Ремонт импульсных блоков питания (ремонтные модули)

Стоимость: $0,5

Сегодня я хочу рассказать о модулях для ремонта импульсных блоков питания ( далее — ИБП). Импульсные блоки питания достаточно сложные изделия и они нередко выходят из строя (особенно изделия нонейм невысокого качества). Стоит ли их ремонтировать? Не всегда. Часто, если блок питания не очень качественный и имеет стандартное напряжение,  гораздо проще, быстрее и дешевле просто купить новый готовый блок питания или высококачественную  плату с разборки (китайцы часто недорого продают платы брендовые блоков питания с разборки или после восстановления).  

Давно не писал. Проект kupislonica некоммерческий (по этой причине меркантильные авторы сбежали на другие ресурсы, писать хвалебные обзоры на товары бесплатно предоставляемые магазинами, что, вероятно, к лучшему). Теперь это полностью мой блог (ну может будут ещё 1-2 автора). Так а как работы за которую платят (и неплохо) у меня хватает и она идет вне очереди, статьи долго не писались. Но, наконец, я решил возобновить это неблагодарное дело, тем более что информации для написания статей накопилось масса.  

Бывают случаи, когда блок питания просто поменять не так уж просто или вообще невозможно. Например, если он имеет несколько нестандартных напряжений на выходе, необычные размеры или интегрирован в основную плату дорогого и/или уникального изделия. В таком случае альтернативы ремонту нет. А отремонтировать ИБП иногда сложно и недешево. При проблеме в «горячей» части обычно пробивает силовой транзистор, который тянет за собой низкоомный токовый резистор, микросхему ШИМ, диодный мост, предохранитель а иногда и синфазный дроссель. В совокупности, стоимость этих деталей уже велика, и это не считая  времени, затраченного на ремонт, а время это один из самых дорогих ресурсов. Много времени часто уходит на то, чтобы распознать элементы, найти и купить их или их аналоги. Иногда микросхемы ШИМ не имеют маркировки или она затерта и приходится искать соответствие по выводам, подбирать варианты и изучать даташиты. Иногда специфические микросхемы или мосфеты бывает сложно приобрести или доставка очень долгая. При заказе можно нарваться на перемаркировку и, прождав пару месяцев, сжечь их при первом включении или первой серьезной нагрузке.  И самая худшая на мой взгляд ситуация: блок питания уже кто-то пытался ремонтировать, «перепахал» половину платы, поднял и повредил часть дорожек, заменил некоторые детали (и не факт что на аналогичные а не на те, похожие, что были под рукой). При  таком варианте время, которое придется затратить на то чтобы восстановить схему, найти все проблемы, заказать и приобрести детали, может превысить все разумные пределы и сделать ремонт нерентабельным, даже если клиент готов дорого платить. Вот тогда-то и помогают ремонтные модули. 

Они предназначены для того чтобы быть встроенными в любой ИБП после выпрямителя, подключиться к существующему силовому трансформатору и обеспечить работу блока питания в штатном режиме, не касаясь «холодной» части схемы, тем самым сохранив все напряжения и настройки ремонтируемого блока питания. Стоимость таких ремонтных модулей невелика (часто ниже чем стоимость деталей, которые нужно заменить при ремонте ИБП а время ремонта гарантированно сокращается до десятков минут. 

Справка: ремонтные модули появились уже довольно давно и предназначались для ремонта блоков питания телевизоров. Они были построены на контроллерах Gakun и активно обсуждались на ремонтных форумах. Гакун стало именем нарицательным, как в свое время Ксерокс, джакузи, унитаз, бендикс и т.п. Модули GAKUN стоили немало, от десяти долларов и выше, но при ремонте телевизора ценой от нескольких сотен до тысяч долларов такая стоимость была оправданной, модули окупались.  

К тому времени я уже не занимался ремонтом телевизоров, а при ремонте сетевого оборудования или другой недорогой техники высокая стоимость ремонтных модулей сводила смысл ремонта к нулю и GAKUN были для меня не интересны. Проще уж было вкорячить какой-нибудь ТОР или TNY. Но мне хотелось более изящных решений при ремонтах, я даже сам начал разрабатывать ремонтный модуль на микросхеме KA5M63035R (десяток их у меня завалялся, вот и хотелось пустить их в дело), разводить печатную плату и т.п. Но до серии дело не дошло. Китайцы наладили массовое производство нескольких видов ремонтных модулей. И пусть они сделаны неидеально, их цена в несколько раз ниже, чем себестоимость при собственном изготовлении и это решающий фактор. 

