Побутова техніка

Головна Статті, партнери Побутова техніка

У будь-якому електронному пристрої імпульсні блоки живлення (ІБП) за кількістю відмов є одним із перших місць. Не є винятком і DVD-програвачі, де несправності ДБЖ зустрічаються не набагато рідше забруднення лазерних головок. Описана в статті схема ДБЖ застосовується не менше ніж в десяти моделях DVD-про-ігривателей фірми Samsung Electronics Co., таких як: DVD-511, DVD-611, DVD-611B, DVD-615, DVD-711, DVD-718, DVD-811, DVD-812, DVD-818, DVD-818J, DVD-819 і т.д.

У перерахованих вище моделях DVD-програвачів, вироблених для Європи і країн СНД, застосований обратноходового імпульсний блок живлення з ШІМ, який розрахований на роботу від мережі змінного струму 50/60 Гц напругою 85 ... 265 В без додаткових перемикань (Free Voltage). споживана потужність Електричного струму Безперервного живлення від мережі становить 17.18 сб. Спрощена функціональна схема цього блоку наведена на рис. 1.

Мал. 1. Спрощена функціональна схема ДБЖ DVD-програвачів

Мал. 2. Функціональна схема мікросхеми ШІМ-контролера STR-G6551

Змінна напруга мережі через помехоподавляющий фільтр надходить на мостовий випрямляч. Випрямлена напруга згладжується фільтром і через первинну обмотку імпульсного трансформатора надходить на стік польового транзистора - вихідного ключа ШІМ-контролера PICF1 (STR-G6551). Для захисту транзистора вихідного ключа від пробою імпульсами ЕРС самоіндукції використовується демпфер. Для групової стабілізації вихідних напруг ИБП на ШІМ-контролер STR-G6551 надходить напруга помилки від схеми управління, яке формується з вторинної напруги +5,8 В.

Опис деяких елементів ДБЖ

Основою цього блоку живлення є ШІМ-контролер PICF1 типу STR-G6551.

Таблиця 1. Призначення висновків мікросхеми STR-G6551

Номери виведення Позначення Призначення 1 D (DRAIN) Сток потужного польового транзистора 2 C (SOURCE) Исток потужного польового транзистора 3 GND Загальний провід первинному колі ІБЖ 4 VIN Вхід запуску ДБЖ при включенні і напруга живлення в
сталому режимі 5 FB / OCP Вхід керуючого сигналу зворотного зв'язку на ШІМ і вхід
захисту від перевантаження по струму

Його функціональна схема приведена на рис. 2, а призначення висновків - в табл. 1.

Мікросхема STR-G6551 містить:

схему запуску (START);

внутрішній стабілізатор напруги;

схеми термозахисту і захисту від перевантаження по напрузі;

елемент АБО і тріггер- "засувку" схеми захисту;

генератор імпульсів;

передвихідний каскад (драйвер);

вихідний ключ на високовольтному МДП-транзисторі з демпфирующим діодом;

компаратор широтно-импуль-сного модулятора і схеми захисту від перевантаження по струму (Comp);

елемент АБО схеми управління ШІМ.

У колі зворотного зв'язку ДБЖ використовується мікросхема PICS2 типу 431 (згідно специфікації використовується мікросхема KA431Z фірми SAMSUNG). Цю мікросхему часто називають "регульованим (програмованим) стабілітроном" або програмованим джерелом опорного напруги шунтового типу (Programmable shunt voltage reference). Спрощена функціональна схема мікросхеми наведена на рис. 3.

Мал. 3. Спрощена функціональна схема регульованого стабилитрона KA431Z

Подібну схему на дискретних елементах прийнято називати схемою порівняння або "підсилювачем напруги (сигналу) помилки" (error amplifier). З рис. 3 видно, що KA431Z містить джерело опорного напруги 2,5 В, компаратор і керуючий транзистор з відкритим колектором. На входи компаратора подаються опорна напруга 2,5 В і через зовнішній дільник - частина одного з вторинних позитивних напруг ИБП (на вив. R). Компаратор порівнює ці напруги і через транзистор, а також регулює вузол ДБЖ управляє вихідними напругами як імпульсного, так і лінійного джерела живлення. Розташування та призначення висновків мікросхеми KA431Z в корпусі ТО92 наведено на рис. 4.

