Tips för reparation av växelströmförsörjning

Lite om användningen och designen av UPS

En artikel har redan publicerats på webbplatsen "Vad är en växelströmförsörjning och hur skiljer den sig från en konventionell analog"som beskriver UPS-enheten. Detta ämne kan kompletteras med en liten berättelse om reparationen. Ofta hänvisas till förkortningen UPS. avbrottsfri strömförsörjning. För att undvika avvikelser är vi överens om att det i denna artikel är en växelströmförsörjning.

Nästan alla växlar som används i elektronisk utrustning är byggda enligt två funktionella scheman.

Fig. 1 Funktionella diagram över växlar

Enligt halvbroschemat genomförs som regel ganska kraftfulla kraftförsörjningar, till exempel dator,. Enligt tvåtaktssystemet tillverkas också kraftförsörjningar för UMZCH-popkonst och svetsmaskiner med hög effekt.

Den som någonsin har reparerat förstärkare med en kapacitet på 400 eller mer watt vet helt väl vilken vikt de har. Detta är naturligtvis UMZCH med en traditionell transformatorkraftförsörjning. UPS-TV, bildskärmar, DVD-spelare tillverkas oftast enligt schemat med ett enstegs utgångssteg.

Även om det faktiskt finns andra typer av utgångssteg, som visas i figur 2.

Fig. 2 Utgångssteg för växling av strömförsörjning

Endast strömbrytare och krafttransformatorns primära lindning visas här.

Om du noggrant tittar på figur 1 är det lätt att märka att hela schemat kan delas upp i två delar - primär och sekundär. Den primära delen innehåller ett överspänningsskydd, en nätspänningslikriktare, strömbrytare och en krafttransformator. Denna del är galvaniskt ansluten till nätverket.

Förutom krafttransformatorn använder pulserade kraftaggregat också frånkopplingstransformatorer, genom vilka PWM-styrenhetens styrpulser matas till grindstransistorns grindar (baser). Detta sätt ger galvanisk isolering från nätverket för sekundära kretsar. I mer moderna system utförs denna isolering med hjälp av optokopplare.

Sekundära kretsar kopplas galvaniskt från nätverket med hjälp av en krafttransformator: spänning från sekundärlindningarna matas till likriktaren och sedan till lasten. Sekundära kretsar levererar också spänningsstabiliserings- och skyddskretsar.

Mycket enkel växelströmförsörjning

De utförs på basis av oscillatorn när master PWM-regulatorn är frånvarande. Ett exempel på en sådan UPS är Taschibra elektroniska transformatorkrets.

Fig. 3 Taschibra elektronisk transformator

Liknande elektroniska transformatorer produceras av andra företag. Deras huvudsakliga syfte är halogenlampa effekt. Ett särdrag hos ett sådant schema är enkelhet och ett litet antal delar. Nackdelen är att utan belastning denna krets helt enkelt inte startar, utgångsspänningen är instabil och har en hög kretsnivå. Men lamporna lyser fortfarande! I detta fall är den sekundära kretsen helt frånkopplad från elnätet.

Det är uppenbart att reparationen av en sådan strömförsörjning reduceras till utbyte av transistorer, motstånd R4, R5, ibland diodbro VDS1 och motstånd R1, fungerar som en säkring. Det finns helt enkelt inget mer att bränna i detta schema. Till ett lågt pris för elektroniska transformatorer köper de ofta bara en ny, och reparationen utförs, som de säger, "av kärlek till konst".

Säkerhet först

Så snart det finns ett så mycket obehagligt område i primära och sekundära kretsar att du under reparationsprocessen måste, även om du av misstag måste beröra den med dina händer, bör du komma ihåg några säkerhetsåtgärder.

Du kan röra på den påslagna källan med bara en hand, inte i något fall med båda på en gång.Detta är känt för alla som arbetar med elektriska installationer. Men det är bättre att inte röra alls, eller bara efter att ha kopplats från nätverket genom att dra ut kontakten från uttaget. Du bör inte heller löda något på den påkopplade källan eller helt enkelt vrida den med en skruvmejsel.

För att säkerställa elsäkerhet på strömförsörjningskorten är den "farliga" primärsidan av kortet omgiven av en ganska bred remsa eller skuggad med tunna remsor, vanligtvis vit. Detta är en varning om att det är farligt att beröra den här delen av styrelsen.

