Как проверить шим контроллер блока питания телевизора

Обновлено: 07.05.2024

В далекие, теперь уже времена прошлого века, в блоках питания для понижения или повышения напряжения применялись линейные трансформаторы. Диодный мост и электролитический конденсатор сглаживал пульсацию. Далее напряжение стабилизировалось линейными или интегральными стабилизаторами. Вес таких источников питания был достаточно большой, ничуть не меньше были и габариты. Чем большая мощность требовалась от БП, тем в несколько раз был объемнее и тяжелее сам блок питания.

Если заглянуть в современную бытовую технику, то сейчас вы увидите импульсный источник питания, или блок питания – сокращенно ИБП. В таких модулях питания используется в качестве управления специальная микросхема-контроллер Широтно-импульсной модуляции, или сокращенно ШИМ. Здесь мы и поговорим об устройстве и назначении этого элемента.

Преимущества и определения ШИМ-контроллера

ШИМ-контроллер это совокупность нескольких функциональных схем для того чтобы управлять выходными силовыми каскадами, собранными обычно на транзисторах. Управляются они исходя из той информации, которую микросхема ШИМ получает от выходных цепей. В зависимости от тока или выходного напряжения на выходе блока питания ШИМ-контроллер регулирует время открытия ключевого транзистора. Таким образом, получается замкнутый круг. Эта часть блока питания называется обратная связь или ОС.

В литературе и интернет источниках можно встретить случаи, когда ШИМ-контроллерами называют различные генераторы сигналов с регулировкой широты импульса, НО без обратной связи! К таким генераторам (на NE555 и др.) не совсем корректно применять понятие контроллер, скорее регулятор или генератор.

Широтно-импульсная модуляция – это тот метод, когда сигнал модулируется не с помощью изменения амплитуды или частоты, а с помощью длительности импульса. Далее, после интеграции импульсов при помощи LC-фильтров происходит сглаживание модулированного сигнала.

Характеристики ШИМ.

Для Широтно-модулированного сигнала характеристик всего две:

Частота следования импульсов
Скважность импульсов, или коэффициент заполнения. По сути это одно и то же. Разница лишь в обозначении: для скважности -это D, для заполнения используем литеру S. Коэффициент заполнения = единица / период сигнала T

T – Период сигнала

F – Частота сигнала

Таким образом, коэффициент заполнения ничто иное как интервал от периода сигнала. Отсюда следует что он (коэффициент заполнения) всегда будет меньше единицы, что не скажешь о скважности – она всегда будет больше 1.

Возьмем пример:

Частота сигнала = 50 кГц.

Период сигнала = 20 мкс.

Теперь предположим, что ключ выхода ШИМ открывается на 4 мкс. Коэффициент заполнение составит минус 20%, а скважность будет равна 5.

Конечно же, в расчет необходимо брать конструкцию ШИМ, исходя из количества силовых ключей.

Отличительные особенности импульсных и линейных БП.

Существенным преимуществом импульсных источников питания перед линейными является хороший КПД (около 90%)

Структура ШИМ

Давайте рассмотрим структуру любого ШИМ-контроллера. Хоть в своем огромном семействе разные ШИМ-ы и обладают дополнительными функциональными особенностями, но все же они все похожи.

Заглянув в микросхему, мы увидим полупроводниковый кристалл, в котором находятся следующие функциональные составляющие:

Генератор последовательных импульсов.
Источник опорного напряжения.
Схема обратной связи (ОС), усилитель ошибки.
Генератор прямоугольных импульсов, управляющий транзисторами, которые в свою очередь коммутируют силовые ключевые каскады.

Количество этих ключей, зависит от предназначения самого ШИМ-контроллера. Например, простые обратноходовые схемы построены на 1-м силовом ключе, полу мостовые на 2-х, а мостовые преобразователи на 4-х ключах.

Выбирая ШИМ-контроллер необходимо исходит из того какой ключ используется. Например, если в блоке питания в качестве выходного каскада стоит биполярный транзистор, то подойдет большая часть контроллеров. Связано это с тем, что управлять таким силовым ключом достаточно просто – подавая импульсы на базу транзистора, мы открываем и закрываем его.

А вот если мы будем использовать полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) или IGBT транзисторы, то здесь уже немного сложнее. Выходной транзистор-ключ мало того что нужно открыть – путем заряда затвора, так нам его еще надо и закрыть, естественно разряжая затвор ключа. Для таких схем используются соответствующие ШИМ-контроллеры. У них на выходе стоит 2 транзистора – один заряжает затвор ключа, а другой разряжает, замыкая его на землю.

На заметку:

Многие ШИМ-контроллеры совмещаются с силовыми ключами в один корпус. Если этот контроллер для маломощного блока питания, то выходные транзисторы устанавливаются прямо в микросхему контроллера.

В случае же если блок питания достаточно мощный, то интеграция происходит в обратную сторону – микросхема ШИМ-контроллер устанавливается в корпус силового ключа. Такую микросхему легко установить на радиатор. Соответственно количество выводов у такой микросхемы не как у транзистора.

Грубо говоря, ШИМ-контроллер представляет собой компаратор, на один из входов которого приходит сигнал обратной связи, на другой пилообразный сигнал генератора. Когда первый по амплитуде превышает второй, на выходе формируется импульс.

