Как разобрать блок питания d link
Блок питания свитчей и роутеров D-Link является слабым местом, а при выходе из строя, блок питания довольно сложно подменить. Для справки, блок питания JTA0302D-E выдает 5В*2А (JTA0302E-E 5В*2,5А, а JTA0302F-E 5В*3А). Ремонтировать или нет, дело личное, если есть возможность выбора всегда покупайте новый, однако на практике не всегда удается быстро и оперативно найти новый блок питания. Поэтому вопрос с ремонтом остается актуальным.
Рис.1 Схема блока питания D-Link
Схема блока питания - это импульсный однотактный блок питания, в котором управлением служит ШИМ-контроллер UC3843B, подключенный по почти стандартной схеме.
Я против всяких любительских доработок схем. Схемы в своем большинстве, разработаны целой группой специалистов и подтвержденны расчетами, а вмешательство в отлаженный механизм, который, кстати сказать работает на грани своих возможностей не всегда есть правильный ход. Но в данном случае желательно сразу обратить на принципиальные вещи которые лично мне режут глаза. С6 (47мкФ*25В) желательная замена на 47мкФ*50В. Можно сослаться на документацию, напряжение включения UC3843 8,4В, и там постоянно вертится около 9Вольт, однако на практике минимальное рабочее напряжение для конденсатора в этой цепи 50В. Или на ZD1(BZX55C20) включенном параллельно конденсатору, рассчитанный на 20 В, то есть фактически на этом конденсаторе не может оказаться более 20В. Но привычка - вторая натура, в этой цепи привычнее видеть 47мкФ*50В
Вторым тонким моментом следует отметить С9(1000мкФ*10В), тут налицо явная экономия, и опять тонкая грань предела возможностей конденсатора С9(1000мкФ*10В). Ставить конденсатор такого рабочего напряжения в первом плече LC фильтра и надеяться на FR(это такая маленькая ферритовая бусинка) диода D6 – мягко говоря неразумно. Судя по расчетам здесь должен стоять LOWESR конденсатор, однако как показывает практика, здесь стоит обыкновенный конденсатор. Сюда желательно поставить конденсатор с золотистой или серебряной полоской и на рабочее напряжение не менее 16В.
Выпрямитель выполнен по стандартной схеме. Предохранитель на 2А, терморезистор TR (08SP005), дроссель L1, диодный мост DB1…DB4 (1N4007) и конденсатор C1 (22мкФ*400В). В случае выхода этих элементов, с вероятностью 90% на вход блок питания подали повышенное напряжение. Судя по выпрямителю, а именно С1 (22мкФ*400В), блок питания может выдать честных 13-17 Вт, что при 5В эквивалентно 2-3А. На выходе выпрямителя должно быть около 300В.
Питание ШИМ UC3843B.
С цепью питания поработаем более внимательнее, именно в этой цепи кроется большинство неисправностей блока питания.
Обязательным условием работы ШИМ- контроллера серии UC384X— порог напряжения питания. Порог напряжения зависит от модели примененной микросхемы семейства. Например, для UC3843B минимальное пороговое напряжение (off)— 7,6В (UC3843B перестает работать), а максимальное пороговое (on)— 8,4В (UC3843B включается). Благодаря гистерезисной петле (0,8В) добиваются стабильность работе ШИМ-контроллера при небольших пульсациях на входе, исключая ложные срабатывания.
Рис.3 Цепь запуска при включении, блок питания D-Link
Первичный пуск осуществляется по цепи R4(300к) C6 (47 мкФ*25В). При включении через резистор R4(300к) напряжение подастся на вывод питания 7 микросхемы и конденсатор C6 (47 мкФ*25В), после чего он начнёт медленно заряжаться до некоторого напряжения (8,4В), далее произойдёт включение микросхемы, и она начнёт генерацию импульсов. Так как энергии запасённой в конденсаторе достаточно только для старта микросхемы, и если по какой-то причине напряжение упадёт ниже 7,6В вольт, микросхема отключится. Поэтому, с началом генерации импульсов, начинают поступать силовые импульсы тока от обмотки питания трансформатора, через выпрямительный диод D2 и R9(5,1), тем самым восполняя заряд конденсатора C6 (47 мкФ*25В).
При замыканиях в цепях вторичных обмоток, резко возрастают потери энергии в импульсном трансформаторе. В результате напряжения, получаемого с обмотки трансформатора, недостаточно для поддержания нормальной работы ШИМ-контроллера. Внутренний генератор отключается, на выходе ШИМ-контроллера появляется напряжение низкого уровня, переводящее ключевой транзистор в закрытое состояние, и микросхема оказывается вновь в режиме низкого потребления энергии. Через некоторое время через резистор R4(300к) зарядится конденсатор C6 (47 мкФ*25В) - напряжение питания возрастает до уровня, достаточного для запуска внутреннего генератора, и процесс повторится. Из трансформатора в этом случае слышны характерные щелчки (цыканье), период повторения которых определяется номиналами резистора R4(300к) и конденсатора C6 (47 мкФ*25В).
При высыхании конденсатора C6 (47 мкФ*25В) происходят многократные попытки запуска ( при этом раздается харатерные щелчки (цыканье), период повторения которых определяется номиналами конденсатора C6 (47 мкФ*25В) и резистора R4(300к)) напряжение питания ШИМ-контроллера падает ниже 7,6В (то есть ШИМ выключается), потом зарядка C6 (47 мкФ*25В) через R4(300к) и так по циклу. В результате конденсаторы С9(1000мкФ*10В) и С11 (220мкФ*16В) циклически заряжаются-разряжаются большим током, что приводит к их нагреву, кипению электролита и высыханию. С C6 (47 мкФ*25В) происходит то же самое. Поскольку ёмкость С9(1000мкФ*10В) и С11 (220мкФ*16В) уменьшается, то схема обратной связи реагирует на пики несглаженного напряжения, в результате чего действующее напряжение на выходе блока УМЕНЬШАЕТСЯ. А вот несглаженные выбросы напряжения в цепи питания микросхемы как раз и гасятся на стабилитроне ZD1(BZX55C20), что и приводит к его нагреву, а потом и к пробою.