Även en avstängd strömförsörjning kan beröras av händerna bara efter en tid, åtminstone 2 ... 3 minuter efter avstängning: laddningen kvarstår på högspänningskondensatorer under lång tid, även om urladdningsmotstånd är installerade parallellt med kondensatorer i någon normal strömförsörjning. Kom ihåg hur skolan erbjöd varandra en laddad kondensator! Att döda kommer naturligtvis inte att döda, men slaget är ganska känsligt.

Men det värsta är inte ens det: ja, tänk på det, jag finjusterade lite. Om du omedelbart ringer den elektrolytiska kondensatorn med en multimeter, är det fullt möjligt att gå till butiken för en ny.

När en sådan mätning förväntas måste kondensatorn urladdas, åtminstone med pincett. Men det är bättre att göra detta med ett motstånd med ett motstånd på flera tiotals kOhm. Annars åtföljs urladdningen av ett gäng gnistor och ett ganska högt klick, och för en kondensator är en sådan kortslutning inte särskilt användbar.

Och ändå, när du reparerar, måste du vidröra den tillkopplade strömförsörjningen, åtminstone för vissa mätningar. I det här fallet kommer en isoleringstransformator att hjälpa till att skydda din nära och kära från elektriska stötar så mycket som möjligt, ofta kallad en säkerhetstransformator. Hur man gör det kan du läsa i artikeln “Hur man gör en säkerhetstransformator”.

Om det i ett nötskal är en transformator med två lindningar för 220V, effekt 100 ... 200W (beror på kraften hos UPS som repareras), visas den elektriska kretsen i figur 4.

Fig. 4 Säkerhetstransformator

Den vänstra lindningen enligt schemat är ansluten till nätverket, till höger lindning genom en glödlampa, en felaktig kopplingströmförsörjning är ansluten. Det viktigaste med denna inkludering är att du med en hand kan röra vid varje ände av den sekundära lindningen utan rädsla, liksom med alla elementen i strömförsörjningens primära krets.

Om lampans roll och dess kraft

Oftast utförs reparationen av en växelströmförsörjningsenhet utan en isoleringstransformator, men som en ytterligare säkerhetsåtgärd slås enheten på genom en glödlampa med en effekt på 60 ... 150W. Glödlampans beteende kan i allmänhet bedöma strömförsörjningens status. Naturligtvis kommer en sådan inkludering inte att ge galvanisk isolering från nätverket, det rekommenderas inte att röra det med dina händer, men det kan helt skydda det från rök och explosioner.

Om glödlampan är ansluten till elnätet tänds i full värme bör du leta efter ett fel i primärkretsen. Som regel är detta en punkterad krafttransistor eller likriktare bridge. Under normal drift av strömförsörjningen blinkar först ljuset ganska ljust (kondensatorladdning), och sedan fortsätter glödtråden att lysa svagt.

Det finns flera åsikter om denna glödlampa. Någon säger att det inte hjälper till att bli av med oförutsedda situationer, och någon tror att risken för att bränna en nyförsluten transistor är mycket reducerad. Vi kommer att följa denna synvinkel och använda reparationslampan.

Om fallbara och icke-hopfällbara fall

Oftast utförs växelströmförsörjning i kapslingar. Det räcker med att återkalla datorns nätaggregat, olika adaptrar som ingår i uttaget, laddare för bärbara datorer, mobiltelefoner etc.

När det gäller datorns strömförsörjning är allt ganska enkelt. Flera skruvar lossas från metallhöljet, metallhöljet tas bort och snälla, hela kortet med detaljerna finns redan i handen.

Om höljet är plast, bör du titta på baksidan, där nätkontakten är placerad, små skruvar. Då är allt enkelt och tydligt, han vände sig bort och tog bort locket. I det här fallet kan vi säga att det bara var tur.

Men nyligen har allt rört sig mot att förenkla och minska kostnaden för strukturer, och halvorna av plasthöljet håller sig helt enkelt ihop och ganska fast. En kamrat berättade hur han transporterade ett liknande block till någon verkstad. På frågan hur man ska ta isär det sa mästarna: "Är du inte ryska?" Sedan tog de en hammare och delade snabbt fodralet i två halvor.

I själva verket är detta det enda sättet att demontera plastlimmade fodral. Men du måste bara slå exakt och inte särskilt fanatiskt: under påverkan av slag på kroppen kan spår som leder till massiva delar, till exempel transformatorer eller choker, bryta av.

En kniv som sätts in i sömmen hjälper också till, och knackar lätt på den med samma hammare. Det är riktigt, efter montering finns det spår av denna intervention. Men låt det finnas mindre spår i ärendet, men du behöver inte köpa ett nytt block.

Hur man hittar en krets

Om i gamla dagar nästan alla inhemska enheter levererades med kretsscheman, vill inte moderna utländska elektroniktillverkare dela sina hemligheter. All elektronisk utrustning kompletteras endast med en användarmanual, som visar vilka knappar du ska trycka på. Schematiska diagram är inte bifogade bruksanvisningen.

Det antas att enheten fungerar för evigt eller att reparationer kommer att utföras i auktoriserade servicecenter, där det finns reparationsmanualer som kallas servicehandböcker. Servicecenter har inte rätten att dela denna dokumentation med alla som vill ha den, men berömmer Internet, dessa servicemanualer finns på många enheter. Ibland kan detta hända gratis, det vill säga för ingenting, och ibland kan nödvändig information erhållas för en liten mängd.

Men även om den önskade kretsen inte kunde hittas, bör du inte förtvivla, särskilt när du reparerar strömförsörjning. Nästan allt blir tydligt vid noggrant övervägande av styrelsen. Denna kraftfulla transistor är inget annat än en utgångsnyckel, men detta chip är en PWM-styrenhet.

I vissa styrenheter är en kraftfull utgångstransistor "dold" inuti chipet. Om dessa delar är tillräckligt stora, har de en fullständig markering, enligt vilken du kan hitta den tekniska dokumentationen (datablad) för mikrokretsen, transistorn, dioden eller zenerdioden. Det är dessa detaljer som ligger till grund för växling av strömförsörjning.

Datashits innehåller mycket användbar information. Om detta är ett PWM-kontrollchip, kan du bestämma var är vilka slutsatser, vilka signaler som kommer till dem. Här kan du hitta den interna enheten för styrenheten och en typisk kopplingskrets, som hjälper mycket att hantera en specifik krets.

Det är något svårare att hitta datablad för små SMD-komponenter. Fullständig markering på ett litet fall passar inte, istället placeras en kodbeteckning på flera (tre, fyra) bokstäver och siffror på fodralet. Med hjälp av denna kod, med hjälp av tabeller eller specialprogram som erhållits igen på Internet, är det möjligt, men inte alltid, att hitta referensdata för ett okänt element.

Mätinstrument och verktyg

För att reparera växelströmförsörjning behöver du verktyget som alla radioamatörer ska ha. Först och främst är det flera skruvmejslar, sidoskärande tång, pincett, ibland tång och till och med hammaren som nämns ovan. Detta är för montering och installation.

För lödningsarbeten behöver du naturligtvis ett lödkolv, helst flera, med olika kapaciteter och dimensioner. Ett vanligt lödkolv med en effekt på 25 ... 40W är ganska lämpligt, men det är bättre om det är ett modernt lödkolv med en temperaturregulator och temperaturstabilisering.

För att löda flera stiftdelar är det bra att ha till hands om inte super dyra lödstation, då åtminstone en enkel billig lödhårtork.Detta möjliggör lödning av flera stiftdelar utan mycket ansträngning och förstörelse av kretskort.

För att mäta spänningar, motstånd och något mindre ofta strömmar, behöver du en digital multimeter, även om det inte är mycket dyra, eller en bra gammal pekartestare. Det faktum att det är för tidigt att skriva av pekarenheten, vilka ytterligare funktioner den inte har i moderna digitala multimetrar kan läsas i artikeln “Pil och digitala multimetrar - fördelar och nackdelar”.

Ovärderlig hjälp vid reparation av växelströmförsörjning kan ge oscilloskop. Här är det också mycket möjligt att använda ett gammalt, till och med inte särskilt bredband, elektronstråleoscilloskop. Om det naturligtvis finns möjlighet att köpa ett modernt digitalt oscilloskop, är detta ännu bättre. Men som praxis visar kan du göra utan ett oscilloskop när du reparerar strömförsörjning.

Under reparationen är det faktiskt två resultat: antingen reparera eller göra det ännu värre. Det är lämpligt att komma ihåg Horners lag här: "Erfarenheten växer i direkt proportion till antalet out-of-order utrustning." Och även om denna lag innehåller en hel del humor, är detta exakt fallet i utövandet av reparation. Särskilt i början av resan.

felsökning

Växelströmförsörjning misslyckas oftare än andra elektroniska komponenter. Först och främst är det faktum att det finns en hög nätspänning, som efter korrigering och filtrering blir ännu högre. Därför fungerar strömbrytarna och hela inverterarkaskaden i ett mycket svårt läge, både elektriskt och termiskt. Oftast ligger fel i primärkretsen.

