Что такое импульсный блок питания

Импульсный блок питания сегодня можно встретить в подавляющем большинстве электронного оборудования, как в бытовой так и в промышленной технике. Однако, в случае выхода из строя импульсного блока питания, есть два варианта решения этой проблемы — отдать в руки специалистам или отремонтировать импульсник своими руками.

Импульсный блок питания — основные характеристики и ремонт

Есть много книг и статей о том, как разработать импульсный блок питания, но не так много написано о том, как их починить в случае поломки. По мере того, как ИИП сегодня становятся повсеместным явлением в электронных устройствах, возникает необходимость четко понимать, как они работают, и, что не менее важно, как они выходят из строя.

Принцип работы импульсного блока питания

На приведенной выше схеме тракт первичного напряжения находится до трансформатора, выполненного на ферритовом сердечнике, а во входной силовой цепи 220 В, установлен плавкий предохранитель. Далее по цепи установлен сглаживающий фильтр по питанию, который выполняет функцию снижения пульсаций выпрямленного напряжения.

За сглаживающим фильтром в цепи расположен выпрямитель переменного напряжения, собранного на четырех быстровосстанавливающихся диодах FR207, рассчитанного на максимальное постоянное обратное напряжение 1000 В и электролитического конденсатора. Данный импульсный блок питания, для исключения высоковольтных импульсов, имеет в своей схеме варистор VDR0, который установлен параллельно с входным конденсатором.

Защита, выполненная на варисторе работает таким образом: при возникновении предельного напряжения, сопротивление варистора моментально снижается. Следовательно, весь излишний ток проходит через варистор на предохранитель и сжигает его, тем самым разрывая силовую цепь.

Включенный параллельно выпрямительному мосту диод D0, также выполняет роль защитного элемента схемы в случае сгорания диодного моста. При возникновении не штатной ситуации, этот блокирующий диод закроет проход обратному напряжению в основной тракт схемы, так как в этом случае опять же сработает предохранитель.

Далее в цепи предусмотрен еще один варистор VDR1 с сопротивлением 4,3 Ом, который также выполняет функцию выравнивания бросков тока во время включения. Кроме этого он обеспечивает корректный заряд электролитического конденсатора С1.

Роль активных компонентов в первичном тракте ИИП выполняют следующие элементы. Полевой транзистор Q1 и ШИМ-контроллер. Транзистор 10N60 MOSFET конвертирует DC-напряжение 310v в переменное. Преобразование в переменное выполняется вторичной обмоткой трансформатора Т1, тем самым на выходе мы уже получаем пониженное напряжение.

Кроме этого, для подачи питания на ШИМ-контроллер берется выпрямленное напряжение, которое снимается с добавочного отвода обмотки трансформатора.

Импульсный блока питания — принцип работы вторичной цепи

В выходном тракте трансформатора обычно устанавливается или диодный мост, или один выпрямительный диод и сглаживающее пульсации устройство в виде CLC фильтра. Фильтр выполнен на электролитических конденсаторах и дросселе.

Чтобы обеспечить корректную стабилизацию напряжения на выходе, для этого применяется оптическая обратная связь. С ее помощью удается сделать гальваническое разделение входного и выходного напряжение. Для функции реализации обратной связи задействован оптоэлектронный прибор OC1 и микросхема регулируемого стабилизатора напряжения TL431.

В случае, когда напряжение на выходе, после того как оно уже выпрямлено, будет больше напряжения микросхемы TL431, то в этот момент включается фотодиод. В свою очередь фотодиод включает фототранзистор, который управляется драйвером ШИМ-контроллера. Регулятор напряжения TL431 уменьшает безразмерную величину импульсов либо совсем останавливается. До тех пор пока напряжение не уменьшится до номинального.

Как ремонтировать импульсный блок питания

Согласно представленной выше принципиальной схеме импульсного блока питания, далее начнем рассматривать непосредственно сам ремонт.

Часто возникающие неисправности:

• Когда сгорает один из двух варисторов либо оба с предохранителем, то копаем дальше. Так как в основном они без причины не выйдут из строя.
• Полетел диодный мост или диодная сборка. Если в схему включен диод для защиты, то и он как правило вылетает. В этом случае его нужно менять.
• Проблема с конденсатором C1 с напряжением 400В. Хотя не очень часто, но иногда случается. В некоторых случаях его повреждение можно определить визуально. Хотя, это не всегда удается.
• Бывает, что проблемный конденсатор имеет внутренний обрыв, или наоборот коротко замкнутый, либо от времени высох электролит.
• Когда есть подозрение на транзистор переключения, тогда нужно его выпаивать и прозванивать. При большой утечки переходов, его следует заменить.
• Если не регулируется напряжение на стабилизаторе, то также меняем его.
• Коротко замкнутые витки или обрыв в обмотках трансформатора ведет к его замене на новый. Либо дорогостоящая перемотка.
• Повреждение оптрона — случается очень редко.

Импульсный блок питания — наглядные примеры по ремонту

Ремонт импульсного блока питания с несколькими напряжениями

Поломка представляла собой отсутствие в выходном тракте ИИП необходимых напряжений. Например, один блок питания имел сразу две вышедших из строя емкости в первичной цепи, но эти конденсаторы оказались «беременны» )).

Во втором отказывался работать ШИМ-контроллер

При первом визуальном осмотре все конденсаторы выглядели вполне нормальными, но как выяснилось позже, их сопротивление между выводами оказалось очень велико. Кроме этого, внутреннее сопротивление ESR емкости (на снимке под номером 2, обведенное красным кружком) составляло во много раз больше номинального.

Данный конденсатор был установлен в дополнительной обвязки ШИМ-регулятора, следовательно регулятор не подавал признаков жизни. Оживить импульсный блок питания удалось только после установки нового конденсатора.

Ремонт блоков питания от персональных компьютеров

Пример ремонта импульсного блока питания для компьютера. В этом случае, пациентом оказался не дешевый БП мощностью 800 Вт. При попытке его включить срабатывал автомат защиты.

В процессе поиска неисправности, обнаружилось, что виновником поломки оказался транзистор с пробитом переходом, установлен он был в цепи первичного напряжения. Ремонт данного блока питания обошелся владельцу в 3000 руб.

Кстати, намного выгоднее выполнять ремонты именно дорогих компьютерных БП, так как их ремонт иногда может превысить стоимость нового блока.

Примерная стоимость ремонта импульсных блоков питания

Конечно стоимость ремонта различных импульсных блоков питания сильно разнятся. Ведь сейчас в сети Интернет можно найти большое количество принципиальных схем импульсных блоков питания. Но в них много отличий друг от друга, в особенности это проявляется в схемах с PFC, то есть с коэффициентом коррекции мощности.

Но главное в этом деле, является наличие принципиальной схемы на вышедший из строя БП либо свободный доступ к ней в интернете. Следовательно, есть такая схема, то можно считать, что уже пол дела сделано. Так как это кардинально облегчает поиск неисправности и последующий ремонт.

Конечно цена ремонта везде может быть разная, но в основном для стандартных БП находится в размере от 1000 руб. Однако, может доходить и до 10000 рублей для навороченных импульсных блоков питания. Цена выводится сложностью схемотехники устройства. А, также количеством сгоревших компонентов в схеме. Если считать, что все новые блоки питания идентичны, то все поломки могут быть разными.

Вот был один момент: в принесенном на ремонт импульсном блоке питания сгорело 10 компонентов, и три дорожки на плате. Но несмотря на это, ремонт был выполнен успешно, при этом стоимость восстановления устройства обошлась клиенту 9000 рублей. Хотя цена такого импульсника в магазине колеблется в пределах около миллиона рублей. Нужно заметить, что подобные блоки питания ни России ни страны ближнего зарубежья не продают.