Рис.5 Структурная схема UC3843
Следует отметить, что в ШИМ UC384X по питанию (7 нога) есть встроенный стабилитрон на 34В, что отображено на структурной схеме.
Цепь обратной связи.
Рис.6 Цепь обратной связи, блок питания D-Link.
Тут чистая классика без всяких изысков. На вход COMP подается напряжение обратной связи с оптрона PC817 (L0403), обеспечивающего развязку первичной цепи с выходом блока питания. При отсутствии напряжения обратной связи на выходе оптрона ШИМ контроллер не запустится, так срабатывет условие блокировки микросхемы ШИМ контроллера.
Обратная связь здесь выполнена на оптопаре. В момент завышения напряжения, на выходе, выше 5 вольт, происходит открытие транзистора оптопары, вызванного свечением светодиода, в этот момент падает напряжение на первом выводе микросхемы, это вызывает сокращение длительности импульсов и как следствие уменьшение мощности трансформации. Этот механизм обратной связи, не даст напряжению вырости выше 5 вольт и упасть ниже 5 вольт, то есть получается стабилизатор напряжения.
Генератор.
Частота переключения и соответственно длина рабочего цикла зависят от соотношения R11(3к)/C5(0,01мкФ). Данные элементы очень редко (практически никогда) выходят из строя.
Фото блока питания.
Фото с внешним видом блока питания бывают необходимы при ремонте.
| |
Рис.7 Блок питания D-Link JTA0302D-E, вид со стороны деталей (конденсатор входного выпрямителя поднят для удообства) | Рис.8 Блок питания D-Link JTA0302D-E, вид со стороны печатной платы |
Ремонт
Рис.9 Схема блока питания маршрутизатора D-Link, JTA0302E-E. (5В*2,5А).
На схеме, в отличии от схемы в начале статьи, более наглядно выделены все цепи. Внимание в статье все номиналы и обозначения элементов даны для схемы в начале статьи, приведенная здесь схема имеет незначительные отличия, как по номиналам так и по обозначениям элементов.
Ремонт желательно начинать с ознакомления с datasheet ШИМ UC3843B (скачать).
Расположение плюса и минуса на штекере блока питания D-Link. Плюс расположен внутри минус с наружи штекера. В случае необходимости замены штекера, менять надо на аналогичный, "ноутбучного" типа. "Бытовой" штекер настоятельно не рекомендуется для замены. Ток выдаваемый блоком питания D-Link это ток 2-3А, а "бытовой" штекер расчитан на 1,5А максимум. Установка такого штекера ведет к перегреву разъема на устройстве и последующего его (разъема) выхода из строя.
Рис.10 Рекомендуемая замена штекера питания.
Слева штекер расчитанный на ток более 2-3А, справа на ток не более 1,5А. Наличие усиков-контактов на одном и гладкая поверхность внутри другого.
Как разобрать блок питания D-Link. Блок питания клееный поэтому открывать придется при помощи тисков.
Рис.11 Внешний вид блока питания D-Link
Рис.12 Зажимаем в тиски блок питания, область приложения отмечена красным.
Рис.13 Расположение швов на блоке питания D-Link.
Для начала зажимаем блок питания в тиски через картон или тряпку, см. рисунок и сдавливаем до небольшого хруста, картон или тряпка нужны для того что бы не поцарапать корпус блока питания. Далее широким плоским предметом, лично я затупленной стамеской, несильно начинаем простукивать видимую часть шва, ставим стамеску на шов и не сильно бьем по стамеске молотком, и так с обоих сторон. Клееный заводской шов лопнет при помощи таких действий, а вот клееный уже повторно в мастерской шов лопнет только в том случае если его склеивали с расчетом повторной разборки, если не открывается, придется резать.
Нет напряжения на выходе выпрямителя около 300В, то есть на конденсаторе С1(22мкФ*400в). Проверить на входе F1, TR, диодный мост на предмет пробоя. В случае если диоды DB1…DB4 (1N4007) грелись, вплоть до обугливаниятекстолита под ними, конденсатор С1 подлежит замене. Особое внимание обратить на дроссель L1, так как при внешних воздействиях (падениях) он имеет свойство обрываться.
Выходное напряжение меньше, проваливается, не стабильно; БП запускается не всегда, БП запускается, но с большой задержкой, БП не запускается под нагрузкой, но в холостую включается и при подключении нагрузки начинает стабильно работать. Поменять все электролиты (С1, С6, С9, С10, С11).
Не включается блок питания, на 7 ноге UC3843B нет напряжения достаточного для включения микросхемы, стабилитрон ZD1(20В) и конденсатор C6 (47мкФ*25В) заменены на заведомо исправные. Несколько нестандартная неисправность, однако имело место быть. Резистор R4 (300к 1вт) в цепи питания микросхемы для запуска ШИМ от 300В - при проверке показывал 300К однако под напряжением уходил в обрыв. При включении в сеть 220В на 7 ноге ШИМ напряжение не появлялось. При запуске от внешнего блока питания ШИМ работал нормально. После замены R4, блок питания запустился.
Не включается блок питания, сгорел ключ (полевой транзистор). При замене ключа рекомендуется не надеятся на случай, а сразу менять ШИМ контроллер. Так же особое внимание следует уделить токоограничивающему резистору R5(150) и датчику тока R2(1,8), на предмет их возможного обрыва и изменения номинала. Увеличение номинала R2 даже на 10% может привести к нестабильности работы блока питания и ложному срабатыванию токовой защиты БП. Уменьшение номинала R2 приводит к увеличению тока через ключевой транзистор в случае перегрузки и как результат выход из строя ключевого транзистора и ШИМ-контроллера.