Тем самым ширина импульса на выходе зависит от соотношения входных сигналов. Предположим, что мы подключили более мощную нагрузку к выходу БП, и напряжение дало просадку. На обратной связи будет тоже падение. Что же произойдет?

В периоде сигнала начнет преобладать пилообразный сигнал, длительность импульсов на выходе увеличится и напряжение компенсируется. Происходит это все в доли секунды.

Частота работы генератора ШИМ-а задается RC-цепью

Пример использования ШИМ-контроллера на базе TL494 – довольно распространённой микросхемы. Далее рассмотрим назначение отдельных выводов этой микросхемы.

Давайте разберем назначение и название этих выводов:

Vcc (Ucc, Vss)– вывод питания микросхемы.
GND (Ground – земля) – земля или общий провод
OUT – выход контроллера. С этого вывода и выходит управляющий сигнал для переключения ключей. Иногда выходные выводы обозначают HO и LO (для полумоста)
Vc (Uc) – Вывод контролирующий питание. При пониженном питании возможен перегрев и выход из строя ключей. Контрольный вывод заблокирует работу контроллера в таком случае.
Vref – опорное напряжение, чаще всего на этот вывод вешается конденсатор, соединенный с землей.
ILIM – сигнал с измерителя тока. Соединен с обратной связью для ограничения тока.
ILIMREF – регулировочный вывод для сработки по току
SS – мягкий старт контроллера. Используется для плавного запуска блока питания и выхода в штатный режим работы.
RtCt – выводы RC-цепи, которая и задает частоту работы ШИМ.
CLOCK – выходной сигнал тактовых синхроимпульсов. Предназначен для синхронизации работы нескольких ШИМ-контроллеров в одной схеме.
RAMP – сравнивающий вывод. На нем присутствует пилообразный сигнал генератора и сигнал обратной связи для формирования ШИМ -сигнала.
INV и NOINV – входы компаратора, формирующие сигнал усилителя ошибки. От величины напряжения на INV зависит длительность импульса ШИМ.
EAOUT – дополнительный выход усилителя ошибки.

Для того чтобы закрепить сказанное выше рассмотрим пару примеров использования ШИМ-контроллеров, а так же их схем включения. Сделаем это на примере микросхем:

Эти микросхемы часто используются в различных блоках питания, в том числе и компьютерных. Когда дело доходит до переделки компьютерного блока питания в лабораторный бп или зарядное устройство для аккумулятора, то, как раз стараются подобрать бп на TL494.

Обзор ШИМ TL494

Технические характеристики ШИМ-контроллера TL494

Ниже на рисунке дана распиновка TL494:

Обзор микросхемы UC3843

Еще одна популярная микросхема используемая в качестве ШИМ-контроллеров компьютерных и не только блоков питания – это микросхема 3843. распиновка её находится ниже. Как видно, у нее 8 выводов, но функции такие же как у TL949. Можно встретить эту микросхему в 14-выводном корпусе и часть выводов у неё (NC) – то есть не используется.

Рассмотрим назначение выводов:

Структура микросхемы UC3843

Можно заметить, что и эта микросхема тоже похожа на все остальные ШИМ-контроллеры.

Простой блок питания на UC3842

Микросхема ШИМ с силовым ключом в одном корпусе

Подобные ШИМ-контроллеры используются как в импульсных блоках питания на базе импульсного трансформатора, так и в DC-DC понижающих или повышающих преобразователях.

Можно привести в пример одну из самых распространенных микросхем в этом сегменте – LM2596. На её базе можно найти большое количество схем преобразователей, в том числе и изображенная ниже.

LM2596 включает в себя все технические решения, описанные выше, плюс в неё еще интегрирован силовой ключ на ток до 3 Ампер.

Структура микросхемы LM2596

Как можно увидеть больших отличий от микросхем, которые мы рассматривали ранее в ней нет.

Еще один пример блока питания для светодиодных лент на ШИМ-контроллере 5L0380R – У неё всего 4 вывода. Как можно заметить в схеме отсутствует силовой ключ. Естественно он в микросхеме, а сама микросхема выполнена в корпусе транзистора и крепится на радиатор.

Микросхема ШИМ 5L0380R

Изучая ШИМ-контроллеры можно сделать несколько выводов: Если мы имеем дело с мощным источником питания и нам необходима достаточная гибкость использования этого контроллера, то такая микросхема как TL494 (и подобные) подходит для таких задач лучше. А если блок питания средней и невысокой мощности, то вполне свою роль выполнят ШИМ-контроллеры с интегрированными в них силовыми ключами. В таких бп нет больших требований к пульсациям и помехам, а выходные цепи можно сгладить фильтрами. Обычно это блоки питания для бытовой техники, светодиодных лент, ноутбуков, зарядных адаптеров.

И напоследок.

