt rippel här, så jag kopplade in 'skåpet men linjen var rak och fin. Strömmätte lasten med min Fluke och fick 420mA, men förväntad ström skulle vara 500mA.

Nånting är snett här, men då jag inte kan särskilt mycket om switchade nätdelar vet jag inte var jag ska börja leta.

Tips?

[Peter.S.]

Vad har du för spänning på 5V när den är inkopplad till C128?

Hur mycket ström ska aggregatet leverera?

Vad är den för en IC som sitter där?

[anders_bzn]

Den borde ju lätt kunna leverera 1A utan problem!

Koppla aldrig ett defekt nätagg till något! Även om det för tillfället ger för lite spänning.

1. Mät spänningen över C4
2. Kolla så att L2 och speciellt L3 inte har för hög resistans
3. Spänningen över R9, mät även på båda sidor mot jord.

Om spänningen över R9 är hög kan man misstänka transistorerna, annars IC:n

Jag har inte sett ritningen på detta agget innan, det är ju oerhört mycket seriösare än det till C64. Det har ju till och med en crowbar!

EDIT: nätdelen är inte linjär utan switchad:

Mät så att transistorerna bottnar och öppnar ordentligt. Kolla ändå vad som händer på basen på V7

[psynoise]

Ett oscilloskop kopplat till switch-noden gemensamt för V6, V7, L2, C8 och V8 borde kunna avslöja en del för olika belastningar.

[bos]

Vad har du för spänning på 5V när den är inkopplad till C128?

Hur mycket ström ska aggregatet leverera?

Vad är den för en IC som sitter där?

1. Jag vågar inte koppla den till en C128 förrän jag säkerställt att kragget funkar.
2. Kragget är speccat till 2.5A @ 5V.
3. uA78S40PC heter kretsen.

[bos]

Nu har jag mätt lite. På switchnoden, som psynoise skriver, har jag mätt med oscilloskopet. Se de tre bilderna. De säger mig absolut ingenting.

@anders_bzn: Resistanser på L2 och L3: 0.2 respektive 0.07 ohm. Spänningen över C4 ligger stabilt på 30.7V. Mätning på R9 gav följande: Över R9 = 7mV. R9_1 mot jord: 29.xV, R9_2 mot jord: 26.xV.

Mätningarna på R9 förbryllade mig. Jag trodde jag mätt fel så jag mätte en gång men fick exakt samma svar. Jag borde ha fått ca 3V när jag mätte över motståndet, men det fick jag inte.

Säger dessa mätningar nånting om nånting?

[psynoise]

Sista fotografiet ser rimligt ut då pulserna ska filtreras ner till 5 V. Det mellersta fotografier får jag dock inte ihop, här borde vi också se pulståget. Vidare är jag nyfiken på hur motsvarande sista fotografiet ser ut vid full belastning (maximal utström).

Eftersom sista fotografiet ser bra ut tror jag vi kan lämna att switchtransistorn och dess drivning. Däremot är återkopplingen och regleringen intressant. Glöm inte att det är skillnaden mellan fallen med kontinuerlig ström (continuous conduction mode) och icke kontinuerlig ström (discontinuous conduction mode) genom induktorn (L2).

[psynoise]

Mellersta fotografiet är också okej. Såg inte att det var utan last. Här stänger helt enkelt omvandlaren av sig och går in i någon slags burst-läge där jag antar att pulser kommer sporadiskt. Detta är väl helt okej sålänge rätt utspänning erhålls.

[anders_bzn]

Den behöver inte många pulser för att hålla 5V olastat. Så det ser väl rimligt ut.

Mät mellan V6 och L2. Jag undrar om transitorn bottnar ordenligt. Känn på den om den blir mycket varm, eftersom den aningen är bottnad eller vara helt öppen så borde det inte bli mycket förlust effekt (eller mycket värme).

[psynoise]

Eftersom pulståget i sista fotografiet har en toppspänning på ~30 V >> 5 V borde regleringen kompensera och ge större pulsbredd.

När utspänningen sjunker, säg vid 4,5 V, hur ser motsvarande återkopplade spänning ut direkt på IC:n på ben 6, 4 eller 10?

[anders_bzn]

Sista fotot har väl en toppspänning på ~15V om man räknar rutor. Är inte oscilloskopet inställt på 5V/ruta? I andra hörnet står det 16,4V

Jag tolkade detta som spänningen vid R9.

Skulle man bottna regleringen så skulle basen på V7 vara 0V.

Eftersom duty cyclen är så att transistorn leder mer än 50% och man bara lastar med 10Ohm (0,5A) på ett nätaggregat som ska ge 2,5A så skulle jag byta transistorerna. Jag tror inte de bottnar. Kolla också värdet på R9 så det verkar stämma.

[anders_bzn]

Vad är det för transistorer?

[psynoise]

Eftersom duty cyclen är så att transistorn leder mer än 50% och man bara lastar med 10Ohm (0,5A) på ett nätaggregat som ska ge 2,5A så skulle jag byta transistorerna.

Observera att i stationärt tillstånd bör tillslagstiden (duty cycle) bestämmas av inspänning och utspänning. Således borde tillslagstiden vara den samma för 0,5 A som för 2,5 A när systemet har stabiliserat utspänningen. Annat är det vid strömsprång men då sjunker utspänningen vilket påverkar tillslagstiden.

[psynoise]

Hade varit intressant om vi kunde få se sista fotografiet med kortare tidsfönster eller förstorat för att kunna mäta tillslagstiden. I bästa världar med både konstant inspänning (30.7 V) och konstant utspänning (4,5 V) ska följande gälla

\({utspänning: V_o = D V_d$\)
\({tillslagstid: D = \frac{V_d}{V_o}$\)

där V_d är inspänningen och V_o utspänningen.

[psynoise]

Rotade därför fram ett schema (se bifogad bild), vred lite på R11 och fick upp tomgångsspänningen till 5.01V vilket passar bättre.

Kan det vara så att du borde justera R11 vid större last (exempel 10 Ohm) istället. Eventuellt läcker det tillräckligt med ström utan last att utspänningen lyfts något. Sedan hade du även bytt komponenter. Tänk på att dagens elektrolytkondensatorer skiljer sig från de tillverkade på 80-talet. Således kan det även handla om tidigare läckström genom utgångskondensatorerna nu har försvunnit. Ett sådant problem löses med en kompletterande resistor som drar den ström som behövs för att hålla nere utspänningen vid tomgång.

Vidare om du har möjlighet är det även intressant att se utspänningen vid fler laster än 10 Ohm. Sjunker utspänningen ytterligare vid större last eller vidhåller regulatorn 4,5 V?