Ремонт блока живлення SVEN SB-550 із заміною ШІМ-контролера

До мене потрапив ще один блок живлення, цього разу від активної акустичної системи SVEN SB-550. Ремонт загалом звичайний, але все ж по-своєму цікавий — із заміною ШІМ-контролера на неоригінальний.

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, просто писатиму про щось цікаве — посилання на обліковий запис

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

Забігаючи наперед, скажу: у цьому випадку блок живлення можна було замінити на будь-який поширений, але для цього знадобилися б певні доробки, тож простіше було відновити оригінальний.

Отже, блок живлення встановлений в активній акустичній системі SVEN SB-550 — це система 2.1, що складається із саундбара та сабвуфера. Саундбар має власний зовнішній блок живлення на 18 вольт, 3 ампери, а в сабвуфері блок живлення вбудований. Сам сабвуфер підключається радіоканалом 2.4 ГГц.


Як розповів чоловік, який приніс цей блок живлення, у якийсь момент щось сталося: сабвуфер видав несподівано гучний звук і вимкнувся.
Той самий чоловік з'ясував, що блок живлення вийшов з ладу, перевірив компоненти, замінив згорілий шунт і ШІМ-контролер, але це не допомогло — блок живлення не запускався, хоча, судячи з діагностики, робив такі спроби. Але про це пізніше.


Пошук в інтернеті показав, що це характерна «хвороба» цих блоків живлення.


Зовні блок живлення має досить скромний вигляд і навіть знайомий тим, хто ремонтує різну побутову техніку.


ШІМ-контролер встановлений неоригінальний, крім того, видно сліди згорілого запобіжника.


Знизу є сліди спроби ремонту — тимчасовий резистор шунта. Але плата чиста, за це знову ж таки дякую.


Підключаємо блок живлення через лампу розжарювання, увімкнену замість запобіжника. Для живлення використовується стандартний роз'єм, тож я беру не менш стандартний кабель живлення.
На контактах живлення ШІМ-контролера видно коливання напруги, про які мені й розповідали: вона циклічно змінюється від 10 до 16 вольт, що зазвичай свідчить про спробу запуску контролера. Процес має виглядати так:
1. Конденсатор живлення контролера заряджається від вхідного конденсатора через ланцюжок резисторів.
2. Коли напруга піднімається до певного рівня, ШІМ-контролер має запуститися.
3. Запустившись, контролер починає відкривати силовий ключ.
4. Після початку роботи силового ключа на обмотці допоміжного живлення з'являється напруга, і контролер живиться вже від неї.
5. Якщо ємності конденсатора живлення ШІМ не вистачило й він вимкнувся, цикл повторюється.

Найчастіше блок живлення не може перейти до нормального режиму роботи з кількох причин:
1. Виходить з ладу коло допоміжного живлення; часто там стоїть невеликий резистор на 10–20 Ом, який і перегорає.
2. Пробиває діод у цьому колі, але таке трапляється рідко.
3. Висихає конденсатор живлення ШІМ, і тоді запасеної в ньому енергії не вистачає для переходу до нормального режиму роботи.
4. Проблеми у вторинному колі: коротке замикання, пробій вихідного діода.



1. Дивимося, що відбувається на виході ШІМ-контролера. А там тиша. Звісно, перевіряти тестером не зовсім коректно, але навіть так мало б бути видно якісь коливання чи сплески, а тут — повний нуль.
2, 3. Вимірювання опору на вимкненому блоці живлення показало, що в колі керування майже коротке замикання, причому з боку ШІМ-контролера, адже на затворі опір був більшим на величину опору затворного резистора.
4. Спочатку я подумав, що вихід контролера закорочений, але ні: якщо ретельно розрядити обидва конденсатори (вхідний і живлення ШІМ), опір різко зростає. Отже, вихід утримує закритим сам ШІМ-контролер. Це краще, хоча й не свідчить про його справність.


Спочатку в цьому блоці живлення використовувався контролер JT3027, він лежав у пакетику разом із блоком живлення.


Але блок живлення принесли з контролером SG6849, і тут є невеликий нюанс. Річ у тім, що повним аналогом JT3027 є контролер SG6848, хоча відмінності між SG6848 і SG6849 зводяться до виводу 5: до нього в JT3027 і SG6848 підключається зовнішній резистор, а в SG6849 він позначений як NC, тобто як непідключений.
Формально з SG6849 він ні на що не повинен впливати, але про всяк випадок від’єдную його.
На жаль, це ні до чого не призводить. Ба більше, перевіривши напругу на транзисторі оптопари, побачив, що вона там не підвищується, хоча й трохи коливається. Складається враження, що оптопара пробита, але ні: якщо її взагалі випаяти, нічого не змінюється, а сама оптопара справна.
Отже, контролер не переходить у нормальний режим роботи, і напруга на каналі FB (FeedBack) не підвищується. Погано.


