Быстрый ремонт импульсного источника питания своими руками

Чтобы, отремонтировать импульсный источник питания, вначале выявляется неисправность, приведшая к поломке БП. В статье представлены практические советы как быстро восстановить работоспособность источника напряжения собственными руками.

Когда часть оборудования оказывается полностью мертвой, первое, на что следует обратить внимание, — это источник напряжения. Если для поиска неисправностей используется осциллограф, это должен быть портативный прибор с батарейным питанием, изолированный от земли. Причина в том, что велика вероятность существования внутреннего напряжения, которое может создавать опасные токи короткого замыкания при подключении к настольному осциллографу.

Как быстро и правильно отремонтировать импульсный источник питания

Всем радиолюбителям хорошо известно, что импульсные источники питания созданы, как правило, для выпрямления переменное напряжение электросети в постоянное с последующим понижением его номинального значения. Поэтому, во включенном состоянии такое устройство всегда находится под высоким напряжением. Следовательно, установленные в блоке питания компоненты часто подвержены выходу из строя в силу разных причин.

В связи с этим, мы здесь подготовили для вас практические советы как грамотно и не затратно восстановить работоспособность сгоревшего импульсного источника питания в домашних условиях. Поделимся методом как быстро находить в устройстве неисправный компонент ставший причиной поломки оборудования.

Основы поиска и устранения неисправностей блоков питания

Импульсный источник питания может быть выполнен в различных конфигурациях, например: в виде печатной платы в составе устройства или отдельного модульного прибора. Тем не менее, его основная задача, как писалось выше, — выпрямление с одновременным уменьшением напряжения сети до необходимого значения. Такая потребность в использовании этого электрооборудования вызвана тем, что домашние электрические сети имеют стандартизированное напряжение 220 вольт.

Однако, не все устройства и инструменты используемые нами в быту могут работать на напряжении 220 вольт, то-есть для некоторых из них требуется значительно меньшее напряжение. Сейчас современная аппаратура использует импульсные источники напряжения, которые постепенно приходят на смену блокам изготовленным по схеме мостового выпрямителя с фильтром и мощного силового трансформатора.

Примечание! Вопреки бытующему мнению о высокой надежности ИИП, компоненты, установленные в импульсных блоках напряжения, частенько выходят из строя. Как говорят: «ничто не вечно…». Вот почему, пока будет существовать такое оборудование, всегда будет востребована необходимость в их ремонте.

Импульсный источник питания на печатной плате

В общем пойдем дальше. Для общего понятия разделим устройство на ключевые модули, которые имеются практически в любом импульсном источнике электропитания. Стандартный вариант импульсного блока питания относительно можно разграничить на три составные части по функциям.

1. Узел широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер), на основе которого выполняется построение задающего генератора электрических колебаний, как правило с частотой примерно 35…65 кГц;
2. Линейка мощных силовых ключей, функции которых могут осуществлять как биполярные так и полевые либо трехэлектродные IGBT транзисторы имеющие изолированный затвор; кроме того, эта часть схемы может состоять из дополнительных управляющих ключами элементов, собранных на транзисторах малой мощности;
3. Импульсный трансформатор с одной или несколькими первичными и вторичными обмотками, а также выпрямительными диодами, конденсаторами для фильтрации выпрямленного напряжения, стабилизаторами в выходной цепи; в качестве магнитопровода как правило, применяется сердечник на основе феррита или альсифера;

Вот, в общем это и есть основные понятия, которые требуется для изготовления или ремонта импульсного источника питания. На представленном выше снимке основные узлы ИИП выделены цветом. Для лучшего наглядного восприятия, также эти узлы отмечены цветом и на принципиальной схеме. Ниже в качестве примера:

Принципиальная схема ИИП. Кстати, на этой схеме силовой узел выполнен со средней точкой.

Внимание! Начиная выполнять поиск неисправности в устройствах такого типа, не забывайте, что на электронных компонентах может сохранятся напряжение, поэтому, перед началом работы, обязательно разряжайте цепь высокого напряжения.