Fel kan delas in i två typer. I det första fallet åtföljs avbrottet i växelströmförsörjningen av rök, explosioner, förstörelse och karbonisering av delar, ibland spår på kretskortet.

Det verkar som om alternativet är enkelt, bara ändra de brända delarna, återställa spåren och allt fungerar. Men när du försöker bestämma vilken typ av mikrokrets eller transistor, visar det sig att markeringen av delen försvunnit tillsammans med fallet. Vad som hände här, utan ett schema, som ofta inte är till hands, är omöjligt att ta reda på. Ibland slutar också reparationer i detta skede.

Den andra typen av fel är tyst, som Lelik sa, utan buller och damm. Utgångsspänningarna försvann helt enkelt utan spår. Om den här växelströmförsörjningen är en enkel nätverkskort som en laddare för en mobil eller bärbar dator, bör du först kontrollera utgångssladdens hälsa.

Oftast inträffar ett brott antingen nära utgångskontakten eller vid utgången av huset. Om enheten är ansluten till nätverket med en sladd med en kontakt ska du först kontrollera att den fungerar.

Efter att ha kontrollerat de enklaste kedjorna kan du redan klättra i naturen. Som dessa vilda tar vi strömförsörjningskretsen för 19-tums skärmen LG_flatron_L1919s. Egentligen var felet ganska enkelt: det tändes igår, och idag tänds det inte.

Trots enhetens uppenbara allvar - trots allt en bildskärm, är strömförsörjningskretsen ganska enkel och intuitiv.

Beskrivning av schema och reparationsrekommendationer

Efter att monitorn öppnats detekterades flera uppblåsta elektrolytkondensatorer (C202, C206, C207) vid utgången från strömförsörjningen. I det här fallet är det bättre att byta alla kondensatorer på en gång, bara sex stycken. Kostnaden för dessa delar är billig, så du bör inte vänta när de också sväller. Efter en sådan byte fungerade bildskärmen. Förresten, en sådan funktionsfel i LG-bildskärmar är ganska vanligt.

Utökade kondensatorer utlöste en skyddskrets, vars funktion kommer att diskuteras senare. Om strömförsörjningen inte fungerar efter byte av kondensatorerna måste du leta efter andra skäl. För att göra detta, överväg schemat mer detaljerat.

Fig. 5. Strömförsörjning till bildskärmen LG_flatron_L1919s (klicka på bilden för att förstora)

Linjefilter och likriktare

Nätspänning genom ingångsanslutningen SC101, säkring F101, filter LF101 matas till likriktningsbryggan BD101.Den likriktade spänningen genom termistorn TH101 matas till jämkondensatorn C101. Denna kondensator producerar en konstant spänning på 310V, som matas till växelriktaren.

Om denna spänning är frånvarande eller mycket mindre än det angivna värdet, kontrollera nätsäkring F101, filter LF101, likriktarbrygga BD101, kondensator C101 och termistor TH101. Alla dessa delar är lätta att kontrollera med en multimeter. Om det finns misstankar om en C101-kondensator, är det bättre att ändra den till en känd bra.

Förresten, nätsäkring bränner bara inte. I de flesta fall återställer inte den normala driften av omkopplaren. Därför bör du leta efter andra orsaker som leder till en sprängd säkring.

Säkringen ska ställas in på samma ström som anges på diagrammet, och får inte "sätta på" säkringen. Detta kan leda till ännu allvarligare fel.

inverterare

Omformaren är tillverkad i en enkelcykelkrets. Som en huvudoscillator används ett PWM-kontrollchip U101 till utgången som en krafttransistor Q101 är ansluten till. Den primära lindningen av transformatorn T101 är ansluten till transistorns dränering genom en induktor FB101 (stift 3-5).

En ytterligare lindning 1-2 med en likriktare R111, D102, C103 används för att driva PWM-styrenheten U101 i driftläget för strömförsörjningen. Att starta PWM-styrenheten när den slås på utförs av motståndet R108.

Utgångsspänning

Strömförsörjningen producerar två spänningar: 12V / 2A för att driva bakgrundsbelysarens omformare och 5V / 2A för att driva den logiska delen av monitorn.