Остання перевірка: подаю на ШІМ-контролер живлення від регульованого БЖ, обмеження встановив на 100мА — більше контролер точно споживати не може.
Плавно підвищуючи напругу, стежив за струмом — усе було чудово, струм близький до нуля. Але коли напруга перевищила 16-17 вольт і контролер запустився, одразу стало помітно, що він споживає значно більше, ніж очікувалося.
Струм споживання в колі живлення становив 90мА, при цьому видно, що БЖ не перейшов у режим CC, тобто контролер просто став стільки «їсти».

Вимірювання температури контролера поставило крапку в подальших дослідженнях, адже він швидко почав нагріватися, а отже, найімовірніше, пробитий верхній транзистор вихідного каскаду.


Магазини не працюють, шукати одну мікросхему в місцевих магазинах невигідно — вартість доставки все зіпсує. До того ж часто є ще й мінімальна сума замовлення, а добрати її мені було нічим, тож вирішив замінити на щось аналогічне.
Переривши свої запаси, виявив багато ШІМ-контролерів, але всі вони мали суттєві відмінності в розташуванні виводів, і плата перетворилася б на каракатицю.

Несподівано згадав, що в мене лежить блок живлення https://www.kirich.blog/obzory/bloki-pitaniya/904-para-blokov-pitaniya-moschnostyu-60vt-na-napryazhenie-12-i-24-volta.html, який уже став донором трансформатора для паяльної станції.


ШІМ-контролер на місці, взагалі всі компоненти на місці, ну, крім трансформатора. Це тішить.


Тут застосовано NCP1251, який має приблизно таку саму обв’язку, тобто, по суті, майже жодної обв’язки й не потрібно :)
Крім того, робоча частота приблизно така сама — 65кГц, у JT3027 частота 60кГц.


А ще краще те, що він фактично сумісний із SG6849 за розташуванням виводів, а той, своєю чергою, такий самий, як SG6848, який є аналогом оригінального JT3027. Тобто в цьому випадку ставимо умовний аналог аналога :)

Слід уточнити, що за виводами він сумісний із SG6849 у шестиконтактному корпусі, у восьмиконтактного нумерація інша.
Ліворуч NCP1251, праворуч SG6849


Але нумерація відрізняється не просто так: річ у тім, що ШІМ-контролер у цьому корпусі й із таким розташуванням виводів насправді повністю сумісний і з корпусом DIP. Чому? А погляньте на перше й друге фото. Єдина відмінність — його треба встановлювати «догори ногами», якщо спробувати поставити його зверху плати, але знизу він стає нормально, і можна навіть зробити універсальну плату.
1, 2. Сумісність виводів.
3. Перерізаємо одну доріжку — все-таки плата не призначалася для такого корпусу.
4. Припаюємо крайні нижні виводи на місце штатного резистора, а лівий і середній верхній — до розрізаної доріжки так, щоб виводи припали на обидва краї цієї доріжки біля місця розрізу. Середній нижній і правий верхній виводи довелося припаяти перемичками, але, на мою думку, це не так уже й страшно.


На жаль, насправді із заміною не все так гладко (хто б сумнівався): у NCP1251 є вивід, до якого має (може) підключатися ланцюжок, позначений як OPP/OVP, тобто захист від перевантаження й перенапруги.
І тут є дивні моменти. Річ у тім, що ланцюг OPP насправді не зовсім OPP: обмеження вихідної потужності працює незалежно від того, розпаяний він чи ні. Але з розпаяним ланцюжком можна зробити так, щоб під час запуску БЖ працював з одним лімітом потужності, а після запуску ліміт ставав меншим. Різниця визначається подільником і може становити максимум близько 33%.
Тобто, якщо спростити, спочатку захист OPP спрацьовує, коли напруга на шунті перевищує 0.8 вольта, але за допомогою подільника ми можемо знизити цей поріг, додавши від’ємне зміщення, тобто фактично відняти від початкових 800мВ певне значення, наприклад 200мВ.

