HP 4396A voeding reparatie

Hallo allemaal,
ik ben op dit moment bezig met het repareren van de voeding van een HP 4396A network analyzer. De voeding gaat aan maar meet aan de uitgang veel te laag uit. Hierdoor weigert de network analyzer op te starten. Daarnaast maakt de voeding een luid sissend geluid, echter, niks wordt warm of begint te ruiken. Dit geluid wordt dan ook vermoedelijk veroorzaakt door een trafo.

De voeding bestaat uit twee printen. Op de linker print wordt de netspanning gelijkgericht en afgevlakt, hierdoor ontstaat +180V, 0V en -180V. Daarnaast wordt +70V en +25V geproduceerd. Deze spanningen zijn allemaal netjes aanwezig.

Vervolgens gaan deze spanningen naar de rechter print (hierop is het sissende geluid aanwezig). Op deze print worden 18, 7.8, -7,8, -18 en 5 volt geproduceerd. Al deze spanning meten veel te laag uit.

Van de HP 4396A kan ik online geen service manual vinden, wel is de service manual van 4396B te vinden maar deze voeding is helaas anders. Wel heb ik een service manual van de 4286A gevonden waar exact dezelfde voeding in zit (04396-61040 van Toko Inc.)https://elektrotanya.com/hp_agilent_4286a_rf-lcr-meter_sm.pdf/download.html#dl. Helaas heeft deze manual geen schema's maar wel een blok diagram van de voeding.

De voeding op de rechter print wordt aangestuurd door een MB3759, zover ik kan zien lijkt deze identiek te zijn aan een TL494. Bij dit IC wordt de spanning gereguleerd van enkel de +5V uitgang van de voeding en wordt de stroom zo nodig gelimiteerd.
Op pin 9 en 10 komt het signaal te staan dat uiteindelijk met twee trafootjes naar de twee primaire torren gaat om de primaire winding aan te sturen.
Als ik probe op pin 9 en 10 van het IC zie ik het volgende signaal:

Hier verwacht ik een PWM signaal. Deze signalen lijken ook duidelijk invloed te hebben op het sissende geluid. Hier is dus duidelijk de oorzaak of het gevolg van een defect op de print te zien.

Wat ik tot nu geprobeerd heb:

  • MB3759 vervangen voor TL494
  • Beide torren vervangen aan de primaire kant
  • Alle elco's losgesoldeerd en door gemeten
  • Voedingsspanning gemeten van de MB3759, deze is 14V. Deze spanning wordt verzorgd door een aparte lineaire voeding. (klein trafootje met geel plakbandje op de primaire kant, helemaal links in het midden van de rechter print)
  • 5V referentie spanning van MB3759 gecheckt
  • Oscillator gecheckt van de MB3759
  • Alle diode's in circuit doorgemeten
  • Alle torren uit het circuit doorgemeten
  • Fan lock circuit uitgetekend en getest, deze werkt niet door dat +7,8V niet aanwezig is.

Niks hiervan wijst op een defect.

Wie zou mij verder kunnen helpen met dit probleem?

[Bericht gewijzigd door [steven] op 10 september 2020 00:55:23 (14%)]

maartenbakker

Special Member

Hoe heb je de elco's gemeten en wat waren de meetresultaten?

En de spanningen die te laag zijn, zijn die allemaal precies evenveel te laag?

P.S. Ik vind het contra-intuitief om torren willekeurig te vervangen en elco's alleen maar door te meten. De meeste reparateurs doen dat andersom omdat primaire schakeltorren het eigenlijk nooit "een beetje" doen zonder binnen enkele seconden helemaal open of in sluiting te gaan. Dit in tegenstelling tot elco's die iets moeilijker ondubbelzinnig door te meten zijn.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op 10 september 2020 02:30:53 (57%)]

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Hoe is de voeding van de 494 zelf ? In het algemeen is er een licht uitgevoerde start schakeling (weerstand, of hier mogelijk iets vanuit de andere voeding) en een aparte diode vanuit een secundaire wikkeling voor de grotere stromen in bedrijf.