Блок питания глючит, точнее не блок питания, а устройство к которому подключен блок питания. При подключении на автомобильную лампу (12В) - блок питания уходит в защиту. Неисправны конденсаторы фильтра выходного выпрямителя. Требуется замена, при замене рекомендуется ставить конденсаторы на рабочее напряжение не ниже 16В и с низким ESR (LOW ESR), еще их называют компьютерными, по внешнему виду они отличаются от обычных наличием золотистой (серебристой) полоской. Особое внимание следует обратить внимание на С9. Увеличение емкости этого конденсатора снизит амплитуду выходных пульсаций, но затруднит старт блока и заставит увеличивать емкость на питании ШИМ – контроллера, конденсатор должен обладать достаточно малым эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) для безболезненного пропускания большого импульсного тока.
Из блока питания слышно характерное цыканье импульсного трансформатора. Вообще цыкание трансформатора происходит по причине недостаточного питания микросхемы ШИМ -контроллера. Тут возможно два варианта - вышли из строя вторичные цепи например пробой конденсаторов С9(1000мкФ*10В), С11 (220мкФ*16В), диода D6 или же вышли из строя элементы питания ШИМ контроллера первичной цепи - C6 (47мкФ*25В), D2. Третьей причиной (довольно редкий случай) цыкания может быть выход из строя цепи подавления выброса от индуктивности рассеяния (D (на схеме не обозначен), R1(39к), C2 (4700)). На диод в этой цепи хотелось бы обратить особое внимание, использование дешевых и распространенных диодов в этой цепи категорически не рекомендуется, здесь должен стоять ВЧ диод, с минимальным восстановления. При замене диод лучше всего снять с аналогичной цепи любого импульсного блока питания. Так же стоит обратить внимание на С1(22мкФ*400в).
Можно ли поменять UC3843B на UC3843A? На практике приходилось сталкиваться с заводскими блоками питания в которых установлена, и UC3843B, и UC3843A. Особой разницы в работе не замечено - меняйте.
Практический ремонт блока питания D Link, замена пускового конденсатора. Посмотреть.
Практический ремонт блока питания D Link, нестандартный ремонт. Посмотреть.
Практический ремонт блока питания D-Link JTA0302D-E (5В*2А).
Давно созрела идея сделать методическое пособие по ремонту блоков питания выполненных на ШИМ контроллере UC384X. Пока только делаем наработки, которые должны собраться в единый материал. Сразу оговорюсь, сами мы по такой методике блоки питания на 384Х не ремонтируем, слишком долго, и в большинстве своем при ремонте больше полагаемся на интуицию и опыт. Но столкнувшись с неизвестной дрыгалкой (так мы называем ШИМ контроллер) работаем именно по этой методике.
Ремонт №1.
Начнем ремонт со схемы
Рис. Схема блока питания D-Link
Важное замечание если есть хоть малейшее подозрение, что в первичной цепи блока питания есть дефект, рекомендуется включать на лампу накаливания 220В. Пример подключения на лампу. При таком включении при коротком замыкании в первичной цепи блока питания, у Вас не вышибет автоматик, а просто лампочка загорится во весь накал.
Рис. Подключение ремонтируемого блока питания на лампу накаливания 220В.
Рис. Цепь запуска при включении, блок питания D-Link
К слову сказать на схеме указана UC3842B, у рассматриваемого блока питания стоит UC3843A. В чипах, обозначение которых содержит индекс «А», снижен стартовый ток и несколько выше точность опорного напряжения, но стоимость их одинакова. |
На 7 ноге присутствует 7,6В, что соответствует напряжению выключения. Фактически ШИМ контроллер даже не включался, так как для включения требуется не менее 8,4В на этой ноге. Замеряем так называемый пусковой конденсатор С6 (47мкФ*25В) емкость конденсатора 18мкФ. Меняем конденсатор С6 (47мкФ*25В) на конденсатор 47мкФ*50В, напряжение на 7 ноге микросхемы появилось и стало равным 12В.
Замена конденсатора на другой номинал вызвана тем, что на этом месте привычнее видеть конденсатор именно такого номинала, но и 25В тоже должен нормально работать, так как параллельно ему стоит защитный стабилитрон ZD1 на 20В. |
| |
Рис. Форма напряжения питания на 7 ноге UC3842 до замены конденсатора С6. | Рис. Форма напряжения питания после замены конденсатора С6. |
Собственно ремонт закончился. Напряжение на выходе стало в норме.
- Проверка выходного напряжения на нагрузку. Важный этап про который почему то, некоторые механики забывают. Подключаем на выход +5В -автомобильную лампу 12В ближний/дальний свет, лампа должна гореть довольно ярко даже на дальнем свете. Если блок питания не зажигает автомобильную лампу, выходные конденсаторы под замену. В нашем случае проверка на лампу прошла успешно.
Вывод. Данный пример оказался не очень интересный в плане поиска неисправности, но он показывает очень характерную поломку для микросхемы ШИМ контроллера 384x, выход из строя пускового конденсатора.
Практический ремонт. Как бы на самом деле происходил ремонт -общее время ремонта от начала до конца, с мини тех. прогоном 30 мин.
- Меряем входное, выходное сопротивление.
- Включаем, смотрим выходное напряжение.
- Разбираем, осматриваем, меняем пусковой конденсатор не задумываясь, без всяких замеров и осциллограмм.
- Включаем меряем выходное напряжение и выдаем из ремонта с проверкой на лампу 12В.
Запуск и проверка от внешнего блока питания12В, моделирование работы ШИМ контроллера.
Рис. Запуск микросхемы UC3843A от внешнего блока питания.
Данная процедура позволяет проверить работоспособность микросхемы ШИМ контроллера. В рассматриваемом примере этого делать не надо так, как блок питания запустился полсе замены пускового конденсатора, материал изложен в ознакомительных целях. Кратко, на 5 и7 ногу подаем землю и +12В соответсвенно. На 8 ноге должно появится опорное напряжение +5В, на 4 ноге пила, на 6 ноге импульсы управляющие работой силового ключа.
Почему подано 12В?
Во первых, UC3843A напряжение включения 8,4В.
Во вторых, на входе по питанию в блоке питания стоит стабилитрон на 20В, так что больше 20 вольт подавать нельзя.
В третьих, 12 вольт лекго снять с обыкновенного блока питания ATX для компьютера.
1 комментарий
Сергей Лагунов 10 сентября 2018 11:51
Вентиляционные отверстия, конечно, улучшат охлаждение блока питания, это не подвергается сомнению. То есть фактически мы облегчим тепловой режим, только вопрос чего?
Силовой транзистор? Ключевой транзистор стоит без радиатора, это само за себя говорит.
Конденсаторов, от высыхания? Но конденсаторы в этой схеме выходят из строя по высокому ESR конденсаторов выходного фильтра С9 (1000мкФ*10В). И как правило вполне исправный конденсатор С9 (1000мкФ*10В), но с высоким ESR сперва выходит из строя сам а потом уже тянет за собой цепочку С6(47мкФ*25В),ZD1 (20В), ну и если «повезет» ICC1 (UC3845) своим 100% заполнением вытащит силовой ключ в режим непрерывных токов и как говорится судьба ключа зависит от 5-10секунд работы в таком режим, тут не поможет даже принудительная вентиляция. Фактически установив конденсатор С9 (1000мкФ*10В) с гарантированно низким ESR, мы решим проблему с высыханием конденсаторов на корню, без дополнительной вентиляции.
Трансформатора? Вот тут кроме того, что трансформатор рассчитывали не в обрез ни чего не могу предложить, возможно вентиляционные отверстия тут принесут несущественную, но пользу.
Резисторы? Да, резисторы токового датчика R2 (1.8ом) и цепи обратного хода R1(39ком) греются, но геометрически, они стоят довольно далеко от конденсаторов, если не брать в расчет конденсатотра выпрямительного фильтра С1(22мкФ*400В), который практически лежит на этих резисторах, так что и здесь эффект будет, но незначительный.
Теперь о плюсах герметичного корпуса.
Электробезопасность, корпус защищен от брызг, от попаданий мелких предметов внутрь, за мелкие предметы принимаются и тараканы.
Пожаробезопасность, в процессе работы температура блока питания держится довольно высокая, но в случае внутреннего возгорания, на придание корпусу блока питания состояния мягкого пластилина не потребуется много времени, и он просто схлопнется внутрь не успев прогореть, тем самым просто потушив возгорание. В случае же перенапряжения, когда на входе появится 380в вместо положенных 220В, у вас гарантированно, из блока питания не вылетит ни одна искорка, микровзрыв, если таковой случится, произойдет внутри блока
Вообще мне на глаза попадался тепловой расчет и теплограмма такого блока питания, не скажу, что там все идеально, но и поводов для беспокойства я тоже не обнаружил. Расчеты произведены при нагрузке в 24 часа 365 дней в году. Скажу больше, корпус получился настолько удачным, что в таком корпусе вы увидите довольно много блоков питания небольшой мощности и на других ШИМ контроллерах, но по расположению деталей внутри – они как братья близнецы. С другой стороны блоки питания, при запуске в производство, проходят подписание проекта. А в любом проекте обязательно рассматривается вопрос охлаждения силовых элементов, либо аргументируется отсутствие дополнительного охлаждения.
Мое мнение. Дополнительных отверстий делать не надо, хотите улучшить тепловой режим работы, ставьте в выходном фильтре LOW ESR конденсаторы, стоимость такого ремонта увеличится на 5-7 рублей, но полученный эффект будет лучше, чем отверстия в корпусе.
Если же, Вас все таки не убедили наши аргументы. Примите к сведению. Охлаждение эффективно, если есть приток холодного воздуха и отвод горячего. Таким образом, отверстий должно быть, как минимум два, причем эти отверстия должны быть по разным сторонам корпуса. Желательно, чтобы одно отверстие было ниже другого, то есть надо знать, как будет установлен блок питания в розетке.
Столкнулись с довольно любопытной неисправностью блока питания JTA0302D-E для роутера D-Link. При относительно большом количестве ремонтов связанных с микросхемой ШИМ контроллером UC384X, такая неисправность встретилась впервые, и наверно является скорее всего исключением, чем правилом. Но так как ремонт занял несколько больше времени, чем обычно, то решено выделить его в отдельный материал. Материал сделан в пошаговом варианте.
Рис.1 Схема блока питания D-Link
Блок питания не включается.
замеряем напряжение на конденсаторе С1 22мкФ*400В первичного выпрямителя около 300в, напряжение в норме
на питании микросхемы IC1 (UC3843A) 7 нога около 2 вольт, что является недопустимо малым напряжением питания, как результат блок питания не запускается
меняем конденсатор С6 47мкФ*25В, меняем на 47мкФ*50В. Результат - не помогло, напряжение на питании микросхемы IC1 (UC3843A) 7 нога около 2 вольт
запускаем с внешнего блока питания, напряжение 10…18В, меньше не рекомендуется – ШИМ котроллер может не запустится по ULVO, больше не рекомендуется - может сгореть стабилитрон ZD1 (20В). Использовался блок питания на 12В. ШИМ котроллер запускается и работает стабильно, даже немного раскачивается ключевой транзистор и на выходе появляется небольшое напряжения.
Рис.2 Схема включения блока питания на UC3843A от внешнего блока питания.
меняем резистор R4 (300к) на заведомо исправный, 300к не нашлось – установлен 330К. Результат - не помогло, напряжение на питании микросхемы IC1 (UC3843A) 7 нога около 2 вольт
отключаем ключевой транзистор, стабилитрон ZD1 (20В), R9 (5,1), в принципе вместо R9 можно отключить D2, но R9 проще отпаивать. Результат - не помогло, напряжение на питании микросхемы IC1 (UC3843A) 7 нога около 2 вольт
несмотря на то, что микросхема ШИМ котроллера IC1 (UC3843A) запускается от внешнего блока питания, меняем микросхему IC1 (UC3843A), по привычке заменен сразу и ключевой транзистор – но это в данном случае перестраховка, а точнее привычка. Результат напряжение на 7 ноге появилось 9,5 вольт, и соответственно на выходе появилось 5В. Ремонт закончен.
Выводы. Проверка работы от внешнего блока питания не является 100% гарантией исправности ШИМ контроллера UC3843A.
3 комментария
Сергей Лагунов 11 сентября 2018 13:34
Скажите, пожалуйста, как можно увеличить напряжение для данного девайса - который на первой схеме, который для Д-Линка?
- мне нужно на выходе 32 вольта, порядка 1-1,5А
(планируется, естественно, соответствующий трансформатор, транзистор и прочее, что касается нужного на выходе).
Боюсь, что сама по себе идея тупиковая. Сделать блок питания с Вашими параметрами (32Вольта 1,5А) на плате блока питания даже для JTA0302F-E 5В*3А, мое мнение, будет нереально.
Простая математика: Блок питания JTA0302F-E 5В*3А выходная мощность 15Вт, блок питания с вашими параметрами32Вольта 1,5А выходная мощность 32вт. Конденсатор С1 (22мкф*400В см. рис) на входе должен быть уже 50 мкф*400В, а значит бОльшие габариты. Вторая проблема связанная с габаритами - это конечно увеличение массогабаритных параметров трансформатора по сердечнику, значит трансформатор придется вешать на проводах. Работа ВЧ трансформатора на удлиненных проводах необходимых для подключения к нашей плате - самая худшая идея, которую можно предположить.
Схема блока питания D-Link
Рис. Схема блока питания D-Link
На второй схеме, - похоже что по даташит - между 12-ой и землей ("первички") на 2-ю ножку идет опорное напряжение; так там можно поставить потенциометр, и регулировать выходное напряжение, насколько помню.
Как же сделать здесь, в схеме для для Д-Линка? - таким же методом пойти: убрать вторую ножку с "земли", и посадить на опорное, с потенциометром - будет ли работать, как нужно?
Если честно не понял сути вопроса, рисунки подписал, вопрос по Рис. 2 ?
Вот пример регулировки напряжения с реально работающего блока питания. Полный вариант описания блока питания можно посмотреть cтатьи "Эволюция обратноходовых импульсных источников питания", С. Косенко (скачать)
Схема регулировки выходного напряжения для UC384X
Рис. Схема регулировки выходного напряжения для UC384X.
------
И чисто с интереса - зачем именно такой способ: - ---в цепи питания ШИМ контроллера после включения генерации ---- стоит два диода, два-три кондера с резистором, - если , казалось бы, можно обойтись/достаточно/ одним диодом и конденсатором.
------
Ответ можно найти в статье Дмитрия Макашева "Обратноходовой преобразователь" скачать, либо в ее кратком варианте посмотреть.
Если же совсем коротко. При перегрузке (коротком замыкании) на выходе ШИМ контроллер должен отключится согласно UVLO, однако это не всегда происходит, "Проблема связана с трансформированием колебаний от индуктивности рассеяния первичной обмотки на обмотку питания – при перегрузке эти выбросы заряжают С3 и не дают контроллеру выключаться. Поэтому для минимизации их влияния вводят интегрирующие элементы в цепь питающей обмотки, в нашем случае это резистор R4. Иногда ставят дополнительный RC фильтр с постоянной времени большей чем постоянная времени цепи индуктивность рассеяния – паразитная емкость трансформатора. Вместо резистора можно также использовать или активный фильтр, или, лучше, небольшую индуктивность. "
Сергей Лагунов 11 сентября 2018 13:34
Из самых стабильных блоков питания на ШИМ 38xx, надежнее блока питания для весов CAS LP встречать не приходилось, схема блока питания CAS LP. Низкий уровень помех на выходе, высокая стабильность работы. Управление по 24 вольтами идет по цепи делителя для TL431, могу предположить, что такая схема управления выходным напряжением более стабильна. На лишние цепи не обращайте внимание, смотрим только цепь 24В.
Сергей Лагунов 11 сентября 2018 13:34
Все правильно, у 3844 напряжение включения 16В, смотри таблицу, для включения микросхемы на нее надо подать напряжение не менее 16В. 12В достаточно для работы микросхемы, но не для включения.
Схема отключения при понижении входного напряжения.
Схема отключения при понижении входного напряжения
Рис. Схема отключения при понижении входного напряжения.
Схема отключения при понижении входного напряжения или UVLO-схема(по-английски отключение при понижении напряжения – Under-Voltage LockOut) гарантирует, что напряжение Vcc равно напряжению, делающему микросхему UC384x полностью работоспособной для включения выходного каскада. На Рис. показано, что UVLO-схема имеет пороговые напряжения включения и выключения, значения которых равны 16 и 10, соответственно. Гистерезис , равный 6В, предотвращает беспорядочные включения и выключения напряжения во время подачи питания.
Написать этот пост я решил, после прочтения многочисленных комментариев о том, что многим пришлось поменять роутер, так как он стал мигать всеми лампочками подряд, перестал загружаться и прошиваться! Упорно используя «Поиск», описания этой проблемы, к моему великому удивлению, я не нашел на Хабре. Хотя проблема известна давно и описана в Рунете. Бывает такое, по закону подлости, на следующий день как закончится гарантия. А обычно через 1.5-2.5 года эксплуатации. Всему виной, в 90% случаев, лишь блок питания (далее по тексту — БП). В сервисных центрах в ремонте отказывают, т.к. гарантия закончилась или впаривают новый БП по цене от 700 до 1200 рублей. Данная проблема случается в 3 роутерах из 10, оборудованных этими источниками питания. Обычно БП производят сторонние фирмы, а все «восторженные» отзывы пользователей о надежности оборудования, достаются именно D-Link и Asus! Стоимость деталей для ремонта — 10 рублей!
Итак, начнем!
Слева БП Asus, справа БП D-Link. Схема у них одна, бывают незначительные изменения в номиналах компонентов. Самое подлое, что БП выдает, положенные ему 5V и пользователь снимает с него подозрения. Но под нагрузкой напряжение проседает до 2V, а это как раз никто не проверяет!
Для ремонта, нам потребуется: паяльник с припоем, канцелярский нож и изолента. Вместо канцелярского ножа я использую бор-машинку (в народе еще называют “дремель”, пошло от названия фирмы DREMEL). Вскрываем корпус, он склеен, у кого-то, получается разрезать клеевой слой по шву, мне ковыряться лень, я пилю «дремелем». Видим внутри плату с вздувшимся электролитическим конденсатором (картинка не моя, у меня уже кондер поменян):
Выпаиваем вздувшийся конденсатор 1200uF 10V, на его место ставим любой электролитический с параметрами 1000uF-1200uF 10-16V (1200 uF 10 V, 1200uF 10V, 1000uF 16V и т.д.). Также, лучше сразу заменить электролитический конденсатор (он «запускает» БП) 10uF 25V на 10uF 50V. Не забываем соблюдать полярность! Получаем:
Собираем корпус обратно. Склеивать я не рекомендую, т.к. через 1.5 года, возможно, Вам снова придется менять конденсаторы! :) Я обычно собираю на изоленту.
Таким способом, мною были восстановлены 5 БП, которые до сих пор исправно работают. Считаю, данная процедура под силу любому Хабражителю!
Идея написать родилась после очередной непредвиденной поломки блока питания, чтобы поделиться опытом да и самому было где почитать в следующий раз, если попадётся на ремонт подобный блок питания (далее — БП) или понадобится вспомнить схему.
Сразу скажу, статья рассчитана на простого пользователя ПК, хотя можно было и углубиться в академические подробности.
Несмотря на то, что схемы не мои, я даю описание исключительно «от себя», которое не претендует не единственно правильное, а имеет целью объяснить «на пальцах» работу столь необходимого устройства, как БП компьютера.
Необходимость вникнуть в работу APFC у меня появилась в 2005 году, когда я имел проблему с произвольной перезагрузкой компьютера. Комп я купил на «мыльной» фирмочке не вникая особо в тонкости. В сервисе не помогли: на фирме работает, а у меня перезагружается. Я понял, что пришла очередь напрячься самому… Оказалось проблема в домашней сети, которая вечером просаживалась скачками до 160В! Начал искать схему, увеличивать ёмкость входных конденсаторов, слегка попустило, но проблему не решило. В процессе поиска информации увидел в прайсах непонятные буквы APFC и PPFC в названиях блоков. Позже выяснил, что у меня оказался PPFC и я решил купить себе блок с APFC, потом взял ещё и бесперебойник. Начались другие проблемы — выбивает бесперебойник при включении системника и пропадании сети, в сервисе разводят руками. Сдал его обратно, купил в 3 раза мощнее, работает по сей день без проблем.
Поделюсь с вами своим опытом и надеюсь, вам будет интересно узнать немного больше про компонент системника — БП, которому несправедливо отводят чуть ли не последнюю роль в работе компьютера.
Блоки питания FSP Epsilon 1010 представляют собой качественные и надёжные устройства, но учитывая проблемы наших сетей и другие случайности, они иногда тоже выходят из строя. Выкидывать такой блок жалко, а ремонт может приблизиться к стоимости нового. Но бывают и мелочи, устранив которые, можно вернуть его к жизни.
Как выглядит FSP Epsilon 1010:
Самое главное — понять принцип работы и разложить блок по косточкам.
Приведу пример фрагментов схем типового блока FSP Epsilon, которые мной нарыты в нете. Схемы составлены вручную очень усидчивым и грамотным человеком, который любезно вложил их для общего доступа:
Модификации блоков питания данной серии отличаются количеством элементов (впаиваются дополнительно в ту же плату), но принцип работы одинаков.
Итак, что же такое APFC?
PFC — это коррекция коэффициента мощности (англ. power factor correction) PFC) — процесс приведения потребления конечного устройства, обладающего низким коэффициентом мощности при питании от силовой сети переменного тока, к состоянию, при котором коэффициент мощности соответствует принятым стандартам. Если показать это на трёх пальцах, то это выглядит так:
— запустили блок питания, конденсаторы начали заряжаться — пошёл пик потребления тока совпадающий с пиком синусоиды переменного тока 220В 50Гц (лень рисовать). Почему совпадающий? А как они будут заряжаться при «0» вольт ближе к оси времени? Никак! Пики будут в каждой полуволне синусоиды, так как перед конденсатором стоит диодный мост.
— нагрузка блока потянула ток и разрядила конденсаторы;
— конденсаторы начали заряжаться и опять появились пики потребления тока на пиках синусоиды.
И того, мы видим «ёжика», которым обросла синусоида, и который вместо постоянного потребления «дёргает» ток короткими скачками в узкие моменты времени. А чего тут страшного, нехай себе дергает, скажете вы. А вот тут и порылась собака Баскервилей: эти пики перегружают электрическую проводку и даже могут привести к пожару при номинально рассчитанном сечении проводов. А если учитывать, что блок в сети не один? Да и работающим в одной сети электронным устройствам вряд ли понравится подобная «попиленная» сеть с помехами. Мало того, при заявленной паспортной мощности БП, вы будете платить за свет больше, так как нагрузкой уже выступают ваши сетевые провода в квартире (офисе). Возникает задача сбить пики потребления тока по времени в строну провалов синусоиды, тоесть приблизиться к подобию линейности и разгрузить проводку.
PPFC — пассивная коррекция коэффициента мощности. Это значит, что перед одним сетевым проводом БП стоит массивный дроссель, задача которого сбить по времени пики потребления тока во время заряда конденсаторов, учитывая нелинейные свойства дросселя (тоесть то, что ток через него отстаёт от приложенного к нему напряжения — вспоминайте школу). Выглядит это так: на максимуме синусоиды должен заряжаться конденсатор и он этого ждёт, но вот незадача — перед ним поставили дроссель. А вот дроссель не совсем обеспокоен тем, что нужно конденсатору — к нему приложили напряжение и возникает ток самоиндукции, который направлен в обратную сторону. Таким образом дроссель препятствует заряду конденсатора на пике входной синусоиды — в сети пик, а конденсатор разряжен. Странно, правда? А не этого ли мы хотели? Теперь синусоида спадает, но дроссель и тут ведёт себя как и большинство людей: (имеем — не ценим, теряем — жалеем) опять возникает ток самоиндукции только уже совпадающий с убывающим током, что и заряжает конденсатор. Что мы имеем: на пике — ничего, на провалах — заряд! Задача выполнена!
Именно так и работает схема PPFC за счет затягивания пиков потребления тока на провалы синусоиды (восходящий и нисходящий участки) с помощью всего лишь одного дросселя. Коэффициент мощности близок к 0,6. Неплохо, но не идеально.
APFC — активная коррекция коэффициента мощности. Это значит с использованием электронных компонентов, для которых требуется питание. В этом блоке питания фактически два блока питания: первый — стабилизатор 410В, второй — обычный классический импульсный блок питания. Это мы рассмотрим ниже.
APFC и принцип работы.
Рисунок 3:
Мы только подошли к принципу работы активной коррекции коэффициента мощности, поэтому определим некоторые моменты для себя сразу. Помимо основного назначения (приближение к линейности потребления тока по времени), APFC решает триединую задачу и имеет особенности:
— блок питания с APFC состоит из двух блоков: первый — стабилизатор 410В (собственно APFC), второй — обычный классический импульсный блок питания.
— схема APFC обеспечивает коэффициент мощности около 0,9. Это то, к чему мы стремимся — к «1».
— схема APFC работает на частоте около 200KHz. Согласитесь, дёрнуть ток 200000 раз в секунду по отношению к 50 Гц — это практически в каждый момент времени, тоесть линейно.
— схема APFC обеспечивает стабильное постоянное напряжение на выходе около 410B и работает от 110 до 250В (на практике от 40В). Это значит, что промышленная сеть практически не влияет на работу внутренних стабилизаторов.
Работа схемы:
Принцип работы APFC основан на накоплении энергии в дросселе и последующей отдаче её в нагрузку.
При подаче питания через дроссель, его ток отстаёт от напряжения. При снятии напряжения возникает явление самоиндукции. Вот его и кушает блок питания, а так как напряжение самоиндукции может приближаться у двойному приложенному — вот вам и работа от 110В! Задача схемы APFC — с заданной точностью дозировать ток через дроссель, чтобы на выходе всегда было напряжение 410В независимо от нагрузки и входного напряжения.
На рисунке 3 мы видим DC — источник постоянного напряжения после моста (не стабилизированный), накопительный дроссель L1, транзисторный ключ SW1, которым управляет компаратор и ШИМ. Схема сделана довольно смело на первый взгляд, так как ключ фактически делает короткое замыкание в розетке в момент открытия, но мы его простим, учитывая что замыкание происходит на микросекунды с частотой 200000 раз в секунду. А вот при неисправностях схемы управления ключом вы обязательно услышите и даже понюхаете, а может и увидите как сгорят силовые ключи в подобной схеме.
1. Транзистор SW1 открыт, ток в нагрузку течёт как и раньше через дроссель от "+ DC" — «L1» — «SW2» — «RL» к "-DC". Но дроссель сопротивляется движению тока (самоиндукция начало), при этом идёт накопление энергии в дросселе L1 — на нём растёт напряжение практически до напряжения DC, так как это короткое замыкание (правда на долю времени (пока всё исправно). Диод SW2 предотвращает разряд конденсатора C1 в момент открытия транзистора.
2. Транзистор SW1 закрылся… напряжение на нагрузке будет равно сумме напряжений источника DC1 и дросселя L1, который только что некисло приложился к источнику и выбросил ток самоиндукции с обратной полярностью. Магнитное поле дросселя пропадая пересечёт его, индуцируя на нём ЭДС самоиндукции противоположной полярности. Теперь ток самоиндукции имеет одно направление с пропадающим током источника (самоиндукция конец). Самоиндукция — явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока.
Так вот, в момент самоиндукции после закрытия транзистора и получается наша добавочка до 410В из-за добавления энергии от дросселя. Почему добавочка? Вспоминайте школу, сколько будет на выходе моста с конденсатором, если на входе 220в? Правильно, 220В умножить на корень из двух (1,41421356) = 311В. Вот это было бы без работы схемы APFC. Оно так и есть в точке, где мы ждём 410В, пока работает только дежурка +5В и не запущен сам блок. Сейчас нет смысла гонять APFC, дежурке и так хватит её 2 Ампера.
Всё это строго контролируется схемой управления с помощью обратной связи от точки 410В. Регулируется уровень самоиндукции временем открытия транзисторов, тоесть временем накопления энергии L1 — это широтно-импульсная стабилизация. Задача APFC — стабильно держать 410В на выходе при изменении внешних факторов сети и нагрузки.
Вот и получается, что в блоке питания с APFC — два блока питания: стабилизатор 410В и сам классический блок питания.
Сбивание зависимости пиков потребления тока от пиков синусоиды обеспечивается перенесением этих пиков на частоту работы схемы APFC — 200000 раз в секунду, что приближается к линейному потреблению тока в каждый момент времени синусоиды 50Гц 220В. Что и требовалось доказать.
Достоинства APFC:
— коэффициент мощности около 0,9;
— работа от любой капризной сети 110 — 250В, в том числе нестабильной сельской;
— помехоустойчивость:
— высокий коэффициент стабилизации выходных напряжений за счёт стабильного входного 410В;
— низкий коэффициент пульсаций выходных напряжений;
— малые размеры фильтров, так как частота около 200КГц.
— высокий общий КПД блока.
— малые помехи отдаваемые в промышленную сеть;
— высокий экономический эффект в оплате за свет;
— разгружается электрическая проводка;
— на предприятиях и в организациях телекоммуникаций, имеющих станционные батареи 60В, для питания критических серверов можно обойтись вообще без UPS — просто включите блок в цепь гарантированного питания 60В ничего не меняя и не соблюдая полярность (которой нет). Это позволит уйти от тех несчастных 15 минут работы от UPS до 10 часов от станционных батарей, чтобы не легла вся система управления в случае незапуска дизеля. А на это многие не обращают внимание или об этом не думали, пока дизель не обидится как-нибудь разок… Всё оборудование будет продолжать работать, а управлять будет нечем, так как компы поотрубаются через 15 минут. Изготовителем представлен диапазон работы 90 — 265В по причине отсутствия такого стандарта питания как переменные 60В, но практический предел работы был получен на величине 40В, ниже проверять небыло смысла.
Перечитайте пункт внимательно ещё раз и оцените возможности своих бесперебойников для критических серверов!
Недостатки APFC:
— цена;
— сложность в диагностике и ремонте;
— дорогие детали (транзисторы — около 5$ за шт., а их там до 5шт. иногда), зачастую стоимость ремонта себя не оправдывает;
— проблемы совместной работы с бесперебойниками (UPS) за счёт большого пускового тока. Выбирать UPS нужно с двукратным запасом мощности.
А теперь рассмотрим схему блока питания FSP Epsilon 1010 на рис. 1, 2.
Типовые неисправности:
Симптомы:
— перегорает предохранитель с хлопком;
— блок «не дышит» вообще даже после замены предохранителя, что ещё хуже. Значит повреждения грозят обернуться более дорогим ремонтом.
Диагноз: отказ схемы APFC.
Лечение:
В диагностике отказа схемы APFC ошибиться сложно.
Принято считать, что блок с APFC можно запустить и без APFC, если он вышел из строя. И мы так посчитаем, и даже проверим это, особенно когда речь идёт об опасных экспериментах с дорогими транзисторами HGT1S20N60C3S. Выпаиваем транзисторы.
Блок удачно работает, если проблема была только в схеме APFC, но нужно понимать, что блок питания потеряет мощность до 30% и в эксплуатацию его пускать нельзя — только проверка. Ну а далее уже меняем транзисторы на новые, но включаем блок последовательно через лампу накала 220В 100Вт. Блок нагружаем например на старый HDD. Если лампа горит в пол накала и HDD запустился (трогаем пальцами), на блоке крутится вентилятор — есть вероятность, что на этом ремонт закончен. Запускаем без лампы с уменьшенной в 3 раза величиной предохранителя. И сейчас не сгорел? Ну тогда впаиваем родной F1 и вперёд на часовой тест под эквивалентом нагрузки ватт на 300-500! Горящая полным накалом лампа вам говорит об полном открытии ключевых транзисторов или их заупокойном состоянии, ищем проблему перед ними.
Если на каком-то этапе не повезло, возвращаемся к новой покупке транзисторов, не забыв при этом купить и контроллер CM6800G. Меняем детали, повторяем всё заново. Не забываем визуально осмотреть всю плату!
Симптомы:
— блок запускается через раз или когда постоит 5 минут включенным в сеть;
— у вас ниоткуда появился неисправный HDD;
— вентиляторы крутятся, но система не загружается, BIOS не пикает при запуске;
— вздулись конденсоры на материнской плате, видеокарте;
— система произвольно перезагружается, зависает.
Диагноз: высохли электролитические конденсаторы.
Лечение:
— разобрать блок и визуально найти вздутые конденсаторы;
— лучшее решение поменять все на новые, а не только вздутые;
Незапуск происходит из за высохших конденсаторов дежурки C43, C44, C45, C49;
Отказы компонентов происходят из-за повышения пульсаций в цепи +5В, +12В вследствие высыхания конденсатов фильтров.
Симптомы:
— блок свистит или пищит;
— тон свиста меняется под нагрузкой;
— блок свистит только пока холодный или пока горячий.
Диагноз: Трещины печатной платы или непропай элементов.
Лечение:
— разбираем блок;
— визуально осматриваем печатную плату в местах пайки ключевых транзисторов и дросселей фильтров на предмет овальных трещин на месте пайки;
— если ничего не нашли, то всё равно пропаиваем ножки силовых элементов.
— проверяем и наслаждаемся тишиной.
Остальных неисправностей великое множество, вплоть до внутренних обрывов или межвитковых пробоев, трещин в плате и деталях, и прочее. Особенно досаждают температурные неисправности, когда работает пока не нагреется или не остынет.
Блоки питания других производителей имеют похожий принцип работы, который позволит найти и устранить неисправность.
В конце пара советов по БП:
1. Никогда не выключайте из розетки работающий блок питания с APFC! Сначала припаркуйте систему, а потом вынимайте из розетки или выключайте не удлинителе — иначе доиграетесь…
При пропадании напряжения в момент работы блока тянется дуга и происходит искрение, что приводит к куче гармоник отличных от 50Гц — это раз, напряжение убывает и ключи APFC пытаются удержать стабильное напряжение на выходе, открываясь при этом полностью и на большее время, вызывая ещё больший ток и дугу — это два. Это приводит к пробою открытых транзисторов огромными токами и неконтролируемыми напряжениями гармоник — это три. Это легко проверить, если есть желание. Лично я уже проверил… теперь написал эту статью и потратил 25$ на ремонт. Вы можете тоже написать свою. Кстати у FSP Epsilon 1010 кнопка на корпусе отключает не провод питания, а систему управления, при этом все силовые элементы остаются под напряжением — будьте осторожны! Поэтому, если уж нужно срочно выключить комп, то делайте это кнопкой питания на блоке — тут всё продумано.
2. Если вы заранее знаете, что будете работать с бесперебойником, то покупайте блок питания с PPFC. Это избавит вас от ненужных проблем.
В рассказе я старался не приводить лишних графиков, схем, формул и технических терминов, чтобы на пятой строке не отпугнуть рядового мучителя своего ПК, более глубокое понимание основ питания которого, продлит ему время безотказной работы.
Сейчас самое время разобрать системник и определить модель вашего блока питания, заодно и пыль с него вытряхнуть. Одну неисправность вы уже предотвратили. Чистым он с благодарностью будет служить дольше. Смажьте вентилятор, это тоже приветствуется.
Кто дочитал статью до конца — всем спасибо!
Теперь ваш БП в безопасности.
Читайте также: