Как найти неисправность на плате питания

Методы поиска неисправностей

Негласно среди ремонтников в любой отрасли существуют два метода:

1. Обезьяний метод. Это  метод, при котором проверяется каждый узел сломанного устройства визуально или «методом тыка». «А что будет, если я сделаю так и эдак?». То есть ставим опыты и смотрим на реакцию сломанного устройства. Чаще всего такой метод очень сильно экономит время и нервы.
   
2. Метод умного специалиста. Надеваем очки и делаем умный вид). Берем книжки с инструкциями и описаниями, измерительные приборы, схемы, карты Таро и тд))). Сначала внимательно изучаем схемы, читаем книги, все анализируем в голове и только уже потом начинаем ковырять устройство. Этот метод очень длительный и муторный, но со временем дает хороший результат. Он в основном применяется интеллектуалами. Его также используют и простые ремонтники, после того, как не сработал первый метод)
   

Алгоритм поиска неисправности

Анализируем ситуацию

Анализ ситуации предполагает обзор и исследование  возникшей проблемы. Будьте Шерлоками Холмсами! Ответьте себе на все вопросы: где, куда, откуда, как, почему, когда, зачем??? Нужно внимательно осмотреть пациента, перед тем как его вскрывать. Может кто смотрел сериал Доктор Хаус? Всю серию они анализируют ситуацию, и только уже потом лечат. Если вы все-таки не знаете с чего начать, вот вам небольшой план:

• обсудите неисправность с владельцем данного электронного устройства
• может вы раньше ремонтировали что то подобное, вспомните что-нибудь похожее из своей практики, бывает так, что узлы радиоэлектронных устройств строятся по одинаковому принципу.
• а если все-таки неисправности нет, просто у владельца нет толка общения с данным устройством. Помню как то у мужичка громкость не добавлялась на мобиле, так он оказывается ее не теми кнопками пытался добавить))).
• определите различия между поломанным устройством и с тем какое оно должно быть при правильной работе.
• оцените ситуацию и сделайте правильные выводы из всего выше сказанного

Определяем причину

Самый большой  по времени и серьезный шаг. Начните с подготовки соответствующих схем. Не старайтесь сократить этот этап, бросаясь сразу работать и тратя много времени на исправление устройства, в то время как простое чтение руководства по техническому обслуживанию может способствовать скорейшему решению проблемы. Когда вы подготовились, выполните следующие операции:

• опишите проблему про себя
• сравните ситуацию с условиями работы устройства до возникновения неисправности
• вспомните различные симптомы которые были замечены при возникновении дефекта. Это может быть какой-то шум, запах, искры, дым и тд.
• сравните компоненты. Какие компоненты в порядке, а какие нет. Например, большой резистор во включенной аппаратуре должен быть чуть нагретый.
• сделайте тестирование оборудования с помощью мультика и других приборов.

Принимаем решение

На этом этапе рассматриваем различные варианты решения проблем. Ремонтировать его или выкинуть? Что дешевле и проще? Покупать микросхему или выпаять ее из другого устройства? Смотрим, что будет экономнее по времени и по деньгам. Решать вам.

Помните о необходимости всегда выполнять эти три фазы. Для того, чтобы стать первоклассным специалистом, нужно строго им следовать.

Поиск неисправности лабораторного блока питания

Анализ ситуации

Поиск неисправностей  начинаем с анализа ситуации.

Итак, у нас в ремонте лабораторный блок питания. Ну что, ситуацию я проанализировал. Перегрузка по питанию, в результате чего он  стал выдавать 24 Вольта, вместо положенных 0-15 Вольт. Напряжение не регулируется. Значит, помер какой-то радиоэлемент. Для того, чтобы определить причину возникновения неисправности, мы должны найти на него схему и вскрыть наш блок питания. Как говорится, «вскрытие покажет».

Вскрываем наш блок питания

Находим причину возникновения неисправности

На этом этапе мы должны определить причину возникновения поломки, а также параллельно анализировать ситуацию. Как обычно, начинаем осмотр с источника питания. Трансформатор у нас в норме, как и по схеме, он выдает нам переменное напряжение 20 Вольт. После диодного моста на конденсаторе напряжение 35 Вольт. Идем таким путем, проверяя все элементы на своем пути. Для того, чтобы научиться проверять радиоэлементы, нужно прочитать статьи:

Как измерить:

• ток мультиметром
• как проверить и измерить напряжение
• сопротивление мультиметром

Как проверить:

• биполярный транзистор мультиметром
• диод мультиметром
• конденсатор мультиметром
• предохранитель мультиметром

а лучше вообще прочитать все статьи сайта)

Ваши органы чувств — ваши помощники

Для того, чтобы определить неисправность, очень часто помогают наши пять чувств, но будем пользоваться четырьмя:

1. Зрение (глаза)
2. Осязание (кожа) 
3. Обоняние (запах)
4. Слух (уши)

Используйте их как можно чаще. Визуальный осмотр может дать Вам 80% нахождения неисправности. Это может быть сгоревший элемент, или печатная дорожка, а также обрыв или наоборот короткое замыкание. Не поленитесь, осмотрите хорошенько со всех сторон сломанную вещь.

Осязание может также сильно помочь вам в поиске неисправности. Если прибор включить в сеть и потрогать большие резисторы ( их мощность рассеивания, как правило, большая), то  они должны быть теплые или даже чуток горячие. Если холодные, значит или в резисторах обрыв, либо напряжение до них не доходит. Микросхемы  должны быть холодноватые или чуточку теплые. Процессоры или мощные микросхемы горяченькие.  Если уж слишком горячие — то следовательно микросхеме или процессору хана. Холодными должны быть конденсаторы и катушки индуктивности.

