Conseils pour réparer les alimentations à découpage

Un peu sur l'utilisation et la conception de l'onduleur

Un article a déjà été publié sur le site "Qu'est-ce qu'une alimentation à découpage et en quoi diffère-t-elle d'une alimentation analogique conventionnelle"qui décrit le périphérique UPS. Ce sujet peut être complété par une petite histoire sur la réparation. L'abréviation UPS est souvent mentionnée. alimentation sans coupure. Afin d'éviter les divergences, nous convenons que dans cet article, il s'agit d'une alimentation à découpage.

Presque toutes les alimentations à découpage utilisées dans les équipements électroniques sont construites selon deux schémas fonctionnels.

Fig.1. Schémas fonctionnels des alimentations à découpage

Selon le schéma en demi-pont, en règle générale, des alimentations assez puissantes, par exemple des ordinateurs, sont effectuées. Selon le schéma à deux temps, des alimentations pour les machines de pop art et de soudage UMZCH haute puissance sont également fabriquées.

Quiconque a déjà réparé des amplificateurs d'une capacité de 400 watts ou plus sait parfaitement quel poids ils ont. Il s'agit bien sûr de l'UMZCH avec une alimentation de transformateur traditionnelle. Les téléviseurs UPS, les moniteurs et les lecteurs DVD sont le plus souvent fabriqués selon le schéma avec un étage de sortie à un étage.

Bien qu'il existe en réalité d'autres types d'étages de sortie, qui sont illustrés à la figure 2.

Fig.2. Étapes de sortie des alimentations à découpage

Seuls les interrupteurs de puissance et l'enroulement primaire du transformateur de puissance sont illustrés ici.

Si vous regardez attentivement la figure 1, il est facile de remarquer que l'ensemble du schéma peut être divisé en deux parties - primaire et secondaire. La partie principale contient un parasurtenseur, un redresseur de tension secteur, des interrupteurs d'alimentation et un transformateur de puissance. Cette partie est connectée galvaniquement au réseau AC.

En plus du transformateur de puissance, les alimentations pulsées utilisent également des transformateurs de découplage, à travers lesquels les impulsions de commande du contrôleur PWM sont envoyées aux grilles (bases) des transistors de puissance. De cette façon, l'isolation galvanique du réseau de circuits secondaires est assurée. Dans les schémas plus modernes, cette isolation est réalisée à l'aide d'optocoupleurs.

Les circuits secondaires sont galvaniquement déconnectés du réseau à l'aide d'un transformateur de puissance: la tension des enroulements secondaires est fournie au redresseur, puis à la charge. Les circuits secondaires fournissent également des circuits de stabilisation et de protection de tension.

Alimentations à découpage très simples

Ils sont effectués sur la base de l'oscillateur lorsque le contrôleur PWM maître est absent. Un exemple d'un tel onduleur est le circuit de transformateur électronique Taschibra.

Fig.3. Transformateur électronique Taschibra

Des transformateurs électroniques similaires sont produits par d'autres sociétés. Leur objectif principal est puissance de la lampe halogène. Une caractéristique distinctive d'un tel schéma est la simplicité et un petit nombre de pièces. L'inconvénient est que sans charge, ce circuit ne démarre tout simplement pas, la tension de sortie est instable et a un niveau d'ondulation élevé. Mais les lumières brillent toujours! Dans ce cas, le circuit secondaire est complètement déconnecté du secteur.

Il est évident que la réparation d'une telle alimentation se réduit au remplacement des transistors, résistances R4, R5, parfois pont de diode VDS1 et résistance R1, faisant office de fusible. Il n'y a tout simplement plus rien à graver dans ce schéma. À bas prix pour les transformateurs électroniques, ils en achètent souvent un nouveau et la réparation est effectuée, comme on dit, «par amour pour l'art».

La sécurité d'abord

Dès qu'il y a un tel voisinage très désagréable des circuits primaire et secondaire que pendant le processus de réparation, vous devez, même par accident, avoir à le toucher avec vos mains, vous devez rappeler quelques précautions de sécurité.

