Reinhard Weiß
Somfy Unimatic CG Rollladensteuerung - Reparatur

SOMFY Unimatic CGDie Ausgangslage

Bei meiner Steuerungseinheit Unimatic CG sind auf der Netzteil-Sub-Platine - vermutlich durch Überspannungsspitzen auf der Netzspannung - 2 Bauteile zerstört und die Leiterplatte ist stellenweise verkohlt. Die eingebaute Schmelzsicherung (3,15 A flink) hat nicht ausgelöst.

Zur genaueren Analyse habe ich die Schaltung des Netzteils aufgenommen (siehe unten). Der Längsregler HIP5600 (IC1) ist ein interessantes Bauteil, weil es die einfache Spannungsversorgung direkt aus der Netzspannung ermöglicht ohne Zusatzteile. Funktional etwa wie ein LM317, aber für bis zu 400 VDC bzw. 280 VAC. Allerdings nur für geringe Lastströme (1-30 mA) und natürlich ohne Netztrennung.

Der Vorwiderstand R1 dient als Strombegrenzung für den Varistor F2 und dämpft zusammen mit der Varistor-Kapazität (um 200 pF) sehr steile Spannungsspitzen (surge protection 1,2 x 50 µs). Er nimmt dem Regler vor allem eine Menge Verlustleistung ab. Vermutlich hat eine zu hohe Überspannung einen Regler-Kurzschluss verursacht, infolgedessen der Widerstand überlastet wurde. Dass auch der Regler thermisch erheblich überlastet worden ist, sieht man daran, dass auf der Platine an den Anschlussbeinen für Eingang und Ausgang eine erhebliche Schmorstelle war. Da der Regler keinen niederohmigen Bezug zur Masse hat, hätte die Z-Diode D2 die Spannung begrenzen und damit den Kurzschlussstrom übernehmen müssen. Dann wäre die aber auch defekt (was nicht der Fall war*). Das gilt allerdings nur für die positive Polarität. Wären durch die Überspannung hingegen die Sperr-Dioden am Eingang des Reglers defekt geworden, so dass die negative Halbwelle durchgelassen würde, würde die Z-Diode in Durchlassrichtung betrieben und könnte den Kurzschlusstrom sehr wohl verkraften.

*Einschränkung: Die Diode D2 war aber tatsächlich defekt (auseinandergebrochen), wie ich erst später heraus gefunden habe. Als Ursache vermute ich allerdings, dass ich einen fehlerhaften Regler (siehe unten) eingebaut hatte, dessen Ausgangsspannung die Spannung der Z-Diode (33 V) überstieg, wodurch sie überlastet wurde. Dass D2 vor dem Reparaturversuch mechanisch tatsächlich noch einwandfrei war, ist an einem Detail-Foto des Bauteils zu erkennen, das ich zur Schadendokumentation vorher angefertigt hatte.

Der nachgeschaltete Linearregler IC2 und die damit gespeiste Digitalschaltung haben das unbeschadet überstanden.

somfy Unimatic CG somfy Unimatic CG

Schaltung des Netzteils

Bestückungsplan dazu

Anmerkung: keine Gewähr für die Richtigkeit der Schaltung

Die Reparatur

TO-126 WiderstandDie Reparatur beschränkte sich darauf, den Widerstand R1 und den Regler IC1 auszutauschen. R1 ist allerdings ein Leistungs-Widerstand im TO-126-Gehäuse (siehe Bild links) und ist erheblich teurer als normale Metallschicht-Widerstände. Der Grund für die Verwendung ist vermutlich, dass das Überlastverhalten günstiger ist als bei Schicht-Widerständen, etwa, dass bei Überlastung kein Lichtbogen entsteht. Ein Beispiel ist der Typ TCP10S-C6K80FTB von Conrad/Völkner (Bestell-Nr. 1625398 bzw. X532061), der allerdings nur als 6,8 kOhm lieferbar ist, was auch reichen dürfte. Ich habe allerdings einen simplen 2 W-Schicht-Widerstand eingesetzt. Die Belastung im Ruhezustand beträgt nur 0,2 W, nur bei Betätigung der Relais steigt sie kurzzeitig auf 1,5 W (für 3-5 Min).

Den HIP5600 gibt es nicht mehr von Harris oder Intersil, jedoch bieten Händler in China ihn weiterhin an. Sie verwenden auch das Logo dieser Hersteller, vielleicht haben sie tatsächlich offiziell die Lizenz dafür. Allerdings war meine erste Bestellung über AliExpress (im unteren Bild links) ein Reinfall. Zwar waren die Chips extrem günstig (je 0,28 €, Versandkosten 0,50 €), jedoch waren alle 10 getesteten Chips fehlerhaft bzw. falsch. Sie haben weder geregelt noch haben sie die negative Spannung gesperrt (beim original Chip sind Sperr-Dioden am Eingang), vielleicht war es ein Fake mit falschen Chips. Der Händler will mir neue schicken. Eine zweite Bestellung über eBay (im unteren Bild rechts) war hingegen problemlos, allerdings kostete da das Set mit 5 Stck. ca. 8 € (inkl. Vk, also etwa 1,60 € je Stück). Alle Preisangaben mit Stand 4/2018.

HIP5600
HIP5600

Version Intersil
von AliExpress

Version Harris
von eBay

shenzhen Win-win technology co LTD
(Store No. 518802)
jk_parts

Die Testschaltung

Will man die Chips vor dem Einbau testen (sehr zu empfehlen), kann man sich eine einfache Testschaltung aufbauen, die nur eine Gleichspannung benötigt, siehe nachfolgendes Bild.

HIP5600

Einfache Testschaltung

In dieser Beschaltung liegt der ADJ-Eingang an Masse, was bedeutet, dass die Ausgangsspannung der Referenzspannung von ca. 1,2 V entspricht. Der 620-Ohm-Widerstand legt nur den Belastungsstrom fest, hier also etwa 2 mA. Nach dem Datenblatt sollte die Eingangsspannung mindestens 50 V über der Ausgangsspannung liegen (unter 35 V ist mit Schwingneigung zu rechnen), das wäre hier also etwa 51 V, aber schon ab 12 V erreichte die Ausgangsspannung bei mir den vorgegebenen Wert. Bei weiter erhöhter Eingangsspannung bleibt die Ausgangsspannung stabil. In einem zweiten Test kann man die Polarität der Eingangsspannung umdrehen. Dann darf kein Eingangsstrom fließen. Zweckmäßigerweise fährt man die Spannung langsam hoch und beobachtet Eingangsstrom und Ausgangsspannung. Dieser Test sollte eindeutig belegen, dass die Chips funktionieren. Die Exemplare von AliExpress bestanden diesen Test nicht.

Hinweise

Will man Messungen an der Rollladensteuerung vornehmen, ist ein Trenntrafo aus Sicherheitsgründen dringend zu empfehlen. Wegen der geringen Leistungsaufnahme (< 5 VA) kann man einen Trenntrafo auch aus 2 zusammengeschalteten Niedervolttrafos improvisieren. Um eine weitere Zerstörung oder gefährliche Fehlerfälle zu vermeiden, ist es hilfreich, wenn der Trenntrafo regelbar ist, um mit kleinen Eingangsspannungen zu beginnen. Notfalls begrenzt man bei Netzbetrieb die Stromaufnahme mit einer mit dem Eingang in Reihe geschalteten 25 W (Glühfaden-) Glühbirne.

Alternativ kann man auch eine Gleichspannung aus einem Labor-Netzgerät einspeisen. Der Pluspol muss an Potential L liegen. Allerdings muss hierbei beachtet werden, dass einerseits am Vorwiderstand R1 bis zu 100 V abfallen können (wenn das Relais angezogen ist, sonst ca. 40 V), andererseits der Regler HIP5600 (IC1) bis zu 50 V Differenzspannung benötigt (unter 35 V könnte Schwingneigung enstehen). Daher müsste die eingespeiste Gleichspannung mindestens 175 V betragen, um verlässliche Verhältnisse für den Regler zu bekommen. Bei geringeren Spannungen arbeitet der Regler möglicherweise nicht richtig. Wenn man die Gleichspannung hinter dem Widerstand R1 (also direkt vor dem Regler IC1) einspeist, reichen auch etwa 75 V. Am besten misst man die vom Regler IC1 abgegebene Spannung, ob sie etwa 24 V erreicht. Bei mir reichten dafür schon etwa 35 V am Reglereingang.

Achtung!Die Schaltung der Rollladensteuerung arbeitet direkt an 230 V-Netzspannung ohne Netztrennung. Arbeiten unter hoher Spannung dürfen nur von fachkundigen Personen durchgeführt werden. Dabei müssen geeignete Bauteile eingesetzt werden, die auch die auftretenden Spannungen und Belastungen vertragen. Zur eigenen Sicherheit sollte immer ein Trenntrafo verwendet werden.

(Berichtsstand 06.05.2018)

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© Reinhard Weiß 2018 - letzte Änderung: 07.05.2018 0:56 / 1