Sfaturi pentru repararea surselor de alimentare comutatoare

Un pic despre utilizarea și designul UPS-ului

Un articol a fost deja publicat pe site "Ce este o sursă de alimentare cu comutare și cum diferă de un analog convențional"care descrie dispozitivul UPS. Acest subiect poate fi completat cu o mică poveste despre reparație. Abreviația UPS este adesea menționată. alimentare neîntreruptibilă. Pentru a evita discrepanțele, suntem de acord că în acest articol este vorba de o sursă de comutare.

Aproape toate sursele de comutare utilizate în echipamente electronice sunt construite în conformitate cu două scheme funcționale.

Fig. 1. Diagrame funcționale ale surselor de alimentare comutatoare

Conform schemei de jumătate de pod, de regulă, sunt realizate surse de alimentare destul de puternice, de exemplu cele de calculator. Conform schemei în doi timpi, sunt fabricate de asemenea surse de alimentare pentru artă pop de înaltă putere UMZCH și mașini de sudare.

Oricine a reparat vreodată amplificatoare cu o capacitate de 400 sau mai mulți wați știe perfect ce greutate au. Aceasta este, desigur, UMZCH cu o sursă de alimentare tradițională a transformatorului. Televizoare UPS, monitoare, DVD-playere sunt cel mai adesea realizate în conformitate cu schema cu o etapă de ieșire cu o singură etapă.

Deși există de fapt alte tipuri de etape de ieșire, care sunt prezentate în figura 2.

Fig. 2. Etapele de ieșire ale surselor de comutare

Aici sunt afișate doar întrerupătoarele de curent și înfășurarea primară a transformatorului de putere.

Dacă priviți cu atenție figura 1, este ușor de observat că întreaga schemă poate fi împărțită în două părți - primară și secundară. Partea principală conține un protector de supratensiune, un redresor de tensiune, întrerupătoare de putere și un transformator de putere. Această parte este conectată galvanic la rețeaua de curent alternativ.

În plus față de transformatorul de putere, transformatoarele de comutare sunt de asemenea utilizate în alimentarea cu alimentare, prin care impulsurile de control ale controlerului PWM sunt alimentate la porțile tranzistoarelor de putere. Astfel se asigură izolarea galvanică de rețeaua de circuite secundare. În schemele mai moderne, această izolare se realizează folosind optocuplere.

Circuitele secundare sunt deconectate galvanic de la rețea folosind un transformator de putere: tensiunea de la înfășurările secundare este furnizată la redresor, apoi la sarcină. Circuitele secundare furnizează, de asemenea, circuite de stabilizare a tensiunii și de protecție.

Surse de alimentare cu comutare foarte simple

Acestea sunt efectuate pe baza oscilatorului atunci când controlerul PWM principal este absent. Un exemplu de astfel de UPS este circuitul transformatorului electronic Taschibra.

Fig. 3. Taschibra Electronic Transformer

Transformatoare electronice similare sunt produse de alte companii. Scopul lor principal este putere lampă cu halogen. O trăsătură distinctivă a unei astfel de scheme este simplitatea și un număr mic de piese. Dezavantajul este că fără încărcare acest circuit pur și simplu nu pornește, tensiunea de ieșire este instabilă și are un nivel ridicat de umplere. Dar luminile încă strălucesc! În acest caz, circuitul secundar este complet deconectat de la rețea.

Este evident că repararea unei astfel de surse de energie se reduce la înlocuirea tranzistoarelor, rezistențelor R4, R5, uneori pod de diodă VDS1 și rezistența R1, care acționează ca o siguranță. Pur și simplu nu există nimic mai mult de ars în această schemă. La un preț scăzut pentru transformatoarele electronice, ei cumpără adesea unul nou, iar reparația se face, așa cum spun ei, „din dragoste pentru artă”.

Siguranța mai întâi

De îndată ce există un cartier atât de neplăcut al circuitelor primare și secundare, încât în ​​timpul procesului de reparație, trebuie, chiar dacă din întâmplare, să-l atingeți cu mâinile, ar trebui să vă amintiți câteva măsuri de siguranță.

