Luxman L435 - STK3102 III

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CarlM.
Inventar

#1 erstellt: 04. Feb 2020, 00:26

Über defekte IC Sanyo STK3102 III wurde schon häufiger berichtet auch im Zusammenhang mit Ersatzschaltungen.
Z.B.

http://www.hifi-foru...d=16398&postID=40#40

Ich habe nun heute bei der Reparatur eines Luxman L435 einen besonderen Fall gehabt.
Der Verstärker funktionierte nach dem Tausch der Siebelkos und einiger anderer Bauteile soweit problemlos.
Nur ließ sich dann der Ruhestrom des linken Kanals nicht einstellen. Das Multimeter zeigte immer nur 0V an.

Eine längere Fehlersuche führte dann zu einem Kurzschluss zwischen den Pins 10 und 11 des STK3102.
Ein Blick auf das verlinkte Schaltbild des IC ergab für mich aber keine Erklärung, weil es keine Bauteile gibt, deren Defekt zu einem Kurzschluss zwischen diesen Pins führen kann.

Also habe ich das IC geöffnet und einige Messungen angestellt. Defekte Bauteile konnte ich nicht finden. Aber:
Nach dem Entfernen der Anschlusspins 10 und 11 und Reinigung war der Kurzschluss nicht mehr vorhanden! Die Leiterbahnführung und eine geringfügig fehlerhaft gesetzte Lötstelle haben also zu einem Kurzschluss geführt. Da die Lötstellen IC <--> Platine sehr original aussahen, muss dieser Defekt also vermutlich schon in der Fabrik vorhanden gewesen sein. Nunja ... nach dem präzisen erneuten Anbringen der Pins funktioniert das IC wieder. Dies also Tipp. Bei Kurzschlüssen zwischen den Pins 5 und 6 oder 10 und 11 lohnt es sich, das IC zu öffnen und genauer hinzugucken.

Hier noch ein paar Bilder die aus meiner Sicht weitgehend selbsterklärend sind. Die dünnen Leiterbahnen verbinden die mit gleichen Pfeilen markierten Transistoranschlüsse und IC-Pins.

[Beitrag von CarlM. am 04. Feb 2020, 00:30 bearbeitet]

Poetry2me
Inventar

#2 erstellt: 04. Feb 2020, 01:20

Wertvoller Tipp !!!

Danke auch für die Dokumentation inclusive Bilder

Das STK3102 III hat von Hause aus offensichtlich eine "riskante" Konstruktion an den Anschlusspins.

Deine Fotos zeigen das deutlich.

- Johannes

Poetry2me
Inventar

#3 erstellt: 04. Feb 2020, 02:05

Den Schaltplan des Luxman L-435 könnte man so interpretieren, als würden zwei STK3102 III existieren und jeweils nur eine Stereo-Hälfte benutzt.

Auf den Bildern vom Inneren des Verstärkers sieht man aber nur ein einziges STK. Ich nehme an, dass der Schaltplan mit künstlerischer Freiheit gestaltet wurde.

- Johannes

CarlM.
Inventar

#4 erstellt: 07. Feb 2020, 00:16

Hallo Johannes,

vielen Dank für Deine Rückmeldung. Neben Fehlern bzgl. der Platinenbeschriftung (z.B. ist dort C7255 als C7250 gedruckt), gibt es für mich Ungereimtheiten im Schaltplan. Nimmt man die Spannungswerte am Transistor Q7105 (Current Adjust) und verfolgt die von Dir gezeichneten roten gestrichelte Linien, so enden diese an Punkten die mit + bzw. - 1,8V angegeben sind. Am anderen Ende Kollektor und Emitter des Transistors steht aber jeweils 0V. Was gilt denn nun?

Es ist ein wenig mühsam, wenn man sich nicht auf Angaben verlassen kann. Der Hintergrund ist der, dass das Gerät zwar gut funktioniert und auch der KK bleibt bei moderaten Temperaturen unter 30°C ... aber auf beiden Kanälen messe ich als Spannungsabfall für die Ruheströme 0V.
Ich muss also alles nochmals genau durchmessen. Manches ist mir auch nicht ganz logisch wie z.B. die beiden Kondensatoren 470p und 56p an den Pins 3 und 4 (Current mirror) von STK3102 ... nun ja. Mit Geduld und Muße wird auch dieses Problem gelöst werden.

Mit Grüßen aus dem Norden
Carl

Poetry2me
Inventar

#5 erstellt: 07. Feb 2020, 09:48

Stimmt, da sind Widersprüche bei den Spannungsangaben.
Fest steht, dass die Spannungen an den Eingängen (jeweils Basis von Q7117 und Q7115) der drei aufeinander folgenden Stromstufen den Wert 3 x 0,6V == 1,8V haben müssen. Einmal positiv und einmal negativ.

[Ein wenig Erklärung für die anderen Interessierten:]
Relativ zueinander sind das also 2 x 1,8V = 3,6V. Der Ruhestrom-Transistor Q7105 hat genau diese Aufgabe, zwischen seinem Collector und Emitter eine konstante Spannung von ca. 3,6V aufrecht zu halten, egal wohin das Signal gerade ausgesteuert wird. Diese 3,6V werden am Ruhestrom-Poti feinjustiert, um den Ruhestrom einzustellen.

Somit muss die Spannungsangabe 0V an den STK-Pins (5) und (6) falsch sein. Dort herrschen -1,8V und +1,8V.

Auch die Spannungsangaben an Pin (3) und (4) sind wahrscheinlich nicht 0V, sondern (beide gleich) irgendwo in der Nähe der (positiven?) Versorgung des STK.

Die kleinen Kondensatoren an den Pins dort sind Kompensationsglieder, welche für Stabilität des gegengekoppelten Systems sorgen.

- Johannes

Lennart777
Inventar

#6 erstellt: 07. Feb 2020, 11:09

Im Übrigen kann man die STK3102III doch neu noch für wenig Geld problemlos erwerben:

hier

Grüße
Lennart

CarlM.
Inventar

#7 erstellt: 07. Feb 2020, 13:03

@Lennart
Danke für den Hinweis. Ich hatte mir auch schon 2 Stk. bei einem anderen Händler bestellt, weil ich ja auch nicht wusste, ob ich das Originalmodul beim Öffnen endgültig zerstöre. Hast Du selbst aus der verlinkten Quelle bereits STK 3102 bezogen?

@Johannes
Vielen Dank für Deine Erläuterungen und Hinweise. Ich muss jetzt erst einmal messen und sehen, woran es liegt.

Lennart777
Inventar

#8 erstellt: 07. Feb 2020, 19:45

Ich habe dort schon etliche STK's bezogen und alle liefen problemlos.

Grüße
Lennart

CarlM.
Inventar

#9 erstellt: 07. Feb 2020, 22:19

@Lennart
Danke für die Info.

Rabia_sorda
Inventar

#10 erstellt: 07. Feb 2020, 22:51

Von denen habe ich bislang nur zwei STK´s bezogen und kann mich bisweilen darüber auch nicht beklagen. Günstig sind sie auch.

CarlM.
Inventar

#11 erstellt: 08. Feb 2020, 00:39

Hat jemand von Euch auch Werte?
Ich habe an den Pins des STK3102 folgende Spannungen gemessen (vertikal Pins 1 bis 15 ):

Ich befürchte, dass die an den 5 und 6 sowie 10 und 11 generierten +/- 1,8 V zuwenig sind. Am Ruhestromtransistor kommen nach dem Spannungsabfall an den beiden 100-Ohm-Widerständen nur noch +/- 1,6V an ...

Rabia_sorda
Inventar

#12 erstellt: 08. Feb 2020, 03:09

Ich leider nicht. Es waren andere STK´s.

Poetry2me
Inventar

#13 erstellt: 08. Feb 2020, 15:12

Carl, die Werte an den STK-Pins sehen für mich alle plausibel aus. Genau so hätte bzw. habe ich sie aus dem Schaltlan auch vorhergesagt.

Die 1,8 Volt werden geringer sein am Einstell-Poti für den Ruhestrom. Das Poti sitzt ja mitten in einem Spannungsteiler für die Basis des Ruhestromtransistors.

- Johannes

Poetry2me
Inventar

#14 erstellt: 08. Feb 2020, 15:23

Für die Restauration eines Hitachi HA-007 hatte ich auch mal ein besonders gut gezeichnetes Innenleben des STK3102III ausgegraben, es war aus irgendeinem Sony Amp:

hier sind es aber nur +/-1,2V an den Ausgängen, da jeweils nur zwei Basis-Emitter-Strecken (2 x 0,6V) angesteuert werden. Das stellt sich automatisch so ein. Beim L-435 sind es +/-1,8V weil dort eine Treiberstufe mehr dazwischen sitzt (3 x 0,6V).

Sonst alles sehr ähnlich.

- Johannes

CarlM.
Inventar

#15 erstellt: 08. Feb 2020, 16:07

@Karsten
Danke für die Rückmeldung! (War wohl ein STK0050 ?)

@Johannes
Sind denn +/-1,8V genug? Davon kommen ja nur 1,6V an Q7105 bzw. Q7106 an.

Hier einmal die gemessenen Werte an den Transistoren. Die Werte des anderen Kanals sind ähnlich.
Die Dioden habe ich nach der Messung getauscht - ohne Änderung.
Die Transistoren wurden auch ausgelötet und mit dem Komponententester geprüft - demnach alle okay.
Der Elko bei Q7105 wurde ebenfalls bereits getauscht und die beteiligten Widerstände (4,7k, 820 Ohm und Trimm-Poti) geprüft.

Wie gesagt: Nur die Ruheströme beider Kanäle lassen sich nicht einstellen und verbleiben bei 0mV. Ansonsten ist alles okay.

Im Schaltplan steht für die Basis von Q7105 ein positiver Wert. Da messe ich eine negative Spannung.
Im Übrigen gehe ich davon aus, dass im Schaltplan häufig Werte von 0V als "Platzhalter" gedruckt wurden. Da sollte dann wohl später ein Wert nachträglich eingetragen werden.

Ich werde später nochmals alles (vor allem Lötstellen) prüfen. Manchmal wird man "betriebsblind" ...

Rabia_sorda
Inventar

#16 erstellt: 08. Feb 2020, 16:27

(War wohl ein STK0050 ?)

Was du so alles weißt

Poetry2me
Inventar

#17 erstellt: 08. Feb 2020, 18:22

Die Spannungsangaben an den Ruhestromtransistoren sind alle drei falsch im Schaltplan des Luxman L-435.

Hier mal eine Korrektur:

Luxman L-435 Schematic detail quiescent current transistor corrected voltages

Ist ja auch logisch, dass die Basis des Transistors um die 0,6V über dem Emitter liegen muss, solange der Transistor in einer analogen Schaltung sitzt und in einem regulären Arbeitspunkt arbeitet.

Man nennt diese Schaltung auch V_be Multiplier, weil sie die B-E-Spannung durch die Einstellung via C-E-Spannungsteiler "vervielfacht".

Das ist dann nichts anderes, als eine Konstantspannungsquelle. Diese wird "schwimmend" in der Schaltung eingesetzt.

- Johannes

Poetry2me
Inventar

#18 erstellt: 08. Feb 2020, 18:26

Thema Genauigkeit des Spannungswertes:

Natürlich sind es nicht EXAKT 1,8V weil es auch nicht an jeder B-E-Strecke eines Transistors exakt 0,6V sind. Vielmehr darf es auch mal 0,5xV oder ähnlich sein, so dass sich in Summe der B-E-Strecken auch mal andere (meist nieddrigere) Werte ergeben können.

Poetry2me
Inventar

#19 erstellt: 08. Feb 2020, 18:39

Q7105 ist der Ruhestromtransistor und scheint plausible Werte zu haben.

Die Über-Strom-Schutzschaltung aus Q7107, Q7109, Q7111, Q7113 kannst Du mal ignorieren. Diese schalten erst durch, wenn der Spannungspegel am Emitterwiderstand einen bestimmten Wert überschreitet. Bis dahin sollten sie sich neutral und nicht-leitend verhalten. Nur falls man einen kapitalen Endstufenschaden beseitigt, werden diese Bauteile überprüft, weil sie sich gerne opfern.

Q7115 und Q7117 sind die Vor-Treiber und auch hier scheinen die Spannungen plausibel. Die Basis-Anschlüsse mit 1,6V statt 1,8V ist auch noch ok. Die Emitter rund 0,6V geringer im Wert.

Kann schon sein, dass die Ruhestromeinstellung etwas zu gering ist, aber im Prinzip funktioniert die Einstellung einer Vorspannung.

- Johannes

[Beitrag von Poetry2me am 08. Feb 2020, 18:54 bearbeitet]

CarlM.
Inventar

#20 erstellt: 08. Feb 2020, 19:09

@Johannes
Danke für Deine Einschätzung.

Es ist nur mein erster Verstärker, bei dem eine Ruhestrom-Einstellung nicht funktioniert - außer die Fälle, bei denen tatsächlich ein Defekt vorlag.
Irgendwie ist das ein seltsames Gefühl. Da ist dann eine Zweitmeinung hilfreich ....

CarlM.
Inventar

#21 erstellt: 10. Feb 2020, 00:59

Manchmal geschehen Wunder.

Da habe ich nun nichts mehr gemacht und ... heute ist der Ruhestrom da. Alles auf 6,5mV eingestellt und die Werte bleiben nun auch stabil.
Alles bestens!

Danke noch einnal an Johannes.

Jetzt muss ich nur noch die großen Siebelkos ersetzen. Luxman gibt für die Deutschland-Version 220-240V AC an und hat Elkos mit 63V DC Spannungsfestigkeit eingebaut. Ich habe nun +/- 62,5V DC an den Elkos gemessen ... nun ja. Man kann sich auch kaputtsparen.

Also werde ich 80V-Typen einsetzen. Die mit 4 Pins haben aber 40mm Durchmesser und passen dann nicht wegen der benachbarten Drahtbrücken und Anschlüsse. Also gibt es 80V-Versionen mit 2 Pins und 35mm Durchmesser.

Poetry2me
Inventar

#22 erstellt: 10. Feb 2020, 01:23

____GRATULATION____ zur erfolgreichen Reparatur.

Du hast ja ohnehin Routine, aber ich dachte ich gratulatiere trotzdem mal, es war ja auch ein wenig spannend zwischendruch.

Das war ein spätes Modell aus der goldenen Ära von Luxman.
Der STK gehört zwar zu dem besseren, aber Du hast dankenswerterweise eine Schwachstelle aufgedeckt und mit Bildern dokumentiert.
Das sollte jedem helfen, die in Zukunft einen STK3102III reparieren müssen.

- Johannes

[Beitrag von Poetry2me am 10. Feb 2020, 01:25 bearbeitet]

CarlM.
Inventar

#23 erstellt: 10. Feb 2020, 01:33

Poetry2me (Beitrag #22) schrieb:

Das sollte jedem helfen, die in Zukunft einen STK3102III reparieren müssen.

Ich muss gestehen, dass ich das reparierte gegen ein inzwischen eingetroffenes neues STK-Modul getauscht hatte - allerdings zunächst auch ohne Änderung der Situation. Lennart hat ja recht. Für unter 10 EUR lohnt eine Reparatur nicht.

Poetry2me
Inventar

#24 erstellt: 10. Feb 2020, 01:39

Ja, aber ich finde es trotzdem interessant, dass das STK an den Pins kaputt gegangen sein kann, zumindest dort empfindlich ist.

CarlM.
Inventar

#25 erstellt: 14. Feb 2020, 23:03

Ich bin dem Ruhestrom-Problem nochmals auf den Grund gegangen. Letztlich ist es so, dass der dem Trimmpoti vorgeschaltete Festwiderstand 820 Ohm hat. Zusammen mit dem Trimmpoti ergeben sich also 1.8 kOhm.. Insgesamt werden aber nur ca. 1050 - 1100 Ohm benötigt. Deshalb ist das Trimmpoti aus meiner Sicht zu groß dimensioniert.

Ich habe deshalb den 820 Ohm-Festwiderstand auf 1 kOhm erhöht und anstelle des 1k-Trimmpoti ein 10-Gang-Trimmpoti mit 250 Ohm (das blaue von Bourns) eingelötet. Aus meiner Sicht ist dies eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Originalzustand.

Zusammen mit den anderen Maßnahmen bin ich nun sehr zufrieden.

Bertl100
Inventar

#26 erstellt: 15. Feb 2020, 09:47

Hallo zusammen,

der Strom durch den Ruhestrom-Transistor + der Strom, der in die beiden Basen der Endstufen-Treiber hinein- bzw. herausfließt, der kommt ja aus dem STK.
Das ist letztlich der Strom, den die Stromquelle an Pin 5 liefert. Pin 6 reguliert dann "nur" die Spannung an den Ausgängen so, dass sich am Ausgang der Endstufe 0V ergibt. Vereinfacht gesagt.

Was ich damit sagen will: der STK hat durchaus erheblichen Einfluß auf den Ruhestrom.

Gruß
Bernhard