Från lindningen 10-7 hos transformatorn T101 genom diodaggregatet D202 och filtret C204, L202, C205 erhålls en spänning på 5V / 2A.

I serie med lindning 10-7 är lindning 8-6 ansluten, från vilken med användning av en diodanordning D201 och ett filter C203, L201, C202, C206, C207 erhålls en konstant spänning på 12V / 2A.

Överbelastningsskydd

Källan till transistorn Q101 inkluderar ett motstånd R109. Detta är en strömgivare, som är ansluten genom motståndet R104 till stift 2 på U101-chipet.

Vid överbelastning av utgången ökar strömmen genom transistorn Q101, vilket leder till ett spänningsfall över motståndet R109, som matas genom motståndet R104 till 2CS / FB-stiftet på U101-chipet och regulatorn slutar generera styrpulser (stift 6OUT). Därför försvinner spänningen vid utgången från strömförsörjningen.

Det var detta skydd som utlöses av de expanderade elektrolytkondensatorerna, som nämnts ovan.

Skyddsnivå 0,9V. Denna nivå ställs in av källan för den exemplifierande spänningen inuti mikrokretsen. Parallellt med motståndet R109 är en ZD101-zenerdiod med en stabiliseringsspänning på 3,3V ansluten, vilket skyddar 2CS / FB-ingången från högspänning.

Till utgången 2CS / FB genom avdelaren R117, R118, R107 tillförs en spänning på 310 V från kondensatorn C101, som säkerställer drift av skyddet mot ökad nätspänning. Det tillåtna spänningsområdet där bildskärmen normalt arbetar ligger i intervallet 90 ... 240V.

Utgångsspänningsstabilisering

Den är tillverkad på en justerbar zenerdiod U201 typ A431. Utgångsspänningen 12V / 2A genom delaren R204, R206 (båda motstånd med en tolerans av 1%) tillförs styringången R för zenerdioden U201. Så snart utspänningen blir 12V öppnar zenerdioden och lysdioden för PC201-optokopplaren tänds.

Som ett resultat öppnas optokopplartransistorn (stift 4, 3) och strömförsörjningsspänningen för styrenheten genom motståndet R102 matas till stift 2CS / FB. Pulserna vid stift 6OUT försvinner och spänningen vid 12V / 2A-utgången börjar sjunka.

Spänningen vid styringången R för zenerdioden U201 sjunker under referensspänningen (2,5 V), zenerdioden låses och stänger av PC201-optokopplaren. Pulser visas vid 6OUT-utgången, spänningen på 12V / 2A börjar öka och stabiliseringscykeln upprepas igen. På liknande sätt är stabiliseringskretsen inbyggd i många växelströmförsörjningar, till exempel i dator.

Således visar det sig att tre signaler omedelbart är anslutna till ingången 2CS / FB på styrenheten med hjälp av en kabelansluten ELLER: skydd mot överbelastning, skydd mot överspänning i nätverket och utgången från utgångsspänningsstabilisatorkretsen.

Här är det helt rätt att komma ihåg hur du kan kontrollera hur denna stabiliseringsslinga fungerar. Tillräckligt för detta när OFF !!! från nätverket till strömförsörjningsenheten, applicera spänning på 12V / 2A-utgången från den reglerade kraftförsörjningsenheten.

Det är bättre att få tag på utgången från PC201-optokopplaren med en pekartestare i motståndsmätningsläget. Så länge spänningen vid utgången från den reglerade källan är lägre än 12V kommer motståndet vid utgången från optokopplaren att vara stort.

Nu kommer vi att öka spänningen. Så snart spänningen blir mer än 12V kommer pilens enhet att sjunka kraftigt mot minskande motstånd. Detta antyder att Zener-dioden U201 och optokopplaren PC201 är i drift. Därför bör stabiliseringen av utspänningen fungera bra.

På exakt samma sätt kan du kontrollera hur stabiliseringsslingan fungerar i datorns växelströmsförsörjning. Det viktigaste är att ta reda på vilken spänning zenerdioden är ansluten till.

Om alla dessa kontroller har lyckats och strömförsörjningen inte startar, bör du kontrollera Q101-transistorn genom att släppa den från kortet. Med en fungerande transistor är U101-chipet eller dess paket troligtvis skylden. Först och främst är detta en elektrolytisk kondensator C105, som bäst kontrolleras genom att byta ut en känd-bra.

Boris Aladyshkin