Vous pouvez toucher la source allumée d'une seule main, en aucun cas des deux à la fois.Cela est connu de tous ceux qui travaillent avec des installations électriques. Mais il vaut mieux ne pas toucher du tout, ou, seulement après la déconnexion du réseau en retirant la fiche de la prise. De plus, vous ne devez rien souder sur la source allumée ou simplement la tourner avec un tournevis.

Afin d'assurer la sécurité électrique des cartes d'alimentation, le côté primaire «dangereux» de la carte est entouré d'une bande assez large ou ombrée de fines bandes de peinture, généralement blanches. Ceci est un avertissement qu'il est dangereux de toucher cette partie de la planche.

Même une alimentation à découpage coupée ne peut être touchée par les mains qu'après un certain temps, au moins 2 à 3 minutes après la mise hors tension: la charge reste longtemps sur les condensateurs haute tension, bien que les résistances de décharge soient installées en parallèle avec les condensateurs de toute alimentation électrique normale. Rappelez-vous comment l'école s'est offert mutuellement un condensateur chargé! Tuer, bien sûr, ne tuera pas, mais le coup est assez sensible.

Mais le pire n'est même pas ça: bon, pensez-y, j'ai un peu peaufiné. Si vous sonnez immédiatement le condensateur électrolytique avec un multimètre, il est tout à fait possible d’aller en magasin pour un nouveau.

Lorsqu'une telle mesure est attendue, le condensateur doit être déchargé, au moins avec des pincettes. Mais il vaut mieux le faire en utilisant une résistance avec une résistance de plusieurs dizaines de kOhm. Sinon, la décharge est accompagnée d'un tas d'étincelles et d'un clic assez fort, et pour un condensateur un tel court-circuit n'est pas très utile.

Et pourtant, lors de la réparation, vous devez toucher l'alimentation de commutation sous tension, au moins pour certaines mesures. Dans ce cas, le transformateur d'isolement aidera à protéger votre proche des chocs électriques autant que possible, souvent appelé transformateur de sécurité. Comment le faire, vous pouvez lire l'article «Comment fabriquer un transformateur de sécurité».

Si en bref, il s'agit d'un transformateur avec deux enroulements pour 220V, puissance 100 ... 200W (dépend de la puissance de l'onduleur en cours de réparation), le circuit électrique est illustré à la figure 4.

Fig.4. Transformateur de sécurité

L'enroulement gauche selon le schéma est connecté au réseau, à l'enroulement droit à travers l'ampoule, une alimentation à découpage défectueuse est connectée. La chose la plus importante avec cette inclusion est qu'avec une main vous pouvez toucher n'importe quelle extrémité de l'enroulement secondaire sans crainte, ainsi qu'avec tous les éléments du circuit primaire de l'alimentation.

Sur le rôle de l'ampoule et sa puissance

Le plus souvent, la réparation d'un bloc d'alimentation à découpage s'effectue sans transformateur d'isolement, mais par mesure de sécurité supplémentaire, le bloc est mis sous tension via une ampoule d'une puissance de 60 ... 150W. Le comportement de l'ampoule peut, en général, juger de l'état de l'alimentation. Bien sûr, une telle inclusion ne fournira pas une isolation galvanique du réseau, il n'est pas recommandé de la toucher avec vos mains, mais elle peut la protéger de la fumée et des explosions.

Si, lorsqu'elle est connectée au secteur, l'ampoule s'allume en pleine chaleur, vous devez rechercher un dysfonctionnement dans le circuit primaire. En règle générale, il s'agit d'un transistor de puissance perforé ou d'un pont redresseur. Pendant le fonctionnement normal de l'alimentation, le voyant clignote d'abord assez fortement (charge de condensateur), puis le filament continue de briller faiblement.

Il existe plusieurs opinions sur cette ampoule. Quelqu'un dit que cela n'aide pas à se débarrasser de situations imprévues, et quelqu'un croit que le risque de brûler un transistor nouvellement scellé est beaucoup réduit. Nous allons adhérer à ce point de vue et utiliser l'ampoule de réparation.

À propos des étuis pliables et non pliables

Le plus souvent, la commutation des alimentations se fait dans des boîtiers. Il suffit de rappeler les alimentations informatiques, les différents adaptateurs inclus dans la prise, les chargeurs pour ordinateurs portables, téléphones portables, etc.

Dans le cas des alimentations informatiques, tout est assez simple. Plusieurs vis sont dévissées du boîtier métallique, le couvercle métallique est retiré et, s'il vous plaît, toute la carte avec les détails est déjà en main.

Si le boîtier est en plastique, vous devez regarder à l'arrière, où se trouve la fiche d'alimentation, de petites vis. Ensuite, tout est simple et clair, il s'est détourné et a retiré le couvercle. Dans ce cas, on peut dire que c'était juste de la chance.

Mais récemment, tout est sur le point de simplifier et de réduire le coût des structures, et les moitiés du boîtier en plastique se collent simplement et fermement. Un camarade a raconté comment il avait transporté un bloc similaire dans un atelier. Lorsqu'on leur a demandé comment le démonter, les maîtres ont dit: "N'êtes-vous pas russe?" Puis ils ont pris un marteau et ont rapidement divisé le boîtier en deux moitiés.

En fait, c'est le seul moyen de démonter les boîtiers collés en plastique. Il suffit de marteler avec précision et sans trop de fanatisme: sous l'influence de coups sur le corps, les pistes menant à des pièces massives, par exemple des transformateurs ou des étranglements, peuvent se rompre.

Un couteau inséré dans la couture aide également, et en tapotant légèrement dessus avec le même marteau. Certes, après assemblage, il y a des traces de cette intervention. Mais qu'il y ait des traces mineures sur le boîtier, mais vous n'avez pas besoin d'acheter un nouveau bloc.

Comment trouver un circuit

Si dans les temps anciens presque tous les appareils domestiques étaient fournis avec des schémas de circuits, les fabricants d'électronique étrangers modernes ne veulent pas partager leurs secrets. Tout l'équipement électronique est complété uniquement par un manuel d'utilisation, qui indique les boutons à appuyer. Les diagrammes schématiques ne sont pas joints au manuel d'utilisation.

Il est supposé que l'appareil fonctionnera indéfiniment ou que les réparations seront effectuées dans des centres de service autorisés, où il existe des manuels de réparation appelés manuels de service. Les centres de service n'ont pas le droit de partager cette documentation avec tous ceux qui le souhaitent, mais louez Internet, ces manuels de service peuvent être trouvés sur de nombreux appareils. Parfois, cela peut se produire gratuitement, c'est-à-dire pour rien, et parfois les informations nécessaires peuvent être obtenues pour une petite quantité.

Mais même si le circuit souhaité n'a pas pu être trouvé, vous ne devez pas désespérer, surtout lors de la réparation des alimentations. Presque tout devient clair après un examen attentif du conseil d'administration. Ce transistor puissant n'est rien de plus qu'une clé de sortie, mais cette puce est un contrôleur PWM.

Dans certains contrôleurs, un transistor de sortie puissant est «caché» à l'intérieur de la puce. Si ces pièces sont suffisamment grandes, elles ont un marquage complet, selon lequel vous pouvez trouver la documentation technique (fiche technique) du microcircuit, transistor, diode ou diode zener. Ce sont ces détails qui constituent la base de la commutation des alimentations.

Les datashits contiennent des informations très utiles. S'il s'agit d'une puce de contrôleur PWM, vous pouvez déterminer où se trouvent les conclusions, les signaux qui leur parviennent. Ici, vous pouvez trouver le périphérique interne du contrôleur et un circuit de commutation typique, ce qui aide beaucoup à gérer un circuit spécifique.

Il est un peu plus difficile de trouver des fiches techniques pour les composants SMD de petite taille. Le marquage complet sur un petit boîtier ne convient pas; à la place, une désignation de code de plusieurs (trois, quatre) lettres et chiffres est placée sur le boîtier. En utilisant ce code, en utilisant des tableaux ou des programmes spéciaux obtenus à nouveau sur Internet, il est possible, mais pas toujours, de trouver des données de référence pour un élément inconnu.

Instruments et outils de mesure

Pour réparer les alimentations à découpage, vous aurez besoin de l'outil que tout radioamateur devrait avoir. Tout d'abord, ce sont plusieurs tournevis, une pince coupante latérale, une pince à épiler, parfois une pince et même le marteau mentionné ci-dessus. C'est pour les travaux de montage et d'installation.

Pour le soudage, bien sûr, vous avez besoin d'un fer à souder, de préférence plusieurs, de différentes capacités et dimensions. Un fer à souder ordinaire d'une puissance de 25 ... 40W est tout à fait approprié, mais il vaut mieux s'il s'agit d'un fer à souder moderne avec un régulateur de température et une stabilisation de la température.

Pour souder des pièces multi-broches, c'est bien d'avoir à portée de main sinon super cher station de soudure, puis au moins un simple sèche-cheveux peu coûteux à souder.Cela permettra de souder des pièces à broches multiples sans trop d'effort et de détruire les cartes de circuits imprimés.

Pour mesurer les tensions, les résistances et les courants un peu moins souvent, vous aurez besoin d'un multimètre numérique, même s'il n'est pas très cher, ou d'un bon vieux testeur de pointeur. Le fait qu'il soit trop tôt pour supprimer le pointeur, les fonctionnalités supplémentaires qu'il ne possède pas dans les multimètres numériques modernes peuvent être lues dans l'article «Flèche et multimètres numériques - avantages et inconvénients».

Une aide précieuse dans la réparation des alimentations à découpage peut fournir oscilloscope. Ici, il est également tout à fait possible d'utiliser un ancien oscilloscope à faisceau d'électrons, même pas très large bande. S'il est bien sûr possible d'acheter un oscilloscope numérique moderne, c'est encore mieux. Mais, comme le montre la pratique, lors de la réparation d'alimentations à découpage, vous pouvez vous passer d'un oscilloscope.

En fait, pendant la réparation, deux résultats sont possibles: soit réparer, soit l'aggraver. Il convient de rappeler ici la loi de Horner: «L’expérience croît en proportion directe avec le nombre d’équipements hors d’ordre». Et bien que cette loi contienne une bonne dose d'humour, c'est exactement le cas dans la pratique de la réparation. Surtout au début du voyage.

Dépannage

Les alimentations à découpage échouent plus souvent que les autres composants électroniques. Tout d'abord, le fait est qu'il existe une tension secteur élevée, qui après rectification et filtrage devient encore plus élevée. Par conséquent, les interrupteurs de puissance et toute la cascade d'onduleurs fonctionnent dans un mode très difficile, à la fois électrique et thermique. Le plus souvent, les défauts se situent dans le circuit primaire.

Les défauts peuvent être divisés en deux types. Dans le premier cas, la panne de l'alimentation à découpage s'accompagne de fumées, d'explosions, de destruction et de carbonisation des pièces, parfois des traces de la carte de circuit imprimé.

Il semblerait que l'option soit simple, il suffit de changer les parties brûlées, de restaurer les pistes, et tout fonctionne. Mais en essayant de déterminer le type de microcircuit ou de transistor, il s'avère qu'avec le boîtier, le marquage de la pièce a également disparu. Ce qui s'est passé ici, sans plan, qui n'est souvent pas à portée de main, est impossible à découvrir. Parfois, les réparations à ce stade s'arrêtent également.

Le deuxième type de dysfonctionnement est silencieux, comme l'a dit Lelik, sans bruit ni poussière. Les tensions de sortie ont tout simplement disparu sans laisser de trace. Si cette alimentation à découpage est un simple adaptateur réseau comme un chargeur pour une cellule ou un ordinateur portable, vous devez d'abord vérifier le fonctionnement du cordon de sortie.

Le plus souvent, une rupture se produit soit à proximité du connecteur de sortie, soit à la sortie du boîtier. Si l'unité est connectée au réseau à l'aide d'un cordon avec une prise, assurez-vous tout d'abord qu'elle fonctionne.

Après avoir vérifié ces chaînes les plus simples, vous pouvez déjà grimper dans la nature. Comme ces jokers, nous prenons le circuit d'alimentation du moniteur 19 pouces LG_flatron_L1919s. En fait, le dysfonctionnement était assez simple: il s'est allumé hier, et aujourd'hui il ne s'allume pas.

Malgré l'apparente gravité de l'appareil - après tout, un moniteur, le circuit d'alimentation est assez simple et intuitif.

Description du schéma et recommandations de réparation

Après ouverture du moniteur, plusieurs condensateurs électrolytiques gonflés (C202, C206, C207) ont été détectés à la sortie de l'alimentation. Dans ce cas, il est préférable de changer tous les condensateurs à la fois, seulement six pièces. Le coût de ces pièces est bon marché, vous ne devez donc pas attendre qu'elles gonflent également. Après un tel remplacement, le moniteur a fonctionné. Soit dit en passant, un tel dysfonctionnement des moniteurs LG est assez courant.

Les condensateurs étendus ont déclenché un circuit de protection dont le fonctionnement sera discuté plus loin. Si l'alimentation ne fonctionne pas après le remplacement des condensateurs, vous devrez chercher d'autres raisons. Pour ce faire, examinez le schéma plus en détail.

Fig. 5. Alimentation du moniteur LG_flatron_L1919s (cliquez sur l'image pour agrandir)

Filtre de ligne et redresseur

La tension secteur via le connecteur d'entrée SC101, le fusible F101, le filtre LF101 est fourni au pont redresseur BD101.La tension redressée à travers la thermistance TH101 est fournie au condensateur de lissage C101. Ce condensateur produit une tension constante de 310 V, qui est fournie à l'onduleur.

Si cette tension est absente ou bien inférieure à la valeur spécifiée, vérifiez le fusible secteur F101, le filtre LF101, le pont redresseur BD101, le condensateur C101 et la thermistance TH101. Toutes ces pièces sont faciles à vérifier avec un multimètre. En cas de suspicion d'un condensateur C101, il est préférable de le remplacer par un condensateur réputé bon.

Soit dit en passant, le fusible principal ne brûle tout simplement pas. Dans la plupart des cas, son remplacement ne rétablit pas le fonctionnement normal de l'alimentation à découpage. Par conséquent, vous devez rechercher d'autres causes pouvant entraîner la fusion d'un fusible.

Le fusible doit être réglé sur le même courant que celui indiqué sur le schéma, et en aucun cas le «fusible» du fusible. Cela peut entraîner des dysfonctionnements encore plus graves.

Onduleur

L'onduleur est réalisé dans un circuit à cycle unique. En tant qu'oscillateur maître, une puce de contrôleur PWM U101 est utilisée à la sortie de laquelle un transistor de puissance Q101 est connecté. L'enroulement primaire du transformateur T101 est connecté au drain de ce transistor via une inductance FB101 (broches 3-5).

Un enroulement supplémentaire 1-2 avec un redresseur R111, D102, C103 est utilisé pour alimenter le contrôleur PWM U101 dans le mode de fonctionnement permanent de l'alimentation. Le démarrage du contrôleur PWM lorsqu'il est allumé est effectué par la résistance R108.

Tension de sortie

L'alimentation produit deux tensions: 12V / 2A pour alimenter l'onduleur du rétro-éclairage et 5V / 2A pour alimenter la partie logique du moniteur.

De l'enroulement 10-7 du transformateur T101 à travers l'ensemble de diodes D202 et le filtre C204, L202, C205, une tension de 5V / 2A est obtenue.

En série avec l'enroulement 10-7, l'enroulement 8-6 est connecté, à partir duquel, en utilisant un ensemble de diodes D201 et un filtre C203, L201, C202, C206, C207, une tension constante de 12V / 2A est obtenue.

Protection contre les surcharges

La source du transistor Q101 comprend une résistance R109. Il s'agit d'un capteur de courant, qui est connecté via la résistance R104 à la broche 2 de la puce U101.

