Съвети за ремонт на превключващите захранвания

Малко за използването и дизайна на UPS

На сайта вече е публикувана статия „Какво е комутационно захранване и как се различава от конвенционалния аналог“което описва UPS устройството. Тази тема може да бъде допълнена с малко история за ремонта. Често се споменава абревиатурата UPS. непрекъсваемо захранване, За да се избегнат несъответствия, ние сме съгласни, че в тази статия става въпрос за комутационно захранване.

Почти всички комутационни захранващи устройства, използвани в електронното оборудване, са изградени по две функционални схеми.

Фиг. Функционални схеми на комутационните захранващи устройства

Според полумостовата схема по правило се извършват доста мощни източници на енергия, например компютърни. Според двутактовата схема се произвеждат и захранващи устройства за изскачащи артисти с висока мощност UMZCH и заваръчни машини.

Всеки, който някога е ремонтирал усилватели с мощност 400 или повече вата, отлично знае какво тегло имат. Това, разбира се, е UMZCH с традиционно захранване на трансформатора. UPS телевизори, монитори, DVD плейъри най-често се правят по схемата с едноетапен изходен етап.

Въпреки че всъщност има други видове етапи на изход, които са показани на фигура 2.

Фиг. 2. Изходни етапи на комутация на захранващи устройства

Тук са показани само захранващи превключватели и първичната намотка на силовия трансформатор.

Ако внимателно погледнете фигура 1, лесно е да забележите, че цялата схема може да бъде разделена на две части - първична и вторична. Основната част съдържа защита от пренапрежение, изправител на мрежово напрежение, превключватели на захранване и силов трансформатор. Тази част е галванично свързана към променливотоковата мрежа.

В допълнение към силовия трансформатор, импулсните захранващи устройства използват и разединителни трансформатори, чрез които управляващите импулси на PWM контролера се подават към портите (основите) на силовите транзистори. По този начин се осигурява галванична изолация от мрежата на вторичните вериги. В по-модерните схеми тази изолация се извършва с помощта на оптрони.

Вторичните вериги са галванично изключени от мрежата с помощта на силов трансформатор: напрежението от вторичните намотки се подава към токоизправителя, а след това към товара. Вторичните вериги също доставят вериги за стабилизация на напрежението и защита.

Много лесно превключване на захранвания

Те се извършват на базата на осцилатора, когато главният PWM контролер отсъства. Пример за такъв UPS е електронната трансформаторна верига Taschibra.

Фиг. 3. Taschibra Electronic Transformer

Подобни електронни трансформатори се произвеждат и от други компании. Основната им цел е мощност на халогенната лампа, Отличителна черта на такава схема е простотата и малък брой части. Недостатъкът е, че без натоварване тази верига просто не се стартира, изходното напрежение е нестабилно и има високо ниво на пулсации. Но светлините все още греят! В този случай вторичната верига е напълно изключена от мрежата.

Очевидно е, че ремонтът на такова захранване се свежда до подмяната на транзистори, резистори R4, R5, понякога диоден мост VDS1 и резистор R1, действащи като предпазител. Просто няма какво повече да изгори в тази схема. На ниска цена за електронните трансформатори те често просто купуват нов и ремонтът се извършва, както се казва, „от любов към изкуството“.

Безопасност на първо място

Щом има толкова много неприятно съседство на първичните и вторичните вериги, че по време на процеса на ремонт трябва, дори и случайно, да трябва да го докоснете с ръце, трябва да припомните някои предпазни мерки.

Можете да докоснете включения източник само с една ръка, в никакъв случай и с двете наведнъж.Това е известно на всички, които работят с електрически инсталации. Но е по-добре да не пипате изобщо или, само след като изключите от мрежата, като издърпате щепсела от контакта. Също така не трябва да спойкате нищо на включения източник или просто да го усукате с отвертка.

За да се гарантира електрическата безопасност на таблата за захранване, "опасната" първична страна на платката е обградена с доста широка лента или засенчена с тънки ленти боя, обикновено бяла. Това е предупреждение, че е опасно да докосвате тази част на дъската.

Дори едно изключено захранващо устройство може да се докосне с ръце само след известно време, най-малко 2 ... 3 минути след изключване: зарядът остава на кондензатори с високо напрежение за дълго време, въпреки че разрядните резистори се инсталират паралелно с кондензаторите във всяко нормално захранване. Спомнете си как училището предлагаше взаимно зареден кондензатор! Убиването, разбира се, няма да убие, но ударът е доста чувствителен.

Но най-лошото нещо дори не е това: е, помислете за това, оправих се малко. Ако веднага позвъните на електролитен кондензатор с мултицет, тогава е напълно възможно да отидете до магазина за нов.

Когато се очаква такова измерване, кондензаторът трябва да бъде разреден, поне с пинсети. Но е по-добре да направите това с помощта на резистор със съпротивление от няколко десетки kOhm. В противен случай разрядът е придружен от куп искри и доста силно щракване, а за кондензатор такова късо съединение не е много полезно.

И все пак, когато ремонтирате, трябва да докоснете включеното захранващо устройство, поне за някои измервания. В този случай изолационният трансформатор ще помогне максимално да защитите любимия човек от токов удар, често наричан предпазен трансформатор. Как да го направите, можете да прочетете в статията „Как да си направим защитен трансформатор“.

Ако накратко това е трансформатор с две намотки за 220V, мощност 100 ... 200W (зависи от мощността на UPS, който се ремонтира), електрическата верига е показана на фигура 4.

Фиг. 4 Безопасен трансформатор

Лявата намотка според схемата е свързана към мрежата, в дясната намотка през електрическа крушка, е свързано дефектно захранващо захранване. Най-важното при това включване е, че с една ръка можете да докоснете без страх всеки край на вторичната намотка, както и с всички елементи на първичната верига на захранването.

За ролята на крушката и нейната сила

Най-често ремонтът на превключващ захранващ блок се извършва без изолационен трансформатор, но като допълнителна мярка за безопасност агрегатът се включва чрез електрическа крушка с мощност 60 ... 150W. Поведението на електрическата крушка по принцип може да прецени състоянието на захранването. Разбира се, такова включване няма да осигури галванична изолация от мрежата, не се препоръчва да го докосвате с ръце, но може да го предпазите от дим и експлозии.

Ако, когато сте свързани към електрическата мрежа, крушката свети с пълна топлина, тогава трябва да потърсите неизправност в първи контур. По правило това е пробит силов транзистор или мост на токоизправител. При нормална работа на захранването светлината първо светва доста ярко (кондензаторен заряд), а след това нишката продължава да свети слабо.

Има няколко мнения за тази електрическа крушка. Някой казва, че това не помага да се отървете от непредвидени ситуации, а някой вярва, че рискът от изгаряне на новозапечатан транзистор е много намален. Ние ще се придържаме към тази гледна точка и ще използваме крушката за ремонт.

Относно сгъваемите и несглобяемите случаи

Най-често превключващите захранвания се извършват в заграждения. Достатъчно е да си припомним захранванията на компютъра, различни адаптери, включени в контакта, зарядни за лаптопи, мобилни телефони и т.н.

В случай на компютърни захранвания, всичко е съвсем просто. От металния корпус се развиват няколко винта, металния капак се сваля и, моля, цялата дъска с детайлите вече е в ръка.

Ако кутията е пластмасова, тогава трябва да погледнете от задната страна, където се намира захранващият кабел, малки винтове. Тогава всичко е просто и ясно, той се обърна и махна капака. В този случай можем да кажем, че това беше просто късмет.

Но наскоро всичко върви по пътя на опростяване и намаляване на цената на конструкциите, а половинките на пластмасовия калъф просто се прилепват и то доста здраво. Един другар разказа как транспортирал подобен блок до някаква работилница. На въпроса как да го разглобявате, майсторите отговарят: „Не сте руснак?“ След това взеха чук и бързо разделиха случая на две половини.

Всъщност това е единственият начин за разглобяване на пластмасови залепени калъфи. Необходимо е само да се избие точно и не много фанатично: под въздействието на удари по тялото песни, водещи до масивни части, например трансформатори или дросели, могат да се откъснат.

Нож, вкаран в шева, също помага и леко потупване върху него със същия чук. Вярно е, че след монтажа има следи от тази интервенция. Но нека има малки следи по случая, но не е нужно да купувате нов блок.

Как да намерите схема

Ако в стари времена почти всички домашни устройства се доставяха с схеми, съвременните чуждестранни производители на електроника не искат да споделят своите тайни. Цялото електронно оборудване е комплектовано само с ръководство за употреба, което показва кои бутони да натиснете. Схематичните диаграми не са приложени към ръководството за потребителя.

Предполага се, че устройството ще работи вечно или ще се извършват ремонти в оторизирани сервизни центрове, където има ръководства за ремонт, наречени сервизни наръчници. Сервизните центрове нямат право да споделят тази документация с всички желаещи, но похвалите Интернет, тези ръководства за услуги могат да бъдат намерени на много устройства. Понякога това може да се случи безплатно, тоест за нищо, а понякога необходимата информация може да бъде получена за малко количество.

Но дори и да не може да се намери необходимата верига, не трябва да се отчайвате, особено при ремонт на захранващи устройства. Почти всичко става ясно при внимателно разглеждане на дъската. Този мощен транзистор не е нищо повече от изходен ключ, но този чип е PWM контролер.

В някои контролери мощен изходен транзистор е „скрит“ вътре в чипа. Ако тези части са достатъчно големи, тогава те имат пълна маркировка, според която можете да намерите техническата документация (лист с данни) на микросхемата, транзистора, диода или ценеровия диод. Именно тези детайли са основата на превключването на захранващите устройства.

Данните съдържат много полезна информация. Ако това е чип на PWM контролер, тогава можете да определите къде са кои заключения, кои сигнали идват към тях. Тук можете да намерите вътрешното устройство на контролера и типична комутационна верига, което помага много за справяне с конкретна схема.

Малко по-трудно е да намерите таблици с данни за малки SMD компоненти. Пълното маркиране на малък казус не се побира, вместо това върху кутията се поставя кодово обозначение на няколко (три, четири) букви и цифри. Използвайки този код, използвайки таблици или специални програми, получени отново в Интернет, е възможно, макар и не винаги, да намерите референтни данни за неизвестен елемент.

Измервателни уреди и инструменти

За да поправите превключващите захранвания, ще ви е необходим инструментът, който трябва да има всеки радиолюбител. На първо място, това са няколко отвертки, клещи за странично рязане, пинсети, понякога клещи и дори споменатия по-горе чук. Това е за монтаж и монтажни работи.

За работа при запояване, разбира се, имате нужда от поялник, за предпочитане няколко, с различен капацитет и размери. Един обикновен поялник с мощност 25 ... 40W е доста подходящ, но е по-добре, ако е модерен поялник с регулатор на температурата и температурна стабилизация.

За да спойкате многопингови части, добре е да имате под ръка, ако не и супер скъпи запояваща станция, тогава поне обикновена евтина сешоар за запояване.Това ще позволи запояване на много-пинови части без много усилия и унищожаване на печатни платки.

За да измерите напрежения, съпротивления и малко по-рядко токове, ще ви е необходим цифров мултицет, дори и не много скъп, или добър стар тестер на показалеца. Фактът, че е твърде рано да се отписва показалеца, какви допълнителни функции той няма в съвременните цифрови мултиметри може да прочетете в статията „Стрелка и цифрови мултиметри - предимства и недостатъци“.

Безценна помощ при ремонта на комутационните захранвания може да осигури осцилоскоп, Тук също е напълно възможно да се използва стар, дори не много широколентов електронен лъч осцилоскоп. Ако разбира се има възможност за закупуване на модерен цифров осцилоскоп, тогава това е още по-добре. Но както показва практиката, когато ремонтирате превключващите захранвания, можете да направите без осцилоскоп.

Всъщност по време на ремонта са възможни два резултата: или поправяне, или още по-лошо. Тук е подходящо да се припомни законът на Хорнер: „Опитът нараства пряко пропорционално на броя на излезлите от употреба оборудване.“ И въпреки че този закон съдържа доста добро чувство за хумор, това е точно в практиката на ремонта. Особено в началото на пътуването.

отстраняване на проблеми

Превключването на захранващите устройства се проваля по-често от другите електронни компоненти. На първо място, факт е, че има високо мрежово напрежение, което след ректификация и филтриране става още по-високо. Следователно, захранващите превключватели и цялата каскада на инвертора работят в много труден режим, електрически и термичен. Най-често повредите се крият в първичната верига.

Неизправностите могат да бъдат разделени на два вида. В първия случай отказът на захранващото захранване е придружен от дим, експлозии, унищожаване и карбонизация на части, понякога песни на печатаната платка.

Изглежда, че опцията е проста, просто сменете изгорените части, възстановете песните и всичко работи. Но когато се опитате да определите вида на микросхемата или транзистора, се оказва, че заедно със случая маркировката на частта също е изчезнала. Какво се е случило тук, без схема, която често не е под ръка, е невъзможно да разберете. Понякога ремонтите на този етап също приключват.

Вторият вид неизправност е тих, както каза Лелик, без шум и прах. Изходните напрежения просто изчезнаха без следа. Ако това превключващо захранване е обикновен мрежов адаптер, като зарядно за клетка или лаптоп, тогава първо трябва да проверите здравето на изходния кабел.

Най-често се получава счупване или в близост до изходния конектор или на изхода на корпуса. Ако устройството е свързано към мрежата с помощта на шнур с щепсел, тогава първо се уверете, че работи.

След като проверите тези най-прости вериги, вече можете да се качите в дивата природа. Като тези диви ние приемаме веригата на захранване на 19-инчовия монитор LG_flatron_L1919s. Всъщност неизправността беше доста проста: тя се включи вчера, а днес не се включва.

Въпреки видимата сериозност на устройството - в края на краищата монитор, веригата на захранване е доста проста и интуитивна.

Описание на схемата и препоръки за ремонт

След отваряне на монитора, на изхода на захранването бяха открити няколко надути електролитни кондензатори (C202, C206, C207). В този случай е по-добре да смените всички кондензатори наведнъж, само шест парчета. Цената на тези части е евтина, така че не трябва да чакате кога те също ще набъбнат. След такава подмяна мониторът заработи. Между другото, подобна неизправност в мониторите на LG е доста често срещана.

Разширените кондензатори задействаха защитна верига, чиято работа ще бъде разгледана по-късно. Ако захранването не работи след смяна на кондензаторите, ще трябва да потърсите други причини. За да направите това, помислете по-подробно за схемата.

Фиг. 5. Захранване на монитора LG_flatron_L1919s (щракнете върху снимката, за да го увеличите)

Линеен филтър и изправител

Захранващото напрежение през входния конектор SC101, предпазител F101, филтър LF101 се подава към изправителния мост BD101.Ректифицираното напрежение през термистора TH101 се подава към изглаждащия кондензатор C101. Този кондензатор произвежда постоянно напрежение 310V, което се подава към инвертора.

Ако това напрежение отсъства или е много по-малко от определената стойност, тогава проверете мрежовия предпазител F101, филтър LF101, изправител мост BD101, кондензатор C101 и термистор TH101. Всички тези части са лесни за проверка с мултицет. Ако има подозрение за кондензатор C101, тогава е по-добре да го смените на известен добър.

Между другото, електрическият предпазител просто не гори. В повечето случаи замяната му не възстановява нормалната работа на комутационното захранване. Затова трябва да потърсите други причини, които водят до издухване на предпазителя.

Предпазителят трябва да бъде настроен на същия ток, както е показано на диаграмата, и в никакъв случай не трябва да бъде "предпазител" на предпазителя. Това може да доведе до още по-сериозни неизправности.

инвертор

Инверторът е направен в едноциклична верига. Като главен осцилатор се използва PWM контролен чип U101, към изхода на който е свързан силов транзистор Q101. Първичната намотка на трансформатор T101 е свързана към източването на този транзистор чрез индуктор FB101 (щифтове 3-5).

Допълнителна намотка 1-2 с изправител R111, D102, C103 се използва за захранване на PWM контролера U101 в стационарен режим на работа на захранването. Стартирането на PWM контролера при включване се извършва от резистор R108.

Изходно напрежение

Захранването произвежда два напрежения: 12V / 2A за захранване на инвертора на подсветката и 5V / 2A за захранване на логическата част на монитора.

От намотката 10-7 на трансформатора T101 през диодния блок D202 и филтъра C204, L202, C205 се получава напрежение 5V / 2A.

В серия с намотка 10-7 е свързана намотка 8-6, от която с помощта на диоден монтаж D201 и филтър C203, L201, C202, C206, C207 се получава постоянно напрежение 12V / 2A.

Защита от претоварване

Източникът на транзистора Q101 включва резистор R109. Това е датчик за ток, който е свързан през резистора R104 към щифт 2 на чипа U101.

При претоварване на изхода токът през транзистора Q101 се увеличава, което води до спад на напрежението през резистора R109, който се подава през резистора R104 към 2CS / FB щифта на чипа U101 и контролерът спира да генерира контролни импулси (щифт 6OUT). Следователно напрежението на изхода на захранването изчезва.

Именно тази защита се задейства от разширените електролитични кондензатори, които бяха споменати по-горе.

Ниво на работа на защитата 0.9V. Това ниво се задава от източника на примерно напрежение вътре в микросхемата. Паралелно с резистор R109 е свързан ценеров диод ZD101 със стабилизационно напрежение 3.3V, който защитава входа на 2CS / FB от високо напрежение.

Към изхода 2CS / FB през разделителя R117, R118, R107 се подава напрежение 310 V от кондензатора C101, което осигурява работата на защитата срещу високо напрежение. Допустимият диапазон на напрежение, в който нормално работи мониторът, е в обхвата от 90 ... 240V.

Стабилизация на изходното напрежение

Направен е на регулируем ценеров диод U201 тип A431. Изходното напрежение 12V / 2A през разделителя R204, R206 (и двата резистора с допуск 1%) се подава към контролния вход R на стабилизиращия диод U201. Веднага щом изходното напрежение стане 12V, се отваря ценеровият диод и свети светодиода на оптрона PC201.

В резултат на това се отваря оптичният транзистор (щифтове 4, 3) и захранващото напрежение на контролера през резистора R102 се подава на щифт 2CS / FB. Импулсите на щифт 6OUT изчезват и напрежението на изхода 12V / 2A започва да спада.

Напрежението на контролния вход R на ценеровия диод U201 пада под референтното напрежение (2,5 V), ценеровият диод се заключва и изключва оптрона PC201. Импулсите се появяват на изхода 6OUT, напрежението от 12V / 2A започва да се увеличава и цикълът на стабилизация се повтаря отново. По подобен начин стабилизационната верига е изградена в много комутационни захранвания, например в компютърни.

По този начин се оказва, че три сигнала се свързват незабавно към входа 2CS / FB на контролера, използвайки кабелна ИЛИ: защита срещу претоварвания, защита от пренапрежение на мрежата и изход на веригата на стабилизатора на изходното напрежение.

Тук е правилно да си припомним как можете да проверите работата на този контур за стабилизация. Стига за това, когато е изключен !!! от мрежата към блока за захранване, подайте напрежение към изхода 12V / 2A от регулирания блок за захранване.

По-добре е да уловите изхода на оптрона PC201 с тестер на показалеца в режим на измерване на съпротивлението. Докато напрежението на изхода на регулирания източник е по-ниско от 12V, съпротивлението на изхода на оптрона ще бъде голямо.

Сега ще увеличим напрежението. Веднага щом напрежението стане повече от 12 V, стрелката на устройството рязко ще падне в посока на намаляващо съпротивление. Това предполага, че диодът на Зенер U201 и оптоплерът PC201 работят. Следователно стабилизирането на изходното напрежение трябва да работи добре.

По абсолютно същия начин можете да проверите работата на стабилизационния контур в компютърните комутационни захранвания. Основното е да разберете с какво напрежение е свързан ценеровият диод.

Ако всички тези проверки са били успешни и захранването не се стартира, тогава трябва да проверите транзистора Q101, като го пуснете от платката. При работещ транзистор най-вероятно е виновен чипът U101 или неговият сноп. На първо място, това е електролитен кондензатор C105, който се проверява най-добре чрез замяна на познат-добър.

Борис Аладишкин