عیب یابی منبع تغذیه سوئيچينگ

عیب یابی منبع تغذیه سوئيچينگ

اساس کار و عیب یابی منبع تغذیه سوییچینگ

در منبع تغذیه ولتاژ AC ورودی منبع تغذیه توسط یکسوساز، یکسو شده و پس از عبور از فیلتر و صاف شدن، ولتاژ DC اولیه را ایجاد می کند. این ولتاژ در حدود ۳۰۰ ولت DC است. با عمل قطع و وصل ترانزیستور سوئیچ، ولتاژ DC اولیه به پالس های مربعی تبدیل می شوند. بعد این پالس ها به سیم پیچ اولیه ترانسفورمر اعمال می شوند. ترانسفورمر ولتاژ DC بالای ورودی را به ولتاژهای DC مورد نیاز ۵ و ۱۲ و ۳/۳ ولت تبدیل می کند.

ولتاژهای ثانویه ترانسفورمر پس از عبور از یکسوسازهای فرکانس بالای ثانویه یکسو شده، بعد از عبور از فیلتر ها صاف شده و ولتاژهای DC خروجی را ایجاد می کنند. ولتاژهای خروجی همواره توسط مدار کنترلر( PWMcontrol ) اندازه گیری می شوند و نتیجه آن برای تنظیم DutyCycle ترانزیستور سوییچ مورد استفاده قرار می گیرند. اصولا منبع تغذیه سوئیچینگ شامل ۳ ترانسفورمر می باشد. ترانسفورمر اصلی بزرگترین آنهاست که اولیه آن به ترانزیستور سوئیچ و سرهای ثانویه آن به یکسوساز های ثانویه متصل می شود و ولتاژهای مورد نیاز را ایجاد می کند. ترانسفورمر +۵VSB برای ایجاد خروجی +۵v برای حالت Standby می باشد و ترانسفورمر PWMControlIsolator برای ایزوله کردن کنترلر PWM از ترانزیستور سوئیچ می باشد

خروجی های منبع تغذيه

سیم های خروجی در منبع تغذیه به صورت زیر می باشند

 سبز  ( PS-ON ) که از مادربرد برای روشن و خاموش کردن منبع فرمان می گیرد.  سرمه ای  ( Standby ) با ولتاژ +۵v می باشد.  خاکستری   ( Power-Good ) که نشان دهنده ولتاژ مطلوب منبع است و می توان برای تست منبع به جای مشکی استفاده شود  مشکی  ( GND ) همان سیگنال زمین است. نارنجی   سیمی با ولتاژ ۳٫۳v  آبی   سیمی با ولتاژ -۱۲v  زرد   سیمی با ولتاژ +۱۲v  قرمز  سیمی با ولتاژ +۵v  سفید   سیمی با ولتاژ -۵v

تست منبع تغذیه

برای تست روشن شدن منبع تغذیه ابتدا یک سیم دو سر لخت را به پایه های مربوط به سیم سبز و خاکستری متصل می کنیم و در صورت روشن شدن منبع از سلامت آن اطمینان حاصل می شود. در صورتی که روشن نشد سیم سبز با مشکی را تست می کنیم، اگر روشن شد به این معنیست که منبع برق مطلوبی نمی رساند و روی مانیتور تصویر نمی دهد و Case در زمان روشن شدن بوق سلامت نمی زند.

تست قطعات داخلی منبع تغذیه

• - خازن شکل ظاهری آن تغییر کرده. در مدل بشکه ای سر خازن باد می کند.
• - دیود  مولتی متر را روی حالت تست دیود بگذارید و با مشاهده عدد حاصل سلامت دیود را می سنجید  
• - فیوز مولتی متر را روی حالت بوق بگذارید در صورتی که سالم باشد باید از هر دو طرف بوق بزند.  
• - رگولاتور مولتی متر را روی ولتاژ بگذارید روی رگولاتور عددی نوشته شده است، دو رقم آخر این عدد ولتاژ خروجی رگولاتور می باشد. در حالتی که نوشته ها را به سمت خودمان بگیریم پایه وسط COM چپ ورودی و راست خروجی است، باید هر ورودی ای اعمال می کنیم به اندازه همان دو رقم آخر خروجی بگیرید تا مطمئن شویم سالم است.  
• - ترانسفورمر با مولتی متر پایه های ورودی بهم و خروجی ها بهم باید بوق بدهند  
• - ترانزیستور باید خارج از مدار تست شود. هر دو مدل pnp و npn را باید با سه پایه Base و Emitter و Collector تست کنید

عيب يابی منبع تغذيه

• - منبع روشن نشود  ابتدا از متصل بودن کابل و پریز اطمینان حاصل می کنید. خازن های اولیه را چک کرده و در صورت سوختگی تعویض می کنید. فیوز را تست کرده و در صورت سوختگی تعویض می کنید.  
• - منبع گاهی روشن شود و گاهی روشن نشودشاید سردی لحیم در مدار موجود باشد.
• - سیستم با چند بار فشردن دکمه Power روشن شود: خازن های ثانویه را چک کرده و در صورت سوختگی تعویض می کنید  
• - در خروجی منبع تغذیه هیچ ولتاژی وجود نداردفیوز را تست کرده و در صورت سوختگی تعویض می کنید. مدار یکسوساز پل دیودی را تست کرده و در صورت خرابی تعویض می کنید

نکته : در صورتی که با تعویض فیوز بعد از اتصال برق دوباره فیوز بسوزد، احتمالاً اتصال کوتاهی در مدار وجود دارد و ممکن است ترانزیستور سوئیچ سوخته باشد.

به ترتيب زير عيب يابی را انجام می دهيد

از سيم برق شروع كرده و سپس كليد پاور ، فيوز ورودی و … را تست می كنيد .

در صورت قطع فيوز بايد PTC و يكسوساز پل ( احتمال شورت و يا نشت هر كدام از ديودها ) و خازن صافی ( ازنظر شورت ونشتی ) بررسی شوند. خازن های موازی با ديودهای پل نيز (كه ضربه پيك را كم می كنند) گاهی جرقه زده و شورت يا نشتی پيدا می كنند. اگر هيچ كدام از موارد فوق باعث پريدن فيوز نشده باشند بايد به مدارسوئیچینگ  با دقت بيشتری توجه كنيد زيرا ممكن است كه IC سوئيچ و يا عنصر سويیچ كننده پالس ( ترانزيستور و يا STRو … ) خراب وسوخته باشد و چون برخی از قطعات مانند مقاومت ، ديود و يا خازن های مدار در نوسان سازی ، ايجاد پالس و اصلاح شكل موج مؤثرند بايد بررسی شوند چون ممكن است موجب كشيدن بار اضافی ازمدار باشند ، به طور مثال می توانند به جای ايجاد پالس لازم ولتاژ DC ثابتی به ورودی سوئیچینگ  اعمال كنند وبنابراین جريان زيادی از مدار كشيده شده و فيوز قطع شود

بعضی مواقع ممكن است شورت در خروجی پاورساپلای نيز موجب پريدن فيوز شود البته در مدارات پيشرفته اين عيب كمتر ديده می شود . پس هرگز فورا و بدون اطمينان از مدار ، فيوز را نبايد تعويض کنید . خازنها نيز حتما بايد با RLC متر تست شوند

مراحل عيب يابی منبع تغذيه سوئيچينگ در صورت قطع فيوز به شرح زير است

در مرحله اول عيب يابی به سوختن فيوز توجه شود، که آيا فيوز كاملا سياه شده يا فقط قطع شده است. (چون شدت عبور جريان غير مجاز از فيوز وضعيت سلامت مدار را بيان می کند)

• 1- به شكل ظاهری PTC از لحاظ تغييرات احتمالی بايد توجه شود و حتی كوچكترين نقطه سوختگی نبايد ناديده گرفته شود.
• 2- خازن صافی را با يك مقاومت ۱۰۰ الی500 اهمی وات بالا تخليه نموده و بعد آنرا توسط اهم متر چك می كنيد
• 3- در حالی که در تست خازن چيز غير عادی مشاهده نکردید احتمال خراب بودن PTC و ديود پل و يا خازن های، ضربه گير پيك زياد می باشد
• PTC را از مدار خارج نموده و آن را دركنار گوشتان به شدت تكان دهيد در صورتی كه صدای غير عادی شنيده شد صد در صد PTC خراب می باشد.
• ممکن است يكی از ديودهای پل شورت شده باشند.
• ممکن استيكی از چهار خازن ضربه گير پيك نشت و يا شورت شده باشد كه در اين صورت خازن را به شرح زير تست می كنيد.

 توجه  اول يك سر خازن را كاملاْ از مدار خارج کنید .

تست خازن عدسی و يا پلاستيكی

مولتی متر آنالوگ را بر روی رنج R x 10k قرار دهید و ازنظر اهمی آن را تست می كنيد ، به هيچ عنوان نبايد نشتی داشته باشد و اگر در تست خازن صافی شورت و يا نشتی مشاهده نشود بشرح زير عمل می کنید

• 1- تست ديودهای پل يا پل ديود
• 2- تست ترانزيستور و يا STR

هم چنین رگولاتور را نيز بايد تست کرد .بعضی اوقات خرابی ترانزيستور درايور نيز موجب افزايش باياس پايه بيس خروجی شده و ضمن خراب كردن ترانزيستور خروجی موجب سوختن فيوز نيز می شود.

توجه  در صورت آسیب ديدن خروجی رگولاتور حتما بايد مقاومت های كنترل جريان ( روی پايه اميتر و يا سورس ويا .. ) را با اهم متر با ميزان دقت Rx1 تست کنید.

• 3- گاهی اوقات در ثانويه منیع تغذيه نيز ، شورت كردن ديود يكسوساز ولتاژ اصلی (تغذيه كننده هريزنتال ) و يا شورت خازن صافی آن باعث سوختن فيوز و خراب شدن ترانزيستور خروجی رگولاتور می شود .

مدارهای منبع تغذيه سوئيچينگ از دو بخش تشكيل شده است

بخش اوليه شامل مدارات يكسوساز ، راه انداز، نوسان ساز و نمونه بردارهای AC و DC و اوليه ترانس چاپر می باشد که به مجموعه اين طبقات بخش HOT يا گرم می گويند كه یعنی این قسمت غير ایزوله و يا بخشی كه خطر برق گرفتگی دارد می باشد.

در بخش ثانويه با ايجاد پالس در اوليه ترانس چاپر ولتاژهای تغذيه متعدد متناسب با دور و قطر سيم ، ايجاد می شود ، اين ولتاژها برای منیع تغذيه نقاط مختلف كاربرد دارند. به طور مثال درمنبع تغذيه تيونر IF و IC های پردازشگر تصوير، ورتيكال، ميكروكنترلر ،هريزنتال ، خروجی RGB ، صوت، لامپ تصوير و… .

ولتاژ باياس هركدام از اين طبقات با هم اختلاف دارند. مثلا خروجی هريزنتال در محدوده ۱۰۰ الي ۱۵۰ ولت و لامپ تصوير برای هركدام از پايه ها ولتاژ متناسب خود را می خواهند . در بخش تقويت كننده های آنالوگ در محدوده ۸ الي ۱۲ ولت و بخش ديجيتال در مدل های قديمی ۵ ولت و در مدل های جديد گاها ازولتاژهای ۷/۲ و یا ۳/۳ استفاده می کنند .

قطع هر كدام ازاين ولتاژها باعث اشكال در طبقه مورد نظر می شوند . بنابراين بايد به چگونگی عيب ايجاد شده توجه کرد.

بدین منظور بعد از رفع اشكال درمنبع تغذيه ، خروجی های نقاط مختلف ثانويه را چك می كنيد و هر یک از اين ولتاژها را مطابق نقشه ارائه شده كنترل می کنید .

بعضی اوقات مشاهده می شود که برای تثبيت بيشتر ولتاژ از رگولاتورهای معمولي( خطی ) نيز استفاده شده است پس بايد به زنرهای تثبيت كننده توجه کرد، می دانيد که در رگولاتورها از باياس معكوس زنرها استفاده می شود بنابراين به ولتاژ نامی اين گونه زنرها نیز بايد توجه كرد ، ولتاژ نامی زنر بر روی آن نوشته شده است بنابراين دوسر اين زنرها را ولتاژگيری می كنيد و بايد به اندازه ولتاژ نامی زنر در دو سر آن ولتاژ داشته باشيد.

گاهی اوقات از انواع IC های رگولاتور استفاده می شود به طور مثال ۷۸۰۵ AN كه خروجی آن ۵ ولت و AN7808 كه خروجی آن برابر ۸ ولت می باشد . در اين جور موارد بايد هم خروجی و هم ورودی اين IC ها را ولتاژ گيری كنید. ورودی اين گونه IC ها حتما باید چندين ولت از خروجی شان بيشتر باشند تا بتوانند ولتاژ تثبيت شده نامی خودشان را در خروجی ايجاد كنند.

در ثانويه برخی از مدارات منبع تغذيه از رگولاتورهاي LM 317 استفاده می شود اين IC ها پايه زمين ندارند و به وسیله يك مقاومت از خروجی به ورودی می توان آنها را فعال کرد، روی اين مقاومت اصولا ۲۵/۱ ولت افت ولتاژ داريم این بدین معنی است که همواره خروجی ۲۵/۱ ولت از ورودی بيشتر می باشد. در مدارات منبع تغذيه از اين رگولاتورها بيشتر به عنوان فرمان روشن و يا خاموش نمودن دستگاه و يا به عنوان يك رگولاتور قابل تنظيم استفاده می کنند.

از عنصر ديگری نيز به نام فتوكوپلر( اپتوكوپلر) به منظوركنترل جريان و يا فرمان standby و يا روشن نمودن دستگاه استفاده می شود كه اصولا ساختمان داخلی ساده ای مركب از يك گيرنده و فرستنده نوری و عايق از هم دارند . به مدار فرمان standby و يا فرمان روشن نيز توجه نموده نقشه را بررسی می كنيد تا مشخص شود كه اين فرامين از كدام پايه IC ميكرو صادر می شود . به خازن های صافی توجه شود از نظر ظاهری باد كرده و يا نتركيده باشند . بعضی مواقع مجبور به خارج نمودن خازن از مدار می شويد تا آن را از نظر ميزان ظرفيت كنترل کنید . الكتروليت داخلی اين گونه خازن ها به مرور زمان خشك می شود و تغییر ظرفيت می دهند بنابراین در تلويزيون های قديمی كنترل ظرفيت آنها لازم می باشد. در مواقعی كه ازاين خازن ها به عنوان كوپلاژ استفاده می شود، داغ شده زودتر خراب می شوند در این جور موارد بهتر است به درجه كار خازن نيز توجه کنید و ازخازن های مناسب مدار استفاده بشود.

نكته مهمتر در مورد خازن های الكتروليتی ( شيميايي ) اين است كه گاهی أوقات می تركند والكتروليت داخلشان كه مايع و هادی است روی شاسی را مي پوشاند. در اين مواقع باید شاسی را خوب با مواد پاك كننده وحلال ( مثلا تينر خشك ) شسته و پاك کنید . در اين موارد باید توجه کنید تا كاملا شاسی را تميز نكرده ايم تلويزيون را روشن نكنيد

نكته قابل توجه اين است كه درمنبع های تغذیه سوئيچينگ از ديودهای فركانسی استفاده می شود كه از نظر تست همانند ديودهای معمولی تست می شوند اما برای يكسوسازی فركانس های بالا كاربرد دارند. در مواقعی كه از ديودهای معمولی استفاده شود به علت ظرفيت خازنی زياد ما بين نيمه هادی ها ، زود داغ می شوند و سريعاً می سوزند.