Блок питания инвертора сварочного uc3843b
Обновлено: 13.05.2024
На сварочном инверторе FUBAG IR 220 сгорел шим контролер и надписи на нём не видно.Из разных источников в нете посоветовали поставить шим UC3843 на место сгоревшего.Нашёл и поставил на свой страх и риск шим UC3843B.Сегодня включил аппарат в сеть последовательно через лампу накаливания 100ватт. Аппарат включился нить лампы горит в полнакала,завелись вентиляторы и сработало реле.Ни чего ни где не дымит и не горит.Померил напряжения на выходе нет совсем.Прозвонил транзисторы RJH60F7 все целые.Резисторы омные мощные тоже целые.Схемы нет на этот аппарат, поэтому сложно пока разобратся почему нет напряжения на выходе, когда ещё на вид все вроде бы цело.Поэтому и обращаюсь за помощью в данном вопросе.
Источники собраны по полумостовой топологии, одноплатные. Имеют вторичный источник питания.
Пришлите фотографии, когда сможете. Разберемся =)
ШИМ вторичного источника UC3843
ШИМ силовых ключей UC3846
Фото
Вот мои фото сразу извинюсь за качество не профессионал.И мой вопрос остаётся в силе почему нет напряжения +60 вольт на выходе инвертора?
Отредактировано Andryzel (27.06.2016 16:51:22)
Вентиляторы крутят,реле срабатывает все плавно запускается лампа сеть горит но нет выхода.Ключи силовые все целые напряжение на кондёрах почти под 400 вольт.Такое ощущение что где то обрыв на выходе, но без схемы этого зверя мне не съесть.Может и второй шим сдох UC3846 ведь первый я заменил UC3843.Ещё сгорел стабилитрон без схемы не знаю названия стоит в цепи базы транзистора К3878. Нужен русский аналог стабилитрона.
Вентиляторы крутят,реле срабатывает все плавно запускается лампа сеть горит но нет выхода. Ключи силовые все целые напряжение на кондёрах почти под 400 вольт. Такое ощущение что где то обрыв на выходе, но без схемы этого зверя мне не съесть.
Согласен. Без схемы сложно, но попытаться стоит.
Может и второй шим сдох UC3846 ведь первый я заменил UC3843. Ещё сгорел стабилитрон без схемы не знаю названия стоит в цепи базы транзистора К3878. Нужен русский аналог стабилитрона.
Стабилитрон на 18V. 1N4746A русский аналог КС218Ж.
Разберемся. У меня, к счастью, такой же аппарат есть. Расскажите, с какой неисправностью он к вам пришел, как возникла эта неисправность, что вы уже сделали?
Спасибо за стабилитрон и за поддержку все же легче когда не один.Родственник принёс и признался,что когда работал сварочным зимой попал чуть чуть снег внутрь.Вскрытие показало, что взорвался конденсатор С75 стоит по питанию шим 3843.К сожалению тоже номинал кондёра не знаю поставил на угад 47мкфх63вольт.В общем заменил ШИМ и конденсатор.После прозвонил транзистор К3878 целый и на всякий заменил и его.Проверил силовые ключи RGH60F7 4-е транзистора и диодные мосты всё тоже целое.Включил в сеть последовательно с лампой накаливания 100 ватт аппарат завёлся.То есть закрутились вентиляторы и сработало реле.Ура думаю всё победил, но не тут то было на выходе мультиметром мерю 0 вольт.Сразу вопрос как проверить Шим 3843, какая форма сигнала должна быть по осцилографу на 6 ножке пила или прямоугольные импульсы?Проверил сегодня на работе стабилизаторы напряжения L7915 и L7815.На L7915 -15вольт, a на L7815 +11.8 вольт.Показалось, что занижено немного.Проверил все мощные резисторы 22ом 5ватт на целостность из опыта знаю, что их бахает тоже и трудно на глаз заметить.Целые оказались.Я писал, что на высоковольтных кондёрах 400 вольт, так вот обманул, проверял на работе мультиметром который сильно врёт.Засомнивался и принёс из дома прибор и ещё раз измерил, оказалось что 303вольта. Короче застрял на том, что как проверить рабочий ШИМ 3846 или нет.И как узнать в работе сейчас ШИМ 3843.
Отредактировано Andryzel (29.06.2016 18:42:12)
На ШИМ контроллере UC3843B построен вторичный блок питания. Он питает вентиляторы, реле, плату управления.
По истории с родственником. Что произошло. Попал снег в цепь стабилизации напряжения вторичного источника. Напряжение стало завышенным. Настолько завышенным, что UC3843 и конденсатор по ее питанию вышли из строя. К счастью, не сгорели вентиляторы. Маленький импульсный трансформатор, которым нагружен 2SK3878 питает и вентиляторы, и модуль управления, и UC3843B. На пару мгновений из этого трансформатора выходило огромное напряжение, может быть вдвое большее, чем нужно. Стабилизаторы LM7815, 7915 могли и не выдержать, так напряжение пробоя у них около 35-40 Вольт и на секундочку через них могло идти напряжение выше 35 Вольт. ШИМ контроллер UC3846 - ключевой элемент, на который нужно обратить особое внимание. В официальном даташите вы увидите цоколевку и проверите питание. Если питание в норме, то проверь наличие импульсов в каждом из двух выходов для обоих тактов с помощью осциллографа. Амплитуда импульсов должна быть близка к напряжению питания. Далее сигнал поступает на мостовой усилитель на 4 транзисторах MOSFET (2 комплементарные пары). Вероятность того, что эти транзисторы или какое-либо плечо этого моста вышли из строя - велика.
a на L7815 +11.8 вольт. Показалось, что занижено немного
Это не нормально. Сильно занижено. Вы смотрите в правильном направлении и близки к разгадке.
Сегодня сменил стабилизатор напряжения L7815 на аналог К142ЕН8 напряжение осталось 11,8вольт. Направление похоже выбрал неверное.Питание на стабилизатор напряжения L7815 поступает с вторичной обмотки трансформатора Тр2 через диоды.Также отсюда поступает питание на вентиляторы.Так вот где питаются вентиляторы там написано +24 вольта. Мерю там +15,6. Большая просьба к вам, если у вас такой же рабочий сварочный померьте, пожалуйста напряжение сколько идёт на вентиляторы,где паписано +24в.
Отредактировано Andryzel (03.07.2016 22:55:14)
чуть больше 24 в
Снимите стабилизатор и повторите замеры без него
Снял стабилизатор L7815 cv напряжение поднялось до +18 вольт и на этом всё.Благодаря вашей помощи по измерению напряжения на вентиляторах(чуть больше 24 в) ,я выбрал правильное направление, где искать причину всех бед.В общем нашёл два сгоревших SMD резистора R90 и R93.Один на 1 Ком и второй 470 Ом, а на вид смотрятся как целые.Как я понял они стоят в цепи обратной связи трансформатора Тр2. Поставил взамен наши отечественные и включил в сеть, чтобы попробовать в деле.Вентиляторы сразу закрутились ещё быстрей. Мультиметр показал ±24,3 вольта в общем аппарат заработал.Померил осциллографом сигналы на выходе микросхемы UC3846 на 14 и 11 выводах.Сигналы очень хорошие.Замерил напряжение на выходе сварочного аппарата мультиметр показал,что ±41 вольт без нагрузки.Покрутил регулятор тока, напряжение на выходе так и осталось ±41вольт. Показалось занижено на выходе. В интернете смотрел видео там показывали, что ± 60 на выходе дожно быть. Померте ,пожалуйста на вашем аппарате выход напряжения без нагрузки и регулируется ли напряжение при этом.У меня сейчас ситуация такая, горит индикатор сеть,на выходе ±41 вольт и горит в пол накала лампа накаливания 100 ватт включенная в сеть последовательно.И ещё вопрос можно ли выход сварочника нагрузить также лампой накаливания 100 или 150ватт?
Регулировка тока не изменяет напряжение на выходе, только ток. Без нагрузки не узнаете. Возьмите электрод, поварите. Скорее всего, все ОК.
41 вольт потому, что через лампу. без лампы будет 60
По даташиту микросхема "стартует" при 7.8V. Нагрузкой служит затвор транзистора 2SK3878 (он же 9N90). Запускает микросхему питание +310V (выпрямленное сетевое), поданное через высокоомный резистор на 7 ногу. Можно (и нужно) даже поставить стабилитрон на 12 вольт относительно 7 и 5 ноги, для верности. Осциллографом посмотрите пульсации при запуске на 6 ноге. Напряжение 7.9 вольт, которое вы замерили, может говорить о том, что:
1) Микросхема неисправна и логический буфер (внутри ИМС) в коротком замыкании.
2) На усилителе ошибки присутствует напряжение.
3) Транзистор 2SK3878 вышел из строя (пробит затвор)
Благодаря вас ещё раз, что вы мне помогаете.Начитался я в нете про UC3843B про все её функции.Умная вещь эта микруха.
Короче если, что не так с диодами во вторичной цепи трансформатора ТР2 микросхема просто перестаёт работать и уходит как бы в защиту.А также если в первичной цепи неполадки UC3843B тоже быстро реагирует и отключается.В общем спасибо большое вам, что вы помогали мне разобраться во всех тонкостях электроники.Я нашёл причину всех бед по запуску UC3843B был на утечке диод D25.Заменил и всё вернулось на круги своя.Аппарат зашептал и снова радость посетила меня,что всё было не зря.
Ну и отлично) А вы говорили, что не съесть зверя. Успехов!
Спасибо за стабилитрон и за поддержку все же легче когда не один.Родственник принёс и признался,что когда работал сварочным зимой попал чуть чуть снег внутрь.Вскрытие показало, что взорвался конденсатор С75 стоит по питанию шим 3843.К сожалению тоже номинал кондёра не знаю поставил на угад 47мкфх63вольт.В общем заменил ШИМ и конденсатор.После прозвонил транзистор К3878 целый и на всякий заменил и его.Проверил силовые ключи RGH60F7 4-е транзистора и диодные мосты всё тоже целое.Включил в сеть последовательно с лампой накаливания 100 ватт аппарат завёлся.То есть закрутились вентиляторы и сработало реле.Ура думаю всё победил, но не тут то было на выходе мультиметром мерю 0 вольт.Сразу вопрос как проверить Шим 3843, какая форма сигнала должна быть по осцилографу на 6 ножке пила или прямоугольные импульсы?Проверил сегодня на работе стабилизаторы напряжения L7915 и L7815.На L7915 -15вольт, a на L7815 +11.8 вольт.Показалось, что занижено немного.Проверил все мощные резисторы 22ом 5ватт на целостность из опыта знаю, что их бахает тоже и трудно на глаз заметить.Целые оказались.Я писал, что на высоковольтных кондёрах 400 вольт, так вот обманул, проверял на работе мультиметром который сильно врёт.Засомнивался и принёс из дома прибор и ещё раз измерил, оказалось что 303вольта. Короче застрял на том, что как проверить рабочий ШИМ 3846 или нет.И как узнать в работе сейчас ШИМ 3843.
Отредактировано Andryzel (29.06.2016 23:42:12)
Блок питания инвертора сварочного uc3843b
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА UC3843
Принцип работы ШИМ контроллера UC3843 практически такой же как у UC3845, подробно расписанный в ЭТОЙ СТАТЬЕ. Единственное отличие - в структуре микросхемы UC3843 отсутствует D-триггер, делящий тактовую частоту на два и отсекающий каждый второй импульс внутреннего генератора. Таким образом управляющий импульс может достигать 95-98% от общего периода, а частота преобразования равна частоте задающего генератора.
Подобная схемотехника позволяет использовать данный ШИМ контроллер при проектировании обратноходовых и бустерных источников питания, а довольно мощный выходной каскад (ток до 1 А) легко справляется с сравнительно мощными полевыми транзисторами.
В данной конструкции использовалась почти вся комплектация с Али, поэтому ссылок на Али будет довольно много. Однако кое что покупалось и на Ростовском радиорынке.
При разработке данных блоков питания ставилось две задачи основных + несколько опытов для дальнейших разработок на базе UC3843, поэтому кое что выглядит не совсем так, как должно выглядеть.
Первая версия, впрочем как и третья предназначена для нагрузки 1. 1,5 Ампера долговременно и без принудительного охлаждения.
Сразу оговорка - обратноходовые блоки питания не любят холостой ход и это сказанно как в прямом, так и в переносном смысле. Дело в том, что в момент закрытия силового транзистора первичная обмотка за счет самоиндукции формирует довольно большой выброс напряжения, который без нагрузки может довольно легко убить силовой транзистор. На фото ниже осциллограмма на стоке силового транзистора при питании преобразователя от 220 вольт:
На щупе включен делитель 1/10, при развертке 10 вольт на деление не трудно посчитать, что выбросы превышают 600 вольт. Именно по этой причине важен правильный выбор элементов в цепи клампера блоков питания данного типа.
Итак, принципиальная схема импульсного блока питания №1:
Сразу скажу - резисторов на 0,5 Вт и 1 Вт у меня далеко не вся линейка номиналов, поэтому на плате блока питания предусмотрена установка либо одного резистора на 1 Вт, либо установка двух резисторов на 0,5 Вт:
Ферритовый сердечник покупался ЗДЕСЬ, в тот раз было заказано 3 типоразмера, поэтому на доставке мне 5 баксов скинули. Расчет количества витков производилось в программе Денисенко и первоначально долбанула жадность - расчет делался для выходного напряжения 15В при токе 4А.
В принципе 4 ампера с блока питания получить удалось, но грелся силовой транзистор довольно сильно, да и сам феррит нагревался. В общем данный блок питания был искусственно ограничен по мощности - R16 был установлен комби - 3 штуки по 2,2 Ома в параллель. Выходное напряжение было снижено до 12,6 вольта - посокольку это тестовый вариант и он оказался работоспособным я решил его использовать для питания светодиодов.
В принципе данный импульсник можно использовать, но силовой транзистор я поставил не совсем удачно - лично для меня проблем нет - алюминиевое ухо к радиатору я то приварить смогу, а вот остальные вряд ли.
На фото ниже показан максимальный ток до ограничения. Увеличивая нагрузку дальше напряжение уже начинает проваливаться. При коротком замыкании блок питания пытается стартовать, а поскольку обмотка самозапита не выдает нужного напряжения контроллер затыкает по минимальному напряжению и происходит циклический перезапуск.
На диоды тоже пришлось прикрутить радиатор, благо место под винты оказалось.
В общем поигравшись с данным блоком питания я решил его переработать - использовать диод для вторичного питания в корпусе ТО-220, набор диодов моста первичного питания заменить сборкой и развернуть силовой транзистор
В качестве радиаторов выступал листовой алюминий толщиной 2 мм на всю длину платы. Но этого оказалось маловато, поэтому дополнил его радиатором - крышкой и установил вентилятор:
Наверняка сразу бросится в глаза установка диода вторичного питания по минусовой шине. Для схемы это не принципиально, а вот на плате подобное решение позволило избавиться от не нужных перемычек.
Данный блок питания эксплуатируется уже более трех месяцев. Врать не буду - включается не ежедневно, но если включается, то работает по 6-12 часов подряд. Проблем пока не выявлено:
Ну а теперь несколько слов на тему, почему задействовался усилитель ошибки и что из этого вышло.
На подавляющем большинстве схем блоков питания с использованием этого ШИМ контроллера обратная связь организовывается путем подключения транзистора оптрона на 1-й вывод контроллера, а второй вывод соединяется с минусом первичного питания. Таким образом отключается усилитель ошибки и регулировка выходного напряжения осуществляет TL431. Если же использовать усилитель ошибки возникает режим перерегулирования - условный коф усиления TL431 суммируется с коф усиления усилителя контроллера и реакция на малейшее изменение выходного напряжения слишком большая - попытка удержать на выходе заданное напряжение переходит в релейный режим, при котром вторичное напряжение формируется пачками импульсов. В результате выходное напряжение плавает с амплитудой до 1-го вольта.
Именно по этой причине коф усиления усилителя ошибки снижался до тех пор, пока не было получено устойчивое изенение длительности импульсов от минимальной нагрузки в 0,2 А до состояния ограничения тока. В результате коф усиления составил на разных экземплярах микросхемы от 5 до 10, т.е. номиналы резисторов R5 и R7 отличались в 5-10 раз.
Заморочится с усилителем ошибки заставило две вещи:
1. Двигатель с таходатчиком.
2. Два элемента Пельтье, валающиеся уже два года без дела.
Добавив в схему совсем не большое количество элементов удалось получить прототип СТАБИЛИЗАТОРА оборотов вот такой игрушки:
Двигатель на 12 вольт, усилие на валу развивает до 70 кг, имеет таходатчик (11 импульсов за оборот). Покупалось осенью 18 года, у этого продавца товар не доступен, поэтому РЕЗУЛЬТАТЫ ПОИСКА. Идея заключается в том, чтобы используя только блок питания организовать регулировку и стабилизацию оборотов данного двигателя. В принципе эксперимент прошел удачно, но требуется дополнительный источник питания для контроллера - на минимальных оборотах контроллер соскальзывает на релейный режим работы + самоблокировка по минимальному напряжению питания самого контроллера. Короче говоря самозапит организовать не удалось. В остальном же все отлично отработало.
Однако реализовать идею в ее первозданном виде не получилось и в итоге данный двигатель обрел вот такую ПЛАТУ УПРАВЛЕНИЯ.
Элементы Пельтье задуманы как охладители питьевой воды. В обычном режиме производится стабилизация выходного напряжения в 12 вольт. Как только вода охлаждается до установленной температуры сигнал с терморезистора уменьшает выходное напряжение. Причем за счет плавного уменьшения выходного напряжения и потерь "холода" происходит доохлаждение куллера постоянно и данный источник способен работать даже с самозапитом.
В крайнем случае можно придать иллюзию современного дизайна установив релейный терморегулятор W1209. Но это уже по Вашему усмотрению, мне достаточно крутилки со стрелками БОЛЬШЕ-МЕНЬШЕ.
Поскольку вторичные цели были достигнуты, было решено вернуться к традиционному исполнению и отказаться от использования усилителя ошибки, доверив контроль выходного напряжения только TL431. Так и появился третий вариант схемы импульсного блока питания на UC3843:
Мощность данного блока питания сравнительно не велика, поскольку его основная задача питать подстветку с током потребления 0,45 А и плату управления с потреблением меньше 0,7 ампера. Так тест на нагрузку он отрабоал легко. Однако смущал нагрев феррита. Собственно этот нагрев и заставил снизить частоту преобразования и установить на феррит радиатор.
Кстати, FR207 у меня на нашлось, поэтому снизить скорость диода клампера я решил использованием ферритовых бусин.
Ну и последний вариант - блок питания для реле, электроклапанов и электромагнитов. В этом преобразователе разделено выходное напряжение на 10 и 15 вольт. 15 вольт используется для включения, а 10 вольт для удержания.
На всякий случай напоминаю, что для сработки электромагнита требуется больше энергии, чем для его удержания в сработанном состоянии. Использование одного, номинального напряжения гарантирует довольно большой ресурс, но вызывает лишнее потребление и провоцируте хоть и не большой, но все же нагрев катушки соленоида. Используя два напряжения чуток усложняется управление, но снижается общее потрбелние, снижает нагрев катушек + получаем возможность уменьшения времени пролета контактов реле в момент переключения.
Казалось бы на этом можно было закончить изыскания в области контроллера UC3843, но мне на давал покоя принцип работы DK124 - ПОДРОБНО ЗДЕСЬ. Этот контроллер кроме ШИМ регулировки имеет несколько ступеней регулировки частоты и не попробовать этот же принцип я не мог.
В качестве оптрона СВЕТОДИОД-ФОТОТРАНЗИСТОР использовался самодельный оптрон методика изготовления которого показана здесь:
Регулировку частоты в зависимости от выходных параметров удалось получить не сразу - слишком разные токи свечения светодиода оптрона PC817 и используемого белого светодиода. Пришлось вводить подстроечный резистор регулирующий ток через каждый светодиод.
В итоге удалось получить полноценную регулировку и ШИМ и частотой.
Во время тестов выяснилась еще одна неприятность - используемый в блоке питания супрессор нагревается до температуры выше 100 градусов и естественно, что может стать причиной выхода из строя данного блока питания. Размышлял я не долго - принцип работы супрессора и клампера радикально отличается, но они выполняют одну и ту же задачу - подавляют выбросы обратного напряжения на силовом транзисторе. Поэтому параллельно супрессору я поставил клампер согласно расчетам программы Денисенко.
Таким образом выделяемое тепло я разделил на два элемента не влияющие друг на друга и хотя суупрессор все равно имеет температуру чуть выше, чем мне хотелось, но не выходит за пределы безопсаного режима работы.
Теперь осталось выяснить что собственно дает регулировка выходного напряжения частотой.
Спустя пару часов выяснилось, что она не дает практически ни чего - температура и силового транзистора и супрессора одинаковая и на частоте преобразования 53 кГц и на частоте 105 кГц.
В принципе я тешил слабую надежду на то, что радиакльно что то может измениться - во всех блоках питания в которых использовался принцип стабилизации изменением частоты использовался либо резонанс, либо дроссель рассеивания. Ни того, ни другого в данном блоке питания не было.
В общем разрезав дорожку я установил последовательно первичной обмотке дроссель на 4 мкГн, выпаянный из какого то БП.
В итоге температура супрессора осталось прежней, а вот температура силового транзистора снизилась на 10ºС (!) .
Замеры проводились при входном напряжении 230 вольт, при выходном напряжении 10 вольт протекающий через нагрузку ток составлял 1,5 ампера, что является СРЕДНИМ потреблением для данного источника питания.
В итоге получилась следующая схема источника питания:
На схеме уже подредактированы моточные данные, феррит использовался КИТАЙСКИЙ, зазор 0,3 мм (суммарно получается 0,6 мм).
Регулировка данного инвертора осуществляется следующим образом:
Проделываются все операции описанные в следующем параграфе, при этом движок резистора R1 должен находиться в правом по схеме положении примерно на сопротивлении 400. 500 Ом.
После проверки всех режимов работы блок питания нагружается на величину СРЕДНЕЙ нагрузки и перемещением движка R1 добиваются увеличения частоты преобразования в 2 раза.
Контролируем изменние частоты в зависимости от нагрузки. При МАКСИМАЛЬНОЙ нагрузке частота должна опуститься до расчетной величины - до той, на которую расчитывали трансформатор.
Первое включение свежесобранного блока питания лучше сделать от отдельного источника питания напряжением 12-15вольт. Напряжение подается непосредственно на контроллер и проверяется его работоспособность и частота управляющих импульсов.
Если все нормально, то перемычкой это же напряжение подается и на плюсосвой вывод сетевого конденсатора - проверяется напряжение на первичной обмотке, проверяется вторичное напряжение. Да, да - блок питания будет пытаться вытянуть вторичное напряжение, ведь длительность управляющих импульснов с UC3843 будет достигать максимального значения.
Дальше уже как обычно - вместо сетевого предохранителя лампа накаливания и пробуем включить в сеть. Кстати, на выход БП необходимо повесить хоть какую ни будь нагрузку. Резистора на 150-220 Ом вполне подойдет.
Более подробно пуско-наладочные работы показанны в видео:
Тесты данных блоков питания показаны в этом видео:
Архив с принципиальными схемами блоков питания в формате СПЛАН и чертежами печатных плат в формате СПРИНТ лежат в АРХИВЕ.
Некоторые рекомендации по выбору компонентов приведены ЗДЕСЬ.
Программа для расчетов импульсных блоков питания ЗДЕСЬ.
UC3845
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Исходя из приведенной таблицы понятно, что UC3845 далеко не лучший вариант этой микросхемы, поскольку нижний предел по температуре у нее ограничен нулем градусов. Причина довольна проста - не каждый хранит сварочный аппарат в отапливаемом помещении и возможна ситуация, когда нужно что то подварить в межсезонье, а сварочник или не включается или банально взрывается. нет, не в клочья, даже куски силовых транзисторов врядли вылетят, но в любом сварки не будет, да еще и ремонт сварочнику нужен. Проскочив по Али я пришел к выводу, что проблема вполне решаема. Конечно же UC3845 популярней и их в продаже больше, но и UC2845 тоже есть в продаже:
У остальных производителей дела чуточки по другому:
Зависимость частоты от номиналов RC у микросхемы от Fairchild
Зависимость частоты от номиналов RC у микросхемы от STMicroelectronics
Зависимость частоты от номиналов RC у микросхемы от UNISONIC TECHNOLOGIES CO
С тактового генератора получаются довольно короткие импульсы в виде логической единицы. Эти импульсы разбигаются на три блока:
1. Все тот же финальный сумматор DD4
2. D-триггер DD2
3. RS-триггер на DD5
Триггер DD2 имеется только в микросхемах подсерии 44 и 45. Именно он не дает длительности управляющего импульса стать длинее 50% от периода, поскольку он с каждым приходящим фронтом логической единицы с тактового генератора меняет свое состояние на противоположное. Этим он делит частоту на два, формируя одинаковые по длительности нули и единицы.
Происходит это довольно примитивным образом - с каждым приходящим фронтом на тактовый вход С триггер записывает в себя информацию, находящуюся на информационном входе D, а вход D соединен с инверсным выходом микросхемы. За счет внутренней задержки и происходит запись проинвертированной информации. Например на инвертируюющем выходе находится уровень логического нуля. С приходом фронта импульса на вход С триггер успевает записать этот ноль, до того как ноль появится на его прямом выходе. Ну а если ня прямом выходе у нас ноль, то на инверсном будет логическая единица. С приходом следующего фронта тактового импульса триггер уже записывает в себя логическую единицу, которая появится на выходе через какие то наносекунды. Запись логической единицы приводит к появлению логического нуля на инверсном выходе триггера и процесс начнет повторяться со следующего фронта тактового импульса.
Именно по этой причине у микросхем UC3844 и UC3845 выходная частота в 2 раза меньше, чем у UC3842 и UC3843 - ее делит триггер.
Попадая на вход установки единицы RS триггера DD5 первый же импуль переводит триггер в состояние, когда на его прямом выходе логическая единица, а на инверсном - ноль. И пока на входе R не появится единица триггер DD5 будет находится в этом состоянии.
Допустим у нас нет ни каких управляющих сигналов извне, тогда на выходе усилителя ошибки OP1 появится напряжение близкое к опорному напряжению - обратной связи нет, инвертирующий вход в воздухе, а на не инвертирующий подано опорное напряжение, равное 2,5 вольта.
Тут сразу оговорюсь - лично меня несколько смутил этот усилитель ошибки, но более внимательно изучив даташит и благодаря тыканьем носом подписчиков выяснилось, что выход у этого усилителя не совсем традиционный. В выходном каскаде OP1 всего один транзистор, соединяющий выход с общим проводом. Положительное напряжение формируется генератором тока, когда этот транзистор приоткрыт или закрыт полностью.
С выхода OP1 напряжение проходит своеобразный ограничитель и делитель напряжения 2R-R. Кроме этого эта же шина имеет ограничение по напряжению в 1 вольт, так что при любых условиях на инвертирующий вход OP2 больше одного вольта не попадает ни при каких условиях.
OP2 - по сути компаратор, сравнивающий напряжения на своих входах, но компаратор тоже хитроделанный - обычный операционный усилитель не может сравнивать столь низкие напряжения - от фактического нуля до одного вольта. Обычному ОУ нужно либо большее напряжение на входе, либо отрицательное плечо напряжения питания, т.е. двуполярное напряжение. Этот же компаратор довольно легко справляется с анализом этих напряжений, не исключено, что внутри какие то смещающие элементы, но до принципиальной схемы нам как бы особого дела нет.
В общем OP2 сравнивает напряжение приходящее с выхода усилителя ошибки, точнее те остатки напряжения, которые получаются после прохождения делителя с напряжением на третьем выводе микросхемы (корпус DIP-8 имеется ввиду).
Но в данный момент времени на третьем выводе у нас вообще ни чего нет, а на инвертирующий вход подано положительное напряжение. Естественно компаратор его проинвертирует и на своем выходе образует четкий логический ноль, что на состоянии RS-триггера DD5 ни как не отразится.
По итогам происходящего мы имеет на первом сверху вход DD4 логический ноль, поскольку питание у нас в норме, на втором входе у нас короткие импульсы с тактового генератора, на третьем входе у нас импульсы с D-триггера DD2, у которых одинаковая длительность нуля и единицы. На и на четвертом входе у нас логический ноль с RS-триггера DD5. В результате на выхоже логического элемента будут полностью повторяться импульсы, которые формирует D-триггер DD2. Следовательно как только на на прямом выходе DD4 будет появляться логическая единица будет открываться транзистор VT2. На инверсном выходе в это же время будет находится логический ноль и транзистор VT1 будет закрыт. Как только на выходе DD4 появится логический ноль VT2 закрывается, а инверсный выход DD4 откроет VT1, что и послужит поводом для открытия силового транзистора.
Ток, который выдерживают VT1 и VT2 равен одному амперу, следовательно данная микросхема с успехом может управлять сравнительно мощными MOSFET транзисторами без дополнительных драйверов.
Для того, чтобы понять как именно происходит регулировка происходящих в блоке питания процессов был собран самый простой бустер, поскольку он требует наименьшего количества моточных деталей. Было взято первое попавшееся под руки ЗЕЛЕНОЕ кольцо и на нем намотано 30 витков. Количество не вычислялось вообще, просто был намотан один слой обмотки и не более того. За потребление я не переживал - микросхема работает в широком диапазоне частот и если начинать с частот под 100 кГц, то этого уже будет вполне достаточно, чтобы не дать сердечнику войти в насыщение.
Все внешние элементы имеют приписку out, означающую, что это СНАРУЖИ микросхемы деталюшки.
Сразу распишу что на этой схеме и для чего.
VT1 - база по сути в воздухе, на плате запаяны торчки для одевания джамперов, т.е. база соединяется либо с землей, либо с пилой, вырабатываемой самой микросхемой. На плате нет резистора Rout 9 - я чет пропустил его необходимость.
Оптрон Uout 1 задействует усилитель ошибки OP1 для регулировки выходного напряжения, степень влияние регулируется резистором Rout 2. Оптрон Uout 2 контролирует выходное напряжения минуя усилитель ошибки, степень влияния регулируется резистором Rout 4. Rout 14 - токоизмерительный резистор, специально взят на 2 Ома, чтобы не ушатать силовой транзистор. Rout 13 - регулировка порога сработки ограничения по току. Ну и Rout 8 - регулировка тактовой частоты самого контроллера.
Силовой транзистор это что то выпаянное из ремонтируемого когда то автомобильного преобразователя - полыхнуло одно плечо, менял все транзисторы (почему ВСЕ ответ ТУТ), а это так сказать сдача. Так что я не знаю что это - надпись сильно потертая, в общем это что то ампер на 40-50.
Rout 15 типа нагрузка - 2 Вт на 150 Ом, но 2 Вт маловато оказалось. Нужно или сопротивление увеличить, либо мощность резистора - вонять начинает, если поработает минут 5-10.
VDout 1 - для исключения влияния основного питания на работу контроллера (HER104 кажется по руки попался), VDout 2 - HER308, ну это чтоб не сразу бахнуло, если что пойдет не так.
Необходимость резистора R9я понял, когда плата уже была запаяна. В принципе этот резистор нужно будет еще подобрать, но это уже чисто по желанию, кому ОЧЕНЬ хочется избавится от релейного способа стабилизации на холостом ходу. Об этому чуть позже, а пока влепил этот резистор со стороны дорожек:
Первое включение - движки ВСЕХ подстрочников соединены должны быть с землей, т.е не оказывают влияния на схему. Движок Rout 8 установлен так, чтобы сопротивление этого резистора составляло 2-3 кОм, поскольку конденсатор на 2,2 нФ, то частота должна получится порядка 300 с хвостиком кГц, следовательно на выходе UC3845 мы получим где то около 150 кГц.
Снимаем напряжение со светодиода Uout 2 и на всякий случай проверям наличие пилы на верхнем выводе R15 (желтый луч):
Амплитуда чуть больше вольта и этой амплитуды может не хватить, ведь на схеме имеются делители напряжения. На всякий случай выкручиваем движок подстроечного резистора R13 в верхнее положение и контролируем, что у нас происходит на третьем выводе микросхемы. В принципе надежды полностью оправдались - амплитуды не хватает для начала ограничения тока (желтый лучик):
Отличительной чертой UC3845 является то, что протекающий через силовой транзистор он контролирует практически на каждом такте работы, а не среднее значение, как например это делает TL494 и если блок питания спроектирован правильно, то ушатать силовой транзистор не получится ни когда.
Теперь поднимаем частоту до тех пор, пока ограничение тока перестанет вносить свое влияние, впрочем сделаем запас - ставим ровно 100 кГц. Синий лучик у нас по прежнему показывает управляющие импульсы, а вот желтый ставим на светодиод оптрона Uout 1 и начинаем вращать регулятор подстроечного резистора. Некоторое время осциллограмма выглядит так же, как при первом опыте, однако появляется и отличие пройдя порог регулирования длительность импульсов начинает уменьшаться, т.е происходит реальная регулировка посредством широтно-импульсной модуляции. И это как раз один из финтов данной микросхемы - в качестве опорной пилы для сравнения она использует пилу, которая формируется на токоограничивающем резисторе R14 и таким образом создает стабилизированное напряжение на выходе:
Тоже самое происходит и при увеличении напряжения на отпроне Uout 2, правда в мое варианте не получилось получить такие же короткие импульсы, как в первый раз - не хватило яркости светодиода оптрона, а уменьшать резистор Rout 3 я поленился.
В любом случае стабилизация ШИМ происходит и вполне устойчиво, но только при наличии нагрузки, т.е. появление пилы, даже не большого значения, на выводе 3 контроллера. Без этой пилы стабилизация будет осуществляться в релейном режиме.
Теперь переключаем базу транзистора на вывод 4, тем самым принудительно подавая пилу на вывод 3. Тут не большая спотыкачка - для этого финта придется подобрать резистор Rout 9, поскольку амплитуда пыли и уровень постоянной составляющей у меня получился несколько великоват.
Однако сейчас больше интересен сам принцип работы, поэтому проверяем его, опустив движок подстроечника Rout 13 на землю начинаем вращать Rout 1.
Изменения в длительности управляющего импульса имеются, но они не такие значимые, как хотелось бы - сильно сказывается большая постоянная составляющая. При желании использовать такой вариант включения нужно более тщательно продумать как его правильней организовать. Ну а картинка на осциллографе получилась следующая:
При дальнейшем увеличении напряжения на светодиоде оптрона происходит срыв на релейный режим работы.
Теперь можно проверить нагрузочную способность бустера. Для этого вводим ограничение по напряжение на выходе, т.е. подаем не большое напряжение на светодиод Uout 1 и уменьшаем рабочую частоту. На социлограмме отчетливо видно, что желтый лучик не доходит до уровня одного вольта, т.е. ограничения по току нет. Ограничение дает только регулировка выходного напряжения.
Параллельно нагрузочному резистору Rour 15 устанавливаем еще один резистор на 100 Ом и на осциллограмме отчетливо видно увеличение длительности управляющего импульса, что ведет к увеличению времени накопления энергии в дросселе и с последующей отдачей ее в нагрузку:
Так же не трудно заметить, что увеличивая нагрузку увеличивается и амплитуда напряжения на выводе 3, поскольку возрастает протекающий через силовой транзистор ток.
Осталось посмотреть, что происходит на стоке в режиме стабилизации и при ее полном отсутствии. Становимся синим лучем на сток транзистора и убираем напряжение обратной связи со светодиода. Осциллограмма сильно не устойчивая, поскольку осциллограф не может определить по какому фронту ему синхронизироваться - после импульса довольно приличная "болтака" самоиндукции. В итоге получается следующая картинка.
Напряжение на нагрузочном резисторе тоже изменяется, но я не буду делать ГИФку - страница и так получилась довольно "тяжелой" по трафику, поэтому со всей ответственность заявляю - напряжение на нагрузке равно напряжению максимального значения на картинке выше минус 0,5 вольта.
ПОДВОДИМ ИТОГИ
На микросхеме довольно легко организовать стабилизатор тока, причем контроль протекающего тока контролируется на каждом такте, что полностью исключает перегрузку силового каскада при правильном выборе силового транзистора и токоограничивающего, точнее измерительного резистора, устанавливаемого на исток полевого транзистора. Именно этот факт сделал UC3845 наиболее популярной при проектировании бытовых сварочных аппаратов.
UC3845 имеет довольно серьезные "грабли" - изготовитель не рекомендует использовать микросхему при температурах ниже нуля, поэтому при изготовлении сварочных аппаратов будет логичней использование UC2845 или UC1845, но последние находятся в некотором дефиците. UC2845 несколько дороже, чем UC3845, не так катастрофически, как это обозначили отечественные продавцы (цены в рублях на 1-е марта 2017).
Частота у микросхем ХХ44 и ХХ45 в 2 раза меньше тактовой частоты, а коф заполнение не может превышать 50%, то для преобразователей с трансформатором наиболее благоприятно. А вот микросхемы ХХ42 и ХХ43 наилучшим образом подходят для ШИМ стабилизаторов, поскольку длительность управляющего импульса может достигать 100%.
Теперь, поняв принцип работы данного ШИМ контроллера можно вернуться и к проектированию сварочного аппарата на его основе.
Регулируемый БП на UC3843 из ATX
Всем здрасьте!
Хочу поведать о своем опыте переделки компьютерного БП ATX в лабораторный БП с регулировкой напряжения и тока.
Подобных переделок в сети полно, но обычно все переделывают схемы на базе ШИМ TL494 и её клонов (KA7500, AZ7500BP и т.д.), я же хочу поведать о переделке блока на базе ШИМ GM3843 (UC3843).
В первую очередь хочу сказать спасибо Андрею 2350 за его замечательную статью про переделку блока. Я то же пытался сделать блок на TL494, но так и не смог полностью победить возбуд на некоторых крайних режимах. В какой-то момент я просто утомился и решил пойти своим путем. Так же хочу сказать спасибо Старичку за схему БП, в которой я увидел простое и логичное решения для схемы регулирования. К сожалению я не сразу узнал кто ее автор, а надо было бы.
Некоторое время назад я делал себе зарядное устройство для гаража из блока на GM3843, но там минимальные переделки по самому блоку для увеличения выходного напряжения до 14.4В, и линейный стабилизатор тока на операционнике и мощном мосфете. Мне очень понравился конструктив блока, схема уверенно питала мощный компрессор от блокировки дифференциала током 25А при напряжении 14.4В (это 360Вт если что) при номинальной мощности блока в 350Вт, при этом надо учитывать что пусковой ток компрессора еще больше! Все остальные блоки, в том числе и на 600Вт, стабильно при этом уходили в защиту.
В принципе, таким образом можно переделать фактически любой БП, где в обратной связи силовой части стоит оптопара.
Под переделку мне попала плата от блока POWERMAN мощностью 250Вт, от 350Вт отличается только размером трансформатора, конструктивом снаббера, емкостью электролитов по входу и максимальным током силового мосфета. В блоке 250Вт стоит W9NK90Z (8 А), а в 350 Вт W12NK90Z (11 А).
Вот подправленная схема такого БП:
Схема имеет прямоходовую топологию. Избавляемся от 5-ти вольтовой цепи, убираем супервизор W7510, отключаем схему питания вентилятора, меняем выходные емкости на более высоковольтные, а в обратной связи PC2 собираем такую схемку:
После включения питания должна заработать только дежурка. Проверяем на ней 5 В, затем замыкаем вывод 2 PC1 на землю, должна запуститься силовая часть. Теперь испытываем блок на его возможности. Мой выдал на холостую максимум 40В, не забудьте про конденсаторы на выходе, их предельное напряжение должно быть с запасом.
В качестве нагрузки я использовал резистор 1 Ом мощностью 50 Вт на радиаторе, но на 400 Вт он почему-то взорвался :), так что пришлось использовать автомобильные лампочки от фар.
После испытаний беремся за переделку дежурки.
Вот примерная схема того что должно остаться:
Красным отмечены те элементы, номиналы которых необходимо изменить, либо добавить такой элемент если его нет.
Схема регулирования вполне может работать и от 5 В (UPD^ 27.09.2017 как выяснилось от 5 В не работает нормально, так что 12 В необходимо), но для вентилятора этого мало, так что пришлось переделывать дежурку на 12 В. К сожалению просто переделать обвязку U5 (TL431) не получилось, так как в таком случае выросло напряжение на обмотке питающей U4 и U1. Сначала я увеличил сопротивление резистора R43 до 46 Ом, но силовая часть отказывалась запускаться одновременно с дежуркой, видимо GM3843 довольно прожорлива и просаживает питание не дав толком запуститься дежурке. Если сначала запустить дежурку, а потом силовую часть замыканием 2 ноги PC1 на землю, то все работает нормально. Я решил не вносить изменений в работу этой цепи и пошел по сложному пути, просто перемотал транс T2, его выходная обмотка содержала 9 витков, а теперь содержит 22 витка. Здесь сложность оказалась в том что транс намотан вперемешку слоями и нужная вторичка оказалась в глубине. После перемотки транса схема все равно отказалась запускаться, пришлось сделать отдельный выключатель для запуска силовой части. В последствии смог победить этот баг просто повесив параллельно PC1 электролит на 50 мкФ, тем самым отсрочив открытие транзистора оптопары (UPD^ 27.09.2017 Есть более простой способ. На алиэкспрессе заказываем копеечную платку повышающего преобразователя с 5 В на 12 В, тогда дежурку вообще трогать не надо).
Схема управления представляет собой всего два компаратора, собрана на одной плате с переменными резисторами. В качестве токового датчика использовал шунт на 50 А сопротивлением 0.0015 Ом. Минус всей платы управления берем прям со входа шунта, чтобы исключить влияние проводов. Схема довольно примитивна и не должна вызвать сложностей в понимании. Отдельно хочу сказать про мое больное место — цепи коррекции. По напряжению все гладко, R5 и C1 взятые от фонаря подошли идеально, а вот с током пришлось повозиться и даже сжечь один комплект силовой части (как правило горит Q2, U1, R17 и предохранитель). В результате появился C5 и R11. Можно обойтись без R11 увеличив емкость C5 до 1 мкФ.
Теперь о деталях. Операционники в схеме регулирования LM358, в качестве выходного диода у меня стоят 2 сборки MBR20100CT параллельно (на плате было место под вторую сборку), вроде работают нормально, но лучше поставить на 150 В или даже на 200 В, например VS-60CTQ150, поскольку обратные выбросы достигают 150 В. Электролитические конденсаторы лучше с низким эквивалентным сопротивлением, так называемые low ESR. К сожалению их выбор на 35 В не велик, можно поставить несколько в параллель EEUFR1V182L (1800 мкФ, 35 В). Дроссель намотан на кольце групповой фильтрации от какого-то мощного БП ATX, содержит 30 витков сложенного вдвое провода ПЭТВ-2 1.5мм. Переменные резисторы СП5-35А весьма хитрой конструкции, благодаря им нет необходимости ставить дополнительный резистор для точной установки тока и напряжения. На выходе блока параллельно клеммам стоит керамический конденсатор на 50 мкФ, он состоит из 5 СМД конденсаторов по 10 мкФ запаянных в параллель на небольшой платке прямо под гайками клемм.
Индикация выполнена на сдвоенном модуле, заказанном на алиэкспрессе. Поскольку модуль был расчитан максимум на 10 А, пришлось добавить делитель и замазать точку. Как перенести точку на соседний индикатор я не знаю, там динамическая индикация и нужно менять прошивку. При указанных номиналах резисторов R4, R3, R6, R7 максимальное напряжение составит 30 В, а ток 30 А. Ограничение по мощности блока можно выставить резистором R2. При наладке рекомендую поставить туда 0.2 — 0.3 Ом.
Собственно все. На данный момент блок нормально вытягивает до 300 Вт, переход с режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока происходит без срыва генерации, возбудов в любых режимах нет, и самое главное, в режиме КЗ полная тишина и на осцилографе красивая картинка, просто мячта! На TL494 такого добиться мне не удавалось.
На холостом ходу нагрузкой для блока является линейный стабилизатор LM317 включенный по схеме источника тока. От резистора пришлось отказаться т.к. при большом выходном напряжении он будет греться как паровоз, а LM317 я поставил на радиатор вместо одного из диодов шоттки, выпаянных из схемы. При большом напряжении ЛМ-ка начинала возбуждаться, поэтому я зашунтировал ее керамикой.
Ремонт блока питания D-Link (UC3843B)
Блок питания свитчей и роутеров D-Link является слабым местом, а при выходе из строя, блок питания довольно сложно подменить. Для справки, блок питания JTA0302D-E выдает 5В*2А (JTA0302E-E 5В*2,5А, а JTA0302F-E 5В*3А). Ремонтировать или нет, дело личное, если есть возможность выбора всегда покупайте новый, однако на практике не всегда удается быстро и оперативно найти новый блок питания. Поэтому вопрос с ремонтом остается актуальным.
Рис.1 Схема блока питания D-Link
Схема блока питания - это импульсный однотактный блок питания, в котором управлением служит ШИМ-контроллер UC3843B, подключенный по почти стандартной схеме.
Я против всяких любительских доработок схем. Схемы в своем большинстве, разработаны целой группой специалистов и подтвержденны расчетами, а вмешательство в отлаженный механизм, который, кстати сказать работает на грани своих возможностей не всегда есть правильный ход. Но в данном случае желательно сразу обратить на принципиальные вещи которые лично мне режут глаза. С6 (47мкФ*25В) желательная замена на 47мкФ*50В. Можно сослаться на документацию, напряжение включения UC3843 8,4В, и там постоянно вертится около 9Вольт, однако на практике минимальное рабочее напряжение для конденсатора в этой цепи 50В. Или на ZD1(BZX55C20) включенном параллельно конденсатору, рассчитанный на 20 В, то есть фактически на этом конденсаторе не может оказаться более 20В. Но привычка - вторая натура, в этой цепи привычнее видеть 47мкФ*50В
Вторым тонким моментом следует отметить С9(1000мкФ*10В), тут налицо явная экономия, и опять тонкая грань предела возможностей конденсатора С9(1000мкФ*10В). Ставить конденсатор такого рабочего напряжения в первом плече LC фильтра и надеяться на FR(это такая маленькая ферритовая бусинка) диода D6 – мягко говоря неразумно. Судя по расчетам здесь должен стоять LOWESR конденсатор, однако как показывает практика, здесь стоит обыкновенный конденсатор. Сюда желательно поставить конденсатор с золотистой или серебряной полоской и на рабочее напряжение не менее 16В.
Выпрямитель выполнен по стандартной схеме. Предохранитель на 2А, терморезистор TR (08SP005), дроссель L1, диодный мост DB1…DB4 (1N4007) и конденсатор C1 (22мкФ*400В). В случае выхода этих элементов, с вероятностью 90% на вход блок питания подали повышенное напряжение. Судя по выпрямителю, а именно С1 (22мкФ*400В), блок питания может выдать честных 13-17 Вт, что при 5В эквивалентно 2-3А. На выходе выпрямителя должно быть около 300В.
С цепью питания поработаем более внимательнее, именно в этой цепи кроется большинство неисправностей блока питания.
Обязательным условием работы ШИМ- контроллера серии UC384X— порог напряжения питания. Порог напряжения зависит от модели примененной микросхемы семейства. Например, для UC3843B минимальное пороговое напряжение (off)— 7,6В (UC3843B перестает работать), а максимальное пороговое (on)— 8,4В (UC3843B включается). Благодаря гистерезисной петле (0,8В) добиваются стабильность работе ШИМ-контроллера при небольших пульсациях на входе, исключая ложные срабатывания.
Рис.3 Цепь запуска при включении, блок питания D-Link
Первичный пуск осуществляется по цепи R4(300к) C6 (47 мкФ*25В). При включении через резистор R4(300к) напряжение подастся на вывод питания 7 микросхемы и конденсатор C6 (47 мкФ*25В), после чего он начнёт медленно заряжаться до некоторого напряжения (8,4В), далее произойдёт включение микросхемы, и она начнёт генерацию импульсов. Так как энергии запасённой в конденсаторе достаточно только для старта микросхемы, и если по какой-то причине напряжение упадёт ниже 7,6В вольт, микросхема отключится. Поэтому, с началом генерации импульсов, начинают поступать силовые импульсы тока от обмотки питания трансформатора, через выпрямительный диод D2 и R9(5,1), тем самым восполняя заряд конденсатора C6 (47 мкФ*25В).
При замыканиях в цепях вторичных обмоток, резко возрастают потери энергии в импульсном трансформаторе. В результате напряжения, получаемого с обмотки трансформатора, недостаточно для поддержания нормальной работы ШИМ-контроллера. Внутренний генератор отключается, на выходе ШИМ-контроллера появляется напряжение низкого уровня, переводящее ключевой транзистор в закрытое состояние, и микросхема оказывается вновь в режиме низкого потребления энергии. Через некоторое время через резистор R4(300к) зарядится конденсатор C6 (47 мкФ*25В) - напряжение питания возрастает до уровня, достаточного для запуска внутреннего генератора, и процесс повторится. Из трансформатора в этом случае слышны характерные щелчки (цыканье), период повторения которых определяется номиналами резистора R4(300к) и конденсатора C6 (47 мкФ*25В).
При высыхании конденсатора C6 (47 мкФ*25В) происходят многократные попытки запуска ( при этом раздается харатерные щелчки (цыканье), период повторения которых определяется номиналами конденсатора C6 (47 мкФ*25В) и резистора R4(300к)) напряжение питания ШИМ-контроллера падает ниже 7,6В (то есть ШИМ выключается), потом зарядка C6 (47 мкФ*25В) через R4(300к) и так по циклу. В результате конденсаторы С9(1000мкФ*10В) и С11 (220мкФ*16В) циклически заряжаются-разряжаются большим током, что приводит к их нагреву, кипению электролита и высыханию. С C6 (47 мкФ*25В) происходит то же самое. Поскольку ёмкость С9(1000мкФ*10В) и С11 (220мкФ*16В) уменьшается, то схема обратной связи реагирует на пики несглаженного напряжения, в результате чего действующее напряжение на выходе блока УМЕНЬШАЕТСЯ. А вот несглаженные выбросы напряжения в цепи питания микросхемы как раз и гасятся на стабилитроне ZD1(BZX55C20), что и приводит к его нагреву, а потом и к пробою.
Рис.5 Структурная схема UC3843
Следует отметить, что в ШИМ UC384X по питанию (7 нога) есть встроенный стабилитрон на 34В, что отображено на структурной схеме.
Рис.6 Цепь обратной связи, блок питания D-Link.
Тут чистая классика без всяких изысков. На вход COMP подается напряжение обратной связи с оптрона PC817 (L0403), обеспечивающего развязку первичной цепи с выходом блока питания. При отсутствии напряжения обратной связи на выходе оптрона ШИМ контроллер не запустится, так срабатывет условие блокировки микросхемы ШИМ контроллера.
Обратная связь здесь выполнена на оптопаре. В момент завышения напряжения, на выходе, выше 5 вольт, происходит открытие транзистора оптопары, вызванного свечением светодиода, в этот момент падает напряжение на первом выводе микросхемы, это вызывает сокращение длительности импульсов и как следствие уменьшение мощности трансформации. Этот механизм обратной связи, не даст напряжению вырости выше 5 вольт и упасть ниже 5 вольт, то есть получается стабилизатор напряжения.
Частота переключения и соответственно длина рабочего цикла зависят от соотношения R11(3к)/C5(0,01мкФ). Данные элементы очень редко (практически никогда) выходят из строя.
.
Фото с внешним видом блока питания бывают необходимы при ремонте.
 |  |
| Рис.7 Блок питания D-Link JTA0302D-E, вид со стороны деталей (конденсатор входного выпрямителя поднят для удообства) | Рис.8 Блок питания D-Link JTA0302D-E, вид со стороны печатной платы |
Рис.9 Схема блока питания маршрутизатора D-Link, JTA0302E-E. (5В*2,5А).
На схеме, в отличии от схемы в начале статьи, более наглядно выделены все цепи. Внимание в статье все номиналы и обозначения элементов даны для схемы в начале статьи, приведенная здесь схема имеет незначительные отличия, как по номиналам так и по обозначениям элементов.
Ремонт желательно начинать с ознакомления с datasheet ШИМ UC3843B (скачать).
Расположение плюса и минуса на штекере блока питания D-Link. Плюс расположен внутри минус с наружи штекера. В случае необходимости замены штекера, менять надо на аналогичный, "ноутбучного" типа. "Бытовой" штекер настоятельно не рекомендуется для замены. Ток выдаваемый блоком питания D-Link это ток 2-3А, а "бытовой" штекер расчитан на 1,5А максимум. Установка такого штекера ведет к перегреву разъема на устройстве и последующего его (разъема) выхода из строя.
Рис.10 Рекомендуемая замена штекера питания.
Слева штекер расчитанный на ток более 2-3А, справа на ток не более 1,5А. Наличие усиков-контактов на одном и гладкая поверхность внутри другого.
Как разобрать блок питания D-Link. Блок питания клееный поэтому открывать придется при помощи тисков.
Рис.11 Внешний вид блока питания D-Link
Рис.12 Зажимаем в тиски блок питания, область приложения отмечена красным.
Рис.13 Расположение швов на блоке питания D-Link.
Для начала зажимаем блок питания в тиски через картон или тряпку, см. рисунок и сдавливаем до небольшого хруста, картон или тряпка нужны для того что бы не поцарапать корпус блока питания. Далее широким плоским предметом, лично я затупленной стамеской, несильно начинаем простукивать видимую часть шва, ставим стамеску на шов и не сильно бьем по стамеске молотком, и так с обоих сторон. Клееный заводской шов лопнет при помощи таких действий, а вот клееный уже повторно в мастерской шов лопнет только в том случае если его склеивали с расчетом повторной разборки, если не открывается, придется резать.
Нет напряжения на выходе выпрямителя около 300В, то есть на конденсаторе С1(22мкФ*400в). Проверить на входе F1, TR, диодный мост на предмет пробоя. В случае если диоды DB1…DB4 (1N4007) грелись, вплоть до обугливаниятекстолита под ними, конденсатор С1 подлежит замене. Особое внимание обратить на дроссель L1, так как при внешних воздействиях (падениях) он имеет свойство обрываться.
Выходное напряжение меньше, проваливается, не стабильно; БП запускается не всегда, БП запускается, но с большой задержкой, БП не запускается под нагрузкой, но в холостую включается и при подключении нагрузки начинает стабильно работать. Поменять все электролиты (С1, С6, С9, С10, С11).
Не включается блок питания, на 7 ноге UC3843B нет напряжения достаточного для включения микросхемы, стабилитрон ZD1(20В) и конденсатор C6 (47мкФ*25В) заменены на заведомо исправные. Несколько нестандартная неисправность, однако имело место быть. Резистор R4 (300к 1вт) в цепи питания микросхемы для запуска ШИМ от 300В - при проверке показывал 300К однако под напряжением уходил в обрыв. При включении в сеть 220В на 7 ноге ШИМ напряжение не появлялось. При запуске от внешнего блока питания ШИМ работал нормально. После замены R4, блок питания запустился.
Не включается блок питания, сгорел ключ (полевой транзистор). При замене ключа рекомендуется не надеятся на случай, а сразу менять ШИМ контроллер. Так же особое внимание следует уделить токоограничивающему резистору R5(150) и датчику тока R2(1,8), на предмет их возможного обрыва и изменения номинала. Увеличение номинала R2 даже на 10% может привести к нестабильности работы блока питания и ложному срабатыванию токовой защиты БП. Уменьшение номинала R2 приводит к увеличению тока через ключевой транзистор в случае перегрузки и как результат выход из строя ключевого транзистора и ШИМ-контроллера.
Блок питания глючит, точнее не блок питания, а устройство к которому подключен блок питания. При подключении на автомобильную лампу (12В) - блок питания уходит в защиту. Неисправны конденсаторы фильтра выходного выпрямителя. Требуется замена, при замене рекомендуется ставить конденсаторы на рабочее напряжение не ниже 16В и с низким ESR (LOW ESR), еще их называют компьютерными, по внешнему виду они отличаются от обычных наличием золотистой (серебристой) полоской. Особое внимание следует обратить внимание на С9. Увеличение емкости этого конденсатора снизит амплитуду выходных пульсаций, но затруднит старт блока и заставит увеличивать емкость на питании ШИМ – контроллера, конденсатор должен обладать достаточно малым эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) для безболезненного пропускания большого импульсного тока.
Из блока питания слышно характерное цыканье импульсного трансформатора. Вообще цыкание трансформатора происходит по причине недостаточного питания микросхемы ШИМ -контроллера. Тут возможно два варианта - вышли из строя вторичные цепи например пробой конденсаторов С9(1000мкФ*10В), С11 (220мкФ*16В), диода D6 или же вышли из строя элементы питания ШИМ контроллера первичной цепи - C6 (47мкФ*25В), D2. Третьей причиной (довольно редкий случай) цыкания может быть выход из строя цепи подавления выброса от индуктивности рассеяния (D (на схеме не обозначен), R1(39к), C2 (4700)). На диод в этой цепи хотелось бы обратить особое внимание, использование дешевых и распространенных диодов в этой цепи категорически не рекомендуется, здесь должен стоять ВЧ диод, с минимальным восстановления. При замене диод лучше всего снять с аналогичной цепи любого импульсного блока питания. Так же стоит обратить внимание на С1(22мкФ*400в).
Можно ли поменять UC3843B на UC3843A? На практике приходилось сталкиваться с заводскими блоками питания в которых установлена, и UC3843B, и UC3843A. Особой разницы в работе не замечено - меняйте.
Практический ремонт блока питания D Link, замена пускового конденсатора. Посмотреть.
Практический ремонт блока питания D Link, нестандартный ремонт. Посмотреть.
Читайте также: