История одного незаконченного ремонта.

15 октября 2013

Ремонт, который не смогли одолеть, как результат аппарат был выдан без ремонта. Интересна схема включения ШИМ контроллера UC3842, несмотря на то, что схема балансирует на грани, блок питания работает довольно стабильно, проверено почти недельным тех. прогоном.

Блок зарядки аккумуляторов источника бесперебойного питания (ИБП) UPS IPPON SMART WINNER 2000 (098-61229-01-S1) выполнен на классическом ШИМ-контроллере UC3842B, однако схема далеко не классическая. Схема была накидана за короткое время и практически не проверялась на соответствие. За основу взята схема с сайта www.intenso.name/index.php/upsrep/74-1500modify в нашем случае резисторы, которые были немаркированы на схеме, оказались с маркировкой, поэтому схема оказалась несколько полнее.

На сайте к схеме прилагается эпиграф, при первом прочтении не понял глубокого смысла, однако после нескольких попыток отремонтировать сей блок питания - смысл становится ясным...

Так как схема рисовалась узлами, которые подвергались ремонтным работам, то на ней наблюдается некоторое несоответствие ГОСТам для схем, поэтому маркировка элементов прыгает не по ГОСТу  местами могут быть незначительные ошибки.


Рис. 1 Блок зарядки аккумуляторов источника бесперебойного питания (ИБП) UPS IPPON SMART WINNER 2000 (098-61229-01-S1) вариант zival

 


Рис. 2 Блок зарядки аккумуляторов источника бесперебойного питания (ИБП) UPS IPPON SMART WINNER 2000 (098-61229-01-S1) вариант intenso

 

Питание силовых цепей.


Несколько  нестандартное инженерное решение выпрямителя разделило наших ремонтников на два лагеря, поэтому пока воздержимся от комментариев. Привычных для обратноходовых блоков питания, 1мФ на 1Вт выходной мощности вы здесь не увидите, конденсатор на входе стоит на 1мкФ*400В. Если учесть габариты трансформатора, то блок питания на 100-200 Вт, учитывая 10%ток заряда, выходная мощность составляет примерно 50Вт (0,9А*54В). На практике выходной ток достигал 2А – блок питания свиристел, но выдавал требуемый ток. Дроссель L1 имеет маркировку, которую расшифровать не удалось, на intenso этот дроссель расшифрован, как 210мкГн. В качестве эксперимента вместо конденсатора С3(1мкФ*400В) была попытка установить полярный конденсатор на 100мкФ. Попытка не увенчалась успехом - при запуске ключевой транзистор выходит из режима работы и мгновенно разогревается до недопустимой температуры. Так что с входными цепями стоит экспериментировать очень осторожно. А вот уменьшение емкости конденсатора благотворно влияет на работу блока питания, правда через 3-5 минут работы у блока питания срывается генерация. Несмотря на рекомендации двух авторов,  замена конденсатора С3(1мкФ*630В К73-17 кузнецкого завода кондесаторов)  даже на полиэтилентерефталатный металлизированный, в плане уменьшения шума результатов не дает, однако стабильность блока питания резко ворастает, правда как выяснилось потом конденсатор С3(1мкФ*400В) стоявший изначально на блоке питания, все же был неисправен.


Рис. 3 Маркировка дросселя L1.

 


Рис.4 Схема силового выпрямителя.

 

Питание микросхемы ШИМ-контроллера.


Первичный запуск осуществляется цепочкой R1,R4,R5 (47кОм) и конденсатором С1 (100мФ*50В), после того, как конденсатор зарядится на 7ноге U3 (UC3842B) появится напряжение 16,8 вольт и ШИМ контроллер запустится.

Для справки. Напряжение включения микросхемы UC3842  16В, напряжение выключения 10В.

Питание начнет поступать по цепочке R15(10 Ом), D5 (1N4937) с демпферным диодом С14(470пФ), C1 (100мФ*50В) и микросхема выйдет в рабочий режим.


Рис.5 Схема питания ШИМ-контроллера.

 

Цепь обратной связи по току.


Датчик тока выполнен на двух резисторах R37, R38 (по 0,5 Ом), что соответствует ограничению тока около 4А (0,9В/0,25Ом). Цепочка R10 (510 Ом), C7 служит  для подавления  выброса на токовом сигнале от форсированного заряда паразитной  емкости  трансформатора. По резистору R12 (4.99k) есть некоторые вопросы по назначению, так как для чего он установлен, неясно.


Рис. 6 Цепь обратной связи по току.

 

Цепь гашения выбросов обратного хода.

Цепь гашения выбросов обратного хода состоит  из С4 (4,7нФ 1кВ) резистора R7 (33к 7Вт) и ультрафаст диода D2 (UF4007) с очень хорошим быстродействием. Комичность ситуации заключается в конденсаторе С8(2,2n 1 kV), с одной стороны конденсатор призван увеличить быстродействие диода, и так одного из самых быстрых, а с другой шунтирует обмотку трансформатора, так как получается подключен последовательно с конденсатором С4 (4,7нФ 1кВ).

Подключение параллельно диоду – конденсатора, шунтирование, позволяет уменьшить время включения.

Особой разницы работы блока питания с конденсатором С8(2,2n 1 kV), и без него –незамечено, ни на слух, ни осциллографом.


Рис. 7 Цепь гашения выбросов обратного хода.

 

Ремонтные работы.

Емкость конденсатора С1 (100мФ*50В) при измерении составила 9 мкФ, конденсатор под замену. После замены конденсатора блок питания стал запускаться, однако после 3-5 минут работа блока питания срывалась, сам блок питания работал так, как будто был сильно перегружен. После непродолжительных диагностических мероприятий выявлен неисправный конденсатор С3(1мкФ*400В), казалось бы ремонт закончен, и блок питания следует отдавать. Тех. прогон дал неприятную картинку, казалось блок питания вот, вот выйдет из режима

Блок питания не срывался по питанию с характерным цыканьем, а просто работал с явными перегрузками. Собственно осциллограммы  это подтверждали, выбросы обратного хода были настолько велики, что превосходили даже основной сигнал по амплитуде. Попытка шунтировать силовой ключ гасящей цепочкой, дала очень хорошие результаты, блок питания заработал в режиме, и осцилограмммы пришли в норму, ушел мусор (борода из помех). Но… отработал блок питания недолго ключ вышел из строя потянув за собой всю полагающуюся  такому случаю цепочку, плюс  сгорел резистор (R10 510 Ом) в цепи токового датчика, который горит довольно редко.

Работа с цепями обратной связи по напряжению результатов тоже не дала, блок питания выдавал такую какафонию, что резало слух.

 

Интересные моменты блока питания.

Оригинально реализована цепь от саморазряда аккумуляторов, вторичная земля подключена через полевой транзистор Q1 (2N7002), который открывался, в случае если на вторичке появлялось напряжение или подавался сигнал извне CN1.3. Кстати на момент ремонта, транзистор просто закоротили перемычкой, что бы не вносил смуту в ремонт.

Цепь заряда разделена на две цепи – цепь формирующая форсированный ток заряда (цепь делителя обратной связи R30(68к) и два параллельных резистора  R39(200k) и К26 (3,3к))  и цепь поддержки аккумуляторов в рабочем состоянии  (цепь делителя обратной связи R29(41,2к) и два параллельных резистора  R39(200k) и К26 (3,3к)) , которая тоже подключается извне CN1.4.

Реализована возможность отключения зарядного устройства извне CN1.5, CN1.6 – например  для проверки состояния аккумуляторов.

 

Непонятные моменты блока питания.

Для работы обратноходового блока питания требуется накопленная энергия, в стандартных схемотехнических решениях - это конденсатор выпрямителя по высокой стороне. В данной же схеме реализован немного другой принцип – скорее всего энергию накапливаем в дросселе выпрямителя блока питания, либо увеличиваем частоту ШИМ. 

Использование шунтирующего конденсатора на каждом диоде косвенно говорит о большой частоте преобразования ШИМ, с другой стороны на вторичном выпрямителе не стоят LOW ESR конденсаторы, значит частота не очень высокая. Однако на слух мы не услышим эту частоту в принципе, а она слышна, причем это не цыканье от перезапуска, а больше похоже на постоянный срыв работы ШИМ. Выбросы в цепи сигналов превышают вдвое – сами уровни сигналов, а демпферные цепи (снабберные)  не стоят, хотя логически они сюда просто напрашиваются.

 

Выводы.

Бороться с высокочастотным писком на этом блоке питания дело неблагодарное. Дать хоть какую- то гарантию на ремонт – не представляется возможным. Блок питания нежелателен для ремонта.