Попал ко мне еще один блок питания, на этот раз от активной АС SVEN SB-550. Ремонт в общем-то рядовой, но тем не менее по своему интересный и с заменой ШИМ контроллера на неродной.
Напоминаю, чтобы быть постоянно в курсе новых тем в блоге, рекомендую подписаться на мой инстаграмм, где я буду выкладывать уведомления о всех новых темах и возможно писать просто о чем-то интересном - ссылка на аккаунт
Также подписаться на обновления и новые статьи можно в телеграм канале - https://t.me/KirichBlog
Забегая вперед, скажу, в данном случае можно было заменить блок питания на любой распространенный, но требовались некоторые доработки, потому проще было восстановить родной.
И так, блок питания установлен в активной АС SVEN SB-550, это система 2.1 включающая в себя саундбар и сабвуфер, причем у саундбара свой внешний БП 18 вольт 3 ампера, у сабвуфера встроенный, а сам сабвуфер подключается по радиоканалу 2.4 ГГц.
Как сказал человек, который принес этот БП, в какой-то момент что-то случилось, сабвуфер издал неожиданный громкий звук и отключился.
Тот же человек выяснил что БП вышел из строя, проверил компоненты, заменил сгоревший шунт, ШИМ контроллер, но результата это не принесло, БП не запускался, хотя судя по диагностике делал такие попытки, но об этом позже.
Поиск по интернету показал, что это характерная "болезнь" данных блоков питания.
Внешне блок питания выглядит довольно скромно и даже знакомо тем, кто ремонтирует различную бытовую технику.
ШИМ контроллер стоит неродной, кроме того видны следы сгорания предохранителя.
Снизу имеются следы попытки ремонта, временный резистор шунта, но плата чистая, за это опять таки спасибо.
Подключаем БП через лампу накаливания, включенную вместо предохранителя, для питания используется стандартный разъем, потому использую не менее стандартный кабель питания.
На контактах питания ШИМ контроллера видна болтанка, а которой мне и говорили, напряжение циклично меняется от 10 до 16 вольт что обычно говорит о попытке запуска контроллера. Процесс должен выглядеть так:
1. конденсатор питания контроллера заряжается от входного конденсатора через цепочку резисторов.
2. когда напряжение поднимается до определенного уровня ШИМ контроллер должен запуститься
3. запустившись, контроллер начинает открывать силовой ключ
4. После того как начался цикл работы силового ключа, появляется напряжение обмотке вспомогательного питания и контроллер питается уже от неё.
5. Если емкости конденсатора питания ШИМ не хватило и он отключился, то цикл повторяется.
Чаще всего БП не может выйти на нормальный режим работы из-за нескольких причин:
1. умирает цепь вспомогательного питания, часто там стоит мелкий резистор 10-20 Ом, он и перегорает
2. Пробивает диод по этой цепи, но это бывает редко
3. Высыхает конденсатор питания ШИМ, тогда энергии, запасенной в нем, не хватает на переход в нормальный режим работы.
4. Проблемы во вторичной цепи, КЗ, пробой выходного диода.
1. Смотрим что вообще происходит на выходе ШИМ контроллера. А там тишина. Конечно тестером проверять не совсем корректно, но даже так должно быть видно какое-то шевеление или всплески, но здесь был полный ноль.
2, 3. Измерение сопротивления на выключенном БП показало что в цепи управления почти КЗ, причем со стороны ШИМ контроллера, потому как на затворе сопротивление было выше на величину затворного резистора.
4. Я уж подумал сначала что выход контроллера в КЗ, но нет, если тщательно разрядить оба конденсатора (входной и питания ШИМ) то сопротивление резко возрастает, значит закрытым выход держит сам ШИМ контроллер, это лучше, хотя и не говорит об его исправности.
Исходно в данном БП был применен контроллер JT3027, он лежал в пакетике с блоком питания.
Но БП был получен с контроллером SG6849 и здесь есть небольшая тонкость. Дело в том, что полным аналогом JT3027 является контроллер SG6848, хотя отличия между 6848 и 6849 сводятся к выводу 5, куда у JT3027 и SG6848 подключается внешний резистор, у SG6849 он отмечен как NC, т.е. как неподключенный.
Формально с SG6849 ни на что влиять не должен, но на всякий случай отключаю его.
Увы, это ни к чему не приводит, мало того, проверив напряжение на транзисторе оптопары увидел, что там оно не поднимается, хотя и немного колеблется, ощущение что оптопара пробита, но нет, если ее вообще выпаять, ничего не меняется, а сама оптопара исправна.
Значит контроллер не переходит в нормальный режим работы и напряжение на канале FB (FeedBack) не поднимается, плохо.
Последняя проверка, подаем на ШИМ контроллер питание с регулируемого БП, ограничение выставил на 100мА, больше контроллер точно потреблять не может.
Плавно поднимая напряжение смотрел за током, все было отлично, ток около нуля, но когда напряжение превысило 16-17 вольт и контроллер запустился сразу стало заметно что потребляет он заметно больше чем ожидалось.
Ток потребления по цепи питания составил 90мА, при этом видно что БП не ушел в режим СС, т.е. контроллер просто стал столько "кушать".
Измерение температуры контроллера поставило точку в дальнейших изысканиях, потому как он быстро стал разогреваться, а значит скорее всего имеется пробой верхнего транзистора выходного каскада.
Магазины не работают, искать один чип по местным магазинам не выгодно, стоимость доставки испортит всё, а с тем, что часто если еще и лимит на минимальную стоимость заказа и добить мне его было нечем, то было решено заменить на что-то аналогичное.
Перерыв свои запасы обнаружил много ШИМ контроллеров, но все они имели существенные отличия в расположении выводов и плата превратилась бы в каракатицу.
Неожиданно вспомнил что у меня лежит блок питания https://www.kirich.blog/obzory/bloki-pitaniya/904-para-blokov-pitaniya-moschnostyu-60vt-na-napryazhenie-12-i-24-volta.html который уже послужил донором трансформатора для паяльной станции.
ШИМ контроллер на месте, вообще все компоненты на месте, ну кроме трансформатора, это радует.
Здесь применен NCP1251, который имеет примерно такую же обвязку, т.е. по сути почти никакой обвязки и не требуется :)
Кроме того частота работы примерно такая же, 65кГц, у JT3027 частота 60кГц.
А еще лучше было то, что он фактически pin-to-pin совместим с SG6849, который в свою очередь тот же SG6848, который аналог исходного JT3027. Т.е. в данном случае ставим условный аналог аналога :)
Следует уточнить, что совместим по выводом он в шестивыводным корпусом SG6849, у восьмивыводного нумерация другая.
Слева NCP1251, справа SG6849
Но нумерация отличается не просто так, дело в том, что ШИМ контроллер в данном корпусе и с данной распиновкой на самом деле полностью совместим и с DIP корпусом, почему так? А посмотрите на первое и второе фото. Единственная разница, его надо ставить "вверх ногами" если попытаться установить сверху платы, но снизу он ставится нормально и можно даже сделать универсальную плату.
1, 2. совместимость выводов.
3. Режем одну дорожку, все таки плата не предназначалась под такой корпус.
4. Припаиваем крайние нижние выводы на место штатного резистора, а левый ми средний верхний к разрезанной дорожке так чтобы выводы попали на ода края этой дорожки в районе реза. Средний нижний и правый верхний выводы пришлось припаять перемычками, но по моему это не так и страшно.
К сожалению на самом деле с заменой не все так гладко (кто бы сомневался), у NCP1251 имеется вывод к которому должна (может) подключаться цепочка отмеченная как OPP/OVP, т.е. защита от перегрузки и перенапряжения.
И здесь есть странности, дело в том, что цепь ОРР на самом деле не совсем ОРР, т.е. ограничение выходной мощности работает независимо от того, распаяна она или нет. Но с распаянной цепочкой можно сделать так, что на старте БП будет запускаться с одним лимитом мощности, а после старта, лимит будет меньше, разница определяется делителем и может быть максимум около 33%.
Т.е. упрощенно, исходно защита ОРР срабатывает при превышении напряжения на шунте выше 0.8 вольта, но установкой делителя мы можем снизить этот порог путем добавления отрицательного смещения, по сути вычитая из исходных 800мВ определенное значение, например 200мВ.