Неисправности современных импульсных блоков питания — возможные причины поломки

Проблемы, возникающие с блоками напряжения, когда они отказываются работать, в основном могут образоваться по следующим причинам:

• броски напряжения в электрической сети. Именно такие броски напряжения с высокой амплитудой во многих случаях приводят к поломке устройства, которое не рассчитано на такие всплески;
• работа источника питания с максимальной нагрузкой длительное время;
• в схеме не предусмотрена защита. Некоторые изготовители такого типа оборудования, просто-напросто экономят на дополнительных компонентах, поэтому пренебрегают установкой защиты в приборе. Если в ремонтируемом вами блоке отсутствует защита, то лучшим вариантом будет добавить ее в схему;
• невыполнение инструкции по эксплуатации изделия, приложенной изготовителем для определенной модели.

Кроме этого, частые поломки у преобразователей напряжения возникают из-за некачественных деталей устанавливаемых производителем. Так например сейчас, все российские рынки и не только российские, заполонили изделия сомнительного качества от китайских «товарищей». Поэтому, в такой ситуации, когда больше не из чего выбирать, остается надеяться на удачу, что попадется качественный прибор.

Во время проверки импульсного блока часто обнаруживаются следующие проблемы:

• 40 процентов поломок происходят в цепи высокого напряжения. Так например: часто выходят из строя диодный мост или электролитический фильтрующий конденсатор в силовом тракте выпрямителя;
• 30 процентов неисправностей образуются также в силовой части устройства из-за пробоя мощных ключей переключения MOSFET;
• 15 процентов составляет токовый пробой переходов диодного моста в цепи вторичной обмотки выпрямителя;

Диодная мостовая сборка

Выше мы обозначили основные неисправности, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации прибора, а вот другие поломки выявляются только с использованием более точных устройств диагностики и измерений. Чтобы выполнить корректный поиск причины, приведшей к неработоспособности оборудования, для этого используют осциллограф и как минимум — мультиметр. В следствие этого, если возникшая проблема не соответствует трем, обозначенным выше параграфам, то собственноручно отремонтировать импульсный источник питания будет несколько проблематично, не имея специальных приборов и опыта в электронике.

Исходя из этого, можно сделать определенный вывод: если ваш персональный компьютер или телевизор перестал подавать признаки жизни, сразу же начинайте искать причину начиная с БП. Другой вопрос в этой ситуации: если, все-же у вас не хватает знаний в ремонте такой сложном оборудовании как ИИП, тогда все-таки лучшим вариантом будет обратится к специалистам.

Метод выявления неисправного компонента

Примечание! Чтобы быстро отыскать неисправность, приведшей импульсный источник питания в нерабочее состояние, вам, как минимум, потребуется цифровой мультиметр.

Мультиметр

Для выявления проблемы, возникшей в устройстве, нужно выполнить последовательные шаги:

• вскрываем источник питания;
• вольтметром замеряем напряжение на электролитическом конденсаторе установленном в цепи выпрямителя;

Замер напряжение на электролите

Проверка конденсатора

• в случае определения прибором напряжения 300v на конденсаторе, то это будет означать, что этот участок силовой цепи находится в полном порядке;
• в схемах, использующих два малогабаритных конденсатора, напряжение определенное вольтметром в 150 вольт на каждом из них, соответствует исправности силового тракта;
• если в этой точке нет напряжения, то в первую очередь необходимо проверить состояние выпрямительных диодов, цепь фильтрующего конденсатора и предохранитель;

Плавкий предохранитель в схеме импульсного блока напряжения

• при обнаружении сгоревшего предохранителя, кроме его замены, также нужно прозвонить и другие компоненты схемы. Чтобы обнаружить причину, которая привела к выходу из строя предохранителя;
• проблемные электролитические конденсаторы обнаружить довольно просто. Из них либо вытекает электролит, либо они становятся «беременными», поэтому они не подлежат ремонту — только замена;
• в обязательном порядке проверяется вся цепь выпрямителя, включая диодный мост;

Диодный мост импульсного источника питания

• сглаживающий конденсатор в цепи фильтра, может быть установлен в виде одиночной емкости или набора линейки, составленной из нескольких емкостей, включенных по схеме последовательного или параллельного соединения;
• силовые транзисторные ключи, как правило, устанавливаются на теплоотводах.

Примечание! Приступая к ремонту, старайтесь сразу выявить все неисправные элементы устройства, и в последовательном порядке заменить их. Нельзя, заменяя одну деталь, оставлять в схеме сгоревшую деталь, а затем включать прибор для проверки. Такие действия могут привести к более тяжелым последствиям!

Специфика самостоятельного ремонта ИИП

Для выполнения диагностики и ремонта стандартных блоков питания импульсного типа, просто нужно придерживаться советов, которые мы предложили выше. А конструктивное исполнения такого оборудования, мало чем отличается друг от друга, хотя они могут быть от разных производителей.

Проверка электронных элементов печатной плате

Для качественного ремонта импульсного источника напряжения своими руками, нужно иметь в своем распоряжении соответствующие приборы и инструменты, а именно: хороший паяльник, припой, растворитель для смывки излишков флюса на плате и основные инструменты:

• комплект разных отверток;
• пинцет;
• цифровой мультиметр;
• обычная лампочка на 150 Вт /220 вольт. Хороший вариант для подключения ее как нагрузки.

Общий вид платы блока питания

Грамотно выполненная диагностика устройства, является гарантией успешного ремонта. Проблемы, связанные с выходом из строя какого либо элемента в высоковольтном тракте, найти не составит никакого труда. Их легко выявить, как при визуальном осмотре, так и с использованием мультиметра.

Процесс работы

После устранения выявленных неисправностей и замене всех сгоревших при этом деталей, импульсный источник питания, при включении начинает сразу работать без всякой предварительной настройки. Так, что если вы обладаете хотя бы первоначальными знаниями в электронике и имея хоть какой-то опыт в ремонте подобных устройств, то вы наверняка справитесь самостоятельно с восстановлением ИБП.

Как отремонтировать импульсный блок питания

Импульсные блоки питания: ремонт своими руками за 7 шагов

Все современные электрические приборы, использующие цифровые технологии, питаются от встроенных блоков, работающих в импульсном режиме.

Они снабжаются защитами, имеют качественный монтаж, но из-за скачков напряжения в сети или ошибок человека все же выходят из строя: тогда дорогой бытовой помощник перестает работать.

Чтобы вы могли с минимальными потерями выйти из этой ситуации, я подробно объясняю все про импульсные блоки питания, ремонт своими руками их неисправностей.

• Импульсные блоки питания — как работают: краткий обзор схем
• Правила безопасности с электрическим током: как исключить риски и защититься от удара током при ремонте ИБП
• Как отремонтировать импульсный блок питания своими руками: важные советы для начинающих
  • Подготовительные работы: где найти схему импульсного блока питания и какие нужны измерительные приборы
  • Алгоритм ремонта импульсного блока питания: полная инструкция из 7 последовательных шагов

Вначале предлагаю немного отойти от темы, чтобы вспомнить подсобный справочный материал. Если он вам не нужен, то сразу переходите к вопросам ремонта.

Импульсные блоки питания — как работают: краткий обзор схем

Структурная схема импульсного блока питания поясняется мнемоническими символами формы напряжения над каждым его составным блоком, а связи взаимодействия обозначены стрелками.

Принципиальную схему удобно представлять таким видом.

Монтажная плата одного из устройств с расположением деталей показана на фотографии ниже с моими комментариями.

Естественно, что это только частный случай, который, скорее всего не совпадет с вашим ИБП. Здесь я преследую простую цель — напомнить принципы взаимодействия составных частей блока.

Если вам необходимо более подробно ознакомиться с этими вопросами, то читайте специально написанную статью.

Правила безопасности с электрическим током: как исключить риски и защититься от удара током при ремонте ИБП

На всех существующих схемах импульсных блоков питания рядом с первичными цепями 220 вольт расположены вторичные — выходного напряжения. Их все необходимо измерить и оценить.

Я же заострю ваше внимание только на трех вопросах:

1. Работайте под напряжением только одной рукой: вторую засуньте в карман и не доставайте — сразу снизите риск попадания под действие электрического тока.
2. Накопительные конденсаторы длительно хранят запасенную энергию даже при отключенном напряжении, требуют осторожного обращения.
3. Подключайте импульсный блок питания для проверок только через разделительный трансформатор.

Электрическое сопротивление человеческого тела очень низкое: наш организм состоит из жидкостей. Если работать под напряжением двумя руками, то существует большая вероятность создать путь для прохождения тока короткого замыкания через свое тело.

А ведь несколько десятков миллиампер уже могут вызвать фибрилляцию сердца.

Мгновенный разряд конденсатора тоже способен причинить большой вред организму. Не советую испытывать судьбу: проверять на себе работу электрошокера.

Накопленный емкостной заряд следует предварительно снимать. Причем делать это не простой закороткой его выводов пинцетом или перемычкой, а резистивным сопротивлением в десятки килоом. Иначе могут возникнуть большие токи, которые элементарно повредят исправный конденсатор.

Разделительный трансформатор отделяет подключенный к нему потребитель от цепей питающей подстанции. Его применение исключает стекание тока через тело человека по контуру земли.

Величина тока короткого замыкания во вторичной цепи 220 разделительного трансформатора ограничивается мощностью, которую может передавать его магнитопровод.

Эта схема подключения допускает касание одной рукой (не двумя) любого места вторичной обмотки трансформатора или подключенного к ней источника бесперебойного питания.

Подключать ИБП к вторичной цепи разделительного трансформатора рекомендую через лампу накаливания.

Ее же с мощностью 60-100 ватт допустимо использовать в качестве токоограничивающей нагрузки при ремонте блока без разделительного трансформатора. Она уменьшит аварийный ток, может спасти транзистор от выгорания.

Как отремонтировать импульсный блок питания своими руками: важные советы для начинающих

Профессиональный электрик всегда начинает работу с подготовки рабочего места, инструмента и оценки рисков, которые необходимо предотвратить.

Следует хорошо представлять, что ремонтировать импульсный блок питания своими руками — значит работать под напряжением в действующих цепях.

Подготовительные работы: где найти схему импульсного блока питания и какие нужны измерительные приборы

Сейчас производители электротехнического оборудования хранят в тайне свои профессиональные секреты: схемы ИБП в свободном доступе нет. Мы же собрались делать ремонт своими руками, а не в специализированном сервисе.

Поступаем следующим образом:

1. Вскрываем корпус и осматриваем электронную плату.
2. Находим мощный транзистор (выходной ключ) и микросхему (ШИМ-контроллер). Иногда они могут быть объединены общим корпусом.
3. Записываем маркировку и по ней ищем в справочниках или через интернет полное описание (data sheet).
4. Изучаем по найденной документации выводы микросхемы, способы ее подключения и сравниваем полученные сведения с реальной конструкцией.

Технологию поверхностного монтажа печатных плат и способы маркировки деталей хорошо объясняет в своем видеоролике Влад ЩЧ. Рекомендую посмотреть.

Без измерительного электрического инструмента отремонтировать ИБП вряд ли получится. Можно обойтись старыми стрелочными приборами — тестерами, как мой Ц4324.

Они позволяют измерять большинство электрических параметров с достаточным для ремонта классом точности, но требуют повышенного внимания и выполнения дополнительных вычислений.

Сейчас намного удобнее использовать для замеров цифровой мультиметр.

Все правила обращения с ним для новичков я очень подробно объяснил в специально опубликованной статье. Надеюсь, что она будет вам полезна.

Большую помощь в поиске неисправностей окажет осциллограф. Он позволяет просмотреть осциллограммы напряжений практически каждого узла ИБП.

По их виду и величинам довольно просто оценивать работоспособность каждого электронного элемента в составе схемы. Для снятия замеров подойдет любая модель: старая аналоговая или современная цифровая.

Но, если осциллографа нет, то отчаиваться не стоит. В подавляющем большинстве случаев можно обойтись цифровым мультиметром или стрелочным тестером.

Алгоритм ремонта импульсного блока питания: полная инструкция из 7 последовательных шагов

Неисправности внутри ИБП можно разделить на две категории:

1. Явное выгорание с обугливанием деталей, дорожек, взрывы конденсаторов.
2. Тихая потеря работоспособности без проявления внешних повреждений.

Алгоритм ремонта импульсного блока питания состоит из двух последовательных этапов: вначале проводят первичные проверки без подачи напряжения, а затем — замеряют величины электрических характеристик.

Шаг №1: внешний и внутренний осмотр

Первоначально вам придется вскрыть корпус и внимательно осмотреть его содержимое. Все, что вызывает сомнения, необходимо тщательно проверить.

Первый тип повреждения таит в себе ту опасность, что определить маркировку сгоревших деталей бывает сложно, а то и невозможно. На этом этапе ремонт может остановиться.

Шаг №2: проверка входного напряжения

Во втором случае поиск места дефекта начинают с проверки наличия цепей питания 220 вольт. Часто возникает повреждение сетевого шнура или перегорание предохранителя.

Плавкая вставка предохранителя обычно перегорает от пробоя полупроводникового перехода диодов выпрямительного моста, транзисторных ключей или дефектов блока, управляющего дежурным режимом.

Все это надо проверить мультиметром: его переводят в режим омметра и замеряют состояние электрического сопротивления указанных цепочек, ищут обрыв, который необходимо устранить.

Сразу скажу, что не стоит успокаиваться, если обнаружили сгоревший предохранитель: он так просто не выходит из строя. Явно в цепи ИБП возникло короткое замыкание или перегруз: придется искать дополнительно поврежденные детали.

Если повреждений нет, то импульсный блок питания размещают на диэлектрическом основании стола и подают на него 220 вольт.

Входное напряжение надо проверить мультиметром в режиме вольтметра, провести измерения на входе сетевого фильтра и после плавкой вставки предохранителя.

Шаг №3: проверка состояния сетевого фильтра и выпрямителя

Работоспособность этой схемы следует определять вольтметром в режиме измерения переменного напряжения. Обращайте внимание на величину его сигнала на входе и выходе. У исправного прибора амплитуда гармоник практически не должна отличаться.

Качество фильтрации посторонних помех хорошо показывает осциллограф, но если он отсутствует, то это не так уж и страшно. Его замеры могут понадобиться в исключительных случаях, их допустимо пропустить.

Также проверяется работа выпрямителя: вольтметр для замера выходного напряжения переключают в режим цепей постоянного тока. Его концы устанавливают на ножки электролитического конденсатора или их дорожки.

Когда напряжение на выходе из фильтра или выпрямителя не укладывается в норму, то придется проверять исправность всех деталей, которые входят в его схему.

В первую очередь обращайте внимание на электролитические конденсаторы, которые при излишнем нагреве усыхают, теряя емкость, а то и взрываются. Сразу оцените правильность их геометрической формы.

Любое малейшее искажение, особенно вздутый конденсатор — признак внутреннего повреждения. Если геометрия не нарушена, то приступают к электрическим замерам.

Стрелочным тестером это можно сделать двумя способами:

1. Конденсатор разряжают. Прибор переводят в режим омметра и его внутренним источником заряжают емкость: просто щупы ставят на ножки и выдерживают небольшое время.

Затем цешку переводят в режим вольтметра и наблюдают за разрядом емкости. Способ приблизительный, оценочный, но довольно быстрый.

• Более точно, но сложнее оценить конденсатор можно измерением его емкостного сопротивления. Через него пропускают синусоидальный ток, оценивают замерами его величину и падение напряжения. По закону Ома вычисляют емкостное сопротивление Хс. По нему рассчитывают емкость конденсатора C.

Цифровой мультиметр позволяет просто определить величину емкости обычным замером. Внутри него уже есть встроенный генератор, а процессы измерения тока с напряжением, как и вычисления, автоматизированы.

Во вторую очередь анализируйте исправность диодов. Все они, включая силовые, должны проводить ток только в одну сторону. Их работоспособность оценивают мультиметром в режиме омметра или прозвонки.

Шаг №4: проверка работы инвертора

Учитываем, что схема построения каждого высокочастотного генератора собирается не только из различных деталей, но и с большим разнообразием конструкторских решений.

Часто генератор объединен в составе электронной платы с высокочастотным трансформатором, а также выходным выпрямителем и фильтром. Мы будем исходить из того, что точной схемы построения ИБП у нас нет: проверяем ее по внешним, косвенным признакам.

Работаем мультиметром в режиме вольтметра: последовательно оцениваем амплитуды напряжений на разных точках инверторной схемы. Учитываем, что прибор показывает действующие величины, а не максимальные, амплитудные.

Осциллограф с делителем напряжений здесь более уместен: он покажет еще и форму каждого сигнала, что может значительно облегчить поиск неисправности.

Шаг №5: проверка выходных напряжений

Обращаю внимание, что многие ИБП, особенно компьютерные, на выходе имеют несколько цепей, отличающихся по величине напряжения, например, 12, 5 и 3,3 вольта. Причем они могут собираться на разные нагрузки.

Их все надо проверить электрическими замерами. Чтобы запустить компьютерный блок в работу необходимо закоротить управляющий сигнал запуска БП PS_On на нулевой провод черного цвета.

Для проверки под напряжением рекомендуется собрать простую схему из обычных резисторов. Желательно их выбирать большой мощности и ставить на радиаторы или делать принудительный обдув на время проверки.

Если в качестве нагрузки использовать рабочие блоки компьютера, например CD привод, HDD или материнскую плату, как иногда рекомендуют отдельные мастера, то велика вероятность того, что не устраненная еще неисправность блока питания повредит и их.

Шаг №6: проверка работы защиты от перегрузок

Операция проводится после проверки качества выходных напряжений на всех участках схемы.

Импульсные блоки питания для сложных электронных устройств (мониторы, цифровые телевизоры и подобная техника) имеют в своем составе токовую защиту. Она снимает питание с подключенной цепи при возникновении в ней опасных токов, превышающих номинальную величину.

Эта защита работает от встроенного датчика тока, сигнал с которого о перегрузке подается на управляющую микросхему. Она, в свою очередь, отключает питание выходным силовым контактом с создавшегося аварийного режима.

Тема эта очень большая, обширная. Принципы построения токовой защиты в импульсных блоках питания доступно объясняет владелец видеоролика Ростислав Михайлов.

Шаг №7: проверка схемы стабилизации выходных напряжений

На этом заключительном этапе оценивается работа блока управления инвертором при меняющемся входном напряжении питания по действию схемы обратной связи.

Алгоритм проверки состоит из следующих этапов:

1. ИБП отключают от цепей входного напряжения 220 вольт.
2. К выходу оптопары подключают стрелочный тестер, переключенный в режим омметра, хотя можно использовать и цифровой мультиметр.
3. На выход блока питания +/-12 V подают постоянное напряжение от регулируемого источника, меняют его величину и контролируют срабатывание оптопары по показаниям омметра.

При пониженном напряжении оптопара будет иметь высокое электрическое сопротивление, а при достижении на схеме уровня 12 вольт ее выход откроется, и стрелка омметра резко снизит свои показания.

Такое срабатывание свидетельствует о совместной исправности стабилитрона, оптопары и схемы стабилизации.

Не помешает также отдельно проверить целостность силового транзистора. Но предварительно его необходимо выпаять из платы.

Если позволяют габариты блока, то его можно доработать заменой:

• выпрямительных диодов повышенной мощности;
• накопительных конденсаторов большей емкости и напряжения.

Такие простые действия продлят ресурс работы, на который рассчитан импульсный блок питания, а его ремонт своими руками принесет несомненную пользу владельцу. Если у вас возникнут вопросы по этой теме, то воспользуйтесь разделом комментариев. Я отвечу.

https://usilitelstabo.ru/bystryj-remont-impulsnogo-istochnika-pitaniya-svoimi-rukami.html

Импульсные блоки питания: ремонт своими руками за 7 шагов