Мал. 4. Розташування та призначення висновків (корпус ТО-92)

В ДБЖ використовуються також опто-пара PICS1 (PC123), некерований стабілізатор -8 В PICS3 типу 7908 і керовані стабілізатори +8 В PICS4 типу 78R08 і +3,3 В PICS5 типу PQ3RF23. Як ряду ключів в блоці застосовуються так звані цифрові транзистори (KSR1101 і KSR1103 - структури npn, KSR2101 - структури pnp), кожен з яких, крім, власне, самого транзистора, містить резистивний дільник базового зміщення.

Принципова схема ДБЖ

Принципова схема ДБЖ приведена на рис. 5.

Мал. 5. Принципова схема ДБЖ

Примітка. У схемі на цьому малюнку використовуються кілька незвичні позначення позиційних номерів деталей.

Всі вони починаються з латинської літери P (скорочення від Power), що показує приналежність деталі до блоку живлення.

Всього в позиційному позначенні деталі три або чотири літери. Друга буква з трьох або друга і третя з чотирьох показують тип деталі: D - діод, Q - транзистор, R - резистор, C - конденсатор , E - оксидний (електролітичний) конденсатор, F - запобіжник, L - індуктивність (дросель), B - індуктивність (дросель) у вигляді ферритовой трубки, одягненою на перемичку або висновок деталі (CORE-FERRITE BEAD), T - трансформатор, V - варістор, Z - стабілітрон, IC - мікросхема, CN - з'єднувач.

