"Американский" блок питания 5V 2A с Mini USB разьемом за "Китайскую" цену. Ob2358Ap схема блока питания
"Американский" блок питания 5V 2A с Mini USB разьемом за "Китайскую" цену.
Sunny Systems — Довольно крупный контрактный производитель, ихними блоками питания часто комплектуются струиные принтеры и сканнеры фирмы HP. Поэтому доверие к бренду нормальное.
Без лишних слов — вскрытие. Кстати, крышечка отходит довольно легко, можно было даже ножом открыть, зря я дремелем полез :)
Как видно, монтаж качественный, детали стоят нормально, и номиналы их радуют. На входе есть фильтр от помех, а после входного выпрямителя стоят два конденсатора 10мкф 400в, разделенные дросселем. Y Конденсатор тоже нужного типа. На выходе стоят 2 LowESR конденсатора на 1000мкф 10в. Правда, на выходном фильтре тут сэкономили, заменив на перемычки. Также на плате есть место для NTC, но он не распаян. Выходной диод типа HSR540 — 5А, 40В. Шоттки. Длина комплектного Mini USB кабеля — 1.5 метров.
С обратной стороны всё не так уж и радужно, монтаж чистый, плата отмыта, но SMD детали стоят криво, еслиб кто их от руки паял:
Есть место под транзистор и резистор, но они не запаянны. В датащите о них не слова, так что видимо это некая «авторская» модификация производителя данного БП.
Сам БП собран на микросхеме On Bright OB2358AP, датащит можно взять тут: archive.espec.ws/section1074/file32100.html
Согласно датащиту, отдаваемая мощность может составлять 16вт при открытом типе корпуса, но у нас корпус закрытого типа, поэтому 10вт нагрузки (5в х 2А) должен выдержать без проблем.
Итак, подключаем осциллограф, мощный переменный резистор ППБ-25Г в качестве нагрузки и смотрим на пульсаций под разными токами в нагрузке:
1А:
1.5А:
2А:
Как видно, пульсаций есть, но их размах небольшой, и допайкой копеечного керамического конденсатора можно их убрать.
Выходное напряжение на ХХ составляет 5.11в, проседает до 5.09в под нагрузкой до 2А. Блок кратковременно (до 1 минуты) был нагружен током до 2.5А, напряжение в этот момент просело до 5.07в.
В собранном состоянии блок был нагружен током 2А в течений 30 минут. Сразу же после этого он был разобран, и тепловизором осуществлён замер температуры компонентов. Максимальная температура была у выходного диода — 116 градусов С. И у трансформатора — 78 градусов С. Нагрев остальных компонентов был незначительным и не превышал 45С.
Блок питания был подключён к телефону Люмия 822 в качестве зарядки. Никаких проблем с тачем не было обнаруженно.
Выводы: Прекрасный БП за смешные деньги, эстеты могут допаять конденсатор и дроссель, поменять диод, практики могут использовать так, как он есть.
mysku.ru
Простой ремонт блока питания на базе UC2845
И так, блок питания в привычном многим корпусе.
Видно, что БП имеет заметные следы эксплуатации, досталось ему при жизни однако :)
Внимание, внутри блока питания может присутствовать опасное напряжение даже через некоторое время после отключения, перед тем как касаться токоведущих частей лучше подождать около 5 минут.
Разбираем БП, так как фото делалось уже после ремонта, то скажу, БП внутри был довольно грязным, на фото он уже вычищен.Все работы лучше начинать с чистки, затем всегда следует визуальный осмотр на предмет явных повреждений компонентов и платы.
После этого откручиваем силовые транзисторы и выходные диодные сборки.
У этого Бп присутствует термопредохранитель, вставленный в крепежный элемент выходной диодной сборки, весьма полезная вещь.
после этого откручиваем винты, фиксирующие плату в корпусе, чаще всего их четыре, но бывает и пятый, тогда он находится около центра платы.
Блок питания собран на базе довольно известного ШИМ контроллера UC2845, ссылка на даташит.Чаще всего дешевые блоки питания такой мощности собирают уже на базе TL494, но здесь производитель решил поступить несколько по другому.
Микросхема выпускается в двух вариантах корпуса, у нас вариант в корпусе DIP-8, потому номер вывода указан не в скобках.
Смотрим в даташит, у нашей микросхемы стартовое напряжение около 8.4 Вольта, потому микросхема не запускается.Такое может быть и по причине выхода из строя как самой микросхемы, так и элементов, к которым она подключена.
Первая же простая проверка, подключаем резистор номиналом около 150к параллельно существующим резистором предварительного запуска микросхемы.Если неисправен родной резистор, то после этого БП заработает, если нет, то посмотрим как изменилось напряжение питания.
В моем случае ничего не изменилось, напряжение чуть подросло, до 2.8 Вольта и все.Вообще типовая схема включения микросхемы очень простая, резистор с питания 310 Вольт, а после старта БП питание от дополнительной обмотки трансформатора.В нашем случае резистор исправен, но питание занижено.Но на этой схеме нет еще одного элемента, защитного стабилитрона по шине питания микросхемы, иногда он уходит в КЗ, но в данном случае КЗ по этой цепи нет.
Ладно, подаем питание в эту цепь от внешнего блока питания. Внимание, такое делать только при отключенном питании проверяемого БП!!!При подаче штатных 12-15 Вольт все нормально, КЗ нет, на выходе встроенного в микросхему стабилизатора 5 Вольт присутствует необходимое напряжение.
Выключаем питание, снижаем напряжение до 5 Вольт и подаем снова, и замечаем мелкий нюанс, ток потребления около 8мА. Непорядок, так как стартовые резисторы могут дать только 2мА, соответственно напряжение не может подняться до необходимого значения.
Первым под подозрение попал стабилитрон. И я не ошибся, у него нет КЗ, но у него большой ток утечки.Стабилитрон рассчитан на 16 Вольт, но при напряжении 5 Вольт мы имеем уже 9мА, а при напряжении старта около 10мА.
Вот этот паршивец.Стабилитрон желательно менять на такой же по напряжению, но дома были только на 15 Вольт, такая замена также допустима.А вот по поводу мощности, лучше взять более мощный, они обычно есть на 0.5 Ватта (на фото) и 1.3 Ватта (больше размерами).
Меняем стабилитрон, включаем БП, все отлично. Проверочные включения лучше производить через лампу накаливания.Для маломощных БП (5-50Ватт) 15-25 Ватт, для более мощных 40-100, иногда 150Ватт.Лампа при включении должна вспыхнуть и погаснуть, это зарядились входные конденсаторы. Если засветилась, значит есть неисправность.Нагрузку в таком режиме к блоку питания подключать нельзя.
Все, собираем Бп обратно в кучку, цена стабилитрона около 5-10 центов, остальное обычно берется за то, что мастер знает, какой стабилитрон поменять :)
На этом все. Если есть вопросы, пишите. В следующий раз постараюсь расписать более детально и последовательно.
www.kirich.blog
Ремонт адаптера питания китайского LCD телевизора
Попало в ремонт одновременно два китайских LCD телевизора с небольшой диагональю и выносным блоком питания. Один после грозы, второй умер сам от температуры внутри корпуса.Один из них DEX_ LT1501. Не буду расписывать процесс откупоривания данных адаптеров, это можно посмотреть здесьhttp://www.vseprosto.net/2012/04/d-link-dsl-2500u-propadaet-internet/
Разлущиваются они по одной и той же методе.
Восьминогая микросхема внутри имеет надпись OB2268CP Типовая схема включения ниже
Этот ШИМ контроллер имеет множество аналогов.OB2268CP — SG6848 — SG5701 — SG5848 — LD7535 — LD7550 — OB2262 — OB2263 — OB2269CP
В данном случае в магазине оказалась в наличии OB2269CP, которая и была установлена.Подобный ШИМ контроллер был установлен и в БП телевизора Elenberg
На этой микросхеме была надпись AAHBD. Предположительно та же SG6848 но в шестиногом исполнении
Была успешно заменена на первую попавшуюся из списка вверху, с надписью на крышке EA504.Кроме того в Эленберге были заменены вздутые конденсаторы по выходу 1000 мкф х 25 вольт.
Запись опубликована в рубрике Ремонт железа с метками LCD, TV, ремонт. Добавьте в закладки постоянную ссылку.www.vseprosto.net
Опыт ремонта импульсного блока питания
При вскрытии оказалось, что варистор стоит до предохранителя, это лишило всякого смысла его наличие. Серьезная ошибка в разводке печатной платы.Естественно, в такой ситуации, кроме варистора и предохранителя, выгорело еще много чего. Диодный мост, силовой транзистор, мощьный резистор в цепи силовой обмотки трансформатора, во вторичке, оптрон и TL431.Пост этот посвящен опять-таки шим контроллеру. В этом блоке установлен ШИМ-контроллер в корпусе sot23-6. Гугление дало информацию, что большинство контроллеров в таком корпусе взаимозаменяемы.Я нашел несколько документов на похожие устройства. On Semiconductor NCP1250, Fairchild SG6858, и самый дешевый аналог - китайский On-Bright OB2263. Я хотел было заказать несколько штук на Ebay, но отец купил микросхему на радиорынке. Зато ждать не пришлось.Интересный момент, как проверять такую микросхему. В отличие от TL494, эти микросхемы питаются минимум от 16 вольт. Я запаял ее на место, и стал пробовать запускать шим без подачи силового питания. Подал на ножку Vcc 24 вольта от компьютерного блока питания (+12/-12). В момент подачи напряжения, можно наблюдать на выводе управления затвором силового ключа несколько импульсов. Если отключить вход sense микросхемы, и подать питание, то запуск вообще не происходит. Таким образом, можно сделать вывод, что если надо проверить микросхему без обвязки, то надо, как минимум, заземлить вход sense (резистором в 0.29 ом при токе в нескольно миллиампер, можно пренебречь). Наверняка минимально для запуска еще надо, чтобы был подключен вход RI, на SG6858 и OB2263, сюда подключается резистор, определяющий частоту генерации, на NCP1250 это вход защиты.После замены всего вышеперечисленного адаптер заработал, как ни в чем не бывало.На всякий случай, приблизительно зарисовал схему первичной части устройства на картинке из документа от SG6858. Красным помечено то, что имеет место быть на самом деле.
glooch.livejournal.com
Методика поиска неисправности блока питания на примере ремонта.
Столкнулись с довольно любопытной неисправностью блока питания JTA0302D-E для роутера D-Link. При относительно большом количестве ремонтов связанных с микросхемой ШИМ контроллером UC384X, такая неисправность встретилась впервые, и наверно является скорее всего исключением, чем правилом. Но так как ремонт занял несколько больше времени, чем обычно, то решено выделить его в отдельный материал. Материал сделан в пошаговом варианте.
Рис.1 Схема блока питания D-Link
Блок питания не включается.
Ремонтные мероприятия:
замеряем напряжение на конденсаторе С1 22мкФ*400В первичного выпрямителя около 300в, напряжение в норме
на питании микросхемы IC1 (UC3843A) 7 нога около 2 вольт, что является недопустимо малым напряжением питания, как результат блок питания не запускается
меняем конденсатор С6 47мкФ*25В, меняем на 47мкФ*50В. Результат - не помогло, напряжение на питании микросхемы IC1 (UC3843A) 7 нога около 2 вольт
запускаем с внешнего блока питания, напряжение 10…18В, меньше не рекомендуется – ШИМ котроллер может не запустится по ULVO, больше не рекомендуется - может сгореть стабилитрон ZD1 (20В). Использовался блок питания на 12В. ШИМ котроллер запускается и работает стабильно, даже немного раскачивается ключевой транзистор и на выходе появляется небольшое напряжения.
Рис.2 Схема включения блока питания на UC3843A от внешнего блока питания.
меняем резистор R4 (300к) на заведомо исправный, 300к не нашлось – установлен 330К. Результат - не помогло, напряжение на питании микросхемы IC1 (UC3843A) 7 нога около 2 вольт
отключаем ключевой транзистор, стабилитрон ZD1 (20В), R9 (5,1), в принципе вместо R9 можно отключить D2, но R9 проще отпаивать. Результат - не помогло, напряжение на питании микросхемы IC1 (UC3843A) 7 нога около 2 вольт
несмотря на то, что микросхема ШИМ котроллера IC1 (UC3843A) запускается от внешнего блока питания, меняем микросхему IC1 (UC3843A), по привычке заменен сразу и ключевой транзистор – но это в данном случае перестраховка, а точнее привычка. Результат напряжение на 7 ноге появилось 9,5 вольт, и соответственно на выходе появилось 5В. Ремонт закончен.
Выводы. Проверка работы от внешнего блока питания не является 100% гарантией исправности ШИМ контроллера UC3843A.
zival.ru
Импульсный блок питания с использованием микросхем Fairchild Power Switch серии FSFR и FSFA. Разные чипы – универсальная плата
Полумост от Fairchild Semiconductor
Для меня это привычная топология, проще изготовление трансформатора, просто реализуется двухполярный выпрямитель. До этого я ковырял останки компьютерных БП, пробовал разные варианты соединения ШИМ контроллера, драйвера верхнего плеча, разных полевиков и так далее. Вот такой паровозик. Кто занимается БП, то знает, сколько проблем и сложностей иногда возникает с подобной связкой. Одна только разводка ПП, грамотная разводка, не так проста, как кажется. Наладка, подбор компонентов, питание самих контроллеров.Так вот, компания Fairchild Semiconductor собрала весь этот "паровозик" в одну сборку.Теперь контроллер (ШИМ или резонансный), драйвер и силовые полевики, объединены в одном корпусе. Добавлено несколько защит, и мы получаем готовый блок питания.
В линейку входят: FSFR1600 – FSFR2100, за исключением FSFR с номером 1900, а также индексы: HS, XS, US.Мощность от 160 до 450W – для 99.99% домашних задач – выше крыши!Цифровой индекс связан с мощностью, точнее с таким параметром встроенных полевиков, как RDSon. Буквенный – в основном отличия по логике работы защит и обвязке.FSFA2100 – одна в линейке, на мощность 450Вт.Кому нужно озвучить квартал или погреться, можно предложить FAN7621 с мощными, но "лёгкими" полевиками, благо они сейчас стали доступнее.
Ну а я решил попробовать FSFR2100.Точнее заказал именно этот тип. Этот, потому что про другие на тот момент и не знал. Заказал у китайцев. В двух разных местах. Пока они ехали, я решал, куда встроить новый БП? Ну и решил заменить ШИМ на LLC.
В одном из моих усилителей. На самом деле, в усилитель пошёл другой БП, не из этого раздела, но по ходу повествования эта часть является частью исследования.Отвлечёмся
Жил себе ШИМ БП на UC3825+IR2110. Нестабилизированный. В принципе усилителю мощности стабилизация такого вида, как используется в ШИМ БП, не нужна по ряду причин, описывать почему — тема другого раздела.От ШИМ нужен только софт старт, способный без спецэффектов зарядить ёмкости по 20000 в плечо в каждом канале.Всего-то 80000 мкф на один БП. Этот фокус не удавался у IR2153, как и куда я её только не целовал. Никак. Или защита или спецэффект.Этот же товарищ даже и не замечал этого, стартовал себе как обычно. Только у него в процессе эксплуатации вылезла одна лёгкая, но неприятная проблемка. Впоследствии эта проблемка, или недоработка, и послужила причиной перехода на LLC в этом усилителе.
Если посмотреть на плату, то на ней два радиатора. Это силовые ключи. Слева нижнее плечо, справа – верхнее.Верхнее плечо находится на небольшом расстоянии от силового трансформатора.
Частота работы БП была мной выбрана около 80кГц. Чтоб уже наверняка уйти подальше от звукового диапазона. Но в данной схеме, как и в моих БП на TL494, при повышении рабочей частоты, начинает сильно нагреваться сердечник трансформатора. Я этому фактору не уделял должного внимания. Ну, греется, но руку держать можно. До температуры, при которой начнут меняться свойства феррита ещё далеко.
И вот тёплый летний день. Работает этот усилитель, играет что-то фоном через него, меньше ватта, просто чтоб слышно. Я что-то читаю. Вдруг щелчок и усилитель погас. Отключив его от сети, положил руку на верхнюю крышку – тёплая именно со стороны БП.
Пока не остыл, открываю. Вроде все цело, предохранитель целый. Нет только крышки на драйвере IR2110. Причём со стороны верхнего плеча. Даже часть букв видно.Радиатор верхнего полевика очень горячий, нижнего – комнатный. Транс тоже сильно горячий...Странно, что такая не симметрия по температуре.
Звоню полевики – живые оба. Меняю IR2110- все работает! Но почему оно стрельнуло?Предположение было только одно. Транс греет полевик. У полевика меняются какие-то параметры, влияющие на входную ёмкость, драйвер не выдерживает перегрузки и вылетает.Впоследствии понизил частоту, всё нормализовалось, но "осадочек остался".И вот сделал новую плату под FSFR2100:
Намотал транс согласно мануалу.Замерил, стянул. Включил. И...Тишина. Ну, то есть совсем, даже не пикнула...Обвесил все приборами, три раза перематывал транс. Никак!И тогда я уже глубже полез в дебри. Для начала выяснил, что помимо FSFR2100, есть ещё целая линейка разных микрух. Поближе изучил принцип работы. Грешил на разводку ПП. Скачал Appnote по reference-дизайну. Перенёс почти один в один разводку около микросхемы. Так разводка корявая, но мало ли что?
Но почему-то в последнюю очередь думал на саму микросхему, на её исправность! Видимо быстро забылось то, как я нарвался на перемаркированные ADUM1400C, которые на проверку оказались с индексом А.
Так как усилитель был разобран, стоял без БП и занимал место на столе, я решил, и быстренько накидал «проверенный» БП на FAN7621, куда воткнул свой новый трансформатор и запустил его с полпинка. Технология то отработана. Аппарат в работу, а я продолжу.На этом месте тема про усилитель заканчивается.
Вяленые чипы недорого
Версия неправильного транса оказалась неверной, и уже на новой плате я стал менять микросхемы из присланной партии.Из пяти штук не заработала ни одна!В этом же заказе были и FSFA2100, одна их которых, по крайней мере, завелась сразу и без проблем – остальные даже и не проверял. Об FSFA2100 я писал в предыдущем обзоре.Выше я упоминал, что заказал две партии по пять штук. Вторая партия подзадержалась в дороге и как раз к этому времени я её получил. Распаковав посылку, я увидел, что мне прислали FSFR2100XS. А она, как оказалось, немного отличается по цепи управления.Немного. Поэтому переделать эту цепь на готовой плате не составило труда.Тестовый БП изготовлен по схеме из даташита. Разводка силовой части почти точно повторяет референсный дизайн. Питание от отдельной дежурки на 15В — чтоб исключить разные недоразумения.
Втыкаю первую микросхему, включаю. Свист, треск, на выходе около 3В вместо расчётных 12В, управления нет.Сильно разогревается микросхема и отключается. Ура! Защита работает! Тепловая!Ну, хоть что-то работает!Хотя, странно как-то оно себя ведёт...
Ещё три раза перемотав транс с разными числами витков, убеждаюсь, что проблема не в нем. Теперь, недолго думая, начинаю по очереди ставить все оставшиеся микросхемы в тестовый блок.Не поверите! Заработала одна. Последняя! Если бы она не заработала — я бы, наверное, разуверился в своих силах.И пуск и регулировка, все как надо.
Остальные разнокалиберно трещали и шипели трансом, грелись и уходили в защиту. Я забыл слить на флешку дивные виды с экрана осциллографа, поэтому попытаюсь воспроизвести по памяти:
Вот примерно так оно выглядело. Это форма сигнала на выходе – туда, где подключён трансформатор.На рабочей, чистый прямоугольник. На бракованных – начинаются провалы на верхнем ключе. Причём меняются они от частоты и от нагрева корпуса микросхемы. Сквозной ток – не шутка. При этом транс шипит как траншейный удав, и нагревается корпус с радиатором за 3-5 секунд до состояния «ой, блин, горячо!», потом срабатывает термозащита.Анализ проблемы показал, что все присланное - это FSFR. 2100 или другая, сложно сказать. Та, что работает, держит нагрузку хорошо. На радостях нагрузил её, как ишака, чуть не спалил Шоттки от перегрева — она холодная, как лягушка.Защиты работают, частота регулируется. В общем, работает так же, как и БП на FAN7621.
В бракованных работает встроенный I\U на задающем генераторе, 2В есть на ноге управления, встроенные Body Diode звонятся нормально. Остальное не проверишь.А так как на выходе стоят "Internal UniFET with Fast-Recovery Body Diode", то вполне вероятно, что они самые сложные в изготовлении. Соответственно процент брака все же есть.
То, что полевик или его драйвер внезапно сваливается, видно на рисунке. Он должен быть открыт до конца полупериода.Брак... И этот брак вполне возможно купить у китайцев. Но почему обе партии оказались такие?
Я глянул в свои заказы и нашёл ответ: одного продавца зовут zhiyong huang, другого xueyi huang. И фото микросхем в их разных магазинах одинаковые – это меня и подкупило, что красиво снято. Я не знаю, существует на заводах программа утилизации брака, но скорее всего, эта отбраковка, под видом оригинала, продаётся нам. Так же продавать одну партию могут в разных магазинах. А может один хозяин иметь несколько магазинов – как на рыбалке. Так что изобилие товара у китайцев ещё не гарантия, что они из разных источников.
Расстроившись, я решил заказать оригинал...
Наивный юноша... Зашёл на сайт fairchildsemi.com.- А не найдётся ли у вас семплов, бесплатных?- Пожалуйста! – только вот кто ты такой? Надо зарегистрироваться!- Да нет проблем, ради общего блага и мира во всём мире, я готов!И мне предложили заполнить кучу форм, согласиться с обязательством не использовать на войне (я пока не понял как, но military упоминалось), не во зло, оставить контактные данные себя и своей фирмы. Вот это-то им зачем? Напишу, что я farmer, то меня больше на сайт не пустят? И ещё куча формальностей.- Поздравляем! Теперь вы можете у нас заказать образцы. Идите, выбирайте продукт, жмите запросить образцы... Ну, дальше разберётесь – не маленькие чай, кучу документов то подписал сам, без помощи!Трясущимися рукам, утирая скупые слезы умиления, выбираю FSFR2100, две штучки. Жму "далее". И что вы думаете?Лицом я не вышел! Не там родился, не там работаю, и вообще идите в раздел покупок или к своему региональному дилеру. Не удивительно, я уже привык слушать подобное в свой адрес от TI, когда хотел семплы ЦАП у них заказать.Но кому тогда они отправляют семплы бесплатно то?
Нам, второсортным, не привыкать — пойдём и купим. Тут тот же самый раздел, но только дорога чуть удлинилась – платить то кто будет? Выбираю то же самое... Цена в розницу конечно не китайская, а раза так в три больше... Ну ладно, нам же не на баловство какое, ага, вот тут надо карточку им показать.
Начинаю заполнять поля и понимаю, что то-то не так. Сползаю вниз страницы, где к розничным семнадцати долларам добавляется способ и стоимость отправки... и следом сам сползаю под стол. Жаль, что формат нашего журнала не позволяет в полной мере описать ту гамму и фейерверк чувств и ощущений, что я испытал в тот момент.Shippng UPS First Class – 144 американских доллара! Не USPS, а UPS.
Не, ну конечно любой организации и фирме надо любить и лелеять свою продукцию как своё родное, но за два куска кремния, да First Class... Пешком их что ли курьер понесёт?
Быстренько поправив покривившийся шаблон, пошёл искать моих региональных дилеров...Ба! Знакомые все лица! Mouser и digikey... издрассте! У них хорошо покупать, когда надо большую партию. В розницу – это на любителя. Мой товарищ заказывал у них электролиты ELNA — штук 20. Доставка ровно в три раза дороже кондёров. Мне проще тогда откатиться к FAN7621 – они, по крайней мере, все не капризничали.
Может кто-то и скажет, что это жадность или что, но я считаю, что в любом деле должен быть здравый смысл, когда есть альтернатива. Когда её нет, тогда уже нести деньги маркетологам.
К моему удивлению, в том месте, где я заказывал FAN7621 в наличии оказались несколько видов FSFR2100. По абсолютно разным, порой демпинговым ценам. Получить ответ на вопрос "WTF?" от продавца я не смог – это то же самое, что интересоваться у бабки на вокзале, с какого поля и какого числа собрали семечки, которыми она торгует в розницу. Будем надеяться, что раз FAN7621 рабочие, то и эти должны быть тоже живыми. Заказал.
Универсальная печатная плата для серий FSFR и FSFA
Ну а пока отвлекусь на более интересное – разработку. Пока я возился с микрухами и перепиливал платы, заметил одну очевидную закономерность. Все версии FSFR и даже FSFA совместимы pin-to-pin. Разница лишь в обвязке ног управления. И то не принципиальная.То есть, не меняя всю разводку платы, можно менять только перемычки, по типу применяемой микросхемы.И сделать плату так, чтобы можно было использовать перемычки методом наплавления.Так как усилители, для которых нужен новый БП, кончились, то я решил провести замену БП в своих ЦАП.Надо:1. Питание цифровой части — 9-10 В около 0,5 А. Туда же и регулировку.2. Двухполярное аналоговое — 2*17-19 В ток не менее 200 мА.
Но ток нам не сильно важен — всё равно БП отдаст больше, не напрягаясь. Универсальный вариант схемы под подобную переделку будет выглядеть так:
Что я буду использовать отдельный маленький БП для питания, я уже решил однозначно – это проще и стабильнее в работе. Результаты макетирования это подтвердили.Разным цветом обозначены номиналы элементов под разный тип микросхемы.Кстати, индекс XS обладает интересным свойством. У неё защиты не триггерные. То есть после снятия аварийного режима он перезапустится через вывод Ar (есть встроенный ключ), а не будет ждать снятия питания, как остальные.Проверил – "цык-цык-цык" есть при КЗ на выходе и при превышении предела регулировки напряжения.
Пока ожидал приезда недостающих компонентов, я подумал — почему бы не попробовать сделать два БП на разных по топологии микросхемах, то есть LLC Resonant и Assymmetric PWM и сравнить их в работе в одинаковых условиях.Чтоб не ковырять старые БП на предмет дежурного питания, решил заказать готовые AC/DC модули.
Тут пришлось потрудиться, так как поиском находилось куча зарядок для мобилок, лаптопов, планшетов и прочего барахла, но не того, что нужно мне. Но я нашёл и заказал:
Готовый БП на 12В 400 мА. Размер платы 40*15 мм. На какой-то сугубо китайской микросхеме. Явно клон какого-то старенького ШИМ. Но работает. Собран неплохо. Пришлось, правда, сделать лёгкий тюнинг. В схеме слежения за выходным напряжением стоит резистор 9,1 К для 12 В. Посчитал, что для 15 В мне надо 12 К, перерыл весь свой хлам. Не нашёл нигде СМД резисторов на 12 К: попадались или 10К или 15К.Заколхозил выводной резистор. Колхоз виден на фото слева вверху. Больше всего переживал за цвет диода на модуле — боялся синего (ну не люблю я LED синего цвета). Нормально, поставили красный!На место этого БП можно установить любой другой, хоть вертикально, незначительно «допилив» плату под себя.
Ну а собранное выглядит неплохо. Почти одинаково.
Разница только в элементах обвеса цепи управления, и дросселях после выпрямителей.Сверху резонансник, снизу ШИМ.Для резонансника дроссели вообще не нужны, но чтоб не паять на их место перемычки, поставил малой индуктивности от старого БП. Около 6-8 мкГн. На работу не повлияли.Для ШИМ — 47 мкГн по всем линиям — они тут обязательны.
Осталось намотать трансформаторы и впаять микросхемы. В качестве трансформатора запланирован горизонтальный трансформатор под названием ER2834. Размер сердечника 28*34*11,5 мм. Диаметр керна — 10 мм.
Не смог найти катушек под LLC, поэтому секционировал сам. Текстолит или пластик. И то и то без особых проблем приклеилось. Место установки перегородки на глаз.Осталось намотать:Заказал таки я разный литц. Ну сколько можно на коленке то его изготавливать? С которого начать? Пусть будет ШИМ.Первичка - 45 витков провода 0,07х28 в шёлке.
Поместилось два слоя. С боков наклеен толстый двухсторонний скотч, что внезапно и по делу попался под руку.Затем слой лакоткани и бифилярно две вторички.Аналог (2*18 В)— 2*6 витков провода 0,07х80.Цифра (9 В) — 2*3 витка того же провода.
Затем надо выставить зазор для получения требуемой индуктивности в 600мкГн на первичной обмотке:Ну а после можно стягивать каркас и приступать к следующему — LLC.Первичка — 36 витков провода 0,07х28. Получилось два слоя.
Можно было перегородку поставить посередине. Ладно, пойдёт и так.Вторички:Аналог (2*18 В) — 2*3 витка бифилярно проводом 0,07х80.Цифра (9 В) — 2*1,5 витка. Так как для LLC нужно рассчитывать примерно 6 В на 1 виток, то приходится извращаться.И снова выставляю зазор для нужной индуктивности.Все, с трансами закончил. Теперь можно их запаивать и готовиться к запуску.Пока все красиво — сейчас включим — может половину перепахать придётся.Несколько рекомендаций по запуску
В принципе, как любили говорить в известном журнале - «при правильном монтаже и исправных деталях устройство начинает работать сразу». Естественно, ведь все подготовительные мероприятия были сделаны до пуска!У обеих микросхем очень чувствительный набор защит, что лично мне нравится. Но этот набор может послужить злую шутку при первом старте. Например, если требуется зарядить несколько больших ёмкостей. Токовая защита сработает до того, как пройдёт несколько первых тактов. С виду это будет выглядеть как просто тишина — не запустилось.Поэтому желателен осцилл с медленной развёрткой — там это видно.Потом анализировать, что не так, и вносить коррективы, например, уменьшить резистор токовой. Увлекаться не стоит, мало ли что, и реально оно уже не отработает.
Ещё желательно ставить ёмкость в цепь софт-старта несколько больше, чем нарисовано в даташите. Я ставлю 10-22 мкф. Больше уже особой роли не играет.
Также проверять питание самой микросхемы — нижний и верхний предел. Например, при 14,2 В оно не запустится, а 14,5 уже нормально — лучше иметь запас. Верхний — 22,5-23 В. Превысил — и не понятно, а чего оно замолчало то?
Число витков для ШИМ рассчитывается примерно как для обычного БП на 494-й. То есть соотношение жёсткое. И не забываем про насыщение.
В резонансном можно более вольно обходиться с числом витков трансформатора. Но тут важно попасть в нужную индуктивность, чтоб получился резонансный контур — он вытянет недостающее. И даже небольшой избыток первички нам даже на руку — получим нужное напряжение при более высокой частоте.В остальном проблем нет.
Осциллограммы
Форма сигналов для FSFA2100:Синее — выход FSFR после конденсатора, жёлтое — резистор токовой защиты. Выбросы на этом резисторе — плавающие, и похоже, есть наводка на щупы.Это выбросы на выходе БП без нагрузки. Но это не показатель — от положения щупов и места подключения земли они меняют размах.А вот формы для FSFR:
Красота! Я такое не часто видел.Синее — выход FSFR после конденсатора (до него — прямоугольник). Жёлтое — резистор токовой.А вот что на выходе:
Тут все более красивое и уже как не крути щупы — картина не меняется.ШИМ vs Резонансник
Зато в работе они абсолютно разные. Если у ШИМ крутить выходное напряжение вверх, то в определённый момент БП валится в защиту от перенапряжения по выходу — такая там логика защиты.У резонансника — напряжение плавно растёт, а затем упирается в предел, определённый резистором Rmin (см даташит) и дальше от положения потенциометра не зависит.Сам контроллер ШИМ нагревается даже без нагрузки, примерно до 30-40 градусов. Трансформатор холодный.Зато резонансник холодный сам, а трансформатор ощутимо нагревается. Причём греется не обмотка а феррит. Поэтому, возможно, в некоторых случаях потребуется наматывать больше витков первички с пересчётом вторичных обмоток, чтоб трансу было легче.
Займусь этим в следующем БП — этот уже пропитал и ломать не хочется.
Трансы пропитал лаком НЦ. Иногда от сердечника бывают некие призвуки. Особенно в момент включения. На фото выше - сладкая парочка на прогоне. Пришлось нагрузить только ту обмотку, что участвует в регулировании, на остальные не нашлось лампочек.Так как реальная нагрузка не большая, и почти постоянная, то результат прогона хорош — ничего не дымит и не нагревается. Радиатор тут исключительно для моего спокойствия — обе микросхемы способны работать без радиаторов до 150 Вт нагрузки, тем более в наличии термозащита — но в корпусе условия могут быть хуже, обдува нет, а радиатор — гарантия, что сутками напролёт оно может гарантировано работать. И отработало на тесте.
Так же были изготовлены варианты под уменьшенный размер радиатора и платы.Основные отличия — один конденсатор после моста (ну нет у меня кондёров на 400В малого размера), и уменьшенная в габаритах плата. Остальное без изменений.
Вообще в архиве находится файл с несколькими вариантами плат, все рабочие, все собирались и тестировались. Так что выбрать есть из чего.Итого
Все! Можно пробовать заменить «старый» БП на TL494 на новый. Без изменения конструкции.Результат на картинке. Начал с этого, планирую постепенно перевести всех остальных.Сильно улучшился тепловой режим всего устройства. Ну, и как мне кажется, шумовая составляющая тоже.На радиатор пришлось наклеить кусочек текстолита — высота радиатора на 5мм больше предыдущих. А так как радиатор сидит на земле «горячей» части БП, то его случайное замыкание на крышку корпуса чревато серьёзными последствиями, как для всего устройства, так и для его пользователя.
Ну и затем с лёгким сожалением можно отправлять старушку TL494 на заслуженный отдых. Что поделать? Прогресс не стоит на месте!
Может кого-то и отпугнёт от повторения большое количество заказных компонентов, но я реально устал ковырять комповые БП и шастать по местным рынкам и магазинам в безуспешных поисках нужного.Когда сейчас можно заказать именно нужное, а не колхозить из того, что есть — поверьте, результат стоит этого!На этом всё.
Файлы
Платы и схемы здесь:Несколько тёплых слов о китайцах
Список «отличившихся»://www.aliexpress.com/store/517845 — получил 5 дохлых FSFR2100, но рабочие FSFA2100.//www.aliexpress.com/store/819672 — отсюда заказал тоже 5, а заработала одна.P.S. Уже после того, как все запустил, я решил визуально сравнить мёртвых и живых. И заметил интересную вещь: на нескольких микросхемах есть следы от винтов! То есть они были уже куда-то прикручены! Хотя ноги хорошо отреставрированы, и не скажешь, что их паяли.
Тогда у меня возникло сразу масса вопросов.1. Где они могли стоять, если информации об их применении в бытовой технике совсем нет?2. Почему и как они вышли из строя в таких масштабах и что за служба и зачем этим занимается?3. Как умелые китайцы могут так красиво восстанавливать выводы микросхем после пайки и демонтажа, что не придерёшься?На корпусах нет следов термопасты, все хорошо отмыто.
Вот так! Будьте внимательны.С уважением, Алексей
Алексей (AlexD)
Алматы, Казахстан
Родился 6 апреля 1972 года.Хобби-радиоэлектроника.Увлекся железом еще с раннего детства,чем доставлял немало хлопот родителям.Не брали в радиокружок в 4 классе,т.к. в школе еще не преподавали физику (вот такие были правила).Сейчас занимаюсь ремонтом и настройкой компьютеров,в свободное время что-нибудь паяю или собираю-разбираю:)
datagor.ru
Блок питания на TinySwitch / Силовая электроника / Сообщество EasyElectronics.ru
После изрядного количества экспериментов, в которых питальники грелись, пускали Хоттабыча либо не выдавали нужной мощности пришлось-таки почитать Семенова :) В результате определилась топология (флайбэк) и основа — микросхема из серии TinySwitch II фирмы Power Integrations (PI). Фирма специализируется на разработке и выпуске микросхем для всевозможных источников питания и делает весьма интересные вещички. Серия TinySwitch же представляет собой линию контроллеров сетевого источника питания по топологии флайбэк со встроенным высоковольтным MOSFET ключом.
Внимание!Большая часть схемы находится под опасным для жизни напряжением!Запрещается:- Лезть во включенное в сеть устройство руками, паяльником и прочими предметами.
- Лезть в устройство ранее, чем через 5 минут после отключения от сети.
- Пользоваться устройством без надежного изолирующего корпуса.
- Питать от него устройства, не имеющие двойной изоляции, без использования УЗО.
Топология флайбэк
Флайбэк, или обратноходовый преобразователь — одна из топологий однотактных импульсных преобразователей, в которой фазы накопления и отдачи энергии трансформатором разделены во времени (энергия отдается трансформатором в нагрузку во время обратного хода, отсюда и название Fly Back).
Работает схема довольно просто.
В первой фазе — накопления энергии — транзистор открывается и в трансформаторе, как в дросселе, накапливается энергия (точнее, он дроссель и есть, но я буду называть его трансформатором). При этом ток линейно растет (ну, по крайней мере если сердечник не насытится, но это уже не рабочий режим, поэтому допускать его не следует), напряжение с вторичной обмотки приложено к диоду VD1 в обратном направлении и поэтому ток в выходной цепи поддерживается только конденсатором Cout. Приложенное к VD1 напряжение, кстати, равно Uout + W2 * Uin / W1, что следует учитывать при выборе диода.
Во второй фазе — передачи энергии — транзистор закрывается, ток через первичную обмотку прекращается и напряжение на W2 меняет полярность. Диод открывается и трансформатор сбрасывает накопленную энергию в нагрузку. Вообще, по принципу работы флайбэк больше похож на step-up, чем на все остальные трансформаторные преобразователи (мост, полумост, прямоход, пуш-пул). Кроме того, так же, как и step-up, флайбэк может выдать на выходе напряжение, ограниченное только утечками, при отсутствии нагрузки. Именно поэтому неуправляемых флайбэков не бывает вообще, даже дешевые китайские зарядки на одном транзисторе имеют целых два кольца ОС. Выходное напряжение в фазе передачи трансформируется в первичную обмотку и прикладывается к транзистору, суммируясь с индуктивным выбросом от индуктивности рассеяния (это та часть накопленной энергии, которая не может быть сброшена через вторичную обмотку, т.к. накоплена в не связанном с ней магнитном поле), что приводит к необходимости включения специальной цепи ограничения напряжения на VT1, причем эта цепь должна стравливать только выброс от индуктивности рассеяния, но не трансформированное напряжение вторичной обмотки. Последнее, как правило, выбирается в районе 200В, так что на транзисторе при штатной работе напряжение 500-550В.
К плюсам флайбэка относятся:
- Принципиально ограниченная передаваемая мощность — поэтому режим КЗ большинству флайбэков не вреден. Кроме того, из-за этого свойства несложный флайбэк может использоваться как источник тока для зарядки NiCd/NiMH аккумов или питания мощных СИДов даже без обратной связи из вторичной цепи.
- Простота схемы — при малых мощностях (до 50-200 Вт) флайбэки оказываются самыми дешевыми схемами. Да и заставить их работать тоже несложно.
- Трансформатор работает в режиме дросселя — потому его габариты больше, чем в схемах с нормальным трансформатором. Кроме того, с повышением мощности режим ключевого транзистора становится все тяжелее. Поэтому на большие мощности флайбэки не делают — они становятся слишком большими и дорогими.
- Трансформатор работает в режиме однополярных токов и потому требует введения зазора или сердечника из специального материала (микропорошковые и подобные, обычно кольца). Это не очень удобно для радиолюбителей, тем более что зазор нужно выдерживать достаточно точно, а его величина редко превышает доли миллиметра.
Описание микросхемы
В качестве основы блока выбрана микросхема TNY266PN. Она относится к серии TinySwitch II и выбрана по принципу «чтобы поддерживалась PI Expert 7, была в магазине и обеспечивала достаточную мощность». Первый пункт отметает все TinySwitch I (сцуко PI пиарит новые серии методом выпиливания поддержки старых из PI Expert, а найти старые версии оказалось не столь просто), второй отметает TNY265, которая вообще-то по третьему пункту проходила. Микросхемы в серии TinySwitch II отличаются только предельной мощностью нагрузки — она определяется токоограничителем внутри микросхемы.
Выпускается микросхема в нескольких корпусах, в том числе в SOP7 и DIP7 (это SOP8/DIP8 соответсвенно с выпиленной ножкой за номером 7). Выводов у микры всего 4, однако один из них — S — выведен на целых четыре ножки. Через них и осуществляется отвод тепла, так что запаивать их следует в полигон без термоперехода. D выведен на 8-ю ножку, так что отсутствующая 7-я увеличивает зазор между ним и S. EN/UV — ОС и управление функцией UVLO (UnderVoltage LockOut). Последний, BP — для кондера, фильтрующего питание микросхемы, кроме того, через него можно подавать внешнее питание на микросхему, это позволяет снизить потребляемую при отсутствии нагрузки мощность в пять раз, до 50 мВт.
Плюсы микросхемы:
- Почти все необходимое — внутри, включая высоковольтный (700В) ключ.
- Всевозможные встроенные защиты, заметно усложняющие сжигание микросхемы экспериментами.
- Отсутствие необходимости в обмотке питания МС.
В принципе, можно покурить даташит и посчитать схему самому. Но проще воспользоваться PI Expert'ом, тем более мои познания на тот момент были недостаточны для ручного расчета.
Расчет схемы в PI Expert
Прежде всего определимся с трансформатором. Дело в том, что его обычно приходится откуда-то выдергивать, а не покупать тот, что программа посчитает нужным. Я выбрал сердечник EE19, на котором был намотан дроссель в ЭПРА от КЛЛ на ватт 20 чтоли.Далее определимся с микросхемой. Можно покурить даташит и выбрать там подходящую по мощности МС, можно запустить встроенный в программу Product Selector Guide. Первый путь (в сочетании с прайсом Промэлектроники) определил выбор как TNY266PN. Так что тыкаем New и начинаем отвечать на вопросы визарда.
Прежде всего выберем семейство микросхем TinySwitch-II:
На второй страничке в общем-то ничего интересного — там предлагается выбрать параметры входного напряжения. К нашим реалиям больше всего подходит «AC Defaults -> Single 230V».
А вот на следущей страничке нужно указать параметры выходных напряжений и режим стабилизации — CV (стабилизация напряжения) или CV/CC (стабилизация напряжения с ограничением тока, для зарядников).
На следущей страничке — параметры проекта. Здесь надо поставить галочки SI-Units (чтобы оно выдавало результаты в системе СИ, а не всяких там дюймах) и Show Settings for New Design (здесь можно уточнить задание для программы). При желании можно отметить Use Shield Windings, это уменьшит помехи, но усложнит конструкцию трансформатора.
Появится окошко настроек оптимизации. Здесь можно настроить некоторые фильтры, ограничивающие выбор вариантов, которые проверит программа в поисках наиболее оптимального. Основное — лишить ее выбора в плане сердечника. Еще можно указать пределы по количеству витков в основной выходной обмотке.
После этого программа немного подумает и выдаст табличку наиболее удачных результатов. Выбираем какой понравится и жмем ОК.
Вот теперь мы возвращаемся в основное окно программы и видим нечто вроде этого.
Однако, микросхему программа выбрала не ту, да и некоторые другие детали тоже не устраивают. Так что прежде всего идем в PI Device -> PI Device Selection и меняем на TNY266. Теперь нужно повторить оптимизацию проекта. Для этого жмем Start Optimization на тулбаре или в меню Active Design. В результате транс поменялся на 83/17 витков. Это уже чуть проще намотать.
После этого можно последовательно пройтись по пунктам в дереве слева и поменять некоторые значения.
В разделе Specifications и Design врядли придется что-то менять, там данные, скормленные мастеру. Разве что Stacking — оно определяет, будут ли использоваться обмотки с отводами (Stacking) или независимые (Floating).
В Input Stage можно поменять детальки на те, что есть. Например, отказаться от двухступенчатого фильтра и поставить конденсатор на 10 мкФ, вместо предложенного на 6.8, потому как есть в загашнике.
Два раздела после PI Device позволяют поиграться с ручной оптимизацией трансформатора. Пока пропустим.
Output Stage чуть интересней. Тут выбран диод MUR115 — обычный кремниевый диод. А хотелось бы шоттки. Если потыкаться с выбором диода, то выяснится, что нужен он аж на 100В. Изначально там такого не было, но изучение прайса Промэлектроники выдало диод 11DQ10 (1.1A, 100V). Добавляем его в библиотеку (об этом чуть позже) и указываем программе. Теперь сообщает, что Design Passed (т.е. не содержит ошибок), но появилось замечание о малом запасе по напряжению диода.
Далее. Мне так и не удалось заставить PI Expert сгенерировать те же результаты, что и в прошлый раз, когда я собственно источник и расчитывал. Поэтому схема отличается от посчитанного. К тому же, там PI Expert не имеет претензий к выбранному диоду, а транс имеет 85/13 витков.
Теперь, имея результаты расчета, можно погулять по вкладкам, посмотреть расчитанные значения и нарисовать полную схему.
Окончательная схема
По сравнению с блоксхемой:
- Появился предохранитель. Абсолютно необходимая вещь для всех сетевых источников.
- Резистор UVLO разделен на 2. Это сделано из соображений снижения напряжения на нем.
- Добавился конденсатор C3. Точно не знаю, зачем он нужен, но вроде уменьшает помехи и препятствует возникновению большого напряжения между обмотками, которое может пробить трансформатор. Должен быть класса Y1. Не знаю, правда, какие это параметры, поэтому заменил обычной высоковольтной керамикой на 3 кВ.
Трансформатор
Изготовление трансформатора — одна из самых важных частей работы. От этого зависит безопасность блока и будет ли он вообще работать.Итак, прежде всего безопасность. Поскольку намотать с предлагаемыми PI Expert'ом отступами возможности нет — вторичку следует мотать если и не рекомендуемым TIW (Triple Insulated Wire — провод в тройной изоляции, двухслойная лаковая плюс ПВХ), то хотя бы просто изолированным проводом, между обмотками проложить изоляцию (2-3 слоя толстой ленты ФУМ), озаботиться изоляцией выводов первички от витков вторички. Нелишне пропитать обмотки лаком — это не только обеспечит дополнительную изоляцию, но и будет препятствовать писку трансформатора (частота включения/выключения генерации, за счет чего стабилизируется выходное напряжение, часто оказывается в слышимом диапазоне). Снаружи вторичную обмотку тоже следует обмотать ФУМ или изолентой.
Следущий вопрос — зазор. Его нужно выдерживать с достаточной точностью. Можно, конечно, взять микрометр и попытаться подобрать прокладку толщиной 0.127/2 мм (0.063 мм, ага), но это довольно сложно. Лучше подбирать зазор контролируя индуктивность первички L-метром. Можно подбирать прокладку, можно немного сточить центральный керн одной из половинок на мелкой наждачке. Я делал по второму варианту. Он, правда, необратим, так что если БП внезапно станет не нужен и отправится в разборку — убрать зазор из сердечника уже будет нельзя.
После подгона зазора сердечник склеивается (лучше суперклеем, он хорошо выгорает при температуре жала паяльника, что облегчает разборку трансформатора, если что), обматывается изолентой и заливается лаком, чтоб не болтался.
Настройка
Не требуется. Разве что подобрать стабилитрон для получения нужного напряжения на выходе.Печатка
Не дам. Она сильно неоптимальная и вообще выполнена в ворде(!) и нарисована маркером. А вот вопросам трассировки в даташите уделен целый раздел.
- Одноточечная земля (или как ее там). Дорожки от конденсатора ВВ выпрямителя (C2) и конденсатора на пине BP (C4) должны соединяться только в одной точке — на пине Source микросхемы.
- Теплоотвод. Ножки Source выполняют роль теплоотвода, поэтому должны паяться к полигону максимально возможной площади. То же относится и к полигонам, к которым паяются выводы (оба) выходных диодов (VD4).
- Петли импульсных токов. Для минимизации излучения помех следует минимизировать площадь, охватываемую петлями, образованными цепями C2-T1.W1-U1.D/S и W2-VD4-C5/6.
- Ограничитель выбросов. Цепочку VD2-VD3 следует подключать к трансформатору и микросхеме максимально короткими дорожками.
- Пин EN/UV. Следует располагать резистор R2 максимально близко к нему. Также, не следует забывать о напряжении на резисторах. Так, резисторы мощностью 0.25Вт расчитаны на напряжение до 200В. Именно поэтому их два, соединенных последовательно.
- Y-конденсатор. Его (C3) следует подключать короткими дорожками прямо к соответсвующим выводам трансформатора.
- Оптопара. Дорожку от оптопары до пина EN/UV следует делать предельно короткой (не более 12.7мм) и не ближе, чем 5.1мм к пину Drain (и соединенным с ним дорожкам).
- Входной и выходной конденсаторы. Они должны быть разведены так, чтобы у тока не было обходных путей вокруг их пинов. То есть, линия должна проходить от выпрямителя через пин конденсатора (сужаясь при этом до ширины пятака) и затем идти на нагрузку. Пайка конденсаторов С2 и С5/6 к полигону нежелательна, а на аппендиксах — и подавно. Кроме того, минусовую ножку С5/6 следует подключать максимально короткой дорожкой прямо к ножке трансформатора, но не к линии Y-конденсатора.
Девайс в сборе
Россыпь деталюшек. Оптопара SMD. Это я зря. У нее пины расположены с точностью до наоборот по сравнению с тем, как надо. В результате — две перемычки. Расположена она как раз между ними.
we.easyelectronics.ru
