Усунення несправностей блоку живлення перемикача режиму
Вступ
Блоки живлення в режимі перемикання (SMPS) зараз є стандартними для більшості наших побутових приладів. Старомодні лінійні джерела живлення на основі мережевих трансформаторів частоти зникають, головним чином через їх вартість, їх великі розміри та вагу. Тут ми беремо інформацію про джерела напруги мережі (скажімо, 120 В або 230 В змінного струму) потужністю від декількох ват до декількох сотень ват.
Блоки живлення в режимі перемикання є скрізь; ось декілька фотографій їхніх кишок. Великі компоненти високої потужності та малі тепловідводи типові для ДЗПО.
Ці пристрої неймовірно надійні, але дуже часто постійно залишаючись живими (навіть коли їх навантаження вимкнено), вони все ще є слабкою ланкою. Компоненти живляться високою напругою, вони нагріваються, швидко старіють через повний робочий час, і коли спостерігається сплеск напруги, ДМПС є першим відповідним етапом. Багато проблем із нашими побутовими приладами виникають через несправності ДМПС.
На жаль, SMPS трохи складно ремонтувати, і мене часто запитують про пораду. Отже, я підсумував на цій сторінці основні ідеї та прийоми, якими користуюсь найбільше.
Тут, я припускаю, у вас є ідеально розроблена схема, яка раніше працювала ідеально і раптом вийшла з ладу. Якщо ви намагаєтеся налагодити власний дизайн, все ж застосовуються деякі з цих прийомів, але вам, ймовірно, знадобиться набагато більше, ніж просто ця стаття.
Структура СМПС
Спочатку давайте розглянемо загальну блок-схему SMPS. Мережеве живлення надходить у ланцюги через лінійний фільтр, воно випрямляється і згладжується, отримуючи високу постійну напругу (кілька сотень вольт). Деякі випрямлячі мають перемикач, що робить їх подвоєнням напруги при роботі з мережею змінного струму 120 В або просто випрямлячем при роботі з напругою 230 В. Деякі інші призначені для роботи від, скажімо, 100 до 240 В змінного струму без перемикачів, а решта виконує все . Ця висока напруга постійного струму перемикається одним або декількома транзисторами (або MOSFET-транзисторами) для керування первинним ферритовим трансформатором. На вторинній стороні напруга виправляється і фільтрується. Комутаційні транзистори приводяться в дію ланцюгом управління, який визначає вихідну напругу (і вхідний струм) і відповідно регулює. Ця схема управління дуже часто знаходиться на первинній стороні і часто живиться від додаткової обмотки на трансформаторі. Зразок вихідної напруги подається назад через оптовідгалужувач. У деяких випадках схема управління розташована на вторинній стороні і приводить в дію транзистор (и) через невеликий додатковий трансформатор. Усі конфігурації мають деякі додаткові схеми, що дозволяють контролеру запускатися при включенні.
Структура СМПС.
Завжди існує дуже чітке розділення сторін високої та низької напруги (первинної та вторинної сторін). Ви можете спостерігати це на нижній (мідній) стороні друкованої плати як більший відстань між доріжками. Інколи в цій області видаляється лак з припойною маскою або є отвори та прорізи для збільшення ізоляції. На малюнках на цій сторінці цей розділ часто позначається штриховою червоною лінією.
Цей SMPS використовує класичні (наскрізні отвори) компоненти. Сторона високої напруги знаходиться зліва від пунктирної червоної лінії.
Цей SMPS використовує сучасні компоненти поверхневого монтажу (SMD). Тут контролер використовує технологію SMD і встановлений на нижній стороні. Великий діод SMD є випрямлячем низької напруги. Сторона високої напруги знаходиться вище штрихової червоної лінії.
Первинна і вторинна сторони повністю ізольовані постійним струмом від трансформатора. Дуже часто, якщо земля на виході не підключена до мережі, невеликий конденсатор високої напруги з'єднує ці дві основи на високій частоті.
Світло-блакитний конденсатор на цьому малюнку - це конденсатор високої напруги, що з'єднує землю низької напруги з мережею. Звичайно, є ізоляція постійного струму.
Безпека перш за все
Перед початком роботи я просто хочу нагадати, що SMPS є небезпечними ланцюгами: половина компонентів безпосередньо підключена до напруги мережі. Великий накопичувальний конденсатор заряджається при високій напрузі і може бути небезпечним навіть при відключенні електромережі. Не всі SMPS включають резистори для кровотечі (або вони можуть бути пошкоджені), тому конденсатори можуть залишатися зарядженими протягом тривалого часу. Завжди переконайтесь, що весь конденсатор повністю розряджений, перш ніж торкатися схеми. Щоб розрядити конденсатори, не замикайте їх викруткою, замість цього використовуйте відповідний резистор (кілька кОм і кілька Вт), підключений до двох ізольованих щупів, таких як мультиметр. Потім виміряйте напругу та переконайтеся, що вона дорівнює нулю, перш ніж продовжувати. Майте також на увазі, що тепловідводи дуже часто не заземлені, і вони цілком можуть бути під напругою мережі. Обережно вживайте заходів за допомогою осцилографа: осцилографи заземлені на електромережі (і погано їх плавати), і ви можете зробити короткий замикач із землею (це також небезпечно для вашого осцилографа). Таким чином, ремонт системи SMPS призначений для досвідчених та кваліфікованих фахівців; якщо ви точно не знаєте, що робите, тримайтеся подалі від ДЗПО.
Цей SMPS не має протікаючого резистора на конденсаторі фільтра високої напруги. Будь ласка, зверніть увагу на 330 кОм резистора, припаяний на нижній стороні друкованої плати під час ремонту, щоб автоматично розрядити конденсатор за розумний час і уникнути потенційних ударів. Сторона високої напруги знаходиться праворуч від пунктирної червоної лінії.
Візуальний огляд
Зазвичай я починаю з візуального огляду, щоб отримати уявлення. Звичайно, спочатку я відключаю SMPS і переконуюсь, що всі конденсатори розряджені. Багато несправних електролітичних конденсаторів, коли вони не вибухають, можна легко помітити, оскільки вони "надуваються", а їх верхня (або нижня) сторона стає куполоподібною (див. Нижче). Згорілий резистор також можна помітити за їх чорним кольором і неприємним запахом. Погляд на феритовий трансформатор дуже важливий: якщо він виглядає вигорілим і погано пахне, я, як правило, відмовляюся, оскільки, можливо, у нього короткі оберти, і це кошмар для ремонту або пошуку замінної деталі. Якщо трансформатор несправний, я вважаю за краще замінити цілі СМПС і заощадити багато часу. Деякі компоненти нагріваються, і з часом вони, як правило, стають трохи коричневими (те саме стосується і дошки біля них): це не обов'язково проблема; трохи коричневого - це нормально, чорного і смердючого - ні.
Якщо ваш SMPS має регуляторну ІС, спробуйте знайти його таблицю даних в Інтернеті: багато SMPS мають принципову схему, дуже подібну до прикладів, поданих у таблицях даних. Якщо це станеться, ви заощадите багато часу.
Почніть з перегляду запобіжника магістральної мережі SMPS (цей хороший).
Почніть з перегляду мережевого запобіжника: це дасть вам хороші підказки про причину несправності. Перегорів запобіжник зазвичай означає багато несправних напівпровідників; здоровий - це, мабуть, лише один компонент.