Остання третя або четверта буква показує приналежність деталі тієї чи іншої ланцюга. Так, буквою F позначають деталі первинних ланцюгів, а буквою S - деталі вторинних ланцюгів і т.п. Позиційний номер будь-якої деталі (крім варістора PVA1 і імпульсного трансформатора PTD1) містить п'ять знаків. Так, позиційний номер деталі з чотирма літерами закінчується однією цифрою, а з трьома буквами закінчується двома цифрами. Наприклад: PICS3 або PEF12. Розглянемо роботу ДБЖ за схемою на рис. 5. Мережевий випрямляч зі схемою помехозащіти досить простий і особливих пояснень не потребує. Він зібраний на діодах PDS01-PDS04. Варистор PVA1 захищає ІБП і весь апарат від перевантаження при значному збільшенні напруги мережі. Отримане за допомогою мережевого випрямляча напруга 290 ... 310 В (для мережі АС 220 В) згладжується конденсатором PEF10 і використовується для живлення перетворювача ДБЖ. Резистор PRF10 обмежує струм заряду конденсатора PEF10, захищаючи тим самим діоди випрямного моста від перевантаження при включенні. При включенні DVD-програючи-теля в мережу конденсатор ланцюга запуску PEF12 заряджається від мережі через помехоподавляющие фільтри, діод PDF01 і резистори ланцюга запуску PRF11, PRF12, PRF13, PRF14. Коли напруга на цьому конденсаторі і на вив. 4 мікросхеми досягає 16 В, включається схема запуску і напруга з конденсатора PEF12 через цю схему надходить для живлення основних вузлів мікросхеми STR-G6551. При цьому на затвор МДП-транзистора мікросхеми надходить перший позитивний імпульс, який відкриває цей транзистор. Так як транзистор навантажений на первинну обмотку (1-3) імпульсного трансформатора PTD1, опір якої має індуктивний характер, то струм стоку цього транзистора буде наростаючим. Протікаючи через резистор PRF20 (датчик струму), струм створює на ньому дедалі більше (пилкоподібна) падіння напруги, яке через PRF19 прикладається до вив. 5 мікросхеми STR-G6551, де складається з постійними напругами, які надходять туди через PRF15 і оптопару PICS1. Коли струм МДП-транзистора мікросхеми збільшиться настільки, що напруга на вив. 5 перевищить певну межу (1,45 В), компаратор мікросхеми видасть команду на замикання цього транзистора, і він закриється до приходу наступного імпульсу. Момент замикання МДП-транзистора залежить як від його струму стоку, так і від ступеня відкриття фототранзистор оптопари PICS1. Від цього також залежать тривалість і шпаруватість імпульсів в трансформаторі PTD1.
Імпульси з вив. 4 трансформатора PTD1 через діод PDF13 і резистор PRF16 заряджають накопичувальний конденсатор PEF12, забезпечуючи необхідним харчуванням мікросхему і фототранзистор оптопари PICS1 PC123 в сталому режимі (робочому або черговому).
Якщо схема несправна або перевантажена, то імпульси на вив. 4 PTD1 відсутні або мають недостатній розмах для підзарядки конденсатора PEF12. Конденсатор розрядиться і знову буде заряджатися, а схема перейде в циклічний режим роботи.
Для захисту вихідного МДП-транзистора мікросхеми від перевантаження по напрузі розмах імпульсів зворотного ходу на первинній обмотці трансформатора PTD1 обмежується ланцюгом PCF11 PFD12 PBD11 PDS11 PRS11 PRS12.
А тепер розглянемо, як здійснюється групова стабілізація вихідних напруг ИБП. Припустимо, ці напруги зростають. Зросте також напруга на вході каскаду стабілізації PICS2, його вихідний струм, а значить і струм через ІК діод оптопари збільшаться, що призведе до зменшення опору фототранзистор оптопари і зменшення постійної напруги на вив. 5 мікросхеми STR-G6551. При цьому для замикання вихідного транзистора мікросхеми знадобиться трохи більше значення пилкоподібної напруги від датчика струму PRF20, а це значить, що МДП-тран-зістор буде відкритий довше. Це призведе до зменшення шпаруватості імпульсів на виході мікросхеми і в імпульсному трансформаторі, і до зменшення вихідної напруги ДБЖ до колишнього значення. Аналогічно, але з точністю до "навпаки", йде процес в разі зменшення вихідної напруги на виході перетворювача.
Призначення і особливості елементів вторинних джерел ДБЖ наведені в табл. 2.

Таблиця 2. Вторинні джерела живлення ДБЖ

Випрямлячі Стабілізатори Призначення Використання PDS31 PICS1 (7908) Джерело -8 В Харчування вузлів AUDIO і VIDEO PDS32 - Джерело + 10 ... + 12 В Допоміжний джерело для
отримання комутуючих
напруг PICS4 (78R08) Джерело +8 В Харчування вузлів AUDIO і VIDEO PDS33 - Джерело +5,8 В Використовується для живлення каскаду
стабілізації, ІК діода оптопари
(В ланцюзі стабілізуючою ООС) та
для отримання всіх вихідних
напруг 5 В На транзисторі PQS57 Джерело +5 В Харчування аналогової частини AUDIO,
VIDEO і інших вузлів На транзисторі PQS58 Джерело +5 В Харчування цифровий частини AUDIO,
VIDEO і інших вузлів Без додаткової
стабілізації Джерело +5 В Харчування основних вузлів апарату
(Через розділовий діод PDS52
і інтегральний запобіжник
PIC56 N20) PDS34 PICS5 (PQ3RF23) Джерело +3,3 В Харчування цифрової частини
контролерів PDD35 - Джерело -28 В Харчування люмінесцентного
індикатора PDS36 - Джерело напруги напруження люмінесцентного
індикатора

Розглянемо деякі додаткові особливості схеми ДБЖ.

Для отримання стабілізованої напруги +8 В використовується мікросхема PICS4 (78R08), ​​яка має вхід керування PWR CTL (вив. 4). Цей висновок підключений через резистор PRS56 до катода діода PDS52 (джерело +5 В). Це зроблено для того, щоб при відсутності напруги + 5 В відключалася і напруга + 8 В.
Ще одна особливість схеми -наявність зовнішнього сигналу SAVE. Цей сигнал безпосередньо управляє ключем на транзисторі PQL57. У черговому або робочому режимах транзистор відкритий рівнем лог. "1", що призводить до відкривання пов'язаних з ним ключів управління вихідними напругами на транзисторах PQL58 (+ 8 В на вузол AUDIO), PQL56, PQL55 (-8 В на вузол AUDIO), PQL51, PQL52 (напруга напруження люмінесцентного індикатора) і PQL53 , PQL54 (напруга живлення люмінесцентного індикатора). Якщо сигнал SAVE низького рівня (лог. "0"), то транзистор PQL57 і всі пов'язані з ним ключі закриються. Це призведе до відключення перерахованих напружень.
І, нарешті, остання особливість. Черговий режим ДБЖ відрізняється від робочого відсутністю напруги +3,3 В і двох напруг + 5 В для живлення аналогової і цифрової частин всього апарату. Переклад апарату з одного режиму в інший здійснюється сигналом ON / OFF (лог. "1" - включено, лог. "0" - вимкнено). Цей сигнал для управління подачею напруги +3,3 В надходить на вхід управління PWR CTL (вив. 4) мікросхеми PICS5 (PQ3RF23). Управління стабілізаторами напруги + 5 В здійснюється за допомогою ключів на цифрових транзисторах PQS56 і PQS55. Рівень лог. "1" в робочому режимі відкриває транзистор PQS56, що забезпечує відкривання транзистора PQS55. Через цей транзистор надходить напруга на параметричний стабілізатор на стабілітроні PZS51 і діод PDS51, підключений до базових ланцюгах транзисторів PQS57 і PQS58, забезпечуючи отримання двох напруг +5 В на емітерах цих транзисторах.
Деякі несправності ДБЖ і рекомендації по їх усуненню
Апарат не включається. Запобіжник перегорів
Якщо згорів запобіжник, не слід, замінивши його, відразу включати апарат в мережу. Перевірте на обрив захисний варістор, а діоди моста і вихідний транзистор мікросхеми ШІМ контролера - на коротке замикання. Обрив варістора говорить про те, що було перевантаження по напрузі мережі живлення. Дещо рідше пробивається конденсатор фільтра, що згладжує PEF10 і конденсатори фільтру помехозащіти. Слід пам'ятати, що при цьому дефекті можуть перегоріти датчик струму PRF20 і обмежує резистор PRF10.
Вихідний транзистор мікросхеми STR-G6551 зазвичай виходить з ладу з наступних причин:
• завищена напруга мережі;
• несправна оптопара PICS1;
• несправний каскад стабілізації PICS2.
Апарат не включається. Запобіжник цілий
Блок живлення може не запускатися по наступних основних причинах:
• немає напруги +300 В на конденсаторі фільтра, що згладжує PEF10;
• обірваний датчик струму PRF20;
• обірвані деталі ланцюга запуску: діод PDF01 або PRF11, PRF12, PRF13, PRF14;
• втрата ємності або витік конденсатора PEF12;
• коротке замикання в ланцюгах вторинних джерел живлення;
• несправність мікросхеми ШІМ контролера.
Апарат мимоволі перемикається з робочого режиму в черговий
Подібний ефект може виникнути через коротких замикань у вторинних ланцюгах джерела живлення, по команді процесора управління або при зменшенні ємності PEF12.
В апараті з'являються дефекти, пов'язані з відсутністю тих чи інших напруг на виході ДБЖ
При відсутності одного або декількох вихідних напруг блоку харчування слід перевірити комутуючі ключі, стабілізатори й випрямлячі. Всі ці ланцюги досить докладно розглянуті в статті.

Дата публікації: 22.02.2011