Ремонтные модули бывают разные по мощности и по схеме включения. Есть модули практически вообще не использующие схему ремонтируемого блока и требующие для своего подключения всего 5 точек: плюс и минус высоковольтного конденсатора, drain мосфета долженен быть удален), плюс и минус выходного напряжения. На плате такого модуля есть сам ШИМ контроллер, мощный MOSFET, миниатюрный трансформатор питания с выпрямителем, схема стабилизации с оптопарой и подстроечный резистор чтобы выставить напряжение стабилизации. 

Мощность блоков питания, которые можно починить с помощью таких модулей ограничивается только мосфетом на модуле (можно заменить на нужный). Стоят такие модули от 2 долларов и выше (изначально можно выбрать с мосфетом нужной мощности), у них есть свои недостатки но о них таких ремонтных модулях я напишу отдельный обзор, они того стоят.  

Самые простые и дешёвые (я брал от 50 центов) ремонтные модули состоят из миниатюрной платки, контроллера со встроенным силовым транзистором и пары деталей. И про них я и хочу сегодня рассказать. 

Данные ремонтные модули сделаны на микросхеме FSDM0465 (или FSDM0565) и используют обмотку самопитания штатного трансформатора ремонтируемого блока питания и его оптопару,  предполагая тем самым что схема контроля напряжения ремонтируемого блока питания исправна.  

Что обещает нам микросхема 

Features
■ Internal Avalanche Rugged SenseFET
■ Advanced Burst-Mode Operation Consumes
under 1W at 240VAC and 0.5W Load
■ Precision Fixed Operating Frequency: 66kHz
■ Internal Startup Circuit
■ Improved Pulse-by-Pulse Current Limiting
■ Over-Voltage Protection (OVP)
■ Overload Protection (OLP)
■ Internal Thermal Shutdown Function (TSD)
■ Abnormal Over-Current Protection (AOCP)
■ Auto-Restart Mode
■ Under-Voltage Lock Out (UVLO) with Hysteresis
■ Low Operating Current: 2.5mA
■ Built-in Soft-Start

Как по мне, так очень даже неплохо. Некоторые продавцы на своих страницах обещают мощность до 180W. В даташите на FSDM0465 не так оптимистично, мощность указана до 56W. Модули на FSDM0565 то же самое, но мощность до 80W.

На это имеет смысл обратить внимание при покупке. Иногда выгоднее купить на 2-3 цента дороже но иметь полуторный запас мощности.

Приехали данные модули прямо на общей плате. Нужен тебе – отломай и используй.

Это говорит о том что врядли их кто-то тестирует перед продажей, запаяли и вперёд. О том что это не промышленное производство говорит и то, что на общей плате запаяны микросхемы с абсолютно разными маркировками, датами производства и даже разными стилями лазерной маркировки (не факт что среди десятка нормальных нет 1-2 перемаркированных и нерабочих). Но мне пока нерабочие не попадались.

Кроме микросхемы ШИМ со встроенным силовым транзистором там всего пару деталей и разноцветный шлейф. Я не исключаю, что у разных подвальных производителей цвет проводов может отличаться, поэтому нужно перепроверять а не надеяться на описание подключения только по цвету, тем более у некоторых продавцов в описании фигурирует синий провод, который на самом деле белый. Вероятно описание взяли с чужой странички.  

Разобраться что куда подключать не так уж сложно. Но это если продавец любезно выложил у себя на странице условную схему блока питания с указанием точек подключения.

Что-то типа такого. Но это не лучший вариант инструкции. Продавцы часто не понимают что они продают и выкладывают картинки, которые воруют у конкурентов. Смотрите внимательно.

У некоторых есть описание текстом. Гуглоперевод с китайского на английский а потом с английского на русский сложен к пониманию, я по крайней мере не стал на него полагается. Проще поискать по страницам аналогичных товаров других продавцов, особенно если товар продают дороже. Есть вероятность что для товара за более высокую цену продавец потратил чуть больше времени на описание и может быть приложил схему подключения. 

Типа такой. Ну вот, другое дело! Все понятно ведь?

Или такой. 