Якщо чесно, я так і не зрозумів, навіщо це потрібно. Єдине, що спадає на думку, — робота з «важкими» ємнісними навантаженнями: тоді під час запуску, припустімо, ліміт становитиме 4А, а після запуску знизиться до 3А. Ланцюжок потрібен, щоб ШІМ не переходив у захист або робив це рідше на етапі запуску — такий собі «софтстарт навиворіт». Але, якщо чесно, я не намагався глибоко розібратися в роботі цього ланцюжка: мені було достатньо зрозуміти, що тут можна обійтися і без нього. Загалом виходить, що цей ланцюг потрібен лише на етапі запуску й надалі не впливає на роботу.

Справді корисна тут друга функція — OVP: тоді ШІМ-контролер переходить у захист, якщо вхідна напруга живлення надто висока. Але знову ж таки, щоб це зрозуміти, він має принаймні спробувати запуститися, а правильний захист — той, що повністю блокує роботу.


Прибрав вхідний конденсатор, замінив його на менший, у ланцюзі OPP/OVP поставив тимчасовий резистор 22к на землю — просто як заглушку, щоб вивід не висів у повітрі, — і спробував запустити.


Запуск пройшов без проблем, тож повернув вхідний конденсатор на місце, замінив резистори струмовимірювального шунта, а вивід OPP/OVP під'єднав до землі через резистор 1кОм. Цей номінал наведено в прикладах у даташиті, хоча за такого підключення він узагалі не принциповий.
Крім того, резистор затвора транзистора замінив із 47 на 22 Ома, а паралельно встановив діод 4148, щоб пришвидшити закривання транзистора.
Також додав інтегрувальний ланцюг у коло вимірювання струму: резистор 1кОм і конденсатор 200пФ.

Резистори ланцюга запуску залишив старі, загальний опір — 1.5 МОм. Конденсатор живлення ШІМ-контролера замінив на 47мкФ, що в сумі забезпечило тривалий початковий запуск. За даташитом номінал штатного резистора ланцюга запуску має бути 200кОм — його можна замінити, а можна залишити як є.


Ну а власне, робота БЖ: на основному виході маємо 25 вольт, на додатковому встановлено КРЕНку на 5 вольт. Саме тому цей БЖ без проблем можна замінити на будь-який інший із напругою 24 вольта й так само встановити КРЕНку.


Заміна ШІМ-контролера, тим паче на нештатний, є суттєвим втручанням у схему, а отже, потребує проведення навантажувальних тестів.
Тест проводився поетапно, приблизно по 15-20 хвилин на кожному етапі. Напруга на виході БЖ не просідає; різниця зумовлена тим, що мультиметр був під'єднаний до навантаження окремими, хоч і короткими, проводами.
1. Без навантаження
2. 1.0А
3. 1.5А
4. 2.0А
5. 2.5А
6. 3.0А

Як видно, БЖ може видавати струм до 3А, хоча тривалі тести проводилися лише за струму до 2.5А — нижче поясню чому.


Температура плати. Немає сенсу наводити результати за 1А, покажу за 1.5, 2.0 і 2.5А. Як можна зрозуміти за температурою вихідних діодів, БЖ вийшов на максимальну потужність і продовжує коректно працювати, а температура трансформатора та високовольтного транзистора при цьому залишається в межах норми.


За струму 3А БЖ пропрацював деякий час, а потім спрацював захист. Подальший тест із плавним підвищенням струму показав, що захист спрацьовує за струму 3.4А, але, судячи з усього, це залежить від тривалості, температури або наявності коротких сплесків струму.
У будь-якому разі, поки що, на мій погляд, усе нормально.


Після всіх операцій покрив плату лаком у районі ШІМ-контролера, але радше не для ізоляції, а щоб додатково механічно зафіксувати його на платі й захистити від зовнішніх впливів.
Стрілками позначив місця, де працював.
1. Великі жовті — замінені компоненти
2. Великі червоні — додані компоненти
3. Тонкі червоні — місця, де перерізав доріжки.


Тепер блок живлення має трохи незвичний вигляд — можна подумати, що в ньому немає ШІМ-контролера :)


І, звісно, висновки.
Звісно, така заміна має сенс лише як крайній випадок. Хоча ні, крайнім випадком, на мій погляд, є заміна більшої частини високовольтного кола на щось на кшталт TOP244Y. Тоді випаюється майже все, але водночас потрібні й суттєві зміни: наприклад, оптопару встановлюють не на землю, а в коло допоміжного живлення. Але іноді я так робив — і успішно.

Та в будь-якому разі, у багатьох ситуаціях цілком можна замінити один ШІМ-контролер іншим, навіть якщо спочатку здається, що вони зовсім різні. Головне — хоча б приблизно розуміти, що робиш.

На цьому поки все, сподіваюся, інформація була корисною.