Ранее мы уже говорили о том, что ШИМ-контроллер это механизм, который на базе сформированных импульсов за счет изменения ширины импульсов формирует среднее значение напряжения управляемое с цепей обратной связи. Хочу заметить, что классификация и название у каждого автора могут быть абсолютно разными. ШИМ-контроллером могут называть простой регулятор напряжения. В то же время сам ШИМ-контроллер в блоке питания может быть назван – “блокинг-генератор”, “интегральный субмодуль”, “задающий генератор” От того как его назвал тот или иной автор суть не меняется, но могут возникнуть непонимания и разночтения.

« Предыдущая запись

Заранее спасибо и Welcome!

Для просмотра документов в формате .djvu можно воспользоваться программой просмотра формата, которая не требует установки и может работать с любого носителя. Размер архива — 487 КБ.

Если вы не нашли необходимую информацию, то к вашим услугам простая форма обратной связи. Заполните ее, и мы постараемся вам помочь. Эта же форма даст возможность ресурсу публиковать именно те материалы, которые вам интересно было бы увидеть.

Широтно–импульсные преобразователи являются конструктивной частью импульсных блоков питания электронных устройств. Разберем, как проверить ШИМ контроллер с применением мультиметра, на примере материнской платы компьютера.

Проверка на материнской плате

Итак, при включении питания платы, срабатывает защита. В первую очередь, необходимо проверить мультиметром сопротивление плеч стабилизатора.

Для этих целей также может быть использован тестер радиодеталей. Если одно из них показывает короткое замыкание, то есть, измеренное сопротивление составляет меньше 1 Ома, значит, пробит один из ключевых полевых транзисторов.

Выявление пробитого транзистора в случае, если стабилизатор однофазный, не составляет труда – неисправный прибор при проверке мультиметром показывает короткое замыкание. Если схема стабилизатора многофазная, а именно так питается процессор, имеет место параллельное включение транзисторов. В этом случае, определить поврежденный прибор можно двумя путями:

произвести демонтаж транзистора и проверить мультиметром сопротивление между его выводами на предмет пробоя;
не выпаивая транзисторы, замерить и сравнить сопротивление между затвором и истоком в каждой из фаз преобразователя. Поврежденный участок определяется по более низкому значению сопротивления.

Второй способ работает не во всех случаях. Если пробитый элемент определить не удалось, придется все же выпаять транзистор.

Далее производится замена поврежденного транзистора, а также, установка на место всех выпаянных в процессе диагностики радиоэлементов. После этого можно попытаться запустить плату.

Первое включение после ремонта лучше выполнить, сняв процессор и выставив соответствующие перемычки. Если первый запуск был успешным, можно проводить тест с нагрузкой, контролируя температуру мосфетов.

Неисправности ШИМ контроллера могут проявляться так же, как и пробой мосфетов, то есть уходом блока питания в защиту. При этом проверка самих транзисторов на пробой результата не дает.

Кроме этого, следствием нарушения функций ШИМ контроллера может быть отсутствие выходного напряжения или его несоответствие номинальной величине. Для проверки ШИМ контроллера следует вначале изучить его даташит. Наличие высокочастотного напряжения в импульсном режиме, при отсутствии осциллографа, можно определить, используя тестер кварцев на микроконтроллере.

Признаки неисправности, их устранение

Перейдем к рассмотрению конкретных признаков неисправностей ШИМ контроллера.

Остановка сразу после запуска

Импульсный модулятор запускается, но сразу останавливается. Возможные причины: разрыв цепи обратной связи; блок питания перегружен по току; неисправны фильтровые конденсаторы на выходе.

Поиск проблемы: осмотр платы, поиск видимых внешних повреждений; измерение мультиметром напряжения питания микросхемы, напряжения на ключах (на затворах и на выходе), на выходных емкостях. В режиме омметра мультиметром надо измерить нагрузку стабилизатора, сравнить с типовым значением для аналогичных схем.

Импульсный модулятор не стартует

Возможные причины: наличие запрещающего сигнала на соответствующем входе. Информацию следует искать в даташите соответствующей микросхемы. Неисправность может быть в цепи питания ШИМ контроллера, возможно внутренне повреждение в самой микросхеме.

Шаги по определению неисправности: наружный осмотр платы, визуальный поиск механических и электрических повреждений. Для проверки мультиметром делают замер напряжений на ножках микросхемы и проверку их соответствия с данными в даташит, в случае необходимости, надо заменить ШИМ контроллер.

Проблемы с напряжением

Выходное напряжение существенно отличается от номинальной величины. Это может происходить по следующим причинам: разрыв или изменение сопротивления в цепи обратной связи; неисправность внутри контроллера.

Поиск неисправности: визуальное обследование схемы; проверка уровней управляющих и выходных напряжений и сверка их значений с даташит. Если входные параметры в норме, а выход не соответствует номинальному значению – замена ШИМ контроллера.

Отключение блока питания защитой

При запуске широтно-импульсного модулятора, блок питания отключается защитой. При проверке ключевых транзисторов короткое замыкание не обнаруживается. Такие симптомы могут свидетельствовать о неисправности ШИМ контроллера или драйвера ключей.

В этом случае нужно произвести замер сопротивлений между затвором и истоком ключей в каждой фазе. Заниженное значение сопротивления может указывать на неисправность драйвера. При необходимости делается замена драйверов.

Импульсные блоки питания – устройство и ремонт –>

Сервисный центр Комплэйс выполняет ремонт импульсных блоков питания в самых разных устройствах.

Схема импульсного блока питания

Импульсные блоки питания используются в 90% электронных устройств. Но для ремонта импульсных блоков питания нужно знать основные принципы схемотехники. Поэтому приведем схему типичного импульсного блока питания.

Работа импульсного блока питания

Первичная цепь импульсного блока питания

Первичная цепь схемы блока питания расположена до импульсного ферритового трансформатора.

На входе блока расположен предохранитель.

Затем стоит фильтр CLC. Катушка, кстати, используется для подавления синфазных помех. Вслед за фильтром располагается выпрямитель на основе диодного моста и электролитического конденсатора. Для защиты от коротких высоковольтных импульсов после предохранителя параллельно входному конденсатору устанавливают варистор. Сопротивление варистора резко падает при повышенном напряжении. Поэтому весь избыточный ток идет через него в предохранитель, который сгорает, выключая входную цепь.

Защитный диод D0 нужен для того, чтобы предохранить схему блока питания, если выйдет из строя диодный мост. Диод не даст пройти отрицательному напряжению в основную схему. Потому, что откроется и сгорит предохранитель.

За диодом стоит варистор на 4-5 ом для сглаживания резких скачков потребления тока в момент включения. А также для первоначальной зарядки конденсатора C1.

Активные элементы первичной цепи следующие. Коммутационный транзистор Q1 и с ШИМ (широтно импульсный модулятор) контроллер. Транзистор преобразует постоянное выпрямленное напряжение 310В в переменное. Оно преобразуется трансформатором Т1 на вторичной обмотке в пониженное выходное.

И еще – для питания ШИМ-регулятора используется выпрямленное напряжение, снятое с дополнительной обмотки трансформатора.

Работа вторичной цепи импульсного блока питания

Во выходной цепи после трансформатора стоит либо диодный мост, либо 1 диод и CLC фильтр. Он состоит из электролитических конденсаторов и дросселя.

Для стабилизации выходного напряжения используется оптическая обратная связь. Она позволяет развязать выходное и входное напряжение гальванически. В качестве исполнительных элементов обратной связи используется оптопара OC1 и интегральный стабилизатор TL431. Если выходное напряжение после выпрямления превышает напряжение стабилизатора TL431 включается фотодиод. Он включает фототранзистор, управляющий драйвером ШИМ. Регулятор TL431 снижает скважность импульсов или вообще останавливается. Пока напряжение не снизится до порогового.

Ремонт импульсных блоков питания

Неисправности импульсных блоков питания, ремонт

Исходя из схемы импульсного блока питания перейдем к ее ремонту. Возможные неисправности:

Если сгорел варистор и предохранитель на входе или VCR1, то ищем дальше. Потому, что они так просто не горят.
Сгорел диодный мост. Обычно это микросхема. Если есть защитный диод, то и он обычно горит. Нужна их замена.
Испорчен конденсатор C1 на 400В. Редко, но бывает. Часто его неисправность можно выявить по внешнему виду. Но не всегда. Иногда внешне исправный конденсатор оказывается плохим. Например, по внутреннему сопротивлению.
Если сгорел переключающий транзистор, то выпаиваем и проверяем его. При неисправности требуется замена.
Если не работает ШИМ регулятор, то меняем его.
Замыкание, а также обрыв обмоток трансформатора. Шансы на починку минимальны.
Неисправность оптопары – крайне редкий случай.
Неисправность стабилизатора TL431. Для диагностики замеряем сопротивление.
Если КЗ в конденсаторах на выходе блока питания, то выпаиваем и диагностируем тестером.

Примеры ремонта импульсных блоков питания

Например, рассмотрим ремонт импульсного блока питания на несколько напряжений.

Неисправность заключалась в в отсутствии на выходе блока выходных напряжений.

Например, в одном блоке питания оказались неисправны два конденсатора 1 и 2 в первичной цепи. Но они не были вздутыми.

На втором не работал ШИМ контроллер.

На вид все конденсаторы на снимке рабочие, но внутреннее сопротивление у них большое. Более того, внутреннее сопротивление ESR конденсатора 2 в кружке оказалось в несколько раз выше номинального. Этот конденсатор стоит в цепи обвязки ШИМ регулятора, поэтому регулятор не работал. Работоспособность блока питания восстановилась только после замены этого конденсатора. Потому что ШИМ заработал.

Ремонт компьютерных блоков питания

Пример ремонта блока питания компьютера. В ремонт поступил дорогой блок питания на 800 Вт. При его включении выбивало защитный автомат.

Выяснилось, что короткое замыкание вызывал сгоревший транзистор в первичной цепи питания. Цена ремонта составила 3000 руб.

Имеет смысл чинить только качественные дорогие компьютерные блоки питания. Потому что ремонт БП может оказаться дороже нового.

Цены на ремонт импульсных БП

Цены на ремонт импульсных блоков питания очень отличаются. Дело в том, что существует очень много электрических схем импульсных блоков питания. Особенно много отличий в схемах с PFC (Power Factor Correction, коэффициент коррекции мощности). ЗАС повышает КПД.

Но самое важное – есть ли схема на сгоревший блок питания. Если такая электрическая схема есть в доступе, то ремонт блока питания существенно упрощается.

Стоимость ремонта колеблется от 1000 рублей для простых блоков питания. Но достигает 10000 рублей для сложных дорогих БП. Цена определяется сложностью блока питания. А также сколько элементов в нем сгорело. Если все новые БП одинаковые, то все неисправности разные.

Например, в одном сложном блоке питания вылетело 10 элементов и 3 дорожки. Тем не менее его удалось восстановить, причем цена ремонта составила 8000 рублей. Кстати, сам прибор стоит порядка 1 000 000 рублей. Таких блоков питания в России не продают.

Проверка на материнской плате

произвести демонтаж транзистора и проверить мультиметром сопротивление между его выводами на предмет пробоя;
не выпаивая транзисторы, замерить и сравнить сопротивление между затвором и истоком в каждой из фаз преобразователя. Поврежденный участок определяется по более низкому значению сопротивления.

Признаки неисправности, их устранение

Перейдем к рассмотрению конкретных признаков неисправностей ШИМ контроллера.

Остановка сразу после запуска

Импульсный модулятор не стартует

Проблемы с напряжением

Отключение блока питания защитой

Практический ремонт блока питания D-Link JTA0302D-E (5В*2А).

Давно созрела идея сделать методическое пособие по ремонту блоков питания выполненных на ШИМ контроллере UC384X. Пока только делаем наработки, которые должны собраться в единый материал. Сразу оговорюсь, сами мы по такой методике блоки питания на 384Х не ремонтируем, слишком долго, и в большинстве своем при ремонте больше полагаемся на интуицию и опыт. Но столкнувшись с неизвестной дрыгалкой (так мы называем ШИМ контроллер) работаем именно по этой методике.

Ремонт №1.

Начнем ремонт со схемы

Рис. Схема блока питания D-Link

Важное замечание если есть хоть малейшее подозрение, что в первичной цепи блока питания есть дефект, рекомендуется включать на лампу накаливания 220В. Пример подключения на лампу. При таком включении при коротком замыкании в первичной цепи блока питания, у Вас не вышибет автоматик, а просто лампочка загорится во весь накал.

Рис. Подключение ремонтируемого блока питания на лампу накаливания 220В.

На включенном в сеть блоке питания замеряем выходное напряжение. В нашем случае выходного напряжение 0в, то есть блок питания вообще не включается.

Рис. Цепь запуска при включении, блок питания D-Link

На 7 ноге присутствует 7,6В, что соответствует напряжению выключения. Фактически ШИМ контроллер даже не включался, так как для включения требуется не менее 8,4В на этой ноге. Замеряем так называемый пусковой конденсатор С6 (47мкФ*25В) емкость конденсатора 18мкФ. Меняем конденсатор С6 (47мкФ*25В) на конденсатор 47мкФ*50В, напряжение на 7 ноге микросхемы появилось и стало равным 12В.

Собственно ремонт закончился. Напряжение на выходе стало в норме.

Проверка выходного напряжения на нагрузку. Важный этап про который почему то, некоторые механики забывают. Подключаем на выход +5В -автомобильную лампу 12В ближний/дальний свет, лампа должна гореть довольно ярко даже на дальнем свете. Если блок питания не зажигает автомобильную лампу, выходные конденсаторы под замену. В нашем случае проверка на лампу прошла успешно.

Вывод. Данный пример оказался не очень интересный в плане поиска неисправности, но он показывает очень характерную поломку для микросхемы ШИМ контроллера 384x, выход из строя пускового конденсатора.

Практический ремонт. Как бы на самом деле происходил ремонт -общее время ремонта от начала до конца, с мини тех. прогоном 30 мин.

Меряем входное, выходное сопротивление.
Включаем, смотрим выходное напряжение.
Разбираем, осматриваем, меняем пусковой конденсатор не задумываясь, без всяких замеров и осциллограмм.
Включаем меряем выходное напряжение и выдаем из ремонта с проверкой на лампу 12В.

Запуск и проверка от внешнего блока питания12В, моделирование работы ШИМ контроллера.

Рис. Запуск микросхемы UC3843A от внешнего блока питания.

Данная процедура позволяет проверить работоспособность микросхемы ШИМ контроллера. В рассматриваемом примере этого делать не надо так, как блок питания запустился полсе замены пускового конденсатора, материал изложен в ознакомительных целях. Кратко, на 5 и7 ногу подаем землю и +12В соответсвенно. На 8 ноге должно появится опорное напряжение +5В, на 4 ноге пила, на 6 ноге импульсы управляющие работой силового ключа.

Почему подано 12В?

Во первых, UC3843A напряжение включения 8,4В.

Во вторых, на входе по питанию в блоке питания стоит стабилитрон на 20В, так что больше 20 вольт подавать нельзя.

В третьих, 12 вольт лекго снять с обыкновенного блока питания ATX для компьютера.

Практический ремонт блока питания D-Link JTA0302D-E (5В*2А).

Ремонт №1.

Начнем ремонт со схемы

Рис. Схема блока питания D-Link

Рис. Подключение ремонтируемого блока питания на лампу накаливания 220В.

