Philips MFB587 Relais & PermanentOn
Verfasst: 07.05.2021, 17:47
Liebe Bauhäusler,
ich bin nicht sooo sicher wieviele Leute hier Philips MFB Boxen betreiben, aber Andreas (aka Hüppi) und ich haben zwei Modifikationen implementiert, die auch für andere Aktivlautsprecher wie z.B. B&M AFBs und andere interessant und verwendbar sein könnten.
In Andreas' Thread wurde bereits über den Relaistausch berichtet, in diesem Beitrag geht's um Details, die wir gerne teilen.
Thema 1: Ersatz der elektromechanischen Endstufen-Relais'
Die alten Relais machten langsam Kontaktschwierigkeiten. Nun könnte man natürlich einfach neue kaufen und einbauen, aber nach paar Jahren nerven sie wahrscheinlich wieder und vom Aus- und Einlöten werden alte Platinen bekanntlich nicht wirklich besser. Also sollte eine langlebige, hoffentlich endgültige Lösung her.
Nun hatte ich mich für eigene Projekte ausführlich mit SSRs (Solid State Relays) beschäftigt und mit NMOSFETs, die ja inzwischen auch mit niedrigen Durchgangswiderständen (signifikant kleiner als Relaiskontaktübergängswiderstände!) angeboten werden (wodurch deren Verlustleistung so gut wie "kein Thema" ist). Hier die Grundschaltung:
Diese passt auf ein kleines Platinchen, dessen Format kleiner ist als das vorherige Relais. Aus Platzgründen benutze ich DoppelNMOFETs, der Einfachheit der Applikation halber das Ansteuer-IC Si8752.
Es gibt kommerzielle SSR-Platinenlösungen für Verstärker zu kaufen, die aber ein mehrfaches an Platz/Volumen brauchen und Funktionen haben, die hier sowieso bereits in der Box vorhanden sind (Einschaltverzögerung, DC Detektion, Spannungsüberwachung u.a.).
Zur niederohmig(st)en Öffnung der FET Drain/Source Strecken brauchen wir ca. 10V Vgs und genau die werden vom Si8752 Steuer-IC aus dem Anregungsstrom seiner Primärseite (ca. 10mA) erzeugt. Unsere Lösung ist ein "drop-in Relay replacement".
Wir brauchen wegen der drei Wege der MFB587 drei Kontakte, also drei der beschriebenen SSR Platinchen. Die Primärseite der Si8752 hat 2V Diodenverhalten, so dass wir drei davon stapeln können und nur ein Mal 10 mA Strom brauchen (das ursprüngliche Relais zog ~40mA), eingestellt wird der Strom mit dem Rv Widerstand auf der Platine, die auf den zwei anderen Platinchen auch vorgesehenen Rv werden mit den vorhandenen Lötbrücken überbrückt.
Die drei Platinchen je Box wurden also gestapelt als Modul aufgebaut und entsprechend verbunden (es sind an den Platinenecken extra potentialfreie Lötlöcher für mechanische Verbindungsdrähte vorgesehen um leicht stapeln zu können). Damit das an den Einbauplatz des Relais' passt, wurde der Stapel auf einen kleinen Lochrasterträger montiert (gelötet ) und mit Anschlussdrähten im (angenäherten) Relaisanschlussraster versehen.
Die Operation selbst war dann recht einfach. Die Relaiswicklung wurde halt durch die drei Si8752 in Reihe ersetzt. Also "Strom und Musik An" und ja Musik kam! Allerdings blieben die SSR aber erstmal "immer An"! Was??? Ääähemmm.... Sag mal: Was ist das da eigentlich für eine Z-Diode vom Kollektor zur Basis des Schalttransistors? Die leitet ja eigentlich immer... Wie sich herausstellte, ist sie einer der Kniffe der Philipsentwickler: Der Strom durch die Relaiswicklung wird durch den Z-Diodenstron nicht ganz abgeschaltet (aber das Relais fällt trotzdem ab), so daß keine hohe Gegeniduktion wie beim vollständigen Zusammenbruch des Magnetfeldes entsteht! Hmmm... Das brauchen wir ja gar nicht! Also die Z-Diode einseitig ausgelötet und: Das Ding geht!
Das Modul steckt nun in den Löchern wo vorher das elektromechanische Relais eingelötet war und versieht dort zuverlässig seinen Dienst.
Thema 2: PermanentON zu Verhinderung der automatischen Abschaltung bei Niedrigeingangspegen
Manchmal hört man leise - ganz leise... Viele Aktivlautsprecher mit signalpegelgesteuerter Ein/Ausschaltautomatik schalten dann schonmal ab, so auch die MFB587.
Nun könnte man in die Automatik eingreifen um diese empfindlicher zu machen. Wir wollten das aber nicht und ich hatte auch schon bei meinen BM-3en dieses kleine Problem anders gelöst: Die Automatik wird bei Bedarf mit einem Schalter "überbrückt"!
So ähnlich haben wir's dann auch bei den MFBs gemacht: Ein zusätzlicher Schalter verbindet entweder die Einschaltautomatik oder eben die permanente Einschaltspannung mit der Endstufenrelaisansteuerung.
Thema 3: Verhinderung des Ausschaltploppens bei Ziehen des Netzsteckers
Für dieses Thema gibt es einen Bausatz bei den "MFB Freaks", den ich hier der Vollständigkeit halber erwähne. Andreas hat diesen nämlich schon länger in den Boxen eingebaut. Die Schaltung verhindert den Ausschaltplopp, z.B. wenn jemand einfach den Netzstecker zieht. Man sieht ihn in der Schaltungszeichnung: Die positive Versorgung wird abgetastet und wenn sie unter 20V ab gesunken ist wird das Endstufenrelais forciert abgeschaltet. Im vorigen Schaltbild ist die "ShutUp!" genannte Schaltung um Q2 herum abgebildet, der Einbau isr sehr einfach und für MFB Boxen sehr empfehlenswert.
Schlußbemerkung:
Hier im Forum sind ja mehrere Leute weit, weit oben im HighEnd unterwegs, unsere Lösung erhebt diesen hohen Anspruch nicht! Aber, dass SSRs "highendig" und klangunschädlich sein könn(t)en sieht man am Beispiel Accuphase, in deren neuesten Vollverstärkern keine elektromechanischen Relais, sondern SSRs als Lautsprecherausgangsrelais laufen. In meinem Wohnzimmerreceiver laufen seit vielen Monaten SSRs klaglos als Lautsprecherausgangs- und Gruppenumschaltrelais.
Wir konnten nicht im Hörvergleich testen ob/wie sich die NMOSFET-SSRs klanglich in unseren Applikationen auswirken. Es könnte sein, daß es Auswirkungen gibt, es könnte sein, daß es sie nicht gibt (das ist hier auch nicht das Hauptthema). Messungen dazu wurden im diyaudio.com gemacht, die zumindest "beruhigend" sind. Auf jeden Fall ist uns (bisher) nichts auffällig Positives oder Negatives aufgefallen, keine Verzerrungen, kein Rauschen, keine Härte, nix, nur lautloses Ein-/Ausschalten...
Soweit mal für den Moment. Schön, daß Ihr bis hierher gelesen/durchgehalten habt
Danke an Alle für das Interesse, wir beantworten gerne Eure Fragen.
Grüße,
Winfried & Andreas
ich bin nicht sooo sicher wieviele Leute hier Philips MFB Boxen betreiben, aber Andreas (aka Hüppi) und ich haben zwei Modifikationen implementiert, die auch für andere Aktivlautsprecher wie z.B. B&M AFBs und andere interessant und verwendbar sein könnten.
In Andreas' Thread wurde bereits über den Relaistausch berichtet, in diesem Beitrag geht's um Details, die wir gerne teilen.
Thema 1: Ersatz der elektromechanischen Endstufen-Relais'
Die alten Relais machten langsam Kontaktschwierigkeiten. Nun könnte man natürlich einfach neue kaufen und einbauen, aber nach paar Jahren nerven sie wahrscheinlich wieder und vom Aus- und Einlöten werden alte Platinen bekanntlich nicht wirklich besser. Also sollte eine langlebige, hoffentlich endgültige Lösung her.
Nun hatte ich mich für eigene Projekte ausführlich mit SSRs (Solid State Relays) beschäftigt und mit NMOSFETs, die ja inzwischen auch mit niedrigen Durchgangswiderständen (signifikant kleiner als Relaiskontaktübergängswiderstände!) angeboten werden (wodurch deren Verlustleistung so gut wie "kein Thema" ist). Hier die Grundschaltung:
Diese passt auf ein kleines Platinchen, dessen Format kleiner ist als das vorherige Relais. Aus Platzgründen benutze ich DoppelNMOFETs, der Einfachheit der Applikation halber das Ansteuer-IC Si8752.
Es gibt kommerzielle SSR-Platinenlösungen für Verstärker zu kaufen, die aber ein mehrfaches an Platz/Volumen brauchen und Funktionen haben, die hier sowieso bereits in der Box vorhanden sind (Einschaltverzögerung, DC Detektion, Spannungsüberwachung u.a.).
Zur niederohmig(st)en Öffnung der FET Drain/Source Strecken brauchen wir ca. 10V Vgs und genau die werden vom Si8752 Steuer-IC aus dem Anregungsstrom seiner Primärseite (ca. 10mA) erzeugt. Unsere Lösung ist ein "drop-in Relay replacement".
Wir brauchen wegen der drei Wege der MFB587 drei Kontakte, also drei der beschriebenen SSR Platinchen. Die Primärseite der Si8752 hat 2V Diodenverhalten, so dass wir drei davon stapeln können und nur ein Mal 10 mA Strom brauchen (das ursprüngliche Relais zog ~40mA), eingestellt wird der Strom mit dem Rv Widerstand auf der Platine, die auf den zwei anderen Platinchen auch vorgesehenen Rv werden mit den vorhandenen Lötbrücken überbrückt.
Die drei Platinchen je Box wurden also gestapelt als Modul aufgebaut und entsprechend verbunden (es sind an den Platinenecken extra potentialfreie Lötlöcher für mechanische Verbindungsdrähte vorgesehen um leicht stapeln zu können). Damit das an den Einbauplatz des Relais' passt, wurde der Stapel auf einen kleinen Lochrasterträger montiert (gelötet ) und mit Anschlussdrähten im (angenäherten) Relaisanschlussraster versehen.
Die Operation selbst war dann recht einfach. Die Relaiswicklung wurde halt durch die drei Si8752 in Reihe ersetzt. Also "Strom und Musik An" und ja Musik kam! Allerdings blieben die SSR aber erstmal "immer An"! Was??? Ääähemmm.... Sag mal: Was ist das da eigentlich für eine Z-Diode vom Kollektor zur Basis des Schalttransistors? Die leitet ja eigentlich immer... Wie sich herausstellte, ist sie einer der Kniffe der Philipsentwickler: Der Strom durch die Relaiswicklung wird durch den Z-Diodenstron nicht ganz abgeschaltet (aber das Relais fällt trotzdem ab), so daß keine hohe Gegeniduktion wie beim vollständigen Zusammenbruch des Magnetfeldes entsteht! Hmmm... Das brauchen wir ja gar nicht! Also die Z-Diode einseitig ausgelötet und: Das Ding geht!
Das Modul steckt nun in den Löchern wo vorher das elektromechanische Relais eingelötet war und versieht dort zuverlässig seinen Dienst.
Thema 2: PermanentON zu Verhinderung der automatischen Abschaltung bei Niedrigeingangspegen
Manchmal hört man leise - ganz leise... Viele Aktivlautsprecher mit signalpegelgesteuerter Ein/Ausschaltautomatik schalten dann schonmal ab, so auch die MFB587.
Nun könnte man in die Automatik eingreifen um diese empfindlicher zu machen. Wir wollten das aber nicht und ich hatte auch schon bei meinen BM-3en dieses kleine Problem anders gelöst: Die Automatik wird bei Bedarf mit einem Schalter "überbrückt"!
So ähnlich haben wir's dann auch bei den MFBs gemacht: Ein zusätzlicher Schalter verbindet entweder die Einschaltautomatik oder eben die permanente Einschaltspannung mit der Endstufenrelaisansteuerung.
Thema 3: Verhinderung des Ausschaltploppens bei Ziehen des Netzsteckers
Für dieses Thema gibt es einen Bausatz bei den "MFB Freaks", den ich hier der Vollständigkeit halber erwähne. Andreas hat diesen nämlich schon länger in den Boxen eingebaut. Die Schaltung verhindert den Ausschaltplopp, z.B. wenn jemand einfach den Netzstecker zieht. Man sieht ihn in der Schaltungszeichnung: Die positive Versorgung wird abgetastet und wenn sie unter 20V ab gesunken ist wird das Endstufenrelais forciert abgeschaltet. Im vorigen Schaltbild ist die "ShutUp!" genannte Schaltung um Q2 herum abgebildet, der Einbau isr sehr einfach und für MFB Boxen sehr empfehlenswert.
Schlußbemerkung:
Hier im Forum sind ja mehrere Leute weit, weit oben im HighEnd unterwegs, unsere Lösung erhebt diesen hohen Anspruch nicht! Aber, dass SSRs "highendig" und klangunschädlich sein könn(t)en sieht man am Beispiel Accuphase, in deren neuesten Vollverstärkern keine elektromechanischen Relais, sondern SSRs als Lautsprecherausgangsrelais laufen. In meinem Wohnzimmerreceiver laufen seit vielen Monaten SSRs klaglos als Lautsprecherausgangs- und Gruppenumschaltrelais.
Wir konnten nicht im Hörvergleich testen ob/wie sich die NMOSFET-SSRs klanglich in unseren Applikationen auswirken. Es könnte sein, daß es Auswirkungen gibt, es könnte sein, daß es sie nicht gibt (das ist hier auch nicht das Hauptthema). Messungen dazu wurden im diyaudio.com gemacht, die zumindest "beruhigend" sind. Auf jeden Fall ist uns (bisher) nichts auffällig Positives oder Negatives aufgefallen, keine Verzerrungen, kein Rauschen, keine Härte, nix, nur lautloses Ein-/Ausschalten...
Soweit mal für den Moment. Schön, daß Ihr bis hierher gelesen/durchgehalten habt
Danke an Alle für das Interesse, wir beantworten gerne Eure Fragen.
Grüße,
Winfried & Andreas