Phänomen mit China-Netzteil an Sony Vaio Notebook

[Michael E. (mertl)]

Hallo,

die Vorgeschichte: vor vielen Jahren habe ich ein defektes Sony Vaio 
Notebook ohne Netzteil geschenkt bekommen. Nach der Reparatur (neues 
Display, neue Festplatte) und dem Kauf eines angeblich originalen Sony 
Netzteils von eBay, trat folgendes Phänomen auf: Hängt das Notebook eine 
Zeit lang am Netzteil, reagiert das Touchpad immer schlechter, bis die 
Maus sich irgendwann kaum mehr bewegen lässt.

Ich wollte beobachten, was da genau stört und habe das Netzteil 
geöffnet, zwei Kabel an den Ausgang gelötet und an das Oszi 
angeschlossen. Ergebnis: Der Fehler tritt nicht mehr auf! Außerdem ist 
die Spannung konstant auf 20V ohne drift und kein bisschen wellig. In 
dem Moment, in dem ich den Tastkopf am Oszi abstecke, ist der Fehler 
wieder da.

Dann noch ein zweiter Versuch mit einem anderen mini-Oszi "DSO150", 
welches über ein Labornetzteil mit 9V versorgt wird. Das Ergebnis ist 
wieder das gleiche: ist das Netzteil am Oszi angeschlossen, funktioniert 
die Maus. Trenne ich das Oszi, funktioniert die Maus nicht. Ist das 
mini-Oszi angeschlossen, aber vom Labor-Netzteil getrennt, funktioniert 
die Maus wieder nicht.

Ich kann das Problem also am Oszi nicht sichbar machen. Die 
Sekundär-Elkos habe ich geprüft, einer hatte einen schlechten ESR. Habe 
sie deshalb getauscht, das Problem ist aber das gleiche. Dann habe ich 
einen 470uF Elko an den Ausgang geklemmt, auch ohne Besserung. Dann noch 
einen Ferrit um das Kabel am Ausgang, auch ohne Besserung.

Es ist wohl ein Thermisches Problem im Netzteil, aber weiß jemand, was 
da genau schief geht und vor allem, ob man es in den Griff bekommen 
kann? Mit einem Filter?

[Teo D. (teoderix)]

Das Bild wir leider verzerrt dargestellt.
Schuss is Blaue "Elko trocken"... und ein Bild das hoffentlich dieses 
mal nicht von der Foren Software verhunzt wird. :)

[Vka (Gast)]

Mess mal DC Masse gegen Erde. Wenn das ein Netzteil ohne Schutzleiter 
ist, werden da so ca. 115V AC drauf sein. Bedeutet dann auch, das 
Touchpad hat 115V~ gegenüber deinem Finger. Das überfordert 
wahrscheinlich die Filter im Controller IC (Gleichtaktunterdrückung 
würde ich vermuten).
Mit angeschlossenem Oszilloskop ist die DC Masse geerdet und alles 
funktioniert wie erwartet.

PS mein Handy verhält sich an einem billig Ladekabel genau so, Touch ist 
langsam bis unnutzbar. Allerdings muss ich den Bildschirm noch aus- und 
einschalten bis sich der Touch Controller wieder beruhigt. Ich schätze 
da läuft ein Software Filter auf Anschlag, elektrisch geht ja nix kaputt 
dabei.

[Michael E. (mertl)]

Danke Vka, das hört sich soweit plausibel an. Ich messe am unbelasteten 
Netzteil sowohl bei Erde gegen Masse als auch Erde gegen 
Betriebsspannung knapp 78VAC. Dann ist mir eingefallen, dass ich noch 
ein originales Sony NT von einem Fernseher habe. Dieses ist auch nicht 
geerdet und hat auch eine Ausgangsspannung von 19,5V. Hier sind es knapp 
über 100VAC Masse gegen Erde. Morgen schaue ich, ob das TV Netzteil den 
gleichen Anschluss wie das Notebook hat und teste es mal damit (vermute 
aber, das der Fehler damit nicht auftritt)...

[Teo D. (teoderix)]

Vka schrieb:
> Mess mal DC Masse gegen Erde. Wenn das ein Netzteil ohne Schutzleiter
> ist, werden da so ca. 115V AC drauf sein.

+1

Das NT is ja NEU... Elko würd ich jetzt ans Ende der liste setzten.

[Jim M. (turboj)]

Teo D. schrieb:
> Schuss is Blaue "Elko trocken"...

Weeiit daneben. Das China Netzteil hat offensichtlich kein PE, der Oszi 
aber schon.

Als Abhilfe könnte man da irgendwie PE per Schukostecker ranfrickeln, 
aber ich würde lieber ein anderes Netzteil kaufen.

[Teo D. (teoderix)]

Jim M. schrieb:
> Weeiit daneben.

4Minuten sind aber auch nich nah dran. ;P

[Alex G. (dragongamer)]

Jim M. schrieb:
> Teo D. schrieb:
>> Schuss is Blaue "Elko trocken"...
>
> Weeiit daneben. Das China Netzteil hat offensichtlich kein PE, der Oszi
> aber schon.
>
> Als Abhilfe könnte man da irgendwie PE per Schukostecker ranfrickeln,
> aber ich würde lieber ein anderes Netzteil kaufen.

Also viele Notebooknetzteile haben keinen Schutzleiter. Mein Surface pro 
z.B. auch nicht und da gibt es natürlich kein solches Phänomen.
Dürfte also auch mit dem Netzteildesign zusammenhängen?

[Marten S. (Gast)]

Hallo,

Vka hat definitiv Recht. Das Problem wird verursacht durch die fehlende 
Erdung des Netzteils. Das verursacht immer eine hohe AC-Spannung am 
DC-Stecker gegenüber geerdeten Gegenständen und Körpern (Mensch).
Für den Mensch ist diese Spannung durch den sehr kleinen Strom 
unbedenklich. Für ein Kapazitiven Touch-Controller, welcher sehr feine 
Spannungsunterschiede messen soll, ist das schon eine ziemliche 
Herausforderung, wenn plötzlich ein Finger ans Display (wirkt wie ein 
Kondensator) gehalten wird, der eine Spannungsdifferenz von 80V oder 
mehr aufweist.

Ein nicht geerdetes Netzteil kann auch mit besserem Design die 
AC-Spannung nicht verhindern. Manchmal hilft ein Drehen des Netzsteckers 
um 180°, so dass dann am DC-Stecker eine andere AC-Spannung anliegt 
(vielleicht niedriger). Das liegt dann vermutlich an unterschiedlichen 
Filterkondensatoren im Netzteil, die besser oder schlechter auf den 
Neutralleiter koppeln (je ein Kondensator zwischen DC-Masse und den 
Netzleitungen). Spannunstechnisch liegt der Neutralleiter normalerweise 
in der Nähe der Masse/Schutzleiter, abhängig von der Kabelinstallation 
im Haus usw.). Vielleicht gibt es auch Netzteile mit nur einem 
Filterkondensator, so dass das Drehen einen erheblichen Unterschied aus 
macht.

Was aber normalerweise wirklich gut hilft: Einfach mit der anderen Hand 
eine Metallfläche vom Gerät berühren oder den DC-Stecker. Dadurch bringt 
man sich selber auf ein ähnliches Spannungsniveau wie die Touchfläche 
bzw. den Controller, sofern man nicht selber gut geerdet ist weil man 
z.B. im Wasser steht - sollte man wirklich nicht tun mit Netzteilen in 
der Hand!. Hat das Gerät eine metallische Beschichtung, welche man z.B. 
durch auflegen der Handballen die ganze Zeit berührt, wird der Touch 
auch wunderbar funktionieren.
Ein Notebook auf dem Schoß wird aus diesem Grund auch besser 
funktionieren (je nach dicke der Hose - am besten Keine ^^).

Andersherum kann man sich auch auf einen Fitnessball setzen, die Füße 
hochheben und gut balancieren. Durch den höheren Widerstand des Körpers 
zur Erdmasse verringert man die Spannungsdifferenz zum Gerät und der 
Touchcontroller kann den verbleibenden Rest wieder ausgleichen.
Ich habe das mal ausprobiert. Wenn ich auf dem Boden stehe, zeigt mir 
das Messgerät ~79V zwischen meinen Fingern und dem Masseanschluss am 
Gerät/DC-Stecker. Auf dem Fitnessball nur noch ~16V.
Gleiches gilt natürlich auch für gut isolierende Stühle, Schuhe usw.

Wird das Gerät z.B. per USB-Kabel an einen PC angeschlossen oder 
schließt man ein Osci an, wird eine Erdung indirekt erzeugt. Die 
AC-Spannung sinkt und der Touch geht.

Fazit: Das Design des Netzteils ist unerheblich. Nur die Frage, ob 
geerdet oder nicht spielt eine Rolle. Viel wichtiger ist aber das Design 
des Touch-Controllers und ob dieser mit plötzlichen hohen AC-Spannungen 
zurechtkommt bzw. evtl. per Software fehlerhafte Touchevents ausreichend 
erkennen und korrigieren kann. In diesem Sinne kann gegebenenfalls auch 
ein Firmwareupdate helfen.

Dieses Problem tritt, wenn man danach sucht, doch häufiger auf, als man 
denken würde. Meist wird die Ursache nur nicht richtig erkannt bzw. auf 
ein billiges China oder NoName Netzteil geschoben.

Hohe/niedrige Luftfeuchtigkeit kann durchaus auch einen erheblichen 
Einfluss haben. In diesem Zusammenhang auch indirekt die 
Umgebungstemperatur.

[Alex G. (dragongamer)]

@Marten S.
Also so pauschal kann deine Aussage nicht stimmen denn es gibt nunmal 
etliche, ungeerdete Netzteile bei denen dieses Phänomen nicht 
passiert...
Also muss es doch am Design liegen.

[Marten S. (Gast)]

Ich werde meine Hand dafür sicherlich nicht ins Feuer legen (bin ja 
nicht allwissend ^^).
Ich denke aber dass bisher von Keinem, der das Problem hatte, 
Laborgerechte Untersuchungen vorgenommen wurden (auch nicht von mir). 
Man braucht ein Gerät nur anders anzufassen, schon gehts. 
Potenzialausgleich ist nicht eben ersichtlich. Es ist uns auch nur durch 
Zufall aufgefallen, da das Gerät normalerweise noch mit einem USB-Kabel 
an den PC angeschlossen ist (dadurch geerdet).

Meine Versuche haben gezeigt, dass durchweg alle Netzteile ohne Erdung, 
die ich auftreiben konnte, bei unserem Gerät (Eigenentwicklung) mit 
zugekauften Touchscreen Fehler verursacht haben, wenn ich das provoziert 
habe. Bei geerdeten Netzteilen war es nicht möglich den Fehler zu 
erzeugen.

Vielleicht spielen die Hochfrequenzanteile auch noch eine gewisse Rolle, 
ob ein Touch-Controller mehr oder weniger empfindlich ist. Das 
Hauptproblem bleibt aber trotzdem die 50Hz AC-Spannung bei ungeerdeten 
Netzteilen. Ich wüsste nicht wie diese ohne externe Erdung vermieden 
werden kann. Ich kann mich nur selber mehr oder weniger gut dem 
Gerätepotenzial anpassen.

Unser Gerät ist DC-Seitig sehr gut befiltert, so das Hochfrequenz keine 
Rolle spielt. Das eigentliche dafür vorgesehene Netzteil hat sogar eine 
Zulassung für den Medizinbereich. Ist also entsprechend EMV geprüft.

Aber wie gesagt, vielleicht hab ich auch noch irgendwas übersehen. Ich 
suche ja auch noch nach einer eleganten Lösung des Problems.