Импульсный блок питания без шим контроллера

Импульсные источники питания (ИИП) обычно являются достаточно сложными устройствами, из-за чего начинающие радиолюбители стремятся их избегать. Тем не менее, благодаря распространению специализированных интегральных ШИМ-контроллеров, есть возможность конструировать достаточно простые для понимания и повторения конструкции, обладающие высокими показателями мощности и КПД. Предлагаемый блок питания имеет пиковую мощность около 100 Вт и построен по топологии flyback (обратноходовой преобразователь), а управляющим элементом является микросхема CR6842S (совместимые по выводам аналоги: SG6842J, LD7552 и OB2269).

Внимание! В некоторых случаях для отладки схемы может понадобится осциллограф!

Технические характеристики

Размеры блока: 107х57х30 мм (размеры готового блока с Алиэкспресс, возможны отклонения).
Выходное напряжение: версии на 24 В (3-4 А) и на 12 В (6-8 А).
Мощность: 100 Вт.
Уровень пульсаций: не более 200 мВ.

На Али легко найти множество вариантов готовых блоков по этой схеме, например, по запросам вида "Artillery power supply 24V 3A", "Блок питания XK-2412-24", "Eyewink 24V switching power supply" и тому подобным. На радиолюбительских порталах данную модель уже окрестили "народной", ввиду простоты и надёжности. Схемотехнически варианты 12В и 24В различаются незначительно и имеют идентичную топологию.

Обратите внимание! В данной модели БП у китайцев весьма высок процент брака, поэтому при покупке готового изделия перед включением желательно тщательно проверять целостность и полярность всех элементов. В моём случае, например, диод VD2 имел неверную полряность, из-за чего уже после трёх включений блок сгорел и мне пришлось менять контроллер и ключевой транзистор.

Подробно методология проектирования ИИП вообще, и конкретно этой топологии в частности, тут рассматриваться не будет, ввиду слишком большого объёма информации — см. отдельные статьи.

Далее подробно разберём назначение элементов в схеме.

Импульсный блок питания мощностью 100Вт на контроллере CR6842S.

Назначение элементов входной цепи

Рассматривать схему блока будем слева-направо:

F1	Обычный плавкий предохранитель.
5D-9	Терморезистор, ограничивает бросок тока при включении блока питания в сеть. При комнатной температуре имеет небольшое сопротивление, ограничивающее броски тока, при протекании тока разогревается, что вызывает снижение сопротивления, поэтому в дальнейшем не влияет на работу устройства.
C1	Входной конденсатор, для подавления несимметричной помехи. Ёмкость допустимо немного увеличить, желательно чтобы он был помехоподавляющим конденсатором типа X2 или имел большой (10-20 раз) запас по рабочему напряжению. Для надёжного подавления помех должен иметь низкие ESR И ESL.
L1	Синфазный фильтр, для подавления симметричной помехи. Состоит из двух катушек индуктивности с одинаковым числом витков, намотанных на общем сердечнике и включенных синфазно.
KBP307	Выпрямительный диодный мост.
R5, R9	Цепочка, необходимая для запуска CR6842. Через неё осуществляется первичный заряд конденсатора C4 до 16.5В. Цепь должна обеспечивать ток запуска не менее 30 мкА (максимум, согласно даташиту) во всём диапазоне входных напряжений. Также, в процессе работы посредством этой цепочки осуществляется контроль входного напряжения и компенсация напряжения при котором закрывается ключ — увеличение тока, втекающего в третий пин, вызывает понижение порогового напряжения закрытия ключа.
R10	Времязадающий резистор для ШИМ. Увеличение номинала данного резистора уменьшит частоту переключения. Номинал должен лежать в пределах 16-36 кОм.
C2	Сглаживающий конденсатор.
R3, C7, VD2	Снабберная цепь, защищающая ключевой транзистор от обратных выбросов с первичной обмотки трансформатора. R3 желательно использовать мощностью не менее 1Вт.
C3	Конденсатор, шунтирующий межобмоточную ёмкость. В идеале должен быть Y-типа, либо же должен иметь большой запас (15-20 раз) по рабочему напряжению. Служит для уменьшения помех. Номинал зависит от параметров трансформатора, делать слишком большим нежелательно.
R6, VD1, C4	Данная цепь, запитываясь от вспомогательной обмотки трансформатора образует цепь питания контроллера. Также данная цепь влияет на цикл работы ключа. Работает это следующим образом: для корректной работы напряжение на седьмом выводе контроллера должно находиться в пределах 12.5 — 16.5 В. Напряжение 16.5В на этом выводе является порогом, при котором происходит открытие ключевого транзистора и энергия начинает запасаться в сердечнике трансформатора (в это время микросхема питается от C4). При понижении ниже 12.5В микросхема отключается, таким образом конденсатор C4 должен обеспечивать питание контроллера пока из вспомогательной обмотки не поступает энергии, поэтому его номинала должно быть достаточно чтобы удерживать напряжение выше 12.5В пока ключ открыт. Нижний предел номинала C4 следует рассчитывать исходя из потребления контроллера около 5 мА. От времени заряда данного конденсатора до 16.5В зависит время закрытого ключа и определяется оно током, который может отдать вспомогательная обмотка, при этом ток ограничивается резистором R6. Кроме всего прочего, посредством данной цепи в контроллере предусмотрена защита от перенапряжения в случае выхода из строя цепей обратной связи — при превышении напряжения выше 25В контроллер отключится и не начнёт работать пока питание с седьмого пина не будет снято.
R13	Ограничивает ток заряда затвора ключевого транзистора, а также обеспечивает его плавное открытие.
VD3	Защита затвора транзистора.
R8	Подтяжка затвора к земле, выполняет несколько функций. Например, в случае отключения контроллера и повреждения внутренней подтяжки данный резистор обеспечит быстрый разряд затвора транзистора. Также, при корректной разводке платы обеспечит более короткий путь тока разряда затвора на землю, что должно положительно сказаться на помехозащищённости.
BT1	Ключевой транзистор. Устанавливается на радиатор через изолирующую прокладку.
R7, C6	Цепь служит для сглаживания колебаний напряжения на токоизмерительном резисторе.
R1	Токоизмерительный резистор. Когда напряжение на нём превышает 0.8В контроллер закрывает ключевой транзистор, таким образом регулируется время открытого ключа. Кроме того, как уже говорилось выше, напряжение при котором будет закрыт транзистор также зависит от входного напряжения.
C8	Фильтрующий конденсатор оптопары обратной связи. Допустимо немного увеличить номинал.
PC817	Опторазвязка цепи обратной связи. Если транзистор оптопары закроется это вызовет повышение напряжения на втором выводе контроллера. Если напряжение на втором выводе будет превышать 5.2В дольше 56 мс, это вызовет закрытие ключевого транзистора. Таким образом реализована защита от перегрузки и короткого замыкания.

В данной схеме 5-й вывод контроллера не используется. Однако, согласно даташиту на контроллер, на него можно повесить NTC-термистор, который обеспечит отключение контроллера в случае перегрева. Стабилизированный выходной ток данного вывода — 70 мкА. Напряжение срабатывания температурной защиты 1.05В (защита включится при достижении сопротивления 15 кОм). Рекомендуемый номинал термистора 26 кОм (при 27°C).

Параметры импульсного трансформатора

Поскольку импульсный трансформатор это один из самых сложных в проектировании элементов импульсного блока, расчёт трансформатора для каждой конкретной топологии блока требует отдельной статьи, поэтому подробного описания методологии тут не будет, тем не менее для повторения описываемой конструкции следует указать основные параметры используемого трансформатора.

Следует помнить, что одно из важнейших правил при проектировании — соответствие габаритной мощности трансформатора и выходной мощности блока питания, поэтому первым делом, в любом случае, выбирайте подходящие вашей задаче сердечники.

Чаще всего данная конструкция поставляется с трансформаторами, выполненными на сердечниках типа EE25 или EE16, либо аналогичных. Собрать достаточно информации по количеству витков в данной модели ИИП не удалось, поскольку в разных модификациях, несмотря на схожие схемы, используются различные сердечники.

Увеличение разницы в количестве витков ведёт к уменьшению потерь на переключение ключевого транзистора, но повышает требования к его нагрузочной способности по максимальному напряжению сток-исток (VDS).

Для примера, будем ориентироваться на стандартные сердечники типа EE25 и значение максимальной индукции Bmax = 300 мТ. В этом случае соотношение витков первой-второй-третьей обмотки будет равно 90:15:12.

Следует помнить, что указанное соотношение витков не является оптимальным и возможно потребуется корректировка соотношений по результатам испытаний.

Первичную обмотку следует наматывать проводником не тоньше 0.3мм в диаметре. Вторичную обмотку желательно выполнять сдвоенным проводом диаметром 1мм. Через вспомогательную третью обмотку течёт малый ток, поэтому провода диаметром 0.2мм будет вполне достаточно.

Описание элементов выходной цепи

Далее кратко рассмотрим выходную цепь источника питания. Она, в общем-то, совершенно стандартна, от сотен других отличается минимально. Интересна может быть лишь цепочка обратной связи на TL431, но её мы тут подробно рассматривать не будем, потому что про цепи обратной связи есть отдельная статья.

VD4	Сдвоенный выпрямительный диод. В идеале подбирать с запасом по напряжениютоку и с минимальным падением. Устанавливается на радиатор через изолирующую прокладку.
R2, C12	Снабберная цепь для облегчения режима работы диода. R2 желательно использовать мощностью не менее 1Вт.
C13, L2, C14	Выходной фильтр.
C20	Керамический конденсатор, шунтирующий выходной конденсатор C14 по ВЧ.
R17	Нагрузочный резистор, обеспечивающий нагрузку для холостого хода. Также через него разряжаются выходные конденсаторы в случае запуска и последующего отключения без нагрузки.
R16	Токоограничивающий резистор для светодиода.
C9, R20, R18, R19, TLE431, PC817	Цепь обратной связи на прецизионном источнике питания. Резисторы задают режим работы TLE431, а PC817 обеспечивает гальваническую развязку.

Что можно улучшить

Вышеописанная схема обычно поставляется в готовом виде, но, если собирать схему самому, ничто не мешает немного улучшить конструкцию. Модифицировать можно как входные, так и выходные цепи.

Если в ваших розетках земляной провод имеет соединение с качественной землёй (а не просто ни к чему не подключен, как это часто бывает), можно добавить два дополнительных Y-конденсатора, соединённых каждый со своим сетевым проводом и землёй, между L₁ и входным конденсатором C₁. Это обеспечит симметрирование потенциалов сетевых проводов относительно корпуса и лучшее подавление синфазной составляющей помехи. Вместе с входным конденсатором два дополнительных конденсатора образуют т.н. «защитный треугольник».

После L₁ также стоит добавить ещё один конденсатор X-типа, с той же ёмкостью что у C₁.

Для защиты от импульсных бросков напряжения большой амплитуды целесообразно параллельно входу подключать варистор (например 14D471K). Также, если у вас есть земля, для защиты в случае аварии на линии электроснабжения, при которой вместо фазы и нуля фаза попадаётся на оба провода, желательно составить защитный треугольник из таких же варисторов.

Защитный треугольник на варисторах.

При повышении напряжения выше рабочего, варистор снижает своё сопротивление и ток течёт через него. Однако, ввиду относительно низкого быстродействия варисторов, они не способны шунтировать скачки напряжения с быстро нарастающим фронтом, поэтому для дополнительной фильтрации быстрых скачков напряжения желательно параллельно входу подключать также двунаправленный TVS-супрессор (например, 1.5KE400CA).

Опять же, при наличии земляного провода, желательно добавить на выход блока ещё два Y-конденсатора небольшой ёмкости, включенных по схеме «защитного треугольника» параллельно с C₁₄.

Для быстрой разрядки конденсаторов при отключении устройства параллельно входным цепям целесообразно добавить мегаомный резистор.

Каждый электролитический конденсатор желательно зашунтировать по ВЧ керамикой малой ёмкости, расположенной максимально близко к выводам конденсатора.

Ограничительный TVS-диод будет не лишним поставить также и на выход — для защиты нагрузки от возможных перенапряжений в случае проблем с блоком. Для 24В версии подойдёт, например 1.5KE24A.

В наше время практически все электроприборы бытового назначения имеют специальные приспособления, именуемые импульсными блоками. Они могут иметь вид как отдельного модуля, так и платы, размещенной в конструкции прибора.

Импульсный блок питания

Поскольку импульсные блоки предназначены для выпрямления и понижения сетевого напряжения, то они могут часто выходить из строя. Поэтому, чтобы не покупать новое дорогостоящее бытовое устройство, знания о том, как его можно починить своими руками будут достаточно востребованными. О том, как выявить неисправности работы данного прибора или платы, а также как самостоятельно провести его ремонт, вам расскажет данная статья.

Описание преобразователя напряжения

Импульсный блок питания может иметь вид платы или самостоятельного выносного модуля. Он предназначен, как уже говорилось, для понижения и выпрямление сетевого напряжения. Его необходимость основывается на том, что в стандартной сети питания имеется напряжение в 220 вольт, а для работы многих бытовых приборов необходимо гораздо меньшее значение этого параметра.
Сегодня, вместо стандартных понижающе-выпрямительных схем, собранных на основе диодного моста и силового трансформатора, используются блоки питания импульсного преобразования напряжения.

Обратите внимание! Несмотря на наличие высокой схемотехнической надежности, импульсные блоки питания часто ломаются. Поэтому в наше время очень актуален ремонт этих элементов электросхем.

Схема импульсного блока питания

Все типы источника питания импульсного вида (встроенного или вынесенного за пределы прибора) имеют два функциональных блока:

• высоковольтный. В таком блоке питания происходит преобразование сетевого напряжения в постоянное при помощи диодного моста. Причем напряжение сглаживается до уровня 300,0…310,0 вольт на конденсаторе. В результате происходит преобразование высокого напряжения в импульсное с частотой 10,0…100,0 килогерц;

Обратите внимание! Такое устройство высоковольтного блока позволило отказаться от низкочастотных массивных понижающих трансформаторов.

• низковольтный. Здесь же происходит понижение импульсного напряжения не необходимого уровня. При этом напряжение сглаживается и стабилизируется.

В результате такого строения на выходе из блока питания импульсного типа функционирования наблюдается несколько или одно напряжение, которое нужно для питания бытовой техники.
Стоит отметить низковольтный блок может содержать разнообразные управляющие схемы, повышающие надежность прибора.

Импульсный блок питания (плата). Цвета приведены на схеме

Поскольку блоки питания такого типа имеют сложное устройство, их правильный ремонт, проводимый своими руками, должен опираться на некоторые знания в электронике.
Осуществляя ремонт данного прибора, не стоит забывать, что некоторые его элементы могут находиться под сетевым напряжением. В связи с этим даже проводя первичный осмотр блока необходимо соблюдать предельную осторожность.
Ремонт в большинстве случаев не будет вызывать осложнений, т.к. импульсные блоки питания имеют типовое устройство. Поэтому и неисправности у них тоже будут схожими, а ремонт своими руками выглядит вполне посильной задачей.

Возможные причины поломки

Неисправности, которые приводят импульсный блок питания в нерабочее состояние, могут появляться по самым разнообразным причинам. Наиболее часто поломки происходят из-за:

• наличия колебания сетевого напряжения. К неисправности могут привести те колебания, на которые не рассчитаны данные понижающе-выпрямительные модули;
• подключение к блоку питания нагрузок, на которые бытовые приборы не рассчитаны;
• отсутствие защиты. Не устанавливая защиту, некоторые производители просто экономят. При обнаружении такой неполадки нужно просто установить защиту в конкретное место, где она и должна находиться;
• несоблюдение правил и рекомендаций эксплуатации, которые указаны производителями для конкретных моделей.

При этом в последнее время частой причиной поломки преобразователей напряжения является заводской брак или использование при сборке некачественных деталей. Поэтому, если вы хотите, чтобы ваш купленный импульсный блок питания проработал как можно дольше, не стоит покупать его в сомнительных местах и не у проверенных людей. Иначе это могут быть просто впустую потраченные деньги.
После диагностики блока зачастую выясняются следующие неисправности:

• 40% случаев – нарушение работы высоковольтной части. Об этом свидетельствует перегорание диодного моста, а также поломка фильтрующего конденсатора;
• 30% — пробоем биполярного (формирующего импульсы высокой частоты и располагающегося в высоковольтной части устройства) или силового полевого транзистора;
• 15% — пробой диодного моста в его низковольтной части;

• редко встречается выгорание (пробой) обмоток дросселя на выходном фильтре.

Все остальные поломки можно будет определить только специальным оборудованием, которое вряд ли хранится дома у среднестатистического человека. Для более глубокой и точной проверки необходим цифровой вольтметр и осциллограф. Поэтому если поломки не кроются в четырех приведенных выше вариантах, то в домашних условиях блок питания такого типа вы не сможете починить.
Как видим, ремонт, проводимый в данной ситуации своими руками, может иметь самый разнообразный вид. Поэтому, если у вас перестал работать компьютер или телевизор по причине поломки блока питания, то не нужно бежать в ремонтную службы, а можно попутаться решить проблему своими силами. При этом домашний ремонт обойдется значительно в меньшую стоимость. А вот если вы не сможете своими силами справиться с поставленной задачей, тогда можно уже идти на поклон к специалистам из ремонтной службы.

Алгоритм определения поломки

Любой ремонт всегда начинается с выяснения причины неисправности блока питания импульсного.

Обратите внимание! Для ремонта и поиска неисправностей импульсного блока питания вам потребуется вольтметр.

Для того чтобы ее выявить, необходимо придерживаться следующего алгоритма:

• разбираем блок питания;
• с помощью вольтметра измеряем напряжение, которое имеется на электролитическом конденсаторе;

Измерение напряжение на электролитическом конденсаторе

• если вольтметр выдает напряжение в 300 В, то это означает, что предохранитель и все элементы электросети (кабель питания, сетевой фильтр входные дроссели), связанные с ним работают нормально;
• в моделях с двумя конденсаторами небольших размеров напряжение, свидетельствующее об их исправности, которое выдает вольтметр, должно составить 150 В для каждого прибора;
• если же напряжение отсутствует, тогда необходимо провести прозвонку диодов выпрямительного моста, предохранителя и конденсатора;

Обратите внимание! Самыми коварными элементами в электросхеме блока питания импульсного типа работы являются предохранители. Об их поломке не свидетельствуют никакие внешние признаки. Только прозвонка поможет вам выявить их неисправность. В случае сгорания они выдадут высокое сопротивление.

Предохранители импульсного блока питания

• если была обнаружена неисправность предохранителей, то нужно проверять остальные элементы электросхемы, так как они редко когда сгорают в одиночку;
• внешне достаточно легко выявить испорченный конденсатор. Обычно он вздувается или разрушается. Ремонт в данном случае будет заключаться в его выпаивании и замене на работоспособный.
• Обязательно необходимо прозвонить на предмет исправности следующие элементы:
• выпрямительный или силовой мост. Он имеет вид монолитного блока или организован из четырёх диодов;

• конденсатор фильтра. Может выглядеть как один или несколько блоков, которые соединяются между собой последовательно или параллельно. Обычно конденсатор фильтра расположен высоковольтной части блока;
• транзисторы, размещенные на радиаторе.

Обратите внимания! Проводя ремонт, нужно найти сразу все неисправные детали импульсного блока питания, так как их выпаивание и замену следует проводить одновременно! В противном случае замена одного элемента будет приводить к выгоранию силовой части.

Особенности ремонтных работ и инструменты для них

Для стандартного типа устройств вышеперечисленные этапы диагностики и проведения ремонтных работ будут идентичными. Это связано с тем, что все они имеют типовое строение.

Припаивание деталей к плате

Также, чтобы провести качественный самостоятельный ремонт импульсного преобразователя напряжения, необходим хороший паяльник, а также умение управляться с ним. При этом вам еще понадобиться припой, спирт, который можно заменить на очищенный бензин, и флюс.
Помимо паяльника в ремонте обязательно понадобятся следующие инструменты:

• набор отверток;
• пинцет;
• бытовой мультиметр или вольтметр;
• лампа накаливания. Может использовать в качестве балластной нагрузки.

С таким набором инструментов простой ремонт будет по силам любому человеку.

Проведение ремонтных работ

Собираясь своими руками починить испортившийся импульсный преобразователь напряжения, необходимо понимать, что такие манипуляции не проводятся для изделий, предназначенные для комплексной замены. Они не рассчитаны на ремонт и их не возьмется чинить ни один мастер, так как здесь нужен полный демонтаж электронной начинки и замены ее на новую работающую.

Плата блок питания импульсного принципа работы

Во всех остальных случаях ремонт в домашних условиях и своими руками вполне возможен.
Правильно проведенная диагностика является половиной ремонта. Неисправности, связанные с высоковольтной части обнаружатся легко как визуально, так и при помощи вольтметра. А вот неисправность предохранителя можно выявить при отсутствии напряжения на участке после него.
При обнаружении с ее помощью неисправностей остается просто произвести их одновременную замену. Осуществляя ремонтные работы, необходимо обязательно опираться на внешний вид электронной платы. Иногда, чтобы проверить каждую деталь, необходимо ее выпаять и протестировать мультиметром. Желательно проводить проверку всех деталей. Несмотря на затруднительность такого процесса, он позволит выявить все испорченные элементы электросхемы и вовремя их заменить, чтобы предотвратить перегорания прибора в обозримом будущем.

Замена перегоревших деталей

После того, как была проведена замена всех перегоревших деталей, необходимо установить уже новый предохранитель и проверить отремонтированный блок питания, включив его. Обычно, если все было выполнено правильно, а также соблюдены все нормы и предписания ремонтных работ, преобразователь заработает.

Заключение

Ремонт блока питания, работающего по импульсному принципу, можно вполне реализовать своими руками. Но для этого нужно правильно провести диагностику прибора, а также одновременно заменить все сгоревшие детали электросхемы. Выполняя все рекомендации, вы легко сможете провести необходимые ремонтные действия у себя дома.

Форум магазина "Дамское счастье"

Ремонт импульсных блоков питания.

Ремонт импульсных блоков питания.

Сообщение dtvims » Чт сен 25, 2014 4:51 pm

Вообще более корректно назвать: Ремонт зарядных устройств для ноутбуков и др. для чайников! (МногА букв. )
Собственно, поскольку я сам не являюсь профессионалом в данной области, но успешно починил приличную пачку данных БП, считаю, что как "чайник чайнику" смогу описать технологию.
Основные тезисы:
1. Все что Вы делаете, на Ваш страх и риск — это опасно. Запуск под напряжением 220В! (тут надо красивую молнию нарисовать).
2. Нет никаких гарантий, что все получится и легко сделать только хуже.
3. Если все перепроверить несколько раз и НЕ пренебрегать мерами безопасности, то все получится с первого раза.
4. Все изменения в схеме производить ТОЛЬКО на полностью обесточенном БП! Полностью отключить все из розетки!
5. НЕ хвататься руками за БП, включенный в сеть, а если подносить близко, то только одну руку! Как говорил у нас в школе физик: Когда лезите под напряжение, то надо туда лезть только одной рукой, а второй держать себя за мочку уха, тогда, когда Вас дернет током, Вы сами себя дерните за ухо и у Вас отпадет желание лезть под напряжение повторно.
6. Заменяем ВСЕ подозрительные детальки на такие же или полные аналоги. Чем больше заменим, тем лучше!

ИТОГО: Я не претендую, что всё сказанное ниже истина, ибо мог что-то напутать/не договорить, но следование общей идее поможет разобраться. Также необходимы минимальные знания работы электронных компонентов, таких как транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и знания куда и как течет ток. Если какая-то часть не очень понятна, то надо искать в сети или в учебниках ее основу. Например, в тексте упоминается резистор, для измерения тока: ищем "Способы измерения тока" и находим, что один из способов измерения — это измерение падения напряжения на резисторе малого сопротивления, которое оптимальнее ставить перед землей, чтобы с одной стороны (земля) был Ноль, а с другой малое напряжение, зная которое, по закону Ома, получаем проходящий через резистор ток.

Безопасность!

Сообщение dtvims » Чт сен 25, 2014 5:26 pm

Я перечитал кучу форумов по созданию и ремонту импульсных блоков питания, и спустя много много форумов понял, что имелось ввиду и Это ОФИГЕТЬ как помогло!
Идеально проводить включение БП через вот такую систему:

Что это такое? включаем в розетку 220 трансформатор. Трансформатор преобразует напряжение 220В в 220В, т.е. на выходе получаем те же 220В, для нормального пуска ремонтируемого блока питания. Нужен трансформатор чтобы спасти жизнь "чайнику". Надо ли говорить, что у меня такого трансформатора нет и я его не использовал?
Первоначально я и вторую часть этой схемы не использовал: обычная лампочка накаливания (энергосберегайка НЕ подойдет. ) на 220В — 60Вт. Оказалсь очень зря! Профессионалы обычно пользуются непонятными терминами (блин, они кому рассказывают как ремонтировать БП? Ничего не понятно. ), в результате чего пугаешься и плюешь на действительно простые подручные средства, обеспечивающие защиту подопытного БП и себя. А именно, мы включаем в разрыв линии 220В лампочку, последовательно с блоком питания. Я в итоге сделал так: 4 проводка с клеммами: 2 проводка подключил к лампочке (к патрону), 2 проводка припаял в БП (Главный вопрос: куда?). Если Ваш БП накрылся, то наверняка у него сгорел предохранитель, т.е. его в любом случае выпаивать и ставить новый. Вооружаемся Тестером (мультиметром), ставим на прозвон (это у меня основной инструмент) и проверям предохранитель. Скорее всего контакта НЕ будет. Если контакт есть (предохранитель жив), то все-равно лучше временно предохранитель выпаять, если нет, то можно пока и не заморачиваться. На место предохранителя, к его контактным площадкам (вместо предохранителя) впаиваем лампочку, т.е. те самые проводки с клеммами, к которым подключаем лампочку.

Что дает лампочка? Сопротивление спирали лампочки достаточно низкое, пока она холодная, но при включении оно резко увеличивается (от нагрева), что может полностью или почти полностью отключить наш БП в случае, если мы допустили ошибку. Если Блок питания работает, то в момент включения питания, лампочка на мгновение загорится и потухнет (или будет светится очень очень тускло). Сперва лампочка должна загореться, т.к. на входе в БП стоит мощный конденсатор, который должен зарядиться, и пока он не зарядится, получается эффект короткого замыкания, что мы часто наблюдаем при включении БП в розетку (искра на вилке, но детальнее об этом чуть позже). Когда лампочка тухнет, спираль остывает и ее низкое сопротивление особо не мешает работе БП. Если в БП что-то не работает, то лампочка загорится, пусть не в полный накал, но ярко — это будет верным признаком, что надо искать проблему дальше. Представьте, что Вы еще не выявили все дефекты и включили БП без лампочки: если с лампочкой, лампочка загорится, очевидно, что без нее будет — короткое замыкание. КЗ приведет к тому, что сперва сгорят все детали нашего БП через которые пойдет ток, только потом сработает защита (предохранитель, сетевой фильтр, автомат в щитке). Особенно обидно, когда Вы только что поставили новые детали, включил, но из-за какой-то еще мелочи, свежеустановленная деталька сгорает! А ведь новые детальки, особенно купленные в розницу, на вес золота (потому рекомендую их покупать мелким оптом на ebay или aliexpress, но тут их ценой станет длительное ожидание). Т.о. Лампочка в первую очередь защитит Вашу домашнюю сеть от КЗ и с высокой вероятностью защитит детальки БП (напоминаю, что трансформатор, который я не использовал, защищает прокладку между стулом и ремонтируемым блоком питания).
Конечно, идеально и лампочку поставить и предохранитель оставить, но тогда придется сильнее влезать в конструкцию БП или делать спец установку в розетке или как на картинке — совсем хорошо!

Ниже варианты схемотично. На вход подается напряжение, на выход подключаем ремонтируемый БП.

3-й вариант, мной лично не опробован. Имеется ввиду понижающий трансформатор на 30В. Лампочка на 220В уже не прокатит, но можно и без нее, ообенно, если трансформатор слабенький. В теории должен способ работать. В таком варианте можно спокойно лезть в БП осциллографом, не боясь ничего попалить.

А вот и видео, повещенное этому вопросу:

Разбираем!

Сообщение dtvims » Чт сен 25, 2014 5:36 pm

Поиск схем

Сообщение dtvims » Пт сен 26, 2014 10:27 am

Поиск неисправностей!

Сообщение dtvims » Пт сен 26, 2014 11:26 am

Сперва пару слов о выпаивании деталей . Очень часто детали припаяны бессвинцовым припоем, что повышает его температуру плавления. С одной стороны это здорово, т.к. экологично и меньше вероятность отпаивания при перегреве, но очень плохо при ремонте. Причем тут может быть очень сложно выпаять деталь, перегреть деталь или перегреть дорожку и она отвалиться (у меня несколько дорожек так отвалилось и пришлось их восстанавливать, но это было не в блоках питания, в БП они были уже сгоревшие, если я их восстанавливал). Вот тут есть хитрость. Чтобы легче выпаять детали надо воспользоваться более низкоплавным припоем. Лучше всего сплавом Розе или Вуда. Т.е. берем этот сплав и наносим его паяльником дополнительно на имеющийся припой. Они мешаются и далее деталь можно легко выпаять. Зачастую, пока их смешиваешь, сама плата прогревается до 100 градусов и какое-то заметное время не остывает, в результате чего можно снять разъем или микросхему уже вообще без паяльника, пока плата не остыла.
Про сплав Вуда. Его не очень рекомендуют из-за зверской токсичности Кадмия, которого там аж 12.5%. Хотя, согласно советским гостам, сам сплав является безопасным, т.е. в пределах нормы. Вроде как опасными являются пары его окиси, а не он сам. В общем есть куча споров о его вредности и большинство описаний гласят,что лучше его не использовать, за то он дешевле, чем Розе. Даже если принять во внимание, что сам сплав безопасен и Кадмия в нем не много, все же лучше будет перестраховаться и при его использовании использовать хорошую вытяжку, которую все-равно надо использовать, т.к. большинство флюсов тоже не очень-то безвредны. Если сомневаетесь, то возьмите лучше Розе, но его температура плавления чуть выше. Также очень токсичны сплавы свинца, как и сам свинец, который присутствует в свинцовом припое и даже многие сплавы олова токсичны. Если очень этим заморачиваться, то лучше не паять самостоятельно А если не заморачиваться, то вытяжку лучше все же использовать

Ищем неисправности.
Нам потребуется Мультиметр или, более привычное мне название, тестер. Можно купить самый дешевый, если у Вас его еще нет, главное чтобы он умел мерить напряжение переменное и постоянное, а также сопротивления и был режим прозвонки (сейчас это есть на всех аналогичных приборах). Что удобно в режиме прозвонки — он пищит при КЗ или около того (на очень малых сопротивлениях), а если нет КЗ, то показывает сопротивление (обычно в килоомах).
Ставим мультиметр на прозвонку и тыкаем в подозрительные детальки. Но какие детальки подозрительные?
Тут, для большей наглядности надо представить общую схему подобных БП. Заметим, что схема сильно общая (сильно грубая) и содержит только основные элементы и только для объяснения принципа работы. Я набросал общие черты для большинства БП, заодно добавил несколько элементов, которые могут сгореть и их найти сразу нельзя.

Сразу на схеме сперва изобразил схему для безопасного тестирования БП, см. раздел безопасности: трансформатор (1) и лампочку(2). Можно ограничиться только лампочкой, но пренебрегать ей не советую.

Начнем с самого начала. На вход поступает 220В из сети. На одной стороне ставят предохранитель (Fuse). Если сгорел предохранитель, необходимо знать причину этого! Просто замена предохранителя в 99% проблему не решит. Тут преимущество трансформаторных блоков питания (один большой трансформатор на входе, сразу включенный в 220В), в них почти всегда горит только предохранитель, иногда на выходе горит стабилизатор напряжения, но диагностика на 90% проще, т.к. больше там просто гореть нечему, а ничего больше нет . Но у нас-то импульсник!
Напротив предохранителя притаилась интересная деталька, которая иногда тоже горит — это NTC-термистор (гуголь в помощь) на 5 Ом. Название по первости ошарашивает. В общем можно вообще без него, т.е. поставить просто перемычку/проводок или еще предохранитель. Но какой толк от этой картины, если можно без нее? А очень большой! Дырку в стене нам закрывать не надо, но выше я упоминал, про короткое замыкание на некоторое мгновение, пока не зарядится конденсатор — именно это КЗ нам и уменьшает термистор. Термистор, равно как и простой резистор, ограничивает протекание тока, т.о. нету резкого скачка при втыкании БП в розетку. Через термистор конденсатор будет заряжаться чуть медленнее, потому, если мы включим наш БП через лампочку и термистор, то лампочка будет при старте гореть чуть тусклее и чуть дольше, но все-равно погаснет (если БП живой). Когда через термистор пойдет ток, он начнет нагреваться, 5 Ом сопротивления возьмут на себя часть нагрузки, которая, конечно, перейдет в тепло. Поскольку термитор типа NTC, то при нагревании его сопротивление будет уменьшаться, т.е. он вообще перестанет оказывать какое либо влияние на работу БП после старта.
Далее идет Мост (3)! Профи, обычно на этом месте делают отступления, что это вообще-то не мост, а название жаргонное или вообще опускают к нему внимание как очевидное. В общем, первое, что может накрыться — это именно мост, он же выпрямитель. Сперва тыкаем (разумеется одним щупом на один контакт идущий от внешней сети 220В, а вторым щупом на второй контакт) прозвонкой в контакты 220В на предмет замыкания, затем тыкаем в выпрямленные контакты на предмет того же КЗ. Если услышали писк, значит выпрямитель сдох и надо менять. Выпрямитель может быть как одним элементом с 4-мя ножками, так и 4-мя выпрямительными диодами. Даже если у Вас отдельные диоды и из них сгорело только 2, то лучше все-равно поменять все. Если одной микросхемой, то без вариантов. Я дополнительно, на всякий случай смотрю и не изменились ли характеристики диодов, т.е. проверяю каждый диод. Если подключать щупами к диодам по очереди, то, поскольку они стоят, 2 в одном направлении, а 2 в другом, то в 2-х случаях мультиметр покажет единицу, т.е. не замкнут (по умолчанию горит 1), а на 2-х других покажет циферку около 450. Меняем щупы местами и получаем картину ровно на оборот: на первых 2-х около 450, а на вторых 1. Если мультиметр запищал — значит КЗ. Заметим, что при подключении мультиметра в схему БП, прежде чем показать отсутствие замыкания, он может коротко пискнуть или просто побегут циферки — это нормально, поскольку деталь еще не выпаяна и на работу прибора влияют другие детали на схеме, в частности тот самый конденсатор, о котором я так часто вспоминаю. После того как выпаяли выпрямитель, еще проверим его тестером и еще раз без него проверяем схему на предмет КЗ также как до того проверяли выпрямитель в схеме. Бывает, что выпрямитель жив, а КЗ есть, а бывает, что выпрямитель мертв, но КЗ в схеме тоже есть, т.е. сдохло что-то еще. Когда есть сомнения в детали, ее надо выпаять и проверить еще раз, имеет смысл далее проверять схему без выпаянной детали, вернуть всегда успеем, главное не забыть что и от куда выпаяли, где очень помогает фотоаппарат
Еще немного про мост. На БП выше сгорел у меня именно мост (сборка — в виде одной "микро"схемы). Честно говоря не знаю теперь выжил ли там ШИМ и полевик, т.к. я их сразу заменил (пришли с запасом с ebay), а потом только обратил внимание на сгоревший мост. Заменить его сразу не чем и первое что пришло в голову — это собрать мост из отдельных диодов. Первые диоды, что мне попались под руку — это мощные диоды Шоттки. Данные диоды покупались мной именно, чтобы выпрямлять напряжение на выходе импульсника, но я рассудил, что раз мощность (тут я считал только ток, хотя мощность=ток*напряжение) там с запасом, то все хорошо. Ошибся. Первое же прямое включение спалило пару диодов. Я решил, что в схеме что-то не так, перекопал все! При подключении через лампочку (сгоревшие диоды были заменены) схема заработала, но лампочка довольно ярко горела все время работы. Даже не было понятно, что БП-то работает. Через некоторое время до меня дошло, что поведение лампочки может быть таким из-за диодов. Замена диодов на выпрямительные, но заметно меньшей мощности — это доказала. Лампочка стала загораться на мгновение только при включении, БП работал! Этому есть вполне разумное объяснение: прежде чем ставить неоднозначную замену, надо читать на них datasheet. У моих диодов Шоттки оказалось рабочее напряжение всего до 40В, не даром, они на выход идут, а мост был на 700В (что его не спасло и БП таки попал в мои руки).
Сразу после моста, в редких случаях ставят защитный диод на 400 вольт. В зарядках его почти всегда нет (на моей псевдосхеме D1, например p6ke400a), но если есть, то он берет на себя первую атаку из внешней сети (Относительно дорогая деталька и на ней экономят). Стоит защитный диод в направлении от минуса к плюсу. Считается, что ток идет от плюса к минусу, т.е. диод всегда закрыт, но, если вылетит мост, полярность будет меняться и диод откроется, что обеспечит КЗ и вылет предохранителя, сам он скорее всего тоже сгорит из-за протекания большого тока через него, но схему спасет (если сгорит, то будет КЗ). Также, если вдруг в сети окажется более стандартного 220В, то снова защитный диод спешит к нам на помощь! Дело в том, что после выпрямления 220В превращается в 310В постоянного напряжения (220В — это среднее значение напряжения на синусоиде. Величина амплитуды синусоиды 310В, т.е. от минимального до максимального напряжения разница аж в 620В). Напряжение в сети штатно может меняться от 190В до 250В, т.е. диод, рассчитанный на 400В, на такие скачки НЕ среагирует. А вот если у нас окажется 380В в сети, то выпрямленное напряжение будет выше 400В и диод героически сгорит. Не надо на меня косо смотреть, со словами, что такого быть не может — еще как может. Конечно, у Вас дома — это крайне мало вероятно, а вот в офисе очень даже вероятно (тут должен быть дьявольский смех). Так вот, если защитный диод героически сгорел, то скорее всего мы отделаемся заменой его и предохранителя, возможно и еще какого-нибудь маловажного (важного только для защиты) элемента защиты. Была у меня такая ситуация с подобным БП: я просто выпаял диод и др. элементы защиты, коротившие линию, и поставил перемычку вместо предохранителя — ну НЕ было у меня под рукой запчастей, а вернуть в строй надо было прибор уже сейчас, да рисковал, но все обошлось, прибор отработал пару дней, пока я не восстановил все как было и уже можно было расслабиться.

Вот это одно из таких устройств, где стоит защитный диод. Сверху сгоревший, а снизу отремонтированный, он же.
Сверху большой конденсатор (выжил на всех, а всего их сгорело 4 штуки, после 380 по сети офиса, этот самый сгоревший). Сразу ниже под ним защитный диод, а еще ниже мост. У моста видно маркировку "+" и "-", а у диода черточку возле плюса — вот это оно есть, установлен в направлении от минуса к плюсу, а сгорел от перегрузки, создал КЗ и спалил предохранители (их хорошо видно на отремонтированном, длинненькие в изоляции).
Ниже моста сетевой фильтр (сдвоенный дроссель и квадратненький конденсатор). Фильтр не сгорел, но оплавился. Я его заменил. Заметим, что мой дроссель и конденсатор оказались крупнее, потому в плате для них я просверлил новые дырки и навесным монтажем закрепил на контактные площадки. На плате было много свободного места, потому мне это удалось без труда.
Слева от фильтра, на уже отремонтированном видны новенькие варистор и предохранители. Предохранителя 2 разной мощности и на исходной плате они полностью обуглились, что их не разглядеть. А были они такие маленькие и симпатичные, но дорогие и их тяжело купить, потому я поставил обычные стеклянные и упаковал их в термоусадочные трубки.
А вот варистор (TVR10471) это уже что-то новое. Изначально он имеет очень большое сопротивление, но при увеличении напряжения, его сопротивление резко падает, что должно вызвать КЗ и выход из строя предохранители, что позволяет отфильтровывать резкие импульсы в сети. Тут видимо производители решили поставить все подряд, чтобы наверняка и были правы: сработало всё. Зато сгорели только защитные элементы на всех подопытных и только на данном подплавился фильтр.