Если честно, я так и не понял, зачем. Единственное что приходит в голову, работа с "тяжелыми" емкостными нагрузками, тогда при старте допустим будет лимит 4А, а после запуска он снизится до 3А, и цепочка нужна чтобы ШИМ не уходил в защиту или делал это реже на этапе старта, такой себе "софтстарт" наизнанку. Но если честно, я не пытался сильно вникнуть в работу этой цепочки, мне было достаточно понять что здесь можно обойтись и без неё. По всему получается, что данная цепь нужна только на этапе запуска и дальше влияние не оказывает.
Вот что действительно полезно, так это вторая функция, OVP, тогда ШИМ будет уходить в защиту если входное напряжение питания слишком высокое, но опять же, для того чтобы это понять он должен как минимум делать попытки запуска, а правильная защита та, которая полностью блокирует работу.
Убрал входной конденсатор, заменил его на более мелкий, по цепи OPP/OVP поставил временный резистор 22к на землю, просто как заглушку чтобы вывод не болтался в воздухе и попробовал запустить.
Запуск прошел без проблем, потому вернул входной конденсатор на место, заменил резисторы токоизмерительного шунта, а вывод OPP/OVP посадил на землю через резистор 1кОм, этот номинал был показан в даташите в примерах, хотя в таком включении он вообще не принципиален.
Кроме того был заменен резистор затвора транзистора с 47 на 22 Ома и параллельно установлен диод 4148 для ускорения процесса закрытия транзистора.
Также добавления интегрирующая цепочка в цепь измерения тока, резистор 1кОм и конденсатор 200пФ.
Резисторы цепи запуска оставил старые, общее сопротивление 1.5 МОм, конденсатор питания ШИМ заменен на 47мкФ, что в сумме дало долгий первоначальный запуск, по даташиту родной номинал резистора цепи запуска должен быть 200кОм, можно заменить, а можно оставить как есть.
Ну и собственно работа БП, на основном выходе имеем 25 вольт, на дополнительном стоит КРЕНка на 5 вольт, именно потому данный БП без проблем можно заменить на любой другой с напряжением 24 вольта и также поставить КРЕНку.
Замена ШИМ контроллера, тем более на неродной, является существенным вмешательством в схему, соответственно требует проведения нагрузочных тестов.
Тест проводился поэтапно, примерно по 15-20 минут на этап, напряжение на выходе БП не просаживается, разница вызвана тем что мультиметр был подключен пусть и через короткие, но провода совместно с нагрузкой.
1. Без нагрузки
2. 1.0А
3. 1.5А
4. 2.0А
5. 2.5А
6. 3.0А
Как видно, БП может выдавать ток до 3А, хотя длительные тесты проводились только до тока в 2.5А, ниже поясню.
Температура платы, результаты при 1А приводить смысла нет, покажу при 1.5, 2.0 и 2.5А, как можно понять по температуре выходных диодов, БП вышел на максимум мощности и продолжает корректно работать, температура трансформатора и высоковольтного транзистора при этом находится в диапазоне нормальных значений.
При токе 3А БП работал некоторое время, потом сработала защита, последующий тест с плавным повышением тока показал что защита срабатывает при токе 3.4А, но судя по всем это зависит от длительности, температуры или наличия коротких всплесков тока.
В любом случае, пока на мой взгляд всё нормально.
После всех операций покрыл плату лаком в районе ШИМ контроллера, но скорее не для изоляции, а для того чтобы дополнительно механически зафиксировать его на плате, ну и защитить от воздействий.
Стрелками отметил места работ.
1. Большие желтые, замененные компоненты
2. Большие красные - добавленные компоненты
3. Тонкие красные, места где резал дорожки.
Блок питания теперь выглядит немного необычно, можно подумать что у него нет ШИМ контроллера :)
И конечно выводы.
Естественно подобная замена имеет смысл как крайний случай, хотя нет, крайним случаем на мой взгляд является замена большей части высоковольтной цепи на что-то типа TOP244Y, тогда выпаивается почти всё, но попутно требуются и существенные изменения, например оптопара ставиться не в земле, а в цепи вспомогательного питания, но иногда я такое делал и с успехом.
Но в любом случае, в большом количестве ситуаций вполне можно заменить один ШИМ контроллер другим, даже если сначала кажется что они совершенно разные, главное хоть примерно понимать что делаешь.
На этом у меня пока всё, надеюсь что информация была полезна.
https://www.kirich.blog/stati/zametki-na-polyah/1150-remont-bloka-pitaniya-sven-sb-550-s-zamenoy-shim-kontrollera.html
