Relais-Modul 92xx und einige andere Erfahrungen

      Moin Reinhard,

      wie immer sehr interessant !! Vielen Dank !! Hier noch ein paar Anmerkungen:

      (1) Ich denke nicht, dass wir auf 25 Ohm kommen beim Innenwiderstand, habe
      es aber gestern nicht mehr nachmessen koennen. Der Sicherungswiderstand
      vor dem Gleichrichter hat 2,2 Ohm.

      (2) Das alte Relais hat m.E. 100 Ohm, braucht also mehr Strom als die neuen von
      Finder. Ich habe bisher nur mit den originalen Relais probiert, werde aber in
      Kuerze mal die Platine von Tommy reinsetzen.

      (3) Am Emitter von T 684 (PNP) liegen ca. 7,8 Volt an, ueber einen Spannungsteiler
      von den 12 Volt abgeleitet (R 682 / R 683). Wenn wir diese Spannung mal
      als stabil annehmen, gilt die Schaltungsbeschreibung wie oben reinkopiert.

      Genau dies ist aber m.E. das Problem: Wenn nun die 12 Volt einbrechen, so
      geht auch die Spannung am Emitter von T 684 runter. Dann kann aber die
      Absenkung an seiner Basis, die durch die Aufladung von C 686 passiert und
      durch den Spannungsabfall ueber R 688 (15 Ohm) beschleunigt wird, diesen
      Transistor doch nicht beschleunigt durchsteuern ... und das ist m.E. das
      Problem, das durch den Einbruch der 12 Volt passiert.

      Dabei muss man bedenken, dass dies ein kleiner Effekt ist, es geht hier um eine
      Verlangsamung der Flanke um vielleicht eine zehntel Sekunde oder so. Im Prinzip
      zeigen die Simulationen das schon ein wenig (wenn ich sie richtig lese).

      Hier ist aber eine Frage zu stellen: wie wird die Simulation intern gemacht ? Da muss
      ja ein Gleichungssystem in der Zeit geloest werden, und zwar numerisch. Nun sind
      solche Systeme mit Transienten numerisch heikel, und es stellt sich hier auch die
      Frage, ob die numerischen Routinen dafuer gut genug adaptiert sind. Wenn es bei
      Spice eine Moeglichkeit gibt, die Schrittweite zu steuern, dann waere es einen Versuch
      wert, die Aufloesung mal so hoch zu stellen, dass die Zeitschritte KLEIN sind im
      Vergleich zur Anstiegszeit des Relais.

      Ich habe selber keine Erfahrung mit Spice, wohl aber mit der Mathematik hinter solchen
      Programmen, und weiss von einem Entwickler, dass er bestimmte Phaenomene, die mit
      Transienten zu tun haben, mit den Simulationen nur sehr schwer korrekt abgebildet
      bekommt.

      Ideal waere nun, wenn man eine zeitaufgeloeste Messung der Spannungsverlaeufe
      am Relais, an der Basis von T 684 und an seinem Emitter erstellen koennte -- ist das
      etwas, das Dein PC-gestuetzter Messplatz kann ? Dann koennte man wirklich mal
      Messung und Simulation vergleichen ... waere vielleicht auch mal spannend ?


      Besten Gruss,

      Michael
      Hallo Michael,

      das kann sein.

      Bei der Simulation war meine Zeit-Schrittweite 0,1 ms und der Stromanstieg benötigt entspr. der Simulationsergebnisse ca. 15 ms. Ich kann real nicht zeitaufgelöst für diese schnellen Prozesse messen, leider. Ich kann aber zeigen, was die Simulation zum zeitabhängigen Spannungsverlauf am Relais, Basis T684 und Emitter T684 ausspuckt (alles in einem Plot übereinander).

      Die Anpassung des Transistormodells auf den verbauten Typ hat - wie erwartet - keine Aenderung gebracht.

      Was wir immer vernachlässigen, und das kann hier durchaus wichtig sein: Der zeitliche Verlauf des Kontaktschliessvorgangs muss keinesfalls identisch zum Stromverlauf sein und kann aufgrund verschiedener Kontaktabstände und verschiedener Federkräfte bei unterschiedlichen Relais ganz anders sein, selbst wenn deren elektrische Werte ähnlich sind. Wir reden hier ja von Zeiteffekten im Bereich von 10 ms. Vielleicht liegt dort ein Teil vom Hund begraben? Achim sagte:"...wenn ich das Relais austausche...", und Du sagst, das alte Relais hatte 100 Ohm, das neue 300 Ohm, dann bin ich so kluch wie zuvor - gar nicht. Vielleicht suchen wir vergeblich im elektrischen Teil und das Geheimnis ist die Leichtigkeit des Ansprechens und Geschwindigkeit der Magnetmechanik der Relais?

      Gruss
      Reinhard
      Hallo Reinhard,

      danke -- hier erst einmal das Schaltbild:



      Damit wird die Beschreibung des Effektes hoffentlich noch etwas klarer.
      Die Ladekurve von C 686 ist zu langsam, um ein schnelles Schalten des
      Relais zu bewirken. Normal wuerde man einen Schmitt-Trigger realisieren.

      Zu Beginn ist die Spannung an der Basis von T 684 ja hoch (C 686 ist
      entladen, also keine Spannung ueber R 687). Dann sperrt T 684, somit auch
      kein Strom in die Basis von T 691, und kein Strom durch das Relais.

      Jetzt laedt sich C 686 langsam auf, und wir kommen an der Basis von
      T 684 irgendwann in den Bereich von 7.2 Volt. Dann beginnt der durchzusteuern,
      und schickt Strom in die Basis von T 691, der wiederum Strom durch das
      Relais freigibt. Nun fliesst mehr Strom durch R 688, was die Spannung an der
      Basis von T 684 weiter reduziert -- alles, falls die Spannung am Emitter stabil
      bleibt. Diese Rueckkopplung (oder sollte man besser Mitkopplung sagen ?) beschleunigt
      das Durchschalten, und "simuliert" ein wenig einen Schmitt-Trigger.

      Nun ist aber die Spannung am Emitter von T 684 nicht konstant, und deren Absinken
      wirkt dem erwuenschten Effekt gerade entgegen -- mit dem Resultat, dass die
      Schaltflanke weniger steil wird. Der Stuetzelko verhindert ein zu schnelles Absinken
      der Emitterspannung, was seine Wirkung m.E. erklaert (es muss ja nur einen kleinen
      Moment reichen ...). Wenn man den Wert von C 686 erhoeht, wird die Ladekurve
      ja flacher, und das bringt das Wechselspiel dann staerker ans Licht ...

      Andere Ansaetze koennten sein:

      (1) Spannung stabilisieren (da ist aber nicht viel Luft, oder man geht auf ein
      Relais mit 9 Volt, was man auch machen koennte).

      (2) R 683 mit einem kleinen Elko parallel versehen, man koennte 10 ... 22 uF
      probieren.

      (3) R 683 durch Z-Diode mit 7,5 Volt ersetzen, mit einem kleinen Kondensator
      parallel dazu.

      Das waeren ja auch einfache Massnahmen, habe ich aber noch nicht
      probiert.

      Besten Gruss,

      Michael

      p.s.: R 691 ist hier noch falsch, bei Reinhard richtig. Unten kommt auch
      nochmal dieses Bild mit Korrektur (Post 45). Wenn man den Elko auf
      100 oder gar 220 uF erhoeht, sollte man die 22 Ohm durch 47 oder 56
      Ohm ersetzen, damit kein unnoetig hoher Strom fliesst, wenn man das
      Geraet ausschaltet.

      Nachtrag: Loesungsansaetze (2) und (3) sind Kaese -- war zu voreilig gedacht.
      Mit dem Elko gibt erst recht ein Einschwingphaenomen, es wird also schlechter.
      Mit der Z-Diode geht's gar nicht. Also bleibt hier nur, wenn man nicht mit
      Stuetzelko arbeiten will, eine Stabilisierung.
      Hallo Tommy,

      genau genommen, werden die tiefen Frequenzen ja nicht angenommen, sondern die untere Grenzfrequenz wird verschoben. Der Effekt ist deshalb verschieden von einer Anhebung mit dem Bassregler, der auch den Pegel über der Grenzfrequenz hebt.

      Danke für Deine Einschätzung zu den Verzerrungen, die ja auch nach den messungen nicht vorhanden waren.

      Gruss,
      Reinhard
      Hallo Michael,

      Dein Schaltbild hat noch den Druckfehler, auf den Du ja vorher selbst hingewiesen hattest. Korrekt ist es ja so (wie im Schaltbild der LTSpice Simulation oben), Korrektur markiert:




      Und so sieht es in der Simulation mit C686 = 100 µF, R688= 15 Ohm und Relais 220 Ohm, 2,3 H aus (Ub, Uc, Ue von T684):




      und zum Vergleich jetzt R688 auf 50 Ohm erhöht:



      Tatsächlich, wenn man ganz genau hinsieht, ist der Stromansteig etwas steiler und etwas früher. Dafür geht der Relaisstrom von 48 mA auf 42 mA zurück.


      In der Simulation der Schaltung kann nun jeder genau das verfolgen, was Du eben beschrieben hast.

      Herzlichen Gruss,
      Reinhard
      Wunderbar !! So ergibt sich nun ein klareres Bild !!
      Vielen Dank Reinhard, fuer Deine Muehe !! Sieht man
      in dieser verfeinerten Version denn jetzt noch einen
      Unterschied, wenn man R 688 etwas erhoeht fuer
      ein Relais mit 220 Ohm ?

      Bzgl. Druckfehler hast Du natuerlich recht, ich hatte das
      hier nicht korrigiert, weil der Punkt ja mit dem Problem
      nichts zu tun hat ... aber nun ist auch die korrigierte
      Schaltung hier dokumentiert, sehr gut.

      Besten Gruss, und nochmal vielen Dank,

      Michael
      Hallo Reinhard und Michael,

      zunächst als Nachtrag: Meine Angabe des Spulenwiderstandes von 300 Ohm weiter oben bezieht sich auf die neuen Ersatzrelais.

      Mittlerweile bin ich sicher, dass die Induktivität der Spulen eine entscheidende Rolle für das Anzugsverhalten spielt. Ich habe zwar immer die DC Widerstände der Spulen gemessen (100R bei den Originalrelais, 300R bei den neuen Ersatztypen), aber nie die Induktivität. Ich nehme an, sie ist bei den 300R Spulen der neuen Relais h ö h e r.

      Höhere Induktivitäten benötigen aber beim Einschalten leistungsfähigere Spannungsquellen, damit der Strom schnell ansteigen kann.

      Im folgenden Artikel

      http://f1.hs-hannover.de/fileadmin/media/doc/f1/tel/abschnitt_5.pdf

      ist das Einschalten einer Induktivität bis S. 45 unten beschrieben.

      Ich werde die Induktivitäten bei Gelegenheit nachmessen, vermute aber, dass die 12V Spannungsquelle der 92xx ab einer bestimmten Induktivität nicht mehr ausreicht, um den schnellen Stromanstieg in der Spule zu alimentieren, was für ein schnelles Anziehen nötig ist. Nur mit zusätzlichem Stützelko (oder externem Labornetzteil) lässt siech dieser Effekt der Einschaltstrombegrenzung überlisten.
      Achim
      Hallo Achim,

      In den Datenblättern von Omron Relais sieht man, dass die Spuleninduktivitäten etwa mit den Spulenwiderständen ansteigen.




      Deshalb kann man annehmen, dass eine 100 Ohm Relaisspule etwa 1H hat.


      Deine Vermutung, dass hohe Induktivität das relais langsamer macht, findest Du hier bei der Simulation mit L=5H und R688 = 15 Ohm bestätigt:




      Der Stromanstieg ist verzögert, weniger steil und oben stärker verrundet. Kann man gut gegen den oben dargestellten Fall für L = 2,3H und R688 = 15 Ohm vergleichen.

      Vorher hatten wir geschlossen, dass grösserer Inwiderstand grundsätzlich günstiger sei, nun müssen wir einsehen, dass die damit einhergehende höhere Induktivität aber nachteilig ist.

      Gruss,
      Reinhard
      Hi Achim und Reinhard,

      wieder was gelernt -- das war mir nicht klar ! Den
      Einfluss der Induktivitaet hatte ich so nicht auf dem
      Schirm ...

      Zum Glueck ist das original Relais aber auch gar nicht so
      oft defekt ... wenn doch, kann man noch mal mit einer
      Stabilisierung auf 10 Volt (mit LM 2940T10) probieren.

      Man koennte dann ein 9V Relais nehmen (die sind aber
      wohl nicht von Finder zu bekommen), evtl. reicht aber
      auch das mit 12 Volt, muesste man mal probieren.

      Besten Gruss,

      Michael

      p.s.: Habe oben meinen Post 42 ergaenzt -- die Varianten
      (2) und (3) waren Kaese ... falsche Ueberlegung.

      p.p.s.: Im folgenden Beitrag wird die Situation noch einmal gut
      zusammengefasst -- und stellt einen guten Abschluss dar, denn
      mir scheint dieses Thema nun gut dokumentiert zu sein. Allen
      Beteiligten von mir vielen Dank !
      Forum, Michael, Achim,

      Das noch originale Relais auf der Relais-Platine meines 9241 hat die aufgeprägte Nr. AZ1531-10-106 und hat einen gemessenen Widerstand von 181 Ohm.


      Zusammenfassung der Diskussionen und Simulationen zum Relais- und Elkotausch im LS-Relaismodul:

      1. Wenn man das Lautsprecherrelais erneuern muss, wird man den alten 12V DC, 180 Ohm-Typ (Achim: 100 Ohm?), nicht mehr erhältlich, durch einen neueren Typ mit 200 (max 300) Ohm Spulenwiderstand ersetzen müssen. Diese neuen Typen haben bei grösserem Spulenwiderstand ggf. auch grössere Spuleninduktivität.

      2. Die grössere Induktivität wirkt dem gewünschten schlagartigen Stromanstieg im Schaltmoment entgegen. Das Relais schaltet dadurch etwas träger. Dies ist solange meist kein Problem wie der Verzögerungselko C686 beim Originalwert von 47 µF belassen wird (schaltet nach ca. 0,6 s).

      3. Wird zusammen mit dem neuen Relais mit grösserem Spulenwiderstand und damit einhergehender grösserer Spuleninduktivität auch die Kapazität des Verzögerungselkos C686 vergrössert, um die Schaltverzögerung verlängern, z.B. 100 µF (schaltet bei 1,2s) oder 220 µF (schaltet bei 2,7s), kommt es zu schlechtem, langsamen Relais-Schaltverhalten. Dieses "schlechte Schalten" kann durch Vergrösserung der Kapazität des Ladeelkos hinter dem Gleichrichter von 470 µF auf 1000 µF soweit verbessert werden, dass wieder ein einwandfreier Schaltvorgang erzielt wird. In diesem Fall sollte auch der Entladewiderstand R691 auf dem Relaismodul von 22 Ohm auf 47 Ohm / 1 W vergrössert werden. (Erfahrung von Michael und Achim)

      4. Eine zusätzliche Versteilerung des Stromanstiegs und Verbesserung des Relais-Schaltverhaltens ist dadurch möglich, dass bei Verwendung eines 200-300 Ohm Relais der Widerstand R 688 von 15 Ohm auf 33 Ohm vergrössert wird.

      5. Man könnte auch eine verbesserte (stabilisierte) Spannungsversorgung in Betracht ziehen, wie Michael vorgeschlagen hat. Das ist aber angesichts der einfachen und erprobten Problemlösung mit Ersatz weniger Bauteile nicht erforderlich.

      6. Ein Relais mit höherem Innenwiderstand als 300 Ohm, bzw. mit Spuleninduktivität L > 2,7H (bei geschlossenen Kontakten = kleiner Spalt) sollte nicht im LS-Relaismodul verbaut werden.

      Gruss,
      Reinhard
      Hallo Reinhard,

      Deine Zusammenfassung trifft meiner Meinung nach die beobachtete Situation sehr genau.

      Ein paar Relais aus meinen Vorräten (alles Typen der bekannten Bauformen mit 12V Spulen und 5-8 A 250V~ Schaltleistung) habe ich gerade genau nachgemessen - jeweils DC Widerstand und Induktivität (bei 100 Hz) im abgefallenen Zustand:

      1. Schrack RT424012 (flach, mein Standardtyp) 300 R, 1,7 H

      2. HT F1CL012R (flach) 300 R, 1,53 H

      3. OMRON G2R-2 (hohe Bauform) 240 R, 1,68 H

      4. Finder 40.52 (hohe Bauform 200R, 1,09 H

      5. SABA Original Flach-Relais 155R, 0,76 H
      Achim
      Hallo Achim,

      im angezogenen Zustand verdoppelt sich die Induktivität nochmal Der Anstieg beginnt mit dem Schaltvorgang, sobald der Spalt (im "Magnetring") beginnt, kleiner zu werden. Du siehst das auch an der oben im Thread von mir eingestellten Tabelle der Omron Relais (12V DC: abgefallen: 1,15H, angezogen: 2,30H).

      In meiener Simulation habe ich immer die hohe Induktivität des angezogenen Relais eingesetzt. Eigentlich müsste man dort eine Funktion L= f(I) einsetzen.

      Gruss,
      Reinhard
      Hallo allerseits,

      ich habe die Werte des Original SABA Relais jetzt in Post 052 nachgetragen.
      Meine Hypothese aus Post 048 sehe ich bestätigt: Der DC-Widerstand des Originalrelais und seine Induktivität sind etwa halb so hoch wie bei den heutigen Ersatzrelais.
      Kein Wunder, dass beim Schalten die Versorgungsspannung stabil blieb und bei den heutigen Relais einbricht.

      Die von Michael vorgeschlagene Erhöhung des Ladeelkos der 12V Spannung auf 1000µF als Stützelko für den Schaltvorgang scheint mir die eleganteste und am wenigsten invasive Abhilfe zu sein.
      Achim
      Hallo allerseits,

      ich lese mit und kann die letzte Aussage von Achim leider nicht bestätigen. An 3 Relaisplatinen habe ich nachgemessen, immer hatte das original Relais einen ohmschen Spulenwiderstand von ca. 160 bis 170 Ohm. Also so, wie es auch im Post 51 zu lesen ist.
      Ich habe es auch direkt mit 12V DC betrieben und dabei einen Strom von 75mA gemessen, das ergibt gerechnete 160 Ohm.
      Die 681 Ohm von Achim widersprechen auch dem Punkt 6 im Post 51.

      Achim prüf das bitte nochmal nach, da passt was nicht zusammen.


      Gruß aus Franken.
      Hallo Vorex und Mitleser,

      vielen Dank für den Hinweis, der natürlich zutrifft. (Habe es in Post 052 und 054 korrigiert)
      Das vorliegende Saba Relais hat einen Spulenwiderstand von 155 Ohm. In diesem Bereich hatte ich die Relais auch früher immer gemessen - gestern mit meinem kleinen Multimeter aber nicht, Ursache waren wohl Flussmittelrückstände / Korrosion an den Kontaktstiften und eine etwas kraftlose Krokoklemme meines kleinen Multimeters.
      Das Induktivitätsmessgerät hat hingegen richtig gemessen.

      Der Ohmsche Widerstand ist bei den neuen Relais auch nicht das Problem, schließlich "schafft" die +3 Spannungsversorgung in der Originalbestückung auch 2 Stück 160 Ohm Relais im Parallelbetrieb. Vom reinen DC-Stromfluss im Haltebetrieb der Relais her wird die +3 also mit den neuen Relais sogar entlastet.
      Bleibt als Ursache für das Einbrechen der Betriebsspannung beim Anziehen des Relais die höhere Induktivität der heutigen Ersatzrelais.
      Achim
      Liebe Saba-Freunde,

      wo wir ja nun das Relais-Modul nahezu erschoepfend behandelt
      haben, muss ich noch von einem neuen Fehler berichten, der subtil
      ist, und mir heute zum ersten Mal untergekommen ist.

      Eine Relais-Karte aus einem 9140 bekam 100 uF, und alles schien
      korrekt zu laufen. Dann habe ich noch eben die DC-Reaktion testen
      wollen, reine Routine. Pustekuchen -- ging nicht ! Keine Reaktion !

      Die 4 Dioden waren in Ordnung, der BC 548 C (T 674, vgl. Plan im
      obigen Post 45) auch. Da ich die anderen Transistoren fuer unverdaechtig
      hielt, habe ich den kleinen Tantal (C 681) mit
      2,2 uF ausgeloetet. Tja, DC-Widerstand im kOhm-Bereich, also wieder
      mal so ein typischer Effekt bei alten Tantals. Neuer rein, und alles
      ging wieder.

      Keine grosse Sache, aber tueckisch: Die Einschaltverzoegerung ging
      ganz normal, aber der DC-Schutz sprach nicht an. Was im Falle eines
      Falles verheerend ist !!

      Fazit hier:
      (1) Den 2,2 uF Tantal lieber ersetzen, am besten gleich durch einen MKS 2
      (2) Bei einer Revision vor Wiedereinbau die DC-Schutzfunktion testen !

      Das geht einfach mit der Karte am Labornetzteil, und einer kleinen
      Spannung (3-5 V reichen), die man zwischen Masse und Pin 7 bzw. 8
      anschliesst, in beliebiger Polung. Dann muss das Relais abfallen, und erst
      durch Ab- und Wiederanklemmen der 12 V Versorungsspannung wieder
      anziehen.

      Besten Gruss,

      Michael
      Hallo die Runde,

      im Fall der in den Saba Receivern bestückten Tantalelkos müssen wir konsequent sein.
      Zu viele Fehler gehen auf ihr Konto, teils treten diese nur von Zeit zu Zeit auf, was die Entdeckung im Rahmen einer Reparatur erschwert, teils sind sie für massive Folgeschäden in den Endstufen verantwortlich.

      Gerade bei den 92xx, deren Verstärkerteil durchgehend galvanisch gekoppelt ist, haben DC-Potentialverschleppungen durch Tantalelkos mit Kurzschluss oder Feinschluss fatale Folgen.
      Aber auch bei Hilfsfunktionen wie der DC-Überwachung oder der Abstimmspannungserzeugung sind Fehler ärgerlich, können beim von Michael beschriebenen Fall sogar zur Zerstörung der Lautsprecher führen.

      Bei den 8080, 8120, VS80, VS100 Geräten trifft diese ebenso zu.
      Achim
      Hallo Alle !!!

      Auch ich hab das mal mit den Elko C1116 von 22µ auf 47µ probiert. Ich kann nur sagen es klingt für mich extrem hart, die Boxen die ich hab sind CANTON Ergo 32 DC !!!! Die "boxen" mir die Wohnung zusammen und alles schebbert in der Wohnung. 8o Hab es auch schon mal mit 33µ probiert, is bisi schwächer. Ich für mein empfinden find es besser mit den originalen 22µ , und kann die Lautstärke besser stellen. ( ist so )
      Ach ja hab einen 9260 SABA . :)

      Zu meinen Gerät es ist alles neu gemacht und nix verändert, ausser die die im Signal sind dur WIMA. Ein paar Bilder von meinen 9260

      Nachtrag : Es schebbern nicht die Lausprecher, sondern mein Inventar von der Wohnung =O , für mich is das extrem stark der Sound.
      Darum wieder zurück zum original mit seinen 22µ. Wie es für SABA gehört. :thumbsup:

      signatur: auch Frau kann das :rolleyes:
      Bilder
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      Grüße <3 Mia <3

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