Jeden z przykładów naprawy zasilacza

Muszę od razu powiedzieć, że pierwotną usterkę naprawiłem, ale ostatecznie nic z tego nie wyszło.
Jeśli jednak kogoś interesują niuanse i metody naprawy, myślę, że znajdzie tu coś ciekawego i przydatnego.

Sytuacja wyglądała tak: w obiekcie były dwie duże klimatyzatory. Po uderzeniu pioruna w pobliżu obie przestały działać. Ktoś zdołał naprawić jedną płytkę, a drugą, po nieudanej naprawie, przyniesiono do mnie.
Jeśli naprawa się powiedzie, zwykle liczę w takim przypadku podwójną stawkę za swoją pracę, bo naprawianie sprzętu po kimś jest znacznie trudniejsze. Dziś pokażę dlaczego.
Początkowo płytka wyglądała tak. Nie dziwcie się, że nie ma na niej wejściowego kondensatora filtrującego — jest podłączany przewodami, do czego służy złącze na płytce. W klimatyzatorach zdarza się to dość często.


Jeszcze bardziej zmartwił mnie jednak widok od spodu. Każda naprawa zaczyna się od oględzin, a nie od próby włączenia. Nigdy nie próbujcie uruchamiać zasilacza bez wcześniejszego sprawdzenia go — to ważne!


Na płytce widać ślady lutowania, a całość wygląda dość przerażająco. Właśnie dlatego nie lubię naprawiać urządzeń po ingerencji innego serwisanta — nie wiadomo, co było tam pierwotnie i co właściwie zrobiono. Spróbujmy jednak to rozgryźć.


1. Widać, że wymieniono kontroler PWM i transoptor. Zastosowano tu kontroler PWM, który nie wymaga dodatkowego uzwojenia transformatora. To bardzo wygodne rozwiązanie, sam takich używam, ale kiedy nagrywałem na ten temat film, zapomniałem o nich.
Widać też, że próbowano wymienić diodę Zenera (po lewej), a drugą diodę Zenera (po prawej) wylutowano.
2. Ślady lutowania są bardzo przygnębiające. Rozumiem, że płytka może tak wyglądać po demontażu elementu, ale po jego zamontowaniu to niedopuszczalne.
3. Widać też, że przelutowywano mostek prostowniczy, a obok zdemontowano rezystor o nieznanej wartości.
4. Tu również widać ślady lutowania. Zdziwiło mnie jednak, że wylutowano wejściowy dławik z dwoma uzwojeniami — po co, pozostaje zagadką. Taki dławik można bez problemu sprawdzić omomierzem na płytce.


Jak już mówiłem, najważniejsze są wstępne oględziny. Często pozwalają ustalić przyczynę usterki i sposób jej usunięcia, zanim jeszcze sięgniemy po lutownicę czy miernik. Powiedziałbym, że w około 70-80% przypadków można wszystko zobaczyć gołym okiem, bez przyrządów. Przynajmniej w zasilaczach :)
W pobliżu transformatora widać ślady wyładowania, a w konsekwencji również metalizację płytki.


Wylutowujemy transformator i widzimy, że między dwoma wyprowadzeniami powstał łuk elektryczny. Podczas jego palenia metal z wyprowadzeń ulega rozpylaniu, dlatego płytka pokryła się cienką warstwą metalu.


Oględziny wykazały, że przewody transformatora przy środkowych wyprowadzeniach uległy przepaleniu. Usuwamy ich resztki nożem, a następnie pobielamy je cyną. Potem bierzemy dwa kawałki drutu i przylutowujemy wyprowadzenia.


Po takich awariach często dochodzi do zwarcia międzyzwojowego. Podłączam transformator do miernika indukcyjności i widzę, że indukcyjność uzwojenia pierwotnego wynosi około 1.3 mH. Wygląda to mniej więcej wiarygodnie. Dla porównania na drugim zdjęciu zwarłem uzwojenie wtórne — widać, że indukcyjność znacznie spadła.


Nie spieszcie się jednak z wlutowaniem transformatora na miejsce. Jak już mówiłem, podczas palenia łuku metal odparowuje z wyprowadzeń — w tym przypadku z przewodu uzwojenia. Osadza się na laminacie i najprawdopodobniej będzie przewodził prąd. W najlepszym razie zasilacz po prostu wybuchnie, w najgorszym stanie się niebezpieczny.
Nawiasem mówiąc, w klimatyzatorach zasilacz czasami nie ma izolacji galwanicznej od sieci, więc w tym przypadku problem może polegać tylko na tym, że zasilacz trzeba będzie naprawiać ponownie.

Tak czy inaczej, dokładnie czyścimy płytkę, a przy okazji oczyszczamy otwory montażowe elementów.


Pierwsze uruchomienie zawsze przeprowadzamy przez żarówkę. Nie wolno używać żarówek LED, świetlówek kompaktowych itp.
Moc żarówki dobiera się zwykle do mocy zasilacza. W przypadku zasilaczy małej mocy (10-40 W) wystarczy żarówka 15-25 W, dla zasilaczy o mocy 40-100 W stosuje się żarówkę 40 W itd.
Przy pierwszym uruchomieniu z żarówką 15 W zaczęła ona migać w rytm załączania przekaźnika na płytce. Po wymianie na żarówkę 25 W wszystko działało już normalnie. Wygląda na to, że płytka pobiera dość dużo prądu.
Tak, podczas takiego testu nie podłącza się obciążenia — zasilacz sprawdza się bez obciążenia.


W trakcie testów okazało się, że stabilizator 5 V mocno się nagrzewa. W końcu wylutowałem go z płytki i niestety uszkodziłem, więc później wymieniłem go na zwykły 7805.


Zwykle przeprowadzam ten test przed naprawą zasilacza, ale tym razem postąpiłem niewłaściwie: najpierw naprawiłem zasilacz, a dopiero potem zacząłem sprawdzać resztę. Po wylutowaniu układu stabilizatora podałem napięcie 5 V na jego wyjście. Okazało się, że płytka pobiera 200 mA i właśnie dlatego stabilizator się przegrzewał, odcinając przy tym wyjście.
Diagnoza: uszkodzony mikrokontroler, ponieważ to on nagrzewał się najmocniej. Biorąc pod uwagę, że zastosowano stabilizator 78L05 o maksymalnym prądzie 100 mA, a stabilizatory dobiera się z zapasem, zaś na zdjęciu widzimy, że płytka pobiera dwa razy więcej, wniosek jest jednoznaczny.
Zamiast spodziewanych 50–70 mA pobór prądu jest 3–4 razy większy.


Potem postanowiłem po prostu doprowadzić swoją pracę choć trochę do końca, chociaż tak naprawdę nie miało to większego sensu, bo i tak nie miałem mikrokontrolera.
Chciałem jednak pokazać, jak należy postępować, jeśli cała reszta jest sprawna, bo przecież zasilacz został naprawiony.

Wspominałem wyżej, że na płytce brakowało jednej diody Zenera, która znajdowała się w obwodzie stabilizacji napięcia. Od razu wiedziałem, jakie napięcie powinno tam być: obwód zasilał przekaźniki, na których widniało oznaczenie 12 V.
Wstawiłem diodę Zenera 9,1 V, ale okazało się, że to za dużo i napięcie wynosiło 16 V zamiast 12 V. Nie ma w tym nic strasznego, ale lepiej wymienić ją na inną. Później wstawiłem diodę Zenera 6,2 V i napięcie wróciło do normy.


Następnie wylutowałem podstawki, w których były osadzone sterownik PWM i transoptor, ponieważ podstawki nie są zalecane w obwodach wysokiego napięcia.
Procedura jest prosta: wylutowujemy podstawki (albo stare układy scalone), oczyszczamy otwory, dokładnie myjemy płytkę, montujemy nowe elementy i jeszcze raz ją myjemy.


Od spodu też trochę uporządkowałem. Zwykle po naprawie, zwłaszcza klimatyzatora, nawilżacza (lub osuszacza) powietrza czy pralki, pokrywam płytkę lakierem ochronnym, bo do takich urządzeń może dostać się wilgoć. Używam lakieru Plastik-70, który ma tę zaletę, że można go zmyć acetonem. Jeśli chcecie zrobić coś „na wieki”, użyjcie lakieru Uretan.


To właściwie wszystko. Dziś przedstawiłem trochę teorii, a przy okazji pokazałem, że można naprawić zasilacz, ale ostatecznie nie naprawić urządzenia. Szkoda :(

No i oczywiście film — tym razem o zastosowaniu żarówki podczas naprawy i diagnozowania usterek zasilaczy.
W skrócie:
1. Jeśli żarówka świeci cały czas, prawdopodobnie jest zwarcie w obwodzie wejściowym, na przykład w mostku prostowniczym, kondensatorach wejściowych albo tranzystorze mocy.
2. Jeśli świeci z połową mocy, prawdopodobnie przebita jest jedna z diod mostka prostowniczego.
3. Jeśli miga z częstotliwością 0,5–2 Hz, wygląda na to, że są problemy w obwodzie wtórnym i sterownik PWM się restartuje. Czasami podobne objawy występują też przy problemach z obwodem zasilania sterownika PWM.