Загрузка...Импульсные блоки питания; устройство и ремонт
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.
Переделка Delta DPS-2000BB под 14,4В
Для питания некоторых приборов радиолюбителям нужны огромные токи, которые среднестатистический блок питания не способен выдать. На выручку могут прийти серверные блоки питания, мощность большинства таких блоков может достигать нескольких киловатт, а выходные токи сотни ампер. Но не все серверные блоки питания одинаково хорошо подходят для переделок, один из представителей безгеморройной переделки — блок питания Delta Electronics DPS-2000BB.
Переделка Delta DPS-2000BB под 14,4В
С просьбой организовать питание для своих мощных автомобильных усилителей обратился к нам Артем Ханджян с Краснодарского края. Для этого была куплена парочка блоков Delta DPS-2000BB и мы приступили к переделке.
Монтаж элементов в блоке очень плотный. Встроенного вентилятор нет, радиаторы в блоке очень сильно нагреваются даже на холостом ходу. Это надо учитывать сразу и заблаговременно приобрести парочку выносных кулеров размером 60х60 мм 12 В.
Если интересует вопрос, как включить Delta DPS-2000BB – достаточно замкнуть пины А6 и С2 или подключить к ним кнопку с фиксацией.
На плате управления присутствуют два подстроечных резистора VR501 и VR601. С помощью них можно откорректировать в небольших пределах максимальный ток и напряжение.
- VR501 – позволяет регулировать напряжение от 11,8 В до 12,8 В;
- VR601 – позволяет корректировать максимальный ток от 196 А до 215 А (при выходном напряжении 12 В).
Для переделки блока под 14,4 В можно использовать штатный порт, подключив к нему построечный резистор на 1 кОм, последовательно с резистором на 120 Ом, к пинам А1 (или А2) и D3. Схему подключения резистора смотрим ниже.
Но не все бывает так просто. У блока питания Delta DPS-2000BB есть несколько ревизий платы. Для версий S8 можно пропустить следующие шаги, а вот у версий S9 и выше нужно произвести несколько манипуляций с платой управления.
Основные отличия между S8 и S9 – отсутствие двух пинов.
Если штырек нераспаянный его нужно изготовить самостоятельно и аккуратно впаять на место. В нашем случае штырек был впаян, но производитель специально обрезал кончики этих ножек.
После манипуляций с платой управления можно подключать подстроечный резистор и кнопку. Для подключения к тонким пинам в разъеме блока очень удобно использовать старые штекеры от аудио разъемов передней панели ПК.
На этом моменте переделка Delta DPS-2000BB окончена, достаточно откорректировать выходное напряжение подстроечным резистором.
По скольку нам в работе нужно было два блока, для обдува использовались два вентилятора 120х120мм.
Блоки питания hp 1000w, dps-800gb в Москве -387 товаров
от 25 390 i 3 отзыва доставка из Тулы Блок питания Sea Sonic Electronics FOCUS Plus Gold.
от 6 227 i 3 отзыва доставка из Норильска Блок питания ExeGate 1000PGS 1000W
от 14 120 i 8 отзывов доставка из Наро-Фоминска Блок питания GIGABYTE GP-P1000GM 1000W
от 14 597 i 7 отзывов доставка из Красногорска Блок питания Zalman WATTTERA ZM1000-EBTII 1000W
от 8 000 i доставка из Череповца Блок питания HP 403781-001 1000W
от 4 087 i 6 отзывов доставка из Колпино Блок питания Deepcool DA600 (DP-BZ-DA600N) 600W
от 15 040 i доставка из Твери Блок питания Fujitsu S26113-F574-L13 80+ Platinum.
от 2 933 i 56 отзывов доставка из Саратова Блок питания AeroCool VX Plus 750W
от 13 990 i 3 отзыва доставка из Владивостока Блок питания Thermaltake Toughpower DPS G RGB 850W
от 4 826 i 19 отзывов доставка из Владимира Блок питания ExeGate ATX-1000PPX 1000W
от 7 805 i доставка из Севастополя Блок питания HP 406421-001 1300W
от 19 130 i доставка из Зеленограда Блок питания EVGA GQ 1000W (210-GQ-1000-V2)
от 3 744 i доставка из Улан-Удэ Блок питания AA20850 для HP Designjet 800/ 800PS/.
от 7 347 i доставка из Калуги Блок питания HIGH POWER Performance GD 800W
от 6 333 i 96 отзывов доставка из Раменского Блок питания Deepcool DQ750ST 750W
от 23 760 i 3 отзыва доставка из Коломны Блок питания Cooler Master V1000 Platinum 1000W
от 9 500 i доставка из Тамбова Блок питания HP 754377-001 500W
от 2 899 i 2 отзыва доставка из Краснодара Блок питания HIPER HP-400SFX 400W
Категория блоки питания hp 1000w, dps-800gb для города Москва содержит 387 товаров, которые продаются в 39 магазинах по цене от 690 руб. до 112200 руб.
Обзор блока питания DeepCool PM800D мощностью 800 Вт и «золотым» сертификатом
Сегодня у нас на тестировании свежий бюджетный «золотой» блок питания от DeepCool на 800W. В линейке присутствуют еще две модели на 750 и 850 ватт. Обещают современную схемотехнику, высокий КПД и японские конденсаторы. Посмотрим так ли это.
DeepCool PM800D (R-PM800D-FA0B-EU)
Блок питания поставляется в непримечательной коробке из неокрашенного упаковочного картона, поверх надета белая картонка с фотографией блока и всеми техническими характеристиками. В коробке помимо самого блока находится кабель питания, комплект крепежных винтов и инструкция.
Блок питания с впаянными не съемными проводами, количество кабелей и их длина следующие:
- один на питание материнской платы (55 см);
- один с двумя 8-контактными (4+4) разъемами для питания процессора (61+12 см);
- три с одним 8-контактным (6+2) разъемом для питания видеокарт PCI-E (50 см);
- два с тремя разъемами питания для SATA-устройств (45+12+12 см);
- один с тремя разъемами питания для IDE-устройств (45+12+12 см).
Все кабели выполнены в виде шлейфов с черной изоляцией. Длина кабелей достаточная для больших корпусов с нижним расположением блока питания, в маленьких корпусах может быть проблемой расположение лишних кабелей.
Корпус блока покрашен черной порошковой краской, по бокам есть черные наклейки с белыми надписями мелким шрифтом, внешний вид не портят. С тыльной стороны присутствует наклейка с техническими характеристиками.
Блок выполнен по современной схемотехнике — активный корректор коэффициента мощности с широким диапазоном напряжения питания, мостовой резонансный LLC-преобразователь с синхронным выпрямителем по линии +12 В и DC/DC-преобразователи по линиям +3,3 В и +5 В.
Блок имеет полноценный фильтр импульсных помех, часть его элементов распаяно на сетевом разъеме. Входной выпрямитель установлен на небольшой радиатор, его тип рассмотреть не удалось. APFC построен на контролере CM6500UNX, он расположен на отдельной плате и управляет парой силовых ключей GP28S50G (28 A 500 В 0,125 Ом), включенных параллельно, диод используется на основе карбида кремния FFSP0665A (6А 650 В). Ток с корректора поступает на высоковольтный фильтр через термистор, который отключает реле после старта блока для увеличения КПД. Высоковольтный фильтр выполнен на электролитическом конденсаторе 680 мкФ х 400 В 105°C серии KMR производства Nippon Chemi-Con.
Силовой преобразователь по линии +12 В выполнен по мостовой схеме, управляет его работой комбинированный контролер CM6901X, расположенный на отдельной небольшой плате. Четыре силовых транзистора SVF18N50F (18 А 500 В 0,26 Ом) установлены на общий радиатор с элементами APFC. Синхронный выпрямитель выполнен на четырех транзисторах BSC014N04LSI (195 А 40 В 1,45 мОм) за их охлаждение отвечают две никелированные пластины, впаянные рядом с транзисторами. Питание после синхронного выпрямителя фильтруют семь полимерных конденсаторов емкостью 470 мкФ 16 В.
Питание по линиям +3,3 В и +5 В формирует плата DC/DC-преобразователей на синхронном ШИМ-контролере APW7159C и четырех силовых транзисторах SPN3006 (80 А 30 В 4,7 мОм). На плате установлены два дросселя и несколько полимерных конденсаторов, но номиналы рассмотреть не удалось, так как плата прикрыта медным экраном для уменьшения наводок на провода. Рядом с платой установлены три полимерных конденсатора емкостью 820 мкФ 6,3 В, для дополнительной фильтрации питания после DC/DC-преобразователей.
За линию дежурного питания +5VSB отвечает преобразователь на контролере TNY290PG, на выходе питание фильтруют электролитические Low ESR конденсаторы 2200 мкФ 10 В 105 °С от Chengx. Все конденсаторы в обвязке дежурки тоже производства Chengx. Рядом на плате расположена микросхема супервизора IN1S313I-DAG.
За охлаждение компонентов блока отвечает вентилятор размером 120х120х25 мм производства YATE LOON с маркировкой D12SH-12 12 В 0,36 A, частотой 2200 об/мин и с двухпроводным подключением. Управление оборотами автоматическое в зависимости от температуры силовых компонентов блока. При включении вентилятор стартует на скорости 850 оборотов в минуту и с прогревом плавно увеличивает их.
Монтаж и пайка выполнены качественно, плата нормально отмыта от флюса.
Методика тестирования
Тест блока питания проводился с использованием линейной электронной нагрузки со следующими параметрами: диапазоны регулировки тока по линии +3,3 В — 0–16 А, по линии +5 В — 0–22 А, по линии +12 В — 0–60 А, погрешность измерения тока и напряжения стендом 5%, все контакты для подключения кабелей тестируемого блока питания с одинаковым напряжением включены параллельно и нагружены соответствующим каналом нагрузки. Ток по каждому каналу регулируется плавно, и он стабильный не зависимо от выходного напряжения блока. Для точного измерения напряжений, тока сети и температуры использовался мультиметр Zotek ZT102 с True RMS. Обороты вентилятора замерялись тахометром Uni-T UT372. Для каждой линии питания устанавливался необходимый ток, и замерялось напряжение на контактах нагрузки для учета потерь на проводах.
Результаты тестирования
Первый тест на нагрузочную способность основной линии +12V, ток по линиям +3,3V и +5V был постоянный с общей нагрузкой около 110 Вт, результаты занесены в таблицу:
| Ток нагрузки на линии +12V, А | Напряжение на линии +12V, В | Мощность нагрузки по линии +12V, Вт | Напряжение на линии +5V при токе 15 А | Мощность нагрузки по линии +5V, Вт | Напряжение на линии +3,3V при токе 10 А | Мощность нагрузки по линии +5V, Вт | Общая мощность нагрузки, Вт |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 11,99 | 5,0 | 75 | 3,29 | 32,9 | 107,9 | ||
| 10 | 11,95 | 119,5 | 5,0 | 75 | 3,29 | 32,9 | 227,4 |
| 20 | 11,93 | 238,6 | 5,0 | 75 | 3,29 | 32,9 | 346,5 |
| 30 | 11,91 | 357,3 | 5,0 | 75 | 3,29 | 32,9 | 465,2 |
| 40 | 11,89 | 475,6 | 5,0 | 75 | 3,29 | 32,9 | 583,5 |
| 50 | 11,88 | 594 | 4,99 | 74,8 | 3,29 | 32,9 | 701,7 |
| 60 | 11,87 | 712,2 | 4,99 | 74,8 | 3,29 | 32,9 | 819,9 |
| 65 | 11,86 | 770,9 | 4,99 | 74,8 | 3,28 | 32,8 | 878,5 |
| Напряжение на выходе блока питания | |||||||
| 65 | 12,11 | 787,1 | 5,19 | 77,8 | 3,5 | 35 | 899,9 |
По результатам теста видим хорошую стабилизацию напряжений по линиям +3,3V и +5V, на максимальной нагрузке напряжение по линии +12V просело до 11,86 В, что всего на 1,2% ниже номинала. Дополнительно был сделан замер напряжений на выходных контактах самого блока питания при максимальной нагрузке. Выходные напряжения на самом блоке выше, видна работа системы компенсации падения напряжения на проводах. Все напряжения с запасом укладываются в нормы ATX.
Для проверки нагрузочной способности линий +5V и +3,3V были сделаны тесты при постоянной нагрузке на +12V для оценки их влияния друг на друга.
| Ток нагрузки на линии +3,3V, А | Напряжение на линии +3,3 V, В | Ток нагрузки на линии +5V, А | Напряжение на линии +5V, В | Ток нагрузки на линии +12V, А | Напряжение на линии +12V, В |
|---|---|---|---|---|---|
| 3,3 | 5,0 | 15 | 11,94 | ||
| 3,3 | 5 | 5,0 | 15 | 11,94 | |
| 3,3 | 10 | 5,0 | 15 | 11,94 | |
| 3,29 | 15 | 4,99 | 15 | 11,93 | |
| 3,29 | 20 | 4,99 | 15 | 11,93 | |
| 5 | 3,3 | 5,0 | 15 | 11,94 | |
| 10 | 3,29 | 5,0 | 15 | 11,94 | |
| 15 | 3,28 | 5,0 | 15 | 11,94 | |
| 15 | 3,28 | 20 | 4,99 | 15 | 11,93 |
По результатам теста имеем отличную стабилизацию по линиям +3,3V и +5V, при больших перекосах нагрузки напряжение на других линиях меняется незначительно, что есть нормой для современных «золотых» блоков питания.
Тест эффективности блока проводился при напряжении сети 230 В. При пониженном напряжении сети КПД будет немного ниже.
| Мощность нагрузки, % | Мощность нагрузки, Вт | Потребляемы ток сети, А | Напряжение сети, В | КПД, % |
|---|---|---|---|---|
| 25 | 200 | 0,965 | 234 | 88,6 |
| 50 | 400 | 1,868 | 232 | 92,3 |
| 75 | 600 | 2,943 | 227 | 89,8 |
| 100 | 800 | 4,058 | 224 | 88,0 |
Эффективность у данного блока соответствует требованиям 80 Plus Gold.
Тест на нагрев компонентов блока проводился при температуре воздуха в помещении 19°С, с помощью панели Scythe Kaze Master Pro, датчики которой были установлены на радиаторах, дросселе APFC и плате DC/DC-преобразователей, на силовой трансформатор была установлена термопара от мультиметра, блок нагружался на 800 Вт и работал пока температура силового трансформатора не стабилизировалась. Показания панели Scythe записывались и блок отключался от сети, снималась крышка и быстро проводились замеры температур остальных компонентов. Результаты показаны на следующем фото платы блока питания с указанием температуры основных компонентов в градусах Цельсия.
Температуры при максимальной мощности не высокие, сказывается современная схемотехника и низкая температура воздуха в помещении. При длительной работе на максимальной мощности блок повысил обороты вентилятора до 1700 об/мин, при этом шум был средний, на уровне остальных вентиляторов тестового стенда. В корпусе температуры и обороты вентилятора будут немного выше в зависимости от размеров и продуваемости шасси.
Выводы
Протестированный DeepCool PM800D — типичный бюджетный «золотой» блок питания с обычной элементной базой. У него современная схемотехника с нормальным запасом по мощности, хорошая стабильность выходных напряжений, соответствие заявленных характеристик и не сильно высокие температуры. В нем установлен один японский конденсатор в высоковольтной цепи, тогда как в выходном фильтре более доступные, хотя, учитывая невысокий нагрев устройства, с ними проблем быть не должно. Возможно, кому-то не понравятся стационарные провода или шумноватый вентилятор при максимальной нагрузке, но невысокая стоимость, как за модель на 800 Вт, должна компенсировать такие недостатки. В итоге PM800D подойдет для средней игровой системы, в которой блока хватит с запасом.
