Beschreibung des Projekts:
Meine Tiefkühltruhe (AEG ARCTIS G 8 88 50 i oder 8 88 59 i) ist
hin und wieder ausgefallen. Dies konnte eigentlich nur durch Verschleiß
am Kompressormotor oder durch einen Defekt des Thermostaten erklärt
werden. Durch Spannungsmessung konnte ich den Fehler auf den Thermostaten
eingrenzen, da der Thermostat hin und wieder keine Netzspannung auf
den Kompressor gab, selbst wenn die Temperatur zu hoch war.
Der Ersatzteilpreis von 160 Euro für den Thermostaten sorgte für die
nötige Motivation zu versuchen das Ding selber zu reparieren statt es
einfach auszutauschen. Außerdem weckte die Tatsache, dass in der
Schaltung weder ein lineares Netzteil noch ein Schaltnetzteil zu
erkennen war, mein Interesse.
Foto des elektronischen Thermostats:
Bauteilseite:
vertikal gespiegelte Rückseite:
An der Schaltung sind die Netzspannung, der Kompressor und ein NTC zur Temperaturmessung angeschlossen.
Schaltungsanalyse:
Zur Fehlersuche habe ich zunächst den Teil der Schaltung zur Erzeugung der Betriebsspannung durch Analyse des Platinenlayouts zurückgewonnen.
Funktionsweise:
Die Netzspannung soll offensichtlich gleichgerichtet, geglättet und anschließend unter anderem mit einer Z-Diode auf 9V stabilisiert werden. Über einen Transistor wird das Relais das den Kompressor einschaltet mit der Betriebsspannung verbunden. Die Rolle des 100Ω- und 470kΩ- Widerstands sowie des 1µF-Kondensators waren mir zunächst unklar.
Fehlersuche:
Achtung: Die Fehlersuche auf dieser Schaltung ist nichts für Anfänger, da sie direkt mit Netzspannung (=230V) betrieben wird und damit auch keine galvanische Trennung vorliegt.
Statt des NTC schloss ich einen Potentiometer an um verschiedene Temperaturen
vortäuschen zu können. Die Kontrolle der Betriebsspannung ergab, dass
diese auf 2,6V zusammenbrach sobald das Relais schalten sollte. Ein
Blick auf das Relais verriet, dass die Nennspannung eigentlich 30V(!)
betrug. Es wäre also schon erstaunlich genug gewesen, wenn das Relais
mit 9V korrekt funktionieren würde, aber 2,6V konnten unmöglich reichen
um das Relais anziehen zu lassen.
Offensichtlich gelangte nicht genug Strom zum Gleichrichter um die 9V
aufrecht zu erhalten, was mich wieder zu der Rolle der oben beschriebenen
Widerstände und des Kondensators brachte.
Irgendwann wurde mir klar, dass der Kondensator einen verlustfreien
Vorwiderstand bildete an dem der Großteil der Netzspannung abfiel. Ein
paar Messungen später war dann klar, dass der Kondensator statt 1µF
nur 0,4µF hatte. Dadurch wurde der Strom zu stark reduziert und
die Betriebsspannung brach bei Belastung ein.
Kondensator als Vorwiderstand:
In klassischen Netzteilen wird die Netzspannung mit einem Transformator
verkleinert bevor sie gleichgerichtet wird. Bei Verbrauchern mit geringer
und wenig variabler Leistungsaufnahme kann man stattdessen auch einen
Vorwiderstand nehmen. Dies ist platzsparender und billiger. An ohmschen
Vorwiderständen entstünde aber im Vergleich zur Leistungsaufnahme des
Verbrauchers eine unverhältnismäßig hohe Verlustleistung. Deshalb ist
es bei den genannten Verbrauchern in der Tat eine interessante Alternative
einen Kondensator zu nehmen. Sein Blindwiderstand bremst den Strom ohne
aber Wirkleistung aufzunehmen.
Klassischerweise werden z.B. bei LED's die an Netzspannung betrieben
werden sollen Kondensatoren als Vorwiderstände benutzt.
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