Рис. Цепь запуска при включении, блок питания D-Link

Собственно ремонт закончился. Напряжение на выходе стало в норме.

Проверка выходного напряжения на нагрузку. Важный этап про который почему то, некоторые механики забывают. Подключаем на выход +5В -автомобильную лампу 12В ближний/дальний свет, лампа должна гореть довольно ярко даже на дальнем свете. Если блок питания не зажигает автомобильную лампу, выходные конденсаторы под замену. В нашем случае проверка на лампу прошла успешно.

Меряем входное, выходное сопротивление.
Включаем, смотрим выходное напряжение.
Разбираем, осматриваем, меняем пусковой конденсатор не задумываясь, без всяких замеров и осциллограмм.
Включаем меряем выходное напряжение и выдаем из ремонта с проверкой на лампу 12В.

Запуск и проверка от внешнего блока питания12В, моделирование работы ШИМ контроллера.

Рис. Запуск микросхемы UC3843A от внешнего блока питания.

Почему подано 12В?

Во первых, UC3843A напряжение включения 8,4В.

Во вторых, на входе по питанию в блоке питания стоит стабилитрон на 20В, так что больше 20 вольт подавать нельзя.

В третьих, 12 вольт лекго снять с обыкновенного блока питания ATX для компьютера.

В отличие от прочих компонентов ТВ, любая поломка блока питания сразу же влияет на работоспособность телевизора в целом. Это значит, что после включения телевизора в сеть даже не будет загораться индикатор активности, не говоря уже о выводе звука, картинки или проявлении других признаков жизни. Проявление поломки может быть следующим:

телевизор не включается и не горит светодиод;
устройство не функционирует из-за срабатывания защиты в блоке питания, которая обычно сопровождается свистом импульсного трансформатора. Данное проявления так же может указывать на необходимый ремонт LED подсветки в ТВ;
из БП поступает слишком низкое либо чрезмерно высокое выходное напряжение.

Если устройство может включиться и в его работе просто проявляются какие-либо дефекты, то это, вероятнее всего, вызвано другим компонентом телевизора, а не блоком питания. Однако существует также ряд исключений, при которых проблема все же связана именно с БП:

устройство не включается, хотя горит светодиод дежурного режима;
изображение появляется через некоторое время после звука;
для получения нормальной картинки и звучания телевизор необходимо включать и выключать несколько раз.

Отдельно также стоит упомянуть о возможных поломках других узлов телевизора, которые не вызваны неполадками БП, но непосредственно влияют на его работу. К таковым можно отнести узлы включения питания, цепи обратной связи, нагрузки БП и так далее.

Основные причины

Выход из строя блока питания – это одна из наиболее распространённых поломок современных LED телевизоров. Причина данной неисправности может быть вызвана множеством факторов, но среди них можно выделить 4 основных:

Алгоритм поиска поломки и её ремонт

Ремонт телевизоров и другого бытового и промышленного оборудования может быть выгодным и экономично обоснованным, но только при условии, что вы обладаете минимальной технической грамотностью и хорошо знакомы со всеми соответствующими мерами предосторожности. Не каждый любитель сможет отремонтировать блок питания. Это совсем непростое и небезопасное занятие.

Но если вы всё-таки чувствуете в себе уверенность и желание разобраться в причинах неработоспособности своего телевизора, в частности, провести проверку его блока питания, ты мы предложим вам выполнить такую последовательность действий:

Выключите телеприёмник из сети и проверьте саму розетку: проблема может быть в нестабильном напряжении сети либо в неисправности самой розетки (или удлинителя).
Разрядите высоковольтный конденсатор на плате, чтобы не было короткого замыкания в дальнейшем (его можно просто замкнуть изолирующей отвёрткой, тестером или поднести к нему лампочку на пару секунд).
Если с питанием в системе всё хорошо, то следующим шагом будет прозвон дежурного источника питания, в котором, как писалось ранее, напряжение должно поддерживаться на уровне 5 вольт. Если меньше – нужно будет проверять конденсаторы.
Теперь проверьте предохранитель – часто из-за временной перегрузки или вследствие замыкания в цепях сетевого напряжения эта деталь может просто перегореть.
Теперь демонтируйте корпус телевизора и достаньте системную плату.

Действительной причиной сбоя работы предохранителей могут быть скачки напряжения, резкое отключение, удары молнии или случайный сбой в электросети. Важно! Проводить замену перегоревшего предохранителя можно только на деталь того же номинала, который рекомендует производитель электронного устройства!

После этого положите плату на ровную поверхность и проведите визуальный осмотр:

Проверьте саму плату на наличие кольцевых трещин;
Специальным прибором для измерения напряжения (тестером) проверьте каждый резистор, транзистор, электролитический конденсатор, диод;
Внимательно осмотрите все паяльные области, непрерывность травли дорожек, имеются ли пробои, разрывы и т.д.

Если вы заметили потемневший или треснувший резистор – его нужно будет заменить. Сопротивление этих элементов со значениями в диапазоне от 0 до ∞ – это тоже признак их неработоспособности. Если на плате есть конденсаторы со вздутой верхней крышкой – их также придётся заменить.

Работу кремниевых диодов можно проверить двумя способами:

Выпаять из платы и проверить напряжение тестером (в режиме с пределом в 20 кОм): в прямом направлении значение должно быть 3-6 кОм, в обратном направлении – ∞;
Запаянные диоды проверяют мультиметром в режиме измерения падения напряжения – значение должно быть до 0,7 V (если напряжение 0 или близко к тому, то элемент всё-таки придётся выпаивать и проверять первым способом).

Биполярные транзисторы нужно проверить дважды: и в прямом, и в обратном направлениях.

Для проверки питающего напряжения импульсного БП сделайте следующее:

Возьмите схему и 2 лампочки по 100 Ватт.
Определите, где находится выходной каскад строчной развёртки.
Отключите его и вместо него подключите лампочку.
Найдите во вторичных цепях конденсатор фильтра питания и к нему подсоедините вторую лампочку, что создаст имитацию нагрузки.

Если лампочка загорелась, это говорит о том, что в блоке питания есть проблемы: во входных цепях, выпрямителе, сетевом, силовом конденсаторе или др. А вот если лампочка загорается, тухнет, а потом очень сабо светит, то блок питания в норме. А схема будет нужна для того, чтобы определить, где именно образовался разрыв.

Если питание отключено, и предохранитель не перегорел – то, скорее всего, неисправная цепь запуска (открытые пусковые резисторы), открытые плавкие резисторы (из-за коротких полупроводников), неисправные компоненты контроллера.

Диагностика проблем в импульсных источниках питания иногда усложняется из-за взаимозависимости компонентов, которые должны функционировать должным образом, чтобы любая часть источника питания чётко выполняла свою часть рабочего процесса.

В зависимости от конструкции SMPS может быть защищён или не защищён от перегрузки: одна модель может катастрофически выйти из строя при большой нагрузке, даже если имеется защитный предохранитель от короткого замыкания. В другом блоке питания могут выйти из строя устройства коммуникации (часто это транзисторы на 800 В).

Кроме того, такое оборудование может дать сбой при восстановлении питания после отключения электроэнергии. Этот момент является очень напряжённым: любой скачок мощности нежелателен. (Некоторые конструкции учитывают это и ограничивают скачок при включении).

Однако причина многих проблем сразу очевидна и имеет простые исправления – самым слабым звеном в их составе являются перегоревшие прерыватели транзистора или высохший конденсатор основного фильтра. Не думайте, что все проблемы, связанные с источником питания, всегда будут сложными и запутанными. В большинстве случаев нет.

Как проверить на исправность на практике?

В общем виде наружная диагностика возможных неисправностей и поломок блока питания выглядит следующим образом.

Если внешний вид конденсаторов вызывает у вас хоть какие-то подозрения, то их необходимо сразу же снять и заменить.

Вы заметили перебои с работой дежурного режима – нужно сразу же проверить напряжение на управляемом стабилитроне. Если на выходе данного узла напряжение будет отсутствовать либо иметь слишком низкие значения, следовательно, режим работы нарушен.

Для того чтобы восстановить функциональность элемента, необходимо удостовериться в работоспособности всех остальных деталей схемы. Для этого следует выпаять один контакт подозрительного конденсатора либо резистора, все сгоревшие элементы удалить полностью и сразу же заменить новыми. Если вы увидите участок некачественной пайки – это место нужно залудить с флюсом, а после удостовериться в том, что контакты прочно зафиксированы в зоне крепления.

О восстановлении работоспособности схемы БП и возвращении дежурного режима укажут появление напряжение в 5 В, а также мигание красного светового индикатора на лицевой панели телевизора.

Обращаем внимание на то, что при каждой замене остальных подозрительных элементов необходимо сразу же выполнять проверку – произошли ли изменения на выходе блока питания.

О том, что функциональность оборудования возвращена, можно судить по нормальному включению телевизора и поступлению качественного аудио- и видеоряда.

Как подключить?

Рассмотрим подробнее, как подсоединить БП. В большинстве случаев в активную антенну усилитель уже вмонтирован. А вот в пассивной – его нет. Чтобы его подключить, в первую очередь необходимо собрать антенный кабель со штекером, который будет предназначен для данных целей. Рассмотрим, как это сделать.

Сначала следует подготовить сам кабель, то есть зачистить его. Для этого острым канцелярским ножом либо скальпелем выполняют тонкий разрез по окружности на удалении 1,5 см от края кабеля. При выполнении этой работы очень важно быть аккуратным и постараться не повредить волоски экранированной оплётки, расположенной сразу под изоляционным слоем.

После того как эти действия будут выполнены, упомянутые волоски нужно осторожно отогнуть, а расположенный около них кусок фольги убрать.

Отступив от загнутого края оплетки примерно 5 мм, необходимо сделать ещё один срез по окружности. Он необходим для того, чтобы удалить внутренний изоляционный слой. После этого кабель, подготовленный к монтажу, следует просунуть под соответствующие крепежи в коробке БП и затянуть винтами.

Обращаем особое внимание на то, что когда подключается провод, его металлизированная оплетка непременно должна иметь контакт с залуженной площадкой, которая является обязательным элементом конструкции любого корпуса БП. Если этого не сделать, то питание на антенну попросту не будет поступать. Нужно учесть и тот факт, что кабельная оплетка ни в коем случае не должна соприкасаться с центральной жилой самого провода. Если это случится, то произойдет короткое замыкание, и индикатор работы модуля не будет функционировать.

Для сведения: при корректном подсоединении блока питания с самим антенным кабелем после выполнения всех необходимых настроек телевизор обычно показывает намного больше каналов, чем прежде.

Как работает и выглядит БП, его компоненты

До 1970 годов, большинство бытовой электроники использовало источник питания типа силовой трансформатор, или выпрямитель, или конденсатор фильтра для преобразования линии переменного тока в различные уровни напряжения, необходимые для внутренних цепей. Многие из них даже не имели регулирования.

В наше время все телевизоры, мониторы, ПК, ноутбуки, видеокамеры, принтеры, факсы и даже определённое аудиооборудование используют импульсные источники питания.

Источники питания с коммутацией каналов или импульсные БП (SMPS) – это электронная схема, которая преобразует энергию используя:

Переключающие устройства, которые включаются и выключаются на высоких частотах;
Компоненты хранения, такие как катушки индуктивности или конденсаторы, для подачи питания, когда переключающее устройство находится в непроводящем состоянии.

Импульсные источники питания имеют высокую эффективность и широко используются в различном электронном чувствительном оборудовании, которое требует стабильности и эффективности электроснабжения.

Импульсные БП классифицируют по типу входных и выходных напряжений. Вот четыре основные категории:

AC к DC;
DC в DC;
DC в AC;
AC к AC,

где AC – это переменный ток, а DC – это постоянный ток.

В постоянном токе электрический заряд течёт только в одном направлении. Электрический заряд переменного тока периодически меняет направление. Напряжение в цепях переменного тока также периодически меняется на обратное, поскольку ток меняет направление.

Большая часть современной цифровой электроники использует постоянный ток. Тем не менее важно понимать некоторые концепции переменного тока. Большинство наших домов подключены к сети переменного тока, поэтому, если вы планируете подключить к розетке электронное устройство, вам потребуется преобразовать переменный ток в постоянный.

Переменный ток имеет свои неоспоримо полезные свойства, такие как возможность преобразования уровней напряжения с помощью одного компонента (трансформатора), поэтому переменный ток был выбран в качестве основного средства передачи электроэнергии на большие расстояния.

Теперь давайте поймём принцип работы разных блоков питания. Обычный (линейный) источник питания использует трансформатор для изменения напряжения до необходимого уровня. Затем схема изменяет это на постоянный ток, гарантирует, что он чист и остаётся на должном уровне (выпрямление, фильтрация и регулирование). Проблема этой конструкции заключается в том, что приборы-трансформаторы частоты линии большие, тяжёлые и дорогие.

Ключом к работе импульсного источника питания является работа трансформатора на гораздо более высокой частоте, чаще всего за пределами слышимых частот. На более высоких частотах железный сердечник трансформатора больше не нужен, поэтому его конструкция более компактная, лёгкая и потенциально более стабильная, чем старый линейный дизайн.

Но чтобы совсем уж не углубляться в технические дебри, давайте перейдём к более ощутимым параметрам. Как внешне выглядит импульсный блок питания телевизора и из каких компонентов состоит его конструкция?

В современных моделях телевизоров блоки питания располагаются на системных платах, причём их там несколько, а точнее, чаще всего три:

Дежурный БП;
Блок инвертора;
Блок PFC.

Все эти компоненты имеют жёлто-чёрный окрас.

Дежурный БП – это тот прибор, который отвечает за свечение индикатора на передней панели телеприёмника. Он всегда поддерживает минимальное напряжение в 5 вольт, чтобы пользователь смог включить технику с пульта дистанционного управления.

Блок инвертора – этот системный компонент отвечает за подачу напряжения на инверторный преобразователь. Инверторы выдают довольно высокий уровень напряжения для питания (от 500 до 700 вольт) и освещают ваш ЖК-экран. Неисправная или повреждённая плата инвертора может вызвать искажение изображения, затемнить экран или помешать его включению. Если поломка случилась в блоке питания инвертора, то ваш телевизор сразу после включения будет переходить в дежурный режим.

Блок PFC – это компонент, отвечающий за коррекцию коэффициента мощности – отношения между кВт и кВА, потребляемых электрической нагрузкой, где кВт – это фактическая (активная) мощность нагрузки, а кВА – полная (номинальная) потребляемая мощность нагрузки, которая не вся используется в качестве эффективной энергии. Проще говоря, это мера того, насколько эффективно ток нагрузки преобразуется в полезную рабочую мощность.

При проектировании электронного блока питания с питанием от переменного тока требуется строго соблюдать ограничения PF и требования рабочих стандартов. Обычно это достигается введением схемы активной или пассивной коррекции коэффициента мощности (PFC) внутри источника питания.

Как видно из описания, блок питания телевизора – это не просто отдельный прибор, который можно легко заменить (хотя есть и такие модели телевизоров). Это целый узел, который состоит из нескольких компонентов, каждый из которых отвечает за своё направление в обеспечении приёмника напряжением определённой мощности.

Читайте также: