Відносно простий ремонт пари блоків живлення

Мені тут деякий час тому надіслали в ремонт кілька різних пристроїв, серед них була й пара блоків живлення. Ремонти, власне, не надто складні, але охоплюють досить значну частину типових несправностей, і на їхньому прикладі я хотів би показати, що до чого, чого краще не робити, а що, навпаки, робити обов’язково.

Як завжди, нагадую: щоб постійно бути в курсі нових тем у блозі, рекомендую підписатися на мій інстаграм, де я публікуватиму сповіщення про всі нові теми й, можливо, писатиму просто про щось цікаве — посилання на акаунт

Також підписатися на оновлення та нові статті можна в телеграм-каналі — https://t.me/KirichBlog


Спершу про важливе: настійно рекомендую не повторювати описане у статті, якщо ви не впевнені у своїх діях, не розумієте хоча б приблизно принцип роботи ІІП або зовсім не маєте практичного досвіду. Це небезпечно і для вас, і для «пацієнта», і для вашого обладнання: у блоках живлення присутня небезпечна напруга — щонайменше 300–320 вольт.

Отже, першим іде вже знайомий моїм читачам блок живлення потужністю близько 300 Вт. Я робив і просто огляд подібного БЖ (24 вольти), і огляд із його доопрацюванням (БЖ на 60 вольт). Ба більше, згодом мені довелося переробляти ще один БЖ на 60 вольт, тож виходить, що модель відносно популярна.

Тут же блок живлення на 48 вольт, а оскільки потужність цих БЖ становить 300 Вт, то струм відповідно близько 6 А.
Симптоми — не працює. Перед виходом з ладу виникла ситуація, коли на виході БЖ з’явилася напруга (імовірно) з боку навантаження, а сам БЖ був вимкнений. Після подавання мережевого живлення БЖ вийшов з ладу.



Будь-який ремонт завжди починаємо з ретельного огляду компонентів на наявність пошкоджень, а плати — на сліди кіптяви та прогарів. У цьому випадку, крім відсутнього запобіжника, усе було гаразд, тож одразу переходимо до вимірювань.
1. Спершу перевіряємо, що маємо на вхідному конденсаторі. Перед цим я зазвичай рекомендую його розрядити, адже в деяких ситуаціях на ньому може залишатися заряд. Тут маємо КЗ, отже, проблема або в транзисторах інвертора, або в діодному мосту, або в конденсаторі.
2. Під час перевірки переходу стік—витік (середній і правий виводи транзистора) також маємо КЗ. Тут установлено два транзистори, з’єднані паралельно, але їхні затвори розв’язані через резистори.
3, 4. Ось і перші результати: опір між виводами витік—затвор (двома крайніми виводами) одного транзистора становить близько 2 кОм, а другого — КЗ.


Імовірно, той транзистор, на виводах якого КЗ, пробитий — випаюємо його.
Так і є. Після демонтажу опір на платі став схожим на нормальний, явних КЗ немає. Нижче — результати перевірки кіл стік—витік і витік—затвор за обох полярностей підключення приладу.
Чому я просто не перевірив транзистор? Звісно, можна було, але плату все одно довелося б перевіряти, адже проблема могла залишитися на платі.


На цьому етапі радіоаматор-початківець запитає: ну що, міняємо транзистор і вперед?
Звісно, ні, це лише початок.

Кола затворів розв’язані низькоомними резисторами — це звичайна практика, і часто ці резистори перегорають, як сталося й цього разу.
Лівий резистор обірвався або майже обірвався, правий цілий.


Хтось запитує: ну що, тепер уже можна міняти резистор, транзистор і запобіжник? Ні, і тепер не можна — треба перевіряти далі.

Найчастіше, коли транзистор виходить з ладу, особливо якщо його пробиває на затвор, виходить з ладу й те, що стоїть у колі затвора, наприклад резистор. Але сам по собі резистор зазвичай не перегорає.
До речі, тут власникові БЖ дуже пощастило, бо струмовимірювальний шунт залишився цілим, а отже, цілі й кола вимірювання струму. Адже найчастіше пробій відбувається і в цьому колі, а там у 90% випадків доводиться міняти ШІМ-контролер, який ще й треба знайти, а маркування стерте — отже, доводиться відновлювати розпіновку, шукати аналог...

Перевіряємо коло керування транзисторами, і тут мені допоміг такий самий БЖ на 60 вольт, надісланий для перероблення.
Угорі — перевірка в обох напрямках виходу драйвера на БЖ, який ремонтуємо, унизу — на справному, і аномалію одразу видно. Фото з результатами вимірювання на справному БЖ вирішив залишити про всяк випадок — раптом комусь стане в пригоді під час ремонту.


Ага, виявилося, що вийшов з ладу стабілітрон, причому не через коротке замикання, яке було б простіше діагностувати, а через частковий пробій. Тобто він майже як справний, але нормально вже не працює. До слова, у разі пробою високовольтного транзистора коло затвора дуже вразливе, і його треба перевіряти насамперед.

Певною мірою пощастило ще й тому, що ШІМ-контролер керує транзисторами не безпосередньо, а через емітерний повторювач (у зеленому прямокутнику) — пару транзисторів трохи лівіше й нижче. Можна було, звісно, випаяти їх і перевірити, і саме так я б і рекомендував зробити, але я обмежився перевіркою мультиметром прямо на платі. До того ж цілим залишився резистор, через який він живиться, — він трохи нижче.
Крім того, цілим залишився і другий високовольтний транзистор, а отже, стабілітрон захистив драйвер, а резистор затвора виконав роль запобіжника.


Результати вимірювання виходу драйвера в режимі перевірки діодів мають бути такими, як на фото. Додав їх також про всяк випадок, бо часом подібні дані значно пришвидшують пошук проблеми.


І, звісно, зараз частина ремонтників-початківців вигукне: ну що, міняємо детальки й запускаємо?
Ні, не запускаємо, бо мені особисто поки що незрозуміла причина виходу з ладу. Крім того, у блоках живлення завжди треба перевіряти ще й вихідне коло. Випадки з несправними конденсаторами опустимо, тим паче що блок живлення має невеликий напрацьований ресурс, а конденсаторів там кілька.

Дивимося, що на виході, а там ще одне коротке замикання. Найчастіше це КЗ вихідного діода, а оскільки блок живлення в нас прямоходовий, то діодної збірки.
Так і є: діодні збірки тут також увімкнені паралельно, і половинка однієї пробита наскрізь. Тож після ремонту первинної частини ми б у найкращому разі отримали спрацювання захисту, а в найгіршому — знову пішли б по детальки.
Ліворуч — як було спочатку, праворуч — після випаювання діодних збірок.


Отже, маємо компоненти, що вийшли з ладу:
1. Транзистор
2. Діодна збірка
3. Резистор затвора
4. Захисний стабілітрон транзисторів.

Хоча, як на мене, спочатку вийшла з ладу діодна збірка, потім захист не встиг або не зміг спрацювати, вийшов з ладу транзистор, далі пробило стабілітрон, згорів резистор, а наприкінці згорів запобіжник.


А давайте тепер перевіримо блок живлення. Звісно, хтось скаже: як перевіримо, якщо на платі бракує половини силових компонентів?
Легко й просто. Спочатку встановлюємо захисний стабілітрон, потім трохи доопрацьовуємо плату, додавши ізолятор під радіатор, а тоді ставимо радіатор з однією справною діодною збіркою.


Подаємо живлення через лампочку (це обов’язково) й дивимося, що на виході. А на виході, власне, все гаразд. Ба більше, схемотехніка цього блока живлення така, що тепер він просто перетворився з блока на 300 Вт на блок на 150 Вт, і ним цілком можна користуватися.


Другим на етапі діагностики був, здавалося б, звичайний блок живлення в корпусі. Таких не тисячі, а мільйони, та й несправність заявлена цілком класична — втрата потужності. Тобто блок живлення наче працює, але варто його навантажити — вимикається. Спочатку він стояв у 3D-принтері.


Коли відкривав, то був готовий побачити звичний блок живлення на базі TL494, але виявилося, що ні, тут щось явно новіше. Та й, чесно кажучи, я навіть радий цьому: чомусь особисто мені блоки живлення на базі TL494 ремонтувати подобається менше.


1. На вході навіть розпаяний мережевий фільтр.
2. Роботою ШІМ-контролера з маркуванням LO1216 BE0747LE керує саме він. Що це за ШІМ-контролер, я не шукав, та й не треба було, бо, судячи з усього, з ним усе гаразд.
3. Ось що мене справді здивувало, то це трансформатор. Через мене пройшло багато блоків живлення, але щоб як магнітопровід стояв осердок із ТДКС... Оце так здивували. Ні, по суті це той самий ферит, і його цілком можна так використовувати, але таке застосування в заводському блоці живлення я бачу вперше.
4. На виході пара конденсаторів 2200мкФ 35 вольт «звичайного» типу, навіть на 85 градусів.


Підключаємо, запускаємо тест навантажувальної здатності з порогом вимкнення 22 вольти — за струму 2.8А навантаження вимкнулося. Знижуємо поріг до 20 вольт — тепер вимкнулося вже за струму 5.4А. Ну, тут усе зрозуміло: випаюємо вхідний конденсатор і бачимо, що він пішов в обрив.


Для перевірки тимчасово підкидаю якийсь уживаний конденсатор зі співмірною ємністю й перевіряю ще раз. Тепер блок живлення без проблем витримує струм 11А за заявлених 10.


Оскільки я рідко займаюся ремонтом блоків живлення — можливо, тому що рідко звертаються, а якщо й звертаються, то зазвичай цікавляться дистанційним ремонтом, а може, тому, що часто це економічно невигідно, — запасу типових компонентів удома не тримаю.
Власне, тому після діагностики я написав замовнику список того, що треба замінити, і скільки це коштує, узгодив і відразу замовив деталі для обох блоків живлення, а також дещо собі, щоб заощадити на доставці. До речі, доставка конвертика НП вагою 100 г обійшлася в... 75 грн.

Разом самі компоненти обійшлися:
Транзистор SPA17N80C3XKSA1 — 168 грн, можна було знайти дешевше, але тоді довелося б двічі платити за доставку.
Діодна збірка VS-60CPH03PBF — 63 грн
Конденсатор 220uF 400V 25*35 105C 2000Hr — 84 грн
Конденсатори 2 шт. TE 3300uF 35V 16*32 105C 5000Hr [Low ESR] — 2х25.20=50.40

Решта дрібниць була під рукою, та я їх навіть не рахував.


Також почну з блока живлення на 48 вольт.
Немає сенсу показувати процес заміни компонентів, а от щодо діодної збірки зроблю пояснення.

Якщо польові транзистори можна без проблем з'єднувати паралельно, то з діодними збірками є нюанси. Тут треба або шукати точно таку саму, причому якомога ближчу за параметрами, і ставити дві однакові, тобто міняти обидві, або замінити їх на одну потужнішу. Я обрав саме другий варіант, тим паче що вже робив так раніше.
У результаті це позбавляє потреби підбирати збірки з однаковими параметрами, адже вона одна. По-друге, ця діодна збірка не лише нормально працює у версії на 60 вольт, а й має кращі параметри.

Далі все гранично просто й зрозуміло з фотографій. Уточню лише, що встановлювати її треба саме у верхній частині радіатора, бо якщо поставити нижче, вона упреться гвинтом у трансформатор. Ізолювати її від радіатора немає сенсу, нижче поясню чому.


Щодо ізоляції. Річ у тім, що в цих БЖ хоч і встановлені ізольовані діодні збірки, сам радіатор через кріпильний гвинт з'єднаний із плюсом виходу, а отже, і з фланцем діодних збірок. Це створює одну неприємну проблему.
Під час ремонту чергового блока живлення я закріпив збірку трохи нижче, вона злегка вперлася в трансформатор, радіатор змістився буквально на частку міліметра й замкнув на полігон землі. Саме тому наполегливо рекомендую додати ізоляцію під радіатором. Для цього навіть не потрібно випаювати діоди: достатньо послабити кріпильний гвинт і підсунути туди шматочок картону.


Отриманий транзистор, на жаль, помітно відрізняється від установленого раніше. Який із них насправді оригінальний, сказати важко.
Як розумієте, за ціни майже 5 баксів за 1 шт. міняти обидва буде надто накладно, тому міняємо один. Насправді це не так страшно, як здається. Єдина проблема, яка може виникнути, — різний час відкривання/закривання, але тут я нічого змінити не можу.


Останнє, що зробив, — замінив запобіжник. Але оскільки він трохи забруднив плату, про всяк випадок зняв клемник і перевірив, що під ним, заодно трохи зчистивши кіптяву. До речі, кіптява, а особливо сліди підгоряння, добре проводять струм, тому їх треба обов'язково ретельно вичистити.
До слова, запобіжник тут маленький, на 5 А. Такого в мене не знайшлося, тож поставив звичайний, вертикально.


Після будь-якого ремонту пристрій треба перевірити, тому під'єдную його до навантаження й дивлюся, як він поводиться.


А поведінка не тішить: виявився аномальний нагрів у зоні драйвера затвора, а якщо придивитися, видно, що сильно гріються стабілітрон і транзистори драйвера.


Вимірявши напругу живлення ШІМ, з'ясував, що вона становить близько 19 вольт без навантаження і близько 21-21.5 за максимального навантаження. Звісно, стабілітрону на 15 вольт доводиться непереливки.
Якщо робити як слід, треба було б знизити саме напругу живлення, але це знову доробки, тому просто замінив стабілітрон на 15 вольт на 18. Це максимальна напруга стабілітрона, яку можна застосовувати в цьому місці, адже для транзистора максимум напруги на затворі — 20 вольт.

Забув написати: резисторів на 5.6 Ома під рукою не знайшлося. Точніше, були, але розміру 1206, а тут стоять 0805. Хоча розміри контактних майданчиків загалом дозволяли встановити й 1206, їхнє розташування було вкрай незручним. Власне, поясню: можна встановити резистори номіналом приблизно 3-10 Ом, але міняти треба обидва одразу.


Навантажуємо струмом 6 А й дивимося далі.


На цьому, власне, все. БЖ нормально витримував і 7 А, деякий час працював під навантаженням 6 А, але більше жодних проблем не виявилося.


Відмиваємо плату від залишків флюсу — і на цьому ремонт можна вважати завершеним.


Переходимо до ремонту другого БЖ, тут усе помітно простіше.
Я замовив конденсатори на заміну — і вхідний, і вихідні, просто про всяк випадок.
1. Новий вхідний із заявленою ємністю 220мкФ, фактично показав близько 193-194мкФ. Перевірив мультиметром — показав приблизно таке саме значення. Хм... недоклали 10%...
2. Мій старенький БВшний, загалом можна було залишити й його, але я не люблю ставити у вироби, які ремонтують, БВшні деталі й роблю це лише в крайньому разі та й то за погодженням.
3. Нові вихідні, на жаль, у магазині були лише цієї «фірми», даташит тут, у мене нічого відповідного не було. Загалом, на мій особистий погляд, це доволі дорого за фактично безіменний конденсатор, але ємність майже відповідає заявленій, а мультиметр узагалі показав рівно 3300мкФ.
4. У стареньких ємність занижена ще більше, а ESR удвічі вищий. Загалом їх можна було й залишити, але мені хотілося зробити краще.


Також на платі блока живлення ви часто можете побачити ще один конденсатор — зовсім маленький, у високовольтній частині. Його ємність зазвичай близько 10-47мкФ, а напруга — 25-50 вольт. Так от, якщо БЖ уже не новий, його варто замінити, особливо якщо він якийсь безіменний. Цей конденсатор стоїть у колі живлення ШІМ-контролера, часто висихає, і БЖ починає працювати неналежно та важко запускається.


Ось що мені не подобається в ремонті дешевих китайських БЖ: діагностуєш проблему, ремонтуєш, а потім під час складання помічаєш, що транзистор притискається абияк. Тобто, крім власне ремонту, треба ще вишукувати недоробки й виправляти їх.
Довелося прокласти прокладку зі склотекстоліту й один шар ізоляційної стрічки на ньому для амортизації.


Збираємо все докупи, заодно замінюємо термопасту на нову.


Перше ввімкнення завжди робимо через лампочку, навіть якщо майже нічого не робили, навіть якщо начебто на 200% упевнені, навіть якщо у вас 60 років досвіду (хоча ви й так це знаєте) і ви перед сніданком ремонтуєте п'ять блоків живлення — завжди!
А я от цього не зробив і поплатився — добре, що лише запобіжником, а міг би влетіти на 84грн + 75грн за доставку. Вгадайте, чому. Ліворуч, до речі, БЖ під'єднаний до живлення, але власне споживання дуже мале, що тішить.


Під'єднуємо до навантаження, запускаємо автотест з обмеженням у 12А — начебто все нормально.


Далі навантажую струмом 10А, тобто максимальним заявленим, і чекаю. За кілька хвилин помічаю якийсь запах чогось перегрітого.


А ні, виявилося, що для цього БЖ це «фіча», просто він так спроєктований: сильно гріються термістор і вихідний навантажувальний резистор, хоча 78 градусів на дроселі й 92 на трансформаторі теж важко назвати нормальним результатом. До слова, температура навантажувального резистора сягає 120 градусів; на другому фото він просто частково закритий дроселем.


Ось, власне, і все. Начебто нічого особливо складного, але, як я завжди кажу, звичка все перевіряти з'являється після першого відра спалених транзисторів.
А тепер, власне, про доцільність ремонту блоків живлення. На мій особистий погляд, вона прямує до нуля. Як гадаєте, скільки має коштувати ремонт цих двох БЖ без урахування вартості компонентів? Просто цікаво.
А тепер порахуймо: БЖ, які коштують дешево, ремонтувати немає сенсу, бо вони... коштують дешево. Дорогі БЖ ремонтувати начебто й варто, але часто це щось високотехнологічне, щільно скомпоноване й із дорогими компонентами. Тобто якщо в БЖ не банальна проблема на кшталт висохлих конденсаторів або пробитого через перенапругу варистора, ремонт перетвориться на проблему. Про компонування сучасних БЖ можна подивитися, наприклад, на такому або такому.

Тобто відремонтувати можна, але це не завжди доцільно, і кожен випадок треба розглядати окремо, бо іноді справді простіше відремонтувати, особливо якщо робиш це сам.

І відразу скажу: я не дуже люблю запитання на кшталт «у мене не працює блок живлення, скажіть, що треба замінити, щоб він запрацював?». По-перше, дистанційна діагностика забирає в мене багато часу й мало допомагає тому, хто запитує, до того ж не завжди безпечна. Деякі речі майстер помічає одразу під час огляду, поки крутить пристрій у руках, а за фотографіями це не завжди зручно робити. До того ж те, що я перевіряю мультиметром за п'ять хвилин, у листуванні перетворюється щонайменше на години, а то й дні.
Але я не заперечую, дистанційний ремонт можливий, проте коштує щонайменше вдвічі дорожче, ніж якби ви робили це самі (максимум — можу просто так підказати, якщо проблема типова), і без жодних гарантій. Вибачте, мій час теж коштує грошей, та й не завжди зручно за кілька днів згадувати, на чому ми зупинилися минулого разу, тим паче що таких звернень паралельно буває кілька.

Власне, на цьому все. Дуже сподіваюся, що це було хоч чимось корисно. Може, якось іще щось подібне підкину, а поки піду далі копирсатися в новій платі для перероблення блока живлення на ДБЖ. Уже можу сказати, що вона працює так, як я й очікував :)