Beste Steven,

Interessant om te zien dat jij precies de zelfde hardware en fout hebt. Ik heb ook een HP 4396A met een voedingsprobleem. De A40 SHUTDOWN LED blijft aan en de 70 V en 25 V zijn aanwezig, maar de andere niet. Als ik de Fan lock pin meet zonder fan, zie ik ongeveer 0 V.

Ik heb het wel voor elkaar gekregen om de voeding "aan" te krijgen door bij PH130 de uitgang kort te sluiten. Daarna zijn alle voedingsspanningen aanwezig zijn, ook die van de fan lockout (7.8V pull-up). De SHUTDOWN LED blijft wel aan gek genoeg.

Ik heb mijn fan nog los getest en werkt zoals beschreven in de manual.

Ik ga nu verder kijken hoe de fan lock/shutdown zou moeten werken, en waarom dit het nu niet doet.

Ik laat je nog weten als ik wat meer gevonden heb.

Groet,
Floris

Je hebt geluk, ik heb het fan lock schema helemaal uitgetekend. Als ik zo thuis ben zal ik het naar je sturen.
Overigens was het fan-lock signaal uiteindelijk niet de oorzaak van mijn probleem, wat wel weet ik helaas nog steeds niet.

edit:
Getekende schema is bijgevoegd, schema aan de linkerkant zit op het PCB waar de netschakelaar op zit, rechter schema zit op de 230v print. Ze zijn met elkaar verbonden d.m.v. het fan lock draad.

[Bericht gewijzigd door [steven] op 23 oktober 2020 21:14:43 (30%)]

Hey Steven,

Bedankt voor je schema! Echter is de spanning (7.8V) er nog niet voor de fan lock als ik hem aan zet dus die doet dan nog niks, de rest blijft dus ook "uit". Ik ga nu verder kijken aan de andere kant van de opto PH130.

-

[Bericht gewijzigd door FoxRom op 23 oktober 2020 23:30:40 (100%)]

Als ik jouw verhaal lees is de meest waarschijnlijke oorzaak de uitgangs elco's. En dan de elco van de hoofdvoedingspanning. Vaak is dat de vijf volt.
Maar dat hoeft niet. Je moet in elk geval de spanning nemen waar de terugkoppeling (via een opto) naar de pwm unit gaat. Is er geen opto aanwezig dan kan een extra wikkeling op de trafo die terug koppeling zijn.
Dat deed men vroeger wel vaker. Men meet dan de flux door het trafo pakket.

Een andere oorzaak kan de hulpvoedng voor de pwm schakeling zijn. Die schakeling moet een mooie stabiele gelijkspanning als voeding krijgen. Vaak zit daar een hele klein elco in die stuk kan zijn.

Derde oorzaak kan de fout detectie schakeling zijn. Tijdens het opstarten worden er een reeks spanningen met comperators en een klein beetje poortlogica gecontroleerd. Komt een van de spanningen te laat op dan wordt er een disable touwtje naar de pwm schakeling omlaag getrokken zodat de boel afschakelt. Als ik jou verhaal lees denk ik dat er geen halfgeleider defect is. Zoals anderen al zeggen. Als er een grote schakeltor of diode defect is doet de voeding geheel niets meer. En vaak is kun je dan ook wel iets zien. Daar waar de rook ontsnapt is zeg maar.

Het kan zijn dat de voeding gewoon gaat opstarten en doordat de uitgangsspanningen niet gehaald worden er meteen weer afschakelt. Ik denk dit echter niet omdat de voeding sist en er wel degelijk een welliswaar foute uitgangsspanning aanwezig is. Hieruit maak ik op dat de voedin gewoon dom blijft doorstarten en de eigenlijke oorzaak een uitgangscondensator is.

Ik heb zelf een Tektronix vectorscoop met een klassieke zeer complexe geschakelde voeding er in die is gaan roken. Ik heb de voeding weer werkend alleen start hij niet altijd op doordat de voeding in een foutcode gaat staan. De pwm schakeling wordt hier gedisabeld en het is over en uit. Ik kan doordat de voeding helemaal discreet is opgebouwd helaas nog niet vinden waar het nu fout gaat. Echt vervelend. :(

En zoals je al begrijpt heb ik er geen schema van en het ook zeer lastig uit te tekenen doordat het een grote dubbelzijdige print betreft met allemaal kleine hulp printjes er op. En die kleine hulp printjes bevatten de fout logica.

Alle spanningen te laag en fluitende trafo is een trafo in verzadiging door een kapotte trafo (uitsolderen en testen met LCR meter, meet zelfinductie en Q, sluit san steeds een wikkeling kort. De zelfinductie en Q moet instorten. Gebeurd dat niet dan heb je een van zichzelf al kortgesloten wikkeling)

Maar er kan ook iets secundair fout zitten wat de de trafo in verzadiging trekt. Dat kun je meten door stroom te meten. Ik doe dat met een speciale probe maar jr kunt ook spanning over weerstanden meten en rekenen. Zo kun je aan de hand van specs van onderdelen inschatten waar het fout gaat. Ook temperatuur kan soms wat vertellen als er geen schemas zijn. Maar door ieder onderdeel apart te bekijken kun je nog een hoop uitvogelen. (wat doet intgang tov uitgang, kloppen signalen op bepaalde pootjes, loopt er niet te veel stroom door een weerstand, klopt de spanning over elcos (15V over een 10V elco, of 0V als hij short is) Spanningval over diodes, spanning vam over de basis-emiter van een tor etc)

Als het mogelijk is koppel ik de voeding af en gebruik weerstanden en/of een regelbare load of bv een lamp ofzo.

En vaak is het niet mogelijki onder spanning te testen of te complex en dan is het makkelijker om een component uit te solderen en extern te te testen op bv een breadboard. Bijna alle ICs hebben wel een testopstellintg in de datasheet. Die is trouwens zowiezo handig want heel vaak wordt er een applicatie circuit daaruit als basis gebruikt door de ontwerper van de patient. (moet je wel een goede desoldeerbout hebben anders wordt het heel veel werk en hoge kans op schade.

Nooit blind dingen vervangen en zeker niet tegelijk. Je moet de fout vinden zodat je zeker weet dat deze eruit i, of zoals vaak, de nieuwe gelijk weer kapot gaat omdat de echte fout er nog zit. Dan moet je alles weer gaam vervangen want je weet dan niet welke onderdeel er de eerste keer kapot was en ook niet de tweede keer.

Meet met een scoop, 2,5VDC kan een 5Vpp 50% duty cycle blokgolf zijn ipv 2,5VDC. Dat zien op een scoop zegt meer dan die 2,5V. Bv een elco die geen capaciteit meer heeft. Zo ook of er een rimpel op het DC zit. Veel DMMs zien dat niet omdat de gemiddelde schakelende voeding ver boven hun bandbreedte werkt. Een scoop ziet dat wel.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

En vaak is het niet mogelijki onder spanning te testen of te complex en dan is het makkelijker om een component uit te solderen en extern te te testen op bv een breadboard. Bijna alle ICs hebben wel een testopstellintg in de datasheet. Die is trouwens zowiezo handig want heel vaak wordt er een applicatie circuit daaruit als basis gebruikt door de ontwerper van de patient. (moet je wel een goede desoldeerbout hebben anders wordt het heel veel werk en hoge kans op schade.

Ben het hier helemaal mee eens. Fred.

Alle spanningen te laag en fluitende trafo is een trafo in verzadiging door een kapotte trafo (uitsolderen en testen met LCR meter, meet zelfinductie en Q, sluit san steeds een wikkeling kort. De zelfinductie en Q moet instorten. Gebeurd dat niet dan heb je een van zichzelf al kortgesloten wikkeling)

Dit kan wel maar erg waarschijnlijk is het niet. Ik heb zo zelden een defecte trafo gehad. En als dat het geval was was het defect heel erg goed zichtbaar en heel vaa een gevolg van een ander defect. Een defecte uitgangscondensator bijvoorbeeld. Als je deze voeding op deze manier een tijdje aan zou laten staan kan het gevolg wel een defecte trafo met rook zijn.

Allereerst bedankt iedereen voor de reacties.

Echter is de spanning (7.8V) er nog niet voor de fan lock als ik hem aan zet dus die doet dan nog niks, de rest blijft dus ook "uit". Ik ga nu verder kijken aan de andere kant van de opto PH130.

Dit is voor mij ook een beetje een raadsel hoe dit werkt. De uitleg in de service manual is hier paradoxaal over: om de 7.8V (en de rest van de spanningen op de tweede print) te laten ontstaan moet er een fan-lock signaal aanwezig zijn. Maar om een fan-lock signaal te laten ontstaan is de 7.8V spanning nodig voor de pull up van de open collector uitgang van de fan. Dit spreekt elkaar dus tegen. Mijn vermoeden is dus dat de 7.8V en de andere spanningen heel even aanwezig zijn tijdens het inschakelen van de voeding en vervolgens deze worden afgeschakeld als er geen fan-lock aanwezig is.
Overigens staat bij mijn voeding de rode led altijd uit.

Als ik jouw verhaal lees is de meest waarschijnlijke oorzaak de uitgangs elco's. En dan de elco van de hoofdvoedingspanning. Vaak is dat de vijf volt.

Dat was ook mijn eerste gedachte, ik heb alle elco's met een LCR meter getest en deze waren helaas allemaal nog goed.

Je moet in elk geval de spanning nemen waar de terugkoppeling (via een opto) naar de pwm unit gaat. Is er geen opto aanwezig dan kan een extra wikkeling op de trafo die terug koppeling zijn.
Dat deed men vroeger wel vaker. Men meet dan de flux door het trafo pakket.

De terugkoppeling bij deze voeding wordt gedaan met twee kleine trafo's naar het primaire deel.

Een andere oorzaak kan de hulpvoedng voor de pwm schakeling zijn. Die schakeling moet een mooie stabiele gelijkspanning als voeding krijgen. Vaak zit daar een hele klein elco in die stuk kan zijn.

Ook dit is helaas niet het geval, de mb3759 krijgt nog netjes zijn voeding spanning zonder al te grote rimpel.

Derde oorzaak kan de fout detectie schakeling zijn. Tijdens het opstarten worden er een reeks spanningen met comperators en een klein beetje poortlogica gecontroleerd. Komt een van de spanningen te laat op dan wordt er een disable touwtje naar de pwm schakeling omlaag getrokken zodat de boel afschakelt.

De MB3759 checkt alleen de +5V uitgang, hier staat wel spanning op maar is veel te laag, hoeveel dat precies was is mij even ontschoten.

Als ik jou verhaal lees denk ik dat er geen halfgeleider defect is. Zoals anderen al zeggen. Als er een grote schakeltor of diode defect is doet de voeding geheel niets meer. En vaak is kun je dan ook wel iets zien. Daar waar de rook ontsnapt is zeg maar.

Ik snap inderdaad de verwarring waarom ik de schakeltorren aan de primaire kant heb vervangen, dit lijkt inderdaad niet logisch om te doen. Ik heb deze moeten vervangen doordat mijn probe uitgleed op een pin van de MB3759 en daardoor beide torren tegelijk in geleiding bracht waardoor deze een kortsluiting werden. Het vervangen is dus door toedoen van mijn eigen fout en heeft niets met het defect te maken. Overigens was bij het vervangen van de torren de voeding weer terug bij af en blijft het sissen.

Alle spanningen te laag en fluitende trafo is een trafo in verzadiging door een kapotte trafo (uitsolderen en testen met LCR meter, meet zelfinductie en Q, sluit san steeds een wikkeling kort. De zelfinductie en Q moet instorten. Gebeurd dat niet dan heb je een van zichzelf al kortgesloten wikkeling)

Maar er kan ook iets secundair fout zitten wat de de trafo in verzadiging trekt. Dat kun je meten door stroom te meten. Ik doe dat met een speciale probe maar jr kunt ook spanning over weerstanden meten en rekenen. Zo kun je aan de hand van specs van onderdelen inschatten waar het fout gaat. Ook temperatuur kan soms wat vertellen als er geen schemas zijn. Maar door ieder onderdeel apart te bekijken kun je nog een hoop uitvogelen. (wat doet intgang tov uitgang, kloppen signalen op bepaalde pootjes, loopt er niet te veel stroom door een weerstand, klopt de spanning over elcos (15V over een 10V elco, of 0V als hij short is) Spanningval over diodes, spanning vam over de basis-emiter van een tor etc)

Als het mogelijk is koppel ik de voeding af en gebruik weerstanden en/of een regelbare load of bv een lamp ofzo.

Ga ik dit weekend naar kijken Fred, bedankt! Overigens wordt er niets heet of begint te ruiken op de print .

En vaak is het niet mogelijki onder spanning te testen of te complex en dan is het makkelijker om een component uit te solderen en extern te te testen op bv een breadboard. Bijna alle ICs hebben wel een testopstellintg in de datasheet. Die is trouwens zowiezo handig want heel vaak wordt er een applicatie circuit daaruit als basis gebruikt door de ontwerper van de patient. (moet je wel een goede desoldeerbout hebben anders wordt het heel veel werk en hoge kans op schade.

De MB3759 is het enige IC op de tweede print deze heb ik vervangen voor een TL494 (die gelijk zou moeten zijn) en dit lost het probleem nog steeds niet op. Ook heb ik al alle andere halfgeleiders gedesoldeerd en getest en ook dit leverde niets op.

Als je deze voeding op deze manier een tijdje aan zou laten staan kan het gevolg wel een defecte trafo met rook zijn.

Ik heb de voeding al meerdere malen langere tijd aan laten staan maar er is nooit iets gaan roken of ruiken.

Overigens heb ik op de TL494/MB3759 drie probes aangesloten. Hierbij heb ik gekeken naar pin CT (CH2), en de uitgangs emitters pin 9 & 10 (CH 1 en 3). Wanneer de voeding opstart is er heel even geen sis te horen. Het volgende scope beeld is dan te zien:

Hierbij is ook mooi te zien dat de dead time netjes aanwezig is.

Na een een aantal milliseconden begint de voeding te sissen en is het volgende scope beeld te zien:

De puls breedte wordt hierbij dus naar minimaal terug geregeld door de TL494. Wie kan mij vertellen waarom dit ontstaat? Is dit omdat op 1 van de error amplifiers van de TL494 een over current situatie wordt gedetecteerd?

Bij voorbaat dank voor de hulp.

Dat was ook mijn eerste gedachte, ik heb alle elco's met een LCR meter getest en deze waren helaas allemaal nog goed.

Is al gezegd hier. Een test met een LRC meter is vaak niet goed. Je moet de elco testen in de bedrijfssituatie.

Hier werkt je voeding dus goed:
https://www.circuitsonline.net/forum/file/61306

En na een korte tijd:

https://www.circuitsonline.net/forum/file/61307

Aan de gele is te zien dat de klok in elk geval werkt

De paarse en de blauwe lijn stoppen echter.

Dat kan een paar oorzaken hebben.
De outputcontrol (pen13) is hard?

Je moet even kijken wat er voor ingangspanningen staan op de errorcomperators. De transistoren staan eigenlijk gewoon uit op af en toe een pulsje na. En die pulsje komen dus normaal gesproken door twee feedback trafo's en schakelen uiteindelijk de logica. Komen die er nog als de voeding gestopt is? Waarschijnlijk gaat daar iets mis of verschuift er een pulsje in tijd waardoor ze elkaar gaan tegen werken. Of de pulsen worden ergens geblokkeerd omdat de uitgangspanningen niet op niveau komen doordat een uitgangscondensator door de steile pieken ineens gaat doorslaan.

Ik heb nu de fan-lock functie helemaal uitgezet door achter de eerste opto een sluiting te solderen, gek genoeg werkt dat, ik heb helaas nog wel een all int fail (tijdens zelf test) dus ik heb nog wat te doen. Apparaat uit gezet, maar nog wel met de stekker in het stopcontact. Had ik beter niet kunnen doen, de ingangs filer heeft het begeven. Gelukkig was ik er op tijd bij, maar nu stinkt mijn kamer naar de binnenkant van een elco 8)7