Avec une surcharge à la sortie, le courant à travers le transistor Q101 augmente, ce qui conduit à une chute de tension à travers la résistance R109, qui est envoyée à travers la résistance R104 à la broche 2CS / FB de la puce U101 et le contrôleur arrête de générer des impulsions de commande (broche 6OUT). Par conséquent, la tension à la sortie de l'alimentation disparaît.

C'est cette protection qui a été déclenchée par les condensateurs électrolytiques expansés, mentionnés ci-dessus.

Niveau de fonctionnement de protection 0.9V. Ce niveau est fixé par la source de tension exemplaire à l'intérieur du microcircuit. Parallèlement à la résistance R109, une diode zener ZD101 avec une tension de stabilisation de 3,3 V est connectée, ce qui protège l'entrée 2CS / FB des hautes tensions.

À la sortie 2CS / FB via le diviseur R117, R118, R107, une tension de 310 V est fournie par le condensateur C101, ce qui assure le fonctionnement de la protection contre l'augmentation de la tension du réseau. La plage de tension admissible à laquelle le moniteur fonctionne normalement est comprise entre 90 et 240 V.

Stabilisation de la tension de sortie

Il est réalisé sur une diode zener réglable U201 type A431. La tension de sortie 12V / 2A via le diviseur R204, R206 (les deux résistances avec une tolérance de 1%) est fournie à l'entrée de commande R de la diode zener U201. Dès que la tension de sortie devient 12V, la diode zener s'ouvre et la LED de l'optocoupleur PC201 est allumée.

En conséquence, le transistor optocoupleur s'ouvre (broches 4, 3) et la tension d'alimentation du contrôleur via la résistance R102 est fournie à la broche 2CS / FB. Les impulsions à la broche 6OUT disparaissent et la tension à la sortie 12V / 2A commence à chuter.

La tension à l'entrée de commande R de la diode zener U201 chute en dessous de la tension de référence (2,5 V), la diode zener verrouille et éteint l'optocoupleur PC201. Des impulsions apparaissent à la sortie 6OUT, la tension 12V / 2A commence à augmenter et le cycle de stabilisation se répète à nouveau. De manière similaire, le circuit de stabilisation est intégré dans de nombreuses alimentations à découpage, par exemple, dans les ordinateurs.

Ainsi, il s'avère que trois signaux sont immédiatement connectés à l'entrée 2CS / FB du contrôleur à l'aide d'un OU câblé: protection contre les surcharges, protection contre les surtensions du réseau et sortie du circuit stabilisateur de tension de sortie.

Ici, il est juste de rappeler comment vous pouvez vérifier le fonctionnement de cette boucle de stabilisation. Assez pour cela quand OFF !!! du réseau au bloc d'alimentation, appliquez une tension à la sortie 12 V / 2 A du bloc d'alimentation régulé.

Il est préférable d'attraper la sortie de l'optocoupleur PC201 avec un testeur de pointeur en mode de mesure de résistance. Tant que la tension en sortie de la source régulée est inférieure à 12V, la résistance en sortie de l'optocoupleur sera importante.

Maintenant, nous allons augmenter la tension. Dès que la tension devient supérieure à 12V, la flèche de l'appareil baisse fortement dans le sens d'une résistance décroissante. Cela suggère que la diode Zener U201 et l'optocoupleur PC201 sont opérationnels. Par conséquent, la stabilisation de la tension de sortie devrait fonctionner correctement.

De la même manière, vous pouvez vérifier le fonctionnement de la boucle de stabilisation dans les alimentations à découpage d'ordinateur. L'essentiel est de déterminer à quelle tension la diode Zener est connectée.

Si toutes ces vérifications ont réussi et que l'alimentation ne démarre pas, vous devez vérifier le transistor Q101 en le laissant tomber de la carte. Avec un transistor fonctionnel, la puce U101 ou son faisceau est le plus susceptible de blâmer. Tout d'abord, il s'agit d'un condensateur électrolytique C105, qui est mieux vérifié en remplaçant un condensateur connu.

Boris Aladyshkin