Hatte das Vergnügen, einen der defekten Shellies von maddoxxxx auf dem Labortisch unter die Lupe nehmen zu können. Ein erster Blick zeigte, daß der 10Ω-Sicherungswiderstand ausgelöst hatte - weitere Schäden am Primärnetzteil waren zu befürchten. Die eingehende Untersuchung zeigte folgendes Fehlerbild:
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Alle gelb markierten Komponenten sind defekt:
Sicherungswiderstand RF1 (10Ω): Durchgebrannt
Diode D1 (1N4007W): Durchlegiert, Kurzschluß
Induktivität L1 (1mH): Kurzschluss
Schaltregler U1 (LNK304DN): funktionslos
In einem Elektronikforum ist die Häufigkeit der Ausfälle der LNK30x-Serie diskutiert worden: https://www.mikrocontroller.net/topic/413189
Außer Vermutungen, es handele sich bei den Ausfällen um geplante Obsoleszens, wurde dort ein interessanter Aspekt besprochen: Bedingt durch den monolithischen Herstellungsprozess sei der Power-MOSFET besonders anfällig für transiente Überspannungen! Nimmt man diese Hypothese als gegeben an und setzt weiterhin ins Kalkül, daß im Fall der Shelly-Ausfälle bei maddoxxxx immer der Shelly 2.5 ausgefallen ist, der den stärksten Antrieb steuert, kommt man zu Überzeugung, daß folgende These zutreffen könnte:
Beim Abschalten des Antriebs entstehen schnelle transiente Überspannungen wegen der Induktivität des Antriebsmotors. Diese schädigen schleichend den MOSFET des räumlich am Nächsten befindlichen Shelly. Der MOSFET bricht am Tag „x“ in der Sperrphase durch und schaltet nicht mehr ab. Es fließt zuviel Strom über Klemme N nach L; die Diode legiert durch, die Drossel brennt durch, endlich spricht der Sicherungswiderstand an und brennt ebenfalls durch. Der Shelly ist defekt. Leider kann der spannungsabhängige Widerstand VR1 den Schaden nicht verhindern - er reagiert zu träge!
Klar ist, daß diese These nicht statistisch untermauert werden kann, weil die Anzahl der bekannten Fälle zu klein ist. Die Anzahl der untersuchten Fälle ist noch kleiner (=1).
Eine Abhilfe wäre durch Verminderung oder Beseitigung der transienten Überspannungen möglich: Verminderung der Höhe der Spannungsspitze durch Einsatz von R/C-Gliedern („Snubbern“) parallel zur Last und parallel zu den Klemmen L und N des Shelly. Oder durch Speisung des Shelly mit Kleinspannung und Schalten der Last über Relais (dann übernimmt das Kleinspannungsnetzteil die gefährliche Arbeit).
Interessant ist, daß der Shelly im defekten Zustand mit 12V DC gespeist und in Betrieb genommen werden kann. So konnte ich die beiden Relaiskontakte überprüfen und als funktionsfähig feststellen. Klebende Relais sind somit definitiv nicht die Ursache des Problems!
Wie geht es weiter? Werde versuchen, die fehlerhaften Bauteile zu ersetzen und den Shelly an Netzspannung in Betrieb zu nehmen. Wirklich lohnenswert ist das nicht - es entstehen Materialkosten von knapp 8€. Aber ich möchte wissen, ob die Außenbeschaltung des LNK304 unversehrt geblieben ist. Das ist meßtechnisch schwer möglich, weil es sich um zwei Widerstände und einen Kondensator in „Hühnerfutter“-Größe handelt, die ich nicht auslöten möchte…