Все это приходит с опытом. Используйте осязание как можно чаще, но будьте очень осторожны. Если коснетесь выводов элементов, то вас хорошенько может «дернуть» током, ну смотря, конечно, в какой цепи какой ток.

Читай интересную статью про мощность электрического тока.

Настоящий электронщик должен знать запах горелого кремния, проводов, запах горелого трансформатора, горелой платы и тд наизусть. Напрягите свой нюх и попробуйте уловить «аромат» неисправности. Если аппаратура сгорела при вас, то сразу принюхивайтесь и визуально осмотрите ее.

Прислушайтесь к работе неисправной аппаратуры. Может слышится какое-то потрескивание, писк, гудение или еще что-то. Например, гудение асинхронного двигателя говорит о том, что может быть оборвана одна из фаз или не крутятся подшипники. Если гудит трансформатор, то это может значить короткое замыкание в обмотках.

Определяем дефектный узел

Вскрыв блок питания, я обнаружил, что у меня микросхема греется очень сильно при включении блока питания в сеть  и нажатия кнопки POWER на самом блоке. Скорее всего в ней возникло короткое замыкание. Находим в интернете даташит  на эту микросхему. В моем случае — это LM723. Она является регулятором напряжения.

Но беда не приходит одна. Сгорел еще и транзистор —  BD140.

Принимаем решение

Пошел в магазин за новыми запчастями. Итого, микросхема 20 рублей, транзистор — 10 рублей. Вместе 30 рублей.

Ну что же, надо отпаять микросхему, для этого используем наш оловоотсос.  На фото вид платы снизу микросхемы.

Получаем

Выдергиваем микросхему с помощью нехитрого инструмента экстрактора

Подготавливаем новую микросхему, и лудим ее выводы флюсом ЛТИ-120

Вставляем ее в наши отверстия, где находилась микросхема. Вставляйте точно также, как стояла дохлая микросхема! Кто не помнит, как она стояла, производители аппаратуры часто рисуют ее образ на плате. Получается, что выемка микросхемы должна быть справа.

Вставляем ее как надо

Смазываем площадки гелевым флюсом

И запаиваем по очереди каждую контактную площадку капелькой припоя на кончике паяльника.

Все те же самые операции проводим и с транзистором.

Блок питания у меня заработал как надо. Можно, конечно, его доработать, но на это требуется время и соответствующие знания. Но меня пока что вполне устраивает.

Заключение

Поиск неисправностей приходит с опытом и с годами. Следуйте этим простым этапам определять работоспособность компонентов, и вы никогда не будете носить аппаратуру мастеру-электронику, который сдерет с вас ого-го! Во-первых, вы сэкономите деньги, во-вторых, свою репутацию, ну и в-третьих, получите реальные знания на опыте.

И буду благодарен, если ты прочитаешь что такое протон.

Диагностика неисправностей блока питания с помощью мультиметра

Недавно понадобилось произвести диагностику питания, для того чтобы понять по какой причине не запускается машина. К сожалению, в интернете оказалось мало годных статей на эту тему, поэтому пришлось самому лезть в даташиты.
Эта статья является выжимкой из моих изысканий и надеюсь поможет кому-нибудь, когда им придется заниматься тем же самым.

Дисклеймер номер раз: Данная статья относится только к обычным блокам питания стандарта ATX, она не относится к проприетарным стандартам блоков (например как у старыx рабочиx станциях DELL или SUN), использующим другую распиновку ATX-коннектора. Внимательно сверьтесь со схемой и убедитесь в том, что ваш блок питания является стандартным прежде чем проводить диагностику, во избежании причинения вреда вашему компьютеру.

Дисклеймер номер два: Вы должны понимать что вы делаете и соблюдать технику безопасности, в том числе электростатической (в т.ч. работать в антистатическом браслете). Автор не несет ответственности за порчу оборудования или вред здоровью вследствие несоблюдения или незнания техники безопасности и принципов работы устройства.

Перейдем к теории:

Стандарт ATX имеет 2 версии — 1.X и 2.X, имеющие 20 и 24-пиновые коннекторы соответственною, вторая версия имеет 24-x 4 дополнительных пина, удлиняя тем самым стандартный коннектор на 2 секции таким образом:

Прежде чем мы начнем, расскажу про “правила большого пальца” по отношению к неисправностям:
1) Проблемную материнскую плату легче заменить чем починить, это крайне сложная и многослойная схема, в которой разве что можно заменить пару конденсаторов, а обычно это проблемы не решает.
2) Если вы не уверены в том что вы делаете, то не делайте этого.

Перейдем к диагностике:

Вам понадобится обычный мультиметр. Необходимы достаточно тонкие щупы, для того чтобы мы могли тыкнуть в провод с задней части коннектора.
Ничего из корпуса не вынимаем. Диагностику проводим с коннектором питания в материнской плате, и включенным блоком питания, подключенным к сети.

Проверка напряжения:

Если ваш мультиметр не имеет функции автоматической подстройки диапазона, то выставьте его на измерение десяток вольт постоянного напряжения. (Обычно обозначается 20 Vdc)
Поставим черный щуп на землю (GND-pin, COM, см. схему выше) — черный провод, к примеру контакты 15, 16, 17.

Концом красного щупа тыкаем в:
1) Пин 9 (Пурпурный, VSB) — должен иметь напряжение 5 вольт ± 5%. Это резервный интерфейс питания и он работает всегда, когда блок питания подключен к сети. Он используется для питания компонентов, которые должны работать, пока 5 основных каналов питания недоступны. К примеру — контроль питания, Wake on LAN, USB-устройства, контроль вскрытия и т.д.
Если напряжения нет или он меньше/больше, то это означает серьезные проблемы со схемой самого блока питания.

2) Пин 14 (Зеленый, PS_On) должен иметь напряжение в районе 3-5 вольт. Если напряжения нет, то отключите кнопку питания от материнской платы. Если напряжение поднимется, то виновата кнопка.

Все еще держим красный щуп на 14ом контакте…
3) Смотрим на мультиметр и нажимаем кнопку питания, напряжение должно упасть до 0, сигнализируя блоку питания о том, что надо врубать основные рельсы питания постоянного тока: +12VDC, +5VDC, +3.3VDC, -5VDC и -12 VDC. Если изменений нет, то проблема либо в процессоре/материнской плате, либо в кнопке питания. Для того чтобы проверить кнопку питания вытаскиваем ее коннектор из разъема на материнской плате и легонько закорачиваем пины легким прикосновением отвертки или джампером. Также можно попробовать аккуратно проводом закоротить PS_On на землю сзади. Eсли изменений нет, то скорее всего что-то случилось с метринской платой, процессором или его сокетом.
Если подозрения все-таки падают именно на процессор, то можно попытаться заменить процессор на известный исправный, но делать это на свой страх и риск, поскольку если убила его неисправная мать, то тоже самое может случиться и с этим.

При напряжении ~0 В на PS_On… (Т.e. после нажатия на кнопку)
4) Проверяем Pin 8 (Серый, Power_OK) он должен иметь напряжение ~3-5V, что будет означать что выходы +12V +5V и +3.3V находятся на примемлемом уровне и держат его достаточное время, что дает процессору сигнал стартовать. Если напряжение ниже 2.5V то ЦП не получает сигнала к старту.
В таком случае виноват блок питания.

5) Нажатие на Restart должно заставить напряжение на PWR_OK упасть до 0 и быстро подняться обратно.
На некоторых материнских платах этого происходить не будет, в случае если производитель использует “мягкий” триггер перезагрузки.

При напряжении ~5V на PWR_OK
6) Смотрим на таблицу и сверяем основные параметры напряжения на коннекторе и всех коннекторах периферии:

Тестируем на пробои:

ОТКЛЮЧАЕМ КОМПЬЮТЕР ОТ СЕТИ и ждем 1 минуту пока уйдет остаточный ток.

Ставим мультиметр на измерение сопротивления. Если ваш мультиметр не имеет автоматической подстройки диапазона, то ставим его на самый нижний порог измерений (Обычно это значок 200 Ω). Из-за погрешностей, замкнутая цепь не всегда соответствует 0 Ом. Сомкните щупы мультиметра и посмотрите какую цифру он показывает, это и будет нулевым значением для замкнутой цепи.

Проверим цепи блока питания:
Вынимаем коннектор из материнской платы…
И держа один из концов мультиметра на металлической части корпуса компьютера…
1) Дотрагиваемся щупом мультиметра до одного из черных проводов в коннекторе, а потом до среднего штырька (земли) сетевой вилки. Сопротивление должно быть нулевым, если это не так, то блок питания плохо заземлен и его следует заменить.
2) Дотрагиваемся щупом до всех цветных проводов в коннекторе по очереди. Значения должны быть больше нуля. Значение, равное 0 или меньше 50 Ом означает проблему в цепях питания.

Тестируем материнскую плату на пробои:
Вынимаем процессор из сокета…
Внимательно рассматриваем схему выше и, используя коннектор питания как пример, изучаем какие порты разъема чему соответствуют. Это очень важно, поскольку тестировать можно только землю (GND, Черные провода) иначе ток мультиметра может повредить цепи материнской платы.
3) Дотрагиваемся одним щупом мультиметра до шасси, а другим тыкаем во все разъемы земли (GND, пины 3, 5, 7, 13, 15, 16, 17) и смотрим на мультиметр. Сопротивление должно быть нулевым. Если оно не нулевое вытаскиваем материнскую плату из корпуса и тестируем опять, только в этот раз один из щупов должен касаться металлизированного колечка у отверстия для шурупов на которых плата фиксируется к задней стенке корпуса. Если значение сопротивления все еще ненулевое, то с цепями материнской платы что-то глубоко не так и скорее всего ее придется менять.

Для интересующихся и желающих залезть глубже советую почитать данный документ:
ATX12V Power Supply Design Guide Version 2.2

Чаще всего люди интересуются электроникой чтобы уметь починить какой-либо прибор. Самостоятельной разработкой занимается лишь малая часть любителей. Теоретические знания хоть и дают общее понимания принципа работы компонентов, но для ремонта гораздо важнее знать методы их проверки. Мы расскажем, как найти неисправность в электронной схеме своими руками, глазами и простым инструментом.

Основные способы поиска неполадки

Прежде чем провести ремонт важно определить в чем проблема – этот процесс называется диагностикой. Итак, можно выделить два этапа проверки электронных приборов:

1. Проверка работоспособности прибора. Не всегда случается так что устройство совсем «мёртвое», нужно проверить не включается прибор совсем, или включается и сразу выключается, или же не работают какие-то конкретные кнопки или функции.

Например, при ремонте LCD-мониторов встречается такая проблема как выход из строя подсветки. При этом монитор может либо не включатся совсем тогда его индикатор моргает, либо же индикатор указывает на включенное состояние, но изображения нет. В таком случае если посветить фонарём в экран можно увидеть, что изображение все-таки есть и монитор как бы работает, но он тёмный – и это только один из примеров, когда предварительная проверка упрощает диагностику.

2. Визуальный осмотр. Внешне можно определить большинство проблем с электрическим прибором. Это могут быть как просто сгоревшие компоненты – диоды, резисторы, транзисторы и конденсаторы, так и дефекты пайки или механические повреждение элементов и самой печатной платы.

3. Измерения. Если плата и детали выглядят нормально, то следует переходить к измерениям. Их проводят в основном с помощью мультиметра и осциллографа. В отдельных случаях используют специализированные приборы, типа частотомеров, логических анализаторов и прочего.

Итак, обобщенным алгоритмом поиска неисправности является:

• Осмотр платы;
• Определение чрезмерного нагрева электронных компонентов платы;
• Измерения и прозвонка мультиметром;
• Использование осциллографа и других приборов;
• Замена вышедшей из строя детали или блока.

Визуальный осмотр

Визуальный осмотр следует проводить от общего к частному. Или простыми словами – осмотреть общий вид электронного устройства, сразу проверяем целостность кабелей и проводов питания. Их покров должен быть ровным и целым, без изломов и резких перегибов, шишек и других неравномерностей на оболочке быть не должно.

После того как вы убедились в целостности устройства, нужно его разобрать и добраться к печатной плате. Осмотр внутренностей следует начинать с проверки целостности шлейфов, проводов других межблочных соединений. Важно не порвать их еще при разборке, так как часто шлейфы идут от плат к блокам клавиш и дисплеям, закрепленным на корпусе.

Далее проверяют целостность предохранителя в цепи питания, часто если он перегорел можно определить невооруженным взглядом. Он стоит около того места где подключается к плате шнур питания.

После этого осматривают наличие следов нагрева или сажи на плате и поврежденные компоненты. Рассмотрим, как выглядят неисправные электронные компоненты. Например, корпуса неисправных транзисторов и сгоревших диодов разрывает или они трескаются.

На интегральных микросхемах появляется трещина или мелкая точка. В некоторых случаях и те, и другие сгорают, оставляя в результате следы гари на плате. Обращайте внимание нет ли характерного запаха горелой изоляции. Так можно локализировать от какого элемента или участка платы исходит этот запах. Как определить сгоревшие транзисторы и микросхемы вы видите ниже.

Резисторы обычно сгорают или темнеют, реже происходит обрыв резистивного слоя и деталь выглядит исправной.

Как определить сгоревшие конденсаторы? Они в основном пробивают «накоротко» между обкладками и, если стоят в силовой цепи – тогда повреждаются дорожки платы или корпус конденсатора. Если цепь была слаботочной – пробитый конденсатор просто закоротит её без видимых следов протекания больших токов. Реже трескаются корпуса конденсаторов.

В то время как электролитические конденсаторы можно вычислить по деформированной крышке корпуса или следам протекшего вниз электролита. На крышке конденсатора есть две диагональных борозды, она нужна чтобы корпус не разорвало в аварийной ситуации. Крышка в таком случае вздувается либо трескается. Реже выдавливает дно.

С SMD-компонентами дело обстоит несколько сложнее. Часто их крайне сложно рассмотреть на предмет целостности. Есть один метод поиска короткого замыкания в плате с SMD – это термобумага, такая бумага используется в кассовой аппарате, поэтому можно использовать любой чек. Печать на ней происходит за счет нагрева. Значит, когда вы подадите питание на плату пробитая накоротко деталь, перегреется и отпечатается на бумаге. Методику поиска неисправности с помощью термобумагивы видите на видео:

Но нужно помнить об электробезопасности и не прибегать к такому способу диагностики, если вы не уверены есть ли там опасное напряжение. Безопасно и точно это можно сделать с помощью тепловизора. 

Для определения короткого замыкания по нагреву в большинстве случаев вам понадобится лабораторный блок питания или другой источник питания с ограничением тока. Если вы проводите диагностику цепей 220В – можете воспользоваться контрольной лампой, если есть КЗ, то лампа загорится в полный накал. Фактически она выступит в роли токоограничивающего резистора. 

При визуальном осмотре важно определить состояние контактов всех разъёмных соединений. Они должны быть чистыми, без окислов с характерным медным или серебряным блеском. Если контакты не слишком сильно окислены – их можно почистить канцелярским ластиком или деревянной стороной спички.

В более запущенных случаях их нужно залудить, таким образом оловом вы восстановите контактную поверхность. Самый худший вариант, когда ни чистить, ни лудить нечего, тогда нужно либо менять плату целиком, либо припаивать к дорожкам платы проводники и соединять через них.

Также внимательно осматриваете дорожки печатной платы, они могут перегорать, трескаться при изгибе платы, отслаиваться и окисливаться. Их восстанавливают либо каплей олова, либо кусочком провода, когда дорожки расположены слишком плотно – их замещают куском провода – подойдет тонкий обмоточный провод либо жила витой пары, припаивая их к началу и концу печатной дорожки.

Подведем итоги, узнайте 5 советов по внешней диагностике электроники:

1. Большинство неисправностей можно найти при внешнем осмотре;

2. Внимательно проверяйте качество пайки и наличие микротрещин;

3. Уделяйте особое внимание силовым цепям;

4. Вздутые электролитические конденсаторы в большинстве случаев являются как причиной полной неработоспособности, так и неработоспособности каких-то отдельных функций;

5. Не всегда внешне исправная деталь является таковой.

Измерения и прорзвонка цепей

Если внешний осмотр не принес результатов, то следует проводить ряд измерений. Если устройство не подаёт признаков жизни и:

• У него сгорел предохранитель – то с помощью мультиметра прозваниваем цепь и находим на каком участке у нас короткое замыкание. Режим прозвони в большинстве мультиметров совмещен с режимом проверки диодов (на рисунке ниже);
• Если предохранитель исправен – проверяем вольтметром приходит ли питающее напряжение на плату.

Если напряжение не приходит, то проблема скорее всего в кабеле, определить это можно прозвонив кабель от вилки до места подключения к печатной плате.

Важно:

Не включайте блок питания напрямую в сеть, если вы не уверены, что устранили все неполадки. Подключите последовательно лампочку накаливания, о которой мы упоминали в середине статьи.

Следующий шаг – проверка цепи питания, для этого включаем устройство и проверяем наличие выходных напряжений блока питания. Учтите, что бывают случаи, когда без нагрузки блок питания не включается. Тогда проверяем исправность блока питания, её начинают с проверки диодного моста.

После того как вы убедились в исправности диодного моста следует проверить приходит ли напряжение на ШИМ контроллер. Если нет, то искать, обрыв на плате, если приходит, то методика его проверки изображена на видео ниже: 

Дальнейшая диагностика платы электронного устройства заключается в пошаговом измерении параметров каждого из компонентов и сравнение их с номинальными величинами. Задаче сильно упрощается если у вас есть схема ремонтируемого устройства.

Если у вас есть осциллограф диагностика сильно упростится, так как проверка сигналов ШИМ, на выходе контроллера и на базах или затворах транзисторов нормально возможна лишь таким образом. Как пользоваться осциллографом описано в статье

Заключение

Ремонт электроники – это не только знания принципа работы элементов, но и интуиция, опыт и удача. Главное помнить при ремонте о технике безопасности – не следует трогать плату источников питания, если на неё подано напряжение. Разряжайте фильтрующие конденсаторы блоков питания, поскольку на их выводах может быть напряжение до 300 вольт. А также при диагностике цепей с интегральными микросхемами – лучше сразу ищите техническую документацию к ним, её можно найти по запросу «datasheet название микросхемы».

Импульсные источники питания (ИИП, ИБП) имеют множество преимуществ перед традиционными. Но за легкость и компактность надо платить усложненной схемотехникой и неизбежным снижением надежности. Если импульсник вышел из строя, его можно попытаться восстановить. Во многих случаях ремонт неработающего импульсного блока питания можно выполнить самостоятельно.

Коротко об устройстве

По сравнению с обычным БП, импульсник имеет достаточно сложную схемотехнику. Сетевое напряжение проходит через фильтр, выпрямляется и сглаживается. Постоянное напряжение поступает на инвертор, где из него транзисторными ключами «нарезаются» импульсы амплитудой около 300 вольт и частотой в несколько килогерц или десятков килогерц. Ключи управляются специальной схемой, выполненной в виде генератора.

Если источник нерегулируемый и нестабилизированный, то генератор просто формирует импульсы определенной частоты. Если нужна стабилизация и регулировка выходного напряжения, это делается способом широтно-импульсной модуляции (PWR, ШИМ). Импульсы следуют с постоянной частотой, а напряжение регулируется путем изменения их длины. Тем же способом можно ограничивать выходной ток, а также выполнить защиту от перегрузки или КЗ. С этой целью предусмотрены цепи регулировки (обратной связи) – постоянные или с возможностью оперативной настройки.

Преобразованные во вторичную обмотку импульсы выпрямляются обычным способом, проходят через сглаживающий фильтр и подаются потребителю. За счет высокой частоты преобразования, габариты импульсного трансформатора невелики. Также невелика емкость (и размеры) сглаживающих конденсаторов в выходном фильтре – за счет этого и получается выигрыш импульсника в массогабаритных показателях.

Более подробно здесь: Описание работы и устройство импульсного блока питания

С чего начать как найти нужную схему

Самый лучший вариант ремонта – если имеется схема на конкретный блок питания. На самом деле все несколько сложнее. Производители не прикладывают к документации на блоки питания принципиальных схем. Приходится их искать в интернете. Проблема в том, что даже известные изготовители не проявляют энтузиазма в выкладывании напоказ своих разработок, а небольшие фирмы из Юго-Восточной Азии вообще не имеют своих сайтов. Приходится собирать по всей сети то, что нашли и выложили энтузиасты. И если для компьютерных блоков питания схему найти относительно просто, то для импульсников, предназначенных, например, для питания LED-лент, дело обстоит сложнее.

Так, для блока питания SKS-320 при запросе схемы известная поисковая система выдает только одну адекватную картинку (явно нарисованную добровольцем из Китая). На примере этого устройства далее и будет описан алгоритм поиска неисправности.

Для других источников схемы может не найтись вовсе. В таком случае лучший выход – срисовать схему с платы самостоятельно. Это требует определенной квалификации – надо, как минимум, знать, как выглядят электронные компоненты, а также приблизительно представлять ожидаемый результат. Для этого надо знать, по какой схемотехнике выполняются блоки питания. В целях облегчения работы можно на плате пометить маркером дорожки питания и пронумеровать элементы (если они уже не пронумерованы).

Другой путь – найти подобную схему, которая может полностью и не совпасть с реальным блоком, но это лучше, чем ничего.

Основные неисправности импульсного блока питания

Внешние проявления неисправности могут быть такими:

• посторонний шум, запах дыма, горелой изоляции при включении (на холостом ходу или под нагрузкой);
• импульсный блок питания при включении не запускается – нет индикации включения, отсутствует выходное напряжение (или все напряжения);
• отсутствует одно из выходных напряжений (если у БП есть несколько каналов);
• нестабильное выходное напряжение;
• повышенное или пониженное напряжение на выходе.

Отдельно надо выделить неисправность, когда не включается вентилятор у блока с принудительным охлаждением. Сама по себе проблема на работоспособность не влияет, но в ближайшем будущем это может привести к перегреву и поломке.

Как можно проверить ИБП

Если есть сомнения, можно проверить работу ИБП. Для этого его надо включить под нагрузкой – некоторые источники на холостом ходу просто не запускаются. В качестве эквивалента можно применить автомобильные лампочки, если блок рассчитан на выходное напряжение 12 вольт, или другие лампочки накаливания, соединяя их последовательно и параллельно для создания требуемой нагрузки. Если подходящих ламп нет, можно составить нагрузку из резисторов необходимого сопротивления и потребной мощности.

Для простой проверки работоспособности ток через лампы должен быть хотя бы 5..10% от номинала ИБП. Если источник с принудительным охлаждением, надо нагрузить его так, чтобы ток составил не менее половины максимально допустимого (а лучше – ближе к верхнему пределу). Это нужно, чтобы заставить сработать реле температуры для проверки включения вентилятора.

Методика ремонта блоков питания

Те, кто занимается восстановлением работоспособности электронной техники, знают, что 90+ процентов ремонта сводится к поиску неисправности. Замена найденного вышедшего из строя элемента в большинстве случаев занимает немного времени и не требует особых навыков.

Второй момент – у импульсников одного типа бывают конструктивные слабые места, ведущие к характерным проблемам, но в целом поиск неисправности – процесс творческий, и пошаговую в буквальном смысле инструкцию дать невозможно. Но привести общую методику поиска вполне реально, хотя надо понимать, что она ничего не стоит без достаточной квалификации и наличия приборов. Как минимум, потребуются мультиметр и осциллограф.

Визуально можно лишь определить вздувшиеся и потекшие оксидные конденсаторы. Даже если при осмотре видны обугленные элементы, их замена может ничего не дать – причиной выгорания могут быть другие комплектующие.

Поиск неисправности

Диагностирование неисправного устройства надо начать с анализа. Для первых прикидок достаточно знания структурной схемы БП и внешнего проявления неисправности.

Если при включении ИБП совсем не подает признаков жизни (не нагревается, нет индикации напряжения, не слышен едва уловимый писк, нет выходного напряжения) или его выходное напряжение меньше номинального, то первое, что надо проверить – исправность предохранителя (поз.1 на рисунке). Если он в порядке, надо проверить уровень напряжения на конденсаторе С5 (поз. 2, точка 1 на схеме). На нем должно быть около 300 вольт. Если напряжение отсутствует, можно предположить неисправность высоковольтного выпрямителя. Но сначала надо убедиться, что до него доходит ~220 вольт. Если нет – надо искать, где оно исчезает.

Дальше надо проверить работу ШИМ контроллера. В данном случае он реализован на микросхеме TL494 (поз.3). Функционал и нумерация ее выводов сведены в таблицу.

Функция	Маркировка	Нумерация пинов	Нумерация пинов	Маркировка	Функция
Неинвертирующий вход усилителя ошибки 1	IN1	1	16	IN2	Неинвертирующий вход усилителя ошибки 2
Инвертирующий вход усилителя 1	­	2	15		Инвертирующий вход усилителя 2
Обратная связь (Feedback)	FB	3	14	Vref	Стабилизированное напряжение +5,0 вольт (ток до 10 мА)
Установка времени паузы между импульсами (Dead time)	DTC	4	13	ОТС	Режим (двухтактный/ однотактный)
Емкость цепи установки частоты	C	5	12	VCC	Вывод питания
Сопротивление цепи установки частоты	R	6	11	С2	Коллектор выходного транзистора 2
0 вольт	GND	7	10	E1	Эмиттер выходного транзистора 1
Коллектор выходного транзистора 1	C1	8	9	E2	Эмиттер выходного транзистора 2

Осциллографом надо проверить, что на выходах 8,11 микросхемы присутствуют противофазные импульсы. Если их нет, надо проверить наличие напряжения питания на выводе 12 (поз.4) TL494.

При его отсутствии, надо найти причину потери. Если питание есть, а импульсов нет, надо проверить обвязку микросхемы.

При наличии генерации надо осциллографом убедиться в наличии импульсов на первичной обмотке трансформатора Т1 (точки 3,4 на рисунке). Их амплитуда должна быть около 150 вольт. Если нет – надо проверить исправность конденсаторов делителя С5, С6. Для этого очень полезен ESR-метр.

Если у одного или обоих конденсаторов низкое качество изоляции, их надо заменить. Если ESR-метра нет, можно замерить напряжение в точке 2. Там должно быть около 150 вольт – половина от напряжения в точке 1. Если оно значительно отличается, это тоже говорит о неисправности одной или двух емкостей. Если там все в порядке, проверяется исправность транзисторов Q4, Q5 (поз.5), трансформатора Т2 (поз.7), транзисторов Q1, Q2 (поз.6), а также всех диодов в схеме драйвера и выходного каскада инвертора.

Если все в порядке, и импульсы на первичной обмотке есть, а на вторичной отсутствуют, надо проверить трансформатор T1 (поз.8), вызвонив целостность всех обмоток.

Если на вторичной обмотке импульсы присутствуют, надо проверить элементы выпрямителя – сборку вторичного выпрямителя D3 (поз.9). Если она неисправна полностью, то выходного напряжения не будет. Если вышел из строя только один диод – на выходе будет меньшее напряжение.

Также причиной повышенного и пониженного напряжения может быть неисправность цепей обратной связи. На схеме ОС по напряжению выполнена на операционном усилителе U1. На плате нет ничего похожего на ОУ, следовательно, имеется небольшое несоответствие модификации блока питания и найденной схемы. К этому надо быть готовым, а справляться с такой ситуацией надо самостоятельно, разобравшись в особенностях схемотехники. ОС по току организована через дроссель L1 (поз.10) и шунт 680 Ом. Измерением температуры на этом дросселе организована автоматика включения вентилятора, датчик установлен в непосредственной близости к дросселю. Проверить включение кулера при отсутствии соответствующей нагрузки, можно нагревом датчика с помощью, например, фена. Если вентилятор не запускается, надо искать неисправность.

Если выходное напряжение нестабильно – пожалуй, это самый сложный случай. Это значит, что присутствует «мерцающая» неисправность, которую отловить нелегко. Можно попробовать следующие действия:

• осмотреть плату под увеличением на предмет плохих паек и микротрещин;
• пропаять все соединения заново;
• деревянной палочкой пошевелить поочередно все элементы, наблюдая за реакцией выходного напряжения;
• проверить конденсаторы выходного фильтра С15, С16 (поз.11).

Если все напряжения, кроме одного присутствуют, значит в целом ИБП исправен. Надо проверить детали вторичного выпрямителя соответствующего канала (диодную сборку, конденсаторы фильтра и т.д.). Если они исправны, надо вызвонить соответствующую обмотку импульсного трансформатора. У изучаемого блока выходное напряжение одно, но есть канал вспомогательного напряжения (для вентилятора и питания драйвера ключей). По нему также можно судить об исправности блока питания.

Для других ИБП указанный алгоритм поиска также применим с поправкой на конкретную схему. А вообще причиной неисправности может быть абсолютно любой элемент. Вопрос его нахождения лежит в сфере квалификации мастера, его опыта и немного в области удачи.

Устранение неисправности

Найденная неисправная деталь выпаивается и заменяется другой – точно такой же или аналогом. Если это силовой элемент, установленный на радиаторе, надо уделить внимание правильности крепления на теплоотводе — восстановить наличие теплопроводной пасты и, при необходимости, изолирующей пластины (слюдяной или из упругого материала).

Намоточные элементы выходят из строя нечасто, их лучше заменить аналогом из блока-донора. Если донора нет, неисправный узел можно попытаться починить:

• разобрать дроссель или трансформатор;
• последовательно смотать обмотки, считая витки;
• замерить толщину каждого провода штангенциркулем или другим инструментом;
• подобрать такой же провод по сечению (если взять больший диаметр, обмотка может не уместиться, если меньший – может перегреться при работе);
• намотать обмотку (или несколько) заново.

При намотке надо соблюдать аккуратность, мотать виток к витку, не допуская образования петель и узелков. Отдельное внимание надо уделить межобмоточной изоляции трансформатора.

Если штатные прокладки между обмотками аккуратно снять не удалось, их можно выполнить тонкой фторопластовой лентой. Проблемы могут быть при разборке сердечника. Обычно он склеен из двух половин, и аккуратно разобрать не всегда получается – феррит разлетается на несколько частей.

Ничего страшного – склеенный заново сердечник работает не хуже цельного. Не надо только накладывать толстый слой клея, чтобы избежать немагнитных зазоров и следить, чтобы при разборке не образовалось слишком мелких осколков, которые склеить не получится. Но в целом надо осознавать, что шансы на успешный ремонт импульсного трансформатора невысоки.

Когда лучше обратиться в сервис

Если нет минимально необходимого приборного парка, лучше обратиться в специализированную организацию, которая занимается ремонтом импульсных источников питания. Без минимума приборов затея в 99% случаев обречена на провал. Также не стоит надеяться отремонтировать устройство при отсутствии схемы (хоть в каком-либо виде) и при недостаточной квалификации. Нет большого смысла браться за ремонт (да и нести в сервис) и в ситуации, когда часть элементов выгорело. Их можно заменить, но вот изоляционные свойства участка платы, покрытого сажей, будут далеки от заявленных производителем, и новой неисправности долго ждать не придется.

Для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.

А в целом, ремонт импульсников — дело неблагодарное и не очень рентабельное. Не так они и дорого стоят, чтобы затевать кропотливый поиск неисправности. Но если другого выхода нет или сам процесс доставляет удовольствие, то материалы обзора окажутся полезными.

После того как вы закончили собирать ваше устройство, запаяли последний элемент в плату, не торопитесь сразу же его включать. Приготовьте мультиметр, откройте принципиальную схему и описание схемы.

Сначала нужно проверить правильность монтажа, проверить на КЗ (короткое замыкание). Если вы считаете что все элементы запаяны верно, и КЗ после прозвонки вы не обнаружили, то можно очистить дорожки от остатков канифоли, и подавать питание, но сначала стоит проверить сопротивление цепи питания, если оно подозрительно большое, и если это не оговорено в собираемой вами схеме, то не торопитесь включать схему, перепроверьте еще раз. Правильно ли собрали диодный мост, соблюдена ли полярность при запаивании конденсаторов в цепи питания и т.д.. Если собираемое вами устройство потребляет большой ток, от 1 ампера и выше это говорит о КЗ или неправильно запаянных элементах, бывают и исключения, например преобразователи напряжения кушают 2-3 ампера на холостом ходу. Можно последовательно цепи питания включить маломощный постоянный резистор на несколько ОМ, это может спасти устройство от выхода из строя. Если в схеме стоят мощные транзисторы или микросхемы, которые крепятся на радиатор, не забудьте их изолировать друг от друга. При первоначальном включении устройств соблюдайте осторожность, так как диоды и электролитические конденсаторы при неправильном включении или превышении напряжения могут взорваться. Причем конденсаторы обычно взрываются не сразу, а сначала некоторое время греются. Не оставляйте без присмотра включенные и еще не настроенные устройства.

Поиск неисправностей

Наверное каждый радиолюбитель сталкивался с тем случаем, когда после подачи питания собранное устройство не хочет работать, или работает с перебоями, не так, как должно. Если ошибок в монтаже вы исключаете, то можете читать дальше, но если дорожки для платы вы рисовали самостоятельно, то бегом проверять печатную плату!

Прежде чем приступить к поиску неисправностей, если прибор который ремонтируете вам не знаком, нужно в первую очередь получить как можно больше информации об этом устройстве, что за устройство, или что за узел (БП, усилитель, или иное устройство), и нужно достать описание и схему этого устройства. Прежде чем доставать и начинать откручивать плату, приглядитесь, нету ли ничего лишнего внутри корпуса, оторвавшегося куска, осколка и пр. Не забывайте проверять даже такие элементы схемы как выключатель или разъем питания.

Прежде чем начать ковырять плату, разрядите все конденсаторы в том числе и высоковольтные керамические, разряжать нужно резистором примерно в 100 Ом. Если вы забудете это сделать, то при случайном КЗ, или даже во время прозвонки, отпаивания радиодеталей, последствия могут быть ужасными, могут полететь еще элементы, да и сами можете пострадать. Это очень важно!

Проверку всегда начинают с питания и проверки напряжений, проверьте напряжение в сети, предохранитель, далее блок питания. Проверьте напряжения на выходе блока питания и по возможности ток на выходе. Бывает что напряжение в норме, а если подключить лампочку или резистор, напряжение резко проседает или вовсе, БП уходит в защиту. Если окажется что напряжение ниже чем нужно или его нет вовсе, то проверяем диодные мосты, далее стабилизатор напряжения – если такой стоит, транзисторы, если они в схеме имеются. Иногда даже самым простым мультиметром удается найти неисправность в схеме. Проверку и поиск неисправностей нужно всегда проводить с отключенным от устройства питанием! Обратите внимание на провода, не оторваны, не оголены ли они. Если платы между собой соединяются разъёмами или проводами, которые закрепляются в винтовых зажимах, попробуйте переподключить их. Винтовые зажимы не надежны, со временем может пропадать контакт. Попробуйте снова включить плату, внимательно следите, пощупайте транзисторы, резисторы, на нагрев.

Если устройство собрано вами, то проверьте, все ли радиодетали запаяны правильно? У разных транзисторов разная цоколевка, у диодов обозначения тоже могут различаться. Откройте справочник к каждому запаянному элементу (если на память не помните цоколевки) и начинайте проверять. К сожалению, часто бывает так, что при выходе радиоэлемента из строя, сам элемент внешне может ничем не отличаться от исправного. Если вам так и не удалось найти неисправность схемы, придется отпаивать и прозванивать все транзисторы и элементы. Вообще говоря, можно проверять цепи и не отпаивая элементы, но нужен для этого как минимум осциллограф и хороший мультиметр.  Углубляться в методику и технику работы с осциллографом в этой статье я не буду. Если схема простая, неисправные элементы как правило обнаруживаются очень быстро.

Микросхемы на неисправность проверяют обычно путем замены на другую, при сборке схем советую ставить специальные панельки под микросхемы, это очень удобно, в случае если вдруг понадобится снять ее. Но если микросхема стоит без панельки, и она запаяна в плату, то советую проверить напряжение на выводах питания микросхемы, прежде чем начинать отпаивать ее.

В схемах где применен микроконтроллер, если после включении схема не подает признаков жизни, а монтаж правильный и радиодетали запаяны правильно, в первую очередь нужно попробовать перепрошить его. Если при программировании вышла ошибка или залита “левая” прошивка, такой МК работать в схеме не будет.

Если вам не хочется выпаивать с платы к примеру резистор, диод, или конденсатор, (чтобы дорожки лишний раз не греть, иначе могут отвалиться) а вы грешите как раз на него, можно параллельно ему попробовать припаять аналогичный элемент. Так можно поступить с конденсаторами, резисторами, и диодами, только помните, что если вы запараллелите два резистора, у вас общее сопротивление уменьшится в два раза, так что один вывод резистора с платы все таки придется отпаять, а с конденсаторами наоборот, при параллеливании емкость увеличиться, например если в схеме стоит конденсатор на 220мкФ, припаяйте параллельно ему 100мкФ, от этого ничего не будет, если вы включите устройство на короткое время. Как правило конденсаторы с резисторами очень редко выходят из строя. Что касается транзисторов, их обязательно нужно выпаивать, параллельно условно неработающему транзистору ставить такой же ни в коем случае нельзя.

В схемах где используются катушки или миниатюрные трансформаторы с большим количеством выводов, пусть даже с отводом от середины, нужно соблюдать начало и конец витков, если после запуска такой схемы устройство не хочет работать, поменяйте местами вывода.

Если вы считаете что нашли причину, из-за которой ваше устройство не хотело работать, и заменили этот элемент на плате, перед подачей питания проверьте плату в местах пайки на предмет КЗ. Уберите в сторону все металлические предметы, отвертки, резисторы, куски проводов и т.п. не дай бог во время подачи питания и проверки устройства под плату закатится резистор, и коротнет.

Задача

Теперь предлагаю вам решить небольшую задачку, ниже дана схема достаточно простого блока питания, я специально в этой схеме допустил ошибки и некоторые элементы нарисовал неправильно, попробуйте найти все ошибки. Представьте, что это ваше устройство, которые вы сами собрали, но после включения оно не заработало, или некоторые элементы вышли из строя.

Будьте очень внимательны, ошибок здесь много, представьте, что это реальное устройство, если вы не найдете всех ошибок, при очередном включении прибора, что то может снова выйти из строя.