Простий ремонт невеликого блока живлення та трохи теорії

Узагалі навіть не думав писати про цей ремонт, потім хотів написати просто трохи тексту й додати кілька фото, потім захопився — і зрештою вийшла стаття про особливості поведінки блоків живлення за підвищеної напруги, а ще додалося трохи теорії про схемотехніку мікросхем.

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


Усе почалося з того, що зателефонував товариш і запитав, чи можу я взяти в ремонт монітор, який привіз від клієнта. Симптоми — не працює, передісторія — під час чергового зникнення електрики внаслідок прильоту ракет по «військових об’єктах» стався стрибок напруги, і монітор перестав працювати.


Монітор дуже тонкий, хоча скажу, що років 15 тому я робив для товариша блоки живлення приблизно такої самої товщини. Для цього, до речі, зазвичай використовують трансформатори з магнітопроводами зменшеної висоти серії EFD.


Звичайний недорогий монітор домофона, до того ж навіть на гарантії, але, на жаль, після чергового обстрілу виключно «військових об’єктів» магазину не стало.


Усередині, власне, усе передбачувано: чітко видно сліди кіптяви.


Тут трохи відволічуся й викладу кілька фото друкованої плати монітора: практика показує, що іноді це може комусь допомогти з ремонтом.


Комутатори сигналів, імовірно


Цифрова частина, ліворуч — гніздо для карти пам’яті.


Система живлення та контролер


Виймаємо блок живлення й бачимо всю картину в усій красі... Але минулого разу я вже показував щось подібне, тож навряд чи когось налякаю.


Блок живлення, до речі, зібраний відносно непогано: є вхідний фільтр і навіть дросель на виході, єдине — Y-конденсатор виконаний у вигляді SMD-кераміки.


Але нас цікавить вхідна, «гаряча» частина блока живлення.
Сліди кіптяви, щось явно горіло, причому закоптило навіть компоненти, розташовані відносно далеко.


Перша перевірка.
1. На вході практично коротке замикання.
2. Після діодного моста прилад показує нескінченність під час вимірювання опору й падіння 1 вольт під час перевірки діодів в одному з напрямків підключення щупів.
Загалом цей БЖ не зовсім підходить для демонстрації принципів діагностики, і я ще до цього повернуся. Скажу лише, що падіння має бути близько 0,5–0,6 вольта, а в цьому випадку ми бачимо падіння на діодному мосту. Ну, принаймні це не коротке замикання.


1. Випаюємо невеликий конденсатор, який тут виконує роль X-конденсатора, підключеного паралельно до входу БЖ.
2. Опір на вході одразу змінився на нескінченність.
3, 4. Перевірка діодного моста показала, що він справний, отже, є дуже великий шанс, що ШІМ-контролер живий. Діодний міст перевіряють у чотири етапи:
L — плюс
L — мінус
N — плюс
N — мінус.


А тепер теорія.
Що саме я перевірив одразу:
1. Замикання на вході — пробило конденсатор для придушення перешкод.
2. Замикання після діодного моста: дивимося або в точках 1-1, або 2-2. По суті, це одне й те саме, бо опір обмотки трансформатора дуже малий. Але, справедливості заради, варто сказати, що іноді обмотка обривається, хоча й дуже рідко. Тому, якщо в точках 1-1 немає короткого замикання, потім перевіряємо точки 2-2.

Тут застосовано мікросхему DK125, схема з її даташита


Чому я був майже впевнений, що БЖ уцілів і проблема лише у вхідному колі.
Річ у тім, що зазвичай такі мікросхеми мають не лише високовольтний транзистор, а й схему захисту від перенапруги, яка зупиняє роботу, якщо напруга перевищує норму.
Але ви, звісно, запитаєте: а як же транзистор, його ж проб’є? Ні, зазвичай він залишається цілим, бо розрахований на напругу 600–700 вольт, а навіть за вхідної напруги 380 ви отримаєте максимум 530 вольт. Так, найімовірніше, у вас вибухне вхідний електролітичний конденсатор або варистор, якщо раніше не перегорить запобіжник, але ШІМ найчастіше виживає. Саме тому, якщо на вході стоїть конденсатор на 450 вольт, а не на 400, як часто буває, то шансів вижити в блока живлення ще більше.
Конденсатор, звісно, коштує недорого, продається в багатьох місцях, але гірше інше: він може залити електролітом усю плату, і потім доведеться її мити.


Також у даташиті знайшлася блок-схема, на якій видно високовольтний транзистор, і саме тут я одразу помітив дві незвичні особливості. Ні, особисто для мене вони не незвичні, просто незвично бачити їх у звичайнісінькому китайському чипі.
Для початку, думаю, ви помітили, що транзисторів два. Саме через це під час перевірки мультиметром ми бачили падіння напруги на діодному мосту, а не на паразитному діоді високовольтного польового транзистора, і, відповідно, падіння становило 1 вольт, а не 0.5-0.6.


Ця схемотехніка дуже схожа на БІМОП-ключ, причому, коли я спробував знайти інформацію в інтернеті, з'ясувалося, що її майже немає — настільки рідко застосовують подібну схемотехніку. Знайшлася якась зарубіжна стаття, у якій, власне, показано цей хитрий ключ


Але я впізнав його, щойно побачив блок-схему. Річ у тім, що ще наприкінці 90-х я купив одну дуже корисну книжку, яка, по суті, є перекладом добірки інструкцій із застосування від компанії International rectifier, і там якраз ішлося про такий ключ, апонта AN-946B. Там же описані й особливості цієї схемотехніки, є вони і за наведеним вище посиланням. Верхній ключ — біполярний, високовольтний, нижній — польовий, низьковольтний.
Ця схемотехніка дає змогу досягти високої швидкості перемикання з меншими втратами на перехідних процесах.



До речі, тим, хто починає цікавитися конструюванням і ремонтом силових схем, наполегливо рекомендую цю книжку. Так, їй майже 30 років, але базові принципи, описані в ній, допоможуть вам заощадити не одне відро транзисторів. На жаль, свою книжку я досить давно віддав товаришеві й більше її не бачив :( Є відсканована копія, але жахливої якості.


Друга особливість: нижній транзистор не просто польовий, а, схоже, із вбудованим датчиком струму, щось на кшталт такого


Якщо спростити, то це два транзистори: один комутує струм, другий працює як шунт. Але це дуже спрощене пояснення. Крім того, такі транзистори свого часу активно просувала та сама IR, але великої популярності вони не здобули, бо коштували дорожче, а під час ремонту ще спробуй знайти потрібний.


Оскільки, судячи з усього, решта справна, то спочатку випаюю вхідний конденсатор і відмиваю плату від кіптяви. На щастя, обійшлося без прогарів, і кіптяву, хоч і не завжди легко, але вдалося відмити повністю.


Замість запобіжника під'єднуємо лампу розжарювання потужністю 15Вт.


Подаємо живлення і, власне, бачимо, що все чудово. До речі, блоки живлення домофонів часто видають не 12 вольт, а більше — 13-14.
Лампочка не світиться, БЖ працює, усе чудово.


Залишилося повернути на місце елементи захисту, бо, на мій погляд, краще, щоб вони були. На жаль, високовольтної кераміки під рукою не знайшлося, а замовляти одну штуку — довго й дорого, тож обійдемося без неї.
Зрештою запобіжник замінив на інший, більшого розміру, а замість конденсатора припаяв варистор на 470 вольт. Термоусадка теж не завадить: принаймні не доведеться, якщо що, збирати його уламки, та й діодний міст не постраждає.
Загальна висота плати вийшла такою самою, як була.


На другому етапі відмиваємо корпус. Тут відмити так добре не вдалося, сліди все одно залишилися, причому помітні сліди лишилися на задній плівці матриці.


Ставимо блок живлення на його місце


Вмикаємо, перевіряємо.


Власне, ось і все: ремонт простий, клієнтові пощастило, можна сказати, що він легко відбувся, хоча найчастіше все саме так і закінчується. А от, наприклад, якщо прилетіло від блискавки, тут усе може бути набагато гірше. У мене вдома лежать три монітори, майже нові, з одного об'єкта, але ремонтувати їх уже недоцільно, тим паче що знайти для них запчастини дуже проблематично.

На цьому все, сподіваюся, було корисно і, можливо, комусь ця інформація допоможе якщо не з ремонтом блоків живлення, то принаймні розширити кругозір.