Canon FAX-B100 Power supply hängt sich auf

[mross]

Hersteller: Canon

Typenbezeichnung: FAX-B100

kurze Fehlerbeschreibung (2-3 Worte): Power supply hängt sich auf

Meine Messgeräte::
Analog/Digital Voltmeter
Oszilloskop

Schaltbild vorhanden?:
Nein


Hallo Leute,

ich habe hier ein Canon Faxgerät Typ FAX-B100. Nix besonderes, aber ich würde gerne vermeiden dass es im Müll landet und so den Müllberg weiter anschwellen lässt, denn ansonsten funktioniert es noch gut.

Das Problem: nach dem Anstecken ist das Gerät nach einigen Stunden tot (meist über Nacht). Power Cycling (Stecker ziehen und wieder anstecken) erweckt es wieder zum Leben.

Meine Vermutung war: entweder crasht die CPU oder das Netzteil setzt aus. Um den Fehler einzukreisen habe ich das Ding mal zerlegt und offen über Nacht am Netz gelassen, um dann im Ausfall-Fall die Spannungen am Schaltnetzteil-Ausgang zu messen. Und tatsächlich, am nächsten Morgen war das Display tot und die Ausgänge des Schaltnetzteils alle auf Null.

Das Netzteil hat einen 230V-Eingang, einen 2-poligen Niederspannungs-Stecker und einen 8-poligen Niederspannungsstecker. Belegung des 8-poligen:
1 GND
2 28,2 V (Supply)
3 GND
4 28,2 V (Supply, gebrückt mit 4)
5 GND
6 5 V (Supply)
7 GND
8 2,7 V (augenscheinlich kein Supply, geht im Schaltnetzteil auf das Gate eines kleinen Thyristors)

Der 2-polige Stecker kommt im Netzteil von einem 78N18, ein Low-Drop-Spannungsregler, welcher wiederum über eine Diode (Einweggleichrichtung) und Ferritperle direkt vom Ausgang des Schaltnetzteil-Übertragers versorgt wird. (DIe 5V und 28V werden vor Weiterleiten ans Fax noch weiterverarbeitet)

Jetzt ist die Große Frage.. was ist defekt? Meine Vermutung ist dass das Netzteil eine "Pilotspannung" von 18V liefert für irgendwelche Zwecke (Wake on Phone Call?), und das Fax die Möglichkeit hat sich "schlafen" zu legen indem es Teile des Netzteils abschaltet (Pin . Mir ist aufgefallen dass das Fax sich nicht abschaltet über Nacht, wenn z.B. die "Fontabdeckung offen" LED blinkt. Also nur wenn es wirklich nichts zu tun hat. In Der Manual steht dass das Gerät nach 30 Minuten Inaktivität in den (0,5-Watt) Energiesparmodus geht.

Meine Vermutungen:
a) die Wakeup-Schaltung wird nicht angesteuert (Fehler im Fax) oder ist defekt (Fehler auf Supply)
b) das Power Supply kann aufgrund Alterung mit niedriger Leistungsaufnahme nicht (mehr) umgehen und der Oszillator des Netzteils setzt aus wenn das Fax zu lange im "Sparmodus" ist.

Gegen a) spricht allerdings dass das Netzteil sich dertart verabschiedet dass auch das (LCD!) Display ausgeht. Und der Fall sollte ja nun m.E. wirklich niemals eintreten, auch nicht im Energiesparmodus.

Mir ist aufgefallen dass auf dem CPU-Board zwei Pufferbatterien (Flachzellen) eingelötet sind. Könnte es sein dass die für Wakeup-Schaltung nötig sind, und aber nicht mehr genug Saft haben?

Hat jemand zufällig genauere Kenntnisse von dem Gerät oder hat den Fehler vielleicht sogar schon mal gehabt?

Viele Grüße,
Marc

 

[puntomane]

Hallo Marc,
die häufigste Ausfallursache ist in der Tat ein Defekt in der Spannungsversorgung (PSU-Board)
Dabei haben Elkos die größte Ausfallrate.
Beginnen solltest du im Netzeingang den Ladeelko ( 400 V-Typ) auf Kapazitätserhalt sowie alle sekundärseitigen Elkos nicht nur auf Kapazität, sondern auch auf den hierbei äußerst wichtigen ESR Wert zu prüfen.
Mit hoher Wahrscheinlichkeit wirst du hier einen defekten Elko finden und nach dessen Ersatz das Problem behoben haben.
Ein S.M. gibts hier (noch) Kosten und Login Frei: http://elektrotanya.com/canon_fax-b100_fax-b110_multipass_10_sm.pdf/download.html
Nach dem Download ca. 20 Sek. warten bis "Get Manual" erscheint.

 

[mross]

Danke für den Link, Harry!
Den Serviceunterlagen nach zu urteilen war meine Analyse schon sehr nach dran wie es funktioniert.

Das PSU liefert 5V, 27,6V und 18V an die Fax-Elektronik. Von der Fax-Elektronik zum PSU geht ausserdem eine "PSU Voltage Output Control" Leitung zum Abschalten des PSU.
Das Fax geht nach 5 Minuten in den Power-Save-Mode, ausser es liegt ein Fehler vor (Warnleuchte blinkt) oder der Supercap ist noch nicht ausreichend geladen. Wenn man das Fax frisch einschaltet wird also erstmal immer der Supercap geladen (im Servicemanual als "chargeable battery" bezeichnet, aber es ist eigentlich ein Supercap). Das Laden dauert ca. 30 Minuten, der Supercap hält dann bis zu 20 Stunden durch, danach muss das PSU wieder kurz anspringen um ihn zu laden. Offenbar passiert aber genau das nicht. Daher: Fax irgendwann tot über Nacht.

Um das Ganze weiter zu Debuggen (.. und nicht blind anzufangen Elkos zu tauschen..) würde ich allerdings gerne erstmal verstehen wie dieser Shutdown genau funktioniert, d.h. wie man das Netzteil mit der Steuerleitung steuert. Die Steuer-Leitung liegt im Normalbetrieb wie gesagt auf 2,7 Volt. Sie geht auf das Gate eines kleinen Thyristors (!) (Typ CR02AM). (Ich finde das bemerkenswert, da man einen Thyristor bekanntlich nur durch Unterschreiten des Haltestroms löschen kann, nicht übers Gate). Von da aus, vermutlich über eine Z-Diode gegen +27,6V versorgt, via Opto-Koppler auf die Primärseite des PSU-Übertragers. So ganz blicke ich da noch nicht durch.

Meine Vermutung ist, dass man zum Shutdown den Thyristor durchzündet, der Optokoppler auf die Primärseite signalisiert "abschalten" und das Ding sich dann schlafen legt. DIe Frage ist nur wie es wieder aufwachen soll.. Oder buffert der Supercap genug, und man weckt das Netzteil von aussen durch aktives Einspeisen einer Gleichspannung auf der Steuerleitung auf, d.h. das Netzteil autostartet nur wenn man frisch 230V anlegt? Das würde heissen dass es ggf. auch am Supercap liegen kann.

Als nächste Schritte versuche ich das PSU mal standalone zu betreiben - aber wie gesagt dazu würde ich gerne verstehen wie der Shutdown funktioniert, will mir da nichts zerschiessen durch "nacheinander einfach mit mit GND / 5 Volt / 27.6 Volt verbinden und gucken was passiert".

Viele Grüße,
Marc

 

[mross]

Es funktioniert wieder!

Nachdem das Fax inzwischen 20 Jahre alt ist, habe ich erstmal die Kondensatoren im Schaltnetzteil getauscht.
Das kostet nur 5 Euro an Teilen, Tausch ist bei dem Alter ohnehin anzuraten, und die Hoffnung war dass es den Fehler ggf schon behebt.
Hier die Conrad-Liste:
1x BestNr. 445941 Elko rad snap-in 68 µF 400 V; Jianghai ECS2GBW680MT6P22225 à € 1,89
1x BestNr. 421988 Elko rad 22 µF 50 V; Panasonic EEUFC1H220H à € 0,13
1x BestNr. 421981 Elko rad 1 µF 50 V; Panasonic EEUFC1H1R0H à € 0,14
1x BestNr. 421985 Elko rad 4.7 µF 50 V; Panasonic EEUFC1H4R7H à € 0,13
1x BestNr. 422007 Elko rad 22 µF 63 V; Panasonic EEUFC1J220H à € 0,19
1x BestNr. 446859 Elko rad 100 µF 25 V; Panasonic EEUFR1E101H à € 0,21
2x BestNr. 806948 Elko rad 220 µF 35 V; Panasonic EEUFC1V221B à € 0,39
2x BestNr. 792090 Elko rad 470 µF 35 V; Panasonic EEUFR1V471B à € 0,44
1x BestNr. 421918 Elko rad 1000 µF 10 V; Panasonic EEUFC1A102B à € 0,36
1x BestNr. 421982 Elko rad 2.2 µF 50 V; Panasonic EEUFC1H2R2H à € 0,12
Gesamtpreis € 4,83

Pustekuchen, keine Besserung.

Es war dann letztendlich der Goldcap auf der CPU-Platine. Der war schon etwas ausgelaufen, wie bei genauerem Hinsehen sichtbar war.
Das Ganze funktioniert offenbar so, dass das Netzteil irgendwann in den Standby Mode geht nachdem der Goldcap geladen ist und das Gerät ansonsten inaktiv ist. Das Display wird dann über den Goldcap betrieben, und bei einem Tastendruck (oder wenn der Goldcap leer ist) wird das Netzteil
wieder geweckt (zum Nachladen des Goldcap, bzw. zum Betrieb). Das ist üblicherweise nach max. 20 Stunden der Fall, so lange hält die Ladung. Offensichtlich war der Goldcap aber schon derart hinüber, dass die kleine Restladung am Ende nicht mehr reichte, um das Netzteil wieder zu wecken (was offenbar aktiv geschieht), und das Ding hat sich dann komplett abgeschaltet.

Nach Tausch des Goldcap geht es wieder. Der Original ist offenbar ein 0,6F / 5 Volt Typ, stehend. Ich habe keinen passenden gefunden und habe ihn durch einen 0,47F/5,5V getauscht:

1x BestNr. 616707 Gold-Cap Kondensator 0.47 F 5.5 V; Panasonic EECS5R5H474 à € 4,59

Der hält dann ggf nicht ganz so lange wie der originale und muss dann öfter nachgeladen werden, aber dafür ist auch gesichert dass der Ladestrom nicht größer wird als zulässig.

Jetzt funktioniert wieder alles. Die größten Herausforderungen waren das Zerlegen des Geräts (alles geclipst!) und der Wiederzusammenbau. Unbedingt Bilder machen, wie die Kabel genau lagen und gefaltet waren beim Zerlegen - sonst drückt es nachher an allen Ecken und Enden!

Viele Grüße,
Marc