Witajcie moi drodzy.
Zapraszam na krótki teardown i naprawę zasilacza impulsowego Sony ACDP-120N01 19.5V 6.2A który swego czasu zasilał płaski telewizor LED. Wymienię w nim tu aż 4 spalone elementy w tym jeden montowany powierzchniowo, spróbuję opisać krok po kroku cały proces naprawy.
Niniejszy temat jest w pewien sposób kontynuacją tematu o 10 zasilaczach i przedstawiony tu zasilacz już pokazywałem, ale bez jego naprawy.
UWAGA: oczywiście na wielu elementach tego zasilacza znajduje się napięcie sieciowe, co czyni samą naprawę śmiertelnie niebezpieczną dla początkujących/niedoświadczonych, a kondensatory elektrolityczne na jego pokładzie trzymają ładunek długo po odłączeniu go z sieci i mogą same boleśnie porazić
Wnętrze Sony ACDP-120N01 19.5V 6.2A
Na początek zobaczymy wnętrze tego zasilacza. Zasilacz ten jest klejony, otwierałem go metodą "młotek i nóż". Zdjęcia moje, lecz poglądowe, bo tu na zdjęciu jest akurat zasilacz od laptopa:
Po otwarciu:
Ekran chroniący przed roznoszeniem zakłóceń:
Pod spodem mamy...
dziwny izolator (pierwszy raz widzę w takiej formie go) chroniący ścieżki, może też odprowadzający ciepło:
A w środku widać już zniszczenia:
W takiej sytuacji należy znaleźć odłamek by móc odczytać nazwę układu do wymiany:
Czyli to TEA1753. Kontroler flybacka, ale wraz z PFC:
Przykładowa aplikacja. Charakterystyczne dwa tranzystory (jeden od flybacka, drugi od PFC):
Transoptor:
Tranzystory na radiatorze:
K12A60D, inaczej 2SK12A60 (uszkodzony):
Drugi to 14NM50N (STF14NM50N):
Ale to nie koniec niespodzianek na płytce. Przy mostku prostowniczym o dziwo są tyrystory TS820600T:
Na pierwszy rzut oka wygląda mi to na ograniczenie prądu rozruchowego (inaczej: soft start) w tym stylu:
Przeanalizowałem ten fragment PCB dokładniej i narysowałem fragment schematu:
Czyli tak jak myślałem. Zgadza się, chociaż mój szkic schematu należy wykorzystać jako uzupełnienie schematów zacytowanych nieco niżej w temacie.
Po stronie wtórnej mamy nie diodę prostowniczą, lecz MOSFET: K56E12N1
I żadnej diody tam nie ma - to dlatego, że zastosowano tam tzw. prostownik synchroniczny. Na spodzie PCB jest jego kontroler, TEA1791 (znany również jako LTA601N):
Odpowiednio sterowany MOSFET zastępuje tu diodę prostowniczą. Prostownik synchroniczny jest wydajniejszy gdyż tranzystor MOSFET w stanie otwarcia zachowuje się jak rezystor (ma swój RdsOn), a dioda by miała spadek napięcia.
Przykładowe schematy z TEA1791:
Poniżej nieco inny schemat zasilacza na TEA1751:
A tu na TEA1751 + TEA1761 (u nas jest TEA1791 ale to dość podobny układ):
Podobny zasilacz na nieco innych układach:
Szybki test multimetrem pokazuje co najmniej 2 spalone elementy (zwarte):
- 2SK12A60
- TS820600T
Oczywiście uszkodzony też jest TEA1751, jak również bezpiecznik.
Pora zamówić zamienniki i rozpocząć naprawę.
Zakup zamienników
Do zasilacza zamówiłem trzy elementy na wymianę.
2SK12A60 1 sztuka za 1$:
TS820600T 1 sztuka za 3.6 zł (ale musiałem kupić zestaw):
TEA1751 - 1 sztuka za 4 zł (ale musiałem kupić dwie):
Ogólnie to odradzam zakupy na stronach typu te przedstawione na zrzutach ekranu, lepiej jest kupować u renomowanych dystrybutorów elektroniki, ale jednak zdecydowałem się podjąć to ryzyko. Nie zawsze można znaleźć wszystkie części które się potrzebuje, a i te oferty nie są jakieś wyjątkowo drogie...
Naprawa
Na początek wylutowałem spalony 2SK12A60 i TS820600T za pomocą topnika i odsysacza.
Do wylutowania TEA1751 montowanego powierzchniowo użyłem metody polegającej na zmostkowaniu jego pinów spoiwem lutowniczym, a potem podgrzaniu jednej jego strony na raz i uniesieniu jej delikatnie do góry. Potem można oczyścić spoiwo plecionką i powtórzyć zabieg z drugiej strony:
Po zdjęciu elementu i oczyszczeniu płytki (alkoholem IPA) zorientowałem się, że na jego miejscu został fragment obudowy, przyklejony do płytki. Trzeba było go usunąć:
Tu możecie zobaczyć co pod tą obudową było:
Czarna kropka oznacza pierwszy pin:
Zamiennik lutuję tak, że daję małą ilość spoiwa na jeden pin, pozycjonuję go i jednocześnie topię te spoiwo lutownicą tak by go chwyciło. Płytka musi być oczyszczona by piny solidnie przylegały do padów, a nie np "wisiały w powietrzu":
Kolejne piny lutuję jeden po drugim zwykłą lutownicą grotową, ewentualne mostki usuwam plecionką:
Gotowe (po wyczyszczeniu z topnika):
Sprawdzam okoliczne elementy, tu np. rezystancja na pinach diody idącej do bramki tranzystora kluczującego (i ona jest ok, bo jest też tam rezystor 47 omów równolegle, widać na zdjęciach):
Montaż bezpiecznika, tranzystora, itp. chyba nie wymaga komentarza. Oczywiście wstawiamy zamienniki o zgodnych parametrach a nie pierwszy-lepszy:
Montując uważamy, by nie zrobić zwarcia z radiatorem (jak potrzebna jest podkładka) oraz by solidnie do radiatora go dokręcić, przyda się też wymienić pastę termoprzewodzącą!
Do sprawdzenia zasilacza użyłem metody z żarówką (żarówka szeregowo do zasilacza). To w celu ograniczenia ewentualnych strat jak coś pójdzie nie tak:
Po wymianie 2SK12A60, TS820600T i TEA1751 uruchomiłem zasilacz przez żarówkę, jednak na wyjściu nie pojawiło się napięcie. Żarówka tylko świeciła przez krótką chwilkę, gdy ładował się kondensator elektrolityczny, ten na 400V. Napięcie na nim osiągnęło 325V i te 325V względem masy było obecne również na tranzystorze kluczującym.
Jednakże dobrze się złożyło, bo dzięki temu można coś więcej zademonstrować.
Zmierzyłem napięcie na pinie VDD TEA1751 by sprawdzić, czy przetwornica startuje:
Napięcie na pinie VDD (pin 1) rosło powoli od 17V do 19V i od szybko malało do 17V i od nowa. Taki objaw świadczy o tym, że przetwornica wykonuje cykl startowy (ładowanie CVcc z wyprostowanego napięcia sieciowego) ale potem nie podtrzymuje pracy (bo po pierwszym cyklu ładowanie CVcc powinno przejąć uzwojenie pomocnicze przez diodę prostowniczą):
Nawiasem mówiąc, nota katalogowa TEA1753 zawiera dokładniejszy opis całego procesu startowania przetwornicy wraz wykresem napięć na pinach:
Wiemy więc, że przetwornica startuje raz, ale nie indukuje się nic na uzwojeniach.. czyli pewnie coś przy kluczu jest nie tak. Ten problem kojarzę już z innych zasilaczy i tu było też zgodnie z moimi oczekiwaniami.
Przeoczyłem przerwanie rezystora bocznikującego między źródłem tranzystora kluczującego a masą:
To jest rezystor o bardzo małej rezystancji, na nim układ wykonuje pomiar prądu (a właściwie napięcia, schemat blokowy pokazuje że wewnętrznie w TEA jest tam jedno wejście komparatora), a jednocześnie jest to rezystor na dość dużą moc (bo płynie przez niego prąd który płynął przez uzwojenie pierwotne). Dość często ten rezystor ulega spaleniu:
Ten rezystor też czasem bywa jedyną usterką w zasilaczu (miałem takie przypadki w zasilaczach od laptopów).
Oczywiście sprawdzenie multimetrem (bez analizowania napięć) by też nam pokazało, że jest on przerwany, ale chciałem zwrócić na to uwagę w ramach demonstracji.
Jego wartość odczytujemy z kodu paskowego:
Początkowo myślałem, że wlutuję tam dwa rezystory 0.22 omów równolegle (dałoby mi to 0.11), bo nie miałem pod ręką zamiennika o wartości 0.1 jaka była potrzebna...:
Tyle, że 5% tolerancji przy 0.1 omów nie da nigdy 0.11 oma, musiałbym dobrać bardzo precyzyjnie dwa...
Ostatecznie jednak (po długich poszukiwaniach) znalazłem odpowiedny zamiennik w wylucie, sprawdzając dodatkowo omomierzem:
Zasilacz działa:
Test pod obciążeniem:
Przy składaniu obudowy jeszcze należy pamiętać, by nie zrobić spięcia (np. padem tyrystora o radiator).
Ciekawy materiał o PFC
Nota katalogowa TEA1751 opisuje głównie (oczywiście) działanie tego właśnie układu, nie mówi ogólnie czym jest PFC. Jednakże znam układ którego datasheet też ogólnie przybliża koncept PFC oraz ilustruje go za pomocą oscylogramów:
To nota katalogowa MC34262. Zainteresowanym polecam jej lekturę:
Oczywiście MC34262 nie posiada też zintegrowanego kontrola przetwornicy flyback. Ten układ to tylko sam prekonwerter PFC. W TEA1751LT jest jednocześnie i to i to.
Podsumowanie
Zasilacz udało się naprawić za pierwszym razem. Koszt użytych zamienników wyniósł około 12 złotych, aczkolwiek koszt całych zakupów był większy bo np. TS820600T musiałem kupić 6 sztuk. Pozostałe części trafiają do szuflady, ale jak ktoś naprawia dużo lub wykonuje dużo projektów to zdecydowanie nie można uznać tych dodatkowych kosztów za stracone.
Czy macie jakieś doświadczenia z naprawami zasilaczy, czy też uważacie, że nie warto w nich grzebać?
Fajne? Ranking DIY Pomogłem? Kup mi kawę.