Puteți atinge sursa pornită cu o singură mână, în niciun caz cu ambele simultan.Acest lucru este cunoscut tuturor celor care lucrează cu instalații electrice. Dar este mai bine să nu atingeți deloc sau, numai după deconectarea de la rețea, trăgând fișa de la priză. De asemenea, nu trebuie să lipiți nimic pe sursa pornită sau să o răsuciți pur și simplu cu o șurubelniță.

Pentru a asigura siguranța electrică pe plăcile de alimentare, partea primară „periculoasă” a plăcii este înconjurată de o bandă destul de largă sau umbrită cu benzi subțiri de vopsea, de obicei albă. Acesta este un avertisment că este periculos să atingeți această parte a plăcii.

Chiar și o sursă de alimentare cu comutație oprită poate fi atinsă cu mâinile numai după un timp, cel puțin 2 ... 3 minute după oprire: încărcarea rămâne mult timp pe condensatoarele de înaltă tensiune, deși rezistențele de descărcare sunt instalate în paralel cu condensatoarele în orice alimentare normală. Amintiți-vă cum școala și-a oferit reciproc un condensator încărcat! Uciderea, desigur, nu va ucide, dar lovitura este destul de sensibilă.

Dar cel mai rău lucru nu este nici măcar așa: bine, gândiți-vă, am modificat puțin. Dacă sună imediat condensatorul electrolitic cu un multimetru, este foarte posibil să mergi la magazin pentru unul nou.

Când este de așteptat o astfel de măsurare, condensatorul trebuie descărcat, cel puțin cu ajutorul unei pensete. Dar este mai bine să faceți acest lucru folosind un rezistor cu o rezistență de câteva zeci de kOhm. În caz contrar, descărcarea este însoțită de o grămadă de scântei și un clic destul de puternic, iar pentru un condensator un astfel de scurtcircuit nu este foarte util.

Și totuși, atunci când reparați, trebuie să atingeți sursa de alimentare cu comutator, cel puțin pentru unele măsurători. În acest caz, un transformator de izolare va ajuta la protejarea persoanei dragi de electrocutare pe cât posibil, numit adesea transformator de siguranță. Cum se face, puteți citi în articol „Cum să faci un transformator de siguranță”.

Dacă pe scurt, atunci acesta este un transformator cu două înfășurări pentru 220V, putere 100 ... 200W (depinde de puterea UPS-ului în reparare), circuitul electric este prezentat în figura 4.

Fig. 4. Transformator de siguranță

Înfășurarea stângă în conformitate cu schema este conectată la rețea, la înfășurarea dreaptă printr-un bec, este conectată o sursă de alimentare cu comutare defectă. Cel mai important lucru cu această includere este că, cu o mână, puteți atinge orice capăt al înfășurării secundare fără teamă, precum și cu toate elementele circuitului primar al sursei de alimentare.

Cu privire la rolul becului și la puterea acestuia

Cel mai adesea, reparația unei unități de alimentare cu comutare se efectuează fără un transformator de izolare, dar ca o măsură suplimentară de siguranță, unitatea este pornită printr-un bec cu o putere de 60 ... 150W. Comportamentul becului poate, în general, judeca starea sursei de alimentare. Desigur, o astfel de incluziune nu va asigura izolarea galvanică din rețea, nu este recomandat să o atingeți cu mâinile, dar o poate proteja complet de fum și explozii.

Dacă, atunci când este conectat la rețeaua electrică, becul se aprinde complet, atunci ar trebui să cauți o defecțiune în circuitul primar. De regulă, acesta este un tranzistor sau punte redresor de putere. În timpul funcționării normale a sursei de alimentare, prima lumină clipește destul de puternic (încărcarea condensatorului) și apoi filamentul continuă să strălucească slab.

Există mai multe opinii despre acest bec. Cineva spune că nu ajută să scapi de situații neprevăzute și cineva crede că riscul de a arde un tranzistor nou închis este mult redus. Vom respecta acest punct de vedere și vom folosi becul pentru reparații.

Despre cazuri pliabile și non-pliabile

Cel mai adesea, sursele de comutare sunt efectuate în carcase. Este suficient să reamintim sursele de alimentare ale calculatorului, diverse adaptoare incluse în priză, încărcătoare pentru laptopuri, telefoane mobile etc.

În cazul surselor de alimentare cu computer, totul este destul de simplu. Mai multe șuruburi sunt deșurubate din carcasa metalică, capacul metalic este îndepărtat și, vă rog, întreaga placă cu detaliile este deja la îndemână.

Dacă carcasa este din plastic, atunci ar trebui să priviți partea din spate, unde este amplasată priza de alimentare, mici șuruburi. Atunci totul este simplu și clar, el a întors și a îndepărtat capacul. În acest caz, putem spune că a fost doar norocos.

Însă de curând, totul s-a îndreptat către simplificarea și reducerea costurilor structurilor, iar jumătățile carcasei de plastic pur și simplu se leagă între ele și destul de ferm. Un tovarăș a povestit cum a transportat un bloc similar la un atelier. Când au fost întrebați cum să-l demonteze, stăpânii au spus: „Nu ești rus?” Apoi au luat un ciocan și au împărțit rapid carcasa în două jumătăți.

De fapt, acesta este singurul mod de a dezasambla carcasele lipite din plastic. Este necesar să se toarne cu exactitate și nu foarte fanatic: sub influența loviturilor asupra corpului, piesele care duc la părți masive, de exemplu, transformatoare sau sufocări, se pot rupe.

De asemenea, ajută un cuțit introdus în cusătura și o atinge ușor cu același ciocan. Este adevărat, după asamblare, există urme ale acestei intervenții. Dar să existe urme minore asupra cazului, dar nu trebuie să cumpărați un bloc nou.

Cum să găsești un circuit

Dacă pe vremuri aproape toate dispozitivele interne erau furnizate cu diagrame de circuite, producătorii moderni de electronice străine nu vor să-și împărtășească secretele. Toate echipamentele electronice sunt completate doar cu un manual de utilizare, care arată ce butoane să apasă. Diagramele schematice nu sunt atașate la manualul de utilizare.

Se presupune că dispozitivul va funcționa pentru totdeauna sau reparațiile vor fi efectuate în centrele de service autorizate, unde există manuale de reparații numite manuale de service. Centrele de servicii nu au dreptul de a împărtăși această documentație cu toți cei care o doresc, dar laudă internetul, aceste manuale de service pot fi găsite pe multe dispozitive. Uneori acest lucru se poate întâmpla gratuit, adică degeaba, iar alteori informațiile necesare pot fi obținute pentru o cantitate mică.

Dar chiar dacă nu s-ar putea găsi circuitul dorit, nu trebuie să disperați, mai ales atunci când reparați surse de alimentare. Aproape totul devine clar după examinarea atentă a consiliului. Acest tranzistor puternic nu este altceva decât o cheie de ieșire, dar acest cip este un controler PWM.

În unele controlere, un tranzistor de ieșire puternic este „ascuns” în interiorul cipului. Dacă aceste părți sunt suficient de mari, atunci au un marcaj complet, conform căruia puteți găsi documentația tehnică (fișa tehnică) a microcircuitului, tranzistorului, diodei sau diodei Zener. Aceste detalii stau la baza surselor de comutare.

Seturile de date conțin informații foarte utile. Dacă acesta este un cip controler PWM, atunci puteți stabili unde sunt concluziile, ce semnale vin. Aici puteți găsi dispozitivul intern al controlerului și un circuit de comutare tipic, care ajută foarte mult să se ocupe de un anumit circuit.

Este ceva mai dificil să găsești fișe tehnice pentru componente SMD de dimensiuni mici. Marcajul complet pe un caz mic nu se potrivește; în schimb, pe casetă este plasată o denumire de cod a mai multor (trei, patru) litere și numere. Folosind acest cod, folosind tabele sau programe speciale obținute din nou pe Internet, este posibil, deși nu întotdeauna, să găsiți date de referință pentru un element necunoscut.

Instrumente și instrumente de măsurare

Pentru a repara sursele de alimentare comutatoare, veți avea nevoie de instrumentul pe care trebuie să îl aibă fiecare radioamator. În primul rând, este vorba de mai multe șurubelnițe, clește de tăiere laterală, pensetă, uneori clește și chiar ciocanul menționat mai sus. Aceasta este pentru lucrări de montare și instalare.

Pentru lucrări de lipire, desigur, aveți nevoie de o fieră de lipit, de preferință mai multe, de diferite capacități și dimensiuni. Un fier de lipit obișnuit cu o putere de 25 ... 40W este destul de potrivit, dar este mai bine dacă este o fieră de lipit modernă cu regulator de temperatură și stabilizare de temperatură.

Pentru a lipi piese cu mai multe pense, este bine să aveți la îndemână, dacă nu chiar foarte scump statie de lipit, apoi cel puțin un uscător de păr simplu lipit ieftin.Acest lucru va permite lipirea pieselor cu mai multe pini, fără mult efort și distrugerea plăcilor de circuit imprimat.

Pentru a măsura tensiunile, rezistențele și curenții oarecum mai puțin des, veți avea nevoie de un multimetru digital, chiar dacă nu foarte scump, sau de un tester vechi de indicatori vechi. Faptul că este prea devreme pentru a scrie dispozitivul pointer, ce caracteristici suplimentare nu are în multimetrele digitale moderne poate fi citit în articol „Săgeată și multimetri digitali - avantaje și dezavantaje”.

O asistență neprețuită în repararea surselor electrice de comutare poate oferi osciloscop. Aici, este, de asemenea, destul de posibil să utilizați un osciloscop cu fascicul de electroni vechi, chiar și nu foarte larg. Dacă desigur există posibilitatea de a achiziționa un osciloscop digital modern, atunci acest lucru este și mai bun. Dar, așa cum arată practica, atunci când reparați sursele de alimentare comutatoare, puteți face fără un osciloscop.

De fapt, în timpul reparației, sunt posibile două rezultate: fie repararea, fie înrăutățirea. Este oportun să amintim de legea lui Horner aici: „Experiența crește în proporție directă cu numărul de echipamente din afara comenzii.” Și deși această lege conține o cantitate corectă de umor, acesta este exact cazul în practica reparației. Mai ales la începutul călătoriei.

Rezolvarea problemelor

Sursele de comutare nu reușesc mai des decât alte componente electronice. În primul rând, este faptul că există o tensiune de rețea mare, care după rectificare și filtrare devine și mai mare. Prin urmare, întrerupătoarele de alimentare și întreaga cascadă a invertorului funcționează într-un mod foarte dificil, atât electric, cât și termic. Cel mai adesea, defecțiunile apar în circuitul primar.

Defecțiunile pot fi împărțite în două tipuri. În primul caz, defectarea sursei de alimentare a comutării este însoțită de fum, explozii, distrugerea și carbonizarea pieselor, uneori piste ale plăcii de circuite imprimate.

S-ar părea că opțiunea este simplă, trebuie doar să schimbați piesele arse, să restaurați piesele și totul funcționează. Dar când încercați să determinați tipul de microcircuit sau tranzistor, se dovedește că, împreună cu carcasa, marcajul piesei a dispărut și el. Ceea ce s-a întâmplat aici, fără o schemă, care de multe ori nu este la îndemână, este imposibil de aflat. Uneori se termină și reparațiile în această etapă.

Al doilea tip de defecțiune este liniștit, după cum a spus Lelik, fără zgomot și praf. Tensiunile de ieșire au dispărut pur și simplu fără urmă. Dacă această sursă de alimentare comutatoare este un simplu adaptor de rețea, cum ar fi un încărcător pentru o celulă sau laptop, atunci mai întâi, ar trebui să verificați funcționalitatea cablului de ieșire.

Cel mai adesea, o pauză are loc fie în apropierea conectorului de ieșire, fie la ieșirea carcasei. Dacă unitatea este conectată la rețea folosind un cablu cu un conector, atunci mai întâi de toate, asigurați-vă că funcționează.

După ce ați verificat aceste cele mai simple lanțuri, puteți deja să urcați în sălbăticie. În calitate de aceste sălbatice, luăm circuitul de alimentare a monitorului de 19 inch LG_flatron_L1919s. De fapt, defecțiunea a fost destul de simplă: s-a pornit ieri, iar astăzi nu se activează.

În ciuda seriozității aparente a dispozitivului - la urma urmei, un monitor, circuitul de alimentare este destul de simplu și intuitiv.

Descrierea schemei și recomandările de reparație

După deschiderea monitorului, la ieșirea sursei de alimentare au fost detectate mai multe condensatoare electrolitice umflate (C202, C206, C207). În acest caz, este mai bine să schimbați toate condensatoarele simultan, doar șase bucăți. Costul acestor piese este ieftin, așa că nu trebuie să aștepți când se vor umfla și ele. După o astfel de înlocuire, monitorul a funcționat. Apropo, o astfel de defecțiune la monitoarele LG este destul de frecventă.

Condensatoarele extinse au declanșat un circuit de protecție, despre care se va discuta mai târziu. Dacă alimentarea nu funcționează după înlocuirea condensatoarelor, va trebui să căutați și alte motive. Pentru a face acest lucru, luați în considerare schema mai detaliată.

Fig. 5. Sursă de alimentare a monitorului LG_flatron_L1919s (faceți clic pe imagine pentru a mări)

Filtru de linie și redresor

Tensiunea de alimentare prin conectorul de intrare SC101, siguranța F101, filtrul LF101 este livrat la puntea de redresare BD101.Tensiunea redusă prin termistorul TH101 este furnizată condensatorului de netezire C101. Acest condensator produce o tensiune constantă de 310V, care este furnizată invertorului.

Dacă această tensiune este absentă sau mult mai mică decât valoarea specificată, atunci verificați siguranța de alimentare F101, filtrul LF101, puntea de redresare BD101, condensatorul C101 și termistorul TH101. Toate aceste piese sunt ușor de verificat cu un multimetru. Dacă există suspiciunea unui condensator C101, atunci este mai bine să-l schimbați într-unul cunoscut.

Apropo, siguranța de alimentare pur și simplu nu arde. În majoritatea cazurilor, înlocuirea acesteia nu restabilește funcționarea normală a sursei de comutare. Prin urmare, ar trebui să cauți alte cauze care duc la o siguranță suflată.

Siguranța ar trebui să fie reglată la același curent indicat în diagramă și în niciun caz nu ar trebui să „alimenteze” siguranța. Acest lucru poate duce la defecțiuni și mai grave.

invertor

Invertorul este realizat într-un circuit cu un singur ciclu. Ca un oscilator principal, un cip de control PWM U101 este utilizat la ieșirea căruia este conectat un tranzistor de putere Q101. Înfășurarea primară a transformatorului T101 este conectată la scurgerea acestui tranzistor prin inductorul FB101 (pinii 3-5).

O înfășurare suplimentară 1-2 cu un redresor R111, D102, C103 este utilizat pentru a alimenta controlerul PWM U101 în modul de funcționare a stării de echilibru a sursei de alimentare. Pornirea controlerului PWM la pornire este efectuată de rezistența R108.

Tensiunea de ieșire

Sursa de alimentare produce două tensiuni: 12V / 2A pentru a alimenta invertorul de iluminare de fundal și 5V / 2A pentru a alimenta partea logică a monitorului.

De la înfășurarea 10-7 a transformatorului T101 prin ansamblul diodei D202 și filtrul C204, L202, C205, se obține o tensiune de 5V / 2A.

În serie cu înfășurarea 10-7, este conectată înfășurarea 8-6, din care, folosind un ansamblu de diode D201 și un filtru C203, L201, C202, C206, C207, se obține o tensiune constantă de 12V / 2A.

Protecție la suprasarcină

Sursa tranzistorului Q101 include un rezistor R109. Acesta este un senzor de curent, care este conectat prin rezistorul R104 la pinul 2 al cipului U101.

Când supraîncărcați ieșirea, curentul prin tranzistorul Q101 crește, ceea ce duce la o cădere de tensiune pe rezistența R109, care este alimentată prin rezistorul R104 la pinul 2CS / FB al cipului U101, iar regulatorul nu mai produce impulsuri de control (pin 6OUT). Prin urmare, tensiunea la ieșirea sursei de alimentare dispare.

Această protecție a fost declanșată de condensatoarele electrolitice extinse, menționate mai sus.

Nivelul de operare de protecție 0.9V. Acest nivel este stabilit de sursa de tensiune exemplară în interiorul microcircuitului. Paralel cu rezistența R109, este conectată o diodă Zener ZD101 cu o tensiune de stabilizare de 3,3 V, care protejează intrarea 2CS / FB de înaltă tensiune.

La ieșirea 2CS / FB prin divizorul R117, R118, R107, o tensiune de 310 V este furnizată de la condensatorul C101, care asigură funcționarea protecției împotriva tensiunii de alimentare crescute. Intervalul de tensiune admisibil la care funcționează în mod normal monitorul este în intervalul 90 ... 240V.

Stabilizarea tensiunii de ieșire

Este realizat pe o diodă zener reglabilă U201 tip A431. Tensiunea de ieșire 12V / 2A prin divizorul R204, R206 (ambele rezistențe cu toleranță de 1%) este furnizată la intrarea de control R a diodei Zener U201. Imediat ce tensiunea de ieșire devine 12V, dioda zener se deschide și LED-ul optocuplactorului PC201 este aprins.

Ca urmare, tranzistorul optocupla se deschide (pinii 4, 3) și tensiunea de alimentare a controlerului prin rezistorul R102 este furnizată pinului 2CS / FB. Impulsurile de la pinul 6OUT dispar, iar tensiunea la ieșirea de 12V / 2A începe să scadă.

Tensiunea la intrarea de control R a diodei Zener U201 scade sub tensiunea de referință (2,5 V), dioda zener se blochează și oprește optocuplarea PC201. La ieșirea 6OUT apar impulsuri, tensiunea 12V / 2A începe să crească și ciclul de stabilizare se repetă din nou. Într-un mod similar, circuitul de stabilizare este construit în multe surse de alimentare comutatoare, de exemplu în cele de calculator.

Astfel, se dovedește că trei semnale sunt conectate direct la intrarea 2CS / FB a controlerului folosind un fir OR: protecție împotriva supraîncărcărilor, protecție împotriva supratensiunii rețelei și ieșirea circuitului stabilizator de tensiune de ieșire.

Aici este corect să vă amintiți cum puteți verifica funcționarea acestei bucle de stabilizare. Suficient pentru asta când OFF! de la rețea la unitatea de alimentare, aplicați tensiune la ieșirea de 12V / 2A de la unitatea de alimentare reglementată.

Este mai bine să prindeți la ieșirea optocuplașului PC201 cu un tester pointer în modul de măsurare a rezistenței. Atâta timp cât tensiunea la ieșirea sursei reglate este mai mică de 12V, rezistența la ieșirea optocupleului va fi mare.

Acum vom crește tensiunea. Imediat ce tensiunea devine mai mare de 12V, săgeata dispozitivului va scădea brusc în direcția scăderii rezistenței. Acest lucru sugerează că dioda Zener U201 și optocuplarea PC201 sunt funcționale. Prin urmare, stabilizarea tensiunii de ieșire ar trebui să funcționeze bine.

În același mod, puteți verifica funcționarea buclei de stabilizare în sursele de alimentare cu comutare a calculatorului. Principalul lucru este să vă dați seama la ce tensiune este conectată dioda zener.

Dacă toate aceste verificări au avut succes și sursa de alimentare nu începe, atunci ar trebui să verificați tranzistorul Q101 aruncându-l de pe placă. Cu un tranzistor funcțional, cel mai probabil este cipul U101 sau pachetul său. În primul rând, acesta este un condensator electrolitic C105, care este cel mai bine verificat prin înlocuirea unuia cunoscut.

Boris Aladyshkin