Помилки розробників, які трапляються в імпульсних блоках живлення

Насправді сьогодні йтиметься про один блок живлення. Взагалі ідея цієї статті спонтанно спала мені на думку, коли я перебираў удома всякий мотлох і натрапив на один із блоків живлення.

Як до мене потрапив цей блок, я вже не пам’ятаю, але він явно місцевого виробництва. Я колись теж так робив блоки живлення. А звернув я на нього увагу тому, що одразу впало в око кілька косяків розробника, і я хотів би показати, «як робити не треба».
Скажу одразу: ремонтувати чи переробляти цей БЖ я не буду, бо не бачу в цьому сенсу.

Плата відносно велика, адже, на мій погляд, потужність БЖ орієнтовно 35–40 Вт, вихідна напруга — 12 вольт, струм, найімовірніше, близько 3 А.


Зовнішній вигляд, ну як би сказати, міг би бути й охайнішим.


Частина компонентів вітчизняні (імовірно, ще часів СРСР), частина — імпортні, сучасні.


Якість виготовлення плати — на трієчку, можливо, навіть із мінусом. Ну от негарно, та й паяння могло б бути охайнішим.


Щоб не бути голослівним і не почути у відповідь щось на кшталт «а покажи, як сам робив», покажу: колись дуже давно (близько 8 років тому) я робив БЖ для одного огляду, характеристики приблизно ті самі.



А тепер повернімося до початкового прикладу.
На вході є термістор, синфазний дросель. До речі, здається, його обмотки не розділені, а намотані одна на одну. Колись давно я використовував такі самі дроселі, але в низьковольтному перетворювачі.
Вхідний конденсатор Samwha на 47 мкФ — цілком нормально.


Діодний місток має досить скромний вигляд для такого БЖ, поруч видно резистор снабера з якимось дивним слідом нагару на одному з виводів.


БЖ спочатку потрапив до мене згорілим: у високовольтного транзистора буквально «зірвало дах». До речі, трансформатор намотаний дуже охайно, припускаю, що мотали на верстаті, я зазвичай роблю це вручну.


Високовольтна частина. Тут мене здивувало те, що паралельно резистору снабера, який стоїть зверху плати, увімкнено ще цілу купу SMD-резисторів.
БЖ зібраний на базі класичної UСС3842.


Перша помилка.
А це «запобіжник». Ні, я зустрічав подібне рішення й в інших БЖ, переважно китайського походження (не виробництва, а розробки), але таке можна застосовувати лише в низьковольтному колі — поясню чому.
Річ у тім, що під час перегорання такого запобіжника текстоліт може обвуглитися, а вугілля проводить струм — гірше за мідь, але проводить. Далі — нагрівання, займання, новий ремонт у квартирі...


Уважно подивімося на плату й побачимо тут її недоліки — ну, крім флюсу та поганого паяння.


Транзистор і діодна збірка розміщені на одному радіаторі. Це не дуже добре, хоча й терпимо: так роблять навіть відомі виробники. Але, до речі, іноді в таких випадках на ізоляцію встановлюють навіть транзистор в ізольованому корпусі.


Друга помилка.
Тут «прекрасно все»: одразу чотири вузькі місця, які також впливають на безпеку використання.
Стрілками позначено одразу кілька місць, де може статися пробій між первинною та вторинною сторонами блока живлення. У деяких випадках «гаряча» й «холодна» сторони БЖ просто розташовані поруч, в інших можливий пробій за ланцюгом: первинне коло — радіатор — вторинне коло.
Можна було б зробити хоча б захисні прорізи. Вони не усунули б проблему повністю, але трохи поліпшили б ситуацію.


Третя помилка.
З якоїсь дивної причини виводи оптопари вирішили стиснути, тобто спочатку між виводами сторін була певна відстань, у пристойних БЖ їх ще трохи розводять у боки для безпеки, а тут, навпаки, стиснули.


У результаті отримали ще кілька вузьких місць — і між виводами оптопари, і поруч із ними. Нагадаю: мінімальна безпечна відстань зазвичай становить близько 7–8 мм, бажано ще більше. І бажано в таких місцях робити захисні прорізи, щоб у разі забруднення плати не сталося пробою по її поверхні.


І знову ж таки, щоб не бути голослівним, покажу приклад китайського БЖ, тобто навіть не брендовий чи дорогий.
Як бачите, у всіх проблемних місцях витримано захисний проміжок, а крім того, зроблено прорізи.


Четверта помилка.
Як міжобмотковий використано звичайний високовольтний конденсатор, а не спеціальний конденсатор типу Y.


Раніше китайці теж іноді використовували подібні конденсатори, але вже давно не зустрічаю таких косяків — майже завжди ставлять Y-конденсатори.


П'ята помилка.
На виході встановлено звичайнісінький конденсатор загального призначення, хай навіть фірмовий. Це серія SD від Samwha: такі конденсатори добре підходять для низькочастотних кіл, але аж ніяк не для виходу ІБЖ. І то якби після дроселя — там пульсації хоча б менші, а тут одразу після діода.


Заради справедливості скажу, що сам іноді використовую не зовсім придатні конденсатори — теж Samwha, але серії RD. Вони не призначені для такого режиму роботи, проте мають менший внутрішній опір і цілком нормально працюють, якщо їх використовувати із запасом за ємністю.


Ну а якщо хочете, щоб блок живлення працював довго, краще все-таки брати правильніші конденсатори.


Низьковольтна частина: тут також є невеликий косячок у трасуванні.
Вихідні конденсатори з'єднані так, що є ділянки, де струм може «бігати» в обидва боки.

Розбиратися вже було ліньки, але трохи здивували транзистори у вихідному колі біля стабілітрона TL431.


Якщо спростити, то ліворуч неправильно, праворуч — як має бути. У цьому БЖ зроблено щось середнє.


На вихідний дросель, намотаний абияк, я заплющу очі, але резистор потужністю 1 Вт у вихідному снабері трохи здивував. Навіщо там така потужність — не розумію: зазвичай для БЖ такої потужності цілком вистачає 0,25 Вт, ще й із великим запасом.


От якось так. Начебто дрібниці, і на працездатності БЖ ніяк не позначаються, але все ж таки вони досить небезпечні. Чи можна було не припуститися їх на етапі проєктування? Думаю, цілком можна: у БЖ майже немає місць, де довелося б помучитися, щоб зробити правильно. Єдине, мабуть, — Y-конденсатор, але навіть у такому разі завжди можна поставити два послідовно: один біля гарячої сторони, другий — біля холодної. Але це вже коли зовсім ніяк інакше.

Загалом, просто рекомендація: не повторюйте таких помилок.

На цьому в мене все. Я нікуди не зник, просто останнім часом якось немає натхнення щось писати.