Для владеющих английским будет полезна такая картинка:

Я же составил простую табличку:

Цвет провода	Назначение
Зеленый	+320V («плюс» высоковольтного конденсатора)
Желтый	Сток мосфета (Drain), трансформатор
Красный	Самопитпние ШИМ
Белый	FB с оптопары
Черный	Общий провод («минус»высоковольтного конденсатора)

А вот моя примерная схема условного блока питания с цветными точками куда что подключать.

С помощью данного типа ремонтных блоков я вернул в строй несколько дорогостоящих приборов, которые казались уже неподьемными, так как в разное время прошли через нескольких ремонтников с разной степенью криворукости и на платах встроенных блоков питания питания живого места не было. 

Но давайте уже перейдем к делу, я на практике покажу как восстановить убитый ИБП.

Ко мне попали остатки блока питания от ноутбука DELL из сервис-центра (фото до восстановления не сделал, да и что там смотреть?) с классической неисправностью: пробит силовой транзистор, низковольтный резистор в истоке, диодный мост, синфазный дроссель, предохранитель и ШИМ контроллер. Короче, выгорело все что могло выгореть. В сервисе выпали неисправные элементы и посчитали что ремонт такого блока питания не имеет смысла, поэтому с платы сняли конденсаторы, диод Шоттки синфазный дроссель заменили перемычками (наверно в самом начале, когда была надежда починить), микросхему (с обвесом), отвечающую за сигнал ID выпаяли и, вероятно, переставили в другой блок. Странно что высоковольтный конденсатор остался на месте и оказался исправным. В таком плачевном виде плата досталась мне. Но трансформатор был на месте, микросхема TL431 в smd исполнении и ее обвязка визуально казались нетронутыми и это вселяло надежду.  

Паяли в сервисе не аккуратно, восстанавливать блок явно не собирались, да и плата изначально была обмазана герметиком, все вместе это представляло «душераздирающее зрелище», как говорил ослик из известного детского мультика. На том месте где должен быть ШИМ на плате оторвано несколько дорожек разной длины, не хватает много smd деталей. Восстанавливать такой блок питания классическим способом (поиск ШИМ и замена всех деталей) конечно же не имеет смысла, себестоимость такого ремонта будет соизмерима с ценой нового блока питания (тем более что микросхемы ID уже нет). А вот с помощью ремонтного модуля за $0,5 получить рабочий блок питания с неплохими характеристиками можно попробовать. Изначально поставил себе цель восстановить этот ИБП из того что есть в наличии, не докупая ничего за деньги, себестоимость ремонта не должна была превысить стоимость ремонтного модуля (50 центов или 1 белорусский рубль). И это мне удалось.

Прежде всего я запаял диодный мост. Подходящего по габаритам не нашлось, пришлось взять с запасом по мощности от компьютерного блока питания, чуть подогнув выводы и расширив отверстия в плате. Ничего, больше не меньше. Запаял отсутствующие конденсаторы во вторичной цепи (потом зашунтирую их керамикой). По напряжению взял с запасом, благо ранее раскурочил несколько плат от старых кинескопных мониторов и халявных конденсаторов стоит целая коробка. Также запаял отсутствующий сдвоенный диод Шоттки на 50 вольт 45А (тоже лежит горка после ремонтов компьютерных блоков питания). К этому диоду я вернусь чуть позже более подробно. Тестером проверил отсутствие короткого замыкания по выходу. Предохранитель на плате был предусмотрен специфический, маленький квадратный в пластиковом корпусе. У меня в наличии таких нет. Вместо предохранителя запаял NTC термистор. Он должен ограничить пусковой ток конденсатора при включении в сеть. Тесты буду проводить на стенде, там уже есть трансформаторная развязка с сетью, подключаемая токоограничительная лампочка и предохранители. Когда буду отправлять этот ИБП в работу, запаяю предохранитель на место одной половины синфазного дросселя (сейчас там просто перемычки). Я знаю что синфазный дроссель в схеме не лишний, но на плате он стоял малюсенький, врядли он парой своих витков что-то серьезно фильтровал, скорее просто создавал видимость. И главное, такого типоразмера у меня в наличии нет, да и в половине китайских блоков их нет вообще. Наличие же NTC предотвращает искрение при включении и обгорание контактов вилки и розетки, на мой взгляд это важнее. Далее выпаял и проверил оптопару. Были случаи когда из-за неисправной оптопары блоки питания работали не в режиме или вообще выходили из строя. Оптопара оказалась исправной. Далее я вместо оптопары временно запаял красный светодиод и подключтил к выходу ИБП лабораторный блок питания, выставил ограничение тока (на всякий случай) и стал плавно поднимать напряжение. Когда оно достигло 19,4 В светодиод загорелся. Это говорит об исправности схемы стабилизации напряжения. 

Далее выпаиваю светодиод, запаиваю на место оптопару и приступаю к подключению ремонтного модуля. Больше ничего выпаивать с платы не понадобилось («все уже украдено до нас…»), детали обвязки микросхемы ШИМ остались на плате, они никак не будут участвовать в дальнейшей работе блока питания. 

Прикинул место где будет располагаться ремонтный модуль и укоротил провода и выводы микросхемы, торчащие с обратной стороны платы ремонтного модуля. Далее запаял по цветам в соответствии с таблицей. 

Включил через лампочку, светодиод на выходе засветился, измерение показало что на напряжение выходе 19,4 В. Выключил, потрогал элементы. Все холодное. Что ж, пришла пора немного нагрузить блок питания. В качестве нагрузки припаял к выходу автомобильную лампу на 20W. Лампа 12-вольтовая, но за непродолжительный срок и на 19В ничего с ней не случится. Включаю, 12-вольтовая лампа ярко горит. Но через секунд 30-40 начинает мигать и еще через пару секунд гаснет окончательно. Отключаю блок от сети, трогаю детали: контроллер на ремонтном модуле горячий, явно сработала Internal Thermal Shutdown Function (TSD). Диод Шотки на выходе ненормально раскален. Явно без КЗ здесь не обошлось.

Отпаиваю лампочку, меряю выход, так и есть, КЗ. Пробита одна половина сдвоенного диода. Но ведь диод 45 амперный а ток через него был небольшой, чуть больше ампера, он при таком токе и греться-то сильно не должен. И вот тут-то я начинаю вспоминать, а где я взял этот диод? А не из той ли коробочки, в которую я сбрасывал сомнительные детали, снятые с компьютерных блоков питания которые пошли на разборку? Но диод был исправен, я прозвонил его мультиметром и вставлял в электронный тестер радиокомпонентов. Все было ОК! А достаточно ли такой проверки чтобы быть полностью уверенным в исправности диода? Как насчет утечек? Как поведет он себя под нагрузкой на пульсирующих токах?  

Беру из той же коробки другой такой же сдвоенный диод с той же маркировкой (явно из той же партии), мультиметром в режиме прозвонки диодов он звонится как исправный. Выставляю мультиметр на измерение сопротивлений на предел 20КОм. Диод показывает проводимость в обе стороны, в прямом направлении 2-3 кОм, в обратном около 10-15кОм. Так быть не должно.

Если бы в контроллере не было столько всяких защит, не исключено что такая работа под нагрузкой могла бы закончиться бабахом. Плюсик ремонтному модулю!

Беру новый, заведомо исправный диод, он в обратном направлении на этом пределе измерений никак не звонится. Теперь все становится понятно. Или диоды были подуставшие, или они из бракованной партии. Запаиваю новый диод в плату ИБП и снова включаю.  

Все работает, небольшой нагрев под нагрузкой есть, но он в пределах нормы, тем более что впоследствии и микросхема ШИМ с силовым элементом, и диод Шотки будут стоять на радиаторах. Тестовый прогон показал вполне стабильную работу. Корпуса и радиаторов для данного блока питания пока нет, возможно он пойдет в качестве замены в какой-нибудь сгоревший блок питания, пока просто отложу его в сторону до лучших времен. 

Выводы: данные ремонтные модули имеют низкую цену. Они просты в установке, не требуют наладки. Имеют множество разных защит, гальванически развязаны со вторичными цепями и безопасны для оборудования. Часто они могут быть просто спасением при ремонте блоков питания какого-либо уникального оборудования.

Для себя я заказал еще пару десятков, пусть будут про запас. 

P.S. сегодня нашел вот такой интересный фирменный блок питания, тоже от ноутбука и тоже его кто-то уже пытался ремонтировать.

Часть деталей в обвязке ШИМ отсутствует, остальное все на месте.

Это явно будет следующий кандидат на внедрение ремонтного модуля.

---

Вот еще несколько ссылок на такие же модули: ссылка1, ссылка2.

Более мощный модуль: ссылка.

Более мощный и более универсальный модуль с подстройкой напряжения: ссылка

---