Алексеев Д. И.

Ремонт
источников питаны

С ОН-кодами для перехода Ъо1
к необходимым ресурсам

ПРОСТО О СЛОЖНОМ

Понятная книга по ремонту источников питания!

<-НиТ

пн сот.ги

Пошаговая диагностика от дежурки до силового каскада
Методы поиска редких и «плавающих» неисправностей
Практика ремонта АТХ. инверторов и ЖК-телевизоров
Разбор всех топологии Ьиск, Ь о о з I, ЯуЬаск, РЕС. мост
Осциллограммы схемы, алгоритмы, реальные примеры
250 ОН-ссылок на онлайн видео и сайты,15 0 рисунков
Алексеев Д. И.

РЕМОНТ

ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

ПРОСТО О СЛОЖНОМ

С ОР-кодоми для перехода к необходимым ресурсом

Х-НиТ

\издательствоТ^

Издательство Наука и Техника
Санкт-Петербург
УДК 621 314:621.311.6

ББК 32 816

Алексеев Д И.

РЕМОНТ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ. Просо о сложном С фК-кодами для перехода
к необходимым ресурсам. - СПб.: Издательство Наука и Техника, 2026 - 416 с., илл.

Серия «Просто о сложном»

15ВЫ 978-5-907592-95-7

Добро пожаловать в мир практического ремонта источникса питания! Эта книга - ваш надежный
проводник в сложном но увлекательном пр< >цессе восстановления работоспособности блоков
питания различного типа. От простых линейных источников и адаптеров до компьютерных бло-
ков АТХ импульсных модулей телевизоров и мощных инверторов - здесь собран опьп который
поможет каждому, кто сталкивается с неисправной техникой.

Пошагово объясняются принципы работы основных узлов и приводятся типовые схемы. Чита-
тель узнает, как диагностировать и устранять неисправности, правильно измерять параметры,
выбирать замену компонентам и избегать типичных ошибок при ремонте Особое внимание
удепечо методикам проверки источников питания *на столе», технике безопасности и практи-
ческим советам мастеров

В книге приведено множество иллюстраций, наглядных схем, практических примеров и по
шаговых инструкций. Благодаря этому даже начинающий радиолюбитель сможет разобраться
в тонкостях диагностики и ремонта.

Важная особенность издания - более трехсот ОЯ-кодов, ведущих на дополнительные материале!:
обучающие видео, онлаин-калькуляторы, расширенные справочные таблицы и практические
разборы схем. Отсканировав код. вы сможете сразу перейти от теории к практике и увидеть
ремонта действии

Книга написана доступным языком, нс с сохранением технической точности. Она будет полезна
начинающим радиолюбителям, студентам и мастерам сервисных центров, а также всем, кто хочет
научиться ремонтировать блоки питания и экономить на покупке новой техники.

9 785907 592957

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена
в какой бы то ни было форме и любыми средствами без письменного разрешения
владельцев авторских прав.

Издательство не несет ответственности за доступность материалов, ссылки на
которые вы можете найти в этой книге На момент подготовки книги к изданию все
ссылки на интермет-ресурсы были действующими.

Контактный телефон издательства
(812) 412-70-26

Официальный сайт:ухйлх.П11.сот.ги

© Алексеев Д. И., 2С26

© Издательство Наука и Техника (оригинал-макет). 2026

ООО «Издателоство наука и Техника»
192029 г. Санкт-Петербург,
пр Обуховской ибороны, д. 107, лит Б, пом 1-Н
Подписано в печать 12 12.2025 Формат 70*100 1/16.
Бумага '•азетная Печать офсетная Объем 26 л. л.
Тираж 1250 экз. Заказ № 16356

Отпечатано с -отового оригинал-макета
ООО ’Принт-М", 14230С М О г Чеков ул Полиграфистов д 1
СОДЕРЖАНИЕ

2П-коды - как их использовать в книге.............................. 11

Предисловие........................................................ 12

Введение........................................................... 14

Часть 1. ОБЩИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ
ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ...................................... 17

Глава 1 Первичный осмотр и базовые проверки........................ 18

Первичный визуальный контроль и оценка состояния платы......... 18

Метод электрических измерений и первичной диагностики цепей.... 21

Глава 2. Запуск и контроль стартовых цепей......................... 25

Проверка дежурного питания и стартовых цепей ШИМ-контроллера. 25

Проверка силовых ключей........................................ 28

Пр'верка цепей драйвера и вспомогательных элементов..	30

Проверка выпрямителей и демпфирующих цепей .	30

Метод диагностики рабочих параметров	. .	32

Особенности диагностики ШИМ-контроллера	 34

Использование измерительных приборов........................... 34

Результаты метода измерения рабочих параметров
и его практическое значение	.	.................... 35

Анализ пусковых процессов и самозапуска источника.	.35

Глава 3. Питание и обратная связь контроллера...................... 38

Диагностика сбоев самоподпитки и повторных запусков............ 38

Проверка и восстановление цепей обратной связи................. 41

Диагностика и восстановление цепей вторичного питания	44

Контроль стабильности УСС и поведение при переходных режимах	46

Поведение схемы при срабатывании защиты и методы ее диагностики .... 49
Проверка цепей самспитания
при различных режимах нагрузки и холостом ходе	52

Глава 4. Аналитические и сравнительные методы диагностики.......... 56

Метод эталонного анализа и сравнительной диагностики........... 56

Метод функционального моделирования
и проверки реакций схемы на возмущения ........................ 59

Метод изоляции и пошагового тестирования узлов. ..	........... 60

Глава 5. Проверочные и практические методы......................... 63

Метод подстановочною тестирования и контрольной замены элементов 63

Метод динамического стресс-тестирования элементов.	65

Тепловая диагностика и анализ энергорассеивания элементов ..	67

Глава 6. Статистические и предиктивные подходы..................... 70

Метод повторяющихся отказов и статистического анализа дефектов 70
Метод накопленных дефектов и предиктивного анализа	73
Часть 2. ЧАСТНЫЕ СЛУЧАИ НЕСТАБИЛЬНОСТИ
ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ................................................. 77

Глава 7. Анализ повышенного напряжения без нагрузки:
постановка задачи.................................................. 78

Основная процедура диагностики	78

Контроль управляюшего сигнала на затворе силового ключа......... 82

Глава 8. Цепи стабилизации и корректировка регулирования . .. ..... 83

Диагностика и настройка цепи обратной связи	. 83

Поддержание стабильности на выходе: роль постоянной нагрузки	84

Регулировка параметров блокинг генератора..	85

Глава 9. Контроль силовой части и узлов управления................. 87

Контроль силового трансформатора и связанных элементов.......... 87

Диагностика узла ШИМ-управления и его стабильности . .	90

Финальные испытания и контроль стабильности работы.........	93

Глава 10. Испытания, восстановление и оценка результата............ 96

Предварительные климатические испытания
и восстановление регулировки.................................... 96

Оценка эффективности проведенных регулировок	.	100

Контроль электрических параметров после ремонта .	100

Измерение пульсаций и шумов .	101

Проверка стабильности при изменении температуры................ 102

Оценка энергетических параметров	.........103

Финальный анализ и документирование	. ..........103

Подводим итоги оценки эффективности регулировки................ 104

Инструменты инженера базовый набор
для тестирования источников питания	........... 105

Часть 3.ТОПОЛОГИИ ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ:
ОТ ПОНИЖЕНИЯ ДО ИНВЕРСИИ.......................................... 107

О чем будет рассказано............................................ 108

Глава 11. Понижающий О С/О С-преобразователь
принципы работы и особенности применения.......................... 109

Роль понижающих преобразователей в современной электронике	109

Зачем использовать локальные ОС/ЛС-узлы........................ 110

Принцип действия понижающего преобразователя	110

Основное соотношение между входным и выходным напряжением 111

Ключевые особенности и область применения.......................112

Асинхронный Виск-преобразователь - классика в простоте....... ..112

Синхронный Воск преобразователь - эффективность на пределе .	... ИЗ

Многофазные понижающие преобразователи .	114

Глава 12. Повышающий ОС/ОС-преобразователь:
принципы действия и особенности проектирования............ 116

Роль повышающих преобразователей в системах питания ........... 116

Где применяются ВоозЬконвертеры	... 117

Принцип работы повышающего преобразователя	117

Асинхронная и синхронная реализация Воозс-преобразователя . ,118

Практические собенности проектирования.	119
Глава 13. Инвертирующий ОС/ОС-преобразноатель:
принципы работы и практическое применение......................... 121

Зачем нужен инвертирующий преобразователь ... .................121

Конструктивные особенности...............................  ....	122

Принцип действия ..............................................  123

Особенности проектирования и эксллуа!ации......................  124

Области применения.............................................124

Глава 14. Комбинированные 0С/0С-преобразователи:
универсальные схемы стабилизации.................................. 126

Зачем нужны комбинированные преобразователи .................... 126

Принцип действия и базовые схемы...............................127

Топология 5ЕР1С стабильность без инверсии....................... 128

Топология Чука: инверсия и чистота тока........................129

Топология 2ета. «зеркальный» 5ЕР1С	130

5р1И-Р| - двунаправленный комбинириванный преобразователь	. 130

Глава 15. Зарядовые насосы преобразование без дросселей............ 133

Принцип и назначение........................ .	133

Как работает ззоядовый насос.................................  134

Разновидности и режимы.........................................134

Глава 16 Безындуктивные преобразователи:
энергия без магнитного поля....................................... 138

Принцип и назначение..................... ....	..............138

Основной принцип работы	  139

Пример генерация отрицательного напряжения.....................139

Каскадное умножение напряжения	140

Характеристики и ограничения......	141

Часть 4 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКОЙ................. 143

О чем будет рассказано............................................ 144

Глава 17* Обратноходовой преобразователь:
простота, надежность и универсальность............................ 145

Основной принцип работы...................................  ...	145

Конструкция и работа схемы.................................... 146

Защита от выбросов напряжения.	. .......149

Применение обратноходовых преобразователей	150

Глава 18. Прямоходовой преобразователь:
передача энергии без накопления................................... 152

Принцип работы	 152

Основные расчетные параметры.................................. 154

Двухтранзисторная схема (2-5у\/п:с1т Рогууагс!)................155

Типичные области применения....................................155

Глава 19. Драйверы верхнего и нижнего уровня:
принципы и применение............................................. 157

Почему драйверы верхнего и нижнего уровня так важны........... 157

Классический драйвер 1К2110 ................................   158

Оптический драйвер Л.Р352 - альтернатива с гальванической развязкой 159

Сравнение и практическое использование драйверов	. 160
Глава 20 Двухтактный Ризй-РиИ преобразователь,
симметрия, мощность и надежность................................. 161

Принцип и особенности работы....................................161

Основные черты схемы. ........................................  162

Ограничения и расчет параметров...............................  163

роль и настройка «мертвого времени»............................ 163

Драйверы для РизЬ-РцЦ схем....................................  164

Симметрия в РизИ-Рщ! преобразователях... .......................165

Защита в Ризб-РцЦ преобразователях	. 167

Преимущества, недостатки
и практическое применение РизИ-РиИ.типологии	. 168

Глава 21. Полумостовые преобразователи:
баланс энергии и симметрия....................................... 171

Принцип работы и структура схемы	171

Управление и режимы работы............................ .	172

Напряжения и токи в обмотках. ................................. 173

Балансировка потока и развязывающий конденсатор	173

Конденсаторы делителя, ключевой элемент схемы.................. 174

Работа с мощностью и ограничения ...............................175

Применение и практические примеры................ ..	.. . .	175

Глава 22. Полный мостовой преобразователь (Еии-8пс1де СопуегСег)...178

Принцип работы и структура мостоеого преобразователя	178

Управление ключами и симметрия работы.......................... 179

Энергетический процесс и распределение токов................ .... 180

Подмагничивание и развязка трансформатора.............. .. 180

Стабилизация и защита......................................... 18г'

Баланс в; зможностей и инженерных ограничений мостовой топологии 181

Применение мостовых преобразователей. .	......................182

Часть 5. КОРРЕКЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ (РЕС):
ЭНЕРГИЯ БЕЗ ПОТЕРЬ....................................*... 183

Глава 23. Сущность и значение коэффициента мощности............... 184

Физический смысл коэффициента мощности	...	.	. 184

влияние низкого коэффициента мощности	..... , 185

Гармоники и форма тока..........................................187

Коэффициент мощности в цифровую эпоху.	187

Глава 24. Схемы и режимы активного РЕС............................ 189

Базовый принцип работы активного РЕС	.......... 189

Типовые режимы работы АРЕС......................................191

Многофазные схемы АРЕС.................. ................ . 191

Управление и контроль в активных РЕС............................192

Глава 25. Бесмостовые корректоры коэффициента мощности (ВРЕС) . 197

Сущность бесмостовой топологии...........................   .	. 197

Базовая концепция бесмостовой схемы............................ 198

Двухканальная бесмостовая схема Оейа	199

Резонансный ЕРЕС Чука.........................................  200

Изолированные бесмостовые решения  ......................   .	. 200

Сравнение ВРЕС и традиционных АРЕС	.. .. 201
Современные реализации и цифровое управление ВРРС .............202

Итог и практические рекомендации.............................. 203

Глава 26. Практические аспекты и диагностика РЕС................. 204

Основные узлы АРРС и их назначение............................ 204

Общая структура АРРС ........................................  205

Типовые параметры АРРС и их контроль	.........208

Диагностика неисправностей в цепи РРС	..................209

Пошаговая методика проверки АРРС.............................  210

Проверка формь* сигналов и осциллограммы...................... 210

Контроль микросхемы управления ,	.....................212

Пр^ верка коэффициента мощности на практике.	212

Типичные неисправности и их причины.................... . .	.212

Часть 6. ПРАКТИКА РЕМОНТА СОВРЕМЕННЫХ
ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ....................................... 215

Глава 27 Импульсные источники питания цифровых СТВ ресиверов -216

Схема импульсного источника питания СтВ-ресивеоа «Зсгопд 5КТ4450» . 216

Принцип работы схемы ...	....	....	218

Типовые неисправности импульсных источников питания..	. .	219

Перегорание предохранителя при включении ...	221

Блок питания не запускается	.	221

Заниженные или нестабильные выходные напряжения. .	..	222

Особенности неисправностей источников питания ресиверов
БкуУ/аубООС и 0КЕ-4С00 ....................................... 222

Глава 28 Ремонт блока питания компьютера АТХ .................... 226

Безопасность и особенности ремонта компьютерных блоков питания АТХ. 226

Устройство и основные узлы компьютерного блока питания АТХ ....	. 228

Диагностика и проверка неисправностей блока питания АТХ .	.230

Тонкости диагностики и финальные тесты ........................232

Часть 7. ИНВЕРТОРЫ;УСТРОЙСТВО,СХЕМЫ
И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ.............................. 235

Глава 29. Типы инверторов и методика их ремонта.................. 236

Назначение и функции инверсоров..	..............................236

Типы инверторов по форме выходного сигнала.... ...	........... 237

Упрощенная структура и принцип работы типев эго инвертора......238

Ремонт и особенности диагностики современных инверторов	239

Обзор устройства и принципа работы инвертора.................. 240

Глава 30. Силовая часть инвертора
и формирование выходного сигнала................................. 242

Силовой каскад от входа питания до управления ключами .........242

Работа бутстрапной схемы и генерация ШИМ.......................246

Осциплограммы сигналов и выход трансформатора	. .247

Глава 31. Системы измерения и контроля
в современных инверторах......................................... 249

Схема измерения и контроля выходного напряжения инвертора .... 249

Токовые датчики на основе шунтов: принцип работы и применение .251
Вспомогательный источник питания инвертора: схема и назначение.....254

Схема контроля наличия сетеь'яо напряжения ...	.............257

Глава 32. вспомогательные узлы инвертора:
фильтрация и охлаждение........................................... 260

Сетевой фильтр инвертора- схема и принцип действия	.. 260

Система управления вентиляторным охлаждением инвертора.............262

Глава 33. Типовые неисправности инверторов
и методы их устранения............................................ 265

Не включается инвертор: пошаговая диагностика и локализация
неисправности............................. 265

Отсутствие выходного напряжения причины и	порядок устранения...268

Не реагирует на внешнюю сеть: причины и методы устранения.........271

Не работает заряд аккумулятора- причины, схема и проверка	.273

Систематические перезапуски инвертора: причины и методы устранения . 276
Аварийное отключение по температуре.

причины.диагностика и устранение	.. ..279

Обобщенные типовые неисправности инверторов и методы их устранения .... 282
Дополнительные замечания

по диагностике типовых неисправностей инверторов...............283

Понимание симп*омпе почему важно наблюдать цепочку событий........284

Особенности диагностики силовой части ....	. . . ....284

Проблемы вспомогательного питания	.................285

Неисправности измерительных цепей: проблема, о которой забывают .	. 285

Термические проблемы и их системное влияние.. .................286

Коллекция редких, но крайне показательных симптомов	..286

Заключение’ практические итоги и рекомендации

по ремонту автономных инверторов...................................288

Заключение от автора. .	............. 290

Часть 8. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ...................... 291

Глава 34. Стабилизаторы напряжения на симисторах.
устройство и принципы работы...................................... 292

<^бщая схема стабилизатора и область применения	292

Силовая часть стабилизатора: трансформатор и симисторы	293

Канал управления симисторчм	.........295

Особенности схемы и требования	.. 296

Глава 35. Формирование питающих напряжений
в стабилизаторе напряжения......................................   297

Формирование УВО (12 В) на базе ИМК306Р и 1М2576-АВ1	.............297

Формирование УСС (5 В) на базе Т1.431 и транзистора ВС Р56 . .. 299

г-озможные неисправности питающих напряжений и их диагностика .. .. 300

Глава 36. Типовые неисправности симисторных стабилизатора,
напряжения и методы их устранения................................. 301

Ошибка коммутации- однсвременнсе включение нескольких симисторсч . 301

Ложное срабатывание защиты от короткого замыкания...............303

Отказ оптопар и сбои в дешифрации управляющих сигнале:	305

Повреждение КС-цепочек и ошибки при их замене	. 307
Сбои в логике управления и программные ошибки микроконтроллера 509

Пробой силового симистора: симптомы, причины и диагностика.	511

Первичная диагностика стабилизатора .......................... 312

Заключение по главе..........................................  513

Часть 9. РЕМОНТ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ЖК ТЕЛЕВИЗОРОВ...................315

Глава 37 Импульсные блоки питания телевизоров:
устройство, принцип работы.......................................  316

Архитектура импульсного блока питания и его основные узлы..... 316

Методика запуска блока питания 1СР42-13Я2 на столе	319

Глава 38 Входной каскад блока питания:
фильтрация, запуск и защита....................................... 321

Сетевой ввод, фильтрация и зашита	.... 321

Цепь плавного запуска и защита РЕС..	...	325

Глава 39 Выпрямитель и узел формирования дежурного питания.......... 324

Выпрямитель переменного напряжения....	...	324

Гальваническая развязка и деление схемы	. 327

Узел дежурного питания на базе 1СЕЗВК476512	328

Глава 40 Корректор коэффициента мощности (РЕС):
устройство, схема и принцип действия.............................. 332

Назначение и устройство РЕС-секции.	..	332

Схема питания и включения контроллера......... . .	....... 334

Цепи управления и обратной связи.............................  335

Управление силовым ключом и работа дросселя... ................335

Глава 41 Полумостовой преобразователь ............................ 337

Состав и назначение основных узлсг схемы...................... 337

Условия запуска и питания контроллера .......................  339

Напряжение включения и выключения контроллера .................339

Сигналы ОС и КС, особенности схемы резонансного контроля	. . 342

Управление силовыми ключами полумоста .	344

Заключение по силовой части......... . ................. ...	. 347

Формирование выходных напряжений и стабилизация в холодной части 347

Заключение по низковольтной части	351

Глава 42. Светодиодный драйвер (1_Е0 Опуег):
устройство, запуск и контроль параметров.......................... 352

Общая архитектура 1_Е0 драйвера.	.	. 352

Повышающие преобразователи каналов............................ 353

Управляющая микросхема ЕЮ9483 (1С891) ........................ 353

Конфигурационные и управляющие цепи микросхемы 1С801	358

Уменьшение тока подсветки и дополнительные цепи ЬЕО-драйвера....359

Глава 43 Практический запуск и анализ «горячей» части
блока питания...................................................   362

Ограничительная лампа - зашита при первом включении	.. 362

Подготовка блока питания к запуску ...	.363

Измерения в горячей части: контроль напряжений. . ... .	...... ...364

Проверка дежурного источника питания и цепей запуска контроллера. 364
Проверка и диагностика схемы корректора
коэффициента мощности (РЕС) .................................  368

Контроль питающих напряжений и пошаговая проверка
запуска резонансного контроллера.............................. 371

Глава 44. Диагностика вторичной части блока питания
и запуск на столе................................................ 374

Запуск блока питания и проверка выходных напряжений на столе.	374

Контроль выходных напряжений и проверка под нагрузкой..........376

Проверка и анализ работы СЕОдрайаера блока питания . , .	.. , 378

Регулировка яркости и контроль тока в ЬЕО драйвере	381

Выводы по главе ............................................ .	. 383

Часть 10. ИМПУЛЬСНЫЕ БП НА11С3843:УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ............. 385

Глава 45. Принцип работы ШИМ-контроллера 11С3843
в импульсном блоке питания 12 В / 5 А............................ 386

Основные отличия 003842/43/44/45	.......... 386

Стартовые цепи и запуск 11С3843..............................  387

Структурная схема 0С3843 и назначение выводов .	.... 388

Логика работы ШИМ-регулирс зания	390

Пример работы IIС 5843 в блоке питания 12 В / 5 А	39С

Глава 46 Импульсный блок питания О-Ыпк 5В / 2А
на контроллере 11С3843........................................... 391

Обзор силовой части бло-^а питания 5 В / 2 А.. ..	.	.	. . 391

Запуск 0С3843 и переход на самопитание...................... .	393

Стабилизация выходного напряжения через зптопару.............. 394

Ограничение тока, вход С5 и датчик йзКипГ..	394

Снаббер КСЭ и защита МО5ГЕТ........... ..	395

Контроль форм сигналов в исправном блоке...................... 396

Типовые неисправности и поведение схемы.........	..	399

Дополнительные аспекты запуска 0С3843 и поведения цепи УСС.	4(Ю

Анализ слабых мест линии УСС, о которых обычно забывают	404

Глава 47. Дополнительные материалы по ремонту
импульсных БП на ОС3843 ......................................... 406

Неочевидные дефекты, которые трудно диагностировать ...........406

Редкие симптомы и их интерпретация ..	407

Глубокий анализ цепи С5 (тока) и типичные ошибки ремонта .	408

Ме-оды диагностики без осциллографа (для полевых условий)..... 409

Полный перечень тестовых точек для диагностики 11С3843 .	409

Топ-10 типичных сшибок начинающих ремонтников	410

Рекомендованные улучшения схемы при ремонте	411

Заключение автора................................................  412

Список интернет ресурсов..........................................414

Список литературы.................................................415
ок-коды -

КАК ИХ ИСПОЛЬЗОВАТЬ В КНИГЕ

Для работы с интерактивным материалом в книге широко исполь-
зуется технология ОК-кодов, которая превращает эту книгу в удобный
ИНТЕРАКТИВНЫЙ ПРОДУКТ.

ОК-код (цшск гезропзе соде) — это двухмерный матричный
штрих-код (или бар-код), предоставляющий информацию для ее
быстрого распознавания с помощью камеры на мобильном устройстве.
Аббревиатура ук происходит от английской фразы (ИЛСК КЕ8РОК8Е,
что можно перевести как БЫСТРЫЙ ОТКЛИК.

Стандартные программы-сканеры, входящие в исходный набор ПО
смартфона, часто не очень удобны в работе по следующим причинам:
работают недостаточно быстро, могут не распознать код при низком
качестве изображения, обычно автоматически не переходят на изобра-
жение в интернете, требуя дополнительного нажатия ссылки на экране.

Для работы с ОЯ-кодами Издательство рекомендует
установить на смартфон (планшет) СПЕЦИАЛЬНОЕ
более КАЧЕСТВЕННОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ «Сканер <2Я- и
штрих-кодов (русский)» ТеаСаррв. отсканировав мо-
бильным устройством под управлением АНОКОЮ 6.0
\ивышеэтот ОД-код.

Вы тоже можете установить это Приложение на смартфон и вруч-
ную, найдя это приложение в Соо§1еР1ау или АррЗГоге.

Приложение «Сканер УЙ и штрих-кодов (русский)» представ-
ляет собой современный сканер ОН- и штрих-кодов со всеми необходи-
мыми пользователю функциями. Поддерживается чтение всех распро-
страненных форматов штрих-кодов: УК-код, примененный в данной
книге, а также Оа(а МаГпх, АгСес, СТРС, ЕАМ, Собе 39 и многие другие,
которые могут пригодиться в дальнейшем.

После установки на смартфон, запустите Приложение и настройте
его, перейдя в раздел «НАСТРОЙКИ» (иконка в верхнем правом углу
экрана). Поставьте «птичку» напротив пункта «ОТКРЫВАТЬ ВЕБ-САТГГЫ
АВТОМАТИЧЕСКИ». При такой настройке сайты при сканировании
УК-кодов в книге будут открываться немедленно после сканирования.
ПРЕДИСЛОВИЕ

Эта книга родилась из практики — из запаха флюса и нагретого
текстолита, из щелчков осциллографа и сотен восстановленных бло-
ков питания, которые снова вдохнули жизнь в технику. Она для тех, кто
не боится идти вглубь, кто хочет не просто менять детали, а понимать,
почему источник питания перестает быть источником энергии

Мы начинаем путь с азов — от простейших линейных схем и прин-
ципов стабилизации, чтобы шаг за шагом дойти до самых современных
топологий: обратноходовых, прямоходовых, полумостовых и мостовых
преобразователей. От классики — к цифровым РРС, от теории — к прак-
тике ремонта инверторов, стабилизаторов и телевизионных источни-
ков питания. Каждая глава построена так, чтобы вы .могли не только
изучить устройство, но и проверить его своими руками от анализа
схемы и диагностики элементов до настройки, проверки и восстанов-
ления.

В книге — все грани профессии ремонтника электроники: от пони-
мания процессов внутри транзистора до умения распознать характер-
ный «щелчок» неисправного ШИМ-контроллера. В ней вы найдете и
логику инженера, и интуицию мастера, и ту особую внимательность к
деталям, которая отличает настоящего профессионала от просто чело-
века с паяльником.

Путь инженера — это путь настойчивости. Тот, кто однажды
решил разобраться, почему не работает блок питания, уже вступил
на дорогу, с которой редко возвращаются прежним человеком. Потому
что за каждым «не включается» скрывается целая вселенная закономер-
ностей, формул, индуктивностей и импульсов — и все это постепенно
начинает откликаться внутренним ритмом понимания.

Так же, как Фанни Херст — молодая писательница, приехавшая в
Нью-Йорк в 1915 году, — шаг за шагом покоряла «Большой белый путь»,
веря только в свою мечту и настойчивость, так и инженер, осваиваю-
щий искусство ремонта, должен быть готов к испытаниям.
Четыре года подряд «тротуары Нью-
Йорка» заставляли ее плясать под мелодию
слова «Нет». Она приносила рукописи и снова
получала отказы. Но когда надежда угасала, она
не говорила:

«Хорошо, Бродвей, я сдаюсь. Ты победил».

Она говорила:

«Ну, уж нет, Бродвей. Ты можешь вышвыр-
нуть любого, но не меня. Ты не заставишь меня
уйти».

омние
ИНФОРМАЦИЯ

Фанни Херст

Тот, кто смог завоевать Бродвей, знал одну тайну. Имя ей —
НАСТОЙЧИВОСТЬ.

Именно она помогает инженеру, сидящему ночью за столом с лупой,
схемой и тестером, не отступать. Когда-то ты обязательно включаешь
восстановленный блок, видишь ровные импульсы на экране осцилло-
графа — и слышишь тот самый тихий, но победный звук: жужжание
жизни. И понимаешь — все было не зря.

Эта книга — для тех, кто не боится сложных схем и ошибок. Для тех,
кто ищет не только «как починить», но и почему это работает. Каждая
глава - это шаг от простого к сложному, ог схемы к сути, от теории к
практике. Ты научишься не просто ремонтировать, а чувствовать
работу источника питания — так, как музыкант слышит аккорд или
механик ощущает вибрацию двигателя.

У любой цели есть своя цена, и каждый должен быть готов
заплатить ее. Цена мастера — это время, терпение и настойчивость.
Заплатив ее, ты однажды поймешь, что напряжение, ток и энергия — не
просто физические величины, а язык, на котором Вселенная говорит с
теми, кто умеет слушать.

С уважением и теплотой, Алексеев Денис
ВВЕДЕНИЕ

Любое электронное устройство, от настольного компьютера до
медицинского прибора, живет благодаря источнику питания. Он — не
просто «начало схемы», а фундамент, от которого зависит все осталь-
ное. Если питание нестабильно, ошибочно или загрязнено помехами,
вся электроника теряет смысл — логика микропроцессора рушится, сиг-
налы искажаются, а надежность превращается в случайность.

Источники питания — эго сердце любой системы, где электрическая
энергия превращается в управляемую, упорядоченную силу. Задача
инженера состоит не просто в том, чтобы «поменять сгоревший тран-
зистор», а в том, чтобы понимать, как энергия течет, где она теряется
и каким образом ее можно вернуть в рабочий ритм

Современный блок питания — это не просто «трансформатор и
диоды», как раньше. Это целая архитектура, где взаимодействуют
десятки узлов: выпрямители, фильтры, преобразователи, системы
обратной связи, драйверы и схемы защиты. Все начинается с сетевого
фильтра, который отделяет источник от помех внешнего мира. Далее
идет выпрямитель — он превращает переменное напряжение сети в
постоянное, но при этом грубое, пульсирующее. Затем вступает в игру
импульсный преобразователь - он дробит это напряжение на высоко-
частотные импульсы, позволяя уменьшить трансформатор и повысить
эффективность. И, наконец, выпрямление и стабилизация — последний
шаг, где энергия принимает ту форму, ради которой все и затевалось:
чистое, устойчивое питание нагрузки (рис. В.1).

-(9-16 В)	2х(15-25В)	2х(12-15В)

Рис В.1. Базовая структурная схема импульсного источника питания
ОЫЫЫЕ ВИДЕО

Принцип работы
импульсного блока
питания

ОЫиЫЕ ВИДЕО

ЕЙ®®

Самая простая схема
блока питания

На схеме показана последовательность
преобразования энергии: от сетевого фильтра,
который подавляет помехи, через выпрями-
тель и импульсный преобразователь, до узла
выпрямления и стабилизации, обеспечиваю-
щего чистое и стабильное питание нагрузки.
Стрелками обозначено направление потока
энергии — путь, по которому переменное сете-
вое напряжение превращается в стабильное
постоянное.

В основе любого такого устройства лежат
три закона: энергия не должна теряться,

ток должен быть управляем, и обратная связь обязана держать
систему в равновесии

Нарушишь хотя бы один — и блок питания перестает быть источни-
ком, превращаясь в источник проблем.

В этой книге мы идем от простого к сложному — от самых первых
измерений на «молчащем» блоке до понимания логики сложнейших
топологий. Сначала — методы диагностики импульсных источни-
ков питания, где объясняется, как подходить к ремонту системно,
не наугад. Затем — анализ конкретных случаев нестабильности,
поиск плавающих дефектов, методика восстановления обратной
связи. После этого мы шаг за шагом переходим к топологиям пре-
образователей — понижающим, повышающим, инвертирующим и
комбинированным.

Далее читателя ждет особый пласт знаний — преобразователи с
гальванической развязкой, где энергия проходит через трансформа-
тор, сохраняя безопасность и электрическую независимость контуров.

Одна из ключевых тем книги — коррекция коэффициента мощ-
ности (РЕС). Здесь мы подробно разбираем, как из хаотичного пульси-
рующего потребления формируется гармонич-
ный синус, почему важно совпадение фаз тока
и напряжения и каким образом схемы АРРС и
ВРРС превращают «шумное» питание в почти
идеальное.

Далее мы переходим к практике ремонта
источников питания цифровой техники,
к инверторам и низкочастотным стаби-
лизаторам напряжения, а завершают цикл
главы, посвященные ремонту блоков пита-
ния ЖК-телевизоров, где теория встречается
с реальной схемотехникой.
Каждый раздел строится на одном прин-
ципе: понимание первично, запоминание —
вторично. Здесь вы не найдете сухих перечней
параметров — только объяснения, логика и
примеры. Ведь любой опытный мастер знает:
важно не просто знать, где стоит резистор, а
понимать, почему именно там он стоит.

Так, шаг за шагом, мы соберем целостную
картину — от сетевого фильтра до выходного
стабилизатора, от первых осциллограмм до
сложных многокаскадных схем с цифровым

ОЫЫЫЕ ВИДЕО

Что такое блок
питания?

управлением.

Все, что делает источник питания живым, — от трансформатора до
драйвера, от конденсатора до микроконтроллера — будет разобрано,
объяснено и сведено в систему.

Понимание блоков питания — это как умение слышать пульс тех-
ники. И если научиться его различать, то любая неисправность пере-
стает быть тайной. Она становится задачей, которую можно решить.
ЧАСТЬ

1

ОБЩИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ
ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

Диагностика импульсного блока питания - это умение видеть невиди-
мое. В этой части мы учимся ловить первые дыхания схемы, понимать
ее логику по мельчайшим изменениям тока и напряжения, распознавать
ошибки, которые спрятаны глубже, чем просто «сгоревший элемент».
Именно отсюда начинается путь мастери - умение восстанавливать
то, что другие уже списали.
ГЛАВА 1

ПЕРВИЧНЫМ ОСМОТР
И БАЗОВЫЕ ПРОВЕРКИ

При поиске неисправностей в импульсных источниках пита-
ния (ИП) важно не бросаться сразу к измерительным приборам,
а начать с самого простого, но часто недооцененного шага -
внимательного осмотра устройства Опыт показывает, что
системный подход, основанный на поэтапном анализе состо-
яния узлов, позволяет значительно сократить время ремонта
и избежать типичных ошибок, когда неисправность кроется
буквально на поверхности.

Первичный визуальный контроль
и оценка состояния платы

Смысл этапа. Визуальная диагностика — это своеобразный «осмотр
пациента», который позволяет еще до включения прибора определить
возможные источники проблем. Умение видеть детали и замечать несо-
ответствия приходит с опытом, но даже начинающий ремонтник, зная
основные признаки дефектов, может выявить большую часть неисправ-
ностей без применения тестеров и осциллографов.

Этот метод особенно эффективен при ремонте сетевых и импульс-
ных источников питания, где значительная часть неисправностей
проявляется внешне — перегрев, разрушение корпусов, потемнение
лака, следы коррозии или электролита. Рассмотрим, на что обращаем
внимание в первую очередь.

1.	Термические следы и перегрев элементов. Чаще всего страдают
мощные компоненты: транзисторы, диоды, шунты, резисторы, дрос-
сели, трансформаторы и силовые микросхемы Обугливание тексте-
лита под элементом или потемнение лака —
верный знак, что участок работал в аварийном
режиме. Иногда можно почувствовать спец-
ифический запах «жареного» текстолита — он
остается даже после визуальной чистки.

2.	Повреждения электролитических
конденсаторов. Вздутие крышки, под-
теки электролита или даже легкое потем-
нение вокруг корпуса — повод для замены.
Однако даже внешне целый конденсатор
может иметь повышенное Е8К. особенно
если устройство работало в жаркой среде
или круглосуточно. Поэтому проверка Е5К-
метром — обязательный шаг.

ОНЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Причины
температурного
перегрева электронных
компонентов и пути
инженерных решений

3.	Механические повреждения и трещины дорожек. Трещины
часто появляются в местах с механической нагрузкой — у трансформа-
торов, разъемов, реле, а также на краях платы. Некоторые дефекты ста-
новятся заметны только при слабом изгибе платы или под острым
углом освещения.

4.	Следы влаги, пыли и коррозии. Загрязнение, особенно в блоках
с открытым корпусом, часто приводит к поверхностным токам утечки и
сбоям логики управления. При осмотре полезно обращать ; нимание на
разъемы и выводы микросхем — именно там чаще всего начинается
окисление.

5.	Пробои полупроводниковых кри-
сталлов. При внимательном рассмотрении
можно заметить микротрещины, вкрапле-
ния, потемнения или отверстия в корпусах
транзисторов и диодов. Это результат вну-
тренних тепловых пробоев, вызванных пере-
напряжением или токовыми перегрузками.

6.	Некачественная пайка и «холодные»
соединения. Сероватый матовый припой,
кольцевые трещины, рыхлая структура —
признаки того, что контакт ненадежный.
Особенно часто подобные дефекты встреча-
ются в устройствах с массивными радиато-

омиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Холодные паяные
соединения -
идентификация,
последствия и
профилактика
рами или при неудачном монтаже с разными коэффициентами тепло-
вого расширения материалов.

7.	Ошибки и дефекты сборки. Даже новые блоки нередко содержат
дефекты — непропаянные выводы, перепутанные детали, непра-
вильную ориентацию электролитов. Это особенно свойственно мас-
совому китайскому производству и «ремонтным» платам неизвестного
происхождения.

СОВЕТ.

Используйте яркий направленный источник света — фо-
нарь или лампу с регулируемым углом, чтобы увидеть
мельчайшие неровности и трещины. Для работы с $М0-
платами крайне полезен С/ЗВ-микроскоп или хотя бы лупа
с подсветкой. Перед началом пайки и измерений очищайте
плату изопропиловым спиртом - это не только улучша-
ет видимость, но и предотвращает ложные утечки тока
между дорожками. При необходимости сравнивайте с фо-
тографией заведомо исправной платы - различия в цвете
лака, маркирпвке или посадке компонентов часто помога-
ют быстро вычислить поврежденный участок.

Из практики ремонта. В одном из случаев при диагностике обратно-
ходового ОС-ОС преобразователя, работавшего с сильными пульсациями
на выходе, дефект был найден именно на этом этапе. Причина оказалась
проста — смещенный конденсатор корректирующей цепи обратной
связи, который едва касался площадки пайки. Это вызывало нестабиль-
ность обратной связи и резкий рост пульсаций (рис. 1.1 и рис. 1.2).

Рис 1.1. Фрагмент печатной платы
неисправного РС-РС преобразователя

ОЫЫМЕ ВИДЕО

Осмотр и
диагностика
материнской платы
(как пример)
Рис 1.2. Увеличенный размах пульсаций выходного напряжения
ОС-ОС преобразователя

Дополнение. Иногда визуальный осмотр дает не только техниче-
скую, но и историческую информацию о блоке: по цвету нагара и
распределению пыли можно определить, в каком положении он стоял,
где был основной поток ьоздуха, какие зоны перегревались. Это помо-
гает предугадать причины отказа и предотвратить их повторение после
ремонта.

ВЫВОД.

Первичный осмотр - не просто обязательный ритуал.
Это метод логической диагностики, который способен
выявить до трети всех неисправностей еще до включе-
ния питания. Ошибка многих мастеров - начинать из-
мерения, не убедившись - очевидном. Иногда достаточ-
но заметить одну потемневшую дорожку, чтобы сэко-
номить часы бесполезных проверок.

Метод электрических измерений
и первичной диагностики цепей

Смысл и назначение метода. Посте визуального осмотра следую-
щим логическим шагом является электрическая проверка основных
узлов и компонентов без подачи питания. Это ключевой этап, кото-
рый позволяет обнаружить большинство скрытых дефектов, не под-
вергая схему риску аварийного включения. Нередко именно спешка с
подачей питания на неисправный блок приводит к «цепной реакции» —
когда выходят из строя исправные элементы, связанные с уже повреж-
денной частью схемы.

Суть метода заключается в пошаговой проверке сопротивлений,
переходов и целостности цепей. Этот способ не требует сложных при-
боров, достаточно надежного мультиметра, внимательности и пони-
мания того, как устроена типовая структура импульсного источника
питания.

Вопрос.

Что включает в себя метод?

1.	Контроль короткого замыкания между шинами питания. В
первую очередь, проверяется сопротивление между входной шиной
+В и общим проводом. Если измеренное сопротивление стремится к
нулю, значит, имеется пробой в выпрямителе, первичных ключах или
фильтрующих конденсаторах.

СОВЕТ.

Не спешите выпаивать компоненты - для начала по-
пробуйте определить место КЗ, двигаясь по цепи от
сети к выпрямителю и далее к силовому транзистору.

2.	Проверка полупроводниковых элементов. Прозвонка диодов,
транзисторов (МО8ГЕТ, 16ВТ, биполярных) выполняется в режиме
«тест диодов». При этом важно помнить, что МО8ЕЕТ может быть
ложно открыт из-за остаточного заряда на затворе. Перед измерением
его следует разрядить — например, подключив затвор через резистор
100...201) кОм к истоку.

ПРИМЕЧАНИЕ.

При наличии параллельных ветвей или трансформато-
ра в схеме результаты прозвонки могут искажаться.
В таких случаях элементы проверяют выпаянными.

3.	Измерение сопротивлений в токовых и управляющих цепях.
Особое внимание уделяется резисторам низкого номинала, вклю-
ченным в измерительные и шунтирующие цепи. Их изменение даже на
несколько процентов способно нарушить обратную связь или токовую
защиту. Также стоит проверить резисторы, фор-
мирующие цепи питания ШИМ-контроллера —
особенно те, что обеспечивают его стартовое
питание.

4.	Контроль электролитических и танта-
ловых конденсаторов. Простая проверка на
утечку с помощью мультиметра не всегда пока-
зательна, однако при сильном пробое сопро-
тивление может быть заметно снижено. Для
точной опенки состояния применяется Е8Я-
метр, позволяющий определить фактическое
внутреннее сопротивление конденсатора без
выпайки.

ОМИЧЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Контроль качества
электролитических
танталовых
конденсаторов

5.	Измерение цепей запуска и питания ШИМ-контроллера.
Проверяется сопротивление между’ выводами УСС и СНБ микросхемы.
Низкое сопротивление указывает на пробой контроллера или питаю-
щих элементов. Также следует проверить подтягивающие резисторы,
стартерные цепи и токозадаюшие элементы.

Приемы электрических измерений и первичной диагностики цепей
представлены в табл. 1.1.

Пприемы электрических измерений и первичной диагностики цепей	Таблица 1.1

№	Прием	Как выполняется
1	Безопасность прежде всего	Перед любыми измерениями обязательна: разрядите входной электролитический конденсатор особенно а блоках, где напряжение достигает 501 ..400 В:. Остаточный заряд способен не только вывести прибор из стро«, но и нанести серьезную травму
2	Используйте диапазон измерений до мегаом	При проверке высокоомных участков, например, цепей запуска ШИМ-контроллера. нужно выставлять диапазон измерений на мегаомы - только тогда можно обнаружить паразитные утечки или пробой резисторгв большого номинала
3	Проверка скрытых соединений	В многослойных печатных платах обрыв может быть невидим  В этом случае помогает режим звуковой прозвонки — быстрый способ убедиться в целостности цепи Иногда достаточно легкого подгиба платы, чтобы контакт «появился» или «исчез», что укажет на микротрещину в слое
4	Применение вспомогательных приборов	Применяются. Е5К-метр - для анализа состояния электролитов без выпайки. ЬСВ-тестер (например 1.СЧ-Т4 или его модификации) - для экспресс-идентификации элементов и проверки неизвестных деталей щупы с тонкими иглами - крайне удобны при работе с ЬМП-компонентами. особенно при плотном монтаже
5	Удобство измерений	Для упрощения диагностики рекомендуется иметь вспомогательные платы-переходники, позволяющие быстро проверять элементы вне схемы. Это ускоряет процесс и исключает влияние соседних компонентов
ПРИМЕЧАНИЕ.

Проверка элементов «в схеме» нередко дает искажен-
ные результаты из-за параллельных путей или емко-
стей. Поэтому при сомнениях деталь лучше выпаять
и измерить отдельно Это особенно актуально для
ключевых транзисторов и высоковольтных диодов, где
ложное показание может ввести в заблуждение.

СОВЕТ.

Опытные мастера всегда начинают диагностику с пас-
сивных измерений Такой подход позволяет выявить до
70...80 % неисправностей уже на ранней стадии - без
включения блока, без осциллографа, и без риска «до-
бить» полурабочий источник питания.

О1ЧЫМЕ ВИДЕО

Электрические
измерения Измерение
параметров
электрических цепей

Дополнение от автора. В некоторых
случаях полезно проводить сравнительные
измерения — например, если есть доступ к
аналогичному исправному блоку. Сравнение
сопротивлений между контрольными точками
помогает мгновенно выявить подозритель-
ные участки. Этот прием особенно ценен при
ремонте серийных моделей источников, где
можно накопить собственную базу типичных
значений сопротивлений и переходов.
ГЛАВА 2

ЗАПУСК И КОНТРОЛЬ
СТАРТОВЫХ ЦЕПЕЙ

Запуск импульсного ИП - это короткий, но критически важ-
ный этап, от которого зависит дальнейшая работа всего
устройства В этой главе мы разбираем, как формируется
дежурное питание, как «просыпается» ШИМ-контроллер и
получает первые импульсы для генерации. Кратко и по делу
рассмотрим проверку стартовых цепей, тест силовых клю-
чей, базовые методы измерения рабочих параметров и при-
чины самозапуска или «щелканий» блока.

Проверка дежурного питания
и стартовых цепей ШИМ-контроллера

Назначение проверки. После завершения пассивных измерений
логично перейти к анализу одной из самых важных частей любого
импульсного источника питания — дежурного источника (вГапйЬу)
и цепей запуска ШИМ-контроллера. Именно они обеспечивают
первичное питание схемы, подготавливая ее к основному рабочему
режиму. Если дежурка не запускается — блок «мертв» и никакие после-
дующие проверки не имеют смысла.

Принцип работы. В типовой схеме дежурное питание формиру-
ется от маломощного обратноходового преобразователя, работаю-
щего постоянно после подачи сетевого напряжения. Этот узел питает
ШИМ-контроллер, микросхемы логики включения, индикаторы и ино-
гда цепи управления реле.

Пусковой ток ШИМ-контроллер получает через высокоомный рези-
стор (или цепочку резисторов), подключенный к выпрямленному сете-
вому напряжению. После выхода преобразователя на рабочий режим
О1Чи№ ВИДЕО

Принцип работы ШИМ
контроллера ПС3843
в импульсном блоке
питания

питание микросхемы переключается на обрат-
ную связь от вторичной обмотки, что обеспе-
чивает стабильность и экономию энергии.

Этапы проверки дежурного питания и
стартовых цепей ШИМ-контроллера рассмо-
трим подробнее.

Этап № 1. Проверка стартовой цепи
питания контроллера. В первую очередь,
измеряется сопротивление между выводами
УСС и СЬ'В микросхемы Если сопротивление
близко к нулю — ШИМ-коитроллер или один из
его питающих элементов пробит. Если сопро-

тивление стишком велико (мегаомы) — возможен обрыв в пусковой
цепи или высохшие конденсаторы, не способные поддерживать заряд.
Далее прозваниваются резисторы стартовой цепи (часто номиналом
от 220 кОм до 1 МОм). Их обрыв — частая причина «молчания» блока.

Этап № 2. Проверка дежурного трансформатора и выпрями-
теля. Сопротивление обмоток трансформатора должно быть симме-
тричным и без разрывов. Прозвонка вторичных диодов выполняется
в обеих полярностях. При пробое хотя бы одного из диодов дежурка не
сможет стабилизировать напряжение, и питание ШИМ-контроллера
будет постоянно «срываться».

Этап № 3. Проверка сглаживающих и фильтрующих конден-
саторов. Конденсаторы в цепях питания ШИМ-контроллера — одна
из самых частых причин нестабильной работы. При увеличении Е8К
напряжение на УСС «проседает», контроллер постоянно уходит в пере-
запуск (режим «щелканья» блока). Проверка выполняется Е8К-метром
либо заменой на заведомо исправные элементы той же емкости.

Этап № 4. Контроль цепей обратной связи дежурного источ-
ника. При исправных первичных элементах, но нестабильном запуске,
следует проверить оптопару и ТЬ431 (или аналог). При деградации
оптрона ток передачи падает, и стабилизация становится невозможной.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Измерение оптопары мультиметром малоинформа-
тивно - лучше заменить временно на исправную или
проверить в тестере компонентов.
Советы по измерениям:

•	при проверке цепи запуска ШИМ-
контроллера используйте диапазон изме-
рения до мегаом, иначе высокоомные ре-
зисторы покажутся «обрывом»;

•	перед касанием щупами убедитесь, что
конденсаторы дежурки разряжены, осо-
бенно если проверка проводится при оста-
точном напряжении посте сети;

•	для определения номинала сгоревшего ре-
зистора можно использовать аналогичную
плату или поиск по маркировке микро-

ОЫиЫЕ ВИДЕО

Как проверить
любой ШИМ (РУ2М)
контроллер

схемы в типовых схемах — стартовые цепи у большинства ШИМ-
контроллеров стандартизированы;

♦	если ШИМ-питание появляется кратковременно, но блок не стар-
тует — вероятен утечка или деградация электролита на УСС, ре-
же — частичный пробой самого контроллера.

ПРИМЕР.

При ремонте блоке питания монитора с микросхе-
мой УС3842 истопник не подавал признаков жизни.
Сопротивление между /С С и СПИ составляло около
1 МОм. но при проверке было обнаружено, что пуско-
вой резистор 470 кОм полностью потерял номинал -
его фактическое сопротивление выросло до 7 МОм
Контроллер просто не набирал необходимого пускового
напряжения (около 16 В) и не начинал генерацию. После
замены резистора блок запустился сразу, что подтвер-
дило правильность диагноза (рис. 2.1).

Дополнительные замечания:

♦	при работе с блоками на многофункцио-
нальных ШИМ-контроллерах (например,
РА1\6755, ЫСР1207, ОВ2269) важно знать,
что стартовое питание может подаваться
не напрямую, а через внутренние цепи ми-
кросхемы. Поэтому замена «по аналогии»
без проверки параметров часто приводит к
нестабильной работе;

♦	некоторые современные контроллеры име-
ют встроенный ]ГЕТ-источник запуска.

О1Ч1.1МЕ ВИДЕО

Не работает ШИМ
в импульсном блоке
питания
Рис. 2.1. Схема включения стартовой цепи ШИМ-контроллеро

который исключает пусковые резисторы — в таких случаях важно
проверить наличие стартового напряжения на УСС при подклю-
ченной сети, но с отключенной вторичной частью.

ВЫВОД.

Диагностика дежурного источника - это ключевой
этап, который позволяет понять, жива ли основная
управляющая часть блока. Если ШИМ-контроллер не
получает питания, дальнейшие проверки силовых эле-
ментов бессмысленны. Грамотно выполненная проверка
стартовой цепи дает ответ на главный вопрос: спосо-
бен ли источник «проснуться» без нагрузки

Проверка

силовых ключей

После того как исключены короткие замыкания в цепях питания и
проведена общая прозвонка, можно переходить к более детальной диа-
гностике — проверке силовых ключей и элементов первичною пре-
образователя. Именно эта часть схемы чаще всего становится источни-
ком серьезных неисправностей, сопровождающихся пробоем сетевого
ОШЫЕ ВИДЕО

Как быстро
проверить М05РЕТ

предохранителя, срабатыванием терморези-
стора или взрывом ключевых транзисторов

Назначение силовых ключей. Силовые
транзисторы (МОЗЬЕТ, реже 1СВТ или бипо -
лярные) образуют основу первичного пре-
образователя Они коммутируют напряже-
ние выпрямленной сети, управляемое ШИМ-
контроллером, создавая высокочастотные
импульсы, которые через трансформатор пере-
даются во вторичные цепи.

В импульсных источниках питания их
работа требует синхронности, быстрого пере-
ключения и минимальных потерь. Поэтому малейший дефект — утечка,
пробой или рост сопротивления канала — приводит к нарушению
режима преобразования.

Первичная проверка МО8ГЕТ-ключей. Проверку обычно начи-
нают в отключенном и разряженном состоянии платы, В режиме
«проверка диолов» мультиметра измеряется падение напряжения
между стоком и истоком при различных состояниях затвора. Процедура
следующая:

•	разрядите затвор — подключите его через резистор 100...200 кОм
к «земле», чтобы исключить остаточный заряд;

♦	проверьте переход «сток-исток» — при разряженном затворе
должно быть состояние «обрыь»;

•	кратковременно коснитесь щупом затвора и стока (зарядите
затвор) — при этом канал откроется, и мультиметр покажет паде-
ние напряжения 0,4...0,7 В;

♦	разрядите затвор снова — показания вернутся в состояние «обрыв».

ВЫВОД.

Если транзистор показывает проводимость в обе сто-
роны, не реагирует на заряд разряд или имеет низкое
сопротивление между стоком и истоком - элемент
пробит и подлежит замене.

Типичные неисправности силовых ключей представлены в
табл. 2.1.
Типичные неисправности силовых ключей

Таблица 2.1

Неисправность	Описание и комментарии
Пробой перехода сток-исток	Характерен для мощных МО5ЕЕТ работающих в ключевом режиме. Возникает вследствие превышения напряжения или пере'рева. Часто сопровождается псвоеждением выпрямителвных диолов и резисторов в цепи истока
Обрыв выводов затвора	Возможен при разрушении корпуса от перегрева или механических воздействий Внешне транзистор может выглядеть целым, но не реагировать на управляющие импульсы
Рост утечки по затвору	Элемент все еще работает, но требует большего управляющего тока, что приводит к перегрузке драйвера. На практике такие неисправности проявляются в виде самопроизвольного открытия ключа при подаче питания

Проверка цепей драйвера
и вспомогательных элементов

Надежная работа силового ключа невозможна без исправных цепей
управления. Поэтому следует проверить:

♦	резисторы в цепи затвора - они ограничивают пусковой ток и
предотвращают паразитные колебания. Если номинал завышен
или элемент в обрыве, затвор не будет полностью заряжаться, что
приведет к перегреву;

♦	диоды шунтирования - обеспечивают быстрое закрытие транзи-
стора. Их пробой или утечка вызывает «залипание» ключа;

•	конденсаторы коррекции — подключа-
ются параллельно цепи затвора для пода-
вления всплесков Их утечка часто вызы-
вает ложные срабатывания и повышенные
потери на переключениях;

♦	резисторы токоизмерительной це-
пи — шунты и элементы обратной связи,
от которых зависит работа защиты. Да-
же небольшое отклонение сопротивления
может исказить измерение тока и вызвать
преждевременное отключение ШИ.М-
контроллера.

ОЫНЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Рекомендации по
применению драйверов
1СВТ-транзисторов

Проверка выпрямителей
и демпфирующих цепей

При пробое ключа почти всегда страдают демпфирующие эле-
менты - резисторы, конденсаторы и диоды, образующие снабберную
цепь. Их назначение — гасить выбросы напряжения при выключении
транзистора.

Рекомендуется:

♦	проверить диод снаббера в прямом и обратном направлениях —
его утечка часто незаметна, но вызывает нагрев ключа;

♦	измерить емкость демпфирующего конденсатора — при потере
емкости возрастают выбросы на стоке;

♦	убедиться в целостности высокоомных резисторов параллельно-
го разряда — при их обрыве напряжение на ключе может превы-
шать допустимое значение.

СОВЕТ.

Если транзистор пробит, всегда проверяйте цепь его
питания и управления - нередко причина не в самом
МО5ЕЕТ, а в неисправном драйвере или пробитом стаби-
литроне затвора.

При замене выбирайте аналог с запасом по напряжению
не менее 20...30 % от рабочего. Особенно это важно для
блоков без активного РЕС, где амплитуда импульсов на
стоке может превышать 600 В.

Если в схеме используется параллельное включение
ключей, проверяйте каждый отдельно - пробой одного
немедленно выведет из строя остальные.

После замены ключей временно включайте блок через
лампу накаливания (100...150 Вт). Это позволит без-
опасно проверить запуск без риска повторного пробоя.

Типичные дефекты выпрямителей и демпфирующих цепей, выяв-
ленные на практике, представлены в табл. 2.2.

Типичные дефекты выпрямителей и демпфирующих цепей

Таблица 2.2

Признак неисправности	Возможная причина	Комментарий
Перегорает предохранитель при включении	Пробой МО5ГЕТ или диода выпрямителя	Проверить оба плеча моста и снаббер
Блок не стартует, УСС стабилизатора отсутствует	Обрыв резистора запуска или диода питания контроллера	Измерить сэпро-ивление цепи от-В к УСС
Ключ грее-ся без нагрузки	Завышенное сопротивление затвсрнсгс резистора или утечка по диоду снаббера	Проверить номиналы и ток покоя
Периодический -реек, нестабильная работа	Потеря емкости коррекционного конденсатора или паразитная утечка затвора	Проверить КС цепь драйвера и 20-элементы
ВЫВОД

Проверка силовых ключей - это не просто тест тран-
зистора на пробой, а целый комплекс мер по оценке ра-
ботоспособности первичной ступени преобразования
Исправный МО5РЕТ при неисправной обвязке не гаран-
тирует нормальной работы, как и наоборот Только
комплексная проверка - от затвора до снаббера - по-
зволяет убедиться, что блок готов к подаче питания и
дальнейшим испытаниям под нагрузкой.

Метод диагностики

рабочих параметров

Когда базовая проверка элементов выполнена, а источник пита-
ния не имеет признаков короткого замыкания, наступает следующий
этап — анализ его работы под напряжением. Этот метод позволяет
увидеть поведение схемы «вживую», оценить стабильность управляю-
щих сигналов, качество импульсов и соответствие напряжений норме.
По сути, это переход от «статической» диагностики к динамическому
исследованию устройства.

Общая сут о метода. Метод измерения рабочих параметров заклю-
чается в наблюдении электрических процессов в работающем
источнике питания — как на уровне силовых узлов, так и на уровне
управляющих цепей. Его главная задача — определить, правильно ли
формируются сигналы, и на каком участке нарушен баланс между гене-
рацией, управлением и обратной связью.

8 ВНИМАНИЕ.
________________________________________________________
Перед началом испытаний необходимо обеспечить без-
опасное включение блока.

\	___________________________________________7

Для безопасного включения используют:

♦	лампу накаливания в разрыв сетевого провода (она ограничива-
ет ток в случае пробоя);

♦	ЛАТР — лабораторный автотрансформатор, который позволяет
плавно повышать напряжение, наблюдая за поведением схемы;

♦	изолирующий трансформатор, если исследование ведется ос-
циллографом, чтобы исключить пробой через «землю» прибора.
Даже если источник кажется исправным, такое включение предотвра-
щает внезапный выход из строя элементов при первом пуске посте ремонта.

Что включает в себя метод диагностики рабочих параметров,
приводится в табл. 2.3.

Элемента! метод диагностика рабочих параметров

Таблица 2 3

№	Элементы метода	Комментарии и рекомендации
1	Измерение амплитуд и уровней сигналов	Проверяются управляющие ножки ШИМ -контроллера драйвера транзит торов и лотических узлов Амплитуда импульсов на затворе МОЗГЕ Т должна быть достаточной для уверенного открытия - обычно 10. 15 В относительно истока. Если амплитуда ниже нормы, это указывает на проблемы в драйвере или на паразитную емкость в цепи затвора
2	Анализ формы импульсов	Осциллограмма должна иметь четкие фронты, без «ступеней» и паразитных котебаний. Наличие «звонков» или искажений на спадах - признак неправильной компоновки, отсутствия демпфирования или повреждения НС-цепей коррекции
3	Измерение частоты и стабильности ШИМ сигнала	При нормальной работе частота генерации стабильна (обычно 40 130 кГц для обратноходовых и до 250 кГц для резонансных схем) Плавающая частота или периодические срывы импульсов указывают на сбой в пи1ании кон1роллера или перегрузку но току
4	Контроль питающих напряжений	Измеряются уровни питания логических узлов (УСС.УгеО и силовой части (У00,УВ) Для большинства ШИМ-контроллер эв допустимое отклонение не превышает ±5 %.При падении ниже порога ШУЮ контроллер автоматически прекращает генерацию - это важный диагностический признак
5	Сравнение сигналов до и после ключевых узлов	Например, наблюдение за сигналом на первичной и вторичной сторонах трансформатора позволяет оценить работу обратной связи Если импульсы на первичной стороне формируются правильно но отсутствует реакция вторичной, следует искать неисправность в выпрямителях или стабилизирующих цепях

Практические рекомендации:

♦	при работе с сетевыми блоками осциллограф обязательно под-
ключать через изолирующий трансформатор Это защитит
прибор и исключит опасное замыкание на «землю» сети;

♦	всегда начинайте наблюдение с низкого напряжения, плавно по-
даваемого через ЛАТР. Если при этом появляется повышенный ток
потребления или слышны «щелчки» трансформатора, блок нужно не-
медленно обесточить;

♦	измеряйте напряжение питания кон-
троллера УСС — его нестабильность или
провалы часто указывают на проблемы
с резисторами запуска, демпферами или
конденсаторами фильтра;

♦	при проверке ШИМ-сигнала обращайте
внимание не только на наличие импульсов,
но и на их симметрию, скважность и мо-
мент включения — все это важно для пра-
вильного режима ключей.

ОЫ1.1ЫЕ ВИДЕО

Что есть ЛАТР?
Особенности диагностики
ШИМ-контроллера

Перед заменой контроллера убедитесь, что:
♦ он действительно получает питание, и на-
пряжение не ниже минимального порога
старта;

♦	входы Еее<1Ьаск и Сотр не обесточены и
не «висят» ь воздухе — это часто приводит
к остановке генерации;

♦	на входах защиты (ОУР, ОТР, ЦУЬО) отсут-
ствуют ложные сигналы, вызванные утеч-
ками конденсатор- >в или поврежденными
стабилитронами.

ОКИ.1ЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Проверка
работоспособности
ШИМ-контроллера

СОВЕТ.

Также стоит проверить цепь мягкого запуска (5ор
5сап) - если конденсатор утратил емкость, контрол-
лер может переходить в режим перезапуска, создавая
циклическое «мигание» блока

Использование

измерительных приборов

Дополнительные инструменты:

• двухканальный осциллограф позволяет одновременно наблю-
дать сигналы на затворе и истоке МО8ГЕТ, что помогает точно
определить момент включения и выключения ключа;

♦ функциональный генератор полезен при проверке реакции кон-
троллера на изменение сигнала обратной связи. Подав на его вход
искусственный сигнал, можно оценить корректность работы защи-
ты и стабилизации;

• токовые клещи с возможностью измерения переменной со-
ставляющей позволяют визуально наблюдать форму потребляе-
мого тока, что особенно полезно при оценке пусковых режимов
Рассмотрим типичные ошибки при измерениях.

Ошибка № 1. Подключение осциллографа напрямую к «земле»
сетевого устройства — частая причина выхода из строя прибора.

Ошибка № 2. Отсутствие гальванической развязки при подаче сиг-
нала обратной связи.
Ошибка № 3. Измерение амплитуд без учета падения напряжения
на зондирующих щупах.

Ошибка № 4. Попытка измерения сигнала при пробитом ключе —
в этом случае ШИМ часто «уходит» в защиту, создавая ложное впечатле-
ние неисправности контроллера.

Результаты метода измерения рабочих параметров
и его практическое значение

Применение метода измерения рабочих параметров позволяет
локализовать неисправность по уровню сигнала, а не только по
факту отсутствия питания, Это один из самых информативных этапов

0М1МЕ ВИДЕО

Измерение
электрических
параметров

диагностики; он показывает, жива ли логика
управления, как работает обратная связь и есть
ли гармония между генератором и нагрузкой.

Статическая проверка элементов даст лишь
представление о «здоровье» схемы, но только
осциллограф покажет ее характер — частоту,
форму импульса, стабильность.

В руках опытного мастера этот метод пре-
вращается не просто в диагностику, а в инстру-
мент анализа поведения схемы, позволяю-
щий понять ее «почерк» и восстановить работу
до заводского состояния.

Анализ пусковых процессов
и самозапуска источника

Пуск источника питания — это один из самых ответственных и
информативных этапов его работы. Именно в первые доли секунды посте
подачи напряжения проявляются скрытые дефекты, проблемы с питанием
контроллера, утечки по конденсаторам и нестабильность цепей обратной
связи. Поэтому анализ процесса старта—обязательная часть диагностики,
особенно при ремонте сложных ПБП и телевизионных блоков питания.

Суть метода. Задача мастера — отследить, как формируется
питание ШИМ-контроллера и как он переходит из режима ожидания
(зГапб-Ьу) в рабочий режим. Для этого последовательно исследуются
три ключевых участка:

♦	цепь пускового тока и заряд конденсатора питания контроллера;

•	момент появления импульсов на выходах ШИМ и драйверов;

•	стабилизация выходного напряжения после запуска.
Пошаговое наблюдение процесса пуска. Перед включением
блок рекомендуется питать через лампу накаливания — она защи-
тит схему от пробоя при возможных коротких замыканиях. Затем
с помощью осциллографа фиксируют рост напряжения УСС ШИМ-
контроллера.

В норме оно должно плавно подняться до порога старта (обычно
12... 18 В), после чего контроллер начинает генерировать импульсы.
Если напряжение не достигает нужного уровня или быстро падает — это
явный признак неисправности пускового резистора, утечки конденса-
тора С$1аП, либо короткого замыкания во внутренних цепях микро-
схемы.

ВНИМАНИЕ

Типичная ошибка мастеров - проверка запуска без на-
грузки. В этом случае некоторые источники, особенно с
активной схемой РРС, могут не стартовать вовсе.

Для корректного анализа стоит подключить эквива-
лент нагрузки - например, лампу на вторичную иепь
12 В или 24 В

Что важно контролировать:

•	момент появления первых импульсов на выходе ШИМ;

♦	амплитуду и частоту этих импульсов;

•	реакцию схемы на кратковременные изменения в питании;

♦	работу защиты — при превышении гока или напряжения контрол-
лер должен выключаться, затем через короткий интервал пытаться
переза пуститьс я

Если наблюдается циклический запуск («щелканье» блока), то
причина часто кроется в недозаряде конденсатора питания — ШИМ
стартует, но тут же выключается из-за просадки УСС ниже порога удер-
жания. Такое поведение характерно для дегра-
дации пускового резистора (его сопротивление
увеличивается в несколько раз) или потери
емкости у электролита.

Полезные рекомендации:

♦ при проверке осциллографом используйте
дифференциальный зонд или гальвани-
ческую развязку, чтобы исключить навод-
ки и избежать короткого замыкания между
«землями»;

ОЫиМЕ ВИДЕО

Плавный пуск для
блока питания
•	если контроллер не стартует, попробуйте подать внешнее пита-
ние УСС <например, от лабораторного блока питания). Это позво-
ляет понять, исправен ли сам ШИМ без влияния пусковых цепей;

•	наблюдайте за временем запуска — слишком быстрый или, на-
оборот, замедленный старт может свидетельствовать о неисправ-
ности в цепи мягкого пуска или ошибки в схеме компенсации.

Практический пример. При ремонте блока питания телевизора
ЕСР42-13К2 типичным случаем является запуск с коротким «пуль-
сом» и последующим отключением. Осциллограмма УСС показывает
быстрый спад напряжения с 16 до 9 В. Причина — утечка в конденсаторе
С607, питающем ШИМ. После его замены источник стабильно выходит
в рабочий режим.

ПРИМЕЧАНИЕ.

При анализе запуска важно не только «видеть» сигналы,
но и понимать их логику почему контроллер стартует
именно при этом уровне напряжения, как формируется
обратная связь в момент перехода из режима ожидания,
какие узлы участвуют в самоподпитке. Эта аналитиче-
ская привычка позволяет не просто устранять дефекты,
а понимать их природу - что особенно ценно при ремон-
те современных многофункциональных блоков питания.
ГЛАВА Ъ

ПИТАНИЕ	|

И ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ КОНТРОЛЛЕРА

Если запуск - это момент пробуждения блока питания, то
питание контроллера и обратная связь - это его нервная
система, определяющая, будет ли устройство работать
ровно, стабильно и предсказуемо. В этой главе мы разберем,
почему ШИМ-контроллер внезапно «щелкает», перезапуска-
ется или вовсе не выходит на режим, как диагностировать
цепи самопитания и вспомогательных обмоток, и что проис-
ходит с УСС при реальной нагрузке и холостом ходе.

Диагностика сбоев самоподпитки
и повторных запусков

После успешного старта источник питания должен перейти в
устойчивый режим работы, при котором питание ШИМ-контроллера
поддерживается не пусковой цепью, а цепью самоподпитки (авто-
подпитки, аихШагу ичпсИп^, аихШагу зирр1у). Именно на этом этапе
часто проявляются скрытые дефекты, которые приводят к цикличе-
ским перезапускам или полному отсутствию устойчивого режима.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Цепь автоподпитки - это самоподдерживающая цепь
питания ШИМ-контроллера после первичного старта,
принимающая энергию от вторичной обмотки либо с
отдельной обмотки трансформатора
Принцип работы самоподпитки. Как
только ШИМ-контроллер запустился и на
выходе трансформатора появились пер-
вые импульсы, его питание переключается
с пускового резистора на вспомогательную
обмотку — обычно обозначаемую как АЦХ или
Усс	Через выпрямительный диод и

фильтрующий конденсатор напряжение этой
обмотки подается на вывод УСС контроллера.

В идеале напряжение должно стабилизи-
роваться на уровне 13...20 В и сохраняться
при любой нагрузке. Если этого не проис-
ходит — источник «щелкает», не удерживая
питание.

ОЫШМЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Импульсный
стабилизатор
с усиленным питанием
вспомогательной
обмотки

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Пусковая цепь - это цепь, которая инициализирует
запуск, например, через резистор с большим сопротив-
лением или отдельный источник, но после запуска от-
ключается или перестает быть основной, энергию кон-
троллер получает именно из цепи самопитания

Типичные признаки неисправности самоподпитки:

♦	периодические попытки запуска с характерными щелчками или
вспышками лампы накаливания;

♦	временный рост напряжения на выходах, затем его обнуление;

♦	осциллограмма УСС показывает пилу — напряжение поднимается
до порога старта и снова падает;

•	сильный нагрев пускового резистора или диода в цепи А11Х-обмотки.

Причины подобных сбоев могут быть как очевидными, так и
весьма коварными:

♦	потеря емкости фильтрующего конденсатора самопитания (он
не успевает удерживать напряжение между импульсами);

♦	пробой или обрыв диода выпрямителя в цепи АЦХ-обмотки;

♦	повышенное сопротивление дорожек или пайки — особенно
посте перегрева платы;

♦	неправильная полярность подключения обмотки (ести ранее
производился ремонт трансформатора);

♦	ошибки в обвязке ножек контроллера — например, утечка на
выводе ГеебЬаск вызывает ложное срабатывание защиты и оста-
новку генерации.
СОВЕТ.

Если вы наблюдаете циклический запуск, начните с про-
верки напряжения УСС при помаши осциллографа:

♦	если оно растет, достигает порога старта и резко
падает - ищите проблему в цепи самоподпитки;

♦	если напряжение остается стабильным, а импульсы
на выходе отсутствуют - вероятна неисправность
самого ШИМ или одного из входов защиты (ОУР. ОТР,
1М.0)

Проверка цепи самопитания рассмотрена ниже.

Шаг № 1. Отсоедините диод от АЦХ- обмотки и подайте на УСС ста-
билизированное внешнее питание от лабораторного источника.

Шаг № 2. Если контроллер запускается и стабильно генерирует
импульсы — значит, сам он исправен, а сбой в обвязке.

Шаг № 3. Далее проверяется диод и конденсатор по месту. Даже
небольшая утечка в десятки микроампер может нарушить работу в
импульсном режиме.

Полезные замечания:

♦	не используйте цифровой мультиметр для измерения пульсаций
УСС — он усредняет сигнал и скрывает динамику процесса. Только
осциллограф покажет реальную картину:

♦	если при захгуске лампа защиты ярко мигает, а напряжение на вы-
ходе успевает подняться — значит, импульсы все-таки формируют-
ся, но контроллер не удерживает питание;

♦	сбой связан с заниженной индуктивностью обмотки АПХ —
особенно после неаккуратной перемотки трансформатора. В этом
случае напряжение самоподпитки просто не достигает нужного
уровня.

ПРИМЕР

В блоке питания телевизора 16, построенном на кон-
троллере 1.6599, наблюдался повторный запуск каждые
1,5 секунды. При измерении выяснилось, что напряжение
на УСС падало с 15 до 8 В Конденсатор в цепи самопи-
тания имел номинал 47 мкФ. но фактическая емкость -
менее 5 мкФ После замены источник запустился ста-
бильно. и ток по первичной цепи снизился почти вдвое.
ВЫВОД.

Нестабильная самоподпитка - это одна из самых ча-
стых причин пульсирующего запуска и перегорания пу-
сковых элементов Всегда проверяйте этот участок
схемы первым, если блок питания проявляет «дыха-
ние» - периодические попытки старта без выхода но
рабочий режим

Проверка и восстановление
цепей обратной связи

Обратная связь — это «нервная система» любого импульсного
источника питания. Именно она поддерживает стабильное выходное
напряжение, реагирует на изменение нагрузки и обеспечивает кор-
ректную работу схем защиты. Нарушения в этом контуре часто прояв-
ляются в виде завышенного или заниженного выходного напряже-
ния, самопроизвольных перезапусков, свиста трансформатора и
неустойчивого режима работы. Поэтому тщательная проверка цепей
обратной связи — обязательный этап в диагностике.

Принцип работы цепей обратной связи. В классическом обрат-
ноходовом или форвардном источнике обратная связь формируется по
вторичной стороне:

♦	датчик напряжения (обычно ТЬ431 или ее аналог) сравнивает
действительное выходное напряжение с эталонным;

♦	оптопара передает корректирующий сигнал на первичную сторо-
ну, гальванически изолируя цепи;

•	вход управления (ГеейЬаск) ШИМ-контроллера изменяет скваж-
ность импульсов, регулируя подачу энергии через трансформатор
11ри повышении выходного напряжения ток через Т1431 возрастает,
что увеличивает яркость светодиода в оптопаре и снижает ток на фото-
транзисторе — ШИМ уменьшает длительность импульсоь. И, наоборот:
при падении напряжения ТБ431 частично закрывается, что приводит к
увеличению скважности.

Таким образом, источник постоянно поддерживает равновесие,
компенсируя колебания нагрузки и входного напряжения.

Типичные неисправности. Наиболее частые дефекты в цепях
обратной связи представлены в табл. 3.1.
Неисправности в цепях обратной связи	Таблица 3.1

№	Типичные неисправности	Признаки неисправности
1	Обрыв или у-ечк.а в делителе П.431	Нарушает точку срабатывания, что приводит к завышению или занижению выходного напряжения
2	Деградация оптогары	Фоторанзистор теряет чувствительность, из-за чего источник начинает «раскачиваться» или работать на пределе
3	Разрыв сигнальной земли вторичной части	В этом случае контроллер получает ложные данные и может уходить в защиту
4	Старение Т|_431	Изменение порога срабатывания до *5.. 10 %, что особенно критично для источников сточной стабилизацией (например, в ЬЕЭ драйверах)
5	Утечка по текстолиту или загрязнение платы	При Повышенной влажности это приводит к дрейфу напряжения опорного делителя и ложным срабатываниям

ПРИМЕЧАНИЕ.

3 результате неисправности источник часто ведет
себя нестабильно в холостом ходу работает, но при
подключении нагрузки «плавает» по напряжению или
выключается

. У

Порядок проверки обратной связи. Проверку целесообразно
выполнять пошагово.

Шаг № 1. Контроль выходного напряжения. При включении
через лампу или ЛАТР измерить напряжение на основном выходе —
если оно существенно выше нормы, вероятен обрыв цепи обратной
связи или ТЬ431.

Шаг № 2. Проверка оптопары. Выпаять элемент и измерить
сопротивление между коллектором и эмиттером при подаче тока на
светодиод (1...2 мА). Изменение сопротивления должно быть отчетли-
вым — от сотен кОм до десятков Ом. Если эффект слабый — заменить.

Шаг № 3. Проверка Т1Л31. Подайте с регулируемого источника
опорное напряжение на вход КЕЕ (через резистор 10 кОм) и наблюдайте
изменение проводимости между катодом и анодом. При 2,5 В на КЕЕ
элемент должен открываться. Если требуется большее напряжение —
ТЬ431 деградировала.

Шаг № 4. Измерение делителя ТЪ431 Проверить номиналы рези-
сторов по схеме. Даже отклонение на 10 % может изменить точку регу-
лировки на несколько вольт.

Шаг № 5. Контроль сигнала на входе РеебЬаск. Осциллографом
проверить уровень и форму сигнала. При стабильной работе он дол-
жен иметь небольшой пульсирующий характер (0,8...2,5 В). Отсутствие
динамики указывает на зависание регулирования.
ОШИЕ ВИДЕО

Как работают обратные
связи блока питания

Прове ока 11431

Проверка исправности
оптопары и И431 без
выпаивания

СОВЕТ

При проверке Т1.431 и оптопары используйте стабили-
зированный источник и ламповый ограничитель - что-
бы исключите случайный пробой вторичной цепи.

Если на выходе источник выдает максимум (например,
25 В вместо 12В)— почти всегда обрыв обратной связи
или неисправна Т1.431.

Если наоборот, напряжение занижено - проверьте цепи
подтяжки, утечки и состояние оптопары.

При подозрении на паразитные колебания установите
конденсатор 100 нФ параллельно делителю И431 -
это стабилизирует регулировку.

Восстановление и профилактика. После замены элементов
обратной связи рекомендуется:

♦	проверить стабилизацию при изменении нагрузки — напряжение
должно меняться не более чем на 1...2 %;

♦	контролировать работу защиты — источник не должен уходить в
перезапуск при резких скачках нагрузки;

♦	при ремонте старых блоков желательно заменить оптопару и
Т1Л31 парой, даже если один из них формально «исправен» — их
параметры со временем уходят вразнобой;

♦	обязательно очищать плату от флюса и грязи в зоне высокоомных
цепей — утечки даже в десятки мегаом могут исказить работу' де-
лителя.
ПРИМЕР ИЗ ПРАКТИКИ.

В блоке питания телевизора 1.СР32-12Р, на выходе +12 В
наблюдалось повышенное напряжение (около 17 В). При
проверке оказалось, что один из резисторов делите-
ля И431 увеличил сопротивление с 4,7 кОм до 6.8 кОм.
После замены и очистки платы источник восстановил
стабильность и прошел тест под нагрузкой без откло-
нений.

Итог. Цепи обратной связи — одна из самых чувствительных частей
импульсного источника. Малейшие отклонения номиналов, старение
оптопары или деградация Т1431 способны полностью изменить харак-
тер работы. Их проверка требует внимательности, но в то же время дает
ключ к пониманию того, почему источник теряет стабильность и как
вернуть его к штатной работе.

Диагностика и восстановление цепей
вторичного питания

Одним из ключевых направлений диагностики импульс-
ного блока питания является проверка работы цепей питания кон-
троллера, в частности линий УСС (УЛВ) и вспомогательных обмо-
ток, которые обеспечивают его устойчивую работу после запуска.
Нарушения именно в этих цепях зачастую приводят к циклическим
попыткам старта, срабатыванию защиты, а иногда — к полному отсут-
ствию признаков жизни блока.

После первоначального пуска контроллер получает питание через
пусковой резистор или вспомогательный источник, но по мере начала
генерации напряжение на его выводе УСС должно перейти на пита-
ние от вспомогательной обмотки трансформатора. Этот переход —
момент критический, и именно здесь чаще
всего возникают сбои.

Проверка уровня питания контроллера.

Перед первым включением рекомендуется
отпаять силовую часть (или подать питание
через лампу накаливания для ограничения
тока) и измерить напряжение на выводе УСС
контроллера.

Для большинства микросхем типовое
напряжение запуска находится в пределах
12...18 В, а напряжение удержания — 8... 12 В

О1Ч1.1МЕ ВИДЕО

Проверка
контроллера
Если напряжение не достигает порога запуска — контроллер не стар-
тует, а если падает ниже уровня удержания — генерация прекращается,
и блок входит в цикл повторных стартов.

ПРИМЕЧАНИЕ.

При циклическом «пыхтении» блока питания (корот-
кие щелчки, попытки старта с частотой 1...2 Гц) почти
всегда виновата неработающая вспомогательная об-
мотка или высокое сопротивление в цепи диода пита-
ния исс

Проверка диода и фильтрующего кон-
денсатора вспомогательного питания.
В цепи питания контроллера обычно установ-
лен быстродействующий диод (ЕК107, 11Р4007
и т. п.), выпрямляющий напряжение вспомога-
тельной обмотки, и конденсатор фильтрации
(от 22 до 100 мкФ * 50 В).

Даже небольшая утечка или рост Е5К у
этого конденсатора вызывает просадку пита-
ния, из-за чего микросхема теряет подпитку
и останавливается. Поэтому при малейших
сомнениях его лучше заменить на новый с
низким внутренним сопротивлением.

ОШ№ ВИДЕО

Как проверить
трансформатор
мультиметром,
определить первичную
и вторичную обмотки

СОВЕТ

При ремонте всегда полезно измерить напряжение
на вспомогательной обмотке относительно общей
шины во время работы - оно должно быть устойчи-
вым (обычно в пределах 12..,20 В постоянного уровня).
Наличие пульсаций или провалов укажет на проблемы с
фильтрацией или диодом.

Проверка обмоток и цепей связи с трансформатором. Если
питание на УСС отсутствует или сильно пульсирует, нужно убедиться
в целостности вспомогательной обмотки трансформатора
Возможны случаи, когда вследствие перегрева или механического воз-
действия повреждается пайка выводов либо обрыв происходит в месте
соединения с платой.
Также важно проверить резистор, стоящий последовательно с
обмоткой, — его обрыв исключает питание контроллера после запуска.

Метод восстановления и временного запуска. Для диагностики
можно подать питание на УСС извне, используя лабораторный блок
питания с токовым ограничением (например, 20 мА). Если при этом
генерация появляется — значит, первичный узел исправен, а неисправ-
ность кроется в цепях вспомогательного питания.

Однако при таком испытании нельзя подавать питание свыше
допустимого уровня (обычно 18...20 В), иначе микросхема будет
повреждена.

ПРИМЕЧАНИЕ.

После восстановления блока не забудьте проверить ди-
намику перехода питания - от пускового резистора к
вспомогательной обмотке. Если переход нестабилен,
возможны повторные циклы старта при изменении на-
грузки.

Типичные неисправности:

•	высокое Е5К или утечка конденсатора на линии УСС;

♦	обрыв диода или резистора в цепи вспомогательной обмотки;

♦	неправильное подключение выводов трансформатора после ре-
монта;

♦	повреждение дорожек или коррозия ь области цепей питания кон-
троллера;

♦	заниженное напряжение пускового источника, не позволяющее
перейти на самопитание.

Таким образом, цепи вторичного питания контроллера являются
своеобразным «кровотоком» блока, и даже небольшие дефекты здесь
способны полностью парализовать его работу. Тщательная проверка
каждого элемента этой цепи позволяет быстро вернуть источник к ста-
бильной работе и исключить ложные подозрения на неисправность
микросхемы управления.

Контроль стабильности УСС

и поведение при переходных режимах

После восстановления цепей питания контроллера важно убе-
диться, что напряжение УСС (или УВВ) остается устойчивым во
всех режимах работы блока — от холостого хода до максимальной
нагрузки. Именно стабильность этого напряже-
ния определяет, насколько надежно микросхема
управления сможет формировать импульсы и
поддерживать генерацию без сбоев.

Изменение УСС в разных фазах работы
блока. На этапе первичного запуска питание
контроллера подается через пусковой резистор
или ограничительный транзистор, и УСС посте-
пенно нарастает до порога включения (обычно
13...16 В). В этот момент микросхема начинает
работать, и ее генератор запускает силовой
ключ После появления напряжения на вспомо-
гательной обмотке трансформатора питание
контроллера переключается на нее, обеспечи-

ОЫЫМЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Как изменения
напряжения УСС
влияет на выходной
контакт микросхемы

вая более устойчивый источник тока.

При этом переходный процесс может сопровождаться кратковре-
менным провалом УСС на доли миллисекунды. Если емкость фильтру-
ющего конденсатора недостаточна или Е8К завышен, контроллер не
успевает перейти на самопитание и «падает» — генерация прекраща-
ется, цикл повторяется.

ПРИМЕЧАНИЕ

Характерным признаком такой неисправности являет-
ся равномерное «пыхтение» блока с частотой 1...2 Ги и
постоянная пульсация напряжения на конденсаторе УСС
в пределах 8...15 В

Проверка стабильности напряжения в динамике. Для диагно-
стики полезно наблюдать УСС на осциллографе в момент запуска
и при изменении нагрузки На исправной схеме график имеет форму
плавного роста до порога включения, после чего напряжение фикси-
руется на уровне 13...] 8 В с минимальными колебаниями (не более
0,2...0,3 В).

Если же на осциллограмме видны регулярные пульсации или
просадки при каждом импульсе ШИМ, следует проверить:

♦	сопротивление пускового резистора (может завышаться со време-
нем,);

♦	исправность выпрямительного диода вспомогательной обмотки;

♦	качество пайки и контактные соединения;

•	фильтрующий конденсатор (емкость и Е8В).
СОВЕТ.

При измерении осциллографом используйте зонд с ко-
роткой «земляной петлей» или отрезком провода, ина-
че паразитная индуктивность может исказить реаль
ную картину пульсаций на УСС.

Поведение УСС при переходе из холостого режима в нагрузку.
Одним из важных испытаний является наблюдение за УСС при под-
ключении нагрузки. При исправной схеме напряжение не должно
снижаться более чем на 0,5...1 В. Если при увеличении тока нагрузки
блок вновь уходит в циклический режим, это указывает на недостаточ-
ную мощность вспомогате.тьной обмотки или перегрузку вторич-
ных цепей, что отражается на питании контроллера.

Иногда виновником оказывается неисправный оптрон, который
искажает сигнал обратной связи, и контроллер начинает «зажимать»
ШИМ, теряя питание от вспомогательной обмотки.

Контроль в режиме кратковременных отключений сети.
Отдельно!о внимания заслуживает поведение схемы при мгновенных
провалах сетевого напряжения (например, при включении холодиль-
ника или сварочного аппарата в одной линии). В таких условиях кор-
ректно спроектированный блок должен сохранять питание контроллера
еще хотя бы 10...30 мс за счет заряда конденсатора УСС.

Если этого не происходит и блок «гаснет» при каждом кратком
отключении, следует увеличить емкость фильтрующего конденса-
тора (в пределах допустимого по схеме) или использовать элемент с
меньшим ЕВК. Это особенно актуально для старых телевизоров и мони-
торов, где старение электролитов приводит к таким «мерцаниям» при
включении.

Типичные проявления нестабильности
питания контроллера:

♦	циклический самозапуск — генерация по
является и пропадает с периодом 0,5...2 се-
кунды;

♦	пульсации на УСС в такт с частотой ШИМ;

•	снижение амплитуды импульсов на затво-
ре МО5ЕЕТ при росте нагрузки;

♦	рывки в яркости подсветки (для телевизо-
ров) или «подмигивания» индикаторов.

♦	повторные перезапуски блока после корот-
кого выключения сети.

оыииЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Что такое УСС?
В чем розница между
УССиУйй
ПРИМЕЧАНИЕ.

Не пытайтесь компенсировать
нестабильность /СС подбором
емкости «на глаз» - чрезмерно
большой конденсатор может
ухудшить реакцию зашиты
при аварии и привести к разру-
шению силовых ключей.

оыи№ ВИДЕО

Питание для
микроконтроллеров
(микросхема 1.М7805)

Поведение схемы при срабатывании защиты
и методы ее диагностики

Системы защиты в импульсных источниках питания — это не про-
сто «страховка» от аварии, а активная часть схемы, тесно связанная с
управлением ШИМ-контроллером. Их задача — предотвратить разру-
шение силовых компонентов при ненормальных условиях: коротком
замыкании, перенапряжении, перегреве или отказе обратной связи.
Но именно работа защит часто становится причиной загадочных отка-
зов — источник «запускается и тут же глохнет», щелкает, уходит в
перезапуск, или не выходит на номинал по нагрузке.

Принцип работы защитных узлов. Типовая схема защиты может
включать несколько контуров.

♦	ОУР (Оуег УоИа^е РпНесНоп) — защита от перенапряжения на
выходе;

♦	ОСР (Оуег Сиггеп! РгоГесНоп) — защита от перегрузки и коротко-

го замыкания;

♦	ОТР (Оуег ТешрегаГиге РгоГесНоп) — за-
щита по перегреву;

♦	ЦУЬО (Ппйег Уока^е Ьоск-Ош) — блоки-
ровка при пониженном питании контрол-
лера;

♦	ОЬР (Оуег Ьоаб РгоГесПоп) — ограничение
по мощности.

Каждый из этих механизмов работает
по-своему, но результат одинаков — прину-
дительная остановка генерации и переход
ь безопасный режим ожидания. После снятия
аварийного состояния источник пытается снова

ОЫЫЫЕ ВИДЕО

ШИМ-контроллер
Т1.494. Зачем нам
нужен ШИМ?
Понятное объяснение!
запуститься, и если причина не устранена, возникает циклический про-
цесс — автоперезапуск.

Характерные признаки срабатывания защиты:

♦	источник кратковременно выдает напряжение и сразу выключается;

*	на осциллограмме затвора МО5РЕТ видны одиночные импульсы
или короткие пачки;

♦	напряжение УСС контроллера падает ниже порога удержания;

♦	в режиме холостого хода источник работает, а при подключении
нагрузки уходит в защиту.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Подобные симптомы часто путают с дефектом само-
питания, но есть отличия: при срабатывании защиты
УСС падает только после принудительного останова
ШИМ. тогда как при сбое самоподпитки напряжение
снижается из-за нехватки энергии.

Практическая диагностика. Чтобы понять, что именно активиро-
вало защиту, необходимо анализировать поведение ключевых сигна-
лов во времени

♦	сначала проверяется форма импульсов на выходе контроллера —
если они внезапно обрываются, а питание еще сохраняется, значит
сработала внутренняя логика защиты;

♦	если же импульсы затухают постепенно — вероятна потеря пита-
ния или ошибка обратной связи.

СОВЕТ.

Подайте питание на ШИМ-контроллер от внешнего
лабораторного источника (через токоограничение).
Если генерация устойчива - значит, проблема в реаль-
ной схеме питания или защите, а не с микросхеме

Отключите поочередно входы зашиты (ОУР, ОСР), заме
няя их временно эквивалентами (например, резистором
на землю), чтобы локализовать, какая именно цепь вы-
зывает срабатывание.

Пронерка защитных элементов. На практике чаще всего выходят
из строя:

♦	токоизмерительные резисторы (зЬппГ) — изменяют номинал,
вызывая ложное срабатывание ОСР;
♦	оптопары и ТЬ431 — дают искаженный сигнал в цепи обратной
связи, что воспринимается как ошибка по напряжению;

♦	делители напряжения в цепи ОУР — пересыхание резисторов
или утечка по текстолиту изменяют точку срабатывания;

♦	терморезисторы и термодатчики — при старении показывают
заниженную температуру, блокируя запуск.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Особенно часто ошибки проявляются после прогрева
при холодном старте источник запускается, но через
несколько секунд отключается из за роста сопротивле-
ния в цепях обратной связи.

ОМЫЫЕ ВИДЕО

Контроллер без
ограничений, как
отключите, защиту
контроллера

Осциллографический анализ. Осциллограф дает наиболее полное
представление о поведении схемы при срабатывании защиты. Нужно
наблюдать:

♦	затвор МО8ЕЕТ — момент обрыва импульсов;

♦	УСС контроллера — характер падения на-
пряжения ;

♦	сигнал ЕееЛЬаск или Сотр — скачок до
верхнего уровня указывает на О\Т или
ошибку регулировки.

В режиме автоперезапуска осциллограммы
повторяются с периодом 0,5...2 секунды. При
этом хорошо видно, как контроллер каждый раз
проходит фазу запуска, генерации и остановки.

Рекомендации по восстановлению:

♦	проверить токовую обратную связь и но-

миналы шунтирующих резисторов;

♦	убедиться ь стабильности питания УСС —
при занижении на 1...2 В некоторые ШИМ-
микросхе.мы (11С3842, МСР1200, 8С6841 и
др.) ошибочно уходят в защиту;

♦	проверить корректность обратной связи по
оптопаре — сигнал с ТЕ431 должен плавно
меняться при изменении выходного на-
пряжения;

♦	при подозрении на ложную защиту' вре-
менно заменить контроллер на заведомо
исправный аналог — это исключит про-
граммные сбои внутренней логики.

ОЫиИЕ ВИДЕО

ШИМ - плавное
управление нагрузкой.
Генерация или
создание ШИМ сигнала
ПРИМЕР ИЗ ПРАКТИКИ.

В блоке питания монитора на контроллере ЫСР1207
наблюдалось кратковременное свечение светодиода и
последующее отключение. Измерения показали, что на-
пряжение на выводе Реедоаск резко подскакивало до 4 В.
что вызывало ОУР Причиной оказалась пробитая И431,
формировавшая ложный сигнал перенапряжения. После
замены источник заработал стабильно.

ВЫВОД

Анализ работы защит - важный зтап диагностики, по-
зволяющий отличить реальную неисправность от лож-
ного срабатывания. Правильно интерпретируя динами-
ку сигналов и уровни напряжений, можно точно опреде-
лить, где именно источник «теряет устойчивость» - в
силовой части, цепях обратной связи или на уровне
управляющей логики.

Проверка цепей самопитания

при различных режимах нагрузки и холостом ходе

ОЫЫЫЕ ВИДЕО

Осциллограмма
регулируемого блока
питания на холостом
ходу и под нагрузкой

После того как стабильность УСС подтверждена при запуске, необ-
ходимо проверить, как ведет себя система самопитания в разных
рабочих состояниях — при холостом ходе, номинальной нагрузке
и максимальном токе потребления. Именно от корректной работы
этих цепей зависит способность источника
питания поддерживать генерацию, не уходя в
перезапуски и не вызывая ложных срабатыва-
ний защиты.

Поведение схемы самопитания на холо-
стом ходу. При работе без нагрузки блок пита-
ния потребляет минимальный ток, и амплитуда
импульсов на первичной стороне снижается.
В этом режиме вспомогательная обмотка
трансформатора иногда перестает обеспечи-
вать достаточное напряжение для питания кон-
троллера, особенно если выпрямительный диод
или фильтрующий конденсатор деградировали.
Типичные признаки этой неисправности:

•	напряжение УСС медленно «плавает» б пределах 10...14 В;

♦	слышен легкий «цокот» или «шуршание» в трансформаторе;

♦	генерация кратковременно пропадает, после чего восстанавливается.

ПРИМЕЧАНИЕ

Такие симптомы часто наблюдаются в старых блоках с
ШИМ-контроллерами серий ЧС3842, КА7500, И494, где
пусковой резистор со временем увеличивает сопротив-
ление, и схема переходит в режим периодического само-
запуска

Для диагностики рекомендуется:

♦	измерить напряжение на УСС в режиме без нагрузки — оно долж-
но быть стабильным и не падать ниже порога удержания (обычно
9..11 В);

♦	проверить диод вспомогательной обмотки — даже незначитель-
ное увеличение его обратного тока вызывает утечку и провалы пи-
тания;

•	оценить состояние фильтрующего конденсатора — Е8К не дол-
жен превышать 0,5...1 Ом при емкости 47...100 мкФ.

Работа при номинальной и повышенной нагрузке. При под-
ключении нагрузки контроллер начинает формировать более широкие
импульсы, увеличивается ток через первичную обмотку, и на вспомога-
тельной обмотке растет амплитуда напряжения. В исправной схеме УСС
стабилизируется на уровне 13. ..18 В, не изменяясь при увеличении тока.

Если же при росте нагрузки УСС начинает проседать, это говорит о:

•	недостаточной мощности вспомогательной обмотки (ошибка в
конструкции или ее частичный обрыв);

♦	плохом контакте в цепях выпрямления;

•	пробое или деградации диода;

♦	чрезмерном потреблении тока .микросхемой управления.

СОВЕТ.

Измеряя УСС на осциллограсре, можно увидеть короткие
провалы в моменты перехода через пиковую нагрузку -
это допустимо, если длительность их не превышает
нескольких микросекунд. Волее глубокие «просадки» ука-
зывают на потерю устойчивости схемы питания кон-
троллера.
ОМЫМЕ ВИДЕО

Как проверить блок питания
под нагрузкой

Электронная нагоузка для
блоков питания своими руками

Особенности поведения при резких изменениях нагрузки. При
переключении нагрузки (например, включении лампы или резистора)
исправный источник питания должен мгновенно компенсировать
падение выходного напряжения, при этом питание контроллера не
должно прерываться. Если же наблюдается кратковременный «срыв»
генерации, это значит, что емкость конденсатора УСС недостаточна
для удержания питания в переходных режимах.

ПРИМЕЧАНИЕ.

В некоторых импульсных блоках (особенно телевизион-
ных) встречается отдельная схема стабилизации само-
питания - через дополнительный стабилитрон, тран-
зистор или линейный регулятор. Нарушение ее работы
приводит к резкому изменению уровня /СС при переходе
от малой нагрузки к большой, что вызывает «дрожание»
частоты ШИМ и искажения формы выходного сигнала.

Проверка режима удержания после сня-
тия питания. Полезно также проверить, как
долго контроллер остается активным после
отключения сети. При нормальной емкости
фильтра по УСС напряжение должно снижаться
постепенно, обеспечивая контроллеру коррект-
ное завершение цикла работы. Если же напря-
жение обрывается мгновенно, генерация пре-
кращается раньше, чем полностью разряжаются
вторичные цепи — в результате наблюдаются
всплески напряжения на выходе.

ОЫИЫЕ ВИДЕО

Блик питания
компьютера не
держит нагрузку
ПРИМЕЧАНИЕ.

Подобные всплески особенно опасны для слаботочных
потребителей - микроконтроллеров, логических схем,
инверторов подсветки. Поэтому при восстановлении
блока всегда проверяйте форму затухания напряжения
УСС при выключении питания.

Заключение и рекомендации. Проверка цепей самопитания —
один из ключевых этапов диагностики, позволяющий судить о реаль-
ной устойчивости работы импульсного источника. Нестабильность
питания контроллера проявляется не только при пуске, но и в переход-
ных процессах, особенно при изменении нагрузки. Рекомендуется:

♦	проводить измерения в динамике, с подключенной нагрузкой;

♦	сравнивать осциллограммы УСС и выходного напряжения — их
пульсации часто взаимосвязаны;

♦	проверять состояние вспомогательной обмотки, диода и конден-
сатора фильтра при каждом ремонте.
ГЛАВА4

АНАЛИТИЧЕСКИЕ
И СРАВНИТЕЛЬНЫЕ
МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ

Это глава о том. кок научиться «слышать» блок питания, доже
когда он молчит. Здесь мы разберем методы, позволяющие видеть
глубже, чем обычная проверка мультиметром: сравнение подозри-
тельной схемы с эталонной, анализ реакций узлов на малейшие
возмущения и пошаговая изоляция элементов для точного опре-
деления места сбоя.

Метод эталонного анализа
и сравнительной диагностики

Одним из наиболее надежных и практически проверенных спо-
собов локализации сложных неисправностей в источниках питания
является метод эталонного анализа, или сравнительной диагно-
стики. В отличие от обычной проверки параметров «вслепую», этот
подход основан на поэтапном сопоставлении поведения неисправ-
ного устройства с заранее измеренными эталонными данными
исправного образца.

Суть метода.. Принцип заключается в сравнении напряжений,
форм сигналов и временных зависимостей на ключевых узлах
схемы. Такой анализ позволяет не только выявить неисправность, но и
понять, в каком именно каскаде нарушена цепочка преобразова-
ния энергии — в управляющей, силовой или обратной связи.

Особенно высокую эффективность .метод показывает при ремонте
серийных моделей, где схемные решения и компоновка элементов
повторяются, а значит, можно использовать рабочий экземпляр как
опорный стандарт
Основные приемы сравнительного ана-
лиза:

•	сопоставление контрольных напряжений
на УСС, выходе ШИМ-контроллера, затво-
рах силовых транзисторов и на выходе вто-
ричных выпрямителей.

♦	анализ осциллограмм — форма, частота, ам-
плитуда и длительность импульсов должны
совпадать с эталонными значениями.

♦	проверка временных диаграмм запуска —
скорость роста питающих напряжений, мо-
мент появления генерации, длительность

оыинЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Логгеры данных

мягкого старта.

♦	сравнение поведения под нагрузкой — амплитуда пульсаций, ха-
рактер реакции на скачки тока или напряжения

ПРИМЕЧАНИЕ.

Даже незначительное отличие частоты генерации (на
5...10 %) или длительности импульса на затворе может
указывать на скрытые дефекты - деградацию элек-
тролитов, утечку через обратные диоды или изменение
параметров резисторов в цепях обратной связи.

Практические приемы и приемы экономии времени:

♦	при отсутствии второго исправного блока можно использовать ар-
хив осциллограмм или справочные данные с предыдущих ре-
монтов. Это особенно полезно для часто встречающихся моделей
телевизоров, мониторов и блоков питания ПК;

♦	применение двухканального осцилло-
графа позволяет одновременно контроли-
ровать сигналы неисправного и исправно-
го устройства. Такой «зеркальный» метод
ускоряет поиск отклонений,

♦	полезно иметь «эталонную плату», специ-
ально подготовленную для диагностики: с
выведенными наружу контрольными точ-
ками, подписями элементов и удобными
точками подключения щупов.

Новые подходы: цифровая библиотека
эталонов. Современные ремонтники все чаше
создают цифровые базы эталонных параме-

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Основы технической
диагностики
электронных средств
трое — фотографии, схемы, таблицы напряжений и частот. При повторных
ремонтах это экономит десятки минут на поиске закономерностей.

Некоторые мастера даже используют логгеры сигналов, записывающие
осциллограммы по нескольким канатам одновременно, с последующим ана-
лизом на компьютере. Это особенно полезно для поиска кратковременных
отказов, которые невозможно уловить обычным осциллографом.

Типичные случаи применения метода:

♦	смещение уровня ШИМ на одном из плеч преобразователя — при
сравнении видно, что амплитуда импульсов на неисправной плате
ниже эталонной;

♦	снижение частоты генерации при тех же условиях питания —
указывает на неисправность КС-цепи задания частоты;

♦	асимметрия импульсов в полумостовых схемах — чаще всего
результат утечки через один из ключей или пробоя драйвера;

♦	отличие формы сигнала обратной связи — свидетельство обры-
ва оптопары, деградации ТЪ431 или нарушения баланса делителей.

СОВЕТ.

Перед началом измерений убедитесь, что входные усло-
вия полностью совпадают - одинаковое сетевое напря-
жение, нагрузка, температура. Даже разница в 10 В на
входе может изменить частоту работы ШИМ и ввести
в заблуждение при сравнении.

Практическое значение метода. Метод эталонного анализа неза-
меним при ремонте сложных или «плавающих» неисправностей,
когда традиционные измерения не дают ответа Он позволяет выявить
нарушения динамических характеристик, которые не видны при
статических тестах.

Кроме того, регулярное ведение собственной «ремонтной библи-
отеки» эталонных параметров превращает мастера в системного спе-
циалиста: каждый новый случай добавляет базу знаний, упрощая диа-
гностику' следующих блоков той же серии.

ВЫВОД.

Метод сравнительной диагностики - это не просто спо-
соб «сравнить осциллограммы», а инструмент для поиска
причин нарушения стабильности в импульсных схемах. Он
сочетает практику, наблюдательность и системный под-
ход, позволяя без лишних разборок опредепить проблем-
ный участок, даже если внешне блок выглядит исправным.
Метод функционального моделирования
и проверки реакций схемы на возмущения

Для понимания поведения импульсного источника питания в раз-
личных эксплуатационных условиях полезно не ограничиваться изме-
рениями 1. статических режимах. На практике важно оценить, как
схема реагирует на кратковременные возмущения — скачки напря-
жения, пульсации нагрузки, задержки запуска и переходные процессы в
цепях обратной связи. Такой анализ можно выполнить как с помощью
программного моделирования, так и экспериментально — на стенде с
регулируемыми источниками и эквивалентами нагрузки.

В основе функционального моделирования лежит воспроизве-
дение реальных динамических процессов, происходящих в блоке
питания. Для этого строится упрощенная схема — аналог электриче-
ской модели узла, включающая основные элементы: силовой ключ,
трансформатор, выпрямители, цепи стабилизации и обратной связи.
В качестве внешнего возмущающего воздействия задается изменение
входного напряжения или нагрузки во времени. На рисунке (рис. 4.1)
приведен пример схемы моделирования блока питания с наблюдением
отклика на ступенчатое изменение нагрузки.

При проведении моделирования важно учитывать временные
константы цепей

♦	задержку реакции по обратной связи (определяется емкостями в
оптроне и цепи компенсации ошибки);

♦	длительность накопления энергии в дросселе;

♦	время перезаряда конденсаторов в первичных и вторичных цепях.

Анализируя форму напряжения УСС контроллера и выходного
напряжения при возмущениях, можно оценить устойчивость работы
схемы. Если при скачке нагрузки наблюдается глубокая просадка УСС,
переход в режим перезапуска или появление пилообразных колебаний,
это указывает на недостаточную емкость в цепи самопитания или
на запаздывание реакции по обратной связи.

Рис. 4.1. Структурная схема импульсного блока питания
ОМиЫЕ ВИДЕО

Моделирование
лабораторного блока
питания

Функциональное моделирование удобно
совмещать с реальными экспериментами на
стенде. Для этого применяют регулируемые
нагрузки, позволяющие создавать ступенчатые
изменения тока, а также источники питания с
возможностью имитации просадок сетевого
напряжения. При этом важно контролировать
форму импульсов на затворе ключа, пове-
дение сигнала СОМР и уровень УСС. Сравнение
осциллограмм с расчетными моделями позво-
ляет выявить слабые места схемы — например,
медленную реакцию на перегрузку или склон-
ность к самовозбуждению при малых токах.

В отдельных случаях полезно ввести искусственные возмуще-
ния — например, кратковременно отключить оптрон обратной связи
или увеличить сопротивление в цепи компенсации ошибки. Такие при-
емы позволяют наблюдать запас устойчивости схемы, оценить предель-
ные режимы и убедиться, что контроллер возвращается в стабильное
состояние без сбоев.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Любые эксперименты с возмущениями проводятся при
изолированном питании и через токограничивающий
резистор ео избежание пробоя силовых элементов.

Таким образом, метод функционального моделирования и про-
верки реакции схемы на возмущения позволяет не только подтвердить
исправность узлов, но и глубже понять, как блок питания реагирует
на реальные динамические процессы. Этот подход особенно ценен
при ремонте сложных ИИП, где нестабильность часто проявляется не в
статике, а именно н переходных режимах.

Г Метод изоляции

' и пошагового тестирования узлов

Суть метода. Данный подход основан на поэтапной изоляции
функциональных участков схемы и анализе их поведения в частично
отключенном состоянии. Цель — не просто «отключить все лишнее»,
а построить логическую цепочку зависимостей, чтобы выявить пер-
вопричину неисправности. Метод незаменим при ремонте многосту-
пенчатых источников питания, где каждый
узел влияет на работу соседних — например,
при наличии вторичных стабилизаторов,
драйверов, РЕС-контуров и схем самопод-
питки

Алгоритм применения рассмотрен
ниже.

Шаг № 1. Пошаговая изоляция цепей.
Сначала проверяются вторичные выпрями-
тели и фильтры, затем — цепи обратной связи,
далее — драйверы и управляющие каскады.

ОЫНЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Создание цепей
на схеме
из редактора плат

Шаг № 2. Имитация режимов. При необходимости создаются
искусственные сигналы; например, подача напряжения УСС вручную от
лабораторного блока, чтобы проверить запуск контроллера вне основ-
ной схемы.

Шаг № 3. Работа в пониженных режимах. При первом включе-
нии рекомендуется питать схему через ЛАТР и лампу накаливания, а
при необходимости — снижать частоту импульсов, если контроллер
допускает внешний сигнал, чтобы наблюдать процессы в замедленном
виде.

Шаг № 4. Измерения реакций. После каждого этапа изоляции
фиксируются напряжения, форма ШИМ-сигналов, стабильность запу-
ска и потребляемый ток.

Расширенные приемы решения вопроса приведены в табл. 4.1.

Расширенные приемы тестирования	Таблица 4.1

Приемы	Комментарии
Метод частичной имитации	Если предполагается неисправность в трансформаторе или вторичных цепях их можно заменито эквивалентом нагрузки (резистивным или электронным), чтобы исключить ложное влияние
Подмена источников питания	Временная подача питания на УСС контроллера от внешнего блока позволяет оценить работоспособность логики без участия первичнее преобразователя
Изоляция цепей обратной связи	При подозрении на ложные сигналы через оптопару можно временно заменить ее резистором эквивалентного номинала, чтобы проверить реакцию схемы
Кон грол ь температу ры	Перегрев отключенных элементов иногда указывает на «фоновое» потребление - например.утечки через полевые транзисторы или деградировавшие стабилитроны
омиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Сравнителоный анализ
методов исключения
тестовой оснастки при
выполнении измерений
параметров

Примеры применения:

♦	если блок питания не выходит из ре-
жима перезапуска, изоляция участков
позволит определить — происходит ли
срыв по цепи питания контроллера или
по сигналу обратной связи;

•	при низком выходном напряжении
можно временно отключить стабилизи-
рующую ветвь и проверить поведение
первичного каскада без влияния кор-
ректирующих сигналов;

♦	если контроллер стартует и тут же
глохнет, достаточна отключить цепь
обратной связи, чтобы убедиться, не

формируется ли преждевременный сигнал ОУР (Оуег Уо1са§е
Ргогесиоп).

Полезные рекомендации. При частичном отключении цепей
всегда контролируйте напряжения на ключевых узлах — рост ампли-
туд на ШИМ-выходах может указывать на отсутствие компенсации
и потенциально повредить МО8РЕТ. Для контроля удобно использо-
вать двухканальный осциллограф: один канал наблюдает сигнал
на затворе, второй — на истоке или выходе трансформатора. Хорошей
практикой является создание схемы отметок — простая распечатка
платы с отмеченными отключенными цепями помогает избежать оши-
бок при последовательных тестах.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Метод изоляции - это не только поиск неисправности,
но и диагностика взаимодействия узлов в динамике Он
помогает увидеть, какие участки схемы взаимозависи-
мы и как они влияют на общий запуск. Он особенно поле-
зен при «плавающих» неисправностях, которые прояв-
ляются только под определенными условиями нагрузки
или температуры.
ГЛАВА 5

ПРОВЕРОЧНЫЕ

И ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

В этой главе мы переходам от измерений к настоящей «поле-
вой работе». Здесь собраны методы, которые используют
мастера, когда схема ведет себя непредсказуемо подстано-
вочная замена элементов для быстрой локализации дефекта,
динамические стресс-тесты для проверки устройства под
нагрузкой и тепловая диагностика, позволяющая увидеть скры-
тые перегревы и утечки.

Метод подстановочного тестирования
и контрольной замены элементов

Среди практических приемов диагностики импульсных источников
питания особое место занимает метод подстановочного тестирова-
ния — целенаправленная замена подозрительных элементов на заве-
домо исправные аналоги с целью проверки реакции схемы. Этот метод
особенно полезен тогда, когда традиционные способы измерений не
дают однозначною результата — например, при межмитковых про-
боях. микротрещинах в кристалле транзистора, деградации оптрона
или внутренних утечках микросхем управления, которые невоз-
можно зафиксировать простым мультиметром.

Принцип метода. Суть подхода заключается в контролируемой
замене отдельных элементов схемы на исправные, с последующим
наблюдением за изменением режима работы. Если после замены ком-
понент поведение схемы нормализуется — значит, неисправность лока-
лизована. При этом важно не только заменить элемент, но и проанали-
зировать причину его выхода из строя, чтобы исключить повторное
повреждение.

Алгоритм применения метода рассмотрен ниже.
Шаг № 1. Выбор подозрительного узла. Обычно это элемент, уча-
ствующий в ключевых процессах — силовой МО8ЕЕТ, выпрямительный
диод, оптопара или ШИМ-контроллер.

Шаг № 2. Проверка цепей сопряжения. Перед заменой обяза-
тельно оценивают состояние окружающих компонентов резисторов,
демпферов, диодов обратного восстановления, драйверных элементов.

Шаг № 3. Подстановка исправного аналога. При отсутствии ори-
гинала можно использовать аналогичный по параметрам компонент —
например, МО8РЕТ с тем же сопротивлением открытого канала и током,
но с большим запасом по напряжению.

Шаг № 4. Контроль поведения схемы. После замены наблюдают
изменение формы импульсов, уровня потребления тока и стабильности
запуска. Если параметры вернулись к норме — элемент признан неис-
правным.

Практические приемы и рекомендации:

•	при проверке оптронов и стабилитронов полезно заранее иметь
набор «эта .онных» компонентов, которыми можно быстро подме-
нить подозрительный элемент без выпайки всей цепи;

•	для полевых транзисторов удобно использовать пробник с воз-
можностью проверки емкости затвора — часто именно потеря ем-
кости указывает на деградацию кристалла;

♦	микросхемы ШИМ и драйверы можно тестировать на временной
макетной плате, где создаются упрощенные условия запуска, что-
бы не рисковать повреждением основной схемы;

•	подстановка исправного конденсатора большой емкости в цепь
УСС часто помогает выявить «уставший» фильтр, вызывающий са-

моперезапуски при старте.

Полезный опыт. Опытные ремонтники
нередко используют комплект «дежурных»
компонентов, включающий несколько рас-
пространенных микросхем (ПС3842, ТЬ431,
КА7500, ОВ2269), пар транзисторов, оптронов
и стабилитронов. Это позволяет оперативно
проверить реакцию схемы без ожидания новых
деталей.

Метод подстановки особенно эффекти-
вен в ситуациях, когда дефект не проявля-

оыимЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Метод замены
ется постоянно — например, при нагреве, вибрации или изменении
нагрузки. В таких случаях подстановка нового элемента может вре-
менно стабилизировать работу, подтвердив, что причина именно в
старом компоненте.

СОВЕТ

Не стоит заменять элементы вслепую - если неис-
правность вызвана каскадным эффектом, новый компо-
нент может также выйти из строя. Например, замена
полевика без проверки драйвера часто заканчивается
повторным пробоем.

После каждой замены желательно контролировать ток
потребления и наличие перегрева, чтобы убедиться в
корректности работы.

При роботе с 5МО-компонентами используйте термо-
стойкие подложки или адаптеры, чтобы избежать по-
вреждения дорожек при многократной пайке.

Метод подстановочного тестирования — это не «угадайка», а логиче-
ский инструмент, позволяющий подтвердить гипотезу о неисправности.
Он сочетает в себе практику и опыт, и при правильном применении пре-
вращает сложный поиск дефекта в четко структурированный эксперимент.

Метод динамического
стресс-тестирования элементов

Суть метода. Данный подход заключается не просто в создании
внешних воздействий, а в целенаправленной проверке устойчи-
вости схемы к динамическим изменениям температуры, вибрации
и напряжения. Его цель — обнаружить скрытые деградационные
процессы, микротрещины, нестабильные контакты, а также оценить
реальную надежность схемы при работе в экстремальных условиях.

Расширенные возможности и приемы тестирования приве-
дены в табл. 5.1.

Что особенно эффективно при тестировании:

*	кратковременные импульсы перегрева и охлаждения ьыяв.щют

элементы с нарушением внутреннего контакта;

♦	наблюдение за поведением схемы при «встряске» питания помога-
ет определить ненадежные узлы запуска:

•	тепловизионная съемка позволяет сразу локализовать проблем-
ный участок, экономя часы поиска.
Расширенные возможности и приемы тестирования	Таблица 51

Варианты тестирования	Комментарии
Тепловое воздействие с циклированием	Нагрев и охлаждение выполняются поочередно, с имитацией пусковых и аварийных режимов Использование фена или термостат: позволяет определить элементы, которые начинают проявлято сбои при изменении температуры, а не при ее постоянном значении Особенно чувствительны к этому стареющие электролитические конденсаторы и микросхемы с деградировавшими кристаллическими соединениями
Импульсное изменение питания	Кратковременное отключение или «просадка» напряжения питания выявляют слабые узлы самопитания, цепи сброса и микросхемы с нестабильной инициализацией Особенно полезен этот прием при диагностике источников, периодически не запускающихся после кратковременного обесточивания
Локальная вибродиагностика	В отличие от простого постукивания, здесь используется контролируемое механическое воздействие - легкое нажатие или изгиб платы в определенной зоне, с наблюдением реакции схемы на осцилло "оафе При этом можно увидеть временные провалы импульсов, искажения формы сигнала, что указывает на проблемные соединения особенно под корпусами ВС-А
Электрическое раздражение	Метод заключается в подаче ступенчатых возмущений на входные цепи или нагрузки - это позволяет проверить резерв устойчивости стабилизаторов качестве фильтр! > и быстродействие защиты В отличие от лабораторного моделирования, здесь важно фиксировать не только форму сигнала, но и характер восстановления режима
Использование тепловизора или ИК-камеоы	Современные методы позволяют визуализировать тепловую карту платы во время работы Аномально нагревающийся элемент или асимметоия температурных пятен часто выдают внутренние дефекты или повышенные токи утечки

ПРИМЕЧАНИЕ.

Стресс-тестирование особенно полезно при ремонте
блоков питания, работающих в замкнутом объеме кор-
пуса, где тепловой режим нестабилен. Именно такие
блоки чаще всего имеют «плавающие» неисправности,
проявляющиеся только при длительном прогреве.

Имейте ввиду:

♦	нельзя допускать перегрева или сильно -
го термошока, особенно при использо-
вании аэрозольных охладителей;

♦	при подаче импульсных возмущений сле-
дует контролировать пределы по напря-
жению и току, чтобы не вызвать пробой
защитных диодов или конденсаторов;

♦	тепловизионные наблюдения рекомен-
дуется проводить при изоляции платы
от корпуса, чтобы избежать ложных по-
казаний от теплопроводящих элементов.

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Испытания, контроль и
диагностика приборов
вывод.

Метод динамического стресс-тестирования являет-
ся одним из самых практичных способов «раскачать»
скрытую неисправность, заставив ее проявиться. Он
показывает не только текущее состояние элементов,
но и перспективу их отказа, что особенно важно при
профилактическом обслуживании и ремонте дорого-
стоящих источников питания.

Тепловая диагностика
и анализ энергорассеивания элементов

Суть метода. Тепловая диагностика источников питания — один
из наиболее наглядных и при этом точных методов анализа их работы.
Используя тепловизор, инфракрасную камеру или контактный
датчик температуры, можно буквально «увидеть» внутреннюю жизнь
устройства — как распределяется энергия, какие узлы находятся под
нагрузкой, а какие, наоборот, бездействуют. Такой подход позволяет
быстро выявить аномалии рассеяния мощности, перегревы, недо-
гревы и тер.моперекосы между параллельными элементами.

Что позволяет определить метод:

♦	локальные зоны перегрева, возникающие из-за паразитных то-
ков утечки, частичных пробоев, неправильной полярности или де-
градации кристалла полупроводникового прибора;

♦	неравномерность температурного поля радиаторов — верный
признак нарушения контакта между корпусом и теплоотводом
(высохшая термопаста, ослабленный прижим, неравномерность
площадки);

♦	нарушения в распределении токов при параллельно]! работе си-
ловых транзисторов или диодов. Если один элемент заметно горя-
чее других, это сигнал о рассогласовании параметров, различиях в
сопротивлениях исток-сток или несимметрии драйвера;

♦	отсутствие нагрева при наличии питания, что говорит о нера-
ботающем узле (например, контроллер не стартует, драйвер «мол-
чит», или сгорел внутренний источник опорного напряжения).

Расширенные возможности теплового анализа. При детальном
обследовании можно также оценить энергетическую эффективность
узлов. Например, чрезмерный нагрев выпрямительных диодов вто-
ричной цепи указывает на высокие токовые пульсации или непра-
вильную частоту переключения, а перегрев ферритовых сердечни-
ков трансформаторов свидетельствует о снижении индуктивности и
вхождении в насыщение.

Дополнительно тепловизор позволяет оценить качество
ремонта — если замененный элемент греется сильнее остальных, воз-
можно, он имеет иную структуру, более высокое сопротивление или
другую тепловую константу.

Рек, >менд ации:

♦	снимайте тепловое изображение в динамике — сразу после вклю-
чения и через 1...3 минуты работы. Это помогает понять, как бы-
стро система выходит на тепловое равновесие;

•	наиболее информативен кадр переходных процессов (например,
включение под нагрузкой): именно тогда проявляются скрытые
дефекты в цепях обратной связи и компенсации;

♦	при обследовании трансформаторов и дросселей обращайте вни-
мание на неравномерность нагрева по сердечнику — асимме-
трия магнитного потока указывает на перекос фаз или неравно-
мерное насыщение обмоток;

♦	для микросхем и стабилизаторов полезно зафиксировать тепло-
вой портрет при изменении УСС — в случае внутренних корот-
ких замыканий температура резко возрастает при незначительном
росте напряжения.

Безопасные альтернативы тепловизору. При отсутствии инфра-
красной камеры применяются контактные методы, например, миниа-
тюрная термопара типа К или Т, цифровой термометр с термозондом.

ВНИМАНИЕ.

В простейшем случае может применяться пальцевой
тест, но только при питании через разделительный
трансформатор и соблюдении мер безопасности.

Важные замечания:

♦	измерения проводятся только под нагруз-
кой, иначе тепловая картина будет непол
ной;

♦	некоторые микросхемы, особенно драйве-
ры и стабилизаторы, могут стабильно рабо-
тать при температурах до 100 °С, и это не
обязательно указывает на неисправность;

♦	на этапе ремонта тепловой контроль це-
лесообразно сочетать с осциллографиче-
ским анализом, чтобы подтвердить, что

ОЫЫЫЕ ВИДЕО

Тепловой контроль
перегрев сопровождается токовыми всплесками или искажением
формы импульсов.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Инфракрасный анализ полезен не только для поиска де-
фектов, но и для верификации схемных решений В ряде
случаев, особенно при разработке или глубокой рекон-
струкции блока питания, тепловая карта становится
обратной связью инженера - она показывает, насколь-
ко корректно распределена энергия и где система тре-
бует оптимизации. Таким образом, тепловая диагно-
стика выступает не просто как инструмент ремонта,
а как метод системного анализа поведения схемы во
времени
ГЛАВА 6

г

СТАТИСТИЧЕСКИЕ И

ПРЕДИКТИВНЫЕ ПОДХОДЫ /

В этой главе мы поднимаемся на уровень над схемой - туда,
где отдельные неисправности складываются в закономерно-
сти. Здесь рассматриваются методы, позволяющие видеть не
только конкретный дефект, но и его происхождение: повто-
ряющиеся отказы, типовые слабые узлы, закономерности,
которые проявляются после десятков ремонтов.

ОЫЫЫЕВИДЕО

Защита блоков
питания от
перегрузки и
короткого замыкания

Метод повторяющихся отказов
и статистического анализа дефектов

Суть метода. Данный подход базируется на систематическом
накоплении и анализе повторяющихся неисправностей в источ-
никах питания одной серии, платформы или
даже производителя. Он сочетает опыт прак-
тического ремонта с элементами статисти-
ческого анализа, позволяя прогнозировать
вероятные точки отказа еше до начала диагно-
стики. Метод особенно эффективен при работе
с серийными блоками — телевизионными, ком-
пьютерными, промышленными и зарядными
источниками, где схемные решения часто иден-
тичны.

Основная идея метода. Если определен-
ный узел выходит из строя в 8-9 из 10 случаев,
именно с него следует начинать проверку.
Такой приоритет экономит время, снижает риск ошибочного вмеша-
тельства в исправные участки схемы и ускоряет процесс локализации
дефекта. Что дополнительно можно выявить при этом методе, ука-
зано в табл. 6.1.

Дополнительные возможности метода повторяющихся отказов

Таблица 6.1

Что МОЖНО ВЫЯВИТЬ	комментарии
Эволюцию типовых отказов	В первых партиях устройства дефектом может быть, например слабый дроссель в цепи фильтрации, а в более псздних - деградация стабилизаторов из-за изменения поставщика компонентов. Анализ динамики отказов по времени помогает выявись тенденции старения конструкции
Зависимость дефектов от условий эксплуатации	Например, блоки, работающие в жарком помещении, чаще выходят из строя по электролитам, а устройства, установленные в пыльной среде, - по пробою силовых транзисторов или нарушению гальванической изоляции
Неочевидные взаимосвязи	Иногда повторяющийся отказ связан не с самим элементом, а с конструктивом платы — например, плохим расположением тепловых зон или отсутствием продувки воздуха через радиатор
Скрытые системные сшибки схемы	Некоторые производители используют минимальное количество элементов компенсации или защиты, что при определенной нагрузке приводит к регулярному выходу из строя одних и тех же узлов
Статистическое распределение по сериям	Важно учитывать, что партии компонентов даже от одного бренда могут отличаться по надежности Поэтому «типовой дефект» конкретното года выпуска не всегда актуален для более поздних версий

Практические рекомендации:

♦	ведите журнал наблюдений (табл. 6.2) с указанием модели, мар-
кировки компонентов и характера отказа. Через некоторое вре-
мя вы сможете составить собственную матрицу уязвимостей
(табл. 6.3), в которой сразу видно, какие элементы требуют про-

верки первыми;

♦	при ремонте неизвестной модели полезно
сверить ее со схемой или плаз ой похожего
устройства — нередко дефекты совпадают
на уровне архитектуры, даже если корпус и
маркировка другие;

♦	оформляйте чек-листы типовых прове-
рок, где первым пунктом идут слабые ме-
ста — электролиты в цепях питания ШИМ,
выпрямители вторичных линий, цепи
опорного стабилизатора ТБ431 и т. д.;

•	для статистически частых отказов (на-
пример, деградации конденсаторов
47...100 мкФ х 50 В в УСС) стоит иметь запас
деталей и заранее подготовленные тесто-
вые точки на плате.

0М1ИЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Предиктивная
аналитика в сфере
эксплуатации и
ремонта оборудования
Журнал наблюдений (пример)	Таблица 6 2

Дата	Модель	Серийный №	Признак	Первичный осмотр	Измерения	Подозрение	Действие
2025 09 10	16Р42-13Я2	А12345	Щелчки при включении, нет выхода	Вздутые конденсаторы вторички, следы нагара у дросселя	УСС 9 В (должно 16 В) Е5Р САО? высокий	Конденсатор С607, пусковой резистор	Замена С607. проверка резистора 470к
2025 09 18	АТХ-450	В9876	Сработал предохранитель при включении	Запах гари потемнение возле М05РЕТ	Короткое между +8 и массой, МО5ЕЕТ пробит	МО5ЕЕТ 01 и выпрямитель первички	Замена <21 проверка выпрямителя
2025-09-22	5МР5 24У	С3344	Пульсации на выходе при нагрузке	Резистор делителя Т1431 подпаян с тоешиной	Чптопара слабая, Т 1.431 дрейфуе!	11431 / оптопара	Замена Т1431, оптопара
2025-09-29	1пуег1ег-48У	02025	Вентилятор не запускается, перегрев	Провода вентилятора переломаны у разъема	У(ап питание 12 В отсутствует	Тракта питания вентилятора (1КЕ7319)	Восстановление  ПРОВОДКИ проверка М05РЕТ

Матрица уязвимостей (пример)	Таблица 6 5

Компонент	Частота отказа (%)	Типичные причины	•  Метод обнаружения	Приоритет проверки
Электролитические конденсаторы (УСС/вторичка)	27	Высокая температура, длительная нагрузка, некачественный электролит	Е5К-метр визуальный осмотр,тепловизор	Высокий
МС5ЕЕТ / силовые транзисторы	18	Перегрузка при КЗ, пробои от выбросов, плохая развязка	Прозвонка, тест диодов осциллограф (затвор/сток)	Высокий
11.431 / оптопара	14	Термическое старение перекос делителя, деградация ЬЕО пптопары	Симуляция опорного напряжения, проверка световой передачи оптрона	Высокий
Выпрямительные диоды (втооичка/пеовичка)	9	Обратный ток при перегреве, быстрый переходной режим, плохой монтаж	Тест диодов, тепловизор осциллограф	Средний
Трансформатор / дроссели	8	Межвитковые замыкания, насыщение сердечника,трешины в феррите	Сопротивление обмоток, анализ осциллограмм, нагрев	Соедний
Резисторы малой мощности / шунты тока	7	Перегрузка, коррозия выводов, перегрев	Точное измерение сопротивления, визуальный контроль	Средний
Пайка / холодные соединения	12	Термическая цикличность, вибрация, некачественный припой	Визуальный осмотр, микроскоп, механическая вибрация	Высокий
Цепи зашиты (ОУО/ОСР/ОГР)	5	Ошибки калибровки, деградация компонентов	Функциональное тестирование, моделирование возмущений	Средний

Ремонт источниксс питания
Дополнение. Современные сервисные центры внедряют элементы
предиктивного анализа: если накоплено достаточно данных, компью-
терная база сама предлагает наиболее вероятные неисправности по
номеру модели и версии блока. Такой подход превращает метод типо-
вых дефектов из эмпирического в предсказательный, что особенно
полезно при большом потоке однотипной техники.

Важно помнить следующее:

♦	метод повторяющихся отказов не заменяет комплексную диагно-
стику, а задает правильную последовательность проверки;

♦	списки неисправностей из открытых источников можно исполь-
зовать только как ориентир, но не как руководство к действию —
каждая серия требует уточнения по конкретным экземплярам;

♦	важно периодически обновлять собственную статистику, по-
скольку с изменением поставщиков компонентов и ревизий плат
характерные отказы меняются

НЫВ ОД.

Метод анализа повторяющихся дефектов - это не
просто упрощение диагностики, о интеллектуальный
инструмент инженера, основанный на наблюдательно-
сти и опыте. При систематическом применении он по-
зволяет строить обоснованные гипотезы о неисправ-
ности, минимизируя количество измерений и повышая
эффективность ремонта до уровня промышленного
стандарта.

Метод накопленных дефектов
и предиктивного анализа

Суть метода. Метод базируется не только на опыте ремонта одно-
типных источников питания, но и на систематизации закономер-
ностей отказов. Его ключевая идея — предугадывать неисправность
еще до появления видимых симптомов, опираясь на повторяющиеся
повреждения, статистику замен и особенности схемотехники конкрет-
ного производителя. Такой подход превращает ремонт из «реакции
на поломку» в предиктивный анализ — поиск уязвимых узлов до их
выхода из строя Основные принципы применения метода нако-
пленных дефектов сформулированы в табл. 6.4.
Основные принципы применения метода накопленных дефектов	Таблица 6.4

Принципы применения	Комментарии
Выявление закономер- ностей	Для каждой серии блоков питания составляется краткая карта дефектов: где чаще возникают отказы, какие детали изнашиваются первыми, при каком режиме нагрузки. Например, у некоторых серий импульсных адаптеров систематически деградируют электролиты в дежурном питании уже через год работы
Сегментация причин	Неисправности целесообразно разделять на конструктивные (ошибки проектиро- вания слабые элементы) и экс плуатационные (перегрев, пыль, скачки сети, частые включения;.Такой подход помо'ает корректировать профилактику и модернизацию
Профилакти- ческая диагностика	В процессе ремонта важно проверять не только неисправный элемент, но и соседние узлы работающие в аналогичных условиях. Например если обнаружен пробой Т1431, стоит сразу проверить цепочку стабилизации и оптопару, даже если они пока исправны
Контроль усталости материалов	При длительной работе блоков питания встречается деградация не только электролитов, но и ферритовых сердечников (снижение проницаемости), под-орание дорожек под высокотоковыми диодами, усадка изоляции трансформатора. Эти «стареющие» эффекты не видны сразу, но постепенно смещают режимы и вызывают ложные симптомы
Типовые «зоны риска»	•первичные цепи запуска контроллера и снабберы (чаще всего выгорают при скачках сети);  ♦участки платы под трансформаторами (микротрещины,термоциклы);  ♦вторичные стабилизаторы с малогабаритными радиаторами,  • узлы обратной связи (Т1431 опгопара, резисторный делитель), где высокая темпера гура ускоряет старение

Дополнительные рекомендации

•	создавайте цифровую базу данных де-
фектов: это может быть обычная таблица с
указанием модели, симптома, неисправно-
го узла, замененной детали и примечания.
Со временем база превращается в мощный
инструмент статистического анализа;

♦	используйте групповые шаблоны ос-
мотра — короткие контрольные листы
для конкретных семейств блоков пита-
ния. Например: «БП с 11С3842 — проверить
Кстарта, Спитания, Впит, ТЕ431». Это эко-
номит время при серийном ремонте;

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Неисправности в
электронике, причины,
выявление и ремонт

*	для некоторых моделей разумно разработать набор профилакти-
ческих замен — элементов, которые желательно менять сразу (на-
пример, электролиты малой емкости в цепи самопитания).

ВНИМАНИЕ.

Метод предиктивного анализа не исключает традици-
онных измерительных подходов, а дополняет их систем-
ностью Он особенно полезен при большом потоке оди-
наковых устройств. где опыт переходит в статистику.
ВНИМАНИЕ.

Накопленная база дефектов помогает не только бы-
стрее ремонтировать, но и улучшать конструкцию при
необходимости модернизации - например, увеличивать
номиналы резисторов в цепях запуска или добавлять
тепловые зазоры на плате.

ВНИМАНИЕ.

Не стоит полностью полагаться на «чужие таблицы
неисправностей». Даже в одинаковых, схемах встреча-
ются отличия в партиях компонентов и производите-
лях, что требует корректировки под конкретный эк-
земпляр.

Метод накопленных дефектов — это уже не просто опыт мастера,
а инструмент анализа надежности, который делает ремонт осмыслен-
ным, быстрым и предсказуемым. Таблица (табл. 6.5) имеет наглядную
структуру, отражающую, как мастер ведет наблюдения и систематизирует
повторяющиеся неисправности конкретных моделей блоков питания.
Карта дефектов блока питания (пример ведения журнала наблюдений)	Таблица 6.5

№	Модель блока питания	Симптом неисправности	Неисправный узел / элемент	Причина отказа	Замена или решение	Повторяемость дефекта	Примечание
1	Е6Р42-1382 (16)	Не запускается, индикатор не горит	8601 (цепь старта), С606 (питание ШИМ)	Потеря емкости конденсатора, рост сопротивления 8601	Замена С606 (47 рЕ/50 В) и 8601 (180 кОм)	Часто (=60%)	Встречается после 2-3 лет работы
2	ЭР5-298СР	Пульсации на выходе 12 В	С213.С215 (вторичный фильтр)	Высохшие электролиты	Замена на 105 “С  Ьоуч Е58	Часто	Проверять Е5К при каждом ремонте
5	ВИ44 00605А	Занижено выходное напряжение	Т 1.431, делитель 8912-8913	Снижение номинала 8913	Замена В913, проверка оптопары	Средне	Возможно из- за перегрева
4	ЕАХ65423801	Короткое замыкание на первичной стороне	0101 (М05ЕЕТ), 0102	Пробой ключа после перенапряжения сети	Замена 0101, проверка снаббера	Редко	Добавить варистор 470 В
5	АР5-253	Не включается после грозы	РС1 (оптопара), 1С1 (контроллер)	Перенапряжение, пробой обратной связи	Замена РС1,1С1, проверка ТЕ431	Часто	Стоит добавить фильтр по сети
6	ЮР32-09Р	Периодический шум, дребезг	Дроссель 1_402, пайка в районе трансформатора	Микротрещина сердечника	Замена дросселя, пропайка	Средне	Проявляется при нагреве
7	ОР5-182СР	Не заряжает конденсаторы при старте	0601. С603	Утечка диода, потеря емкости	Замена 0601, С603	Часто	Проверить Усс после включения

Пояснение к использованию табл. 6.5.

♦	Графа «Повторяемость дефекта* помогает выделить приоритетные проверки при диагностике

♦	«Причина отказа» фиксируется максимально конкретно - зто ключ к созданию собственной базы типичных дефектов.

♦	«Примечание» удобно использовать для дополнительных наблюдений: влияние температуры, времени эксплуатации, характера нагрузки.

♦	Таблицу можно вести как в бумажном, так и в электронном виде (например, Ехсе1 или Шогд). с возможностью сортировки по моделям или частоте
дефекта.

Ремонт источников питания
ЧАСТЬ

2

ЧАСТНЫЕ СЛУЧАИ НЕСТАБИЛЬНОСТИ
ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

В этой части мы разбираем самые коварные, редкие и запутанные про-
явления нестабильности от плавающих параметров до загадочных
отказов, которые проявляются только «на горячую» или только под
нагрузкой. Здесь вы научитесь искать причину там. где другие видят
случайность, и понимать, почему схемы ведут себя так, как будто у них
«характер».
АНАЛИЗ ПОВЫШЕННОГО '
НАПРЯЖЕНИЯ БЕЗ НАГРУЗКИ:
ПОСТАНОВКАЗАДАЧИ

Это глава о том, как ловить неисправности, которые проявля-
ются только тогда, когда схема «остается одна». Рассмотрим
методику диагностики, от проверки корректности управляю
щих импульсов на затворе силового ключа до анализа поведе-
ния обратной связи в разомкнутых режимах. Цель - научиться
быстро и точно определять источник «завала по напряжению»,
будь то ошибка ШИМ-контроллера. утечка в оптопаре или
нарушение стабилизации вторичных цепей.

Основная процедура
диагностики

Ситуация, при работе источника питания без нагрузки напряже-
ние на выходе оказывается существенно выше нормы. На рис. 7.1 пред-
ставлена логическая схема диагностики такого дефекта.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

- это выходное напряжение источника питания при
отсутствии нагрузки. Его значение не должно превы-
шать номинал, установленный схемой стабилизации.
ОМЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Рис. 7.1. Процедура поиска и устранения причин
повышенного напряжения холостого хода

Первичный осмотр и оценка состоя-
ния. Первое, что следует сделать, — тщательно
осмотреть плату, уделяя внимание зонам, свя-
занным с регулировкой выходного напряжения.
Особое внимание обратить на:

♦	оптопару и цепь ОС. Часто встречаются
холодные пайки, трещины в дорожках, ми-
кроперегревы в области делителя;

♦	резисторы делителя. Их номиналы могут из-
мениться без видимых следов повреждения;

«Поглотитель тока»
У5 дежурка

Г|йрз://Куе1п1егпе1.с1иЬ/
♦	конденсаторы в цепи фильтрации ОС. Потеря емкости или утеч-
ка электролита вызывают нарушение стабилизации;

•	следы перегрева на плате вокруг силового ключа, диодов и транс-
форматора — признак повышенной нагрузки и возможного сме-
щения регулировки.

СВЕТ

Если есть возможность, включите блок но короткое
время и проверьте его тепловизором - аномально на-
гревающиеся участки сразу укажут направление поиска,
особенно при межслойных дефектах.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Даже незначительный дефект пайки в цепи ОС может
привести к росту С1хх и срыву стабилизации.

ОЧНЫЕ ВИДЕО

Ремонт электроники при
помощи тепловизора

Параллельная обратная связь
по напряжению

Проверка цепи обратной связи и узла стабилизации. После
визуального контроля переходят к измерению и проверке элементов
ОС, формирующих сигнал обратной связи. В эту цепь входят:

♦	оптрон, обеспечивающий гальваническую развязку;

♦	делитель напряжения на резисторах;

♦	стабилизирующий элемент (ТЬ431 или аналог);

♦	конденсаторы фильтрации пульсаций.

Возможные отклонения и причины их появления представлены
в табл. 7.1.
Возможные отклонения и причины их появления

Таблица 7.1

Возможные отклонения	Причины возникновения
Деградация Т1.431	Потеря емкости параллельного конденсатора (0.1 .1 мкФ) или утечка между выводами вызывает ложное занижение оперного напряжения и рост 11хх
Износ отрона	Со временем снижается коэффициент передачи тока, что приводит к занижению сигнала на входе контроллера и росту выходного напряжения
Старение резисторов делителя	При нагреве их сопротивление может меняться, особенно у тонкопленочных типов, вызывая нестабильность регулирования

СОВЕТ.

Если явная неисправность не найдена, полезно временно
заменить вао цепь ОС с исправного аналогичного бло-
ка - это часто экономит время при сложных дефектах.

После выполнения базовых проверок и анализа состояния эле-
ментов цепи обратной связи удобно систематизировать дальнейшие
действия в виде пошагового алгоритма. Такой подход позволяет не
упустить важные моменты, а также использовать таблицу (табл. 7.2)
как универсальный шаблон диагностики при работе с различными
моделями импульсных источников питания.

В ней приведены основные этапы проверки, типичные причины
возникновения повышенного напряжения холостого хода и ориентиры,
на какие узлы и параметры стоит обратить внимание в первую очередь.

Подобная таблица особенно полезна при серийных ремонтах, когда
требуется быстрое сравнение результатов измерений и отслежива-
ние повторяющихся дефектов по статистике.

Этапы диагностики повышенного Охх

Таблица 72

Шаг	Действие	Возможные причины	Что проверить
1	Первичный осмотр и оценка состояния	Холодные пайки,трещины, перегрев	Оптопара, резисторы делителя плата в районе ОС
2	Проверка делителя напряжения	Изменение номинала при нагреве	Омметром и при прогреве феном
3	Анализ работы ТЬ431	Нарушение стабилизации, утечка, деградация	Опорное напряжение, параллельный конденсатор
4	контроль оптрона	Снижение коэффициента передачи	Напряжение на входе ШИМ- контроллера
5	Проверка конденсаторов ОС	Потеря емкости, утечка	Е$К-тестером или заменой
6	Проверка под нагрузкой	Контроль динамической стабилизации	Измерение Овых при 10...20% нагрузки
Контроль управляющего сигнала
на затворе силового ключа

После проверки обратной связи важно убе-
диться, что управляющий импульс, поступа-
ющий на затвор силового транзистора, имеет
правильную форму и амплитуду. Именно по
этому сигналу можно судить, насколько коррек-
тно работает ШИМ-контроллер и драйвер. Что
следует оценить, рассмотрено в табл. 7.3.

Для анализа формы сигнала применяйте

осциллограф с полосой пропускания не

О1ЧЫНЕ ВИДЕО

Базовая схема
управления
силовыми ключами,
с опторазвязкой

менее 50 МГц и надежно изолированные щупы. При измерениях избе-
гайте общей «земли» сети — используйте разделительный трансфор-
матор или автономное питание прибора.

Элементы контроля управляющего сигнала на затворе силового ключа	Таблица 73

Элемент контроля	Комментарии
Амплитуда сигнала	Она должна быть достаточной для полного открывания транзистора - обычно 9. .12 В для М05РЕТ и «о 15 В для 16ВТ. Недостаточное напряжение ведет к частичному открытию ключа, пеоегреву и росту потерь, что в режиме холостого хода нередко проявляется как завышенное 11хх
Форма импульса	Нормальный импульс имеет четкие фронты и короткое время нарастания/спада Если осциллограмма показывает закругленные или «дрожащие» фронты, значит, деградировал драйвер или возросла емкость затвора (часто при параллельном включении нескольких транзисторов рис 7.2)
Ширина и частота	В режиме холостого хода ширина импульсов минимальна. Если ШИМ работает с чрезмерной скважностью, это сигнал о сбое в цепи ОС. нарушении компенсации или сбое опорного сигнала контроллера. Нестабильная частота указывает на проблемы питания или паразитные обратные связи

Рис. 7.2. Форма управляющих импульсов силового ключа
р^-ЦЕПИ СТАБИЛИЗАЦИИ
И КОРРЕКТИРОВКА
РЕГУЛИРОВАНИЯ

В этой главе мы разберем, как правильно диагностировать и
настраивать цепь обратной связи, почему постоянная мини-
мальная нагрузка нередко становится обязательным условием
корректной работы, и как точечная регулировка параметров
блокинг-генератора помогает «успокоить» схему и убрать
колебания. Вы узнаете, как малейшие отклонения в петле регу-
лирования влияют на устойчивость, и научитесь возвращать
источник питания к четкой, уверенной работе - без пульсаций,
провалов и самопроизвольных колебаний.

Диагностика и настройка
цепи обратной связи

Цепь обратной связи (ОС) — это «нервная система» источника
питания, от которой зависит точность и стабильность выходного напря-
жения. Любая ошибка в ее работе приводит к срыву стабилизации и
росту' Ъ’хх.

Рассмотрим основные шаги проверки.

Шаг № 1. Контроль номиналов компонентов. Проверяются
резисторы делителя, оптопара, ТЬ431 (или аналог) и КС-фильтры.
Даже небольшое отклонение сопротивления в делителе (на 10...15 %)
способно заметно сместить порог регулирования. Убедитесь, что эле-
менты соответствуют заводским значениям, особенно если источник
уже ремонтировался.
Шаг № 2. Проверка состояния пайки и
чистоты поверхности. Остатки флюса, элек-
тролит или нагар могут создавать паразитные
токопроводы, из-за чего ШИМ-контроллер
получает ложный сигнал. Особенно это кри-
тично в высокоомной части делителя и возле
Т1.431

Шаг № 3. Проверка оптопары. Со време-
нем светодиод в оптроне теряет светоотдачу, а
фототранзистор — чувствительность. Это про-

является как запаздывание реакции ОС или чрезмерная амплитуда
выходного напряжения Для проверки можно временно заменить опто-
пару или протестировать ее с помощью ИК-тестера.

ОМЫИЕ ВИДЕО

Тестеры для проверки
оптопар и ТС431

Шаг № 4. Анализ стабилизирующего элемента (ТЬ431). При
деградации ТЕ431 сдвигается опорное напряжение, и стабилизация
теряет чувствительность. Иногда элемент «зависает» в открытом состо-
янии, полностью теряя функцию регулирования тока через оптопару —
в результате напряжение на выходе «уплывает» вверх.

ПРИМЕЧАНИЕ.

8 ряде схем используются двухступенчатые цепи ОС -
по напряжению и по току.

При этом сбои в токоограничительной ветви может про-
являться как «нестабильное напряжение» - особенно в
блоках с комбинированной защитой и опорным делением

Поддержание стабильности на выходе:
роль постоянной нагрузки

В режиме холостого хода импульсный
источник питания часто склонен к повышен-
ному напряжению и пульсациям, особенно
в обратноходовых схемах. Чтобы стабилизиро
вать работу и улучшить поведение схемы при
малой нагрузке, применяют дополнительный
резистор или маломощную нагрузку, подклю-
ченную параллельно выходу.

ОЫиЫЕ ВИДЕО

Электронная нагрузка
для блока питания
своими руками
Вопросы, которые следует учитывать при подборе, рассмотрены в

табл. 8.1.

Вопросы, которые следует учитывать при подборе резистора	Таблица 31

Элементы подбора	Рекомендации и коммен-арии
Выбор номинала нагрузки	Подбор осуществляется опытным путем Сопротивление выбирают так, чтобы ток через резистор составлял 2 .5 % от номинального выходного тока. При слишком малом сопротивлении снижается КПД и возрастает нагрев, а при чрезмерно большом - эффект стабилизации теряется, и пульсации остаются прежними
Контроль контактов и пайки	Резистор постоянной нагрузки часто подключается к высэкотоковой шине - поэтому крайне важно обеспечить надежную пайку и минимальное переходное сопротивление Плсхои контакт может вызвать локальный нагрев и кратковременные скачки выходного напряжения
Проверка поведения под нагрузкой	После установки нагрузки проводят тестирование при разных режимах: от холостого хода д. 30 50 % номинальной мощности. Правильно подобранная нагрузка делает регулировку более сплавной» и предотвращает раскачку обратной сьизи
Испытания при  изменении температуры	У мощных резисторов характеристики сопротивления меняются при нагреве Это может привести к полепенному смещению выходного напряжения при длительной работе. Поэтому желательно использовать резисторы с малым температурным коэффициентом (ТКР) и проводить проверку при нагреве и охлаждении

ПРИМЕЧАНИЕ.

Дополнительная нагрузка - это не «костыль», а элемент
оптимизации схемы. Она снижает динамические колеба-
ния при малой нагрузке, но требует аккуратного подбора,
чтобы не снижать КПД и не перегружать стабилизацию.

Регулировка параметров
блокинг-генератора

Если после настройки цепи обратной связи и дополнительной
нагрузки напряжение холостого хода остается повышенным, необхо-
димо обратить внимание на блокинг-генератор — узел, задающий
частоту, длительность и энергетические характеристики импульсов
(рис. 8.1). Приведу алгоритм настройки.

Шаг № 1. Коррекция низкоомного резистора. В цепи генератора
он определяет амплитуду и частоту импульсов Небольшое увеличение
сопротивления обычно приводит к уменьшению Ихх, но при этом
повышает рассеивание мощности. Следует контролировать нагрев
этого резистора и близлежащих элементов — чрезмерная температура
способна изменить режим всей схемы.
Изменение входного	Изменение ёмкости

напряжения	времязадающего

конденсатора

коррекция	Контроль	Контроль

резистора температурного температурного
малой	режима	режима

величины

Рис. 8.1. Схеме блокинг-генератооа с подписями точек настройки

ОМОНЕ ВИДЕО

Как работает
простая схема
блокинг генератора,
подробное пояснение
принципа действия, +
пример

Шаг № 2. Проверка емкости времяза-
дающего конденсатора. Изменение емкости
влияет на длительность и форму импульсов.
Уменьшение емкости ведет к снижению энер-
гии, передаваемой в трансформатор, и тем
самым уменьшает амплитуду Йхх. Однако слиш -
ком малая емкость вызывает нестабильность
генерации и повышенный уровень помех;

Шаг № 3. Контроль температурного
режима. При настройке важно отслеживать, как
изменяется работа генератора при прогреве. Если
при нагреве частота импульсов «плывет» — значит,
один из элементов (обычно резистор или конден-
сатор) имеет высокий температурный дрейф, и
его стоит заменить стабильным аналогом.

Шаг № 4. Проверка поведения при изменении входного напря-
жения. Испытания проводят при минимальном и максимальном
сетевом напряжении, а также под разными нагрузками. Это позволяет
убедиться, что блокинг-генератор не «уходит в разнос» при повышении
входного напряжения и сохраняет правильную частоту.

ПРИМЕЧАНИЕ

После регулировки генератора рекомендуется выполнить
серию тестов при разных температурах и нагрузках.
Только устойчивое поведение во всех режимах гарантиру-
ет, что источник питания не будет повышать напряже-
ние холостого хода при случайных изменениях условий.
КОНТРОЛЬ
СИЛОВОЙ ЧАСТИ
И УЗЛОВ УПРАВЛЕНИЯ

В этой главе мы разберем, как оценить состояние силового
трансформатора, проверить ключевые элементы и убедиться,
что узел ШИМ-управления работает стабильно и предсказу-
емо. Вы узнаете, как выявлять слабые места, которые про-
являются только под нагрузкой, как проводить финальные
испытания и длительные стресс-тесты, и как анализировать
устойчивость схемы вс времени.

Контроль силового трансформатора
и связанных элементов

Когда регулировка блокинг-генератора не дала результата и напря-
жение холостого хода остается завышенным, основное внимание стоит
обратить на силовой трансформатор

Этот узел — сердце любого импульсного источника питания, и
малейшие отклонения в его параметрах способны вызвать разбалан-
сировку стабилизации, повышение 1тхх и появление паразитных
колебаний.

Визуальная оценка состояния. Диагностика всегда начинается
с внешнего осмотра Нужно внимательно осмотреть трансформатор
на наличие трещин, потемнения лака, следов перегрева, оплавлений
или следов коррозии выводов. Особое внимание уделяют участкам, где
провода выходят из корпуса — именно там чаще возникают микроне-
реломы изоляции и короткие замыкания между слоями обмотки. Если
видны следы потемнения лака или характерный запах гари, можно
предположить локальный перегрев, вызванный либо насыщением
сердечника, либо нарушением изоляции между витками.

Проверка электрических параметров. После осмотра выполняют
измерение сопротивления обмоток омметром. При коротких замы-
каниях сопротивление падает, а при обрывах или подгаре выводов —
наоборот, увеличивается. Важно также проверить сопротивление изо-
ляции между первичной и вторичной обмотками. Любое пробитие
здесь критично, особенно в блоках без гальванической развязки от сети.

Измерение индуктивности и коэффициента трансформации
дает более точное представление о состоянии трансформатора. Если
индуктивность заметно отличается от паспортного значения, это при-
знак межвиткового замыкания или размагничивания сердечника. А при
смещении коэффициента трансформации растет Пхх и теряется баланс
обратной связи.

Тестирование под нагрузкой. Некоторые дефекты трансформа-
тора проявляются только при работе под нагрузкой. Например, при
межвитковом замыкании сопротивление обмотки почти не изменя-
ется, но при подаче импульсов наблюдается перегрев и несимметрия
формы сигнала.

Поэтому целесообразно включить блок питания с контролируемой
нагрузкой и наблюдать поведение напряжения и тока.

СОВЕТ.

Подайте питание через лампу накаливания - это огра-
ничит ток и позволит безопасно наблюдать, как меня-
ется форма импульсов и температура трансформато-
ра при увеличении нагрузки.

Контроль оптрона и вспомогательных трансформаторов. В
некоторых схемах помимо силового трансформатора присутствует
развязывающий трансформатор или оптрон, выполняющий пере-
дачу управляющего сигнала без прямого электрического контакта.
Нарушение их параметров приводит к сбоям синхронизации, и ШИМ
перестает получать достоверный сигнал о выходном напряжении.

Следует проверить

♦	коэффициент передачи оптрона;

♦	состояние изоляции и индуктивность развязывающего трансфор-
матора;

♦	наличие смещения нуля сигнала на управляющих входах контроллера.
ПРИМЕЧАНИЕ.

Неисправный трансформатор - это не только при-
чина повышенного Пхх, но и потенциальный источник
опасных перегрузок по току и теплу. Даже один зам-
кнутый виток приводит к локальному перегреву, изме-
нению частоты генерации и, как следствие, полной по-
тере стабилизации. Поэтому при малейших сомнениях
трансформатор следует заменить или перемотать,
используя аналогичный ферритовый сердечник и строго
соблюдая полярность обмоток.

На рис. 9.1 представлена типовая схема
проверки силового трансформатора импульс-
ного источника питания.

На ней показаны основные контрольные
точки измерений: сопротивления первичной
и вторичной обмоток, проверка изоляции, а
также места подключения осциллографа для
анализа формы импульсов при подаче тесто-
вого сигнала.

Такое подключение позволяет выявить
несимметрию сигнала, перегрузку по току или
межвитковые замыкания, которые нередко ста-
новятся причиной повышенного напряжения
холостого хода.

ОШ№ ВИДЕО

Расчет и проверка
трансформаторов

Рис. 91.Проверка трансформатора и контрольные точки измерений
Диагностика узла ШИМ-управления
и его стабильности

Если даже после проверки трансформатора источник питания
остается нестабильным или выдает завышенное напряжение холо-
стого хода, стоит обратить внимание на систему управления — ШИМ-
контроллер и его обвязку.

Этот узел определяет, как формируются импульсы, насколько
точно они дозируются, и способен ли источник корректно реагировать
на изменения нагрузки. Малейшее отклонение в работе ШИМ ведет к
разбалансировке всей системы

Проверка управляющего контроллера. Начинать стоит с самого
контроллера. Подайте питание и измерьте форму выходных импуль-
сов осциллографом Амплитуда должна соответствовать номиналу
(обычно 9...12 В), форма — четкая, без «ступеней» или паразитных коле-
баний на фронтах.

Слишком пологие или «дрожащие» фронты указывают на ослабле-
ние драйвера или деградацию внутренних транзисторов.

Если на выводах управления присутствуют хаотичные импульсы
или нестабильная частота — это почти всегда признак нарушения
обратной связи, утечки по питанию УСС либо деградации конденса-
тора фильтра

Анализ сигналов и работы компараторов. На входах контрол-
лера сигналы должны быть симметричны и стабильны. Если форма
сигнала на одном из входов отличается или содержит шум, значит,
нарушено сравнение по опорному напряжению. Внутренние компара-
торы ШИМ-контроллера сравнивают действующее напряжение с эта-
лонным; малейшее отклонение от опорного уровня вызывает ошибоч-
ную ширину импульса, и напряжение на выходе растет.

СОВЕТ.

Для диагностики удобно снимать осциллограммы на
обоих входах компаратора - нормальная работа про-
является как равномерное чередование импульсов. Если
сигнал «залипает» на верхнем уровне - это признак не-
корректной компенсации или зависания ТЕ431/оптрона

Проверка и настройка частоты генерации. Частота ШИМ должна
строго соответствовать паспортной — обычно в диапазоне 30...100 кГп
для большинства бытовых блоков питания. Смещение частоты даже
на 10. .15 % может вызвать неправильное соотношение длительности
импульсов и перегрев ключевых транзисторов. При настройке важно
контролировать не только саму частоту, но и стабильность генерации
во времени, если частота «плавает» при изменении температуры или
нагрузки, вероятно, неисправен времязадаюший КС-контур.

Контроль цепей фильтрации и компенсации. Вокруг ШИМ-
контроллера всегда есть цепи компенсации и фильтрации, обеспе-
чивающие устойчивость регулирования. Если эти элементы (.резисторы,
конденсаторы, КС-цепочки) деградировали, система теряет устойчи-
вость: появляются колебания, «самозапуск» или пульсации на выходе.
Часто достаточно заменить всег  один конденсатор компенсации —
и источник стабилизируется.

СОВЕТ.

Чтобы отличить проблему в компенсации от сбоя кон-
троллера, можно временно подать внешнее опорное на-
пряжение на вход обратной связи. Если поведение блока
стабилизируется - виновата РС-цепь, а не сам ШИМ.

Оценка теплового режима и надежности работы. Поведение
ШИМ-контроллера тесно связано с температурой. При плохом охлаж-
дении или избыточной скважности сигналов он перегревается, что
вызывает смещение порогов срабатывания и неправильную реакцию
на обратную связь.

Полезно провести термографический контроль — перегретые
участки платы часто выдают дефект без всяких измерений.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Особенно стоит следить за температурой силовых
транзисторов, резисторов ; ЯС-цепях и микросхемы са-
мого контроллера

ПРИМЕЧАНИЕ.

Ошибки в работе ШиМ-узла редко проявляются как полное
отсутствие импульсов Гораздо чаще они выражаются в
срывах стабилизации, дрейфе выходного напряжения, пери-
одическом «щелканье» или возобновлении запуска Поэтому
важно смотреть не только на форму импульса, но и на ди-
намику его поведения во времени - как реагирует контрол-
лер при изменении входного или выходного напряжения
СОВЕТ.

Проблемы в ШИМ-управлении нередко вызваны внеш-
ними факторами, пульсациями питания, ослабленной
фильтрацией по УСС или деградацией оптопары.

Проверка этик цепей одновременно с контроллером по-
могает избежать ошибочной замены исправной микро-
схемы.

На рис. 9.2 показаны типичные осцил-
лограммы управляющих импульсов ШИМ-
контроллера. Слева — пример корректной
работы схемы: фронты импульсов четкие,
частота стабильна, а длительность изменяется
плавно при регулировке нагрузки.

Справа — осциллограмма неисправного
узла, где видны дрожание скважности, пара-
зитные выбросы и неравномерные интервалы
между импульсами.

Такие искажения указывают на деграда-
цию цепей компенсации, нарушение обратной
связи или сбой питания УСС, что нередко ста-
новится причиной повышенного напряжения
холостого хода.

ОШЫЕ ВИДЕО

ШИМ контроллер
на модулях бытовой
техники Принцип
работы и проверка
прос тыми словами

Рис. 9.2. Осциллограммы нормальной и нарушенной работы ШИМ-контроллера
Финальные испытания
и контроль стабильности работы

Когда устранены все дефекты, заменены элементы и выполнена
настройка ключевых узлов, наступает важнейший момент — проверка
итоговой работоспособности блока питания.

Эти испытания позволяют не прости убедиться, что источник
«завелся», а подтвердить, что он стабильно работает в реальных усло-
виях и выдерживает длительную эксплуатацию без перегрева и сбоев.

Проверка под реальной нагрузкой. Первое, что необходимо сде-
лать — включить блок с нагрузкой, максимально приближенной к
рабочей. Если устройство предназначено, например, для питания кон-
троллера, светодиодного драйвера или усилителя, нагрузку подбирают
аналогичную по потреблению.

При этом важно наблюдать, как ведет себя выходное напряжение
при плавном изменении тока — стабильный источник должен сохра-
нять номинал в пределах допусков.

СОВЕТ

Если нет электронной нагрузки, можно использовать
набор мощных резисторов с переключателями - это
позволит быстро менять ток и отслеживать реакцию
схемы.

Контроль выходных параметров. Далее измеряются основные элек-
трические параметры — выходное напряжение, ток, пульсации и КПД. При
исправной обратной связи напряжение должно оставаться стабильным во
всем диапазоне нагрузок. Особое внимание стоит уделить поведению блока

при резком изменении нагрузки — именно в
эти моменты проявляются ошибки компенса-
ции и недостатки фильтрации.

Тепловая стабильность и долговеч-
ность. Импульсный источник питания может
вести себя идеально первые минуты, но
выйти из строя посте часа работы из-за пере-
грева. Поэтому обязательно выполняют про-
гон под нагрузкой — не менее 1...2 часов
при естественном охлаждении. Если при этом
радиаторы и дроссели нагреваются выше
80...90 °С, стоит улучшить теплоотвод или
пересмотреть режим работы.

ОШЫЕ ВИДЕО

Тестер для
компьютерного блока
питания. Как проверить
блок питания
ПРИМЕЧАНИЕ.

При тестировании полезно использовать термопару
или тепловизор - визуальна? теплокарта часто сразу
показывает перегруженные участки схемы.

Проверка систем защиты. Ни один блок питания не считается
завершенным без проверки защитных функций:

♦	от короткого замыкания (ОСР) — устройство должно корректно
ограничивать ток, не разрушаясь;

♦	от перенапряжения (О\Ф) — при превышении порога источник
обязан отключиться;

♦	от перегрева (ОТР) — если предусмотрена температурная зашита,
ее нужно протестировать искусственным нагревом датчика.

Испытания проводят аккуратно, постепенно повышая нагрузку
или кратковременно создавая короткое замыкание на выходе через
токовый ограничитель

Длительное тестирование и анализ устойчивости. После всех
проверок выполняют длительный прогон — несколько часов, а для
ответственных блоков питания — до суток. На этом этапе важно отсле-
живать

*	стабильность выходного напряжения во ( ремени;

•	отсутствие самопроизвольных перезапусков;

♦	неизменность температуры ключевых компонентов.

Такие наблюдения позволяют выявить скрытые дефекты: утечки,
термодрейфы, деградацию элементов ОС или слабую фильтрацию по
питанию контроллера.

Итоговый контроль. По завершении всех
проверок можно считать источник питания
восстановленным и готовым к эксплуата-
ции. Однако если хотя бы один из тестов вызвал
сомнения — работу следует приостановить и
повторить диагностику, начиная с узла, где
наблюдается отклонение.

В ремонте импульсных источников
мелочь — не мелочь, небольшая ошибка в ста-
билизации или паразитная емкость нередко
становится причиной отказа через несколько
недель.

ОЫиЫЕ ВИДЕО

Испытания
промышленных блоков
питания
ПРИМЕЧАНИЕ.

Финальное тестирование - не формальность, а послед-
няя линия защиты от «возвратов». Именно на этом
этапе проверяется не только электрическая исправ-
ность, но и качество ремонта насколько точно соблю-
ден баланс схемы, как ведет себя источник в динамике и
выдерживает ли он реальную эксплуатацию.

На рис. 9.3 представлен пример простого стенда для финального
тестирования импульсного источника питания. На нем показаны
основные элементы контроля: регулируемая нагрузка, осциллограф
для наблюдения пульсаций и переходных процессов, мультиметр для
измерения напряжений, а также термопара для отслеживания нагрева
критических узлов.

Такой стенд позволяет одновременно контролировать электриче-
ские и тепловые параметры, оценивать устойчивость стабилизации и
надежность работы блока питания при длительных испытаниях.

Рис. 9.3. Пример стеноа финального тестирования блока питания
ГЛАВА 10

ИСПЫТАНИЯ,
ВОССТАНОВЛЕНИЕ
И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТА

В этой главе мы шаг за шагом пройдем путь от предваритель-
ных климатических испытаний и восстановления регулировок
до финального анализа всех электрических параметров Вы узна-
ете, как правильно корректировать обратную связь, что счи-
тать эталоном стабильности, как измерять пульсации и шумы.

Предварительные климатические испытания
и восстановление регулировки

Чтобы убедиться, что блок питания стабильно работает не только
при комнатной температуре, но и в реальных условиях эксплуатации,
проводят предварительные климатические испытания,

Рассмотрим пример диагностики и восстановления ОС-ОС преоб-
разователя мощностью 5 Вт с выходом 15 В.

Начальные наблюдения. После включения блока на стенде выход-
ное напряжение холостого хода оказалось в два раза выше номи-
нала, что уже на старте указывает на проблему в цепи стабилизации
(рис. 10.1).

Повышенное Пхх при отсутствии нагрузки — типичный симптом
разрегулированной обратной связи или ошибки компенсации
ШИМ-контроллера. Часто подобные отклонения проявляются именно
после температурных испытаний или длительной эксплуатации, когда
параметры элементов смещаются.
Первичный контроль и анализ сигнала. Внешний осмотр пока-
зал, что все элементы исправны, пайка качественная, а номиналы рези-
сторов соответствуют схеме.

Анализ сигнала на затворе силового транзистора в режиме
холостого хода — это следующий шаг (рис. 10.2).

Что показали измерения.

♦	амплитуда и длительность импульсов оказались завышенными;

♦	скважность не уменьшалась при росте напряжения на выходе;

♦	реакция ШИМ на обратную связь бы-
ла запаздывающей.

Это указывает на разбалансировку
цепи обратной связи — контроллер не
получает достоверный сигнал об уровне
напряжения, и ширина импульсов оста-
ется чрезмерной даже без нагрузки.

Коррекция обратной связи и
настройка стабилизации. Решение
заключалось в корректировке токоо-
граничивающих резисторов в пели
оптрона обратной связи. Снижение их
номиналов позволило усилить обрат-
ный сигнал и тем самым нормализовать

ОЫЫЫЕ ИНФОРМАЦИЯ

Методы испытаний на
стойкость к климатическим
внешним воздействующим
факторам машин, приборов
и других технических
изделий
Рис. 10. 3 Сигнал на затворе силового ключа после ремонта
амплитуду управляющих импульсов. После регулировки осцилло-
грамма затворного сигнала изменилась (рис. 10.3).

Результаты:

♦	импульсы стали уже симметричнее, без паразитных выбросов;

♦	уменьшилась энергия, поступающая на затвор;

♦	контроллер стал быстрее реагировать на изменение выходного на-
пряжения.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Подобная коррекция особенно эффективна в схемах с
ТИ31 и оптопарой, где даже небольшое изменение тока
через светодиод оптрона существенно влияет на коэф-
фициент регулирования.

Контрольный прогон и оценка результата. После проведенных
изменений блок прошел повторное тестирование под нагрузкой.
Измерения показали, что напряжение холостого хода стабилизирова-
лось в пределах нормы (рис. 10.4).

При последующих испытаниях при температуре от -10 "С до +60 °С
разброс выходного напряжения не превышал 3 %, что подтверждает
правильность настройки.

ЮкЫз 1кН? [-----------5ЮР

——I-*——I—I—I——I—I—I—I—I—I—I—V”1—!—1——1—'—I—1—>—

___________________________________________________________________(О <2Нг :

©Пик пик 16.8Ц	О Макс 16,613	(7) Частота9	©Скважность'’

© Пик - пик Кан Выкл ©Макс кан Выкл_____© Частота Кан Выкл ©Скважность Кан Выкл

(О = 5У	20У	)( 1из Н 0,0005 )( ф / ВтУ РС)

Рис. 10.4. Напряжение холостого хода после ремонта

Г|йрз://1:уе|П1ете1.с1ио/
Вывод и рекомендации. Проведенные
испытания показали, что сочетание климати-
ческой проверки и корректировки обратной
связи позволяет:

♦	быстро выявить и устранить дрейф пара-
метров после прогрева;

♦	снизить амплитуду управляющих импуль-
сов на силовом ключе;

•	восстановить нормальный уровень Ъ'хх и
стабильност ь регулирования.

ОШЫЕ ВИДЕО

Климатические
испытания

ПРИМЕЧАНИЕ.

После любой перенастройки цепей ОС необходимо обя
зательно проводить тесты во всем диапазоне темпе-
ратур - при низких значениях емкость конденсаторов
и ток через оптрон изменяются, что может привести к
повторной разбалансировке при холодном запуске

Оценка эффективности

проведенных регулировок

После завершения регулировки цепей обратной связи и коррекции
параметров генератора необходимо подтвердить, что источник питания
действительно работает стабильно и все внесенные изменения достигли
цели. На этом этапе проводится оценка эффективности выполненных
регулировок, включающая анализ как электрических, так и тепловых
характеристик устройства. Рассмотрим их последовательно:

♦	контроль электрических параметров посте ремонта;

♦	измерение пульсаций и шумов;

♦	проверка стабильности при изменении температуры;

♦	оценка энергетических параметров;

♦	финальный анализ и документирование.

Контроль электрических параметров
после ремонта

В первую очередь, выполняется повторное измерение всех
основных величин — выходного напряжения, пульсаций и частоты
импульсов. Измерения проводят при трех режимах нагрузки:
♦	холостой ход (0 %);

♦	средняя нагрузка (50 %);

♦	номинальная нагрузка (101) %).

Результаты фиксируются в таблице или
протоколе испытаний. Если разброс выходного
напряжения не превышает ±3 % при переходе
между режимами, можно считать, что стабили-
зация восстановлена.

Дополнительно контролируется форма
импульсов на затворе - фронты должны быть
четкими и симметричными, без паразитных
выбросов.

ОШЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Осциллограммы на
контрольных точках

СОВЕТ.

Если осциллограмма выглядит «размытой» или фрон-
ты колеблются, проверь частоту переключений - воз-
можна остаточная нестабильность в петле обратной
связи.

Дополнительно измеряются осциллограммы управляющих
импульсов на затворе силового ключа:

•	форма фронтов должна быть четкой и симметричной;

♦	частота ШИМ — стабильной, без колебаний или случайных пауз;

♦	при переходе от холостого хода к нагрузке ширина импульсов долж-
на плавно увеличиваться без «дрожания» и сбоев синхронизации.

СОВЕТ.

Если осциллограмма демонстрирует короткие «двой-
ные импульсы» или хаотичные паузы, стоит повторно
проверить компенсационную ПС-цепочку в обратной
связи - часто именно она вызывает паразитные коле-
бания.

Измерение
пульсаций и шумов

После стабилизации выходного напряжения измеряют уровень
пульсаций (ДПп) с помощью осциллографа в режиме АС на чувствитель-
ности 10...20 мВ/дел. Для исправного БС-ОС преобразователя значение
пульсаций не должно превышать;
♦	50 мВ для низковольтных (5... 15 В) ис-
точников;

•	100...150 мВ для средневольтных
(24. .48 В; схем.

Если пульсации превышают эти значе-
ния, необходимо проверить:

♦	емкости выходных фильтров;

♦	сопротивление Е5К электролитов;

♦	правильность подключения «земли» и
топологию обратной связи (особенно
при длинных дорожках).

Проверка стабильности

при изменении температуры

омиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Как измерите пульсации
и стабильность источника
питания

Регулировка, проведенная при комнатной температуре, может дать
другие результаты при охлаждении или нагреве. Поэтому выполняют
гест в диапазоне от -10 °С до -»-б0 °С, контролируя;

♦	дрейф выходного напряжения (не более 5 % на крайних точках);

♦	смещение порога стабилизации ТЬ431;

♦	изменение частоты ШИМ (норма составляет ±2 %).

Небольшой дрейф допустим и обычно связан с температурной
зависимостью компонентов, но скачкообразные изменения или
самопроизвольные перезапуски свидетельствуют о нарушении тер-
мостабильности узла ОС.

ПРИМЕЧАНИЕ.

При отрицательных темпера-
турах емкость электролитов
может снижаться вдвое - это
одна из причин, по которой
ихх снова «ползет» вверх при
холодном старте

ОЫЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Таблицы влияния
температуры на
точность измерений
Оценка
энергетических параметров

оыииЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Определение
мощности холостого
хода и среднего
эффективного КПД
в активны х режимах

Эффективность источника после регули-
ровки оценивают по КПД. Если изначально
избыточная амплитуда импульсов вызывала
перегрев и повышенное потребление, после
коррекции КПД должен увеличиться хотя бы на
3...5 %.

Измерение проводят в режиме номиналь-
ной нагрузки по формуле:

-22--«*хЮ0.

Падение КПД после регулировки может означать, что компенсация
выбрана слишком жестко и ШИМ работает в режиме переограничения.

Финальный анализ

и документирование

Все результаты испытаний заносятся в таблицу оценки эффектив-
ности, включающую: напряжение холостого хода (до/после), пульсации,
частоту и амплитуду ШИМ, КПД, температуру силовых элементов.

Если все параметры находятся в пределах нормы, регулировка счи-
тается успешной, и устройство допускается к длительным испытаниям.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Финальная проверка не огра-
ничивается только электри-
ческими параметрами.

Важно также убедиться, что
поведение источника стабиль-
но во времени, без постепенного
роста ивых, что указывает на
скрытые тепловые эффекты
или деградацию компонентов.

О1ЧЫМЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Детальное
лабораторное
тестирование блока
питания при полной
нагрузке
Подводим итоги
оценки эффективности регулировки

Оценка эффективности регулировки — это не просто фиксация
нормального напряжения. Это подтверждение устойчивости всей
системы стабилизации - от правильной работы оптрона и ТЬ431 до
адекватной реакции ШИМ на изменение внешних условий.

Только после прохождения всех этих проверок можно уверенно
считать источник питания восстановленным и термостабильным

После проведения всех измерений и проверки поведения источ-
ника питания во всем диапазоне нагрузок и температур необходимо
зафиксировать результаты испытаний в удобной форме. Для этого
используется таблица (табл. 10.1), в которую заносятся значения клю-
чевых параметров до и после регулировки.

Результаты опенки эффективности регулировки	Таблица 10.1

Параметр	Ед. изм	До регу- лировки	После регулировки	Нормативное значение	Примечание (наблюдения, особенности)
Напряжение холостого хода 11хх	В			% от номинала	Проверяется при XX
Напряжение при средней нагрузке	В			±3 %	
Напряжение при номинальной нагрузке	В			±2 %	
Амплитуда пульсаций ДОп	мВ			« 50 м3 (низковольтн.) « 150 мВ (выс.)	Измеряется осциллографом
Частота ШИМ С	кГц			±2 % от номинала	
Амплитуда импульсов затвора	В			9-12 В	
КПД при номинальной нагрузке г|	%			г 85 %	
Температура М08ЕЕТ	•с			«80 ’С	После 1 ч работы
Температура трансформатора	°с			«70 "С	
Стабильность при -10 °С	дц%			« 3 %	Проверка при охлаждении
Стабильность при +60 °С	до.%			«3 %	Проверка при нагреве
Поведение при скачке нагрузки 0 —»100 %	-			Без перезапуска	Оценка реакции ШИМ
Поведение при коротком замыкании	-			Защита сработала штатно	
Итог оценки	-	-	-	Соответствует /Не соответствует	Подпись мастера _ .Дата	
Перед заполнением таблицы рекомендуется провести повторные
контрольные измерения всех параметров посте завершения регули-
ровки и прогрева устройства в течение не менее 15...20 минут. Полученные
данные вносятся в таблицу в две колонки — «До регулировки» и «Посте
регулировки» — для наглядного сравнения динамики изменений.

Табл. 10.1 служит универсальным инструментом оценки эффек-
тивности проведенных корректировок: она позволяет не только подтвер
дить устранение неисправности, но и документировать результаты испы-
таний в условиях холостого хода, номинальной и переменной нагрузки.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Особое внимание убеляется параметрам стабильности вы-
ходного напряжения, амплитуде пульсаций, температуре си-
ловых элементов и реакции схемы на переходные процессы.

Такой формат удобно использовать как в единичном ремонте, так
и при серийных проверках, формируя базу данных по поведению бло
кав пит ания разных типов и ревизий.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Табл. 10.1 предназначена для систематизации испытаний
после ремонта или регулировки. При необходимости мож-
но добавить дополнительные строки для нестандартных
параметров - например, для тока в цепи УСС. тока потре-
бления от сети, или уровня шума на вторичных шинах

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Что такое
однофазный вариок

Инструменты инженера: базовый набор
для тестирования источников питания

Работа с импульсными источниками пита-
ния требует не только знаний электриче-
ских схем, но и умения «видеть» процессы,
которые скрыты от обычного мультиметра.
Высокочастотные переходные процессы, пульса-
ции, пики тока, спектральные выбросы - все это
нужно уметь измерять правильно, иначе даже
идеальная по расчетам схема будет работать
нестабильно. Именно поэтому тестовое обору-
дование — это взгляд инженера внутрь блока
питания, его «второе зрение».
Несмотря на кажущуюся сложность, базовый набор приборов
вполне доступен, а часть оборудования можно взять в аренду. Этот
набор условно делится на обязательное и дополнительное, хотя на
практике каждый инструмент однажды «спасает» инженера от ошибки,
которую иначе невозможно было бы увидеть.

	ВНИМАНИЕ
	< „	-	1  Даже самый простои импульсный источник питания -
	это сложная динамическая система. Чтобы понимать ее, нужен инструмент. И чем глубже вы погружаетесь в мир источников питания, тем яснее становится: грамотные измерения экономят часы, дни и иногда - саму плату.

Рассмотрим обязательное и дополнительное оборудование: мини-
мум для профессиональной диагностики (табл. 10.2).

Оборудование для профессиональной диагностики	Таблица 10.2

Оборудование	Назначение

Обязательное оборудование: минимум для профессиональной диагностики

Осциллограф с полосой пропускания от 100 МГц	Для импульсно|х источников это основной инструмент.Только осциллограф птвогяет увидеть фронты, выбросы и пульсации, которые формируют реальную картину работы узла Примечание. Цифровые осциллографы иногда сглаживают переходные процессы - выбирайте модель с высоким семплированием и качественной входной частью
Щупы 10 1 для ссциллографа	Они обеспечивают правильную форму сигнала и уменьшают нагрузку на цепь
□С/АС-мультиметр	Для измерений напряжений и токов. Истинный КМ5 (Тгие ЧМ5) полезен, но необязателен на старте
тОкОВЫЙ зонд (АС и/или ОС)	Без чего невозможно короек-но измерить форму тока в к ночах дросселях и сил: еых цепях Отличный выбор - ТекТгогих Р6021/Р6022 или А63О/А63О5
Лабораторный источник питания или вариак	Он должен сбес"ечивать ток и напряжение выше требуемого номинала устройства чтобы тестирование проходило корректно

Дополнительное оборудование: расширенные возможности диагностики

Анализатор спектра	Он показывает реальную картину электромагнитны х помех (ЕМ 1) Это критично, если блок питания нужно сертифицировать по ЕН55022/ЕГч61000 Прибор дорогой, поэтому обычно инженеры пользуются услугами лабораторий
КМ5-ваттметр	Нужен для точного измерения КПД коэффициента мощности и реальны? потребляемых параметров Эссбеннп полезен при разработке дРРС/РРЕС-узлов
	ПРИМЕЧАНИЕ
	Всегда изолируйте тестовое оборудование от земли -
	это защищает как приборы, так и инженера.
ЧАСТЬ

3

ТОПОЛОГИИ ИМПУЛЬСНЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ:

ОТ ПОНИЖЕНИЯ ДО ИНВЕРСИИ

Современные импульсные источники питания строятся на множе-
стве схемотехнических решений, отличающихся способом накопления
и передачи энергии, характером коммутации, а также направлением
преобразования напряжения.

В отличие от сетевых блоков питания, где основную роль играет работа
силового трансформатора и ШИМ-регуляции. ОС-ОС-преобразователи
функционируют в замкнутых низковольтных системах и обеспечивают
точное преобразование энергии внутри электронной аппаратуры.
О ЧЕМ БУДЕТ
РАССКАЗАНО

В данной части книги подробно рассматриваются основные типы
импульсных преобразователей.

•	понижающие (Воск) — когда требуется снизить напряжение при
сохранении высокой эффективности;

♦	повышающие (ВоокГ) — для случаев, когда необходимо получить
большее выходное напряжение при том же токе нагрузки;

♦	инвертирующие (1пуег1т^) — позволяющие формировать отри-
цательное напряжение из положительного источника;

♦	комбинированные и двух каскадные схемы — применяемые в
универсальных стабилизаторах и источниках питания с расширен-
ным диапазоном регулировки;

♦	зарядовые насосы и преобразователи на переключающихся
конденсаторах — где энергия передается не через индуктивные
элементы, а за счет циклического перезаряда емкостей;

♦	а также безындуктивные решения, использующие минимальное
количество компонентов при сохранении функциональности.

Каждая глава сопровождается структурными схемами, осцилло-
граммами и описанием рабочих процессов, что позволяет не только
понять принципы функционирования преобразователей, но и видеть,
где и как возникают типичные неисправности.

Основная цель этой части — не просто перечислить типы схем, а
показать, каким образом выбор топологии влияет на КПД, устой-
чивость и поведение системы при переходных процессах

Здесь читатель научится определять, какой тип преобразователя
оптимален для конкретной задачи — будьте питание микроконтролле-
ров, зарядка аккумуляторов, формирование отрицательных напряже-
ний или повышение напряжения для светодиодных драйверов
ГЛАВА 11

ПОНИЖАЮЩИЙ

||[ ОС/ЭС-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ:

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

В этой главе мы разберем, почему локальные ОС/ПС-узлы ста-
новятся не просто удобным дополнением, а обязательным
элементом архитектуры питания любой сложной схемы. Вы
увидите, как работает базовый Ьиск-преобразователь, почему
его выходное напряжение напрямую зависит от коэффициента
заполнения, и какие ограничения накладывает сама физика
переключательных процессов Мы сравним асинхронные и син-
хронные реализации, поговорим о росте эффективности и о
том, какую роль сыграли современные МО5РЕТ и контроллеры.

Роль понижающих преобразователей
в современной электронике

Современные электронные устройства становятся все более энерго-
эффективными, но при этом требуют все меньших питающих напряже-
ний. Если еще недавно стандартом считались 5 В или 12 В, то сегодня
большинство микросхем, микроконтроллеров и процессоров работают
при В, а иногда и ниже.

Это создает очевидный конфликт: системные блоки питания, адап-
теры ноутбуков или промышленные источники выдают напряжения
намного выше, чем необходимо логическим узлам схемы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Понижающий преобразователь (Виск СопуеПег) - это
импульсный ИС/ОС-преобразователь, который снижает
входное напряжение до требуемого уровня, сохраняя вы-
сокий КПД (до 95 %) за счет переключательного режима
работы ключевых элементов.

Ьйр57/К7е:п1егпе1.с1ио/
Зачем использовать

локальные ОС/ОС-узлы

Если бы питание на микросхемы подавалось напрямую от источ-
ника 1 В, через линию тока в десятки ампер пришлось бы пропускать
энергию по толстым проводникам, создавая потери, нагрев и элек-
тромагнитные помехи

Реальным решением стало использование распределенной
системы питания, где центральный блок формирует промежуточные
12 В, а на платах устройств расположены локальные понижающие
преобразователи

Преимущества такого подхода:

♦	значительное снижение токов в магистрали и, как следствие,
уменьшение потерь;

♦	возможность гибко регулировать напряжения для разных узлов;

♦	уменьшение габаритов и тепловой нагрузки на всю систему;

♦	уменьшение уровня высокочастотных помех, особенно в цифро-
вых устройствах.

Принцип действия
понижающего преобразователя

Работа понижающего преобразователя основана на периодическом
накоплении и передаче энергии дросселем. На рис. 11.1 показана его
типовая структурная схема. Фазы работы и энергетические про-
цессы представлены в табл. 11.1.

Фазы оаботы и энергетические процессы

Таблица 11.1

Фазы работы	Энергетические процессы
Фаза накопления (ключ 81 включен)	Ток от источника 11вх проходи! через дроссель И и на,рузку Ян Энер1ия запасается в магнитном поле дросселя При этом напряжение на нагрузке возрастает, а ток через дроссель тавнэ увеличивается
Фаза передачи энергии (ключ 51 выключен)	Поток в дросселе не может измениться мгновенно, поэтому энергия магнитного поля продолжает питать нагрузку.Ток течет через диод (или второй синхронный ключ 52), обеспечивая непрерывное питание нагрузки
Фаза фильтрации	Конденсатор С1 сглаживав! пульсации.уменьшая колебания выходного напряжения, создавая стабильное Мвых
Рис. 11.1 Структурная схема понижающего преобразователя

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Коэффициент заполнения (О) - это отношение време-
ни, в течение которого силовой ключ находится в от-
крытом состоянии, к общему периоду Т коммутацион-
ного сигнала:

0 = ^

Т

Основное соотношение между входным
и выходным напряжением

В идеализированном режиме непрерывного тока через дроссель
(ССМ, СопНпиоиз Сопйисиоп Мойе) выходное напряжение определя-
ется выражением: Ътвых = □ * Евх. На практике идеальная зависимость
нарушается — на выход влияют падения напряжения на ключах и
диодах, сопротивление дросселя, а также время переключения.

Полому реальное Евых всегда чуть меньше теоретического Для
синхронных Виск-схем, где вместо диода используется второй МО5ГЕТ,
КПД повышается, а разница между расчетным и фактическим Ъ'вых
уменьшается.

СОВЕТ.

При ремонте и настройке понижающих преобразова-
телей обращайте внимание на симметрию импульсов и
скорость переключения - чрезмерное увеличение време-
ни фронтов приводит к перегреву ключей и росту пуль-
саций на выходе.
ОЫЫЫЕ ВИДЕО

Понижающий
преобразователь
напряжения. Как
работаю цепи
питания в вашем
компьютере?

Ключевые особенности
и область применения

Понижающие преобразователи применя-
ются практически везде, где требуется высо-
кая плотность мощности и стабильное низкое
напряжение:

♦	материнские платы и модули питания про-
цессоров;

♦	автомобильная электроника (например,

12 В 5 В для питания микроконтроллеров);

♦	промышленные контроллеры и системы
автоматизации;

♦	светодиодные драйверы постоянного тока.

Для каждой области выбирается свой вариант топологии — клас-
сический, синхронный, многофазный или с токовой обратной связью.

Заключение. Понижающий преобразователь — фундаментальный
элемент современной импульсной электроники. Он обеспечивает ком-
пактность, эффективность и надежность работы цифровых систем, а
понимание его принципов — основа для дальнейшего изучения повы-
шающих, инвертирующих и комбинированных схем,

Далее рассмотрим асинхронные и синхронные понижающие схемы.

Асинхронный Виск-преобразователь -
классика в простоте

Наиболее простая реализация понижающего преобразователя -
асинхронная схема, где энергия во время выключения ключа продол-
жает поступать в нагрузку через диод (рис. 11.2).

Во время включенного состояния верхнего ключа 01 ток течет от
источника через дроссель и нагрузку, накапливая магнитную энергию.
Когда ключ выключается, поток в дросселе не может измениться
мгновенно, и ток продолжает течь — теперь через диод П1, который
открывается автоматически.

Недостаток. Даже у диодов Шоттки падение напряжения состав-
ляет 0,3...0,5 В. что при больших токах приводит к ощутимым потерям
мощности и снижению КПД, особенно при низких выходных напряже-
ниях (например, 1,2...1,8 В).

ПРИМЕЧАНИЕ

Асинхронные Виск-схемы просты, надежны и дешевы, но
используются в основном при небольших токах и невы-
соких требованиях к КПД В современных устройствах
им на смену пришли синхронные преобразователи, спо-
собные повысить эффективность на 10.15%

Синхронный Виск-преобразователь -
эффективность на пределе

Чтобы устранить потери на диоде, в синхронных схемах вместо
диода используют нижний МО8РЕТ Ц2 с очень низким сопротивле-
нием канала (рис. 11.3).

При такой конструкции оба ключа — верхний (Н и нижний <)2 —
управляются попеременно.

Когда ()1 выключен, 02 кратковременно открывается, обеспечивая
путь току дросселя без участия диода.

Это позволяет резко снизить потери и повысить эффективность,
особенно при больших токах нагрузки.

Однако появляется новая задача — предотвратить сквозной ток,
когда оба транзистора открыты одновременно. Для этого между их
импульсами управления вводится небольшая пауза — так называемое
«мертвое время» (беле! Нте, рис. 11.4).
Ыупр 1

Чупр 2

Рис. 11.4. Пауза между импульсами управления
для защиты от сквозного тока

ОНЫЫЕ ВИДЕО

Преобразователь
частоты для

ПРИМЕЧАНИЕ.

асинхронного
электродвигателя

Управление нижним ключом относительно простое,
так как его исток соединен с «землей». А вот верхний
транзистор требует повышенного напряжения затво-
ра - выше уровня входного питания.

Для этого применяют специальные бутстрап-схемы
или драйверы верхнего плеча, обеспечивающие надежное
открытие ключа в каждом цикле

СОВЕТ

При ремонте синхронных схем важно проверять не
только сами М05РЕТ, но и корректность сигналов
управления - малейшее нарушение «мертвого времени»
ведет к перегреву и пробою транзисторов.

Многофазные
понижающие преобразователи

Когда один преобразователь не справ-
ляется с током или тепловыми нагруз-
ками, используют многофазные схемы, где
несколько одинаковых понижающих каналов
работают параллельно (рис. 11.5).

Каждая фаза включает собственный ключ,
дроссель и управляющий сигнал. Импульсы
между фазами смещены по времени, благодаря
чему суммарный ток на выходе становится
более равномерным, а пульсации — минималь-
ными.

омиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Разработка
понижающего
преобразователя без
секретов Статья
ОЫЫЫЕ ВИДЕО

В3606 ОС-ОС Хер
Оо^п Виск Сопуепег.
Понижающий
преобразователь

Рис. 11.5. Многофазный понижающий импульсный преобразователи

Преимущества многофазных систем:

♦	равномерное распределение нагрузки между фазами;

♦	снижение пиковых токов в каждом канале;

♦	уменьшение нагрева и повышение надежности;

♦	низкие пульсации выходного напряжения и токов в конденсаторах;

♦	возможность масштабирования мощности простым добавлением фаз.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Такие модули используются в системах питания про-
цессоров, видеокарт, ТРСА и А51С, где токи достигают
десятков ампер, а точность стабилизации - до ±0,01 В
Контроллеры многофазных УКМ автоматически регу-
лируют баланс между каналами, поддерживая стабиль-
ность при любых изменениях нагрузки.

Заключение. Освоив принципы работы понижающих преобразо-
вателей. легко понять логику других типов — повышающих, инверти-
рующих и комбинированных. Все они опираются на один и гот же фун-
дамент. управление энергией через накопление и дозированную
передачу в нагрузку
ГЛАВА 12

ПОВЫШАЮЩИЙ

ОС/ОС-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ:

ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ

И ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Повышающий преобразователь - это схема, которая умеет
делать невозможное: получать большее напряжение из мень
шего. Он слоено насос, который «нажимает» на ток, поднимая
его на новый уровень. Вооз1-топология встречается везде -
от подсветки экранов до автомобильных систем и порта
тивных гаджетов, где нужно выжать максимум из скромного
источника

Роль повышающих преобразователей
в системах питания

Если понижающий преобразователь нужен там, где излишнее
напряжение нужно «сбросить», то повышающий преобразователь
(Воо$1) — это инструмент, позволяющий «поднять» уровень питания
до нужного значения, когда источник выдает меньше, чем требует
нагрузка.

Типичный пример — питание устройств от аккумуляторов, где
напряжение постепенно падает при разряде, а нагрузке необходимо
стабильные 5 В, 9 В или 12 В.

Повышающие преобразователи обеспечивают этот уровень, дина-
мически изменяя длительность управляющих импульсов.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Повышающий преобразо-
ватель (Вооз! Сопкенег) -
это импульсная схема, пре-
образующая низкое входное
напряжение в более высокое,
используя дросселе для на-
копления энергии и ее по-
следующего выброса в на-
грузку через ключ и диод
(или второй транзистор).

ОМНЫЕ ВИДЕО

Повышающий преобоа-
зователь своими руками

Где применяются
ВоозЬконвертеры

Повышающие схемы — одна из самых распространенных тополо-
гий импульсных преобразователей. Они применяются там, где требу-
ется стабилизировать выход выше, чем напряжение питания:

♦	в схемах коррекции коэффициента мощности (РЕС);

♦	в портативной электронике и зарядных устройствах;

*	в резервных источниках питания и ЦР5:

♦	в системах с солнечными панелями или топливными элемента
ми, где напряжение источника непостоянно.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Ток, потребляемый Вооя-преобразователем с низковольт-
ной стороны, всегда больше, чем ток. подаваемый на выход.
Это следствие закона сохранения энергии - увеличение на-
пряжения происходит за счет увеличения входного тока

Принцип работы
повышающего преобразователя

Работа ВоозГ-кон вертера основана на чередовании фазы накопле-
ния энергии и фазы передачи энергии в нагрузку (рис. 12.1).

1.	Фаза накопления энергии (ключ $1 включен):

♦	ключ 51 замкнут, ток течет от источника через дроссель Ы;

♦	дроссель накапливает магнитную энергию, а диод 01 закрыт;

♦	натру зка питается от заряда конденсатора С1.
Рис. 12.1. Повышающий
импульсный
преобразователь

2.	Фаза передачи энергии (ключ 81

выключен):

♦	ключ размыкается, поле в дросселе начи-
нает спадать;

♦	напряжение на дросселе меняет полярность
и добавляется к входному напряжению,
протекая через диод 01 и заряжая конден-
сатор С1 до более высокого уровня.

Основная формула регулирования.
В режиме непрерывного тока (ССМ) выходное
напряжение определяется зависимостью:



1-о’

где Г) — коэффициент заполнения импульсов
(отношение времени включения ключа к периоду).

ПРИМЕЧАНИЕ.

Чем ближе О к 1, тем больше
растет выходное напряжение.
Но при этом повышаются по-
тери и нагрузка на ключ, по-
этому оптимальное значение О
обычно не превышает 0,8...0,8 5

ОЫНЫЕВИДЕО

Принцип работы
повышающего
преобразователя

Асинхронная и синхронная реализация
ВоозЕ-преобразователя

Асинхронная схема. Классическая реализация использует диод 01
в качестве второго ключа (рис. 12.2).

Преимущества — простота, надежность, малое количество компо-
нентов. Недостатки — потери на диоде и риск перегрузки при корот-
ком замыкании, поскольку вход и выход связаны через дроссель и диод.

ПРИМЕЧАНИЕ.

При пробое диода возможно прямое соединение входа с
выходом - что часто приводит к выгоранию силового
транзистора. Поэтому такие схемы нуждаются в огра-
ничителях тока и плавких предохранителях.
Синхронная схема. Чтобы
повысить КПД, диод заменяют на
второй МО8ГЕТ, который открыва-
ется синхронно с фазой передачи
энергии. Это позволяет снизить
потери до минимума, особенно при
больших токах. Однако появляется
риск сквозных токов, и требуется
точная синхронизация драйвера.

Рис. 12.2 Асинхронный повышающий
импульсный преобразователь

ВНИМАНИЕ.

В современных микросхемах контроллеров Вооз1-
преоброзователей функции синхронизации и защиты
уже встроены - включая беаб-Ите, отсечку по току, за-
щиту от перегрева и обрыва обратной связи.

Практические особенности
проектирования

ЭМС и фильтрация. ВоозТ-конвертеры активно «шумят» —
быстрые фронты тока в дросселе и диоде создают высокочастотные
помехи Для их подавления применяются:

♦	входные ЬС-фильтры;

♦	ферритовые кольца и дроссели;

♦	правильная тополошя печатной платы —
минимальная петля «ключ-диод-дроссель».

Тепловой режим. Повышающий преоб-
разователь может работать при высоких токах
через ключ и диод, поэтому теплоотвод —
критически важный фактор. Используются:
♦ радиаторы, теплопроводящие прокладки;
♦ схемы балансировки фаз в мощных
версиях;

♦	МО8РЕТ с малым Кб5(оп).

Защита и контроль. Обязательно реали-
зуются схемы:

♦	ограничения выходного тока;

♦	стабилизации при обрыве нагрузки;

•	защиты от перегрева ключей и диодов.

омиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Преимущества
и основные принципы
работы повышающих
преобразователей
с плавающими
конденсаторами.

Ьйр5://куе|П1егпе1.с1ио/
ЕНИМАНИЕ.

Без этих мер даже кратковременное короткое замыка-
ние способно вывести из строя дроссель и ключ

На рис. 12.3 показана типовая осциллограмма работы повыша-
ющего (Воозг) преобразователя, отражающая процессы накопления и
передачи энергии в дросселе.

Во время включенного состояния ключа (81) ток через дроссель
плавно возрастает, накапливая магнитную энергию, при этом выход
питается от конденсатора. После выключения ключа ток дросселя
направляется через диод (или нижний МО8РЕТ) в нагрузку, создавая
импульс повышения напряжения на выходе.

По осциллограмме видно, что ток в дросселе имеет пилообразную
форму, а напряжение на ключе — импульсный характер, низкий уро-
вень во время проводимости и резкий выброс при размыкании. Такая
картина типична для режима непрерывного тока (ССМ). при котором
энергия передается равномерно, обеспечивая стабильное выходное
напряжение и высокий КПД схемы.

Рис. 12.3. Типовая осциллограмма Воозг преобразователя

Повышающий
преобразователь
ОС- ОСзсер - Орсот/еПег
ИНВЕРТИРУЮЩИМ
’Г ОС/ОС-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ:
1	ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

В этой главе мы покажем, как энергия перестраивается «на
лету», какие детали особенно важны для стабильности, и
почему правильный выбор дросселя и диода делает всю кон-
струкцию предсказуемой. Инвертирующий преобразователь -
это маленький бунтарь в мире электроники: работает про-
сто, но эффектно - словно дроссель и диод договорились нару-
шить привычные правила

ОШЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Преобразовательная
техника

Зачем нужен
инвертирующий преобразователь

Во многих электронных схемах требуется
не только положительное, но и отрицатель-
ное питание. Это особенно важно в аналого-
вой технике, аудиосистемах, измерительных
приборах и операционных усилителях, где сим-
метричное питание обеспечивает линейность и
точность работы,
ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Инвертирующий преобразователь (1п*еПтд Сопуепег) -
это импульсная схема, преобразующая положительное
входное напряжение в отрицательное выходное, при не-
обходимости изменяя и его величину.

Таким образом, если на входе подается +12 В, то на выходе можно
получить, например, -5 В или -12 В (в зависимости от режима работы).
Это позволяет создать двуполярное питание (±) из одного источника,
без применения громоздких трансформаторов.

ПРИМЕР

Микросхема операционного усилителя, работающая в
режиме линейного усиления, требует питания *15 В.
Инвертирующий преобразователь формирует отрица-
тельное плечо, обеспечивая симметрию питания и ста-
бильную точку нуля для аналоговых сигналов

Конструктивные
особенности

Инвертирующий преобразователь по своей структуре близок
к повышающему (Воо81), но имеет другое включение дросселя и
ключа — что и обеспечивает инверсию полярности (.рис. 13.1).

Как и в других типах ЭС Т)С-преобразователей, може г применяться
асинхронная или синхронная реализация.

Асинхронный вариант. Использует диод для передачи энергии в
нагрузку' — прост в реализации, стабилен, но имеет повышенные потери.
Хорошо подходит для средних токов и невысоких требований к КПД.

Рис. 13.1. Инвертирующий импульсный преобразователь
Синхронный вариант. Заменяет диод на
МО8РЕТ с низким сопротивлением канала, что
позволяет снизить падение напряжения и тепло-
вые потери. Однако требует точного управления
фазами и защиты от сквозных токов.

ПРИМЕЧАНИЕ.

В современных микросхемах
(например, 1.М2596, ИС3261,
ТР563700) функции синхрони-
зации и зашиты встроены, что
делает возможным компакт-
ные инвертирующие схемы

с КПД свыше 90 %.

ОМЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Разработка
инвертирующего
«понижающе-
повышающего»
конвертера на базе
модуля МадНС

Принцип
действия

Работа инвертирующего преобразователя делится на две фазы —
накопление и передачу энергии.

1.	Фаза накопления. Ключ 51 замкнут, ток течет от источника
через дроссель Ы, формируя магнитное воле. Диод (или второй ключ)
закрыт, а нагрузка в этот момент питается от заряда конденсатора.

2.	Фаза передачи энергии. Ключ 51 размыкается, поле в дросселе
схлопывается, и ток меняет направление. Потенциал на одном выводе

дросселя становится отрицательным — эта энер-
гия поступает на выход, где формируется отри-
цательное напряжение относительно общей
земли.

Связь между входным и выходным напря-
жением описывается формулой:

ТТ _ ГГ

вых ^41Х 1 — 2? *

где — входное напряжение; 1ДЫХ— отрица-
тельное выходное напряжение; й — коэффици-
ент заполнения импульсов.

ОШИЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Инвертирующий
преобразователь
напряжения. Принцип
работы
ПРИМЕЧАНИЕ.

Чем больше длительность включения ключа (О), тем
ниже становится выходное отрииательное напряжение
по абсолютной величине Однако чрезмерное увеличение
О вызывает рост токов в дросселе и перегрев ключа, по-
этому регулировка проводится в пределах0,5(0^ 0,8

Особенности проектирования
и эксплуатации

Инвертирующий преобразователь объединяет в себе свойства как
повышающей, так и понижающей схемы. Это делает его гибким, но
и более чувствительным к ошибкам расчета и разводки. Основные
нюансы:

♦	требуется качественная изоляция «земли» — выходная цепь не
должна быть связана напрямую с входом;

♦	важн< । учитывать обратные токи и наводки в дросселе;

♦	рекомендуется использовать низкоимпедансные конденсато-
ры на выходе, так как пульсации здесь выше, чем в обычных Виск/
Вооз! схемах.

ПРИМЕЧАНИЕ.

В лабораторных источниках питания и аудиоусилите-
лях такие схемы часто строятся по инвертирующему
Виск-Воозс принципу, где регулируется не только поляр-
ность, но и уровень отрицательного напряжения - на-
пример, от -5 В до -15 В при входных +12 В.

Области

применения

Инвертирующие преобразователи находят применение в самых
разных областях:

♦	аналоговая электроника и операционные усилители — для
создания симметричного питания ±Ц;

♦	аудиоусилители - формируют отрицательное питание выходных
каскадов и драйверов;

♦	сенсорные и измерительные системы — обеспечивают опорное
отрицательное напряжение для датчиков и АЦП;
♦	портативные устройства и питание от
батарей — позволяют получать отрица-
тельное питание без громоздких трансфор-
маторов;

♦	энергосистемы и инверторы — исполь-
зуются в схемах преобразования ОС —♦ АС
как промежуточное звено инверсии по-
лярности.

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Математическое
моделирование
динамики
инвертирующего ОС/
ОС преобразователя
напряжения. Статья

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Солнечный инвертор — это
устройство, преобразующее
постоянное напряжение от
солнечных панелей в перемен-
ное, пригодное для бытового
применения Инвертирующий
ОС/ОС-преобразовотель часто
используется внутри таких
систем как предварительный
каскад для формирования от-
рицательных или повышенных
напряжений.

ОШ№ ВИДЕО

Лекция
Инвертирующие ОС-
ОС преобразователи

ВЫВОД

При правильной реализации инвертирующий преобразо-
ватель обеспечивает устойчивое, малошумяшее пита-
ние и может заменить громоздкие линейные источники,
сохранив при этом высокий КПД и стабильность рабо-
ты даже при изменении нагрузки.
ГЛАВА 14

КОМБИНИРОВАННЫЕ

ЭС/ОС-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ:
УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СХЕМЫ

СТАБИЛИЗАЦИИ

В этой главе мы разберем, зачем нужны гибридные решения,
как устроена их внутренняя «логика», и почему именно они
становятся стандартом для сложных, интеллектуальных
систем питания. Комбинированные преобразователи - это
мир, где классические Виск, Вооз! и 1т/ептд-схемы уже не
справляются с задачами, и инженеру нужны решения, способ-
ные работать «в обе стороны» одновременно: понижать,
повышать, стабилизировать, инвертировать - и все это в
рамках одной топологии.

Зачем нужны
комбинированные преобразователи

В реальных устройствах источник питания не всегда стабилен —
аккумуляторы, солнечные панели, 115В-питание — все это может «пла-
вать» в широком диапазоне.

Комбинированные ЛС/ЛС-преобразователи решают эту задачу,
автоматически повышая или понижая напряжение, чтобы на выходе
всегда оставался стабильный уровень

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Комбинированный преобразователь - это импульсная
схема, которая может работать как в режиме пониже-
ния, так и повышения напряжения, сохраняя заданное
выходное значение при изменении входного.
Такое решение особенно актуально для литий-ионных батарей,
напряжение которых падает от 4,2 В до 2,5 В при разряде. Обычный
Виск или Боозг не справится с таким диапазоном, а комбинированный
автоматически переключится между’ режимами, поддерживая питание
микроконтроллеров, сенсоров и логики.

Принцип действия
и базовые схемы

Основу комбинированного преобразователя составляют два
каскада — понижающий и повышающий, работающие под управлением
единого контроллера (рис. 14Л).

Рис. 14.1. Комбинированный преобразователь на четырех ключах

Состояние ключей определяет режим*

•	при высокой нагрузке и большом входном напряжении схема ве-
дет себя как Виск;

♦	при падении входа ниже порога — переходит в Воозе;

♦	в нейтральной зоне может работать как «прямой канал» (пропуск
напряжения без преобразования).

ПРИМЕЧАНИЕ.

Современные микросхемы
управления плавно меняют ре-
жим, избегая скачков и потерь
на переходе, что особенно важ-
но при питании чувствитель-
ных микросхем.

ОМЫЫЕ ВИДЕО

Виск-роозг
преобразователь
Рис. 14.2. Синхронный
комбинированный преобразователь

Рис. 14.3. Асинхронный
вариант на двух ключах

Существуют две основных реализации:

♦	синхронная — более дорогая, но с высо-
ким КПД (до 95 %, рис. 14.2);

♦	асинхронная — проще и дешевле, но име-
ет большие потери на диодах (рис. 14.3).
На практике чаще применяются интегри-
рованные микросхемы, такие как 1ТС378О,
ТР86300х, ЕМ2623, которые уже содержат
ключи и драйверы. Они автоматически опре-
деляют режим работы и обеспечивают плав-
ный переход м<>жду ним.

Кроме классических четырехключевых
схем, широко применяются топологии:

♦	8ЕР1С (81п$1е-Епс1еб Рптагу 1пс1ис1ог СопуеЛег);

♦	Чук (Сик) — инвертирующий вариант с улучшенной фильтрацией;

♦	2е1а — зеркальная топология 8ЕР1С с неинвергированным выхо-
дом.

ОМИЧЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Синхронные
комбинированные
ОС/ОС ипеаг Тесбпо1оду

Топология 5ЕР1С:

стабильность без инверсии

5ЕР1С — одна из самых удачных тополо-
гий, сочетающая простоту и эффективность
(рис. 14.4). Она способна повышать или пони-
жать напряжение без инверсии полярности, что
делает ее удобной для питания цифровых узлов.

Как работает:

♦	при включении ключа энергия запасается в
дросселях Ы и Ь2, а конденсатор С1 пере-
дает заряд между’ ними;

ОМИЧЕ ВИДЕО

Как работает 5ер/с
преобразователь
напряжения
Глава 14. Комбинированные 0СД)С преобразователи

129

•	при выключении ключа энергия че-
рез диод В1 поступает в нагрузку.

Преимущества:

♦	низкие пульсации входного тока
(меньше ЭМП);

•	неинвертированный выход;

♦	простая стабилизация.

Рис. 14.4. Комбинированный
преобразователь 5ЕР1С

ПРИМЕЧАНИЕ.

Особенность схемы в том, что нужен надежный конден-
сатор С1. рассчитанный на высокие импульсные токи.

Топология Чука:
инверсия и чистота тока

оыыые
ИНФОРМАЦИЯ

Импульсный
преобразователь
напряжения
постоянного тока
по схеме Чука

Топология Чука (Сик) работает схоже с
8ЕР1С, но формирует отрицательное выход-
ное напряжение (рис. 14.5). Здесь токи через
оба дросселя практически непрерывны, что
дает минимальные пульсации и стабильность
на переменной нагрузке.

Преимущества:

♦	очень чистый ток на входе и выходе;

♦	хорошая динамика при скачках входного
напряжения.

Недостатки:

♦	инвертированная полярность (-Нвых);

♦	более сложная схема обратной связи и ком-
пенсации.

Рис. 14.5. Комбинированный преобразователь Чука

1пйр5://Нуе1п(егпе(.с1ип/
Топология 2е1а:

«зеркальный» 5ЕР1С

2еГа — по сути, инверсный вариант 8ЕР1С, в котором выход остается
положительным, но энергия движется «в обратном порядке» — от вто-
рого дросселя к первому (рис. 14.6).

Рис. 14.6. комбинированный преобразователь 2е(о

ОЫНЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Математическая
модель Хе1а-
преобразователя

Особенности:

♦	мягкий характер выходною тока;

♦	минимальные пульсации напряжения;

♦	возможность стабильной работы при ма-
лых нагрузках.

Недостатки:

♦	сложность управления верхним р-канальным ключом;

♦	высокая чувствительность к качеству дросселей и конденсаторов.

ВЫВОД

Комбинированные схемы - ключ к надежным и долговеч-
ным источникам питания. Они идеально подходят для
портативной электроники, автономных устройств и
систем с переменным входом, где стабильность напря-
жения критична для работы всей аппаратуры.

$р1И-Р| - двунаправленный
комбинированный преобразователь

Одной из наиболее интересных и продвинутых топологий комбини-
рованных ОС/ОС-преобразователей является схема 8р1й-Р1 (рис. 14.7).
Она объединяет две функциональные части — понижающую (Воск) и
повышающую (ВоозГ), которые работают в единой системе, но попе-
ременно: одна активна, другая — пассивна, в зависимости от направле-
ния потока энергии и требуемого уровня выходного напряжения.
Рис 14.7. Преобразователь 5р1Н-Й)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

5рИг-Р1 - это двунаправленный импульсный преобразо-
ватель. способный повышать и понижать напряжение
с возможностью передачи энергии в обоих направлени-
ях - от источника к нагрузке и обратно

В отличие от классических Виск-Воозт: схем, где ключевую роль
играют дроссели, в 8рШ-Р1 основное накопление энергии проис-
ходит в центральном конденсаторе СЗ, что значительно упрощает
индуктивные элементы и уменьшает уровень пульсаций.

Такой подход делает схему особенно эффективной в системах, где
важна энергетическая обратимость — то есть возможность возвра-
щать энергию обратно в источник.

Преимущества топологии 5р1й-Рк

♦	минимальные требования к дросселям — большая часть энергии
хранится в емкости СЗ,

♦	высокий КПД (до 97.. .99 %), даже при частых переключениях между
режимами;

♦	поддержка рекуперации энергии — идеальна для приводов, акку-
муляторных систем, гибридных транспортных установок;

♦	плавное переключение режимов без необходимости отключения
элементов;

♦	простая реализация двунаправленного потока энергии без слож-
ных внешних ключей.

Где применяется 5р1й-Р1:

♦	солнечные и гибридные энергосистемы — балансировка заряда ак-
кумуляторов и фотоэлементов;

♦	транспорт и электроприводы — рекуперация энергии при тормо-
жении;

♦	системы с суперконденсаторами и топливными элементами — бы-
стрый отклик и высокая эффективность при реверсе потока;

♦	промышленные источники питания с функцией возврата энергии в сеть.
ПРИМЕЧАНИЕ.

особенно ценен в задачах, где энергия не просто
потребляется, а перераспределяется. - например, меж-
ду аккумулятором и сетью. Благодаря симметричной
структуре и отсутствию принудительных переключе-
ний, он отличается надежностью и высокой устойчиво-
стью к перегрузкам

На рис. 14.8 показана типовая осцилло
грамма работы преобразователя 8р1й-Р1 в
двунаправленном режиме.

Во время режима прямой передачи
энергия поступает от источника к нагрузке,
при этом ток через дроссели направлен слева
направо

Когда система переходит в режим рекупе-
рации. поток энергии разворачивается, и ток
меняет направление, возвращаясь обратно в
источник.

ОЫЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

5рШ-р11оро1оду
№'к!ресНа

Осциллограмма демонстрирует, как при изменении режима схема
сохраняет непрерывность тока и стабильность напряжения, что
особенно важно для систем с обратной связью по мощности — напри-
мер, в электроприводах или гибридных аккумуляторных модулях.

Рис. 14.8. Осциллограмм/, двунаправленной передачи энергии в БрИС-Р/
(с показом перекоса от заряда к рекуперации)
ГЛАВА 15

ЗАРЯДОВЫЕ НАСОСЫ:
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ
БЕЗ ДРОССЕЛЕЙ

В этой главе мы рассмотрим, зачем нужны зарядовые насосы,
разберем по шагам, как они работают внутри, где конден-
саторы выполняют роль «ведра», а ключи - роль «черпака».
Поймем различия между удвоителями, инверторами, дроби-
телями и переключаемыми конденсаторными матрицами.
Увидим, в каких реальных задачах эти миниатюрные схемы
становятся незаменимыми.

Принцип
и назначение

В классических импульсных преобразователях энергия запасается
в дросселях. Однако в компактных и маломощных устройствах индук-
тивные элементы становятся слишком громоздкими.

Зарядовые насосы (СЬаг^е Ритр СопуеПегв) решают эту задачу,
используя только конденсаторы и ключи для передачи заряда — без
дросселей и магнитных полей.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Зарядовый насос - это ОС/ОС-преобразователь, рабо-
тающий на принципе последовательной зарядки и раз-
рядки конденсаторов, что позволяет повышать, пони-
жать или инвертировать напряжение.
Такие схемы особенно в 'стребованы в пор-
тативной электронике, где важны минималь-
ные размеры, отсутствие электромагнитных
помех и высокий КПД при малых токах.

Как работает
зарядовый насос

Работа схемы основана на двух фазах пере-
ключения (рис. 15.1):

•	фаза зарядки - конденсатор С1 подклю-
чен к источнику и накапливает заряд;

ОМ.1ИЕ.
ИНФОРМАЦИЯ

Энергетическая
эффективность
зарядового насоса

•	фаза разрядки — тот же конденсатор подключается последова-
тельно к нагрузке, отдавая накопленную энергию.

Для сглаживания пульсаций используется конденсатор С2, а частота
переключения задает выходное напряжение.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Такие схемы эффективны при токах да 50 .150 мА и
применяются в маломощных микросистемах, где индук-
тивные потери критичны.

Рис. 15.1 Базовый инвертирующий
преобразователь на переключаемом
конденсаторе

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Зарядовый насос

Разновидности

и режимы

Современные зарядовые насосы способны повышать, понижать и
инвертировать напряжение. Это достигается разными комбинациями
ключей и конденсаторов (рис. 15.2 ... рис. 15.5).
Рис. 15.2. Инвертирующий
преобразователи на переключаемом
конденсаторе

Рис. 15.5. Фаза 1 - зарядка
конденсаторов (последовательно)

Рис 15.4. Фаза 2 - разрядка
(параллельно, с суммированием
напряжений)

Рис. 15.5. Многоступенчатая схема -
суммирование выходных напряжений

Комбинируя эти состояния, можно реализовать:

♦	умножитель напряжения (Уока^е ЭоиЫег, Тпр1ег);

•	инвертор полярности;

♦	походный стабилизатор, работающий как Виск-Вооз! без индук-
тивных элементов
Для удержания стабильного выходного уровня применяются:

♦	11)0-регуляторы (Ьои' Второй!) на выходе для точной коррекции;

♦	линейное управление фазами ключей, уменьшающее шумы и
пульсации;

♦	адаптивное переключение частоты, которое снижает потери на
холостом ходу.

ПРИМЕЧАНИЕ.

В реальных схемах зарядовых насосов конденсаторы
должны быть керамические с низким Е5В - это напря-
мую влияет на КПД и стабильность при переключении.

Преимущества:

♦	компактность и простота схемы;

•	отсутствие дросселей и ЭМ-помех;

♦	высокий КПД при малых токах;

♦	минимальное количество внешних компо-
нентов.

Ограничения:

♦	низкая выходная мощность (обычно < 0,5 Вт);

♦	зависимость КПД от отношения Ьвх/Пвых;

•	сложность масштабирования на большие
токи;

•	повышенные пульсации при высоких на-
грузках.

ОГИДМЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Зарядовые насосы
как альтернатива
стабилизаторам
других типов

Зарядовые насосы широко применяются в-

•	микроконтроллерах и сенсорных узлах;

♦	стабилизаторах питания оперативной памяти и СМО5-логики;

♦	системах генерации отрицательных напряжений (для ОУ и дисплеев);

♦	носимой, медицинской и мобильной электронике.

ПРИМЕЧАНИЕ

Большинство современных микросхем зарядовых насо-
сов имеют встроенную защиту от перегрева и пере-
разряда, а также режим энергосбережения при малой
нагрузке, что делает их идеальными для автономных
устройств.
Рис. 15.6. Осциллограмма
зарядового насоса

ОМЫМЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Конденсаторные
преобразователи
напряжения. Статья

На рис. 15.6 представлена типовая осцил-
лограмма работы зарядового насоса, показыва-
ющая циклы зарядки и разрядки накопитель-
ного конденсатора.

В первой фазе видно плавное нараста-
ние напряжения — конденсатор заряжается от
источника через ключи схемы

Во второй фазе — резкое перераспределе-
ние заряда и передача энергии на нагрузку.

Пульсации на выходе сглаживаются кон-
денсатором фильтра, формируя стабильное

ОНиЫЕ ВИДЕО

Зарядовый насос! ОС
ОС преобразователь
на НХ400

выходное напряжение.

Такая последовательность фаз позволяет насосу работать без дрос-
селей, обеспечивая эффективное преобразование при минимальных
потерях и высокой стабильности выходного сигнала.
ГЛАВА 16

БЕЗЫНДУКТИВНЫЕ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ:	Г

ЭНЕРГИЯ БЕЗ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Безындуктивные преобразователи - это особая категория
схем, которые будто бы бросают вызов классической логике
электроники: никакого магнитного поля, никаких катушек -
лишь конденсаторы, ключи и чистая игра заряда. Они создают
напряжение там, где нужно, используя минимум компонентов
и максимум изобоетателвности.

Принцип

и назначение

Традиционные импульсные источники питания используют дрос-
сели для накопления энергии.

Но в микромощных схемах, где важны габариты, простота и
отсутствие электромагнитных помех, такие решения избыточны.

Безындуктивные преобразователи (СарасПп'е ог СИаг§е-Ритр-
Вазес! Сопуег1егз) работают без катушек индуктивности, используя
конденсаторы и диоды для накопления и передачи заряда между
узлами схемы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Ьезындуктивный преобразователь - это электронная
схема преобразования напряжения, в которой энергия
передается с помощою коммутируемых конденсаторов,
а управление потоком заряда осуществляется автома-
тически - диодами или электронными ключами.
ОМЫЫЕ ВИДЕО

Безындуктивные
БС/ОС-преобразователи

Такой подход минимизирует уровень ЭМП
и позволяет создавать ультракомпактные
источники питания, что особенно актуально
в портативной и медицинской электронике.

Основной
принцип работы

Работа таких схем основана на переносе
заряда между конденсаторами под дей-
ствием импульсного напряжения. Когда сиг-

нал положительный — один конденсатор заряжается, а при отрицатель-
ной полярности — энергия передается на выход через диоды.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Здесь диоды работают как автоматические переклю-
чатели открываясь и закрываясь без активного управ-
ления. Благодаря этому отпадает необходимость в кон-
троллере ШИМ или драйвере ключей.

Преимущества очевидны:

♦	минимальное количество компонентов;

♦	высокая надежность;

♦	отсутствие дросселей и помех.

Пример: генерация
отрицательного напряжения

На рис. 16.1 приведена простейшая схема безындуктивного пре-
образователя, создающего отрицательное напряжение относительно
общей шины.

Рис. 16.1, Схема простого источника отрицательного напряжения

Т|йрз://куе1п1егпе1.с1ип/
В этой схеме:

♦	генератор (VI, К1, С1) формирует управляющие импульсы;

♦	ключи 21 и 22 поочередно заряжают и разряжают конденсатор С1;

♦	диод 01 и стабилитрон 201 задают уровень выходного напряже-
ния, стабилизируя его на уровне около -5 В.

Применение. Такой преобразователь — классический пример
инверт ора полярности без индуктивности, часто применяемый для
питания операционных усилителей и аналоговых узлов

Каскадное

умножение напряжения

Для получения более высокого выходного напряжения использу-
ется последовательное соединение нескольких ступеней зарядо-
вых насосов. Такая топология называется каскадным умножителем
напряжения (Уо1га§е МиШрКег) и используется, например, в блоках
поджига дуги, индикаторных схемах и лазерных системах (рис. 16.2).

Каждый конденсатор в цепочке (С1-С4) заряжается последова-
тельно через диоды (Б1 04), а затем при переключении полярности
напряжения добавляет свой заряд к общему выходному уровню.

В результате на выходе формируется напряжение, равное сумме
всех ступеней.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Для защиты от пробоя и выравнивания токов заряда
применяются резисторы балластировки и защитные
диоды, что особенно важно при работе с высоковольт
ными каскадами.

Рис. 16.2 Участок схемы блока
бесконтактного поджига дуги

ОЫЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Конденсаторные
преобразователи
напряжения
Характеристики
и ограничения

Преимущества:

♦	минимальное количество элементов;

•	простота и надежность;

♦	низкий уровень электромагнитных помех;

♦	высокая эффективность при малых токах (до 200 мА).

Ограничения:

♦	чувствительность к перегрузкам;

♦	О1раниченная мощность (до нескольких сотен милливатт);

•	высокий внутренний импеданс — падение напряжения при росте
тока;

♦	трудности при масштабировании на большие мощности.

ПРИМЕЧАНИЕ

Безындуктивные преобразователи не заменяют дрос-
сельные схемы, но прекрасно дополняют их в компакт-
ных и «чистых» по ЭМП приложениях - особенно там,
где важно высокая стабильность при микромощных на-

грузках.

Безындуктивные преобразователи широко
применяются в:

♦	системах питания анаюговых микросхем
и ОУ;

♦	носимой и медицинской электронике;

♦	зарядных модулях малой мощности;

♦	умножителях напряжения для индикато-
ров и оптронов;

•	устройствах с изолированным отрицатель-
ным питанием

На рис. 16.3 показана осциллограмма
работы безындуктивного преобразователя,

иллюстрирующая чередование фаз зарядки и разрядки накопительных
конденсаторов.

В первой фазе видно постепенное увеличение напряжения — кон-
денсатор заряжается от источника питания.

оыи№
ИНФОРМАЦИЯ

Ключевые регуляторы
и преобразователи
напряжения
Рис. 16.3. Осциллограмма фаз зарядки и разрядки
6 безындуктивном преобразователе

Во второй фазе происходит быстрая передача накопленного
заряда на выход, где формируется отрицательное напряжение относи-
тельно общей шины.

Пульсации сглаживаются фильтрующим конденсатором, благодаря
чему выходное напряжение остается стабильным даже при изменении
частоты переключения.

Такая форма сигнала наглядно демонстрирует, как энергия перено-
сится без использования дросселей, исключительно за счет управления
потоками заряда между конденсаторами.
ЧАСТЬ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

С ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКОЙ

Современные импульсные истопники питания можно условно разде-
лить на две большие группы - без гальванической развязки и с галь-
ванической развязкой. Если первые применяются там. где входное и
выходное напряжения имеют общую электрическую точку, то вто-
рые - обеспечивают электрическую изоляцию между высоковольтной
и низковольтной частями схемы, что делает их обязательными в боль-
шинстве промышленных и бытовых устройств.
О ЧЕМ БУДЕТ
РАССКАЗАНО

Гальваническая развязка — это не просто требование безопасности.
Это элемент, определяющий устойчивость, надежность и помехоза-
щищенность всей системы Благодаря трансформатору, выполняю-
щему роль и энергетического, и изоляционного звена, удается:

♦	изолировать пользователя и вторичные цепи от сети 220 В;

♦	устранить паразитные токи и утечки по «земле»;

*	стабилизировать передачу энергии между независимы ми контура ми;

♦	согласовать различные уровни напряжений и топологии преобра-
зования.

В этой части книги мы подробно рассмотрим основные типы
изолированных ВС/ЛС-преобразователей, начиная от простейших
обратноходовых схем, применяемых в бытовых БП малой мощности,
до мощных мостовых и полумостовых топологий, используемых в про-
мышленных инверторах, системах ЦР8 и серверах.

Особое внимание уделено:

♦	принципам построения и расчета трансформаторов;

♦	способам управления потоками энергии при разных режимах ра-
боты ключей;

♦	методам диагностики типовых неисправностей в изолированных
схемах;

♦	влиянию обратной связи и паразитных параметров на стабиль-
ность системы.

Таким образом, преобразователи с гальванической развязкой —
это не просто еще один этап развития импульсной техники, а фунда-
ментальный класс устройств, без которых невозможна представить
современную электронику: от зарядного адаптера до промышленного
источника на сотни киловатт.
ГЛАВА 17

ОБРАТНОХОДОВОЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ:
ПРОСТОТА, НАДЕЖНОСТЬ

И УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ

Обратноходовой преобразователь (МуЬаск сопуегТег) — один
из самых узнаваемых и универсальных типов изолированных
источников питания Он сочетает простоту, компактность
и безопасность, что делает его незаменимым в адаптерах,
зарядных устройствах, светодиодных драйверах и бытовой
электронике.

Основной
принцип работы

Сердцем обратноходового преобразователя является трансформа-
тор с воздушным зазором (рис. 17.1). Его задача — не только передача
энергии. н<> и ее временное накопление в магнитном поле.

Рис. 17.1. Эволюционированный инвертирующий преобразователь в обратноходовой
Цикл работы включает две фазы:

• накопление энергии. При открытии клю-
ча (21 ток течет через первичную обмотку,
создавая магнитный поток в сердечнике;

♦ передача энергии. После запирания 01
магнитное поле схлопывается, диод 02 от-
крывается, и энергия передается во вто-
ричную цепь и нагрузку.

Энергия поступает на выход только после
закрытия ключа, что отличает ПуЬаск от всех
других топологий.

0№1№ ВИДЕО

Обратноходовый
преобразователь
Принцип работы

ПРИМЕЧАНИЕ.

Фактически, трансформатор в обротноходовом БП ра-
ботает как двухобмоточный дроссель - именно поэто-
му ему необходим воздушный зазор для предотвращения
насыщения.

Конструкция
и работа схемы

На рис. 17.2 показана типовая структура Р1уЬаск-преобразователя.
Входное напряжение выпрямляется и сглаживается, затем через тран-
зистор ОД подается на первичную обмотку' Т1. После выключения 01
энергия из магнитного поля передается на вторичную сторону через
диод Ц2, где выпрямляется и фильтруется конденсатором СЗ.

Рис. 17.2. Базовая схема обратноходового
преобразователя

ОМШЕ ВИДЕО

Исследование
однотактного
обратноходового
преобразователя
напряжения
ПРИМЕЧАНИЕ.

Такая схема обеспечивает полную гальваническую раз-
вязку и может работать при входных напряжениях от
85 до 265 В АС. что делает ее идеальной для сетевых
адаптеров

В табл. 17.1 представлены циклы работы обратноходового преоб-
разователя.

Циклы роботе: обратноходоеого преобразователя

Таблица 17.1

Фаза	Действие в первичной цепи	Действие во вторичной цепи	Энергетический результат
Накопление энергии	Ключ 01 открыт, ток расте* в лервичной обмотке	Диод 02 закрыт, нагрузка питается от выходного конденсатора	Магнитное поле сердечника накапливает энергию
Передача энергии	Ключ Ц1 закрыт, ток падает в первичной :бмотке	Диод 02 открыт,ток идет в нагрузку	Энергия магнитного поля передается во вторичную цепь

ПРИМЕЧАНИЕ.

Разделение фаз делает схему Р1убаск устойчивой к коле-
баниям входного напряжения, но требует точного под-
бора параметров трансформатора.

Особенности трансформатора ПуЪаск-типа. Трансформатор
выполняет функцию аккумулятора энергии, а не обычно! о передатчика
мощности. Его параметры напрямую определяют КПД и устойчивость
работы схемы.

Основные особенности:

•	наличие воздушного зазора в сердечнике — для предотвращения
насыщения;

♦	возможность иметь несколько вторичных обмоток (разные на-
пряжения);

♦	высокие импульсные токи в первичной обмотке;

♦	необходимость тщательного расчета витков и магнитопрс-вода.

Расчет выходного напряжения:

и ко

V =——

вых п(1-Я)’

где О — коэффициент заполнения, п — коэффициент трансформации.
ПРИМЕЧАНИЕ

Воздушный зазор превращает трансформатор в «энер-
гетический буфер» - от его оптимизации зависит все:
от нагрева до стабильности регулирования.

Типовые требования к трансформаторам Р1уЬаск представлены в

табл. 17.2.

Типовые требования к трансформаторам РТуЬасК

Таблица 17.2

Параметр	Типовое значение	Комментарий
Воздушный зазор	0,1. 0,3 мм	Предотвращает насыщение сердечника
Материал магнитопровода	РегпТе (И87, РС44 и аналоги)	Обеспечивает низкие потери на частотах 50 200 кГц
Индуктивность первичной обмотки	0.5...3 мГн	Подбирается по рабочей частоте и мощности
Коэффициент трансформации	п = М1/М2 « 3.. 8	Определяет диапазон выходных напряжений
Изоляция обмоток	> 2,5 кВ	Обеспечивает гальваническую развязку
Ток насыщения	Не менее 1,5» 1ном	Гарантируе, запас при пере,рузках

ПРИМЕЧАНИЕ.

Корректный выбор магнитопровода и числа витков
определяет эффективность, температуру и уровень
ЭМП блока питания

ОШЫЕ ВИДЕО

Намотка трансформатора
обратноходового
преобразователя

Практический подбор намоточных
данных трансформаторов
обратноходовых преобразователей
Защита
от выбросов напряжения

При запирании ключа в первичной обмотке возникает выброс
напряжения, который может повредить транзистор. Чтобы избежать
пробоя, применяют цепи подавления (впиЬЪег).

Основные методы:

♦	КСВ-снаббер — рассеивает энергию выброса через ЯС-цепь. Это
простое и надежное решение, но с потерями на тепловыделение;

♦	ТУ8-диоды — моментально шунтируют выброс, защищая транзи-
стор. Почти без потерь, но требуют точного подбора напряжения.

ПРИМЕЧАНИЕ.

На практике инженеры часто используют обо мето-
да - снаббер поглощает большую часть энергии, а ТУЗ-
диод ловит короткие всплески.

Наглядное сравнение способов защиты силового ключа можно уви-
деть в табл. 17.3.

Сравнение способов защиты силового ключа

Таблица 17.3

Параметр	ЯСО-снаббер	ТУЗ-диод
Принцип рабогш	Рассеивание энергии через КС-цепь	Мгновенное шунтирование перенапряжения
Скорость реакции	Средняя	Очень высокая
Потери мощности	Есть (тепловые)	Нет при нормальной работе
Сложность подбора	Простая настройка	Требует точного подбора порога
Применение	Универсальные блоки до 200 Вт	Быстродействующие, компактные схемы

ОЫЫ№ ВИДЕО

ТУЗ диоды - средство
защиты электроники
от перенапряжений

Что такое ЧСО снаббер,
как он работает, для чего
устанавливается в схемы
СОВЕТ.

В мощных схемах используют комбинацию РСО и Г/5 -
снаббер «гасит» энергию, а 7У5 ловит пиковые импульсы.

Применение

обратноходовых преобразователей

На практике обратноходовые преобразователи встречаются во
множестве устройств — от простых зарядных блоков до промышлен-
ных контроллеров. Чтобы показать широту их применения, в табл. 17.4
приведены наиболее типичные области использования и их ключевые
особенности.

Эта топология используется практически везде, где важны ком-
пактность, безопасность и универсальность питания.

Типовые области применения Р1убаск	Таблица 17.4

Область	Пример применения	Особенности
Зарядные устройства	Сетевой адаптеры 5...24 В	Высокая эффективность при низкой стоимости
Освещение	Драйверы ЬЕО-мсдулей	Низкие пульсации, гальваническая развязка
Бытовая техника	ТВ-блоки, микроволновки, маршрутизаторы	Несколько выходных напряжений
Промышленная электроника	Маломощные контроллеры	Повышенная надежность при колебаниях сети

Выбор обратноходовой схемы не всегда очевиден: многое зави-
сит от мощности, требований к гальванической развязке и стоимости.
Табл. 17.5 поможет быстро определить, в каких случаях применение
ПуЬаск-преобра.зователя действительно оправдано, а когда стоит рас-
смотреть другие топологии.

Рекомендации по применению топологии Р1уЬаск	Таблица 175

Условие	Подходит	Лучше использовать другую схему
Мощность до 20С Вт	Да	-
Требуется гальваническая развязка	Да	-
Высокие токи <>10 А)	Нет	Прямоход / полумост
Множественные выходы	Да	-
Минимальная стоимость и простота	Да	-
Заключение. Хорошо спроектирован-
ный обратноходовой источник питания — это
результат точного расчета магнитопроеода,
защиты ключа и продуманной обратной связи.
Именно поэтому Р1уЬаск-преобразователи оста-
ются классикой инженерного проектирова-
ния — надежной, дешевой и по-настоящему
универсальной схемой для бытовой и промыш-
ленной электроники.

ОШЫЕ ВИДЕО

Обратноходовой
преобразователь.
Принцип работы
ГЛАВА 18

ПРЯМОХОДОВОЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ:
ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ
БЕЗ НАКОПЛЕНИЯ

Прямоходовой преобразователь - это та топология, которая
работает не «в долг», а здесь и сейчас, энергия не накапли
вается в сердечнике, а почти мгновенно передается на вто-
ричную сторону. Такой подход делает схему более стабильной,
снижает пульсации и позволяет работать с заметно боль-
шими мощностями, чем в обратноходе

Принцип
работы

Прямоходовой преобразователь (Ропуагй СопуегСег) — одна из
классических топологий импульсных источников питания средней
мощности. Главная особенность: энергия передается не после выклю-
чения ключа, как в обратноходовом преобразователе, а непосред-
ственно во время его включения.

Благодаря этому:

♦	уменьшаются пульсации выходного напряжения;

•	повышается КПД;

♦	снижается нагрузка на трансформатор.

На рис. 18.1 показана базовая схема прямоходового преобразова-
теля.
Рис. 181. Базовая структура прямоходового преобразователя

При включении транзистора 01 ток течет через первичную обмотку
Т1 и сразу питает нагрузку через диод 02. После запирания ключа ток
поддерживается дросселем Ы и конденсатором С2 — нагрузка не
испытывает пауз в питании.

Размагничивание трансформатора. Чтобы предотвратить насы-
щение магнитопровода, вводят размагничивающую обмотку с диодом
01. При запирании ключа накопленная энергия возвращается в источ-
ник. Количество витков этой обмотки обычно равно количеству витков
первичной, что ограничивает коэффициент заполнения О до ~ 50 %.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Без размагничивающей цепи сердечник быстро входит
в насыщение, вызывая перегрев транзистора и рост по-
терь

оыиыЕ ИНФОРМАЦИЯ

Однотактный прямоходовый
преобразователь с ШИМ

Размагничивание
трансформатора
Основные
расчетные параметры

Выходное напряжение:

1‘ = —----,

выл п

где п — коэффициент трансформации (отноше-
ние витков первичной и вторичной обмоток).

Максимальное напряжение на ключе:

V. х(1 + ИЛ /IV ).

т 055 ^вх.макс \ лервичн' *г размагн'*

0Ы1-1НЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Структуры
прямоходовых
преобразователей

При равенстве обмоток транзистор должен выдерживать '2*1^ макс

тери.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Чем выше запое по напряжению у ключа - тем надежнее
работа схемы, но тем больше Мз(оп) и тепловые по-

Основные зависимости и ограничения прямоходового преобразо-
вателя представлены в табл. 18.1.

Основные зависимости прямоходового преобразователя

Таблица 181

Параметр	Формула	Комментарии
Во1ходное напряжение	0^-0,,-0/п	Прямая зависимость от коэффициента заполнения
Макс, напряжение на ключе		При равных обмотках » 2 « И„и,«
Ток через диод 02	1О2ср = 1„,х0	Диод проводит во время открытого ключа
Ток через диод 03		Диод проводит при закрытом ключе
Коэффициент заполнения 0	<0,5	Ограничен временем размагничивания сердечника
Двухтранзисторная схема
(2-$\лл1сЬ Роплгагс!)

Чтобы снять часть напряжения с силового ключа, применяют двух-
транзисторный вариант (рис. 18.2).

Рис. 18.2. Двухтранзисторный прямохоаовой преобразователь

Особенности схемы. Два ключа (01 и 02) работают синхронно.
Отсутствует размагничивающая обмотка. Каждый транзистор испыты-
вает лишь половину напряжения входа.

Преимущества:

♦	повышенная надежность и эффективность;

♦	более простая защита ключей;

•	пригодность для мощностей > 500 Вт.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Ключи должны быть одинаковыми по параметрам, ина-
че один из них перегреется.

Типичные
области применения

Прямоходовые схемы применяются там, где важна стабильность и
мощность:

♦	источники питания бытовой электроники (ТВ, мониторы);

♦	промышленные и сварочные инверторы;

♦	серверные и медицинские блоки питания.

В табл. 18.2 приведены типичные области применения прямоходо-
вых преобразователей, а также их основные эксплуатационные осо-
бенности и диапазоны мощности.
Типичные области применения прямоходовых преобразователей

Таблица 18.2

Область применения	Особенности	Диапазон мощности, Вт
Зарядные и битовые БП	Компактность, низкие пульсации	50 150
Сварочные инверторы	Надежность, 2-ключевая схема	200 800
Серверные БП	Высокая эффективность, активное охлаждение	500 100О
Медицинская техника	Гальваническая развязка, малый шум	до 500

ВЫВОД.

Прямоходовые преобразовате-
ли - это оптимальное решение
для средних и мощных ИИП. Они
превосходят эбратноходовые
по эффективности, но требу-
ют точного расчета размаг-
ничивания и выбора силовых
элементов. В диапазоне мощно-
стей от 150 до 600 Вт - это
наиболее сбалансированная
топология по критериям стои-
мость /КПД /надежность.

ОЫЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Преимущества
топологии с двумя
ключами в прямо-
и обратноходовых
преобразователях
ДРАЙВЕРЫ ВЕРХНЕГО
'/ И НИЖНЕГО УРОВНЯ:
' ПРИНЦИПЫ И ПРИМЕНЕНИЕ

В большинстве современных импульсных источников и
инверторов полевые транзисторы работают в мостовых
или полумостовых схемах, где требуется независимое управ-
ление верхним (Н/дИ-ЗМе) и нижним (Ьоуг-5/де) ключами.

Это задача требует особых микросхем - драйверов
затворов, способных быстро заряжать и разряжать емкости
затворов при значительных токах, сохраняя при этом галь-
ваническую развязку и устойчивость схемы. Одним из самых
распространенных решений является 1Я2110, сочетающий в
себе два драйвера - верхнего и нижнего уровня

А в случаях, где необходима электрическая изоляция между
управляющей логикой и силовой частью, отличной альтерна-
тивой становится оптический драйвер ПР352, построенный
на базе мощнойоптопары.

Почему драйверы верхнего
и нижнего уровня так важны

Обычный микроконтроллер не способен напрямую управлять
МО8РЕТ- транзистором — его ток выхода слишком мал, а скорость нарас-
тания сигнала недостаточна. Драйвер решает сразу несколько задач
♦ обеспечивает быстрое открытие и закрытие ключей (с токами до
нескольких ампер);

♦	создает правильное смещение затвора относительно истока;

♦	защищает транзисторы от ложных включений и сквозных токов.
Драйвер нижнего уровня работает отно 
сительно обшей земли, и потому прост по кон-
струкции.

Драйвер верхнего уровня — более сложен:
его исток «плавает» на высоком потенциале, и
для корректного управления затвор должен
получать напряжение, превышающее уровень
истока на 10...12 В.

Для этого применяют ЬооГвГгар-питание —
схему временного накопления заряда на кон-
денсаторе, который подает питание на верхний
драйвер во время его активации.

оыимЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Просветите на счет
драйверов. Форум

Классический драйвер
1К2110

1Я2110 — это двойной драйвер, предназначенный для управления
двумя мощными ключами: верхним (НО) и нижним (ЬО, рис. 19.1)
Микросхема обеспечивает надежную работу даже при разности потен-
циалов между затворами в сотни вольт (до 5П0 В).

Ключевые особенности 1112110:

♦	независимые логические входы ЬШ и Н1Ы для каждого ключа;

♦	выходные токи до 2 А для уверенного управления МО8РЕТ и 1СВТ;

•	встроенная защита от перекрестного включения (сквозного тока);

♦	возможность работы как в полумостовой, так и в мостовой кон-
фигурации;

♦	питание логики (УЭБ) и силовой части (УСС) разделено — удобно
для разных уровней сигналов

Работа верхнего ключа обеспечивается ЬооШгар- конденсатором,
заряжаемым через диод во время включения нижнего ключа. В момент

Е						НО	XI
		НО	X	е		Ув	х
Е	Ус.о	Ув	X	Е	V^^	Уз	XI
Е	НМ	У3	X	Е	Н1Ы		X
[Д	50		~4~|	Е	50		X
Е	иы	Усс	X	Е	им	Усс	X
Е	УбЗ	СОМ	XI	е	Узз	СОМ	X
Е		ЬО	х	Е		1-0	X
	14 1_еаа РО!”			16Ьеаа5О|С (УУюе Восу,			
переключения конденсатор подает заряд на
верхний драйвер, поднимая его уровень на
10... 12 В выше потенциала истока МО8ЕЕТ.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Если верхний ключ работа-
ет при слишком длительном
включении, заряд Ьоотгар-
конденсатора иссякает, и тран-
зистор перестает открывать-
ся. Поэтому IЯ2110 эффекти-
вен только в коммутационных
схемах с ШИМ, где нижний ключ
периодически открывается.

омные
ИНФОРМАЦИЯ

Полная документация
1Н2110

Оптический драйвер ТЬР352 -
альтернатива с гальванической развязкой

ТЕР352 от ТозЫЬа — это оптоэлектронный драйвер затвора,
предназначенный для управления одиночными 16ВТ или МО8ЕЕТ. Он
использует встроенный светодиод и фогоприемник с усилителем, что
обеспечивает полную гальваническую изоляцию между управляющей
логикой и силовой частью.

Основные преимущества ТЬР352:

♦	гальваническая развязка до 5000 Угтз — идеальна для высоко-
вольтных систем;

♦	высокая скорость переключения (до 150 нс);

♦	выходной ток до 2,5 А;

♦	встроенные функции зой-Шт-ой7 и защиты от короткого замыкания;

♦	совместим с микроконтроллерами 3,3 В и 5 В
без дополнительного согласования уровней.
В отличие от 1К2110, ТБР352 не нуждается
в ЬооЫгар-питании — он получает питание
от изолированного источника, что повышает
надежность и исключает паразитные переза-
ряды конденсатора.

Его принцип действия основан на опто-
передаче сигнала: световой импульс управ-
ляет фототранзистором, который, через выход-
ной каскад, подает напряжение на затвор сило-
вого ключа.

омиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Полная документация
ТйР352
Сравнение и практическое
использование драйверов

Для наглядности сравним обе микро-
схемы и отметим ключевые различия.

Таблица (табл. 19.1) помогает
выбрать оптимальный драйвер под кон-
кретную задачу — будь то мостовая схема,
высоковольтный инвертор или гальвани-
чески изолированный источник питания.

Оба решения могут использоваться
совместно: 1К2110 для нижнего уровня,
ТИР352 — д.чя верхнего, создавая надеж-
ную и безопасную структуру управления.

ОШ№ ИНФОРМАЦИЯ

Проектирование
и реализация
высокочастотного
преобразователя для
принтера на базе 1К2110

Сравнение драйверов 182110 и ТСР352	Таблица 19.1

Параметр	1Р2И0	ПР352
Тип изоляции	Общая земля (ЬооТЯтар}	Полная гальваническая развязка
Способ управления верхним ключом	ВооЫгар конденсатор	Оптопередача сигнала
Выходной ток	до 2 А	до 2.5 А
Время переключения	-100 нс	-150 нс
Напряжение работы	10 20 Г	15. ЗСВ
Сложность схемы	Требует внешних компонентов	Минимальная обвязка
Защита	Встроенное мертвое время	5оК-1игпоК короткозамыкание
Основное применение	Полумосты, мосты, драйверы инверторов	Изолированные ОС/ОС, 1СВТ драйверы, промышленные системы

Пояснение к табл. 19.1. 182110 предпочтительнее для классических мостовых топологий, где оба
ключа работают синхронно и важно обеспечить минимальные потери но переключениях. ТСР352 выи-
грывает там, где критична гальваническая развязка - в медицинской технике, высоковольтных пре-
образователях и системах с независимыми контурами питания

ОЫиЫЕ ВИДЕО

ОШИЕ ИНФОРМАЦИЯ

Микросхема 1Р2110

Рекомендую к изучению.
АррЬсаСюп ИоСе АН-978 НУ
ЯоаИпд МОЗ Сасе Опуег 1Сз
ДВУХТАКТНЫЙ

Ри5Н-Р1Л1 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ:
СИММЕТРИЯ,МОЩНОСТЬ
И НАДЕЖНОСТЬ

РизЬ-РиИ - как идеально сыгранный дуэт: когда один ключ замол-
кает, второй вступает так точно, что вся схема превращается
в энергетический балет. Здесь нет места фальши - малейшая
асимметрия, и трансформатор «спотыкается», теряя ритм. Но
когда все отлажено, РизН-РиИ работает с такой мощью и легко
стью. будто тянет нагрузку одним дыханием.

Принцип
и особенности работы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

РизЬ-Ри11 (двухтактный) преобразователь - это сим-
метричная топология импульсного источника питания
с гальванической развязкой, в которой тоансформатор
имеет центральный отвод первичной обмотки, а два
силовых ключа работают поочередно, создавая пере-
менное магнитное поле.

\____________________________________________________

Базовая схема представлена на рис. 20.1. Во время первой фазы
транзистор 01 открыт, а 02 закрыт — ток идет через верхнюю половину
обмотки. Во нторой фазе 21 закрывается, 02 открывается — ток течет
через нижнюю половину в противоположном направлении.
Рис. 20.1. Базовая структура РизП-Ри11 преобразователя с центральным отводом

Таким образом, каждая половина первич-
ной обмотки работает в свою полуволну, соз-
давая чередующееся магнитное поле и обе-
спечивая двухполупериодное выпрямление
на вторичной стороне. Энергия передается на
нагрузку непрерывно, что снижает пульса-
ции тока и позволяет применять компактный
фильтр (1Л-С2).

Основные

черты схемы

ОШИЕ ВИДЕО

Силовая схема ризб-
риИ, двухтактного
преобразователя

Центральный отвод первичной обмотки подключается напрямую
к положительной шине питания.

Два ключа (01 и 02) управляются относительно общей земли —
это упрощает драйвер и снижает риск ошибок включения.

Выходное выпрямление осуществля-
ется через два диода — нагрузка питается в обе
фазы, а пульсации снижаются вдвое.

Сердечник трансформатора используется
максимально эффективно, так как работает в
обе стороны магнитного потока.

ПРИМЕЧАНИЕ.

РизЬ-РиИ - одна из немногих
топологий, где драйвер верхнего
уровня не требуется. Оба тран-
зистора управляются «землей»,
что особенно удобно при работе
от низковольтных источников
(12...48 В).

ОЫИМЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Двухтактный
преобразователь
напряжения
Ограничения
и расчет параметров

Главная уязвимость схемы — несимметрия токов в обмотках. Если
токи в двух плечах неравны, магнитный поток смещается, сердечник
насыщается, а ток резко возрастает. Результат — перегрев, пробой клю-
чей и разрушение трансформатора. Чтобы избежать этого, транзисторы
выбирают с запасом по напряжению:

> 21/о^0КГ.

Это ограничивает применение РизИ-РиН на сетевых (300...400 В)
напряжениях, но делает его идеальным для низковольтных преобра-
зователей.

Роль и настройка
«мертвого времени»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Мертвое время (деад Ите) - короткая пауза между вы-
ключением одного и включением другого транзистора,
предотвращающая сквозной ток.

Почему важно:

♦	защищает транзисторы от одновременного открытия;

♦	предотвращает насыщение трансформатора;

♦	повышает устойчивость и симметрию работы.

Рекомендованные значения беаб Оте приведены в табл. 20.1

Рекомендованные значения «мертвого времени»

Таблица 20.1

Частота работы, кГц	Реальное время, мкс	Рекомендуемое «мертвое» время, нс
20 50	до 05	40С 600
50 100	0 2 04	200.400
100 250	0,1...0 2	100 200

ПРИМЕЧАНИЕ.

Избыток «мертвого времени» уменьшает КПД — в па-
узе питание нагрузки идет только от фильтра
Недостаток - приводит к пробою ключей.
СОВЕТ.

Используйте драйверы с регулируемым деад Ите (напри-
мер. 1Р2110 или оптодрайвер ИР352) Они позволяют
задать паузу аппаратно, без внешних РС-задержек.

ОМЫЫЕ ИНФОРМАЦИЯ

Влияние деад ите на режимы
работы транзисторного
резонансного инвестора
с частотной импульсной
модуляцией

Расчет и минимизация
мертвое время (деад Ите)
для 1СВТ

Драйверы
для РизК-РиИ схем

В Ризб-РиП преобразователях транзисторы
работают относительно земли, что позволяет
применять дешевые несимметричные драй-
веры.

Однако при переходе на полумост или
мост — нужны драйверы верхнего уровня,
такие как 1К2110, 1К52186, ТЕ.Р352 и другие
(табл. 20.2).

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Оагазбеес
четырехканальных
драйверов 1.293В и
С293Е
Драйверы для Ризд Ри11 преобразователей

Таблица 20 2

Модель драйвера	Особенности	Типичные области применения
1К52186	Универсальный драйвер верхнего и нижнего уровней с встроенным «мертвым временем» и защитой от сквозныхтокоь Поддерживает напояжечия до 600 В. Имеет быстрый боптзтгар-заряд и минимальные задержки включения	Прлумостовые и двухтактные (в т ч. Ризб-РиИ) преобразователи мощностью до 1 кВт: управление МО5РЕТ и 16ВТ в источниках питания и инвертера»
1В2110	Классический двухканальный драйвер для управления верхним и нижним ключами Имеет независимые входы Н1 М/1_1 М, защиту ЗЬоЫоусп поддерживает напряжение до 500 В Отличается простотой в настройке	Полумосты, полные мосты. Розб- Рш1 топологии на М05РЕТ и 16ВТ, универсальные блоки пи-ания и инверторы
Ж210 (1К2101/ 1К2104)	Компактная версия 1К211С с уменьшенным количеством выводов Имеет фиксированное мертвое время упрощенную обвязку и минимальные задержки	Недорогие инверторы и компактные ОС/ОС-модули до 400 Вт, где важна минимизация платы и простота драйвера
ТьР352	Оптодрайвер с гальзанической развязкой до 2,5 кВ содержит во роенный выходной каскад для управления МО5ЕЕТ или 1 (ЗВТ при напряжении до 30 В Имеет низкое время задержки и высокий ток Выхода ;до 2,5 А)	Высоковольтные и изолированные Ризб Ри И, инверторы, сварочные источники, управление 16ВТ в системах с гальванической развязкой
Т1.Р25О	Классический оптодрайвер для 'СВТ и МО5РЕТ Галованичес«ая развязка до 5 кВ.ток управления до 1,5 А Не требует боогятар, обеспечивает плавное включение и защиту от паразитных импульсов	Двухтактные преобразователи и инверторы на 1СВТ, мощные источники питания, высоковольтные системы с изоляцией управления

Пояснение к таблице Представление драйверы охватывают весь диапазон задач для Ризб-Ри11 топо-
логий - от низковольтных ОС/ОС модулей до высоковольтных инверторов

/Р-серия (1Р210/2110/1Н52186) подходит для компактных схем с обшей землей и оооыгар питанием

ТйР-серия (П.Р250/352) предпочтительна при необходимости гальванической развязки и работы с 1СВТ.

Симметрия
в РизИ-РиИ преобразователях

Работа РизИ-РиП схемы строится на строгом балансе между двумя
плечами преобразователя. Любое даже незначительное нарушение
симметрии токов, параметров обмоток или временных характеристик
драйверов приводит к постепенному намагничиванию сердечника и,
как следствие, к аварийным режимам.

Почему симметрия критична? В идеале токи через обе половины
первичной обмотки должны быть равными по амплитуде и длитель-
ности. Это обеспечивает:

♦	нулевое среднее магнитное смещение в сердечнике;

♦	минимальные потери и нагрев;

♦	стабильную передачу энергии без искажений.

Если же один транзистор открывается дольше или глубже другого
(например, из-за различий в драйверах или расхождения параметров
затворных резисторов), сердечник начинает намагничиваться в одну
сторону. При этом ь каждой последу-
ющей полуволне магнитное смеще-
ние накапливается, пока сердечник не
достигнет точки насыщения.

Результат — резкий скачок тока,
перегрев обмоток и разрушение транзи-
сторов.

Типичные причины нарушения
симметрии:

♦	различие сопротивлений затворных
резисторов (один ключ открывается
быстрее другого);

•	разная длина дорожек печатной
платы, создающая различную ин-
дуктивность и задержку' сигнала;

оыиыЕ ИНФОРМАЦИЯ

Статический анализ
симметричного двухтактного
преобразователя мощности
с использованием матричного
трансформатора

♦	несимметрия обмоток трансформатора — даже 1-2 витка разницы
дают дисбаланс магнитного потока;

♦	несогласованность драйверов — если один из них имеет больший
выходной ток или иную форму импульса;

♦	отсутствие или неправильная настройка йеаб-Цте, при которой
один ключ открывается до полного закрытия второго.

Методы обеспечения симметрии представлены в табл. 20.3.

Методы обеспечения симметрии

Таблица 20.5

Метод	Реализация метода и комментарии
Точная намотка трансформатора	Обе половины первичной обмотки должны иметь одинаковое количество витков одинаковый поовод (диаметр, длина, материал); идентичное направление намотки.  Рекомендация. Наматывать обе секции одновременно двойным проводом («бифилярно») - это почти полностью исключает магнитный дисбаланс
Симметричное управление ключами	Зба транзистора должны получать сигналы одинаковой амплитуды и длительности. Если драйвер общий - необходимо использовать пара одинаковых выходных каскадов или драйвер с двумя синхронными каналами (например, 1П52186 или 1Й2101)
Подбор и измерение затворных резисторов	Даже небольшое расхождение 'на 10 .15%) влияет на скорость включения и выключения МО5РЕТ Оптимально - подбирать резисторы по осциллограммам, добиваясь совпадения фронтов тока
Введение корректирующих КС- цепей	Иногда небольшие КС-цепи (снабберы) параллельно ключам или на затворах помогают выровнять задержки и компенсировать паразитные емкости.
Защита Рцз^-РцЦ преобразователя	Из-за чередования токов и высоких напряжений РизЬ-РиЦ схема -ребует надежных систем защиты Они предотвращают разрушение ключей и трансфсрма-ора при нарушении симметрии или перегрузке.
Защита в РизЬ-РиЦ
преобразователях

Токовая зашита (Оуег-Сиггепт Ргогесгюп, ОСР). Измеряет ток в
первичной цепи (через шунт или трансформатор тока). При превыше-
нии порога драйвер мгновенно блокирует оба ключа. Часто реализуется
на встроенных функциях ШИМ-контроллеров или внешних операцион-
ных усилителях.

СОВЕТ

Полезно реализовать плавную повторную попытку за-

пуска после срабатывания (Зор-КезсаП).

Защита по напряжению (Оует-Уокаде Рго1есИоп, ОУР).
Контролирует уровень выходного напряжения. При его превышении
временно блокирует ШИМ-сигнал. Иногда реализуется через оптопару
сТЬ431.

Тепловая защита (ОТР). Датчики температуры на радиато-
рах транзисторов позволяют отключить схему при перегреве выше
100...120 °С.

Снабберные цепи. Для защиты ключей от выбросов напряжения

при переключении применяются:

♦	КСБ-цепи — поглощают часть энергии вы-
броса в резисторе;

♦	ТУЗ-диоды — мгновенно шунтируют пик
на землю;

♦	КС-цепи на затворе — подавляют резо-
нансные колебания при переключении.

Веад-Тппе СоШгоЕ Предотвращает сквоз-
ные токи между плечами, защищая транзи-
сторы от мгновенного пробоя.

Балансировочные цепи. Иногда в каж-
дое плечо добавляют небольшие резисторы
(0,1...0,2 Ом) последовательно с обмотками для
выравнивания токов и улучшения симметрии
при динамических нагрузках.

Типичные схемы защиты и баланси-
ровки представлены в табл. 20.4.

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Как избежать
насыщения
трансформатора
в двухтактных
преобразователях
Типичные схемы защиты и балансировки схем

Таблица 20.4

Тип защиты / коррекции	Принцип работы	Основное назначение
ВСО-снаббер	Отводит энергию выброса при выключении ключа	Защита МОЬРЕТ от перенапряжений
ТУ5 диод	Ограничивает пиковое напряжение на стоке	Быстрая реакция при перенапряжении
Токовый шунт	Измеряет ток и формирует сигнал аварии	Аппаратная защита от КЗ
Балансировочные резисторы	Выровняют токи в плечах	Повышение симметрии
Оеаа Игле	Искусственная пауза между включениями ключей	Исключение сквознь1х токов
Термодатчик	Отключает драйвер при перегреве	Защита от теплового пробоя

ПРИМЕЧАНИЕ

При первом запуске Ризб-РиИ схемы крайне рекоменду-
ется:

♦	включать через лампу ограничитель,

♦	проверять симметрию осциллограмм токов первич-
ной обмотки;

♦	контролировать температуру транзисторов в тече-
ние первых 5-10 минут работы

Преимущества, недостатки

и практическое применение РизК-РиН топологии

РивЬ-РиП-преобразователь — это одна из старейших, но до сих пор
актуальных топологий в импульсных источниках питания. Благодаря
своей простоте, надежности и способности работать на относительно
низких напряжениях, эта схема остается популярной в промышленной,
автомобильной и бытовой электронике.

Таблица (табл. 20.5) позволяет быстро оценить баланс характери-
стик РизЬ- Ри11 топологии.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Таблица позволяет быстро оценить баланс характери-
стик РизЬ-РиЦ топологии.

Ее простота и эффективность делают схему идеаль-
ной для устройств малой и средней мощности, но успех
работы напрямую зависит от симметрии обмоток,
точного деаФНте и надежной защиты ключей.
Преимущества и недостатки РиьЬ Рии топологии

Таблица 20.5

Параметр	Преимущества	Недостатки
Эффективность (КПД)	Высокая эффективность (до 90 %) при правильной симметрии и настройке	Потери возрастают при расбалансе обмоток и ошибках управления
Использование трансформатора	Энергия передается в обе фазы — меньшие габариты сердечника	Требует идеально симметричных обмоток для исключения подмагничивания
Схема управления	Простое управление от общей земли, без «плавающих» драйверов	Необходима точная синхронизация транзисторов и контроль беаб-Чте
Пульсации на выходе	Двухполупериодьое выпрямление снижает пульсации и упрощает фильтрацию	При нарушении беаб-бте увеличиваются выброгы и шумы
Диапазон входных напряжений	Отлично работает при низких напряжениях (12 48 В)	Ограничено применение при высоких напряжениях (каждый ключ держит 2 « 11вх)
Надежность	При корректной защите и охлаждении - высокая долговечность	Без снабберов и защиты ключи подвержены пробою при перенапряжениях
Применение	Универсальна для бытовых, автомобильных и телекоммуникационных ИП	Не рекомендуется для мощностей свыше 500 Вт без усложнения схемы

Практическое применение. Благодаря
своей эффективности и универсальности РизЪ-
РиП топология применяется в самых разных
устройствах:

*	блоки питания бытовой и промышлен-
ной электроники: телевизоры, аудиоуси-
лители, мониторы, источники 12...24 В,

♦	инверторы и преобразователи для сол-
нечных батарей — для преобразования
энергии с аккумуляторов в переменное на-
пряжение;

♦	телекоммуникационное оборудование
и ретрансляторы — где важна стабиль-

ОЫЫМЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Пушпульный
преобразователь.
Еще один взгляд

ность при переменной нагрузке;

♦	автомобильная электроника и звуковые усилители, включая
питание сабвуферов и преобразователи 12 —> 220 В;

♦	сварочные аппараты и лабораторные источники питания ма-
лой мощности — как надежное, проверенное временем решение.
ьывод.

РизН-РиЦ-схема остается своеобразным золотым стан-
дартом для систем средней мощности. Она сочетает
простоту однотактных топологий с энергетической
эффективностью двухтактных схем, обеспечивая хо-
рошую симметрию, устойчивость и экономичность при
работе от низковольтных источников

Главный секрет ее успешной эксплуатации — идеальный
баланс: точная настройка беай-Пте, совпадение токов в обмотках и
надежная защита ключей. При соблюдении этих условий РияЬ-РиП-
преобразователь способен десятилетиями работать стабильно и безот-
казно — именно поэтому он до сих пор используется в современных
источниках питания.
ГЛАВА 21

ПОЛУМОСТОВЫЕ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ:

БАЛАНС ЭНЕРГИИ И СИММЕТРИЯ

Полумостовой (1за1/-Ьпдде) преобразователь - одна из самых
сбалансированных топологий силовых преобразователей. Он
сочетает простоту управления с хорошей эффективностью
и идеально подходит для устройств средней мощности -
от 200 до 1000 Вт. Такая схема используется в источниках
питания бытовой и промышленной электроники, сварочных
инверторах, драйверах освещения, а также в импульсных ста-
билизаторах для сетевого оборудования.

Принцип работы
и структура схемы

Полумостовая схема использует два силовых ключа, которые
попеременно подключают первичную обмотку трансформатора к

омиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Полумостовой
преобразователь
напряжения

источнику питания. Средняя точка питается от
делителя напряжения на двух конденсато-,
рах (С 1, С2), создающих виртуальную середину
шины питания (рис. 21.1).

Когда верхний транзистор 01 открыт, ток
течет через верхнюю половину обмотки, созда-
вая магнитное поле в сердечнике.

Когда 02 включается, направление поля
меняется — формируется переменный магнит-
ный поток, а энергия через вторичную обмотку
передается в нагрузку.
Рис. 21.1. Базовая структура полумостового преобразователя

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Полумостовой преобразователь - это двухтактная
схема передачи энергии через трансформатор, в кото-
рой используется половина напряжения питания и че-
редование двух ключей, подключенных к общей точке
делителя.

Управление
и режимы работы

Оба ключа управляются в противофазе — при открытии одного
другой должен быть полностью закрыт.

Чтобы исключить сквозной ток, используется «мертвое время»
между импульсами, аналогично мостовым схемам.

Работа может быть синхронной (с драйвером верхнего уровня,
например 1К2110 или 1Н82186) или асинхронной — через отдельные
драйверы.

ТЕХНИЧЕСКИЙ НЮАНС

В отличие от полного моста, полумостовой преобразо-
ватель требует в два раза меньше ключей, но при этом
отдает лишь половину напряжения на первичную об-
мотку Это снижает нагрузку на транзисторы, но так-
же уменьшает КПД при низких напряжениях.
ОШИЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Токи в полумостовом
инверторе

Напряжения и токи
в обмотках

При работе каждого ключа на первичной
обмотке создается напряжение:

^Р-

а выходное рассчитывается по выражению:

= Ц» Х “ .
Вид	6Л	*

где О — коэффициент заполнения, п — коэффи-
циент трансформации.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Поскольку ключи видят только половину питающего на-
пряжения, можно использовать МО5ЕЕТ с меньшим Ус/зз.
обладающие низким Я(1з(оп), что снижает потери на
проводимость.

Балансировка потока
и развязывающий конденсатор

Чтобы исключить смещение магнитного потока в сердечнике и
избежать насыщения, используется последовательный развязываю-
щий конденсатор (СЗ), подключенный последовательно с первичной
об.моткой (рис. 21.2).

Он устраняет накопление постоянной составляющей, компенсируя
асимметрию импульсов.

Рис. 21.2. Схема выравнивания магнитного потока в полумостсвом преобразователе
Если этого не сделать, сердечник трансфор-
матора быстро войдет б насыщение, и схема
потеряет управляемость.

ОЫЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

ПРИМЕЧАНИЕ.

Даже незначительное рас-
согласование длительности
импульсов по каналам 01 и 02
способно вызвать подмагничи-
вание. Поэтому современные
драйверы (например, ИР352
или 1Р52186) включают встро-
енные цепи коррекции баланса
и деад-Ите.

Магнитные элементы
электронных
устройств

Конденсаторы делителя:
ключевой элемент схемы

Параллельные конденсаторы (С1, С2) делят напряжение шины
пополам и формируют среднюю точку.

Чтобы не возник дисбаланс заряда, их емкости должны быть оди-
наковыми и обладать низким Е5К

Типичные рекомендации:

♦ 1 мкФ на каждый ватт выходной мощности — минимально допу-

стимое значение;

♦ использовать пленочные конденсаторы для частот выше 100 кГц;

♦ при длительной работе под током заряда
применять термостабильные электроли-
ты с низким тангенсом 6.

СОВЕТ

ОМИНЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Для мощных схем конденсато-
ры дополняются балансировоч-
ными резисторами, которые
выравнивают заряд, предот-
вращая дрейф средней точки.

Источники питания
с конденсаторным
делителем
напряжения
Работа с мощностью
и ограничения

Полумостовая схема остается эффективной до мощностей порядка
800... 1000 Вт, далее ее эффективность падает из-за:

♦	роста пульсаций тока в делителе;

♦	увеличения потерь на перезаряд конденсаторов;

♦	требований к тепловому режиму ключей.

Для более мощных систем переходят к мостовым или резонанс-
ным схемам, где энергия передается с меньшими потерями при боль-
ших напряжениях. Преимущества и ограничения топологии пред-
ставлены в табл. 21.1.

Сравнение преимуществ и ограничений полумостовой схемы

Таблица 21.1

Параметр	Преимущества	Ограничения
Напряжение на ключах	Каждый транзистор работает при половине питающего напряжения	Требуется точная симметрия конденсаторов делителя
Количество элементов	Всего два силовых ключа и два конденсатора	Нужен драйвер верхнего уровня (или оооииар-схема)
Гальваническая развязка	Реализуется естественным образом через трансформатор	Возможна асимметрия при неравных импульсах
кпд	35 92 % при правильной балансировке	Падает при несимметричной нагрузке и деградации конденсаторов
Применение	Источники питания 300 1000 Вт. сварочные инверторы, промышленные блоки	Для мощностей > 1 кВт - целесообразен полный мост

Применение
и практические примеры

Полумостовые схемы применяются там, где важен баланс между
эффективностью и сложностью (рис. 21.3):

♦	бытовые блоки питания телевизоров и мониторов;

♦	промышленные источники 24 В'48 В;

♦	сварочные инверторы до 1 кВт;

*	драйверы светодиодов с изоляцией;

♦	лабораторные источники питания.

СОВЕТ.

Если требуется надежная работа при изменениях сети и
нагрузке, полумостовая топология - оптимальный выбор -
она менее требовательна к управлению, чем мост, и работа -
ет стабильнее, чем ризб-рий при повышенных мощностях.
А1
ЮОК

С1

С2

22иЕ =4= 22иГ +6

Юу

10м

С5 + 2

ок 0.4--1|--

ЮОпЕ

01

А2

ЮОК

сз
220иГ

+ 04

=4= 22иР =4=

107

2

РУУМ 12УН1ОН|з

4

Усс
Н1М
им
<ЗЕ1Г>

70
но

75

1.0

^Сб
® ЮОпЕ

7_________г

о 1	.

5

АЗ

27А

Н4
ЮК

12

01

ОМО 1452186

Аб
I II1
27А

А7
ЮК

ЮР
02

С1

Тгапб

СМГ

Рис.21.3. Пример реальной реализации
полумостового преобразователя на драйвере 1Р52186

Перед выбором драйвера для полумостового преобразователя
важно учитывать не только электрические параметры, но и особен-
ности его применения: частоту переключения, допустимое напряже-
ние между выводами, наличие гальванической развязки и встроенных
защит.

Эти микросхемы обеспечивают устойчивое управление сило-
выми ключами, защищают их от сквозных т оков и перенапряжений,
а также позволяют адаптировать схему под конкретные условия — будь
то высокое напряжение, частота или требуемая
степень безопасности.

Такая сравнительная таблица помогает
быстро подобрать оптимальный вариант драй-
вера для конкретной конструкции, исходя из
мощности, схемотопологии и требований к
надежности устройства.

В табл. 21.2 приведены наиболее рас-
пространенные драйверы, применяемые в
схемах пол умостовых и мостовых преобра-
зователей, включая как классические решения
(серия 1К), так и современные оптодрайверы с
изоляцией.

оыыые
ИНФОРМАЦИЯ

Полумостовой
инвертор в зарядном
устройстве
Типовые параметры драйверов для полумостовых схем	/аблица 21.2

Модель драйвера	Тип выхода / каналов	11вых (макс), В	1вых (пик), А	Усс, В	Особенности и применение
1К2110	Двухканальный (Н |дЬ / 1о» 51с1е)	500	2	10...20	Классический драйвер мостовых схем, применяется в источниках питания и инверторах до 600 В Имеет отдельное лишние логики (УОП) и защиту от сквозною тока
1В52186	Двухканальный полумостовой	600	1.5	10.. .20	Современна1- зерсия с встроенным беад-Пте (540 нс) и улучшенной защитой от перенапряжения Идеален для высокочастотных схем (до 600 кГц)
Т1.Р352	Оптодрайвер, одноканальный	30	2.5	10. 30	Оптическая тальваническэя развязка до 5 кВ Подходит для управления 1СВТ и М05РЕТ на высоком потенциале. Часто используется в промышленных и медицинских устройствах.
НСР1312О	Оптодрайвер, одноканальный	30	2.5	15...3О	Высокая изоляция (до 5 кВ), защита от коротких замыканий. Оптимален для силовых модулей, сварочных инверторов и промышленных полумостов

ПРИМЕЧАНИЕ.

Эти драйверы охватывают весь диапазон типовых
применений полумостовых схем - от компактных
ОС/ОС-модулей до мощных инверторов и сварочныхблокое
1Р-серия (1Н2110,1Р82186) - идеальна для высоковольт-
ных мостов с РооТзТгар-питанием. а оптодрайверы
(ТГР352, НСРИ120) обеспечивают надежную гальвани-
ческую развязку, когда безопасность и помехоустойчи-
вость важнее скорости переключения.

ВЫВОД

Полумостовой преобразователь - это золотая середи-
на между простотой и эффективностью. Он сочетает
надежность, устойчивость к перегрузкам и умеренные
требования к управлению. Главное условие его долговеч-
ной работы - идеальный баланс симметрии, надежные
конденсаторы делителя и точное управление деад-йте
в драйвере
ГЛАВА 22

ПОЛНЫЙ мостовой
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
(ЕиИ-ВРЮСЕСОМУЕРТЕК)

Мостовые (/иЦ-Ьпдде) схемы представляют собой вершину
развития двухтактных топологий. Они сочетают высо-
кую эффективность, хорошую управляемость и способность
передавать большую мощность при минимальных потерях. По
сути, это симметричная схема с четырьмя ключами, кото-
рые попеременно изменяют направление тока в первичной
обмотке трансформатора, создавая идеально сбалансирован-
ный переменный магнитный поток.

Принцип работы и структура
мостового преобразователя

На рис. 22.1 приведена типовая схема
полного моста, состоящего из четырех сило-
вых ключей (С 1-04), управляемых парно по
диагонали. Когда включены 01 и 03 — ток
течет через первичную обмотку трансфор-
матора в одном направлении. При открытии
02 и (?4 — направление тока меняется. Таким
образом, обмотка получает переменный ток, а
на вторичной стороне формируется напряже-
ние, выпрямляемое диодами Э1 и 02 и сгла-
живаемое ЬС-фильтром.

ОЫЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Топология
Преобразователей
Напряжения Мостовой
преобразователь
Рис. 22.1. Принципиальная схема полного мостового преобразователя

ПРИМЕЧАНИЕ.

Поскольку полярность тока в трансформаторе посто-
янно меняется, сердечник не подмагничивается и не
требует отдельной размагничивающей обмотки - это
одно из главных преимуществ мостовой схемы перед
прямоходовой.

Управление ключами
и симметрия работы

Каждая диагональная пара транзисторов (<21 -ОЗ и 02-04) работает
строго в противофазе. Между переключениями обязательно закладыва-
ется «мертвое время», чтобы предотвратить сквозной ток.

В современных схемах управление осуществляется через двух-
канальные драйверы, такие как 1К.2110, ТН82186 или оптодрайверы
ТЕР352 и НСРЕ3120. Для верхних ключей используется ЬооШгар-

питание, обеспечивающее «плавающее» напря-
жение затвора относительно истока.

СОВЕТ.

оыимЕ
ИНФОРМАЦИЯ

В мощных мостовых схемах ре-
комендуется использовать не-
зависимые драйверы на каждую
диагональ. Это повышает син-
хронность управления и снижа-
ет риск перекрестного откры-
тия транзисторов

Силовая электроника
и преобразователи

Г|йр5://Нуе1п1егпе1.с1ио/
Энергетический процесс
и распределение токов

Во время работы каждая половина моста проводит ток в течение
половины периода. Благодаря этому:

♦	потери на каждом ключе уменьшаются;

•	магнитный поток в сердечнике полностью симметричен;

♦	частота пульсаций выходного напряжения удваивается относи-
тельно частоты переключений транзисторов

Таким образом, фильтр на выходе может иметь меньшую индуктив-
ность и емкость без ухудшения качества выходного сигнала.

Формула для выходного напряжения

п

где О — коэффициент заполнения, п — коэффициент трансформации.

Подмагничивание
и развязка трансформатора

Даже при симметричной работе токи ключей могут слегка отли-
чаться из-за разброса параметров транзисторов. Для предотвращения
подмагничивания сердечника добавляют развязывающий конден-
сатор (СЬ) последовательно с первичной обмоткой. Он выравнивает
постоянную составляющую тока и защищает магнитопровод от насы-
щения.

Оптимальная емкость конденсатора выбирается по формуле:

где 1пик — пик тока, Рл — частота преобразователя.

Стабилизация

I и защита

При переключении ключей возникают
выбросы напряжения, вызванные паразитными
индуктивностями. Для их подавления применяют:

♦	КСВ-снабберы или ТУБ-диоды;

•	схемы активного ограничителя тока;

•	«мягкое переключение» (2У8^2С8).

ОШЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Способ защиты
мостового
преобразователя
В некоторых промышленных вариантах мостовые преобразователи
дополняются оптической гальванической развязкой между контрол-
лером и драйверами, что повышает безопасность и уменьшает помехи.

Баланс возможностей и инженерных ограничений
мостовой топологии

В табл. 22.1 приведены ключевые преимущества мостовой схемы,
которые объясняют, почему именно она стала стандартом для мощных
промышленных и серверных источников питания. Эти характеристики
особенно наглядны при сравнении мостовой топологии с более про-
стыми решениями, когда требуется высокая эффективность, минималь-
ные пульсации и стабильность даже при сложных нагрузках.

Преимущества мостовой топологии	Таблица 22.1

Преимущество	Пояснение
Высокий КПД (до 96. 98%)	За счет равномерной работы ключей и минимальных потерь в трансформаторе
Стабильность магнитного потока	Нет подмагничивания, поток симметричен
Хорошая масштаоируемость	Легко адаптируется под разные мощности — от сотен ватт до десятков киловатт
Малые пульсации	Удвоенная частота выходного сигнала упоощает фильтрацию
Совместимость с современными драйверами	Поддерживаетстандартные драйверы 1К2110,1К52186 и оптодрайверы
Отличная гальваническая развязка	Повышав’ безопасность и снижает уровень помех

Как и любая мощная схема, мостовой преобразователь сочетает в
себе выдающиеся достоинства и ряд конструктивных компромиссов,
которые необходимо учитывать при проектировании.

Высокая эффективность и стабильность работы достигаются ценой
увеличения сложности, требований к синхронизации ключей и схемам
защиты.

В табл. 22.2 приведен сводный инженерный баланс мостовой
топологии — сочетание ее преимуществ и практических ограничений.
Такое сравнение позволяет наглядно оценить, насколько рационально
применение мостовой схемы в конкретной задаче: от промышленных
источников питания и сварочных аппаратов до высокоэффективных
инверторов и серверных блоков питания.
Ограничения и инженерные нюансы

Таблица 22 2

Недостаток	Комментарий
Сложность схемы управления	Тоебуются четыре драйвера и синхронное управление с деаг! и те
Высокая стоимость	Увеличение числа ключей и изоляционных компонентов
Повышенные требования к разводке	Длинные дорожки приводят к выбросам и осцилляциям
Нужен точный подбор элементов	Несимметрия в транзисторах приводит к разбалансировке тока

Применение

мостовых преобразователей

Мостовые преобразователи применяются
там, где требуется высокая мощность, стабиль-
ность и долговечность:

♦	источники питания серверов и медицин-
ского оборудования;

♦	промышленные инверторы и сварочные
аппараты;

♦	системы ЫР5 и зарядные станции электро-
мобилей;

♦	мощные усилители класса В и аудиоусили-
тели.

ОИНЫЕ ВИДЕО

Полумост, полный
мост, косой мост.
Схемотехника в
сварочных аппаратах

ВЫВОД.

Мостовой преобразователь - это «флагман» среди си-
ловых топологий. Он объединяет преимущества всех
предыдущих схем: высокую эффективность, идеальную
симметрию, малые пульсации и устойчивость к пере-
грузкам При правильной компоновке и надежных драйве-
рах такая схема способна работать годами, оставаясь
стабильной даже в тяжелых промышленных условиях.
ЧАСТЬ

КОРРЕКЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

МОЩНОСТИ (РЕС):
ЭНЕРГИЯ БЕЗ ПОТЕРЬ

Современные электронные устройства становятся все более энерго-
эффективными, но их питание по-прежнему связано с проблемой нерав-
номерного потребления энергии из сети. Импульсные блоки питания
втягивают ток рывками, искажая Форму синусоиды и создавая реак-
тивную нагрузку. Для устранения этих искажений используется тех-
нология коррекции коэффициента мощности (Рошег Раскос СоггесИоп,
РРС) - важнейший элемент современной схемотехники.
ГЛАВА 23

СУЩНОСТЬ
И ЗНАЧЕНИЕ
КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ

Коэффициент мощности - это как дыхание электроэнерге-
тики: когда оно ривное, система работает легко и свободно,
а когда сбивается - сеть начинает «задыхаться». Величина
РР показывает, насколько честно устройство обращается с
энергией: берет ли только то. что реально нужно, или тянет
лишнее, создавая шум, перегрев и хаос в проводах.

Физический смысл
коэффициента мощности

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Коэффициент мощности (Ронег Расгог, РР) - это ве-
личина. которая показывает, насколько эффективно
устройство преобразует электрическую энергию сети
в полезную работу.

Он определяется как:

рр = Р^лишна!, „ со5 ф
* полная

где угол <р — это фазовый сдвиг между током и напряжением.
Активная мощность выполняет работу
(вращает двигатель, питает схему), а реак-
тивная мощность лишь создает магнитные и
электрические поля, но не приносит пользы.

ПРИМЕЧАНИЕ

Идеальное устройство имеет
РЕ = 1. Это значит, что ток
и напряжение синфазны, и все
потребляемые ватты идут на
работу

ОМЫЫЕ ВИДЕО

Принципы коррекции
коэффициента
мощности

Виды мощности и их роль представлены в табл. 23.1.

Видь: мощности и их роль в современных источниках питания

Таблица 25.1

Вид МОЩНОСТИ	Обозначение	Харакгеристика
Активная (Р)	Измеряется в Вт	Выполняет реальную работу - нагрев, вращение, питание схемы
Реактивная (О;	Измеряется в ьар	Создает магнитные/электрические поля; не выполняет работу, но нагружает сеть
Полная (5)	Измеряется в ВА	Геометрическая сумма активной и реактивной мощности  5 = У/Р2 + 02

Эти три величины удобно представить векторной диаграммой (тре-
угольником мощностей), где активная и реактивная мощности образуют
прямой угол, а коэффициент мощности равен косинусу угла между ними.

Влияние низкого
коэффициента мощности

Низкий коэффициент мощности вызывает целую цепочку проблем:
♦ увеличенные токи в сети;

♦	нагрев проводников и трансформаторов;

♦	искажения синусоиды, влияющие на другие устройства;

♦	дополнительную оплату за реактивную мощность (актуально для
промышленности).

На рис. 23.1 показана типичная форма тока, потребляемого
обычным импульсным источником без коррекции и с корректором.
Импульсы тока имеют пиковый характер и создают помехи в сети.
Рис. 23.1 Форма входного тока импульсного источника питания

В реальных импульсных блоках питания ток из сети имеет импульс-
ный характер — его форма далека от синусоиды. Причины:

♦	выпрямитель с большим фильтрующим конденсатором заряжает-
ся только в моменты пиков напряжения;

♦	дроссели и трансформаторы вносят индуктивный сдвиг;

♦	некорректная коммутация в цепях питания создает гармоники.

В результате ток протекает короткими импульсами, а фаза его
средних значений сдвигается относительно напряжения. На осцилло-
грамме это выглядит так: напряжение — синусоида, ток — узкие вспле-
ски. РР при этом может падать до 0,5...0,6, а потери в сети — расти в
два-три раза.

Перегрузка линий питания. При низком РР для потучения той же
активной мощности приходится передавать больший ток:

Если РР = 0,6, ток возрастает на 67 %, что
вызывает дополнительное нагревание прово-
дов и трансформаторов.

Искажение формы тока. Гармонические
составляющие от импульсных источников соз-
дают электромагнитные помехи и нагружают
нейтральный провод, особенно в трехфазных
сетях.

Перегрев и деградация компонентов.
Повышенные токи вызывают износ дросселей,
диодов, сетевых конденсаторов и варисторов,
сокращая срок службы оборудования.

ИНФОРМАЦИЯ

Коэффициент
мощности и его
влияние но работу
электрооборудования
Переплата за реактивную мощность. В промышленных условиях
реактивная энергия оплачивается отдельно. Энергосбытовые компании
часто выставляют штрафы при РР < 0,9.

Падение напряжения у потребителя. Из-за увеличенного тока
возрастают падения на линиях, и напряжение на входе устройств сни-
жается, вызывая сбои.

Гармоники
и форма тока

Импульсные блоки питания создают не только фазовый сдвиг, но и
искажение формы тока — появление высших гармоник. Это особый
случай, когда РР < соя <р, и даже при нулевом сдвиге фаз эффективность
остается низкой из-за «грязной» формы сигнала.

Чтобы количественно оценить уровень искажений, используют
параметр ТИП (Тота! Нагтош'с Шзтогпол) — суммарные гармониче-
ские искажения тока:

\/22 + /32 +/42 +...

1 г11У —--------------.

л

ПРИМЕЧАНИЕ.

Чем меньше ТНО. тем ближе ток к идеальной синусоиде
и выше РР. В идеальном случае ТНО = 0,РР = 1.

Коэффициент мощности
в цифровую эпоху

В современной технике РР — уже не просто энергетический пара-
метр, а показатель качества электронного устройства. Для компью-
терных блоков питания стандарт 80 РШ8 прямо требует наличия АРРС
(АсНуе РРС). Для промышленных систем с импульсными нагрузками
(серверы, Ъ’Р8, ЕЕО-драйверы, зарядные станции) наличие корректи-
ровки РР — обязательное условие соответствия международным нор-
мам 1ЕС 61000-3-2.

Даже в бытовых приборах — от телевизоров до кондиционеров —
производители внедряют РРС-модули, чтобы снизить нагрузку на сеть
и улучшить электромагнитную совместимость.
Практический пример. Возьмем быто-
вой блок питания на 300 Вт без РГС. Из сети
он потребляет примерно 450 ВА, а значит
РЕ = 300 / 450 = 0,67. Это означает, что треть всей
энергии в сети тратится впустую — на нагрев
проводов и реактивные токи. Если добавить
активный корректор мощности, РЕ поднима-
ется до 0,98, и тот же блок будет потреблять уже
306 ВА, то есть экономия ~ 30 %.

Кроме того, ток в сети становится плавным,
уменьшая электромагнитные помехи и повы-
шая КПД.

ОМЫЫЕ ВИДЕО

Основы коррекции
коэффициента
мощности
ГЛАВА 24

СХЕМЫ И РЕЖИМЫ

АКТИВНОГО РЕС

Корректор коэффициента мощности - это не просто
«дополнение» к блоку питания, а полноценный повышающий
преобразователь, включенный сразу после сетевого выпрями-
теля. Его задача - сделать потребляемый ток синусоидаль-
ным и совпадающим по фазе с напряжением сети, обеспечивая
коэффициент мощности близкий к 1 и стабильное постоян-
ное напряжение на выходе.

Базовый принцип работы
активного РЕС

ОИНЫЕ ВИДЕО

Корректор
коэффициента
мощности простыми
словами

Активный корректор (АсНуе Ромгег РасГог СоггесНоп, АРНС) преобра-
зует несинусоидальный ток сети в управляемый, линейно растущий ток
через дроссель. При этом он поддерживает постоянное высокое напря-
жение (обычно 380...400 В ОС) на шине после выпрямителя (рис. 24.1).

Как это работает:

♦	сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом;

♦	МО8РЕТ О] коммутирует дроссель Ь1 с вы-
сокой частотой (20... 150 кГц);

♦	контроллер АРРС регулирует ширину им-
пульсов так, чтобы мгновенный ток через
дроссель повторял форм)' сетевого напря-
жения;

•	диодЭ! и конденсатор С1 формируют ста-
билизированное напряжение = 400 В.
Таким образом, устройство одновременно
выполняет две функции - повышающий пре-
образователь и формирователь синусои-
дального тока.
АС

Р1

20А 250У

771

1ГЮ561К

овзгьов

02

-От
НЕА506
и

440цН

01

—ы- -

ВТС15 600Р

ни ,2

*32Е 53-112УМ

АТ2

+Н7

150 15

С2 =}=
Ю0 4 50У

А81

01
С.Р60850Х

А2Ь
Юк

А21

ЮОк

СТ1

2п2 4007

с 1 Т=
3‘27цр 4507

А20

ЮОк

Н51

Н51

А51

А24
4А7

А43

Юк

У1Ь(1С1 р 13)
------------>

1з(1С1 рЗ)

01 I
-н-
1144148

А2

+ 157р

013
230882

4А7	012

23В772

А84 РРСИС1 рЗ)

К1'|

Рис. 24.2. Схема учла активного корректора коэффициента мощности (АРРС)

190	Ремонт источников питания
ОМЫЫЕ ВИДЕО

Корректоры
коэффициенте
мощности. РРС

Типовые режимы
работы АРРС

Работа активного корректора мощно-
сти определяется режимом проводимо-
сти дросселя, то есть тем, как ток проте-
кает через катушку 1.1 в течение цикла ШИМ.
Типовые режимы работы АРЕС представлены
в табл. 24.1.

Типовые режимы роботы АРРС

Таблица 24.1

Режим	Принцип	Особенности	Где используется
Режим прерывистой проводимости (ОСм - 0|5Сои11Пиои5 Солбисгюп Мобе)	Ток через дроссель полностью падает до нуля до начала следующего цикла.	♦	простая реализация, низкая стоимость;  •	не требует сложного измерения тока - контроллер легко фиксирует нулевой ток;  •	ток и напряжение имеют большие пульсации;  ♦	потери на переключениях выше из- за постоянных токовых выбросов	В маломощных схемах  1до 100 ..150 Вт), в блоках питания ноутбуков.  телевизоров, мониторов
Режим непрерывной проводимости (ССМ - Сопбпиоиз Сопоосгюп Мобе)	Ток через дроссель никогда не падает до нуля - энергия циркулирует непрерывно.	♦	минимальные пульсации входного тока и напряжения;  •	более высокая эффективность при больших мощностях;  ♦	требует быстродействующих диодов или синхронных ключей;  ♦управление сложнее - нужен токовый шунт или датчик Холла	В мошншх блоках питания (от 25'_ Вт и выше), в инвер-орах и источниках питания серверов
Режим критической проводимости (СгМ или ВСМ - Роипбату Сопоисгоп Мобе)	Дроссель полностью разряжается к моменту следующего импульса, и новый цикл начинается при нулевом токе (2его Сиггепг $ууйсЫпд)	♦	компромисс между ОСИ и ССМ - сниженные коммутационные потери при умеренных токах;  ♦	позволяет использовать контроллеры с автоматическим определением нулевого тока.  ♦	высокая эффективность (до 9Б...97 %).  ♦	частота переключений изменяется в зависимости от формы входного напряжения,  ♦требуется фильтрация радиопомех из-за переменной частоты	ч источниках питания 100 400 Вт, где важен высокий РР и компактность (ЬЕО драйверы, бытовая техника БП ПК класса 8ОРШ5)

Многофазные
схемы АРРС

Для мощных систем (серверы, промышленные БП. зарядные стан-
ции) применяют многофазные или чередующиеся (шгеНеауеб) АРРС.
Суть:

•	несколько идентичных фаз (обычно 2-4)
работают с сдвигом фазы на Зб0°/п;

♦	общий ток сети распределяется между фа ими,
уменьшая пульсации и тепловую нагрузку.

♦	выходной конденсатор получает более рав-
номерное питание, что снижает его нагрев.

Преимущества:

♦	более низкие токовые выбросы;

♦	меньший уровень ЭМП;

♦	повышенная надежность и КПД;

♦	возможность масштабирования мощности.

ОМиЫЕ ВИДЕО

Многофазный
Корректор
Коэффициента
Мощности

Недостатки:

♦	сложность синхронизации фаз;

♦	увеличение числа компонентов и стоимости.

Управление и контроль
в активных РЕС

Для эффективной работы корректора требуется согласованная
система управления, обеспечивающая синусоидальность тока и ста-
бильность выходного напряжения. Основные элементы схемы и их
назначение представлены в табл. 24.2.

Основные элементы схемы и их назначение

Гоблина 24.2

Элементы схемы	Назначение
Контроллер РРС	Управляет ШИМ (пример 16561. ИСР1654, 0С3854)
Датчик тока	Фиксирует мгновенное значение тока в дросселе
Делитель напряжения	Подает сиг нал обратной связи с шины 400 В
Умножитель напряжения и тока	Формирует эталонную синусоиду для коррекции формы тока
Выходной ШИМ каскад	Управляет затвором М05РЕТ через драйвер (например. 1К2110 или 1К52186)

Наглядная функциональная схема управления активным корректо-
ром коэффициента мощности (АРРС): от сетевого входа и ЕМ1-фильтра
до датчиков (У1^, 1_Ь, У_ВИ8), умножителя, П-регулятора напряжения,
ШИМ'токовой петли и драйвера затвора (рис. 24.2).

Каждый компонент — от дросселя до контроллера — напрямую
влияет на эффективность, уровень потерь и стабильность работы
Силовой тракт

Рис 24 2. Функциональная схема управления
активным корректором коэффициента мощности

1ава 24 Схемы и режимы активного РЕС	193
схемы. В табл. 24.3 приведены типовые требования и рекомендации по
выбору основных узлов АРРС, которые помогут избежать распростра-
ненных ошибок при разработке и наладке устройства.

Выбор основных компонентов	Таблица 24.3

Элемент	Ключевые требования	Примечания
Дроссель Ь1	Высокая индуктивность при низких потерях; магнитопровод с зазором	Используются порошковые сердечники (например. Кос! Мо БепРиз!)
МО5ЕЕТ 01	Низкое сопротивление Яб5(оп), вь!сокий Ц 600 В)	Предпочтительны транзисторе! с технологией 5ирег!илс1юп (например, Соо!МО5)
Диод 01	Быстродействующий, низкое У(	Для >300 Вт рекомендуется синхронный МОЬРЕТ
Конденсатор С1	Низкое Б5К расчет по энергии Е  'Л С и2	Обычно электролитический, 220 .470 мкФ на 40Г' 45С В
контроллер 1С	Поддержка СгМ/ССМ, встроенный умножитель и токовая защита	Примеры: 1.6562А, МСР1653.  •СЕ2РС5О2

На рис. 24.3 показана типовая осциллограмма токов и напряжений
активного корректора коэффициента мощности (АРРС), работающего в
режиме непрерывной проводимости (ССМ)

Во время работы корректора форма тока дросселя (кривая 1Ь) оста-
ется непрерывной и имеет слабовыраженные пульсации, поскольку ток
в индуктивности никогда не падает до нуля. Это обеспечивает высокий
коэффициент мощности и снижает уровень электромагнитных помех.

Напряжение на силовом ключе (УС) изменяется в противофазе
с током дросселя, достигая максимума в момент размыкания ключа.
В этот период энергия, накопленная в дросселе, передается на выход
через диод, обеспечивая стабилизацию шины постоянно! о напряжения
(обычно около 380 В).

I

Рис. 24.3. Типовая осциллограмма токов и напряжений в АР?С в режиме ССМ
ПРИМЕЧАНИЕ.

Характерная особенность ССМ-режима - почти сину-
соидальная форма входного тока, совпадающая по фазе
с напряжением сети. Это позволяет достичь коэффи-
циента мощности РР-0,99 и минимизировать реак-
тивную составляющую. При этом токовые нагрузки на
силовые компоненты возрастают, поэтому особое вни-
мание уделяется качеству дросселя, быстродействию
диода и эффективности охлаждения ключевого транзи-
стора.

Практические замечания и инженерные нюансы представлены

в табл. 24.4

Практические замечания и инженерные нюансы	Таблица 24.4

Случай	Практические замечания и инженерные нюансы
Запуск при низком напряжении	Контроллерь. АРРС должны името «мягкий старт», чтобь. избежать пиковых токов при зарядке конденсатора С1 Б противном случае возможен пробой диодов моста или предсхранителя
Защита от пеоегрузки	обязательно наличие токовой защиты (ОСР) и контроля перенапряжения (ОУ₽) При обрыве обратной связи РК может поднять шину до 450. 470 В - опасно для каскадов ОС/ОС
Тепловое проектирование	Транзисторы и диоды РЕС работают при токах до 5...10А.И их тепловое сопротивление критично Рекомендуется установка на радиатор с расчетной температурой « 100 ’С
Электромагнитная совместимость	Высокочастотные токи РРС создают В^-помеки. поэтому обязательны. ЬС- входной фильтр (дроссель + конденсаторы X и У-класса). экранирование силовой части; корректная топология печатной платы

Перед сравнением режимов работы полезно
отметить, что каждый тип корректора коэффи-
циента мощности подбирается не случайно —
его режим напрямую определяет поведение
схемы при разных нагрузках. В табл. 24.5 при-
ведено сопоставление трех основных режи-
мов (ВСМ, ССМ и СгМ), позволяющее быстро
оценить, какой из них оптимален для конкрет-
ной мощности и требований к КПД, стоимости
и уровню электромагнитных помех.

ОЫимЕ ВИДЕО

РРС а импульсных
блоках питания
Активный РРС
Пассивный РРС
Сравнение режимов работы активного РТС	Таблица 24.5

Параметр ! Режим работы	ОСМ (ОвсопТтиОиЬ СолОистюп Моде)	ССМ (СопТшиоиз СопРисбоп Мойе)	СгМ/ВСМ (СпТ1Са1/ Воипбагу СопбисПоп Моде)
Эффективность	Средняя (до 90 %) - значительные потери на переключениях	Высокая (до 96 - 98 %) при правильном подборе компонентов	Очень высокая (до 97 %) в широком диапазоне нагрузок
Сложность схемы	Простая, минимум элементов	Сложная требуется быстрый диод, мощный МОБГЕТ и точный контроллер	Средняя нужен контроллер с нулевым током (7С0) и синхронизацией фаз
Стоимость реализации	Низкая - подходит для маломощных устройств	Высокая из-за требований к компонентам	Средняя - баланс между стоимостью и КПД
Уровень ЕМ1-помех	Повышенный - из-за импульсного характера тока	Низкий — ток близок к синусоидальному	Средний - возможны резкие фронты при переключениях
Диапазон мощности	До 200 Вт (зарядные устройства. 1Е0- драйверы)	От 200 Вт до 1 кВт и выше (ИБП, серверные БП)	100 - 500 Вт (ПК. бытовая техника, телевизоры)
Особенности применения	Простота, но высокие пульсации тока и тепловые потери	Наилучший вариант для мощных источников питания	Оптимален для компактных и энергоэффективных решений

ПРИМЕЧАНИЕ.

При проектировании РРС важ-
но учитывать не только мощ-
ность, но и характер нагрузки.
Для бытовой электроники и
!_ЕП-драйверов чаще приме-
няют СгМ, в компьютерных и
промышленных блоках пита-
ния - ССМ. а в недорогих мало-
мощных схемах - ОСМ как про-
стейший вариант без сложно-
го управления

оыы№
ИНФОРМАЦИЯ

Коррекция
коэффициента
мощности -
оуксс одство
ГЛАВА 25

БЕСМОСТОВЫЕ
г	КОРРЕКТОРЫ

КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
(ВРЕС)

В последние годы разработчики импульсных источников
питания все чаще стремятся минимизировать потери на
входных выпрямителях. Одним из наиболее эффективных
решений этой задачи является бесмостовпя коррекция коэф-
фициента мощности (Впдде-1езз РЕС) - схема, в которой из
пути тока исключен классический диодный мост. Это значи-
тельно снижает потери на проводимость и повышает общий
КПД источника.

Сущность
бесмостовой топологии

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Бесмостовой корректор коэффициента мощности
(ВРЕС) - это вариант активной коррекции коэффици-
ента мощности, в котором отсутствует входной вы-
прямительный мост. Путем уменьшения числа полупро-
водников но пути тока (обычно до двух) такие схемы
обеспечивают более высокий КПД по сравнению с тра-
диционными АРЕС

______________________________________________7
В классических схемах АРРС ток из сети
проходит через два диода выпрямителя и один
силовой элемент (МО8РЕТ или диод). В ВРРС
ток проходит только через два элемента, что
снижает потери примерно на 1... 1,5%, особенно
заметно при мощности свыше 300 Вт.

Кроме того, уменьшается тепловая
нагрузка на диоды и улучшается охлаждение
схемы.

Базовая концепция
бесмостовой схемы

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Усовершенствованная
коррекция
коэффициента
мощности

На рис. 25.1 представлена базовая концепция оригинального бес-
мостового корректора, впервые описанная в патенте США № 4 412 277
(1983 г.).

Принцип работы. Во время положительного полупериода сете-
вого напряжения ток проходит через ячейку' 01-01, возвращаясь через
транзистор ^2. При отрицательном полупериоде активны элементы
Ц2 -02. а ток замыкается через 01. Таким образом, в каждый момент
времени ток проходит только через два активных элемента, что умень-
шает падение напряжения на цепи и снижает потери.

Преимущества. Повышенный КПД (на 1...2% выше, чем у мосто-
вых АРРС). Возможность использовать общий ШИМ-сигнал для управ-
ления обоими транзисторами.

Недостаток. Сложности при измерении тока индуктора и синхро-
низации фаз управления, особенно при переменном входном напря-
жении.

Рис 251. Базовая активная схема бесмостовг.го РРС
Двухканальная бесмостовая
схема ОеИа

Более совершенная реализация предложена инженерами компании
Века ЕксГгошсз (патент 15520070279955 А1, рис. 25.2). Здесь ток в фазе
«ВКЛ» проходит через транзисторы 0.1 и <22, а в фазе «ВЫКЛ-> — через
пары В1Б4 или Б2 ВЗ.

Каждый полупериод обрабатывается своим каналом, что обеспечи-
вает:

♦	снижение числа активных элементов в
пути тока до двух;

♦	возможность измерять суммарный ток
через один общий шунт;

♦	работу при любой полярности входно-
го напряжения без потери эффектив-
ности.

Для управления плавающими МО5ЕЕТ
используется драйвер верхнего уровня
(например, 1К82186 или 1К2110). При мощ-
ностях выше 1 кВт рекомендуется замена
МО8ГЕТ на 1СВТ, чтобы исключить > брат-
ный ток через паразитные диоды.

Преимущество. Реальное уменьшение
тепловых потерь и возможность работы с
традиционными контроллерами РЕС.

ОЫНЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

ИБП Оп-ипе и ИБП
с Пе1га-преобразованием;
основные преимущество
и недостатки
(сравнительный анализ)

Рис. 25.2. Двухканальная бесмостовая схема ВрРС ДеПа

Недостаток. Увеличение числа компонентов и необходимость точ-
ной фазовой синхронизации.

1пйрз://Нуе1п1егпе1.с1ио/
Резонансный

ВРРС Чука

Интересное решение предложил доктор Сеунг Чук (Сйк) в патенте
11820100259240 А1 — резонансный бесмостовой корректор (рис. 25.3).

Здесь силовой элемент выполнен в виде двунаправленного ключа,
фактически состоящего из двух последовательно соединенных МО8РЕТ
((^1 и (?2). Схема использует резонансный принцип, снижая коммутацион-

ОШИЕ ИНФОРМАЦИЯ

Сравнение устройств
управления светодиодами
на основе преобразователей
постоянного тока 5ЕР1С, Чука
и обратнохоаовых

ные потери и уровень электромагнитных
помех.

Преимущества. Работа в «мяг-
ких» режимах переключения (2Х/8/2С8).
Пониженные помехи и меньшее нагре-
вание транзисторов.

Недостатки. Более сложное управ-
ление. Эффективность ощутимо выше
обычных схем только на мощностях
свыше 400...500 Вт.

Применение. Резонансные ВРРС
применяются в специализированных
источниках, где критична ЭМС и высо-
кая частота работы (до 200 кГц).

Рис. 25.3. Резонансный ВРРС по схеме Чуке

Изолированные
бесмостовые решения

В некоторых источниках питания, особенно промышленных, реа-
лизуется изолированный ВРРС на основе 8ЕР1С-топологии (рис. 25.4).

Такие схемы обеспечивают гальваническую развязку и высокую
стабильность выходного напряжения

Они работают в прерывистом режиме (БСМ), что упрощает
управление и снижает требования к синхронизации.
Рис. 25.4. Изолированный ВРГС на базе 5ЕР1С-преобразователя

ошие
ИНФОРМАЦИЯ

Формулы для расчета
коэффициента
мощности и основные
понятия

Преимущества. Высокий КПД при мощно-
стях до 200 Вт. Простота реализации изоляции.
Меньшее количество силовых элементов на
каждый канал.

Сравнение ВРЕС II
и традиционных АРЕС |

Для наглядного понимания различий
между традиционными и бесмостовыми
корректорами коэффициента мощности в
табл. 25.1 приведено их сравнение по основ-
ным параметрам эффективности, конструк-
ции и области применения.

Такое сопоставление позволяет ясно увидеть, где именно бесмостовая
топология дает реальный выигрыш — прежде всего, в снижении потерь на
выпрямителях и увеличении КПД, — а где, напротив, сохраняется преиму-
щество у классических схем благодаря их простоте и дешевизне.

Таблица служит ориентиром при выборе оптимальной архи-
тектуры РГС в зависимости от требуемой мощности, условий эксплу-
атации и приоритетов проекта: компактность, надежность, цена или
предельная эффективность.

Сравнение ВРЕС и традиционных АРРС

Таблица 25.3

Параметр	Традиционный АРРС	Бесмостовой ВРРС
Количеово активных элементов в цепи тока	3	2
КПД при 230 ВАС	94...95 %	96 97%
Потери на выпрямителях	Высокие	Минимальные
Управление	Простое	более сложное (два плавающих ключа)
Необходимость изоляции	Часто не требуется	Может быть обязательной
Стоимость реализации	Низкая	Средняя/высокая
Диапазон мощностей	до 1 кВт	до 2 кВт и выше
Современные реализации
и цифровое управление ВРЕС

Рассматрим современные варианты построения бесмостовых
корректорных схем мощности (ВРЕС), использующие цифровое
управление, синхронные ключи и интеллектуальные драйверы.

Развитие технологий позволило объединить функции управления,
защиты и коррекции формы тока в одном цифровом контроллере, что
обеспечивает высокую эффективность и стабильность работы схемы
даже при динамических изменениях нагрузки.

Современные ВРРС-системы все чаще строятся на МО5ЕЕТ-
гранзисторах с синхронным управлением через драйверы Ш82186
или аналогичные, обеспечивающие малое время переключения и
защиту от сквозных токов.

В связке с цифровыми РЕС-контрол л ера ми (например, на базе
микроконтроллеров семейства Й8Р1С или С2000 от Техаз 1п$1гитепГ5)
такие схемы достигают КПД 97...99 %, а форма входного тока становится
максимально синусоидальной, «то особенно важно для промышленных
и серверных источников питания.

На рис. 25.5 показана типовая структурная схема современной
ВРГС-системы с цифровым управлением и синхронными ключами.
Это вариант современной реализации ВРЕС-топологии, выполненной
с использованием синхронных МО5ЕЕТ-ключей, управляемых драй-
вером 1П82186, и цифрового контроллера коррекции коэффициента
мощности.

Сетевое напряжение через входной фильтр ЕМ1 поступает на
дроссель Е1, где формируется ток синусоидальной формы.

МОЗЕЕТ-ключи 21 и 22 работают в противофазе, обеспечивая дву-
направленное преобразование без применения классического выпря-
мительного моста.

Драйвер 1К82186 управляет затворами обоих транзисторов, форми-
руя «мертвое время» и защищая ключи от сквозных токов.

Рис. 25 5. Современная структурная схема
бесмостового корректора коэффициента мощности (ВРЕС)
Цифровой контроллер РРС (на основе О5Р
или микроконтроллера) анализирует входное
напряжение, ток через шунт Язепзе и задает
форму тока, согласованную с синусоидой сети.

Выпрямленное и стабилизированное
напряжение поступает на высоковольтный
конденсатор СЬив, питающий основной
ОС,-ВС-преобразователь источника питания.

Особенность ВРРС-реализации — мини-
мизация числа полупроводников на пути тока
и высокий КПД (до 98 %) за счет отсутствия
выпрямительного моста и использования син-

оыыме
ИНФОРМАЦИЯ

Калокулятор расчета
фактора мощности

хронных ключей.

Такая структура позволяет реализовать компактные, эффектив-
ные и «чистые» по ЭМС источники питания, применяемые в совре-
менных адаптерах, промышленных блоках и источниках серверного
класса.

Итог и практические
рекомендации

Бесмостовые схемы коррекции коэффициента мощности посте-
пенно вытесняют традиционные АРРС в мощных и энергоэффективных
устройствах. Они обеспечивают:

♦	снижение потерь на выпрямителях;

♦	меньший нагрев элементов;

♦	возможность использовать более легкие и компактные радиаторы.

Однако такие схемы требуют более сложного драйверного управ-
ления и защиты от обратных токов, особенно при несимметричных
нагрузках.

СОВЕТ.

Если проект ориентирован на
мощность свыше 300...500 Вт.
ВРЕС дает ощутимое преиму-
щество. Но для маломощных
устройств (до 200 Вт) класси-
ческий активный РЕС остается
более рациональным выбором
из-за своей простоты и стои-
мости.

ОШИЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Калькулятор РЕС
ГЛАВА 26

ПРАКТИЧЕСКИЕ

АСПЕКТЫ

И ДИАГНОСТИКА РЕС

Коррекция коэффициента мощности (РРС) - одна из наи-
более ответственных и уязвимых частей современного
импульсного источника питания. На этапе проектирования и
особенно ремонта блоков питания инженеру важно не только
понимать физик/ процессов, но и уметь диагностировать
неисправности, возникающие в активных корректорах

Данная глава посвящена практическим методам проверки,
настройке и восстановлению РРС-каскадов, включая реальные
симптомы отказов и рекомендации по измерениям.

Основные узлы АРРС
и их назначение

Активная коррекция коэффициента мощности (АсНуе Роигег РасГог
Соггесйоп, АРРС) — это система управления формой входного тока с
помощью высокочастотного повышающего преобразователя.

Ее главная цель — заставить ток из сети повторять форму синусо-
иды напряжения, сводя к минимуму искажения и реактивную состав-
ляющую.

Типовая схема АРРС (рис. 26.1) состоит из следующих узлов.

♦	дроссель (Ь) - накапливает энергию и формирует плавный ток из
сети;

♦	ключевой МО8РЕТ (О) — управляет процессом накопления и вы-
броса энергии;
♦	диод (О) — пропускает ток во время паузы
ключа, поддерживая заряд накопительного
конденсатора;

♦	конденсатор (Со) — сглаживает пульсации
и формирует повышенное постоянное на-
пряжение (обычно 380...400 В);

♦	контроллер РРС — формирует ШИМ-
сигналы, синхронизированные с сетью;

♦	цепь измерения тока и напряжения — обе-
спечивает обратную связь по форме тока и
уровню напряжения.

Принцип работы
активного
корректора
мощности (АРРС)

Рис. 26.1. Схема пивы^ающего преобразователя

Общая структура

АРЕС

Входной выпрямитель и фильтр ЕМ1. На входе сети установлены
фильтры электромагнитных помех (ЕМ1) и диодный мост, преобра-
зующий переменное напряжение в пульсирующее постоянное. Фильтр
подавляет шумы, создаваемые высокочастотным переключением
ключа, и предотвращает их возврат в электросеть. Важно помнить, что
фильтр может вносить небольшой угол фазового сдвига, который не
компенсируется схемой АРРС.

Дроссель накопления энергии. Индуктивность Ь — это «сердце»
схемы. В момент включения ключа она накапливает энергию, а при
его выключении — отдает ее через диод Л в нагрузку. Именно за счет
управления током в дросселе создается форма потребляемого тока,
близкая к синусоидальной.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Для больших мощностей применяют порошковые сер-
дечники (РеггНе или Коо1 Ми) с малым гистерезисом и
низкими потерями.
Силовой ключ и диод. Ключ <2 (МО8ЕЕТ)
работает на частотах от 50 до 200 кГц, быстро
открываясь и закрываясь. Он управляется кон-
троллером РЕС так, чтобы средний ток дросселя
соответствовал мгновенному значению вход-
ного напряжения. Современные схемы все чаще
используют синхронный выпрямитель —
второй МО5ЕЕТ вместо диода 01. Это снижает
потери на прямое падение и повышает КПД.

Конденсатор фильтра и шина постоян-
ного напряжения. На выходе схемы установ-
лен высоковольтный электролитический

0М1-1МЕ ВИДЕО

Супер простой
регулятор тока
и напряжения своими
руками

конденсатор (около 400 В). Он сглаживает колебания и обеспечивает
стабильное питание для последующих каскадов — инвертора или
ОС/ОС-преобразователя.

ПРИМЕЧАНИЕ.

При работе АРРС напряжение на шине поддерживается
стабильно, даже при изменениях входного сетевого на-
пряжения от 90 до 260 В

Система измерения тока и напряжения. Датчики (резисторы
Я&епзе, делители К1-К2) обеспечивают обратную связь. Они измеряют:
♦ форму и амплитуду входного тока;

♦	напряжение на выходе (400 В ОС);

•	уровень перегрузки или короткого замыкания.

Полученные сигналы поступают в контроллер, где формируются
управляющие импульс. На рис. 26.2 показана типовая схема обратной
связи активного корректора коэффициента мощности ( АРЕС).

Ток нагрузки контролируется через резистор Кзепве, включенный
в цепь «земли» или последовательно с дросселем, формируя сигнал ДЪ.

Рис. 26.2. Система измерения
тока и напряжения

пропорциональный току. Этот сигнал посту-
пает на вход быстродействующего усили-
теля тока контроллера РЕС.

Напряжение на выходном конденсаторе
измеряется с помощью делителя К1-К2,
формируя сигнал УГЬ Делитель снижает
напряжение до безопасного уровня для ана-
логового входа микросхемы управления.

Обе цепи — тока и напряжения — обе-
спечивают точную обратную связь, необ-
ходимую для стабилизации выходного напря-
жения и формирования синусоидального тока,
совпадающего по фазе с входным сетевым
напряжением.	*

Контроллер РЕС. Контроллер (например,
Ьб5б2, ИСР1654, ОСС28019) выполняет две
основные функции:

♦	поддерживает синусоидальную форму
входного тока;

♦	стабилизирует напряжение на выходной
шине.

Он содержит два усилителя ошибки:

♦	медленный — для стабилизации выходно-

ОЫЫМЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Полная схема
коррекции
коэффициента
мощности на ЮС Вт

го напряжения;

♦	быстрый — для слежения за током и коррекции формы синусоиды.

Сигналы от усилителей проходят через умножитель, который фор-
мирует эталонный ток (1геГ), синфазный с напряжением сети. ШИМ-
модулятор контроллера управляет МО8РЕТ так, чтобы реальный ток
совпадал с эталонным.

Взаимодействие узлов. В момент включения ключа О'

♦	ток дросселя нарастает, запасая энергию:

♦	при выключении — дроссель разряжается, пи гая нагрузку.

Контроллер корректирует длительность импульсов, чтобы ток имел
форму синусоиды, совпадающей по фазе с напряжением сети.

Роль обратной связи. Обратная связь по току и напряжению соз-
дает систему самокоррекции, которая автоматически поддерживает
высокий коэффициент мощности (РЕ»0,99) и стабильное напряжение
на шине даже при перепадах сети.

Для лучшего понимания структуры активного корректора коэффи-
циента мощности полезно рассмотреть функции его ключевых узлов.
Каждый элемент схемы АРЕС выполняет строго определенную роль в
процессе формирования синусоидального тока и стабилизации выход-
ного напряжения. В табл. 26.1 ниже кратко приведено назначение
основных компонентов, составляющих основу любой схемы активной
коррекции коэффициента мощности.

Назначение оснсвньм узлов АРРС

Таблица 26.1

Элемент схемы	Назначение
Входной фильтр (ЕМ! фильтр)	Подавляет электромагнитные помехи, предотвращая их попадание в сеть и обратно в схему. Состоит из дросселей и конденсаторов
Дроссель (Ь)	Накопление энергии и формирование плавного синусоидального тока, синхронного с напряжением сети
Таблица 26 1 (окончание)

Элемент схемы	Назначение
МС5ЕЕТ ключ (0)	Управляемый переключатель регулирующий поток энергии из сети через дроссель; управляется контроллером РЕС
Диод (И)	Обес печивает односторонний ток при разряде дросселя, используется для формирования выходного напряжения
Конденсатор (Со)	Сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, поддерживает стабильность выходного уровня
контроллер РЕС (1С)	Управляет ключом формируя ток совпадающий по фазе с сетевым напряжением, и стабилизирует выходное напряжение

ПРИМЕЧАНИЕ.

Эти узлы образуют взаимосвязанную систему, где каж-
дая часть отвечает за конкретный аспект - от по-
давления помех и накопления энергии до формирования
правильной формы тока и стабилизации выходного на-
пряжения. Именно баланс между ними определяет эф-
фективность работы АРРС

Типовые параметры АРЕС
и их контроль

Для корректной работы корректора требуется соблюдение несколь-
ких ключевых параметров.

Рекомендуемые диапазоны приведены в табл. 26.2.

Таблица 26.2

Рекомендуемые параметры АРРС

Параметр	Типовое значение	Комментарий
Напряжение на шине РЕС (Уби1к)	580 400 В ПС	При питании от сети 220 В
Частота ШИМ (Г5У7)	50 130 кГц	Определяет КПД и уровень ЕМ1
Ток дросселя (1 Сауд)	0,5...2,5 А	3 зависимости от мощности
Напряжение управления МО5?ЕТ	10 15В	Измеряется между затвором и истоком
Коэффициент мощности (РЕ)	0.95 .0.99	При номинальной нагрузке
Напряжение на Кзепзе	<1 В	Сигнал для контроля тока

Эта таблица помогает быстро соотнести ключевые узлы активного
корректора коэффициента мощности (АРРС) с их функциями в общей
схеме. Каждый элемент в такой системе выполняет строго определен-
ную роль, и нарушение ее баланса неминуемо приведет к искажению
формы тока, снижению эффективности или даже к повреждению узлов.

Например, дроссель отвечает не просто за накопление энер-
гии — он формирует токовую синусоиду, а МО8ЕЕТ регулирует поток
энергии, подчиняясь сигналам контроллера.
Диод обеспечивает односторонний путь тока
в фазе разряда, а входной фильтр защищает
сеть от обратных электромагнитных помех.
Конденсатор выравнивает пульсации и задает
стабильность выходного напряжения, тогда
как контроллер координирует всю систему,
синхронизируя форму тока с формой сетевого
напряжения.

Такое понимание распределения ролей
позволяет инженеру не только правильно про-
ектировать АРРС, но и эффективно диагности-

омиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Полная форма АРРС
в электротехнике

ровать неисправности, выделяя, какой узел нарушает баланс токовых и
энергетических процессов.

ОЫиЫЕ ВИДЕО

Устранение
неисправностей АРС
иР5РРС

Диагностика неисправностей
в цепи РЕС

При ремонте блока питания с активным
корректором мощности особое внимание уде-
ляется трем элементам — МО8ЕЕТ-транзистору,
диоду и дросселю. Отказ любого из них приво-
дит к нестабильной работе или полному выходу
из строя источника. Симптомы неисправно-
сти представлены в табл. 26.3.

Симптомы неисправности

Таблица 26.3

Неисправность	Симптом
Нет повышенного напряжения на шине (350 400 81	Вероятно, не работает ключ 0. (рис. 26.1) или контроллер не генерирует ШИМ-сигнал
Слышен свист или треск при включении	Указывает на насыщение дросселя или неисправность цепи обратной связи
Перегрев МО5ЕЕТ или диода	Возможна потеря синхронизации, неверная форма сигнала на затворе
Повышенные пульсации на выходе	Проблемы с конденсатором СЬи1к, ухудшение Е5К или пробой диода 01
Пошаговая методика
проверки АРЕС

Проверка дросселя (Е). Измеряется сопро-
тивление обмотки — обычно доли ома. При
межвитковом замыкании возможен нагрев и
потеря коррекции формы тока.

Осциллографом можно наблюдать форму
тока — она должна быть синусоидальной, син-
хронной с напряжением сети.

Проверка МО8ЕЕТ «)). Измеряется пере-
ход сток-исток и затвор-исток. При малейшем
пробое — обязательная замена. Затем осцилло-
графом проверяется ШИМ-сигнал на затворе —
наличие импульсов с частотой 50... 130 кГц и
стабильной амплитудой.

Контроль выпрямительного диода (П). Проверяется в обе сто-
роны — падение 0,3...0,5 В в прямом направлении и °°в обратном.
Рекомендуется использовать быстрые диоды типа ИР4007, М11К460,
СЕБЕ 81С и др.

Проверка конденсатора Со. Измеряется Е5К и емкость — особенно
важно при жалобах на пульсации или срабатывание защиты.

Проверка контроллера РЕС. На его выходе (обычно вывод ОаГе)
должен формироваться устойчивый ШИМ-сигнал. Отсутствие — при-
знак неисправности микросхемы или обрыва цепи обратной связи.

• 0Ы1.1МЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Работа схем
активной коррекции
фактора мощности
в блоках питания

Проверка формы

сигналов и осциллограммы

Для диагностики АРЕС осциллограф — основной инструмент.
Типичные формы токов и напряжений показаны на рис. 26.3 и
рис. 26.4. Сплошная осциллограмма — это напряжение сети, а пун-
ктирная как раз обозначены импульсы тока зарядки конденсатора в
моменты максимальных значений напряжения.

Форма тока в блоке питания с АРЕС синхронно повторяет форму
напряжения, именно это и требуется от АРЕС В данном случае РЕ
составлял 0,98. При исправной схеме:

♦	форма тока близка к синусоиде;

♦	напряжение на дросселе — пилообразное;

♦	ток затвора ключа стабилен, без «залипания^ и дрожания уровня.

При неисправности или потере обратной связи форма тока искажа-
ется — появляются резкие пики и неровности на фронтах.
Глава 26. Практические аспекты и диагностика РРС

211

Рис. 26.3. Осциллограмма напряжения и тока блока питания без АРРС

Рис. 26.4. Осциллограмма, полученная при измерении тока через блок питания с АРРС

ОКИНЕ ВИДЕО



Корректоры коэффициента
мощности. РРС.
Осциллограммы работы

Как правильно
расшифровывать
осциллограммы
Контроль
микросхемы управления

Большинство АРЕС-контроллеров (например, 1ЧСР1653, Ь6562,
Ь4981) имеют встроенные защиты:

♦	ОХ7Р (Оуег Х/ока^е РпДесНоп) — защита от перенапряжения шины;

♦	ОСР (Оуег Сигтепг Ргогесбоп) — отслеживает превышение тока че-
рез Кзепзе;

♦	Вго\уп-огП — защита при понижении сетевого напряжения.

СОВЕТ.

При подозрении на сбой контроллера проверьте на-
личие питания КС (10... 18 В) Частая причина - обрыв
цепи питания микросхемы через резистор или выпрями-
тельный диод

Проверка коэффициента мощности

на практике

Для оценки эффективности корректора мощности удобно исполь-
зовать мультиметр с функцией РЕ, анализатор мощности, либо
осциллограф с математической обработкой.

Если измеренный коэффициент мощности меньше 0.9, то:

♦	контроллер не регулирует ток должным образом;

♦	дроссель имеет повреждение или насыщается;

♦	МО8РЕТ работает в прерывистом режиме.

Нормой для исправного АРЕС считается: РЕ > 0,95 при 230 В, пульса-
ции тока менее 5 %, стабильность выходного напряжения в пределах ±3 %.

Типичные неисправности

и их причины

В системах коррекции коэффициента мощности неисправности
редко проявляются изолированно обычно они являются следствием
цепной реакции, когда, например, пробой МО8ЕЕТ вызван неисправ-
ностью дросселя или деградацией электролитического конденсатора.
Поэтому важно не просто заменить поврежденный элемент, а проана-
лизировать корневую причину — перегрев, несоответствие параметров,
старение компонентов или нарушение обратной связи.
Понимание этих взаимосвязей помогает не только эффективно
устранять дефекты, но и предотвращать их повторное появление, осо-
бенно при ремонте или модернизации источников питания с активным
РРС (табл. 2Ь-4).

Типичные неисправности и их причины

Таблица 26.4

Симптом	Возможная причина	Проверка / Ремонт
Нет запуска АРРС	Нет питания контроллера, пробой М05РЕТ	Проверить УСС и целостность Рзепзе
Сильные пульсации на шине 400 В	Утечка или Е$й у конденсатора Со	Проверить Е5К и емкость
Сильный нагрев дросселя	Насыщение сердечника или межвитковое замыкание	Проверить индуктивность, заменить сердечник
Перегрев диода Э	Нарушена синхронизация или подбор типа	Установить быстрый диод Шоттки
Падение РЕ ниже 0 9	Потеря обратной связи или деградация йзепзе	Проверить сигнал на входе контроллера
Периодическое срабатывание защиты	Перенапряжение на выходе или выбросы при переключении	Проверить КСО-снаобер состояние Со

ПРИМЕЧАНИЕ.

Эта таблица (табл. 26.4) предназначена для быстрого
ориентирования при диагностике АРРС-узлов и помо-
гает понять, какие типовые неисправности чаще всего
встречаются на практике и каковы их реальные причины.

ОМОНЕ ВИДЕО

Корректор
коэффициента
мощности / ККМ/РРС
в сварочном аппарате

Меры безопасности и особенности измерений. Работа с АРГС-
схемой связана с высоковольтной шиной 400 В, поэтому любые изме-
рения выполняются с предельной осторожностью.

Рекомендации:

♦	используйте изолированные щупы и диф-
ференциальные пробники;

♦	проверяйте схему через лампу накалива-
ния (100...150 Вт) при первом включении;

♦	разряжайте конденсатор СЬи1к перед лю-
быми измерениями;

♦	избегайте касания открытых контакте! —
даже после отключения питания заряд на
конденсаторе сохраняется до 30 секунд.
ВЫВОД.

Практическая диагностика РРС - это баланс между
измерением электрических параметров и визуальным
анализом осциллограмм. Главное - понимать динамику
процессов как изменяются ток и напряжение в зависи-
мости от нагрузки, частоты и состояния компонентов

При правильной настройке и исправных элементах активный кор-
ректор мощности способен < -беспечить:

♦	коэффициент мощности 0,98 и выше;

♦	КПД до 97%;

♦	минимальные пульсации и нагрев;

•	стабильную работу всей системы при любых сетевых колебаниях.
ЧАСТЬ

ПРАКТИКА РЕМОНТА
СОВРЕМЕННЫХ ИМПУЛЬСНЫХ
БЛОКОВ ПИТАНИЯ

В этой части мы переходим от теории к живой практике - к тем бло-
ком питания, которые ежедневно работают в цифровых приставках,
медиаприставках и персональных компьютерах- Здесь нет абстрактных
схем: только реальные устройства, реальные неисправности и реальные
методы их устранения. Мы разберем типовые проблемы в блоках пита-
ния СТВ-ресиверов и подробно исследуем архитектуру компьютерных
АТХ-источников - от дежурного питания до силовых линий.
ГЛАВА 27

ИМПУЛЬСНЫЕ

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
ЦИФРОВЫХ СТВ РЕСИВЕРОВ

Компактные, экономичные и. увы, часто выходящие из строя -
импульсные источники в цифровых ТВ-ресиверах стали стан-
дартом благодаря своей эффективности. Но вместе с пре-
имуществами приходят и свои сложности в ремонте. В этой
главе рассмотрим типовые схемы, распространенные неис-
правности и приемы диагностики, включая «горячий» запуск
через лампу и проверку ШИМ-контроллеров. Научимся быстро
определять виновника: пробитый ключ, подсохший электро-
лит или неисправный оптрон.

Схема импульсного источника питания
СТВ-ресивера «51гопд 5КТ4450»

Современные спутниковые ресиверы
активно используют импульсные источники
питания (ИПБ), которые имеют целый ряд пре-
имуществ перед линейными схемами:

♦	высокий КПД (85...95%);

*	компактность и малый вес;

♦	снижение тепловыделения и повышение
надежности.

На рис. 27.1 представлена типичная схема
импульсного источника питания СТВ-ресивера
«8(гоп& 8КТ4450», оборудованного встроенным
дескремблером У1АССЕ88.

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Все о кодировке
'/1АССЕ58 (версии,
разновидности,
история)
С311
2200мк 2X0

С311

22О0мк 2ХВ

С305

0,015мк

0508
НЕЯ 105

0500
50Г5402

1—

КЗР2222А_]_ 0-047МК

"ТвоГ Т. С405

=4= 220Ом к

6.30
-1- Я420В20

1.503

0518 I* '-'408
5ОЕ54021- 2200мк

60ЗВ

=4= 2200МК
| 6,3В

С412

я40922м*

10 500 =4= 1506

ТС414
22мк
; 1*509

ПМ1
зогадогХ!^* Т^в"’

0514
НЕЯ 105
—*и—

5

<	Х51

+ 300

от

1М_____

КОРПУС

+З.ЗВ

+З.ЗВ

*З.ЗВ
КОРПУС
КОРПУС

С403 1мк 50В

Я425

1,2к

6
7

8

9

10

Х51

КОРПУС
КОРПУС
корпус
КОРПУС
+5В
+5В

>12В

+14/1ВВ

+300

Рис. 27.1. Принципиальная электрическая схема импульсного блока питания СТВ-ресивера «$1гопд ЗРТ4450»

Глава 27. Импульсные источники питания цифровых СТВ ресиверов	217
Принцип работы
схемы

1.	Входной фильтр и выпрямитель. Сетевое напряжение (220 В)
поступает на входной фильтр, состоящий из элементов

♦ конденсаторы С301-С304:

• дроссель Ь501.

Фильтр подавляет высокочастотные помехи, предотвращая их
попадание обратно в сеть и снижая уровень электромагнитных помех.

После фильтрации напряжение поступает на диодный мост
(В501-Л504), где происходит его выпрямление. Далее напряжение сгла-
живается электролитическим конденсатором С402. Для безопасности
установлен разрядный резистор К401, который быстро разряжает
конденсатор при выключении питания, исключая появление остаточ-
ного высокого напряжения.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Входной фильтр - это устройство предназначенное
для подавления электромагнитных помех, возникающих
при работе импульсного блока питания.

2.	Работа ключевого транзистора и трансформатора.
Высоковольтное постоянное напряжение подается на первичную
обмотку импульсного трансформатора Т1. Нижний вывод обмотки
периодически подключается к земле с помощью мощного ключевого
транзистора, встроенного в ШИМ контроллер 15401

ШИМ-контроллер (широтно-импульсный модулятор) управ-
ляет транзистором, регулируя длительность импульсов (ширину) и тем
самым изменяя количество энергии, передаваемой во вторичную цепь.

3.	Стартовое и рабочее питание контроллера. При включении
ресивера контроллер 15401 получает стартовое напряжение через рези-
стор Я402, запускающее преобразователь. После запуска на вторичной
обмотке трансформатора формируется дополнительное питание, кото-
рое подается через диод Л506 на конденсатор С402. Это напряжение
поддерживает постоянную работу контроллера.

ВНИМАНИЕ.

Отсутствие этого стартового напряжения (например,
обрыв резистора К402 или неисправность диода 0506)
приводит к тому, что блок питания не запускается.
4.	Обратная связь и стабилизация выходных напряжений.
Для стабилизации выходных напряжений используется узел обратной
связи, включающий:

♦	оптрон 0402 (для гальванической развязки);

•	элементы управления стабилизацией (1)403).

Если напряжение на выходе увеличивается выше заданного уровня:
♦ транзистор оптрона 1)402 открывается;

♦	сигнал поступает на контроллер 1)401;

♦	ШИМ-контроллер уменьшает ширину управляющих импульсов,
снижая подачу энергии в трансформатор:

♦	выходное напряжение возвращается к норме.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Оптрон - элемент, обеспечивающий электрическую
изоляцию цепей за счет передачи сигнала с помощью
света между светодиодом и фототранзистором.

5. Формирование напряжения для внешнего конвертера (Е1ЧВ).
Отдельный узел на транзисторах ^401-^407 формирует напряже-
ние +13,5 В / +18 В, необходимое для питания внешнего спутникового
конвертера (!_ЬВ). Выбор напряжения определяется режимом работы
антенны (горизонтальная или вертикальная поляризация).

Итоговая структура выходных напряжений ИПБ в табл. 27.1.

Структура выходных напряжений ИПБ	Таблица 27.1

Напряжение, В	Назначение
+3 3	Цифоочые микросхемы, процессор, память
+5	Цисрроьая логика.микросхемы управления
+12	Аналоговые каскады видеосигнала звуковые цепи
+3.5/18	Питание спутникового конвертера (1МВ)
+30	Нас-роика селектора канал ге работа ВЧ-модулятора

Типовые неисправности
импульсных источников питания

Импульсные источники питания (ИПБ), несмотря на высокую
эффективность и компактность, часто сталкиваются с характерными
неисправностями, возникающими из-за высокой рабочей частоты,
нагрева компонентов и чувствительности к скачкам сетевого напря-
жения.
ОИНЫЕ ВИДЕО

Ремонт блока
питания ресивера
ТРИКОЛОР СР1220

Наиболее типичные проблемы:

♦	перегорание предохранителя при включе-
нии;

•	отсутствие запуска блока питания (предо-
хранитель цел);

♦	нестабильное или заниженное напряжение
на выходах;

♦	высокий уровень пульсаций выходных на-
пряжений.

Перегорание сетевого предохранителя
чаще всего свидетельствует о коротком замы-
кании или пробое одного из силовых элемен-

тов схемы. В первую очередь следует проверить диодный мост на входе
и силовой транзистор, входящий в состав ШИМ-контроллера. Пробой
этих компонентов часто сопровождается повреждением резисторов и
дорожек печатной платы.

Отсутствие запуска при исправном предохранителе обычно
связано с неисправностью цепи запуска или потерей емкости фильтру-
ющих конденсаторов. Часто выходит из строя стартовый резистор или
конденсатор, питающий ШИМ -контроллер. Простая замена этих ком-
понентов быстро восстанавливает работоспособность устройства.

Занижение выходных напряжений или их нестабильность
обычно возникают вследствие деградации электролитических конден-
саторов вторичных цепей. Со временем они теряют емкость, что приво
дит к увеличению пульсаций и снижению напряжения В таких случаях
необходима замена конденсаторов на качественные аналоги с повы-
шенной рабочей температурой (105°С).

Высокий уровень пульсаций на выходах блока питания приводит
к сбоям в работе цифровых схем ресивера. Причина — выход из строя
конденсаторов вторичных фильтров или элементов обратной связи.
Диагностика проводится с использованием осциллографа, а неисправ-
ные элементы заменяются.

Рекомендуемые меры профилактики и ремонта:

♦	использовать качественные электролитические конденсаторы с
увеличенным температурным режимом (105сС);

♦	регулярно проверять и восстанавливать пайку силовых элементов
и разъемов;

♦	при ремонте обязательно проверять все компоненты цепи, связан-
ные с неисправным элементом;

♦	устанавливать защитные элементы (варисторы, защитные диоды
Шоттки) для повышения устойчивости блока питания к скачкам
сетевого напряжения.
ПРИМЕЧАНИЕ.

Своевременная диагностика и профилактическая заме-
на компонентов позволяют значительно продлить срок
службы импульсного источника питания и обеспечить
стабильную работу спутникового ресивера

Перегорание предохранителя
при включении

Если при подключении ресивера к сети сразу сгорает сетевой предо-
хранитель, необходимо проверить следующие компоненты (рис. 27.1):
♦ диодный мост (П501-Б504) на предмет короткого замыкания (КЗ).

При обнаружении пробоя хотя бы одного диода заменяют весь
мост целиком;

•	силовой транзистор в контроллере 11401;

♦	измеряют сопротивление между выводами транзистора (обычно
выводы 1 и 2);

♦	если сопротивление меньше нескольких Ом, требуется замена ми-
кросхемы 11401.

ВНИМАНИЕ.

Пробой силового транзистора часто сопровождается
повреждением и других компонентов, поэтому рекомен-
дуется внимательно осмотреть плату на предмет вы-
горевших дорожек и поврежденных резисторов

Блок питания
не запускается

Если предохранитель цел, но ресивер не запускается (нет напряже-
ния на выходе), проверяют:

♦	резистор запуска К402. Частый дефект — обрыв резистора, из-за
чего контроллер не получает начальное напряжение для старта;

♦	фильтрующий конденсатор С402;

•	потеря емкости приводит к тому, что контроллер не может запу-
ститься;

♦	для диагностики используют Е8К-тестер или емкостной измери-
тель.
ПРИМЕЧАНИЕ.

Замена конденсатора на аналогичный с повышенной
рабочей температурой (105°С) значительно увеличит
срок его службы.

Заниженные или нестабильные

выходные напряжения

Нестабильность выходных напряжений или их занижение обычно
связаны с деградацией фильтрующих конденсаторов.

•	СЗОэ и С402 — часто выходят из строя, особенно керамический
конденсатор СЗО5, из-за низкого качества;

•	вторичные электролитические конденсаторы — со временем теря-
ют емкость, увеличивая уровень пульсаций на выходах.

Методика диагностики:

♦	измерение выходных напряжений на всех каналах блока питания;

♦	использование осциллографа для анализа уровня пульсаций;

♦	замена конденсаторов с явными признаками повреждений (взду-
тие, подтеки) или отклонением параметров.

СОВЕТ.

Рекомендуется использовать конденсаторы с рабочей
температурой +105°С, которые имеют больший запас
надежности и устойчивости к нагреву.

Особенности неисправностей источников питания
ресиверов $ку УУау 6000 и ОЙЕ-4000

Отдельного внимания заслуживают модели тюнеров 5ку М7ау 6000
(рис. 27.2) и ЮКЕ-4000 (рис. 27.3), имеющие специфические проблемы.

Частые неисправности 8ку Мау 6000:

•	обрыв термистора КТ1 — ограничивает пусковой ток при включе-
нии;

♦	пробой управляющей микросхемы ГС 1 — требует замены микро-
схемы;

♦	потеря емкости конденсатора С4 — приводит к нестабильной рабо-
те или отсутствию запуска блока питания.

Типичные неисправности 1ЖЕ-4000 представлены б табл. 27.2.
ХР501 ПГ2А250В

'220В

АТ1
1002

1>1 04
1И4007

С1

О 1мк
400В

С7 4/0мк
1кВ

С6
2200мк
2кВ

С4
47мк
50В

А1

6.8к

СЗ 0.01мк
1кВ

и с? +
47мк =у
400Р

2.

3

А2

Н4

ЮОк

05
7А112

1С1 ПМ0265А
8

06 2А02

—Й---

10

_С5

П- 0 1мк

07 2В02
И

А5
1,5к

С10 470МК 1кВ

Р6
Юк

А5
1,5к

08 2А112
Й-

С12

А7

Ь,8к

09 2В02

—И- и

С13

1 4 2026

С20

2

3

5

Рис. 27.2. Схема импульсного блока питания
ресивера «5ку И/ау 6000»

4 /Омк —г- 470мк —г-
к 25В X 25Н - _

ОЮ2А112

- и—]------------

С14 | +

ЮООмк ~г~

_ 16В __
011 5А2А0 Ь3 202С

-Й-

С16 _
?200мк-т-

16В __

Н12 680

А8
4 7к

12 2026

8_
9

10

22В 

~+12В
15В
КОРПУС'
КОРПУС
КОРПУС
+5В
+З.ЗВ '

Н16

С17
2200мк
16В

П1В

5.1к

+ С15	.

—|— ЮООмк /

16В М

В 13 680

СЮ 0, !мк

В14

Юк
А17
Юк

А15

В9
470

Глава 27. Импульсные источники питания цифровых СТБ оесивероЕ	223
ят Г
1002

С1
0.1МК
275В

С2
О 1мк2?5В

С0М1

Н1

1М

□ 1-04
Ж4007

Со
2200мг
2кВ

01
5Ю380П



400В

Н2
270к

ЯЗ

27к

05 Я4

НЕН105 10

+ сз
=4" 47мк

:>11.

НЕЯЮ5'
=исэ

ЮОмк И

1кВ

Т" О 1мк
112
РС817

С4

1 1мк 500В

С7
47мк 50В

Я8 сгз
Ю 2200мк

00

5В3100

01

Й-
вязьо

06

—м-

500В

□5
КА7805

1

3

15

118 +

ЮООмк =5=
ЮВ

С17 +

ЮООмк =}=

ЮВ

СЮ

НЕЯ104 ЮООмк =Й

07

-И-
НЕЯЮ4

25Н

из

-г- +С19
2]_ =}= 470мк

16В Т С’2 Л

-1-	=}= 470мк К

=-	16В -

134
1М7812

3

12

Я6
100

-Т--	+С15

2]_ =П Ю0мк

—	_1_ 25В

ЯП
Юк

Ю
3

8

г-Г7

в

з

«ЗОВ
«22В

_И2В___

корп/С

+5В

Л ЗВ
«3 ЗВ
корпус'
КОРПУС
КОРПУС

08

4*

СИ
470мк =}5

35В

С9 .

Юмк —1—

С8 НЕЯЮ4

Н5 1к 50В

Рис. 27.!. Схема импульсного блока питания ресивера «ОРЕ-4000'>

Я7

2 2к

СЮ
1мк50В

1.4

ЮОмкГ

Я13 Я14
Юк Юк

его +

ЮМК ==

50В __

Н12

Юк

224	Ремонт источников питания
Типичные неисправности блока питания ресивера ОРЕ -4000	Таблица 272

Неисправность	Возможная причина	Решение проблемы
Перегорает сетевой предохранитель Р1	Пробей диодного моста 01 04, микросхемы 111	Замена неисправных компонентов
Предохранитель цел, блок не запускается	Потеря емкости конденсатора С7. обрыв резистора К2	Замена С7 проверка и замена
Занижены выходные напряжения	Деградация конденсатора С17, неисправность 113	Замена конденсатора С17, троверка/замена 113
Индикатор ми1ает, напряжения нестабильны	Пробои диода 09	Замена 09 на более надежный диод Шоттки
Выходные напряжения хаотично меняются	Потеря емкости конденсатора СЗ	Замена конденсатора СЗ (температура 7 105 “С)

Итоговые рекомендации по ремонту импульсных источников
питания;

•	всегда проверяйте диодные мосты и силовые транзисторы при
перегорании предохранителя;

•	при отсутствии запуска источника питания проверяйте резисто-
ры запуска и основные фильтрующие конденсаторы;

♦	используйте высококачественные конденсаторы с рабочей тем-
пературой 105°С;

♦	внимательно осматривайте плату на предмет холодных паек,
кольцевых трещин и повреждений дорожек.

Соблюдение этих рекомендаций позволяет повысить надежность
работы ИПБ и продлить срок службы спутниковых ресиверов.

оыиыЕ ВИДЕО

Ремонт спутникового
ресивера

Ремонт спутникового
ресивера СоШеп 1п(ег5(аг
61-3790 Проблема с блоком
питания
ГЛАВА 28

РЕМОНТ

БЛОКА ПИТАНИЯ

КОМПЬЮТЕРА АТХ

АТХ-блок - сердце настольного компьютера и одновременно,
одно из самых доступных для ремонта устройств. В этой
главе разберемся, с него начинать диагностику, если компью-
тер не включается, вентилятор лишь дернулся или сработала
защита. Пошагово рассмотрим запуск на столе, проверку
дежурного источника, цепи Ро\мег-Оп, ШИМ-контроллеров и
типовых силовых ключей. Узнаем, какие детали чаще всего
выходят! из строя, и какие замены оправданы Все - с акцен-
том на безопасность и эффективность восстановления.

Безопасность и особенности ремонта
компьютерных блоков питания АТХ

Блок питания формата АТХ — это важнейший компонент систем-
ного блока, преобразующий сетевое напряжение 220 В в стабилизиро-
ванные низковольтные уровни: +12 В, +5 В, +3.3 В, а также вспомога-
тельные линии -12 В и +5 В8В. Именно через него проходят все потоки
энергии, питающие процессор, видеокарту, материнскую плату и пери-
ферийные устройства. Поэтому выход из строя БП — частая причина
неработоспособности компьютера.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Блок питания АТХ - это импульсный источник пита-
ния. построенный по обратноходовой или резонансной
схеме, обеспечивающий одновременную подачу несколь-
ких напряжений с общей гальванической развязкой.
Почему БП выходит из строя? Типичные причины:

•	перепады сетевого напряжения;

•	перегрев из-за забитого вентилятора или плохого охлаждения;

♦	износ электролитических конденсаторов;

♦	плохие пайки и окисления контактов;

♦	резкие скачки нагрузки от мощных компонентов (видеокарты, СРП).

ВНИМАНИЕ.

Перед началом ремонта необходимо обязательно со-
блюдать технику безопасности, так как в блоке пита-
ния присутствуют высокие напряжения даже после его
выключения

Меры предосторожности перед вскрытием БП:

♦	полностью обесточьте блок питания — отключите от сети и подо-
ждите не менее 3...5 минут;

•	разрядите силовые конденсаторы — например, замкнув их выводы
через мощный резистор или отверткой с изолированной ручкой
(если понимаете, что делаете);

♦	используйте инструмент с диэлектрическими ручками;

♦	для безопасной первичной диагностики вместо предохранителя
подключите лампу накаливания 100 Вт (если лампа загорается и
горит постоянно — в схеме есть короткое замыкание; если лампа
мигает и гаснет — вероятно, все в порядке, и можно продолжать
проверку);

♦	не используйте легковоспламеняющиеся
жидкости при работе — особенно вблизи
радиаторов и вентилятора

ПРИМЕЧАНИЕ.

Даже в выключенном состо-
янии конденсаторы внутри
БП могут держать напряже-
ние свыше 300 В Это осо-
бенно актуально для входных
фильтров и высоковольтных
сглаживающих емкостей.

ОМЫЫЕ ВИДЕО

Как работает блок
питания компьютере БП
АТХ - самый подробный
разбор с принципиальной
схемой
Что потребуется для ремонта:

♦	мультиметр;

♦	Е5К-тестер или измеритель емкости;

•	паяльник с жалом под тонкие дорожки;

♦	пинцет, зажимы, термопаста;

♦	лампа накаливания 60...100 Вт (в качестве балласта);

♦	блок питания- заменитель (для тестов).

Устройство и основные узлы
компьютерного блока питания АТХ

Блок питания компьютера представляет собой импульсный пре-
образователь, способный эффективно преобразовывать сетевое напря-
жение в стабилизированные низковольтные уровни, необходимые для
питания всех компонентов ПК.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Импульсный блок питания АТХ - это устройство, пре-
образующее переменное напряжение 220 В в несколько
стабилизированных постоянных напряжений (+12 В,
+5 В, +3,3 В и др.) с использованием высокочастотной
коммутации, трансформации и фильтрации.

01Ч11ЫЕ ВИДЕО

Устройство
компьютерных блоков
питания АТХ

Основные узлы блока питания АТХ представлены ниже.

Диодный мост (АС-»ВС). Первый этап — выпрямление перемен-
ного напряжения сети. Диодный мост преобразует 220 В переменного
тока в пульсирующее постоянное напряжение,

Силовой конденсатор (С1, С2). После
выпрямления напряжение сглаживается круп-
ными электролитическими конденсаторами
(обычно на 400 В). Они хранят высокое напря-
жение, даже после выключения устройства.

Силовые ключи и радиатор. Находятся
между силовым конденсатором и трансфор-
матором. Это МОЗРЕТ-транзисторы, которые
работают в режиме высокочастотной комму-
тации, управляемой ШИМ-контроллером. Они
обычно закреплены на радиаторах, так как
выделяют значительное количество тепла.
Импульсный трансформатор. Ключевой элемент схемы, который
преобразует высокочастотное импульсное напряжение в несколько
низковольтных уровней Также обеспечивает гальваническую развязку
между входом и выходом блока питания.

Дроссели и фильтры. Устанавливаются после трансформатора.
Используются дня сглаживания пульсаций и подавления помех в выход-
ных линиях питания.

Выходные электролитические конденсаторы. Окончательно
сглаживают напряжение, устраняя высокочастотные выбросы и шумы,
обеспечивая стабильное питание для компонентов ПК.

На рис. 28.1 представлена типовая структура блока питания с раз-
делением по функциональным секциям.

ПРИМЕЧАНИЕ.

8о всех современных БП реализована обратная связь -
специальная цепь контроля, которая регулирует дли-
тельность импульсов переключения транзисторов для
поддержания заданного напряжения на выходе.

Таким образом, блок питания АТХ — это сложный многоуровневый
узел, в котором каждая секция играет важную роль. От исправности каж-
дого из перечисленных компоненте., зависит стабильная работа всего
компьютера. В следующих подглавах будут рассмотрены наиболее рас-
пространенные неисправности этих узлов и методика их устранения.

Рис. 28.1. Блок питания с разделением на секции

Г|йрз://Нуе1п1егпе1.с1ио/
Диагностика и проверка неисправностей
блока питания АТХ

Перед началом ремонта блока питания необходимо провести
грамотную диагностику. Это поможет быстро локализовать неис-
правность, сэкономить время и избежать замены заведомо исправных
компонентов.

ЕНИМАНИЕ.

Никогда не подключайте блок питания к сети без пред-
варителоного визуального осмотра и тестов на корот-
кое замыкание.

Этап 1. Визуальный осмотр платы. Первый шаг — тщательный
внешний осмотр платы.

На что обращать внимание:

♦	вздутые или потекшие электролитические конденсаторы — частая
причина нестабильности;

♦	запыленный вентилятор или радиаторы — свидетельствуют о пе-
регреве;

♦	обугленные или потемневшие участки платы — признак перегрева
или КЗ;

♦	поврежденные дорожки — возможный разрыв цепи;

♦	темная обмотка трансформатора — может указывать на межвитко-
вое замыкание.

Этап 2. Проверка предохранителя и варистора. Предохранитель
защищает блок питания от перегрузок и коротких замыканий. Если он
перегорел — это уже симптом.

Порядок действий:

♦	замените предохранитель только после проверки остальной схемы;

♦	проверьте варистор — если он разрушен или покрыт копотью, уда-
лите его и повторите тест;

♦	можно временно подключить лампу накаливания 100 Вт вместо
предохранителя — она засветится, если в схеме есть КЗ.

Этап 3. Проверка диодного моста. Диодный мост (обычно 4 диода
или моноблок) обеспечивает выпрямление сети. Тест- мультиметром:

♦	в прямом направлении — падение 500...70(1 мВ;

♦	в обратном — бесконечность (обрыв);

♦	если диоды «звонятся» в обе стороны — заменить.
Этап 4. Проверка силовых транзисторов и ШИМ-контроллера.
МОЗГЕТ транзисторы — основные силовые ключи, управляющие
трансформатором. Проверка:

♦	мультиметром между С, В и 5 — при КЗ между В и 8 — транзистор
вышел из строя;

♦	ШИМ-контроллер (.рис. 28.2) проверяется осциллографом: если
нет импульсов, он неисправен.

Рис. 69.2. ШИМ-сигнал на управляющем выводе МО5РЕТ

Этап 5. Проверка конденсаторов и дросселей. Электролиты и
дроссели — ответственные за фильтрацию и сглаживание. Методы:

♦	конденсаторы — Е5К-метр и визуальный осмотр:

♦	дроссели — проверка на межвитковое замыкание и перегрев.

Этап 6. Измерение выходных напряжений. Исправный БП дол-
жен выдавать следующие стандартные напряжения представленный в
табл. 28.1.

Стандартные напряжения блока питания АТХ	Таблица 281

Цвет провода	Назначение	Напряжение
Желтый	* 12 В	11.4 .12,6 В
Красный	+ 5В	4,75...5,25 В
Оранжевый	* 3.3 В	3 14 3.47 В
Фиолетовый	+ 5 В дежурное	= 53
Зеленый	Р5 ОМ (вкл.)	< 0,7 В при включении
Серый	Роутет СооР	= 5 В

Если одно из напряжений отсутствует или занижено, проблема
может быть в конденсаторах, стабилизаторах или поврежденных
дорожках.

Этап 7. Проверка дежурного питания (5Д^8В). Линия +5 В дежур-
ного питания (фиолетовый провод) должна присутствовать всегда,
даже при выключенном ПК. Проблемы:

♦	нет 5\<8В —* компьютер не включается;
♦ 3...4В вместо 5 В —+ высохшие конденсаторы или неисправен де-
журный ШИМ-контроллер.

ПРИМЕЧАНИЕ

Часто именно неисправность дежурки является причи-
ной «молчания» БП - нет реакции на кнопку включения.
Проверка дежурного питания - одна из первых при ре-
монте

ВЫВОД.

Диагностика БП - это последовательная проверка всех
ключевых узлов: от сети до выходов. Правильный поря-
док действий и использование простых измерительных
приборов помогут выявить большинство неисправно
стей без дорогого оборудования.

ОЫЫМЕ ВИДЕО

Типовые неисправности,
диагностика
компьютерных БП На
примере ремонта БП АТХ
1ропег ИР 836ОВТХ

Как проверить
блок питание
компьютера. Проверка
работоспособности и
диагностика БП

Как проверить блок
питания компьютера,
тестирование БП без
компьютера

Тонкости диагностики
и финальные тесты

После основной диагностики и устранения видимых неисправ-
ностей важно провести углубленную проверку работы схемы, осо-
бенно в условиях, приближенных к реальной нагрузке. Ниже приведены
дополнительные рекомендации, которые помогут выявить скрытые
дефекты, часто ускользающие при первичной проверке.
Рассмотрим симптомы, на которые стоит обратить внимание.

1.	Вентилятор дергается, но не крутится? Часто это сигнал о
перегрузке по току на одной из линий.

Проверьте:

♦	выходные диоды на пробой (особенно на +12 В);

♦	фильтрующие электролиты — могут иметь повышенный Е8К и не
справляться с нагрузкой.

2.	Блок уходит в защиту сразу после включения?

Возможные причины:

♦	пробитый выходной транзистор;

♦	межвитковое замыкание в дросселе;

♦	сбой в схеме защиты по току — ШИМ контроллер может непра-
вильно трактовать стартовый импульс.

3.	Есть напряжение, но компьютер не стартует?

Проверьте сигнал Ро’л'ег Оооб (серый провод):

♦	должен быть около 5 В;

♦	если сигнал занижен (< 3 В) или отсутствует — система блокирует

запуск.

Тестирование без нагрузки: метод замыкания Р$ ОМ. После
завершения всех проверок не стоит сразу подключать БП к материн-

ской плате. Выполните безопасную проверку.

1.	Подключите нагрузочный резистор на
линию +5 В или +12 В (например, автомобиль-
ную лампу на 21 Вт).

2.	Замкните зеленый провод Р5_ОМ на
любой черный (СИЧО) — блок питания должен
включиться.

3.	Проверьте мультиметром:

+12 В (желтый);

+5 В (красный);

+3.3 В (оранжевый);

+5 В дежурное (фиолетовый).

ОМНЫЕ ВИДЕО

Как проверить блок
питания компьютера?
Особенности проверки
блока питания АТХ

ПРИМЕЧАНИЕ.

Без нагрузки блок питания может выдавать завышен-
ные напряжения - это нормально, так как обратная
связь начинает корректно работать только при под-
ключении хотя бы минимальной нагрузки.
Дополнительные советы от практика:

♦	используйте термопару или ИК-термометр при тесте под нагруз-
кой — перегрев одного из элементов часто указывает на скрытое
повреждение;

•	не забывайте проверять цепи защиты — если они сработали один
раз (например, по перегреву), восстановление работоспособности
может потребовать перезапуска питания или сброса ШИМ;

♦	в старых блоках с «дутыми» конденсаторами напряжение может
быть в пределах нормы, но при резком старте проседать. Исполь-
зуйте осциллограф или логгер для оценки реакции на скачки тока.

ВЫВОД.

Полноценная диагностика блока питания АТХ - это не
только проверка на КЗ и целостность элементов, но и
анализ поведения схемы в динамике. Тест без подключе-
ния к ПК позволяет избежать повреждения системной
платы, а контроль Ропег Соод и термонагрузки обеспе-
чивает уверенность в стабильной работе блока.

ОЫ1.1ЫЕ ВИДЕО

Ремонт блока питания АТХ,
дежурка

Ремонт блока питания
АТХ
ЧАСТЬ

ИНВЕРТОРЫ:

УСТРОЙСТВО, СХЕМЫ
И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Инверторы - ключевые звенья в системах бесперебойного и автономного
электропитания. Они превращают постоянное напряжение в переменное,
обеспечивая питание техники при отсутствии сети. В этой части мы
изучим их внутреннее устройство, особенности схемотехники и логики
работы, научимся увеоенно запускать, тестировать и ремонтировать как
простые, так и сложные модели. Подробно разберем мостовые схемы, драй-
веры, импульс ные трансформаторы, систему охлаждения и защиту. Все. что
нужно, чтобы «оживить» инвертор, даже если он кажется мертвым.
ГЛАВА 29

ТИПЫ ИНВЕРТОРОВ " щр
И МЕТОДИКА ИХ РЕМОНТА у

Инверторы бывают самыми разными - от простых бытовых
до промышленных мощных систем. В этой главе мы разберем
основные типы инверторов с чистой синусоидой, с модифи-
цированной, трансформаторные и бестрансформаторные, а
также особенности каждого из них. Поговорим о подходах к
ремонту, на что обратить внимание при первичной диагно-
стике, как безопасно включить неисправный инвертор и с чего
вообще начать, чтобы не попасть впросак.

Назначение и функции

инверторов

Инвертор (или преобразователь напряжения) — это ключевое звено
автономной системы электроснабжения. Его задача — преобразовать
постоянное напряжение от аккумуляторов (обычно 12, 24 или 48 В) в
переменное 220 В с частотой 50 Гц. Это позволяет использовать бытовую

технику даже в условиях полного отсутствия
централизованного электропитания.

Современные автономные инверторы
значительно вышли за рамки классического
инвертора. Они могут включать в себя:

♦	инвертор переменного напряжения;

♦	зарядное устройство для аккумуляторов;

♦	стабилизатор напряжения;

*	реле переключения между сетью и аккуму-
лятором:

♦	в некоторых случаях — МРРТ-контроллер
солнечных панелей.

ОЫЫ№ ВИДЕО

Инвертор - зачем
нужен, как выбирать
ВНИМАНИЕ.

Такая многофункциональность требует хорошего пони-
мания схемы устройства и особенностей работы всех
его узлов при диагностике и ремонте.

Типы инверторов
по форме выходного сигнала

Инверторы классифицируются по качеству выходного напряже-
ния, что напрямую влияет на совместимость с различной нагрузкой.

1.	Меандр (прямоугольный сигнал, рис. 29.1).

Простой и дешевый вариант, в котором выходной сигнал имеет
форму прямоугольных импульсов.

♦	Подходит только для простых нагрузок: лампы накаливания,
вентиляторы, зарядные устройства.

♦	Не рекомендован для чувствительной техники — возможен пере-
грев трансформаторов, помехи в аудиотехнике, отказ электродви-
гателей.

2.	Модифицированная синусоида

(рис. 29.2).	0МШЕ ВИДЕ0

Ступенчатая форма сигнала, приближенная

к синусоиде. Хорошо работает с большинством
бытовых приборов.

Возможны проблемы с:

♦	асинхронными электродвигателями (сни-
жение КПД, шум);

♦	радиоаппаратурой (наводки, нестабиль-
ность);

♦	импульсными БП (повышенные помехи).

ОИЫМЕ ВИДЕО

Спектр выходного
сигнала

Рис 29.1 Форма выходного
напряжения Меандр

Рис. 29 2. Форма выходного
напряжения Модифицированный синус
3.	Чистая синусоида (рис. 29.3].

Полноценный аналог сетевого напряжения 220 В / 50 Гц.

Совместим с любой нагрузкой, включая:

♦	медицинскую технику;

♦	бытовую электронику;

♦	сложные импульсные БП;

♦	холодильники, насосы, аудиосистемы.

Оптимальный выбор, несмотря на более высокую стоимость.

Упрощенная структура и принцип работы
типового инвертора

На рис. 29.4 показана блок-схема типичного инвертора. Она вклю-
чает следующие ключевые узлы (табл. 29.1).

Вход ОС (12/24/48 В)		Импульсный преобразователь		Силовой трансформатор		Фильтр  (иС или синусоидальный)		Выход АС 220 В/50 Гц

Рис. 29.4. Упрощенная блок-схема типового инвертора

Ключевые узлы типичного инвертора

Таблица 29.1

Этап	Назначение
1 Вход ЭС (12/24/48 В)	Подключение аккумуляторной батареи
2. Импульсный преобразователь	Формирует Вч-импульсы, подаваемые на трансформатор
3. Силовой тоансфсрма’ор	Повысдае’ напряжение и обеспечивает гальваническую развязку
4 фильтр (1С или синус)	Сглаживает форму сигнала до синусоиды
5 Выход АС 220 В / 50 Гц	Готовое сетевое напряжение
Глава 29. Типы инверторов и методика их ремонта

239

ПРИМЕЧАНИЕ.

Во всех типах инверторов используются драйверы си-
ловых ключей, обратная связь по напряжению и току,
схемы защиты (от перегрузки, перегрева, короткого за-
мыкания). Их работа координируется микроконтролле-
ром или ШИМ контроллером.

ОМНЫЕ ВИДЕО

ж

Как работает ИНВЕРТОР7
220У из 12У. Самое понятное
объяснение!

Инвертор А/Шпе АР1 ь00-05
Принцип работы инвертора
с «чистой синусоидой»

Ремонт и особенности диагностики
современных инверторов

Ремонт инвертора требует:

•	знания внутренней архитектуры устройства;

♦	проверки силового модуля (моста или полумоста);

♦	диагностики трансформатора и фильтра;

♦	контроля работы обратной связи и схем защиты;

♦	тщательного тестирования в режиме холо-
стого хода и под нагрузкой.

Типичные проблемы:

•	выход из строя силовых ключей (МО5ЕЕТ,
1СВТ);

♦	обрыв или перегрев трансформатора;

♦	пробой диодов;

♦	нарушение обратной связи (нестабильное
напряжение на выходе);

♦	выход из строя драйверов или управляю-
щих микросхем.

ОЫиЫЕ ВИДЕО

Метод диагностики
солнечного инвертора

1пйр5://куе1п1егпе1.с1ио/
Обзор устройства

и принципа работы инвертора

Многофункциональные автономные инвертера — это одна из
самых универсальных и востребованных разновидностей инверторов,
широко применяемых в системах резервного и автономного электро-
снабжения. Они используются:

♦	в солнечных и ветровых установках;

♦	в блоках бесперебойного питания (ИБП);

♦	в домашних системах автономного энергоснабжения;

♦	в промышленных и мобильных решениях, где требуется получение
стабильных 220 В / 50 Гц от аккумуляторов на 12,24 или 48 В

ВНИМАНИЕ.

В современных моделях сочетаются функции инвер-
тора, сетевого переключателя, зарядного устройства,
стабилизатора и даже контроллера солнечных бата-
рей - все в одном корпусе

Что будет рассмотрено в этой части книги. В последующих гла-
вах мы сосредоточимся на практической стороне устройства:

♦	анализ силового каскада и драйверов управления ключами;

♦	принцип ШИМ-управления;

♦	назначение и работа ЬС-фильтров;

♦	типовые сбои и методы диагностики неисправностей.

Цель — сформировать понимание основных узлов инвертора, их
взаимодействия и особенностей работы при ремонте, без излишнего
углубления в цифровые алгоритмы и математи-
ческое моделирование.

Структурная схема типового инвертора.
На рисунке ниже (рис. 29.5) представлена обоб-
щенная структура инвертора с мостовой конфи-
гурацией и широтно-импульсной модуляцией.
Схема пригодна как для изучения, так и для
практической диагностики.

Чтобы лучше понять, как взаимосвязаны
основные компоненты инвертора, ниже пред-
ставлена таблица табл. 29.2, с кратким опи-
санием функций каждого узла, приведенного
на структурной схеме. Эта сводка особенно
полезна при диагностике, когда необходимо

ОЫЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Драйверы силовых
ключей
Рис 29.5. Структурная схема типового мостового инвертора

быстро сориентироваться, какой блок отвечает за тот или иной процесс
в цепи преобразования.

Назначение основных узлов инвертора

Таблица 29.2

Лап	Назначение
Вход РС (12/24/48 В)	Источник питания от аккумуляторной батареи, обеспечивает начальную подачу энергии во всю систему
ШИМ контроллер	Управляет работой инвертора, генерируя широтно-импульсные сигналы для управления ключами моста
Драйверы ключей (1К52186)	Усиливают логические сигналы до уровня, необходимого для управления МО5РЕТ, обеспечивают синхронизацию и защиту
МО5ЕЕТ-мост(1КР87730/др)	Основной сипсвзи каскад Формирует переменное напряжение из постоянною путем быстрого переключения транзисторов
Силовой трансформатор	Повышает напряжение до сетевого уровня (220 В), обеспечивает гальваническую развязку между входом и выходом
1С фильтр	Сглаживает высокочастотные пульсации, приближая форму выходного напряжения к синусоидальной
гыходАС220 В/50 Гц	Конечный результат работы инвертора - чистое переменное напряжение для питания бытовой техники и оборудования

СОВЕТ.

При ремонте всегда начинайте проверку с цепи управле-
ния и питания драйверов. Если ШИМ-сигнал не поступает
на затворы ключей, остальные узлы работать не будут.

ОЬ4ШЫЕ ВИДЕО

Если вы видите на практике отсутствие
выходного напряжения, повышенный нагрев
ключей, нестабильную работу ШИМ или отсут-
ствие питания драйверов — теперь вы знаете, с
чего начать диагностику и в каком блоке искать
неисправность.

Кок работает
инвертор напряжения
ГЛАВА 30

СИЛОВАЯ ЧАСТЬ

ИНВЕРТОРА И ФОРМИРОВАНИЕ ,*
ВЫХОДНОГО СИГНАЛА

Сердце любого инвертора - его силовая часть, где постоян
ное напряжение превращается в переменное. Именно здесь
трудятся ключевые транзисторы, драйверы, трансформа-
торы и фильтры, формируя выходной сигнал нужной формы.
Мы проследим весь путь сигнала - от ШИМ-контроллера
до выходных клемм, разберем, как устроен мост, какова роль
обратной связи, почему важно гасить выбрось: и как добиться
стабильного синуса на выходе. Все это - вживую, на реальных
схемах и с практическими замечаниями.

Силовой каскад:

от входа питания до управления ключами

Рассмотрим, как формируется высокочастотный сигнал на выходе
мостового инвертора, как работают драйверы, каким образом управля-
ются ключевые транзисторы, и как конечный результат преобразуется в
напряжение 220 В Основное внимание уделяется практическому устрой-
ству схемы, особенностям работы драйверов 1Н82186, а также ключевым
осциллограммам, характеризующим работу' инвертора.

На схеме (рис. 30.1) изображен силовой тракт типового мостового
инвертора. Вход инвертора подключается к аккумулятору с напряже-
нием 12,24 или 48 В - г зависимости от модели. Это напряжение филь-
труется и подается на силовой мост, собранный на транзисторах:

♦	1НЕВ7730 — для систем на 48 В;

♦	ШРВ7430РВГ - для 12...24 В
ОШЫЕ ИНФОРМАЦИЯ

Эти транзисторы имеют низкое сопротивление канала и спо-
собны коммутировать токи в десятки ампер

Формирование управляющих сигналов производится микрокон-
троллером семейства Р1С. Он формирует ШИМ-сигналы, которые пода-
ются на драйверы 1Н52186 — по одному драйверу на каждое плечо
моста. Драйверы усиливают логические импульсы до уровня, достаточ-
ного для управления затворами мощных МО5ЕЕТ (рис. 30.2 и рис. 30.3).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Полумостовой драйвер IК52186 - это интеграль-
ная схема, предназначенная для управления парой
№ канальных МО5ЕЕТ, включенных по схеме полумоста.
Он поддерживает работу как нижнего (1оуу-5к1е), так и
верхнего (ГндН-зМе) ключа, включая бутстрапное пита-
ние верхнего транзистора.

оиимЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Каждое плечо моста содержит несколько
параллельно включенных транзисторс-д Это
позволяет:

♦	равномерно распределить токовую на-
грузку;

♦	снизить тепловые потери;

♦	повысить надежность силового узла.

ОаКзПее!1852186
□04? НР4б

Рис. 30.1. Схема силовой части инвертора
АКБ+

+1/С40

+1/С41

+1/С42

+1/С44

+,, С52

+|/ С53

+1/С5&

+./С60

+1/С63

+1/С64

+1/С65

+1/С66

+1/С67

+|/С6с

+1/С69

+1/С55

С14

С27

и 34

С37

С51

С61

С 75

С35

С39

Схема замера

АА24 0024

АА56 005Ъ
и-

АА25 3025

АВЫ 0051

Ьт

ВА23 0023

Г~ПГ~|-

АА22 3022

ЧН21 002'

ВА26 0026

С№

ВВ55 0055

мээ

145

Т35

Т34

АР54 0054

А54 Е>1

Г~ПГ~|--

ВЯ53 ОЭ53

АВ52 0052
Рис. 30.2. Осциллограмма ШИМ-сигналови 1ош-зШе на выходе с драйвера

Рис. 30.3. Осциллограмма ШИМ-сигналов Р/дР^Ше на выходе с драйвера

Работа бутстрапной схемы
и генерация ШИМ

При использовании М-канальных МО8РЕТ в верхнем плече моста
требуется особый подход: их исток не сидит на общем «минусе», а
«плавает» в зависимости от работы нижнего ключа. Чтобы обеспечить
открытие такого транзистора, используется бутстрапная схема, встро-
енная в драйвер1К82186.
Она позволяет кратковременно создать повышенное напряжение
на затворе, обеспечив уверенное открытие верхнего ключа. Это — одна
из ключевых особенностей управления мостовыми схемами с исполь-
зованием И-канальных транзисторов.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Важно соблюдать «мертвое время» между включением
верхнего и нижнего ключей, чтобы исключить сквозной
ток. Именно драйвер отвечает за корректное форми-
рование задержек.

ОГЧЫЫЕ ВИДЕО

Транзисторные схемы

Что такое сквозной ток
и мертвое время полевого
транзистора

Осциллограммы сигналов
и выход трансформатора

На выходе моста формируется высокочастотная пачка импульсов
с изменяющейся шириной — результат работы ШИМ (рис. 30.4). Эти
импульсы подаются на трансформатор, обеспечивающий:

♦	повышение напряжения;

♦	гальваническую развязку;

♦	передачу энергии в нагрузку.

Трансформатор подбирается по напряжению и току, с учетом тре-
буемой амплитуды сигнала на вторичной обмотке. Обычно вторичная
сторона обеспечивает амплитуду, соответствующую напряжению 220 В
в КМ8, что после сглаживания ЕС-фильтром превращается в синусои-
дальное напряжение.
Рис. 30.4. Осциллограмма сигнала на выходе мостовой схемы

итог

Мостовая схема с драйверами 1852186 и МО5ЕЕТ-
транзисторами формирует высокочастотный ШИМ-
сигнал, приближенный к синусу. Управление осушествля
ется микроконтроллером, драйверы обеспечивают уси-
ление и развязку. Трансформатор выполняет повышение
и развязку, передавая сигнал к выходу 220 8
ГЛАВА 31

СИСТЕМЫ
,/ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ
‘ В СОВРЕМЕННЫХ ИНВЕРТОРАХ

Без точного контроля невозможно обеспечить надежную и
безопасную работу инвертора. В этой главе мы рассмотрим,
как современные схемы измеряют ток, напряжение, темпера-
туру и частоту, а также какие сигналы поступают в микро-
контроллер. Обсудим делители, оптопары, датчики Холла и
термисторы, которые становятся глазами и ушами схемы
управления. Узнаем, как формируются сигналы обратной связи
и как они участвуют в защите устройства от перегрузки,
перегрева и аварий.

Схема измерения и контроля
выходного напряжения инвертора

На рис. 31.1 представлена схема, выполняющая четыре ключевые
функции:

♦	измерение амплитуды выходного напряжения после транзистор-
ного моста;

♦	приведение сигнала к уровню, совместимому с АЦП микрокон-
троллера;

•	формирование сигнала защиты при превышении допустимого на-
пряжения,

•	блокировка каналов управления в режиме грядки аккумулятора.

Ьйрз7/Нуе1п1егпе1.с1ио/
Рис. 31.1. Схема измерения выходных токов



ПРИМЕЧАНИЕ.

Сигнал снимается с середины моста, на схеме он обо-
значен как «Выход транзисторов».

Этап 1. Ограничение и фильтрация сигнала. Сначала сигнал
проходит через резистор К31 (15 кОм), который выполняет функцию
входного ограничителя тока.

Далее цепочка 030 + С32 выполняет сразу две задачи:

♦	030 — защитный диод, обрезающий возможные перенапряжения;

♦	С32 — сглаживает высокочастотные выбросы.

Этап 2. Первичное усиление и инверсия сигнала. Сглаженный
сигнал поступает на неинвертирующий вход (3) операционного уси-
лителя 113:1 (ТЬ072). Усилитель включен в инвертирующую конфигура-
цию, с обратной связью через резисторы КЗО (15 кОм) и К32 (51 кОм).

Коэффициент усиления первого каскада:

К] = - Я30/Я32 = 15 кОм / 51 кОм * -0,29.

Это означает, что сигнал инвертируется и ослабляется примерно в
3 раза.

Этап 3. Вторичный усилительный каскад. Ослабленный сигнал
направляется на второй операционный усилитель 114:1, включенный
в неинвертирующую схему
В цепи обратной связи используется рези-
стор К36 (15 кОм), а в цепи .между инверсным
входом и землей — три параллельно соединен-
ных резистора КЗЗ, К34, КЗЗ, каждый по 15 кОм.

При параллельном соединении трех одина-
ковых резисторов эквивалентное сопротивление:

Я}ке = К/3 = 15 кОм/3 = 5 кОм.

Коэффициент усиления второю каскада:

К2 = 1 + Я36 / ЯЭКа =1 + 15 кОм / 5 кОм = 4.

Таким образом, ослабленный сигнал усили-
вается в 4 раза, достигая уровня, подходящего

ОИНЫЕ ВИДЕО

Топология инверторов
осциллограмма
выходного напряжения
при разряженном АКБ

для измерения АЦП микроконтроллера,

Этап 4. Управление трактом измерения. На схеме также при-
сутствуют управляющие транзисторы Т1 и Т2, замыкающие участки
измерительного тракта на землю. Это позволяет:

♦	отключить усиление в ненужные моменты — например, при пере-
ходных процессах или зарядке аккумулятора:

♦	защитить операционные усилители и микроконтроллер от иска-
женных или опасных сигналов;

♦	блокировать измерение по команде микроконтроллера (управле-
ние через логические сигналы).

Токс-вые датчики на основе шунтов:
принцип работы и применение

В большинстве современных инверторов, особенно в промыш-
ленных и полупрофессиональных моделях, для измерения токов
используются шунтирующие резисторы — простые, надежные и недо-
рогие датчики тока, подписанные на платах как УипзЫ, ЗоигсеСиггепС
или просто КзйиШ (рис. 31.2).

Принцип действия. Измерение основано на законе Ома: при про-
хождении тока через низкоомный резистор на его выводах возникает
падение напряжения, проппрциональное значению тока.

Пример расчета:

5 мОм, 1 = 20 А;

I/ =//? = 20  0,005 = 0,1 В (ЮОмВ).
Рис. 31.2. Датчик тока на основе шунтирующего резистора

Это напряжение направляется на прецизионные операционные
усилители, включенные в дифференциальную схему, где усилива-
ется до уровня, пригодного для АЦП микроконтроллера

Усиление сигнала. Коэффициент усиления выбирается в диапа-
зоне от 20 до 100. в зависимости от:

♦	номинала шунта;

♦	диапазона измеряемых токов;

•	желаемого уровня выходного сигнала (обычно 2...3 В на 20...30 А).

Такой уровень удобно масштабируется программно, обеспечивая
точное измерение тока в режиме реального времени.

Функции и алгоритмы. Системы на основе шунтов позволяют
реализовать.

♦	измерение активного тока нагрузки (как постоянного, так и пере-
менного,);

•	контроль перегрузок и коротких замыканий;

♦	алгоритмы зарядки аккумуляторов;

•	оценку КПД и мониторинг мощности;

♦	защиту от глубокого разряда.

Рассмотрим типовые места установки.

1	На входе после реле байпаса — для
контроля потребления от аккумулятора или
ОС-шины (рис. 31.3).

2.	На выходе трансформатора — для
оценки фактической нагрузки, токов включе-
ния и управления ограничением выходного
тока (рис. 31.4).

3.	Двухшунтовая система — один шунт
в положительном, другой — в отрицательном
плече. Часто используется в трехфазных моде-
лях, где измерение ведется по каждой фазе
отдельно.

ошие
ИНФОРМАЦИЯ

Схемы измерения
тока
Риг. 31.3 Схема установки датчике то» а на входе сети инвертора

К операционным

От трансформатора
посла дроселеи

Рис. 31.4. Схема установки датчика тока на выходе сети инвертора

ПРИМЕЧАНИЕ.

Выбор номинала и мощности щунта критичен. Эти ре-
зисторы рассчитаны нс большие токи, и ошибка даже в
доли миллиома может привести:

♦	к искажению измерений:

♦	к перегреву и сгоранию элемента;

♦	к ложным срабатываниям защиты
Вспомогательный источник питания инвертора:
схема и назначение

В любом многофункциональном инверторе наряду с силовой
частью присутствует отдельный модуль, обеспечивающий питание
управляющей логики. Этот узел называется вспомогательным (или
служебным) источником питания, и без него невозможно функцио-
нирование:

• микроконтроллера,

♦	драйверов МОЗЕЕТ-ключей,

♦	аналоговых каскадов (ОУ),

♦	интерфейсов связи и логических цепей.

Зачем нужен вспомогательный БП? Основная функция — преоб-
разование напряжения от АКБ (12,24 или 48 В) в низковольтные стаби-
лизированные уровни;

+	12 В — для драйверов, реле, вентиляторов, интерфейсов;

+	7 В — как промежуточное или защитнее напряжение;

+	5 В / +3,3 В — питание цифровой логики, микроконтроллера, ВМЗ;

-	5 В или -12 В — при необходимости двухполярного питания ана-
логовых ОУ.

ПРИМЕЧАНИЕ

Вспомогательный БП должен работать стабильно
даже при просадках входного напряжения, что особенно
критично при запуске и выходе из режима защиты.

Структура и реализация. На практике такой блок строится в виде
двухкаскадного ОС-ЭС преобразователя, чаще понижающего (Ьиск-

конвертера). Часто используется гальваниче-
ская развязка - особенно в цепях микрокон-
троллера и интерфейсов.

Первая ступень; ЕМ2576Т-12. На первом
этапе (рис. 31.5) применен понижающий ста-
билизатор БМ2576Т-12, формирующий 12,4 В
с аккумулятора 24 В. Напряжение устанавлива-
ется делителем по ф< «рмуле:

ТГ _	.Я15

V , — 1ч--------- V I.

выл	ПТ С |

где УгеГ= 1,23 В

ошые
ИНФОРМАЦИЯ

ОаГахЬееГ 1.М2576Т-12
й)
от
ш

Рис. 31.5. Первая ступень вспомогательного БП (ЬМ2576Т-12)

31. Системы измерения и контроля в современных инверторах 255
Рис. 31.6. Вторая ступень вспомогательного БП (МСЗЗОбЗА)

Вторая ступень: МСЗЗОбЗА. Следующим этапом идетМСЗЗОбЗА —
компактный ОС-ЭС контроллер (рис. 31.6), выдающий 6,9 В, а далее
через линейный стабилизатор (например, ЕР295О) — 5 В для микро-
контроллера.

. , Я2
1+ст

где У„,- 1,25 В-

Принцип работы преобразователя (на примере МСЗЗОбЗА).

1.	Фаза накопления. Ключ УТ1 (внутри МСЗЗОбЗА) открыт, ток
течет через дроссель Ь8 и накапливает энергию в магнитном поле.
Диод 024 закрыт.

2.	Фаза отдачи. Ключ закрывается, дроссель «разряжается» через
открывшийся 024, питая нагрузку и заряжая конденсатор С5.

3.	Сглаживание пульсаций. Фильтр на основе Ь9 + СЗЗ/С34 уби-
рает ВЧ-помехи, делая выход стабильным.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

1.8 - это не просто фильтрующий дроссель, а основной
накопитель энергии, участвующий в преобразовании.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Неверный выбор индуктивности снижает КПД или вы-
зывает пульсации и перегрев
оыыые
ИНФОРМАЦИЯ

Оасазпеег МС33063А

Таким образом, вспомогательный БП —
ключевой элемент в структуре инвертора, обе-
спечивающий стабильную работу управляющей
электроники и запускающий все основные функ-
ции инвертора. Надежность схемы напрямую
влияет на устойчивость устройства в целом.

Схема контроля наличия
сетевого напряжения

Для корректной работы инвертора необхо-

димо точное определение присутствия или
отсутствия внешнего сетевого питания. Это особенно важно при
переходе между режимами автономной и сетевой работы а также при
включении зарядного устройства или переключении в режим Ьуразя.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Вураззрежим (от англ. «Ьуразз» - обход) - это техно-
логия, позволяющая временно или постоянно исключить
определенные компоненты системы из цепочки обра-
ботки сигнала или данных.

Если применить это на инверторе, то режим Вуразз предусматри-
вает электроснабжение подключенной нагрузки, минуя силовую часть
ИБП, непосредственно от централизованной электросети

Принцип действия схемы. На рис. 31.7 представлена схема обна-
ружения сети, построенная на операционном усилителе ЕМ258,
работающем н режиме компаратора.

Снятие напряжения с линии 220 В. Напряжение от сетевого входа
(обозначено как 220 ш) поступает па резистивный делитель высо-
кого сопротивления, образованный четырьмя
последовательно соединенными резисторами:
К39, К40, К47, П48 (.по 4,3 МОм каждый).

ПРИМЕЧАНИЕ.

Такой делитель формирует
безопасный ток в пределах
десятков микроампер, что по-
зволяет подключаться к фазе
220 В без повреждений схемы и
без влияния на другие цепи

ОМНИЕ
ИНФОРМАЦИЯ

йагазбееС СМ 2 58

Сглаживание и фильтрация. После делителя сигнал поступает на
КС-фильтр

♦	резисторы: К35, К36;

♦	конденсаторы: С28, С32.

Фильтр устраняет пульсации и выпрямляет синусоидальное напря-
жение, формируя постоянный уровень, пропорциональный ампли-
туде входной сети.

Сравнение с порогом: компаратор на ЕМ258. Полученный сиг-
нал подается на неинвертирующий вход компаратора 113 (ЬМ258).

На инвертирующий вход подается опорное напряжение, сфор-
мированное делителем К26 и К27 от стабилизированною источника
+12 В

Если уровень сигнала выше порога —» на выходе компаратора
логическая «1» -> сеть есть.

Если ниже —г логический «О» —♦ сети нет.

Защита от ложных срабатываний: гистерезис. Для повышения
помехоустойчивости в схему добавлена положительная обратная
связь через резистор КЗО, создающая гистерезис — небольшую раз-
ницу между порогами включения и отключения.

Это исключает ложные переключения при незначительных колеба-
ниях сетевого напряжения, что особенно важно в условиях нестабиль-
ного питания.

Логика работы инвертора. Сформированный логический сигнал
(О или 5 В) поступает на вход микроконтроллера, откуда определя-
ется'

♦	наличие/отсутствие сети;

♦	режим работы инвертора (инвертор, Ьуразз, заряд);

•	состояние реле;

•	команды зарядки или отключения нагрузки.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Сигнал «Сеть есть» запускает процедуре/ синхрони-
зации, переключения питания и включения зарядного
устройства.

Использование аналогичных схем. Идентичные схемы компара-
торов применяются для:

♦	контроля напряжения на выходе трансформатора;

♦	определения напряжения от резервного генератора;

♦	оценки наличия сигнала на вспомогательных входах.

Это позволяет микроконтроллеру точно понимать состояние
всех линий и управлять питанием, приоритетами и логикой переклю-
чения режимов.
ГЛАВА 32

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ

УЗЛЫ ИНВЕРТОРА:

ФИЛЬТРАЦИЯ И ОХЛАЖДЕНИЕ

Помимо силовой части, важную роль в работе инвертора
играют узлы, которые не видны на первый взгляд, но без них
невозможна стабильная и безопасная работа В этой главе
мы разберем, как сетевые фильтры защищают устройство
от радиопомех, как устроены дроссели и конденсаторы в
линиях 220 В, а также почему охлаждение - это не роскошь, а
необходимость. Узнаем, как и зачем применяются синфазные
и дифференциальные фильтры, варисторы, терморезисторы
и вентиляторы, и что может случиться, если хотя бы один из
этих компонентов выйдет из строя.

Сетевой фильтр инвертора:

схема и принцип действия

Основная задача сетевого фильтра — подавление синфазных и
дифференциальных помех в цепи 220 В, как поступающих из сети,
так и генерируемых самим инвертором. Такие помехи могут вызывать
сбои в работе чувствительной электроники и нарушать электромагнит-
ную совместимость (ЭМС) оборудования.

1. Входной каскад фильтра. На схеме (рис. 32.1) представлен
сетевой фильтр мощного инвертора (20 кВт). Слева направо:

♦	С1 и СС1 — Х2-конденсаторы между фазой и нулем. Подавляют
дифференциальные помехи:

♦	Т1 — двухобмоточный синфазный дроссель, не мешает току 50 Гц,
но блокирует высокочастотные синфазные помехи;

♦	С2 и СС2 — второй Х2-каскад, усиливающий фильтрацию;

♦	С8 и С9— 72-конденсаторы между фазой/нулем и землей. Пода-
вляют синфазные помехи относительно земли;
♦ К1 — разрядный резистор, безопасно раз
ряжает конденсаторы при отключении пи*
тания.

оыыые

ИНФОРМАЦИЯ

ПРИМЕЧАНИЕ.

Х2-конденсаторы рассчитаны
на работу между фазой и ну-
лем У2 - между фазой/нулем
и землей.

Проектирование
[.СС-фильтра и схемы
управления для
инвертора

2. Межкаскадная фильтрация и защита:
♦ ТЗ и Т4 — ферритовые кольца, формирую-
щие синфазную ЕС-ячейку;

♦ ВЗ и Я4 — гасят возможные резонансы и
ограничивают добротность;

* СЗ и ССЗ — дополнительный Х2 фильтр,

♦ VI (варистор) — защита от перенапряжений (грозовые импульсы,
скачки).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Варистор - нелинейный резистор, сопротивление ко-
торого резко падает при превышении определенного
напряжения

ггоош

Рис. 32.1. Схема сетевого фильтра инвертора 20 КМ
3.	Основной синфазный дроссель и выходной каскад:

♦ Т2 — мощный синфазный дроссель, подавляет помехи в диапазоне
150 кГц ...30 МГц;

« С4 и СС4 — заключительный Х2-фильтр.

Эта цепочка обеспечивает глубокую фильтрацию высокочастот-
ных составляющих перед подачей напряжения в тороидальный транс-
форматор выходного каскада

ВЫВОД.

Данный сетевой фильтр - это двунаправленная ЕМС-
секция, действующая как на входе, так и но выходе Она:

•	подавляет синфазные и дифференциальные помехи;

♦	защищает от перенапряжений,

♦	обеспечивает соответствие международным стан-
дартам электромагнитной совместимости (ЕИ55022,
С15РР);

•	повышает надежность работы инвертора и всей си-
стемы в целом.

ВНИМАНИЕ.

Подобные фильтры особенно необходимы при исполь-
зовании инвертора в условиях нестабильной сети или
рядом с высокочувствительной электроникой.

Система управления

вентиляторным охлаждением инвертора

Для обеспечения стабильной работы инвертора при высоких
нагрузках необходима эффективная система охлаждения. На схеме,
представленной на рис. 32.2, показано решение на базе управляемой
ШИМ-системы. реализующей автоматическое включение и регули-
ровку скорости вращения вентиляторов в зависимости от температуры
и тока.

Структура питания вентиляторов. Питание вентиляторов осу-
ществляется от линии УОВ = 12 В, которая поступает через ЕС-фильтр:
♦ дроссель 19 — подавляет высокочастотные помехи и снижает пуль-
сации;

♦ конденсаторы С26 и С28 — обеспечивают дополнительную филь-
трацию и стабильность напряжения.
Рис. 32.2 Схема системы охлаждения инвертора

ПРИМЕЧАНИЕ.

Использование дросселя в цепи питания вентиляторов сни-
жает уровень акустического шума, защищает от всплесков
тока и продлевает срок службы самих вентиляторов.

Управление вентиляторами с помощью
ШГ7319. Ключевым элементом схемы является
двойной М-канальный МО5РЕТ ШГ7319 Он
содержит два независимых транзистора:

• Т5:1 — управляется от микроконтроллера;

♦ Т5:2 — коммутирует силовую цепь венти-
ляторов.

Алгоритм работы.

Шаг № 1. ШИМ-сигнал от микроконтрол-
лера подается через К39 на затвор Т5:1.

оыимЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Оагазпее( 1РР7519
Шаг № 2. При логической «1» Т5:1 открывается, и подтягивает
затвор Т5:2 к земле.

Шаг № 3. Открывается Т5:2, и вентиляторы СШЛ-СЦЕ5 получают
питание от шины 12 В.

Шаг № 4. Скорость вращения регулируется шириной ШИМ-
импульсов, то есть пропорционально уровню нагрузки и температуры.

Защита. Каждый вентилятор снабжен индивидуальным обратным
диодом 010-1)14, который гасит ЭДС самоиндукции при отключении
вентилятора.

Условия включения вентиляции. Включение и регулировка
работы вентиляторов выполняется микроконтроллером, исходя из
следующих факторов.

1.	Ток через силовой мост:

♦	при нагрузке >15 А — включается первая ступень вентиляции;

♦	при нагрузке >20 А — включается максимальный режим.

2.	Температура радиаторов МОЗРЕТ-ключей.

3.	Температура трансформатора.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Логика может быть реализована программно (анализ
сигналов с термодатчиков и шунтов) или с использова-
нием аналоговых компараторов.

Таким образом, система охлаждения инвертора построена на
основе простой, но эффективной логики управления и позволяет дина-
мически адаптироваться к рабочим условиям, снижая риск перегрева,
продлевая срок службы устройства и повышая надежность всей сило-
вой части.
ГЛАВА 33

ТИПОВЫЕ

НЕИСПРАВНОСТИ ИНВЕРТОРОВ

И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Инвертор может казаться сложным устройством, но пода-
вляющее большинство его поломок укладываются в набор
повторяющихся симптомов В этой главе мы систематизи
руем наиболее часто встречающиеся неисправности - от
пробоев силовых транзисторов и отказов драйверов до обры-
вов токовых шунтов и сбоев в управляющей логике. Пошагово
разберем методы диагностики с помощью мультиметра и
осциллографа, научимся быстро локализовать дефект и рас-
смотрим, какие компоненты можно заменить без дорогосто
ящей перепайки всей платы.

Не включается инвертор:
пошаговая диагностика и локализация неисправности

Одна из самых частых и в то же время коварных неисправностей
инверторов — полное отсутствие признаков жизни после подачи
питания от аккумуляторной батареи. Не загорается индикация, не сра-
батывают реле, не вращаются вентиляторы, и на выходе отсутствует
напряжение — инвертор «мертв».

ПРИМЕЧАНИЕ

В таком случае всегда начинайте диагностику с безопас-
ного источника питания - не используйте сразу акку-
мулятор1 Подключайте лабораторный источник тока с
ограничением не более 5...6 А, чтобы избежать серьезных
повреждений при наличии короткого замыкания
1. Проверка вспомогательного источника питания.
Вспомогательный источник (8МР8/ЛС-ПС на 12 В и 5 В) — ключевой
узел, обеспечивающий работу микроконтроллера, драйверов, логики и
вентиляции. Обычно он размещен на основной плате и подключается
через 16-контактный разъем.

Измерьте напряжение на его входных клеммах (чаще всего —
крайние выводы разъема). Если напряжение от аккумулятора или ЛБП
доходит, значит, питание поступает.

При наличии входного напряжения, но отсутствии 12 В и 5 В на
выходе, следует:

♦	извлечь плату вспомогательного БП (если она съемная);

♦	проверить ее отдельно;

♦	при отсутствии генерации выходных напряжений — ремонт или замена.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Если БП исправен, но при установке его в плату инвер-
тора нет напряжения 12 В (УПИ) или 5 В (УСС), либо на-
пряжения замера АКБ (3,7 В), вероятна просадка по ли-
нии из-за КЗ или перегрузки в других узлах.

Рис 33.1 Защитный диод 01
двунаправленный в схеме 12 В разъем
вспомогательного блока питания

2.	Линия УПП (12 В) и ее
нагрузка. Питание УОО (12 В)
используется в драйверах, венти-
ляторах, ОУ и реле. Одна из частых
проблем — пробой защитного
диода 01 (двунаправленный вари-
стор, например Р6КЕ18), располо-
женного в цепи 12 В (.рис. 33.1).

Действия;

♦	отключите плату управления
от разъема вспомогательного
БП;

♦	проверьте если 12 В появля-
ются — проблема в управляю-
щей плате;

♦	если нет, то проверяем цепи
основной платы.

3.	Линия УСС (5 В) и эле-
менты логики. Напряжение 5 В
(УСС) критично для всех микро-
схем логики и микроконтроллера.
Проверьте выходные стабилизаторы ЬР2950 (или аналоги).
Прозвоните питание микросхем:

♦	МАХ232 (интерфейс),

♦	8Ш4НС257О. 5И74НС15Ю, 8К74НС00Э, 8К74НС595О - часто
выходят из строя;

4.	Обратите внимание на нагрев или короткое замыкание на пита-
ние.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Один из признаков пробоя логики - высокое потребле-
ние тока при подаче питания (1-2 А), без видимого КЗ.

ОМНЫЕ ВИДЕО

5Ы74НС2570

Эа1азбее1

5Ы74НСООО

Оагаздеег

МАХ232
Оасоапеег

5К74НС595О
йогазбеег

5.	Проверка микроконтроллера. Микроконтроллер (например,
Р1С) — мозг устройства:

♦	при пробое контроллера част< просаживается линия 5 В или воз-
никает короткое замыкание;

♦	проверьте кварцевый резонатор (40 МГц) — часто выходит из строя
вместе с контроллером;

♦	проверяйте питание и сигналы на выводах осциллографом — от-
сутствие активности укажет на неисправность.
6.	Короткое замыкание в силовом
каскаде. Если при подаче питания ЛБП сразу
срабатывает ограничение тока, вероят-
нее всего — пробиты МОЗРЕТ-транзисторы
моста.

Проверяются все транзисторы мультиме-
тром в режиме прозвонки.

Часто пробиваются одновременно верхний
и нижний ключи одного плеча.

При обнаружении неисправности — замена
всех ключей в одном плече (лучше — всех в
мосту, если они в параллельной конфигурации).

оыимЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Р1С18Р46К22 0аГ05Пее(

7.	Локализация проблемы. Чтобы исключить влияние других
узлов:

♦	отключите все вторичные платы: плату управления, интерфейсы,
ЬСО, плату синхронизации;

♦	проверяйте поэтапно: сначала наличие питания, потом работу ло-
гики, затем — мост и драйверы.

ВЫВОД.

При правильной пошаговой диагностике можно быстро
выявить неисправный узел, не повредив рабочие компо-
ненты. В 80% случаев причина отказа - либо неработа-
ющий вспомогательный БП, либо КЗ в логике или сило-
вом каскаде

Отсутствие выходного напряжения:
причины и порядок устранения

Одна из наиболее распространенных неисправностей в инвер-
торах — отсутствие сетевого напряжения 220 В на выходе, несмотря
на то, что инвертор запускается, реагирует на кнопку включения, ото-
бражает информацию на дисплее или подает сигналы ошибок. В таких
случаях вентиляторы могут самопроизвольно включаться, слышны
щелчки реле, появляется сообщение типа «Перегрузка по АКБ» или
«КЗ по АКБ».
ПРИМЕЧАНИЕ.

Это указывает на сбой в работе генерации - то есть
инвертор не формирует переменное напряжение на вы-
ходе, несмотря но рабочую плату управления.

1.	Проверка генерации на холостом ходу. Первое действие —
отключите трансформатор от выходных радиаторов, сняв силовые
клеммы. Это исключает влияние нагрузки и позволяет проверить сам
факт генерации.

Подключите осциллограф, щуп — к одному выводу моста, земля —
к друг ому.

При исправной работе обоих плеч мостового каскада вы увидите
сдвинутые прямоугольные импульсы, формирующие модифициро-
ванную синусоиду (рис. 30.4).

Если виден только один полупериод — одно из плеч не работает.

2.	Контроль сигнальной цепочки от контроллера до затвора. На
следующем этапе проводится диагностика ШИМ-управления:

♦	проверьте наличие ШИМ-сигналов (Н1/Ео) от микроконтроллера
до входов драйверов 1Н.82186 (рис. 33.2);

♦	ШИМ-сигналы проходят через логическую микросхему
8М74НС00В. участвующую также в защите по току;

♦	на выходе исправного драйвера должен быть усиленный сигнал
ШИМ, повторяющий входной по форме, но с увеличенной ампли-
тудой (относительно \ЮП).

Рис 33.2. Упрощенная схема пути Р^М-сигнала
от процессора до силовых транзисторов

ПРИМЕЧАНИЕ.

Резисторы в цепи затворов М05РЕТ должны строго со-
ответствовать номиналам. Изменение сопротивления
может нарушить заряд/разряд затворной емкости и
вызвать сбой синхронизации плеч

1тйрз://Нуе1п(егпе(.с1ип/
3.	Возможные проблемы в цепи обратной связи и тока

Проверьте наличие питания ±8 В / +3,3 В / -5 В для операцион-
ных усилителей, формирующих сигналы тока и напряжения,

При их отсутствии система не получит корректных данных и
может заблокировать запуск.

Также проверьте:

♦	целостность связи между Ьгаш МОЗГЕТ-транзисторов и входами
цепей замера тока;

♦	надежность пайки, особенно в многоразъемных системах.

4.	Анализ сигнала на драйверах. Если:

♦	на входе драйвера есть ШИМ, но на выходе отсутствует сигнал,

•	напряжение питания \Т)Ц присутствует,

то проблема, вероятно, в драйвере 1К82186 или его обвязке:

♦	проверьте Ьоогзггар-конденсатор, резисторы подтяжки и пайку.

Рекомендация. Проведите временный запуск генерации, подав
ШИМ от внешнего генератора напрямую на драйвер — это позволяет
разделить логику и силовую часть.

5.	Контроль цепей защиты и термодатчиков. Если при запуске
наблюдаются высокочастотные звуки, реле щелкают, но генерации
нет — возможно, система переходит в защиту из-за ложных данных от:

•	цепи замера тока;

♦	температурных датчиков

Частая причина — неисправный термистор, обрыв или сдвиг номи-
нала:

♦	если в меню инвертора отображаются аномальные температуры
(80.., 100 °С при холодном корпусе), проверьте цепи и датчики;

♦	для проверки можно временно отключить термоконтроль (если
поддерживается прошивкой) или заменить термистор на исправный.

6.	Сбой запуска при низком напряжении

При запуске от разряженных АКБ напряжение может проседать
ниже порога ЦУЬО драйвера или контроллера, что блокирует запуск.

Измерьте напряжение на АКБ в момент запуска.

При необходимости запитайте от лабораторного источника с кон-
тролем тока и плавным набором напряжения.

Заключение. Неисправность типа «Нет напряжения на выходе»
требует анализа сразу нескольких цепей:

♦	проверка физической генерации ШИМ;

♦	контроль работоспособности драйверов и обвязки;

♦	анализ логики включения по току и температуре;

♦	проверка сигналов замера и образной связи.

Пошаговая изоляция проблемы — лучший способ устранения неис-
правности без повреждения исправных компонентов.
Не реагирует на внешнюю сеть:
причины и методы устранения

Одной из функционально важных и нередко встречающихся неис-
правностей в инверторах является отсутствие реакции на подклю-
чение внешней сети (220 В от промышленной линии или генератора).
Симптомы могут быть следующими:

♦	инвертор продолжает работать в режиме генерации при наличии
напряжения на входе;

♦	на дисплее загорается 1 щдикатор сети, но переключение не происходит;

♦	не запускается заряд аккумуляторов от сети, отсутствует переход в
режим байпаса, или наблюдаются сбои при сетевом питании.

Принцип работы схемы переключения на сеть. На схеме
(рис. 33.3) показана логика подключения внешней сети и организация
байпаса. При выключенном инверторе контакты реле КЕ1 и КЕ2 зам-
кнуты, и напряжение 220 В с входа напрямую подается-

♦	на выход инвертора (нагрузку);

♦	на первичную обмотку трансформатора ТЯ1.

После запуска микроконтроллер отдает команду на отключение
байпаса-

♦	реле КЕ1/КЕ2 размыкаются;

♦	инвертор переходит в автономный режим генерации.

Когда снова появляется внешняя сеть:

♦	схема контроля напряжения (на базе ОУ и делителя) обнаруживает
напряжение;

♦	микроконтроллер подает сигнал на включение реле (вход 3 схемы);

*	при успешном срабатывании реле питание поступает на трансфор-
матор, и инвертор переходит в режим зарядки/байпаса.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Подтверждение переключения поступает через обрат-
ную связь с контакта реле (выход 1), а токовый датчик
II контролирует параметры тока сети.

Пошаговая методика диагностики

Шаг № 1. Инвертор не видит сеть вообще.

Проверьте напряжение на входе (контакт 220 Ш на сетевой плате);

Проверьте цепь контроля наличия сети-

♦	целитель напряжения (резисторы);

•	операционный усилитель,

•	проводимость до входа микроконтроллера.
Рис. 33.3. Схема дополнительной сетевой платы инвертора

3. Возможна неисправность ана-
логового входа микроконтроллера
(после перенапряжения или броска
сети).

Шаг № 2. Инвертор «видит» сеть,
но реле не срабатывает.

1.	Залипание контактов реле
КЕ1/КЕ2.

2.	Неисправность управляющего
транзистора (рис. 33.4):

♦	транзистор 1ВГ7313, управляемый
зистор К2;

Катушка
реле

Рис 33.4. Схема управления реле
на транзисторе

микроконтроллером через ре-

♦	при его выходе из строя реле не замыкается

3.	Обрыв обмотки реле или некачественная пайка в обвязке.

4.	Отсутствие питания 12 В (УОЭ) на управляющей цепи реле — при
этом кагушки не сработают.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Питание реле чаще всего формируется вспомогатель-
ным стабилизатором, его также необходимо прове-
рить.
Дополнительные причины. В инверторах с двумя входами (сеть
+ генератор) реализованы две независимые цепи управления, каж-
дая со своим реле и транзистором. Проверьте оба каскада.

При сбоях прошивки: если аппаратно все исправно, но реле не
переключаются — возможна ошибка в логике контроллера. Попробуйте:
♦ сбросить настройки до заводских;

•	обновить прошивку (если такая функция предусмотрена произво-
дителем).

Итог. Для устранения неисправности «инвертор не реагирует на
сеть» требуется:

♦	проверить физическое поступление напряжения;

♦	проанализировать работу схемы контроля и коммутации;

♦	проверить управление реле и питание их катушек;

•	оценить корректность работы логики прошивки.

Этот подход обеспечивает поэтапную локализацию неисправности,
позволяя исключить как аппаратные сбои, так и программные ошибки.

Не работает заряд аккумулятора: II
причины, схема и проверка ||

После появления напряжения сети (или запуска генератора),
инвертор должен автоматически перейти в режим заряда аккуму-
ляторной батареи, если ее напряжение находится ниже заданного
порога. Однако на практике часто наблюдается ситуация, когда заряд
не начинается — инвертор «зависает» в ожидании, не подает ток в
АКБ, либо ток заряда значительно занижен. Это может быть вызвано
как логическими, так и аппаратными неисправностями.

Схема измерения тока заряда. На схеме (рис. 33.5) реализован
универсальный инвертирующий усилительный канал, обеспечива-
ющий корректную интерпретацию тока как в режиме заряда, так и в
режиме разряда.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Назначение схемы — передать на АЦП микроконтролле-
ра точную информацию о направлении и величине тока,
проходящего через силовые ключи.

Состав и работа схемы:

•	сигнал с силовых транзисторов поступает через резистивный де-
литель (Я84-К78 и Я87) на ОУ 1Г2:А (ТЬ072);
Рис. 33.5. Полная схема замера точа инвертора

274	Ремонт источников литания
♦	далее сигнал усиливается и фильтруется в каскадах 1)13:А —»
Ц13:В — и подается на АЦП;

♦	при заряде, направление тока обратное по отношению к разря-
ду. Чтобы учесть это, применяется ключ на МОЗГЕТ-транзисторе
Т4:2 (1КЕ7313);

♦	управляющий элемент Ш:С (логика) подает сигнал, открываю-
щий Т4:2, замыкающий общий узел усилителя на землю;

•	это создает новую опорную точку, инвертируя сигнал тока так,
чтобы он интерпретировался корректно в режиме заряда

ПРИМЕЧАНИЕ.

Такое решение позволяет использовать один усили-
тельный тракт и один АЦП-канал как для заряда, так и
для разряда, существенно упрошая схему и экономя ре-
сурсы микроконтроллера

Ниже представлена таблица табл. 33.1 типовых причин отсутствия
заряда аккумуляторов в МАП-инверторе, сопровождаемых кратким
пояснением суги неисправности. Эта сводка позволяет быстро ориен-
тироваться при диагностике, сопоставляя наблюдаемые симптомы с
наиболее вероятными техническими причинами. Таблица может быть
использована как проверочный чек-лист при ремонте или техническом
обслуживании инвертора.
Возможные причины отсутствия заряда	Таблица 51.1

Причина	Описание
Нет питания ОУ	Отсутствуют± 8 В или + 3.3/- 5 В: проверит» стабилизаторы и фил»трацию
Не работает ключ Т4:2	тн не подтягивает опорную точку - схема не «видит»'ток таряда
Проблемы с усилителями	Поврежденные резисторы (В87.К95 и др.), плохие конденсаторы (С5.С7.С95)
Ошибки логики 111	Не формируется сигнал управления ключом — инвертор не понимает, что нужно зарядить АКБ
Нет ШИМ сигнала заряда	Зарядный каскад не активен, силовые транзисторы не открываются
Поврежденный силовой канал	Пробит транзистор или неисправен драйвер - физически нет тока в батарею

Этапы диагностики:

♦	проверьте включение режима заряда — убедитесь, что инвертор
получил команду от сети или генератора;

♦	проверьте усилитель тока — осциллографом на выходе ШЗ:В;

♦	проверьте логический уровень управления ключом Т4:2 — осцил-
лограф или мультиметр;

♦	проверьте наличие сигнала СНАК6Е— должен формироваться
ШИМ;

♦	измерьте реальный ток заряда — амперметром в цепи АКБ;

♦	проверьте силовые транзисторы — особенно на короткое замыка-
ние или обрыв в драйвере.

ВЫВОД.

Отказ инвертора от зарода аккумуляторов может
быть связан как с неисправностью схемы замера тока,
так и с проблемами в силовой части или логике управ-
ления Методичная проверка по вышеописанному алго-
ритму позволяет точно локализовать причину и при-
нять меры - будь то замена транзистора, восстанов-
ление логики или ремонт вспомогательного питания.

Систематические перезапуски инвертора:
причины и методы устранения

Одной из наиболее раздражающих неисправностей в работе
инверторов являются циклические перезагрузки — устройство само-
произвольно выключается и включается ьновь через короткие интер-
валы времени. Вентиляторы могут кратковременно стартовать, появ-
ляется индикация запуска, затем все отключается — и процесс повто-
ОМЫМЕ ВИДЕО

Блок питания на АКБ
при слабой сети. Как
это работает?

ряется. Подобное поведение не только делает
инвертор непригодным к эксплуатации, но и
создает риски для подключенной нагрузки.

Для эффективной диагностики такие сим-
птомы следует рассматривать комплексно,
начиная с самых вероятных причин.

1. Нестабильное входное питание от
АКБ. Главная причина циклических запусков —
просадка напряжения при старте генерации.
Когда аккумуляторная батарея имеет:

♦	недостаточную емкость;

♦	высокое внутреннее сопротивление;

•	изношенные клеммы или слабый контакт.

Инвертор при попытке запуска потребляет значительный ток, что
приводит к резкому падению напряжения на клеммах АКБ. Это, в свою
очередь, активирует зашиту от пониженного входного напряжения
(Ипйеп/оДа^с РгоГесНоп), и инвертор выключается.

Проверка. Подключите вместо АКБ лабораторный источник
питания (12/24/48 В, ток 5. .8 А). Если перезапуски прекращаются —
проблема в АКБ или в цепи ее подключения.

2.	Сбой вспомогательного источника питания. Внутренний БП
формирует напряжения;

+12 В (УОО) — питание драйверов, вентиляторов, реле;

+5 В (Л/СС) — питание логики и микроконтроллера;

+3,7 В — определение напряжения АКБ.

При:

♦	нестабильной работе;

♦	просадке одного из напряжений;

♦	пере1рузке по току,

♦	вся логика управления работает некорректно, что приводит к по-
вторным запускам.

Проверка:

♦	отключите управляющую плату;

♦	проверьте наличие стабильных + 12 В от вспомогательного БП;

♦	если напряжение нормализуется— неисправна управляющая
плата, часто виноваты микросхемы 5Ы74НС595, МАХ232, микро-
контроллер Р1С.
3.	Нарушения в логике запуска. Микроконтроллер блокирует
запуск генерации, если:

♦	данные с датчиков температуры некорректны;

•	сбой в измерении токов заряда/разряда;

♦	отказ в цепях обратной связи.

Особенно часто к этому приводят:

♦	неисправные операционные усилители ТЕ072, Т1.084;

♦	дефекты в схеме замера тока (шунты, АС8, усилители);

♦	ошибки в логике переключения байпаса.

В меню могут отображаться ошибки: ВаНегу ипс!егуока§е. ОШриТ
пот геаду, ОхеНетрсгаШге и др.

4.	Повреждения драйверов и механические неисправности:

♦	пробой драйвера 1К.З 2186 или его обвязки;

♦	нестабильный контакт в цепях затвора МО8РЕТ;

♦	плохая пайка в зоне реле, обвязки драйверов, питания;

♦	залипание реле при переходе между режимами.

Такие дефекты чаще возникают при перегревах, особенно на ста-
рых платах с «холодной» пайкой или микротрешинами.

5.	Программные сбои. Иногда цикл перезапуска вызывается;

♦ сбоями прошивки после скачков напряжения;

• ошибками в логике инициализации контроллера.

При подозрении: выполните сброс настроек к заводским или пере-
прошивку'.

6.	Рекомендации по диагностике:

♦	используйте лабораторный БП для стабильного питания;

♦	проверьте выходные напряжения ВП при отключенной плате
управления,

♦	снимите осциллограммы сигналов управления с драйверов;

♦	отследите состояние цепей термоконтроля (МТС-датчики, входы АШ1);

♦	если доступен экран или порт связи — считайте лог ошибок.

ВЫВОД.

Циклический перезапуск инвертора - не симптом одной
конкретной неисправности, а отражение дестабилизации
любого из критичных узлов: от питания и замера до логи-
ки управления. Только пошаговый подход и исключение каж-
дой зоны в отдельности позволяет точно локализовать
сбой и вернуть устройство в рабочее состояние.
Аварийное отключение по температуре:
причины, диагностика и устранение

Одна из типовых и критически важных неисправностей инвер-
торов — это остановка работы устройства из-за перегрева. Такая
ситуация может сопровождаться:

♦	полной остановкой генерации;

♦	ограничением мощности;

♦	переходом в аварийный режим;

♦	сообщением об ошибке перегрева на дисплее;

♦	а иногда — некорректной работой вентиляторов и сильным нагре-
вом трансформатора или силовой части.

Однако перегрев — это не всегда результат реального теплового
перегруза. Часто причиной становятся ошибки в цепях измерения тем-
пературы или сбои в логике контроля.

Как работает защита по температуре. Почти все современные
инверторы используют МТС-терморезисторы или цифровые термо-
датчики, установленные в ключевых точках устройства:

♦	на радиаторах силовых транзисторов;

♦	на трансформаторе;

♦	у аккумуляторной батареи (внешний датчик);

♦	иногда — внутри корпуса или на дросселях.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

ЫТС-терморезистор - элемент, сопротивление ко-
торого уменьшается при повышении температуры.
Используется для контроля нагрева.

ОМНЫЕ ВИДЕО

Защита от КЗ
и перегрева блока
питания

Сигналы с датчиков проходят через усилительные каскады на ОУ
(обычно Т1.072), нормируются до диапазона 0...3.3 В и поступают на
АЦП микроконтроллера, где сравниваются
с программными порогами. При превышении
порога — инвертор переходит в защиту, отклю-
чает мост, запускает вентиляторы.

Основные причины перегрева и лож-
ного срабатывания защиты представлены
ниже.

1.	Неисправность вентиляции или засо-
рение радиаторов;

♦	вентиляторы не стартуют;

♦	радиаторы покрыты пылью;

Ьйрз://Нуе1п1егпе1.с1ио/
♦	пропало питание 12 В (УТ)В) или отсут-
ствует ШИМ-сигнал на транзистор Т5
(рис. 33.2).

Рекомендация; проверить вентиляторы,
питание и управляющий ШИМ-сигнал.

2.	Плохой контакт термодатчика;

♦	отрыв датчика от поверхности радиатора;

♦	окисление выводов;

♦	нарушения пайки.

Проверка. Измерить сопротивление
МТС. При 25°С оно должно быть ~10 кОм, при
нагреве — снижаться. При обрыве — сопротив-
ление будет бесконечным.

ОМИЧЕ ВИДЕО

Ремонт сетевого
инвертора
1000СТЦ2 Тест
перед отправкой про
систему охлаждения

3.	Проблемы в цепях операционных усилителей:

♦	неисправен ТЕ072;

♦	отсутствует питание ±5 В или ±8 В;

♦	нарушено масштабирование сигнала

Проверка. Измерить напряжения на входе/выходе ОУ. При нор-
мальной температуре — сигнал в пределах 1...2 В

ОМИЧЕ ВИДЕО

Оригинальность
операц ионных ус илителей -
проблема и поиск

Операционный усилитель.
Буфер Согласование
сопротивлений

4.	Фактический перегрев из-за неисправностей

♦	перегрузка на выходе;

♦	межвитковое замыкание в трансформаторе;

♦	повышенное диссипативное тепло в мосту.

Диагностика. Использовать пирометр. Если трансформатор гре-
ется без нагрузки — есть внутренний дефект.
ОШЫЕ ВИДЕО

Как выглядит
межвитковое
замыкание у
трансформатора

5.	Ошибки логики или программное
отклонение

♦	неправильные опорные уровни в прошивке;

♦	сдвиги в параметрах усиления;

♦	сбои в логике инициализации.

Проверка. Посмотреть показания тем-
пературы в меню. Если они завышены при
холодном корпусе — сбой в цепи замера.

Алгоритм диагностики и устранения
неисправности.

Шаг № 1. Очистите радиаторы и венти-
ляционные отверстия;

Шаг № 2. Проверьте вращение вентиляторов, наличие питания
12 В, ШИМ-сигнал на транзисторе Т5 (№7319);

Шаг № 3. Прозвоните цепи ог термодатчиков до усилителей;

Шаг № 4. Измерьте напряжение на выходе ТЕ072 — должно быть в
пределах 1...2 В;

Шаг № 5. Посмотрите температурные данные в интерфейсе —
при ошибке они будут «зашкаливать»;

Шаг № 6. Временно отключите АЦП-цепь, подающую сигнал тем-
пературы. Если инвертор стабилизируется — проблема точно в термо-
канале;

Шаг № 7. При необходимости замените И.072 или датчик тем-
пературы (ЫТС).

ВЫВОД.

Срабатывание защиты по
температуре - это не всегда
перегрев. В 50% случаев про
блема связана с:

♦	неисправными датчиками;

♦	обрывом в цепях;

♦	неисправностью ОУ Т1.072;

♦	ошибками в ШИМ-управлении
вентилятором.

ОМиЫЕ ВИДЕО

Логика. Простейшие
логические функции

Методичная проверка — от вентиляции и датчиков до сигнала
в АЦП — позволяет точно определить источник проблемы и вернуть
инвертор в стабильную работу.
Обобщенные типовые неисправности инверторов
и методы их устранения

Инверторы - устройства, работающие на грани возможного:
высокие токи, крутые фронты напряжения, значительные пусковые
выбросы, колебательные процессы на силовых цепях. Именно поэтому
их неисправности имеют ярко выраженные закономерности. Если
систематизировать опыт ремонта, то становится очевидным, что боль-
шинство отказов подчиняются нескольким повторяющимся сце-
нариям. Их понимание позволяет сократить время диагностики в разы
и избежать хаотичного «перебора деталей».

Обобщенные типовые неисправности инверторов и методы их
устранения представлены в табл. 33.2.

Обобщенные типовые неисправности инверторов и методы их устранения

Таблица 35.2

Сценарий	Причины	Методы устранения
Неисправности силовых ключей (МО5РЕТ/16ВТ)		
Самый частый и самый разрушительный вид отказов. Как правило, сопровождается коротким замыканием ключа, пробоем стока-истока, разрушением корпуса, следами локального перегрева	•	недостаточный запас по напря- жению (особенно для МО5ЕЕТ в мостовых схемах);  ♦	превышение тока из-за пере- грузки нагрузки;  ♦	недостаток охлаждения или деградация термопасты;  ♦	резонансные выбросы на сило- вых шинах;  ♦	неправильное или асимме- тричное управление затво- рами;  •	паразитные индуктивности монтажа	•	замена ключей на модели с большим запасом по напряже- нию и меньшим Од;  •	добавление снабберных цепей (КС, ВСО, ТУБ);  ♦	восстановление драйвера и проверка симметрии сигналов;  ♦	ревизия монтажа силовых шин и минимизация скручивания токовых дорожек
Выход из строя драйверов управления (1Й5,1Я2110, Т1_Р. НСРЬ и др.)		
Инвертор не запускается, ключи не открываются, на затворах нет нормального прямоугольного сигнала, драйвер сильно греется	♦	пробой силовых ключей и по- падание высоких напряжений в драйвер;  ♦	неправильное питание УСС драйвера;  ♦	нарушенная гальваническая изоляция (для оптодрайверов);  ♦	некачественные дешевые ана- логи микросхем	*	полная проверка всех силовых ключей перед установкой но- вого драйвера;  ♦	замена «подозрительных» обвязочных компонентов; Ьоо151гар, диоды, резисторы, керамика;  ♦	проверка Е5К конденсаторов Ьоо151гар-цепи;  ♦	обязательная проверка целост- ности дорожек, особенно в зоне затворов
Деградация электролитических конденсаторов		
Скачки выходного напряжения нестабильный запуск, нагрев дросселей, повышенный гул. работа с пульсациями	♦	естественное старение;  ♦	перегрев корпуса инвертора;  •	неправильный подбор по Е5К и температуре	♦	замена всех конденсаторов в горячей зоне на 105 °С, 1о\у- Е5К;  ♦	контроль напряжения на шине ОС Ыпк под нагрузкой;  ♦	проверка падения напряжения на шунтах и связь с пульса- циями
Таблица 33.2 (продолжение)

Сценарий	Причины	Методы устранения
Обрыв или плохой контаю в цепях датчиков тока/напряжения		
Срабатывание ложных защит: по току, по напряжению, по температуре; хаотичный запуск или остановка	♦дрожащие контакты разъемов, ♦ разрушение шунтов от пере- грева;  ♦трещины в пайке токовых дат- чиков (особенно в трансфор- маторах Холла)	♦	визуальная ревизия пайки под микроскопом,  ♦	измерение сопротивления шунтов при малом токе (метод четырехпроводного замера);  ♦	проверка целостности цепей обратной связи до контрол- лера
Повреждение силового трансформатора		
Назрев без нагрузки, снижение мощности пробой на высоких токах, гул	♦	межвитковые замыкания;  ♦	частичное разрушение изо- ляции;  *	перегрев и «усадка» сердеч- ника	•	проверка сопротивления обмо- ’ок и сравнение плеч симме- тричных трансформаторов,  ♦	проверка трансформатора под повышенной частотой (метод «индуктивного стенда»);  •	полная перемотка при под- твержденном замыкании
Нарушение работы алгоритмов защиты		
Инвертор уходит в защиту даже при легкой нагрузке или не выходит из нее	♦ нестабильность источников опорного напряжения, ♦деградация стабилитронов и маломощных резисторов;  • высыхание конденсаторов фильтрации обвязки микро- контроллера	♦ измерение всех опорных на- пряжений под нагрузкой:  • восстановление регулятора питания логики;  ♦ проверка цифровых сигналов микроконтроллера на осцил- лографе
Низкочастотные проблемы шум, гул. перегрев		
Инвертор работает, но нестабильно: слышимый писк, перегрев дросселей, «плавающее» напряжение	•слабая коммутация ключей;  ♦ неправильно подобранная частота;  •	несовпадение добоотьости дросселей и трансформатора  •	несимметрия токов плеч	*	проверка деай-йте и симме- трии импульсов;  ♦	подбор резонансных элемен- тов и оптимизация частоты;  ♦	ревизия всех магнитных ком- понентов

Дополнительные замечания
по диагностике типовых неисправностей инверторе?

Типовые неисправности, приведенные в табл. 33.2. формируют
основу практического подхода к ремонту инверторов. Но для уверенной
и быстрой диагностики крайне важно понимать, как каждый симптом
рождается внутри схемы, какие процессы стоят за конкретным пове-
дением устройства и почему один и тот же отказ может проявляться
десятком разных способов. Ниже приводятся дополнительные поясне-
ния, которые помогут связать таблицу с живой практикой и избежать
распространенных ошибок.
Понимание симптомов:

почему важно наблюдать цепочку событий

Любая неисправность инвертора — это не просто отказ конкрет-
ного элемента, а нарушение целой последовательности процессов:
от корректного формирования питания контроллера до стабильно-
сти генерации ШИМ, работы драйверов, симметрии силового моста и
реакции схем защиты. Поэтому при диагностике важно не фиксиро-
ваться на одном узле, а отслеживать, где именно «обрывается цепочка».
Например

♦	нет запуска => нет УСС => нет заряда Сз1:аг1ир => обрыв ЯсЬаг^е или
пробой стабилитрона;

♦	нет генерации => есть УСС, но нет затворных импульсов => контрол-
лер заблокирован защитой С8 или ГВ;

♦	нет выхода => драйвер работает, но один транзистор «молчит» =>
проблема в затворном резисторе, обрыве дорожки либо асимме-
трии плеч.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Такой подход дает куда более быстрый результат, чем
хаотичная замена элементов.

Особенности диагностики
силовой части

При отказах, связанных с отсутствием генерации и потерей мощ-
ности, ключевую роль играют МО8ГЕТ-транзисторы и их драйверы. Но
важно помнить: не каждый пробой транзистора очевиден, и не каж-
дый транзистор выходит из строя самостоятельно. Чаще всего корневая
причина скрывается в:

♦	нарушении управления затвором из-за деградации драйвера;

♦	паразитных выбросах из-за высохших конденсаторов снаббера;

♦	«плавающих» контактах обратной связи трансформатора;

♦	завышенном токе первичной обмотки из-за потери индуктивности.

В таких случаях МО8ГЕТ может быть исправен, но инвертор все
равно уходит в защиту или не создает нормального напряжения на
выходе.
Проблемы
вспомогательного питания

Источник УВО.^СС — сердце запуска инвертора. Если он нестаби-
лен, инвертор начнет:

периодически перезапускаться («тикающий режим»);

♦	формировать искаженный ШИМ;

*	самопроизвольно отключаться под нагрузкой;

♦	уходить в защиту при малейших колебаниях сети.

Наиболее частые причины:

1.	Высохшие электролитические конденсаторы по первичной стороне.

2.	Частичный обрыв Вскаг&е.

3.	Пробой стабилитрона защиты по УСС.

4.	Деградация выпрямительных диодов вспомогательной обмотки.

ПРИМЕЧАНИЕ.

При проверке всегда обращают внимание на форму
напряжения УСС - не на абсолютное значение, а на
стабильность кривой.

Неисправности измерительных цепей: II
проблема, о которой забывают ||

Многие мастера сосредотачиваются на силовой части, игнорируя
цепи измерения тока и напряжения. Но именно они часто становятся
причиной:

♦	отсутствия заряда АКБ;

♦	неправильного определения нагрузки;

♦	некорректного переключения режимов;

♦	ложного срабатывания защиты.

Наиболее уязвимые точки:

♦	резисторы-шунты (часто трескаются и меняют номинал);

♦	входы Т1.072 (чувствительны к перепадам и статикам);

♦	делители напряжения на стороне сети;

•	обрыв обратной связи с трансформатора.

Даже небольшое смещение уровня обратной связи приводит к тому,
что контроллер «не понимает», что происходит на выходе.
Термические проблемы
и их системное влияние

Перегрев в инверторах — не симптом, а следствие: он показывает,
что схема работает с нарушением баланса токов, частоты или вре-
мени включения ключей. Если температура постоянно приближается
к порогу:

1.	Проверить симметрию моста:

2.	Измерить падение напряжения на МО8ЕЕТ под нагрузкой;

3.	Убедиться, что нет перекрестного открывания (811ооГ-±гои§Ь);

4.	Проверить термопасту, прижим и состояние радиатора.

ВАЖНО.

Отдельного внимания требует состояние трансфор-
матора: повышенное сопротивление обмоток или меж-
ей т ковы й пробой часто «маскируются» под перегрев
силовых ключей.

Коллекция редких,
но крайне показательных симптомов

Помимо типичных неисправностей, существует ряд «особенных»
симптомов, которые встречаются реже, но дают очень точную наводку
на корень проблемы. Например:

♦	высокий гул трансформатора даже без нагрузки — неправильная
форма ШИМ, частичное насыщение сердечника;

•	резкие скачки выходного напряжения — деградация цепей обрат-
ной связи;

♦	периодические провалы под нагрузкой - потеря емкости по низ-
ковольтным линиям:

*	вибрация реле при обнаружении сети — недостаток питания на ка-
нале реле или плохой контакт.

Эти симптомы желательно фиксировать в журнале ремонта — они
помогают быстрее диагностировать похожие случаи в будущем.

Итоговый алгоритм ремонта (универсальный):

♦	Шаг № 1. Осмотр и первичная электрическая проверка: ключи,
диоды, шунты.

♦	Шаг № 2. Питание драйверов: есть ли правильные уровни УСС?

♦	Шаг № 3. Сигналы управления: форма импульса, беаб-Нте, сим-
метрия плеч.
♦	Шаг № 4. Силовая часть иод искусственной нагрузкой: просад-
ка ОС-шины, динамика.

♦	Шаг № 5. Температурная диагностика: ИК- камера или термопа-
ра для поиска перегрева.

♦	Шаг № 6. Контроль работы защит: отключение нагрузки, плав-
ное увеличение.

♦	Шаг № 7. Финальное тестирование: полный прогон под номи-
нальной нагрузкой.

В табл. 53.3 представлены наиболее распространенные неис-
правности, с которыми сталкиваются специалисты при ремонте
инверторов. Для каждой неисправности указаны возможные при-
чины, а также проверки и действия, которые следует выполнить для
локализации и устранения проблемы. Такая сводка поможет ускорить
диагностику и сосредоточиться на проверке ключевых узлов.

Типовые неисправности и методы диагностики инверторов

Таблица 55.5

№	Симптом неисправности	Возможные причины	Методы диагностики и устранения
1	Инвертор не включается (полный «ноль»)	•	Неисправен вспомо-ательный ис- точник питания  •	Короткое замыкание на линии  12 В или 5 Е  ♦	Пробей диоде защиты 01  ♦	Проблемы с управляющей платой	♦	Пооверить наличие напряжений УОО и УСС  ♦	Отсоединить управляющую плату  ♦	Прозвонить цепь питания  •	Проверить и заменить 01 при необхо димости
2	Нет сети на выходе, отсутствует генерация	•	Отказ одного плеча моста  ♦	Неисправны драйверы или отсут овуют ШИМ-сигналы  *	Ошибки в замере тока/напряжения  *	Неисправен трансформатор	♦	Осциллографом проверить наличие ШИМ на затворах  *	Проверить драйверы и входной сигнал  •	Отключить трансформатор и проверить генерацию в холостую
3	Не видит внешнюю сеть	♦ Нет сигнала с платы контроля сети  •	Не срабатывают реле ЙЕ1/КЕ2  ♦	Неисправен транзистор управле- ния реле  •	Проблемы в логике МК	• Проверить наличие сети на входе  ♦ Г-роверить цепь детектора напряжения  • Прозвонить катушки реле транзисторы, проверить 12 В питания реле
4	Нет заряда аккумуляторов	•	Не работает схема измерения тока ♦ Не формируется зарядный ШИМ * Пробой Т4.2 или сбой логики  •	Неисправен усилитель тока (ТЮ72)	•	Проверить питание операционных усилителей  ♦	Проверить работу схемы инверсии тока при заряде  ♦	Проверить выходной сигнал на (Л5 и цепь СНАНСЕ
5	частые циклы перезапуска	•	Нестабильное питание АКБ  ♦	Сбой вспомогательного БП  *	Ошибки в логике запуска  ♦	Пробой драйверов или «холод- ные» пайки	•	Подключить лабораторный БП  ♦	Проверить выходные напряжения БП  •	Прозвонить цепи драйверов  ♦	Проверить стабильность сигналов управления
6	Перегрев или срабатывание по температуре	♦	Не работает охлаждение  •	Отвалился термода’чик  •	Неисправен Т1.072  ♦	Проблема е трансформаторе	•	Проверить вентиляторы. 12 В, ШИМ- сигнал  ♦	Прозвонить термодатчики  ♦	Измерить напряжение на ОУ и АЦП  • Проверить трансформатор на перегрев
ПРИМЕЧАНИЕ.

Все измерения рекомендуется проводить при подклю-
чении к регулируемому лабораторному источнику с
ограничением по току, а при диагностике силовой ча-
сти — отключать трансформатор для предотвраще-
ния ложных срабатываний.

Заключение: практические итоги и рекомендации
по ремонту автономных инверторов

Ремонт современных автономных инверторов — это инженер-
ная задача, требующая не только аккуратности и профессионального
инструмента, но и системного подхода к поиску неисправностей.
Чтобы устранить даже сложные отказы, необходимо понимать струк-
туру устройства, а не просто менять компоненты, наугад.

Что особенно важно при диагностике и ремонте:

♦	проверка вспомогательных источников питания - без стабильных
+12 В и +5 В вся логика управления работать не будет;

♦	анализ состояния силовой части (мост)— пробои МО8РЕТ-
транзисторов, нарушение синхронизации драйверов, отсутствие
ШИМ-сигналов;

*	контроль сигналов обратной связи — цепи замера тока, напряже-
ния, температуры;

♦	оценка работы вентиляции и термоконтроля — перегревы и лож-
ные срабатывания защит;

♦	проверка корректности работы микроконтроллера и интерфейс-
ной логики — 8Ы74НС595, МАХ232, кварцевые генераторы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Методичная диагностика -
это поэтапный логический
процесс, в котором каждый
шаг базируется но резуль-
татах предыдущего. Такой
подход исключает хаотич-
ные действия и сокращает
общее время ремонта

ОШИЕ ВИДЕО

Типичная неисправность
выпрямителей, сварочных
инверторов и другой
силовой электроники
Технически обоснованные неисправности. Каждая типовая
неисправность — будь-то:

♦	отсутствие генерации переменного напряжения;

♦	циклические перезапуски;

♦	сбой зарядного режима;

♦	неисправность переключения на внешнюю сеть;

•	срабатывание зашиты по температуре;

•	имеет четкую техническую природу, которую можно выявить и
устранить при правильном алгоритме проверки.

ПРИМЕЧАНИЕ

В большинстве случаев отказ связан с деградацией ком-
понентов. нестабильным питанием, нарушением связи
между узлами, либо ошибками в цепях измерения

Особенности конструкции российских инверторов. На россий-
ском рынке наиболее известным производителем автономных инвер-
торов является компания «МикроАрт-Про», выпускающая линейку
многофункциональных автономных преобразователей (МАП) Эти
устройства объединяют в себе функции:

♦	инвертора с синусоидальным выходом 220 В / 50 Гц;

♦	сетевого реле (байпас);

♦	зарядного устройства;

♦	в ряде моделей — контроллера заряда солнечных панелей.

Инверторы данной серии имеют продуманную схемотехнику и
высокую ремонтопригодность, что выгодно отличает их от многих
зарубежных аналогов Открытая структура, четкое разделение узлов,
применение стандартных компонентов и наличие защит делают их
удобными и обслуживании.

ОМИЧЕ ВИДЕО

Инверторы МАП
тестирование временем
в экстремальных условиях

Конструкции инверторов для
бесперебойного и автономного
электроснабжения

1пйрз://1Уе1п1егпе1.с1и1э/
ВЫВОД

Ремонт инвертора - это технически выверенный процесс,
основанный на знании схемы, логике устройства и прин-
ципах диагностики. При грамотном подходе большинство
неисправностей могут быть устранены в мастерской без
необходимости замены устройства целиком.

Главное — анализ, последовательность и понимание работы
каждого узла Только в этом случае инвертор действительно стано-
вится восстанавливаемым и надежным компонентом системы резерв-
ного электроснабжения.

Заключение

от автора

В этой главе мы разобрали основы работы инверторов и базовые
подходы к их ремонту Я старался изложить материал так, чтобы он
был полезен как начинающим специалистам, так и тем, кто уже сталки-
вался с подобной техникой на практике.

Однако я прекрасно понимаю: если вы занимаетесь ремонтом
профессионально, углубляетесь в схемотехнику или сталкиваетесь
с нетипичными неисправностями, представленного -бъема может
оказаться недостаточно. Ограничения формата не позволили под-
робно охватить все аспекты: алгоритмы диагностики, анализ реальных
отказов, схемные нюансы, замена компонентов, программные сбои —
все это заслуживает отдельного и более глубокого рассмотрения.

Если в вашей практике возникают вопросы, требующие техниче-
ского разбора, доступа к схемам, совета по ремонту инверторов,
стабилизаторов или других источников питания, — вы всегда можете
связаться со мной напрямую. Я открыт для профессионального диа-
лога, всегда рад поделиться опытом, помочь разобраться в сложных
ситуациях и направить вас в правильную сторону.

Пишите по электронной почте: <1еп)8а1ехееу17(а>шаП.г11 или в
Те1е§гат @Мае81го_500. Я отвечаю по мере возможности и всегда ста-
раюсь поддерживать живую связь с коллегами! Ведь знания ценны
только тогда, когда ими делятся.
ЧАСТЬ

8

НИЗКОЧАСТОТНЫЕ
СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Низкочастотные стабилизаторы напряжения представляют собой
устройства, предназначенные для поддержания стабильного уровня выход-
ного напряжения в условиях колебаний входной сети 220 В. Они получили
широкое применение как в бытовых, так и в промышленных системах элек-
тропитания, где критично обеспечение надежной и предсказуемой работы
оборудования Особую популярность получили модели, реализованные по
схеме ступенчатого регулирования на базе автотрансформатора с элек-
тронным переключением ступеней при помощи симисторов.
ГЛАВА 34

СТАБИЛИЗАТОРЫ
НАПРЯЖЕНИЯ НАСИМИСТОРАХ:
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

Симисторные стабилизаторы - это несложные, но весьма
эффективные устройства, способные удерживать выходное
напряжение в заданных пределах, несмотря на «пляшущую»
сеть. Здесь мы разберемся, как работает фазоимпульсное
управление, зачем нужен датчик напряжения на выходе, и как
срабатывает регулировка через оптосимистор Вы поймете,
почему такие схемы особенно популярны в бытовой технике и
чем отличаются по принципу действия от трансфооматор-
ных стабилизаторов.

Общая схема стабилизатора

и область применения

В отличие от релейных или сервоприводных конструкций, сими-
сторные стабилизаторы используют электронные ключи и опто-
симисторы для выбора нужной обмотки автотрансформатора в зави-
симости от уровня входного напряжения. Это позволяет эффективно
устранять провалы и всплески в сети, поддерживая выходное напряже-
ние в узком диапазоне (обычно 200...240 В).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ.

Симистор (симметричный триодный тиристор) или
триак (от англ. ГВ1АС - Ггюде /ог акегпаИпд сиггепГ) -
полупроводниковый прибор, являющийся разновидно-
стью тиристоров и используемый для коммутации
в иепях переменного тока
Такие схемы применяются в:

♦	стабилизаторах мощностью от 500 Вт до
10 кВт;

♦	бытовых системах защиты бытовой и
аудиотехники;

♦	лабораторных и телекоммуникацион
ных установках;

•	промышленных распределительных
панелях с нестабильной сетью.

Основой является трансформатор с
множеством отводов, к которым подклю-
чаются силовые симисторы.

ОМЫЫЕВИДЕО

Что внутри? Устройство
и работа симисторного
стабилизатора
напряжения на примере
лидер Р$400\У

Силовая часть стабилизатора:
трансформатор и симисторы

На схеме (рис. 34.1) показана силовая часть симисторного стаби-

лизатора, где реализовано девять ступеней регулировки. Каждая сту-
пень подключена через отдельный силовой симистор (обозначения
51-89), включающий соответствующую часть обмотки трансформатора.

Управление каждым симистором осуществляется через оптосими -

стор (например, МОС3063), что обеспечивает:
♦ гальваническую развязку от логической
схемы;

•	безопасное управление от микроконтроллера;

•	включение в момент перехода через ноль
(2его-сгоз8).

ВНИМАНИЕ.

В каждый момент времени
может быть включен только
один симистор, иначе произой-
дет короткое замыкание меж-
ду отводами трансформатора.

ОЫНЫЕ ВИДЕО

Симистор - как он
работает и где его
можно применить?
Самое понятное
объяснение!
Рис. 34.1. Силовая часть схемы стабилизатора
Канал управления
симистором

На рис. 34,2 представлена схема одного канала управления сими-
стором. Он включает:

♦	оптосимистор Л1 (например, МОСЗОбЗ),
получающий управляющий сигнал от ми-
кроконтроллера;

♦	силовой симистор 51 (например, ВТА16);

♦	резисторы ЯП, Я12, К.13, формирующие
управляющую цепь затвора;

•	ЯС-снуббер С1 + Я14, подавляющий выбро-
сы и обеспечивающий устойчивость при
индуктивной нагрузке.

Принцип работы:

♦	микроконтроллер подает управляющий
сигнал через резистор Я11;

♦	светодиод внутри оптопары активируется
и включает симистор В1;

ОЫИМЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Применение
симисторных
оптронов

♦	01, в свою очередь, открывает силовой симистор 51;

•	через силовой симистор на нагрузку поступает напряжение от
выбранного отвода трансформатора;

♦	снуббер подавляет переходные процессы и обеспечивает ста-
бильную работу.

Рис 54.2 Состав управления семистора
Особенности схемы
и требования

Симисторы работают с сетевым напря-
жением 220 В. поэтому номиналы цепей подо-
браны под высоковольтный режим. НС-снуббер
обязателен, особенно при индуктивной
нагрузке (обмотка). Оптосимисторы с Хего-
сго$8 минимизируют пусковые токи и шумы.
Резисторы в цепи затвора должны обеспечи-
вать надежный пусковой т ок. Важно исключить
одновременное включение нескольких сими-
сторов.

Симисторные стабилизаторы с трансформаторной схемой ступен-
чатой коммутации являются эффективным и надежным решением
для стабилизации переменного напряжения. Их простота схемы,
высокая надежность, отсутствие движущихся элементов и низкий
уровень шума делают их привлекательными как для частных пользо-
вателей, так и для специалистов по ремонту и обслуживанию

ОЫЫЫЕ ВИДЕО

Вебинар Релейные
и симисторные
стабилизаторы
напряжения для дома
Т.Р V- ФОРМИРОВАНИЕ
/ ПИТАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ
" В СТАБИЛИЗАТОРЕ НАПРЯЖЕНИЯ

В работе симисторного стабилизатора важны не только
цепи регулировки, но и собственное питание управляющих
элементов. Здесь формируются несколько напряжений: для
логики, измерительных цепей и оптосимисторов. Мы разбе-
рем, откуда берется питание для схем управления, почему
часто применяются простые обратноходовые преобразова-
тели, и какие фильтры сглаживают пульсации. Правильное
формирование питающих напряжений - ключ к стабильной
работе всего устройства.

Формирование УОЭ (12 В)
на базе И1ЧК306Р и 1М2576-АО]

Надежное питание управляющей и силовой логики стабилизатора
напряжения является одной из ключевых задач при проектировании
схемотехники. В данной главе рассмотрены принципы построения и
функционирования двух основных источников питания:

УОВ (12 В) — используется для силовой логики, драйверов, реле и
оптопар;

УСС (5 В) — обеспечивает питание микроконтроллера, цифровых
компонентов и интерфейсов.

Питание УЛЕ) формируется с помощью двух каскадов:

♦	первичного источника на ЫЫКЗО6Р (безгапьванический обратно-
ходовой преобразователь);

♦	понижающего стабилизатора на ЕМ2576-АОЕ
Рис. 35.1. Схема Формирования 12 В на плате управления (начало)

Основные этапы работы схемы (рис. 35.1):

♦	сетевое напряжение 220 В подается через предохранитель, вари-
стор и фильтрующие цепи на вход микросхемы ЫЫК306Р;

♦	выпрямление осуществляется диодом В10;

♦	формирование импульсов — ЦЫК306Р генерирует импульсы,
стабилизируемые цепочкой Ь2,1Д Б12;

♦	обратная связь реализована через оптопару Т14 и стабилизатор
Т1431;

♦	полученное напряжение =52,5 В подается на ЕМ2576-АБ1;

♦	ЬМ2576-АБ1 — понижающий импульсный стабилизатор, выда-
ющий 12,4В (\ФБ), настраивается внешним резистивным де-
лителем;

♦	дроссель ЬЗ и диод 021 образуют накопительный элемент и фазу

восстановления;

♦	выходной ЬС-фильтр (С26, С40, С41, С35)
подавляет пульсации.

При диагностике важно проверять наличие
напряжения =52 В на входе ЕМ2576 и стабиль-
ность 12,4 В на выходе.

Назначение У1)О:

♦	питание оптопар симисторов;

♦	работа реле и защитных каскадов;

♦	буферная логика и интерфейсы монито-
ринга.

ониыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

1.М2576 (1о1а5пее1
Рис 35 1. Схема формирования 12 В на плоте управления (окончание)

Формирование УСС (5 В)
на базе Т1.431 и транзистора ВСР56

Источником для стабилизатора 5 В служит УЭЭ = 12,4 В, Форми-
рование УСС реализовано по классической схеме с прецизионным ста-
билизатором ТЪ431 и регулирующим транзистором Т52.

Принцип работы схемы (рис, 35.2):

♦	коллектор Т32 (ВСР56) подключен к УОБ;

♦	эмиттер Т32 формирует выходное напряжение УСС;

•	делитель Я78/Н88 подает часть выходного напряжения на вход
КЕЕ Т1431;

♦	ТБ431 сравнивает вход с опорным 2,5 В и управляет током базы
Т32 через резистор К77;

♦	выходное напряжение стабилизируется по формуле:

где С/геГ= 1,23В — опорное напряжение на
выводе ЕВ;

♦	конденсаторы С27, С19, С24 и др. обеспе-
чивают фильтрацию и устойчивость схемы.

Достоинства схемы:

•	точная стабилизация уровня УСС;

♦	высокая помехоустойчивость;

♦	простота диагностики и ремонта.

ОМИЧЕ
ИНФОРМАЦИЯ

ВСР56 дайяЬее!

Ьйр5://Нуе1п(егпе(.с1ио/
Возможные неисправности
питающих напряжений и их диагностика

Для упрощения диагностики проблем с формированием питающих
напряжений в стабилизаторе напряжения ниже приведена сводная
таблица наиболее часто встречающихся неисправностей, связан-
ных с узлами УЭЮ (12 В) и УСС (5 В). В табл. 35.1 указаны типовые сим-
птомы, возможные причины и рекомендуемые действия по проверке и
устранению дефекта.

Эта таблица будет особенно полезна при первичной проверке
блока управления и позволяет быстро сузить круг поиска, не при-
бегая к полной трассировке схемы. Указанные признаки основаны на
практике ремонта стабилизаторов, построенных на базе импульсных
преобразователей Ы1ЧК306Р и ЬМ2576, а также линейных стабилиза-
торов с Т1431

Таблица 35.1

Возможные неисправности источников питания

Симптом	Возможная причина	Действие
Отсутствует 12 В (У00)	Неисправна ИМС306Р или обвязка	Проверить диод 010, оптопару, Т1-431
Напряжение >/00 есть, но 5 В отсутствует	Поврежден Т32 или Т1431	Проверить Й77, Я78, Т 1_431
У00 сильно пульсируе)	Неисправны С26.021 или дроссель	Проверка Е5К и пайки
Напряжение УСС нестабильно	Плохая фильтрация или ослабленный контакт	Проверить С27, С24 и выводы  Т32

ВЫВОД.

Корректное формирование напряжений УОй и ИСС - залог
надежной работы всей управляющей логики стабилиза-
тора. Эти узлы являются отправной точкой диагностики
при большинстве неисправностей, и должны проверяться
в первую очередь при любом отклонении в работе схемы.
^-| ГО=г^' ТИПОВЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ
'*Ж СИМИСТОРНЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ
‘1> НАПРЯЖЕНИЯ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Симисторные стабилизаторы, несмотря на простоту, могут
преподносить сюрпризы: от случайного пропадания выхода
до постоянного открытия или блокировки симисторов Мы
разберем самые распространенные поломки - от выхода из
строя управляющих оптосимисторов до проблем с цепями
измерения напряжения Пошагово рассмотрим методы диа-
гностики, способы выявления неисправностей в реальных
условиях и предложим эффективные пути их устранения
с минимальным риском для компонентов.

Ошибка коммутации:
одновременное включение нескольких симисторов

Одновременное включение двух (или более) симисторов, под-
ключенных к разным обмоткам автотрансформатора — это одна из
наиболее опасных неисправностей в стабилизаторах напряжения с
симисторным управлением. Несмотря на кажущуюся простоту схемы,
такой сбой может привести к разрушению всей силовой части и тре-
бует особого внимания при диагностике.

Суть неисправности. При штатной работе устройства одновре-
менно открыт может быть только один симистор, соответствую-
щий выбранной ступени регулирования. Он замыкает одну из обмоток
автотрансформатора на выход. Однако в случае ошибки управления,
высокочастотных помех или сбоя в схеме логики, может произойти
одновременное открытие двух симисторов, подключенных к раз
личным отводам. Это приводит к следующему:

• между отводами трансформатора возникает разность потенциалов;

♦ возникает ток короткого замыкания через транзитную обмот-
ку трансформатора;
•	в результате— мгновенный перегрев и
пробой сразу нескольких (или всех) сило-
вых симисторов.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Подобная ситуация считается
одной из наиболее фатальных
и дорогостоящих неисправно-
стей для подобных стабилиза-
торов

ОМ.1ЫЕ ВИДЕО

Как проверить
симистор. Несколько
простых способов

Меры предотвращения. Чтобы предотвратить ложное включе-
ние симисторов, особенно при наличии сетевых импульсных помех, в
схеме каждого силового ключа применяются ЯС-снубберы — цепочки
из резистора и конденсатора, включенные параллельно каждому
симистору На рис. 36.1 приведен типовой фрагмент схемы включе-
ния симистора.

Элементы выполняют следующие функции:

♦	резистор Н2 — ограничивает ток перезаряда конденсатора, снижа-
ет резонансные токи;

♦	конденсатор С9 — подавляет резкие фронты напряжения (БУ/ВТ),
вызывающие ложное открытие симистора;

•	снуббер в целом — увеличивает устойчивость симистора к комму-
тационным помехам и подавляет самопроизвольные включения.

Практические рекомендации:

♦	всегда проверяйте, что одновременно замкнут только один си-

мистор на схеме;

♦	при замене силового симистора обя-
зательно проверяйте состояние НС-
цепочки:

Рис. 36.1 НС-цепочка в цепи силового симистора (Р2 + С9)

ОКНЫЕ ВИДЕО

Схема защиты от
одновременного
открывания двух и более
симистооов
♦ при повторяющихся отказах — диагностируйте управляющую
логику (оптосимисторы, микроконтроллер, сигнальные цепи);

• в схемах с хего-сгоаь включением используйте исключительно оп-
тосимисторы с функцией синхронизации по переходу через ноль (на-
пример, МОС3063) — это критически важно для корректной работы.

Ложное срабатывание защиты
от короткого замыкания

Системы стабилизации напряжения на симисторах, особенно с
трансформаторными ступенчатыми обмотками, требуют обязательной
защиты от короткого замыкания (КЗ). Такая защита предотвращает
разрушение силовых ключей в случае неправильной коммутации или
аварийного режима на нагрузке.

Однако иногда защита срабатывает ошибочно, несмотря на нор-
мальную работу'устройства. В этой подглаве разберем механизм работы
этой защиты и возможные причины ложного срабатывания.

Принцип работы схемы защиты от КЗ. На схеме (рис. 36.2) пока-
зан типичный узел, реализующий контроль тока и напряжения, посту-
пающих с обмоток трансформатора.

Основная идея защиты: — сравнение напряжения, формируемого
на выходе стабилизатора, с уровнем напряжения, снимаемым с выбран-
ной (активной) обмотки трансформатора. Если микроконтроллер обна-
руживает избыточную разницу между этими сигналами, то это трак-
туется как аномальный токовый всплеск, характерный для короткого
замыкания, и происходит экстренное отключение силовых ключей.

НаМК
Состав схемы защиты:

♦	делители напряжения на резисторах К58, Я55, Я57, Я35 служат
для приведения уровней сигналов к диапазону, допустимому для
входов АЦП;

•	усредненное значение сравнивается программно с установленным
порогом;

♦	при превышении порога контроллер подает команду на отключе-
ние выходных реле, тем самым размыкая питание обмоток транс-
форматора.

Возможные причины ложного срабатывания указаны ниже.

1	. Паразитные импульсы на обмотках — могут возникать при рез-
кой смене нагрузки или при нестабильном входном напряжении.

2	Ошибки в делителях:

•	неправильно подобранные номиналы резисторов.

•	плохой контакт или деградация пайки;

•	утечка в плате из-за загрязнений.

3.	Сбой АЦП или его питания — заниженное напряжение питания
микроконтроллера может приводить к ошибочному считыванию
уровней.

4.	Слишком низкий программный порог срабатывания — требу-
ется корректировка в прошивке.

Рекомендации по диагностике:

♦	проверить реальное напряжение на делителях с помощью мульти-
метра и сравнить с ожидаемыми;

♦	проверить состояние и номиналы резисторов;

♦	протестировать питание микроконтроллера и его стабильность;

♦	ичистигь плату от загрязнений (флюс, пыль), особенно в районе
цепей измерения;

♦	при необходимости — внести корректировку порогов в программ-
ное обеспечение устройства.

гывод.

Защита от короткого замыкания — важнейший узел
любого стабилизатора, но ее корректная работа зави-
сит не только от схемотехники, но и от чистоты ис-
полнения. точности номиналов и надежности питания
логики. Ложные срабатывания устраняются пошаговой
проверкой входных цепей и уточнением программных
параметров.
Отказ оптопар и сбои [I
в дешифрации управляющих сигналов |

В системах стабилизации напряжения с симисторным управлением
надежность работы определяется не только состоянием силовых клю-
чей, но и корректной работой цепей управления. Одним из ключевых
звеньев между микроконтроллером и силовой частью являются опто-
симисторы (например, МОС3021), управляющие открытием силовых
симисторов. Также важную роль играет дешифратор 5Ы74НС138О,
формирующий выбор нужного канала.

Оптопары в цепи управления симясторами. Каждый симистор
коммутируется через оптопару с фазовым управлением. Это устрой-
ство обеспечивает гальваническую развязку между цифровой логи-
кой и цепями 220 В. Однако со временем оптопары подвержены неко-
торым видам отказов.

Характерные признаки выхода из строя оптопары:

♦	симистор остается постоянно включенным (оптопара «зависает»);

♦	симистор не включается даже при наличии управляющего сигнала;

♦	моргание нагрузки, нестабильная работа или случайное включе-
ние каналов;

♦	при подаче сигнала на оптопару не наблюдается открытие сими-
стора.

Причины отказов. Наиболее частыми причинами деградации
являются перенапряжения, скачки в сети, плохой теплоотвод, а также
коммутационные помехи в моменты переключения обмоток трансфор-
матора.

Роль дешифратора 8Ы74НС138О. Оптопары в стабилизаторе не
управляются напрямую от микроконтроллера. Между ними уста-

новлен двоичный дешифратор 5^74НС138О,
который по 3 битному адресу (А, В, С) акти-
вирует один из восьми выходов, тем самым
выбирая нужную оптопару.

При сбоях в 8М74НС138П могут наблю-
даться следующие проблемы:

•	включается не та ступень обмотки;

♦	несколько симисторов активируются од-
новременно— это может привести к ко-
роткому замыканию между отводами
трансформатора;

ОЫНЫЕ ВИДЕО

Ках проверить
оптопару. Очень
простая методика
и оригинальная идея
♦	оптопары не получают сигнала, несмотря на исправную работу ми-
кроконтроллера;

♦	полная потеря реакции на изменение входного напряжения;

♦	нестабильная работа при скачках в сети.

ПРИМЕЧАНИЕ,

Микросхема чувствительна к статике, импульсным по-
мехам и перегреву. Даже незначительные повреждения
могут привести к зависанию выходов или их случайной
активации.

Что проверять при диагностике. При
подозрении на неисправность схемы управле-
ния стабилизатора (в том числе логики дешиф -
ратора, оптопар и обвязки) рекомендуется
использовать поэтапный подход к диа1но-
стике. В приведенной ниже таблице табл. Зб.1
указаны основные этапы проверки, типовые
симптомы и рекомендуемые действия Такой
алгоритм позволяет системно исключать воз-
можные причины сбоев и значительно ускоряет
поиск неисправного узла.

омыые
ИНФОРМАЦИЯ

ОаСазЬееС
5И74НСТ158О

Пошаговая проверка цепей управления симисторами

Таблица 56.1

№	Этап	Описание
1	Проверка дешифратора 5И74НС158О	Подайте вручную уровни на входы А В, С и проверьте изменение логики на выходах (70-77)
2	Осциллографом - импульсы на входах оптопар	Убедитесь, что импульсы поступают от дешифратора к оптопарам
3	Прозвонка соединений	Проверить гайку между выходами дешифратора и входами оптопар - часто наблюдаются холодные соединения
4	Замена дешифратора	При любом подозрении на нестабичьногть рекомендуется заменить 5^4НС138Э - он стоит недорого.а ошибки диагностики дгрр'-рго стоят

Для удобства диагностики и ускорения поиска неисправностей
ниже приведена сводная таблица табл. 36.2 с типовыми симптомами
выхода из строя оптопар и дешифратора 5К74НС1380, а также рекомен-
дациями по их проверке. Эта информация поможет быстро локализо-
вать источник сбоя при нестабильной работе стабилизатора, случайных
коммутациях или отсутствии реакции на управляющие сигналы.
Основные признаки неисправностей в цепях управления симисторами

Таблица 36.2

Признак неисправности	Возможная причина	Рекомендуемые действия
Симистор постоянно включен	Пробой или деградация оптопары	Проверить оптопару и заменить при необходимости
Симистор не включается	Обрыв в цепи -птопары или выход дешифратора	Прозвонить цепь от дешифратора до оптопары, подать тестовый сигнал
Случайные включения/ щелчки	Нестабильная работа дешифратора или повреждение оптопары	Проверить пульсации питания, стабилизаторы заменить 8К74НС138О
Включается не та ступень	Сбой адресации дешифратора (5Н74НС138О	Проверить входы А. В, С дешифрэ-ора. заменить 8И74НС] 380 при ошибках
Несколько симисторов включаются одновременно	Сбой в логике дешифратора или нарушение адресных входов	Изолировать управление и подавать сигналы вручную, исключить сбой в логике
Нет реакции на изменение напряжения	Не работает АЦП микроконтроллера или ошибка прошивки	Проверить сигнал с АЦП подать фиксированное напряжение на вход
Стабилизатор зависает при запуске	Дешифратор выдает нестабильные выходы, сбои логики запуска	Проверить стабильность +5 В заменить дешифратор или микроконтроллер

Повреждение КС-цепочек
и ошибки при их замене

КС-цепочки, включенные параллельно силовым симисторам,
играют важнейшую роль в обеспечении стабильной работы схемы ком-
мутации. Они выполняют функцию снубберов — гасят высокочастот-
ные выбросы, подавляют импульсы перенапряжения и ограничивают
скорость нарастания напряжения (сГУ/ск) на переходах симисторов. При
нарушении их параметров резко возрастает риск паразитного вклю-
чения или некорректной коммутации ступеней трансформатора.

Основные причины неисправностей приведены ниже.

1.	Деградация или пересушивание конденсатора:

♦	изменение емкости (снижение в 2...5 раз);

•	потеря герметичности и утечка;

♦	увеличение Е8К и снижение времени разряда:

♦	результат некорректное закрытие симистора, дребезг или са-
мопроизвольное включение.

2.	Изменение номинала резистора:

•	высокий номинал —» замедленная разрядка конденсатора -♦ пло-
хое закрытие симистора;

♦	слишком низкий номинал —> избыточный ток через цепочку -♦ пе-
регрев и возможное возгорание;

♦	результат ошибки синхронизации, ложные срабатывания заши-
ты от короткого замыкания.
3.	Неправильный подбор компонентов
при ремонте:

♦	установка неподходящих номиналов
(например, С = 0,22 мкФ вместо 0,1 мкФ.
К = 100 Ом вместо 390 Ом).

♦	применение компонентов без надлежа-
щего класса изоляции (например, XI
вместо Х2 дня конденсатора).

•	отсутствие учета рабочею напряжения —
конденсаторы ниже 400 В не допускаются.

ОИиИЕ ВИДЕО

Простой расчет
КС-цепочки

ПРИМЕЧАНИЕ

В КС-цепочке конденсатор должен быть только класса
Х2 с номинальным напряжением не ниже 275 ВАС и тем-
пературной стойкостью не ниже Х7К Резистор — не ме-
нее 0.5 Вт. желательно металлопленочный, с номиналом,
рекомендованным производителем устройства.

Возможные симптомы неисправности приведены в табл. 36.3.

Неисправности, симптомы и действия по их устранению

Таблица ЗЬ.З

Симптом	Возможная причина	Действие
Симистор остается открытым после команды	Увеличен номинал В / деградировал С	Проверить и заменить КС- цепочку
Ложное включение ступени при переходе через ноль	Утечка в С, снижена емкость	Про звонить мультиметром при необходимости заменить
Частое срабатывание защиты потоку	Нарушена синхронизация коммутации	Проверить номиналы КС цепей, особенно на соседних каналах
Быстрый нагрев симистора при работе	КС-цепь не гасит переходные процессы	Установить рекомендованные номиналы С и В

Рекомендации по диагностике:

♦	проверяйте емкость снятых конденсаторов на приборе с функци-
ей измерения Е8К,

♦	обязательно прозванивайте резисторы на обрыв и проверяйте со-
ответствие номинала;

♦	при замене КС-цепочки ориентируйтесь на номиналы, «родных»
компонентов.
Сбои в логике управления
и программные ошибки микроконтроллера

ОИНЫЕ ВИДЕО

Ошибки при прошивке
микроконтроллера
12 частых ошибок при
программировании
микроконтроллеров

В стабилизаторах напряжения с симисторным управлением микро-
контроллер выполняет ключевую функцию по определению нужной
ступени регулировки и формированию сиг-
налов включения симисторов. От точности
работы алгоритма зависит не только качество
стабилизации, но и безопасность работы
устройства

Однако на практике возможны ситуации,
когда алгоритм управления нарушается.
Это может происходить как в результате про-
граммного сбоя, так и после замены микро-
контроллера, если была загружена некор-
ректная прошивка или не выполнена кали-
бровка по уровням напряжения,

Характерные признаки сбоев представ-
ленны в табл. 36.4.

Характерные признаки сбоев

Таблица 56 4

Признак	Возможная причина
Симисторы включаются вне момента перехода напряжения через ноль	Нарушен алгоритм гего - стобь включения
Одновременное включение двух ступеней	Повреждена логика декодирования или перепутаны управляющие сигналы
Переключения ступеней происходят хаотичн-	Повреждена область памяти микроконтроллера ошибка адресации дешифратора
Симисторы включаются при отсутствии команды	Перепуган порядок активации портов или нарушена маска вывода

ВНИМАНИЕ.

Работа симистора вне момента перехода через ноль
(гего сгоззтд) может привести к мощным выбросам
тока, нагреву силовой части и даже пробою обмоток
трансформатора.

Поэтому в прошивке обязательно должна быть реали-
зована синхронизация включений по нулевому проходу
сетевого напряжения.

\_____________________ ___________________________.
Диагностика. Для выявления программных сбоев потребуется
осциллограф с двухканальным режимом, подключенный:

♦	к управляющему выходу микроконтроллера (один из портов,
например, РВ0-РВ2);

♦	к сигналу на вход оптопары (МОС3021), ведущему к симистору.

Проверка:

♦	сравниваются задержки и синхронность — управляющий импульс
должен приходить строго в момент перехода через ноль;

♦	проверяется последовательность активации ступеней при измене-
нии входного напряжения;

♦	при наличии возможности — читается содержимое логов микро-
контроллера или проводится перепрошивка с проверенной верси-
ей ПО.

Что делать при подозрении на ошибку в логике:

♦	перепрошить микроконтроллер с использованием оригинальной
или заранее сохраненной прошивки;

♦	проверить таблицу соответствия портов микроконтроллера выхо-
дам дешифратора (если используется 8Ы74НС138В);

♦	убедиться, что соблюдены паузы между переключениями и нет
конфликтов по таймингу;

•	при необходимости — временно исключить автоопределение уров-
ня сети и протестировать каждую ступень вручную.

На практике сбои логики чаше всего возникают после ремонта
или обновления, когда прошивка загружается без предварительной
верификации или с использованием ^универсального^ образа. Даже
при идентичной плате схемные различия могут потребовать адапта-
ции алгоритма.

Таблица (табл. 36.5) с типовыми логами сигналов управления
симисторами, которую можно использовать при диагностике ошибок
прошивки или логики.

ПРИМЕЧАНИЕ

Уровень (.ОкУ на выходе дешифратора означает актив-
ный выход. Проверку момента включения необходимо
выполнясь в привязке к нулевому проходу сетевого на-
пряжения (через отдельный канал осциллографа). Сигнал
.на входе оптопары должен быть импульсным и совпа-
дать с логикой «включения по нулю» - иначе возможны
перегрев или пробой симистора.
Таблица логики сигналов управления симисторами

Таблица 56.5

Событие	Сигнал на входе 5М74НС138О	Активный выход (ГО ..У7)	Сигнал на входе оптопары (например, МОС3021)	Состояние симистора
Нормальное включение ступени №1	ООО	У0 = 1_ОЛ	Периодический импульс в момент перехода через 0	включается ступень 1
Переключение на ступень №2	0С1	VI = ЮУУ	Импульс появляется, остальные...тишина	Включается ступень 2
Аварийное одновременное включение	ООО, затем 001 без паузы	У0иУ1 активны одновременно	Импульсы на двух оптопарах	КЗ между ступенями
Отсутствие импульса на нужном выходе	010	У2 = Н16Н (не работает)	Нет сигнала на входе оптопары	Ступень не включается
Нарушение синхронизации	011	УЗ = ЮУУ	Импульсы приходят не в ноль	Повышенный шум, возможно залипание
Устойчивое «зависание» на одной ступени	Любой	Только один Ух всегда 1.0У.	Постоянный сигнал на оптопаре	Симистор залипает
Сбой дешифрации (ошибка 5М4НС138)	Нормальные входы А В:С	Несколько выходов Ю\У	Несколько оптопар активны	Аварийное вклю- чение сразу не- скольких ступеней

Пробой силового симистора:
симптомы, причины и диагностика

Пробой силового симистора — одна из наиболее опасных и при
этом достаточно распространенных неисправностей в симисторных
стабилизаторах напряжения. Даже при штатной работе, особенно при
длительной нагрузке с индуктивным или нелинейным характером
(например, компрессоры, насосы, сварочные аппараты), возможно вну-

треннее разрушение р-п-перехода силового элемента.

Типовое поведение при пробое. После

пробоя симистор теряет управление и пере-
ходит в состояние постоянной проводимо-
сти. вне зависимости от управляющего сигнала
с оптопары. Это приводит к:

♦	постоянной подаче напряжения с одной из
ступеней трансформатора;

♦	некорректной логике регулирования на-
пряжения;

♦	перегрузке трансформатора, повышенному
нагреву, срабатыванию защиты;

♦	отказу схемы коммутации, при включении
другой ступени возникает КЗ между обмот-

ОЫк1МЕ ВИДЕО

Как проверить
оптопару и паоадокс
симистора

ками
ВНИМАНИЕ.

Симисторы подвержены термическому пробою в мо-
мент включения нагрузки при пике напряжения.
Повреждение может произойти и при ложной актива-
ции, если отсутствует синхронизация с нулевым пере-
ходом сети. При нарушении НС-цепочки или сбое в драй-
вере фотосимистора также возрастает риск пробоя.

Признаки неисправности стабилизатора указанны в табл. 36.6.

Признаки неисправности стабилизатора и рекомендации по устранению

7аблица 36.6

Симптом	Возможная причина	Рекомендуемое действие
Нагрузка остается подключенной без командо!	Пробой силового симистора	Прозвонка симистора; замена на новый
Невозможно переключить ступень	Один симистор всегда проводит	Проверка всех ступеней; исключить параллельное включение
Быстрый нагрев трансформагора без нагрузки	Постоянное напряжение на обмотке	Проверить выходы стабилизатора; отключить ступени
Срабатывание защиты при переключении ступени	Паразитное включение второго симистора	Проверить < ппояние драйвера, оптопары и дешифратора
Выходное напряжение занижено/завышено	Заклинившая ступень в цепи	Проверить цепь управления и симистор

ПРИМЕЧАНИЕ.

Для точной диагностики пробоя рекомендуется от-
ключить симистор от плоты (или хотя бы разомкнуть
цепь анод-катод) и прозвонить в обе стороны. При ис-
правности оба направления должны показывать высо-
кий уровень сопротивления при отсутствии управляю-
щего сигнала.

Первичная диагностика
стабилизатора

Для удобства обслуживания и ускорения первичной диагностики
в таблице табл. 36.7 приведены наиболее часто встречающиеся сим-
птомы неисправностей стабилизаторов с симисторным управлением,
а также вероятные причины их появления и рекомендации по устране-
нию. Эти сведения будут особенно полезны при проведении сервисного
ремонта и позволяют значительно сократить время поиска неисправ-
ного узла.
Талица первичной диагностики стабилизатора

Таблица 36.7

Симптом неисправности	Возможная причина	Рекомендованное решение
Стабилизатор не включается вообще	Нет питания УСС или УЭО пробит предохранитель, неисправен узел питания на базе ЦЫКЗО6	Проверить напряжения питания, заменить предохранитель, прозвонить ключевые элементы питания
Индикация есть, но нет напряжения на выходе	Не работает схема дешифрации или оптопара обрыь сигнальногх цепей управления	Проверить работу 5И74НС158 и оптопар убедиться з наличии управляющих импульсов от МК
Нестабильное выходное напряжение	Неисправен микроконтроллер, сбой в дешифраторе, плохие пайки	Продиагностировать работу МК. перепрошить или заменить, проверить пайку дешифратора
Выбивает предохранитель при включении	Пробой симисгора,короткое замыкание обмотки, неисправность силовой части	Прозвонить симисторы отключить нагрузку, заменить пробитые компоненты
Заметный перегрев одного или нескольких симисторов	Одновременное включение нескольких симисторов. плохая развязка или пробой оптопар	Добавить задержку между переключениями, заменить поврежденные симисторы и оптопары
Стабилизатор часто перезапускается	Перегоев микроконтроллера, плохой контакт датчика гемперагуры.сбои прошивки	Проверить температурные датчики и прошивку, восстановить нормальный тепловой режим
Симисторы выходят из строя при первом включении	Нарушена логика управления симисторами, отсутствует задержка между переключениями	Установить ВС-цепочки на управляющие цепи симисторов проверить логику МК
Сеть видна, но не происходит переключения обмоток	Выход из строя оптопар или транзисторов управления реле неисправность дешифратора	Заменить неисправные транзисторы, оптопары, прозвонить цепи реле
На выходе напряжение ниже нормы даже при нормальной входной сети	Не подключена нужная обмотка, пробои симистора, неисправен дешифратор	Проверить схему выбора обмотки, заменить неисг.равпый симистор или дешифратор
Индикация ошибок или аварий без видимых причин	Проблеме! с контактами разъемов, сбои в схеме измерения ошибки прошивки	Очистить разъемы, обновить прошивку, провести диагностику схемы измерения

Заключение
по главе

Стабилизаторы напряжения с симисторным переключением обмо-
ток трансформатора зарекомендовали себя как надежные, бесшумные
и энергоэффективные устройства, особенно в системах, рассчитанных
на длительную эксплуатацию в условиях нестабильной сети.

Ключевое преимущество таких схем — отсутствие движущихся
механических частей (в отличие от релейных стабилизаторов), высокая
скорость реакции на изменение входного напряжения и минимальный
уровень шума при переключениях.

Однако наиболее уязвимым узлом остается силовой симистор-
ный каскад, который подвергается значительным токовым и темпера-
ОМОНЕ ВИДЕО

Быстрая диагностика
симисторного
стабилизатора

турным нагрузкам. Особенно критичны ситу-
ации одновременного включения нескольких
симисторов, пробоя, а также сбоев в логике
управления или дешифрации.

Для обеспечения стабильной работы важно:

•	четко соблюдать алгоритмы коммута-
ции, привязанные к переходу напряжения
через ноль;

♦	контролировать состояние КС-цепочек,
обеспечивающих устойчивость симисторов:

♦	реализовать надежные схемы защиты от
перегрузки и короткого замыкания.

При грамотной реализации схемы и регулярной профилактике
такие стабилизаторы демонстрируют высокую ремонтопригод-
ность и устойчивость даже в сложных электросетях с резкими пере-
падами напряжения.
ЧАСТЬ

9

РЕМОНТ
ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
ЖКТЕЛЕВИЗОРОВ

Импульсные блоки питания (ИЬП), применяемые в ЖК-телевизорах, пред-
ставляют собой комплексные схемотехнические узлы, сочетающие в себе
элементы силовой электроники, управления и защиты. В данной части мы
разберем структуру ИБП на примере модели 1.6Р42-13Я2 от 1_(2.
ГЛАВА 37

ИМПУЛЬСНЫЕ БЛОКИ
ПИТАНИЯ ТЕЛЕВИЗОРОВ:
УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП РАБОТЫ

Импульсные блоки питания в телевизорах - это компактные,
но мощные устройства, способные обеспечить стабильную
работу всей электроники. В этой главе мы разберемся, как они
устроены, какие функции выполняют основные узлы, как про-
исходит преобразование и стабилизация напряжения. Особое
внимание уделим взаимодействию высоковольтной части
с цепями управления, принципам запуска и типовой схеме
построения БП Все это - с практическим уклоном, чтобы в
дальнейшем было проще ориентироваться в ремонте и про-
верке телевизионных блоков.

Архитектура импульсного блока питания
и его основные узлы

Рассмотрим модель БСР42-13К2 от ЬС (рис. 37.1), детально изучим
его узлы, а также освоим методику запуска блока «на столе», без участия
основной платы телевизора.

Современные телевизоры требуют стабильного питания при
минимальных габаритах и высокой эффективности, поэтому импульс-
ные БП стали стандартом индустрии. В конструкции рассматривае-
мого блока БСР42-13К2 реализована типовая последовательность узлов
(рис. 37.2):

♦ входной фильтр и выпрямитель — устраняют высокочастотные
помехи и формируют постоянное напряжение с питающей сети
220 В;
Рис. 37.1. Блок питания телевизора сб

♦	корректор коэффициента мощности (РЕС) — стабилизирует по-
стоянное напряжение на главном электролитическом конденсато-
ре, независимо от входных условий (обычно 381)-400 В);

♦	дежурный источник питания (ЗТапйЬу Р8Ц) — формирует на-
пряжение 3.5...5 В или 12 В, присутствующее постоянно при пода-

че сетевого питания;

♦	основной силовой преобразователь
(Мат Р811) — работает по полумостовой
схеме и обеспечивает формирование на-
пряжений 12 В и 24 В;

* повышающие преобразователи подсвет-
ки (ЬЕВ-бпуег Воо81 СолуегГегз) — преоб-
разуют шину напряжения в ток, питающий
светодиоды;

♦ цепи обратной связи и управления — ре-
ализованы через оптопары и стабилизато-
ры, обеспечивают точное регулирование и
гальваническую развязку.

ОЫиЫЕ ВИДЕО

Принцип работы
импульсного блока
питания
Рис 37.2. Структурная схема блока питания 1.СР42-13К2

ПРИМЕЧАНИЕ.

Все узлы работают согласованно, формируя и распре-
деляя питание между системами телевизора Основной
преобразователь не запускается без разрешающего сиг-
нала от дежурного источника и управляющего сигнала
от Мат Воагд.
Методика запуска
блока питания ЮР42-13Й2 на столе

Запуск блока вне телевизора — полезный прием при ремонте,
позволяющий упростить диагностику, особенно у телевизоров с боль-
шой диагональю.

Для запуска блока без основной платы необходимо выполнить сле-
дующие действия:

♦	подать сетевое напряжение 220 В на вход блока через лаборатор-
ный автотрансформатор или изолированный источник;

♦	проверить напряжение дежурного питания (8ТВ), которое
должно быть доступно сразу после включения. Обычно оно состав-
ляет 3,5...5 В или 12 В (в зависимости от модели);

♦	подать управляющий сигнал включения (Р01ЛГЕК. ОМ) на соот-
ветствующую линию Это обычно логический уровень «1» (около
2,5...5 В), подаваемый на вход оптопары или логическую цепь;

*	подать сигнал ВЬ-ОМ (подсветка ОМ) — при необходимости про-
верки работы ЬЕО-драйвера;

♦	подключить нагрузку на выход 12 В или 24 В — если необходимо
проверить работоспособность под нагрузкой (например, лампу на-
каливания или эквивалент).

ВНИМАНИЕ.

Без разрешающего сигнала РРС и основная силовая
часть не активируются Нагрузку подключать только
после подачи управляющего сигнала!

Внимательно контролируйте работу системы защиты — при пере-
грузке, коротком замыкании или ошибке в запуске блок питания может
выключаться автоматически.

ВЫВОД.

Импульсный блок питания 1.СР42-13Я2 представляет
собой наглядный пример продуманной схемотехники,
сочетающей РРС-корректор. дежурное и основное пита-
ние, а также иепи БЕО-подсветки Понимание архитек-
туры и методов запуска позволяет эффективно про-
изводить диагностику и ремонт подобных блоков даже
вне телевизора

1пйр5://Нуе1п(егпе(.с1ио/
Данная модель БП была выбрана не случайно — его конструкция
одновременно достаточно наглядна для понимания основных прин-
ципов и при этом содержит все ключевые элементы, типичные для
большинства подобных устройств.

ОШЫЕ ВИДЕО

Запуск и проверка блока
питания с 1.СО телевизора

Устройство и принцип
работы блоков питания ЖК ТВ.
Виды преобразователей
ВХОДНОЙ КАСКАД

БЛОКА ПИТАНИЯ:

ФИЛЬТРАЦИЯ,ЗАПУСК И ЗАЩИТА

Именно с входного каскада все и начинается. Он первым встре-
чает сетевое напряжение, фильтрует помехи, ограничивает
броски тока и защищает схему от аварий. В этой главе рассмо-
трим, кок устроены фильтры высокочастотных помех, терми-
сторы, варисторы и элементы плавного запуска. Разберемся,
как они взаимодействуют между собой и как проверить их
исправность при ремонте. Ведь именно от надежной работы
входного каскада зависит, дойдет ли питание до ключевых
узлов блока или закончится все пробитым предохранителем

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Полная структурная,
электрическая
и монтажная схемы блока
питания 1_6Р42-15Н2

Сетевой ввод,
фильтрация и защита

Рассмотрим начальные цепи
импульсного блока питания телевизора
ЬС модели Ь6Р42- 13К2. Этот участок схемы
включает в себя элементы электромагнит-
ной фильтрации, защиты от перенапряже-
ний, подавления пускового тока и формиро-
вания первичного постоянного напряжения,
необходимого для последующей работы
схемы коррекции коэффициента мощности
(РРС) и силового преобразователя.

Нэ принципиальной схеме блока пита-
ния (рис. 38.1) первой цепью выступает
сетевой разъем с тремя контактами:
фаза (Ь), нейтраль (К) и защитное заземле-
ние (РЕ). Контакт РЕ соединен с металличе-
ЫУЕ ЧОТЯАЬ

Рис. 38.1 Входная часть схемы блока
питания ШР42-13Р2

ским шасси телевизора и обеспечивает
защитное зануление, крайне важное
для электробезопасности устройства.
Однако в реальных бытовых условиях
эффективность этого элемента может
снижаться из-за нестабильного подклю-
чения к заземляющему контуру.

После входного разъема напряже-
ние поступает на предохранитель Е100
(5 А / 250 V). Его задача — ограничить
последствия короткого замыкания,
физически разрывая цепь при превы-
шении допустимого тока.

Следом размещены элементы филь-
тра подавления высокочастотных
помех и защиты от перенапряжений:

♦	ЕМ1-фильтр реализован на двух дрос-
селях ЬР101 и ЬР102, Х-конденсаторах
СХ101, СХ102 и V-конденсаторах, со-
единенных с землей;

♦	варистор УА101 (1МК14О621К)
защищает от резких импульсных
скачков напряжения, снижая их до
безопасного уровня;

*	резистор К100 (=1,2 МОм) шунти-
рует X-конденсаторы и обеспечива-
ет безопасный разряд накопленно-
го заряда после отключения блока
от сети.

Подавление помех
с помощью фильтров ЕМ/Р11.
После фильтрации энергия поступает на диодный мост ВО 101,
преобразующий переменное напряжение сети в высоковольтное
постоянное напряжение (=310 В), сглаживаемое крупным электро-
литическим конденсатором.

Цепь плавного запуска
и защита РЕС

Перед поступлением напряжения на РРС-контроллер, оно прохо-
дит через МТС-термистор Н101 (5В15) — это элемент ограничения
пускового тока, возникающего при зарядке сетевого конденсатора.
В холодном состоянии термистор имеет сопротивление порядка 5 Ом,
ограничивая первичный ток, а при нагреве снижает сопротивление до

долей Ома.

Цепь питания РРС и дежурного источ-
ника защищена дополнительным предохра-
нителем Р101 (3,15 А). Это позволяет лока-
лизовать повреждения:

♦	при выходе из строя Р100, но целости
Р101 — причина вероятнее всего г РРС-
модуле,

♦	если Р101 также поврежден— стоит
проверить дежурный источник и ос-
новной преобразователь.

ОЫиЫЕ ВИДЕО

Корректоры
коэффициента мощности.
РТС Осциллограммы
работы

ПРИМЕЧАНИЕ.

Элементы ЕМ1-фильтра крайне редко выходят из
строя. Типовая неисправность - обрыв обмотки дрос-
селя. чаще всего 1.Р102. Простая прозвонка цепи от се-
тевого входа до диодного моста позволяет быстро вы-
явить такие проблемы.

Таким образом, входной участок блока питания выполняет сразу
несколько критически важных функций:

•	подавление ВЧ-помех, защита от перенапряжений;

♦	безопасный запуск схемы за счет ограничения тока;

♦	первичное формирование постоянного напряжения;

♦	локализация возможных аварийных режимов за счет предохрани-
телей

Эффективная диагностика на этом этапе — основа быстрого
ремонта блока питания и исключения скрытых дефектов.
ГЛАВА 39

ВЫПРЯМИТЕЛЬ
И УЗЕЛ ФОРМИРОВАНИЯ
ДЕЖУРНОГО ПИТАНИЯ

После прохождения через входной фильтр сетевое напряжение
выпрямляется и поступает в цепь дежурного питания - ту
самую, которая «не спит» даже в режиме ожидания. Здесь фор-
мируется стабильное низковольтное питание, питающее кон-
троллеры, микросхемы запуска и логические цепи. Мы подробно
разберем, как работает первичный выпрямитель, какие схемы
дежурного питания наиболее распространены, и но что обра-
щать внимание при их диагностике Ведь без исправного дежур-
ного блока не стартует ни один импульсный источник питания.

Выпрямитель
переменного напряжения

После прохождения через цепи фильтра-
ции и защиты, сетевое напряжение поступает
на выпрямительный мост Б0101 (рис. 39.1).
В большинстве современных блоков питания
такие мосты выполнены в виде компактных
модулей с четырьмя выводами: два для пере-
менного входа (АС) и два для постоянного
выхода (ОС). Маркировка, например Т810К60,
указывает на параметры 10 А максимального
тока и 600 В рабочего напряжения (буква «К»
означает умножение на 10).

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Т510К60 - ОаСазПееС
Рис. 39.1. Часть схемы блока питания 1.6Р42 13Р2 с выпрямителем

Дополнительно в цепи анода моста предусмотрен фильтр на дрос-
селе ЕВ106 и У-конденсаторе СУ 110, подключенном к земле. Эта часть
схемы снижает уровень высокочастотных помех, повышая электро-
магнитную совместимость блока питания.

На выходе выпрямителя формируется пульсирующее постоянное
напряжение с частотой 100 Гц и амплитудой -310 В. Такое напряжение
нуждается в сглаживании. Однако в блоках питания мощностью более
30 Вт, в соответствии с ЕМС-стандартами, обязательно применя-
ется РРС (Ро^ег Рассог Соггесйоп) Она обеспечивает стабилизацию
напряжения на уровне 390...400 В, независимо от амплитуды сетевого
входа (ПО...240 В).

На схеме после выпрямителя установлен входной пленочный
конденсатор Сб01 (0,82 мкФ), играющий роль первичного фильтра
до РРС (рис. 39.2).

Затем напряжение поступает на сетевой электролитический кон-
денсатор С610 (82 мкФ). Этот элемент заряжается двумя способами:

• через обходные диоды В601 и 0602, соединенные между плюсом
моста и С610;

♦ или (в альтернативных схемах) через дроссель 1.601 и диод 0603.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Обходные диоды критически важны- они обеспечивают
устойчивый запуск схемы и зарядку С610 до 510 В еще
до включения РРС

ч_______________________________________________,
е

В0101

ТС10*60

АС2 /

<3

СУ1Ю
1В106 68°рр
В ТУР1 25ОУ

С605

С

0605
Г1.С

0606
и с
Е*

СУ104

470рР
250У

В601 =Ь
02

। —ст— —
2М

В 602
02

0609
М С

100

СТ 103
470рГ
250У

н

О

С601
=4= 0.82рГ

500У

6

С606

№01	0602	НЯ2

83У60 53У60 •НЕАТ-31ЫК'

0603

I ЗТТНЮЬСООбГР

И52 Д\

НЕАТ-81МК'/1Д

1В601
В-ТУРЕ

1601
128 1_Р01
Ё26М

‘С60'
В2А20133О

ГВ

ВТ

6

3216
Е

16

ПС
0603

0601

гллл	5Т Г 13^6014

Р6Ю
1М4148У/

8_!

В60Л
Юк

КТ 61290 7А5 (2Н)
1Р609

270

СОМР

ОУР2

4= 0,022рР =4=0,(М7рР

50У

50У

С607
М.С

ВЬО.5

------ПП-

В6Ю юо
270*
18

2

7

УСС

О11Т

3

6

5

сип

С8

С6'4
4= 220иР

В613

/50к

ТКУ

Р)

С61Э

В614

75О«-

В615

750к

82иР _1+ Вб 16

450У Т
КМЕ

750и

4623

750к

В617
ЗОк

В612

33 УСС

С604

=4= г- 1иР
ЬОУ

20601 г-

ь.яу2^

С608

=!= ЮООрР

50У

С60?

=}= КТООиР
50У

0607

0< —
1И414М

В618

ЫВгЧ
24* Ы
1&У

V

Рис. 39.2 Часть схемы после выпрямителя

326	Ремонт источников питания
Гальваническая развязка
и деление схемы

На схеме блока питания (рис. 39.3) пунктирная линия делит его
на «горячую» (первичную) и «холодную» (вторичную) части. Эти
области также обозначаются как Рптагу/Зесопбагу или Но1/СоШ
Разделение связано с требованиями электробезопасности.

Гальваническая развязка осуществляется:

♦	с помощью импульсного трансформатора, передающего энергию
между первичной и вторичной сторонами без электрического кон-
такта;

♦	через оптопары, обеспечивающие обратную связь между зонами
за счет светового излучения.

Иногда используется У-конденсатор, соединяющий землю горячей
и холодной зон Он подавляет ВЧ-помехи, но не нарушает изоляции.

ВНИМАНИЕ.

Термин «холодная часть» не означает отсутствие вы-
сокого напряжения. В цепях ЬЕВ-подсветки может при-
сутствовать до 200 В
Сформированное высокое постоянное напряжение поступает в узел
формирования дежурного питания (81апдЬу), который мы рассмо-
трим далее. Он остается активным даже при выключенном телевизоре
и обеспечивает питание для логики запуска и управления.

Узел дежурного питания

на базе 1СЕЗВЙ4765Я

На принципиальной схеме дежурного источника питания
(рис. 39.4) можно увидеть, что он реализован на базе специализиро-
ванной микросхемы 1СЕЗВК476512, интегрированной в В1Р-8 корпус.
Данный контроллер содержит встроенный силовой МО8РЕТ и отно-
сится к наиболее компактным решениям — совмещающим функции
управления и силового ключа в одном корпусе.

Существуют три типовых варианта построения ЗгапбЬу-
источников:

♦	с дискретным ШИМ-контроллером и внешним МО8ЕЕТ;

♦	с ШИМ-контроллером внутри корпуса ключа;

♦	с интегрированным решением, как в нашем случае.

РЕС

257(16У)

Рис. 59.4. Часть схемы блока питания 1.6Р42-13К2 - дежурное питание но 1СЕЗВР4765}2
Основные выводы микросхемы
1СЕЗВВ476512:

♦	ВА — автостарт/рестарт;

*	ЕВ — вход обратной связи;

♦	С8 — измерение тока (Сиггепг Зепзе);

♦	Огат — сток встроенного ключа;

♦	УСС — питание микросхемы;

•	СЫЛ — общий провод.

Вывод Огат соединен с первичной обмот-
кой трансформатора Т501 и служит для форми-
рования пускового на пряже ния при включении
устройства. После запуска и начала генерации,
питание подается на вывод УСС, формируя
устойчивую работу ШИМ-контроллера

ошие
ИНФОРМАЦИЯ

ОаГозЬееГ
1СЕЗВЯ4765Я

Снайберная цепь защиты ключа. Для защиты ключа оз импульс-
ных выбросов применяется снайберная цепь: резистор В501, диод
0501, и конденсаторы С503, С510. Диод 0501 гасит выброс на Огат.
Конденсаторы аккумулируют энергию выброса. К501 — осуществляет
медленный разряд.
ПРИМЕЧАНИЕ.

Повреждение элементов этой цепи - частая причина
повторного пробоя контроллера

Цепь измерения тока ключа реализована с помощью резисторов
К510 и К511 (в сумме 1,64 Ом, 2 Вт). Конденсаторы С506 и С513 филь-
труют помехи. Сигнал поступает на вывод С8 контроллера для ограни-
чения тока и активации защит.

Формирование питания УСС. Посте запуска контроллера:

♦	вторичная обмотка Т501 выдает напряжение;

•	оно выпрямляется 0503, проходит через К505;

♦	через стабилитрон 20503 и транзистор <)502 формируется на-
пряжение около 20 В для питания УСС;

♦	диод 0504 исключает обратный ток;

♦	конденсаторы С505, С507 фильтруют пульсации;

♦	К50ь разряжает С505 при выключении;

♦	К509 подтягивает затвор к земле для предотвращения ложных за-
пусков.

Цепь обратной связи (ЕВ):

♦	построена на ТЬ431 (1С202) и оптопаре 1С502;

♦	напряжение с вторичной обмотки выпрямляется через 0201.0202,
фильтруется С201, ЬВ201, С202;

♦	через делитель К204-В206 поступает на управляющий вход
ТЬ431;

♦	при достижении порога Т1431 открывается и активирует оптопару;

♦	оптопара шунтирует ГВ-контакт контроллера — уменьшая скваж-
ность ШИМ.

Корректировка и стабилизация:

♦	КС-цепочка — С203, С204. С207, К220;

♦	защита от перенапряжения — стабили-

трон 20504 (6,8 В).

Рекомендации по диагностике. При
выходе из строя 1С501:

♦	проверяются снайберная цепь (Р.501,
0501, С5ОЗ, С510) и цепь питания УСС
(0503, К5О5, 0502.20503,0504);

♦	обязательно проверяется токовый
шунт (К510 + К.511); цепь обратной свя-
зи (1С2О2,1С5О2); стабилитрон 20504.

ОИНЫЕВИДЕО

Устройство и принцип
работы блоков питания
Ж К ТВ Выпрямитель
и источник дежурного
питания
ВНИМАНИЕ.

Даже при замене микросхеме!, если не устранены де-
фекты в обвязке, возможен повторный пробой новой
1СЕЗВЯ476517

Подготовка и запуск дежурного питания — ключевой этап, от кото-
рого зависит работа всех остальных узлов блока питания. Его надеж-
ность и стабильность критичны для всей системы.
ГЛАВА 40

КОРРЕКТОР
КОЭФФИЦИЕНТА
МОЩНОСТИ (РРС):

УСТРОЙСТВО, СХЕМА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

РЕС-каскад - это не просто модная надстройка блока пита-
ния, а необходимый элемент, отвечающий за эффективность
взаимодействия устройства с электросетью. Его задача -
«подружить» ток и напряжение, выравнять форму потре-
бляемого тока и снизить нагрузку на питающую линию. Мы
рассмотрим, как устроены активные и пассивные РЕС-схемы,
чем они отличаются, в каком порядке работают ключевые
элементы (дроссель, ключ, контроллер), и на что обращать
внимание при ремонте. РЕС - первый, кто встречает пере-
менное напряжение на входе, и если он не работает - дальше
по схеме ничего не пойдет.

Назначение и устройство

РЕС-секции

Основной элемент схемы коррекции коэффициента мощно-
сти в блоке питания ЕСР42-13К2 — это специализированная микро-
схема 1С601, являющаяся контроллером РГС К2А201330 (рис. 40.1).
Согласно документации, она представляет собой повышающий пре-
образователь, предназначенный для коррекции коэффициента мощ-
ности. Особенность контроллера — работа в режиме критической
проводимости (СЯМ), позволяющая повысить КПД и снизить уровень
шумов за счет коммутации ключа в моменты нулевого тока.
С601

4=') В2иЕ

5001/

□601

53У60

0601

128 1Р01
Е2614

1'602
83У60
н» -

Н82

НЕАТ-81ЧК

□603

|8ТТН1И|_СР06ГР

&

0601
8ТМЗМУ160М
0604 Я610
Ж4148УУ 18

0603

&

1В601

В ТУРЕ

С6<4

=!= 220иЕ
1КУ

А613

750к

1%

3216

1С601
В2А201330

ЕВ

ВТ

8

УСС

СОМР

2

7

ООП

□606
Ч С
Й-

0605
ЧС

С

С605

С606

0УР2

3

6

сио

4

5^

В

В605

Тр-ЬбОО
2УУ Т"С
 >—С1П—--

ЧЬ02
02
21Л/

=!= 0 022оЕ -4- 0 047рЕ

50У

50У

С607
ЧС

11619 10С
270»
1%

С

3216
6

В603
Юк

КТЧ2907А8 (7Н)

!Н60Ч

270

В612

33 УСС

С604

И = 0 1иЕ
50У

С607
ЮООиЕ
50У

□607

—И-
1Ч414М

V

В614

750к

1%

3216

В615И 1%

750к

В616П 1%

С610
82иЕ
4501/— “

КМЕ

3216

750к

3216

В623

1%

750кП3216

V

В617

30*

И 14

20601 г.

С108

=М^рЕ Й™«
50У	,

I тТ»

Рис 40 1 Час ть схемы блока питания 1.СР42-13К2, корректор коэффициента мощности

Глава 40. Корректор коэффициента мощности (РРС)	333
Интересный момент: контроллер не тре-
бует наличия отдельной 2С0-обмотки (2его
Сиггепг ОеТесНоп), обычно наматываемой на
общий дроссель. В рассматриваемом дросселе
Ьбо 1 такая обмотка все же присутствует, пред-
положительно для совместимости с другими
типами контроллеров. В В2А2О133П детек-
тирование нулевого тока реализуется через
токовую цепь СМИ.

Распиновка микросхемы К2А20133В:

♦	РВ — вход обратной связи по напряжению;

•	ВТ — частотозадающий резистор;

♦	СОМР - вывод компаратора;

♦	ОУР2 — защита от перенапряжения;

♦	С8 — контроль тока и нулевого тока;

♦	ОШ" — выход управления силовым ключом;

♦	УСС —питание;

♦	СКВ — общий провод.

оииыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

ОаюзЬеег
Я2А201530

Схема питания

и включения контроллера

Для запуска контроллера Н2А20153Б на выводе УСС должно поя-
виться напряжение не ниже 12 В (.рис. 40.2). Это напряжение форми-
руется через стабилизатор на транзисторе 0501. Питание поступает
от дежурного источника через диод В503, сглаживается конденса-
тором С511, затем стабилизируется цепью на стабилитроне 2В502 и
транзисторе 9501, включенном по схеме эмиттерного повторителя.
Конденсаторы С509 и С508 обеспечивают дополнительную фильтра-
цию пульсаций.
Стабилизатор включается при поступлении разрешающего сигнала
на оптопару 1С503, управление которой реализовано через цепь Ро\уег
Оп с транзистором <2201 (рис. 40.3). При подаче сигнала на базу <2201,
он открывается, включая диод в оптопаре и разрешая подачу питания
на контроллер.

Цепи управления
и обратной связи

Обратная связь формируется через делитель на резисторах
К613-К617. Они соединены последовательно, что обеспечивает надеж-
ность работы при высоких напряжениях до 400 В. Нижняя часть дели-
теля подключена к земле через К618 и С608 Стабилитрон 2Ц601 (6,8 В)
ограничивает возможное перенапряжение на ГВ.

Вывод КТ подключен к резистору К619, задающему частоту. Вывод
СОМР соединен с КС-цепью (С605, С606, К604), формирующей петлю
компенсации.

Цепь С8 подключена к шунту на резисторах К601 и К602 (0,1 Ом),
размещенных в минусе диодного моста. Защита С5 реализована через
КС-цепь (К605, С607) и диод 0607.

Управление силовым ключом II
и работа дросселя 1

Управление силовым транзистором 0601 осуществляется через
диод 0604, резисторы К609, К610 и транзистор 0603. При подаче
импульса с вывода ОСТ, открывается <2601. После его окончания откры-
ОЫ11ЫЕ ВИДЕО

Зачем нужен РРС
(ККМ)? Виды РРС

вается Ц603, обеспечивая надежное закрытие
<2601 путем быстрой разрядки затвора. Такая
схема повышает устойчивость работы и защи-
щает контроллер от перегрузки.

Силовой дроссель 1,601 — ключевой эле-
мент РРС. При открытии 0<э01 он накапливает
энергию, при закрытии — отдает ее через диод
0603 на электролит С610, обеспечивая повы-
шающее преобразование и формируя ста-
бильное напряжение 390...400 В.

Таким образом, схема РРС на базе кон-
троллера К2А20133О обеспечивает высокую

стабильность, надежную коррекцию коэффициента мощности и защиту
от помех. Точные номиналы и архитектура схемы позволяют добиться
соответствия стандартам электромагнитной совместимости и энерго-
эффективности.
ГЛАВА 41

ПОЛУМОСТОВОЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полумостовой преобразователь - сердце основного силового
каскада блока питания телевизора. Именно он обеспечивает
передачу энергии к трансформатору, преобразуя постоянное
напряжение в высокочастотные импульсы. Здесь ключевую
роль играют два силовых транзистора, работающие попе-
ременно, драйвер управления, а также элементы защиты и
запуска. В этой главе мы разберем, как проверить работу кон-
троллера, на что обращать внимание при диагностике, как
избежать выхода из строя дорогостоящих компонентов и
как осциллограммы помогают понять, запускается ли преоб-
разователь корректно. Все изложено практично, наглядно и с
фокусом на ремонт.

Состав и назначение
основных узлов схемы

ОШЫЕ ВИДЕО

Полумостовой
преобразователь

Рассмотрим устройство и работу полумостового преобразо-
вателя, используемого в импульсном блоке питания телевизора ЕС
модели ЕСР42-13К2. Этот преобразователь
отвечает за формирование основных выход-
ных напряжений (например, 12 В и 24 В) и
построен по классической архитектуре с двух-
тактным управлением.

Полумостовой преобразователь вклю-
чает в себя следующие ключевые элементы
(рис. 41.1):

• импульсный трансформатор Т101, пер-
вичная обмотка которого участвует в обра-
зовании ЕС-контура,
из 105

АЮЗЦ 1%
750'Г] 3216

В-ТУРЕ

Н104

750к

1%

3216

АЮ5
750'

1%

3216

Р106

750к

1%

3216

Н118

120

А127

750'

1%
3216

У8ЕП

3?16

А120
Юк

ТЮ1 ;
138ЦМ04;

А111
Юк

А114

3,9к

1%	С1031

=Й0.1иЕ

УСС А117

УСС



ПС 6

1%

50У

47

СЮ6

=р=0.1иР
507

18

С№

С88

ОС

2

3

4

5

17

16

15

14

К1С 5

0121

-ы-

Н119
>01

1Н4148Н 3216

УСЧ

У8

УН

0,1иЕ

50у

„0101
* 111'4007

□ 1'102	0102

I 133	ЗТОЮПМЬОЫ

„0105 Р121

“11Р4007 120

А116
'40>
1%

С104
680иЕ
50У

С101

=!= О ЗЗиР
16У

СЮ7

Ю00иР=Ь

50У

6

АС

7

НЕС

8

ПС 1

СОМ

9

10

НЮ8
470'

13^

ПС 2

12 --

„ У61

А112 1330
120
1%

3216
Н122

0121 Юк

А—Й- си

1Н4148П 3216

СЮ8
0,47иР
25У
2012

20102

9 1У

0101
8Т0ЮПМ60Н

»

II

2

1-2УУ

Н123
Юк

=4= С118
ЮОрР
1КУ

1
Ч

А115

С113
220иР

1КУ

Ю _

9 _

8 _

7 _

6 _

5 _

4 _

3 _

С1А128

И 47'
0115 Л±50ч
2.2иЕ “Г ЫХВ

338	Ремонт источников питания

А113

50ъ

С114 II
0,027иГ"

5(К

2

680

—1—С116	_1—С111

ЮООиЕ “Г 0.022иЕ

Рис. 41.1 Часть схемы блока питания йСР42-НР2- полумостовой преобразователь

!! 1С1О2
♦	конденсатор С114, формирующий с трансформатором резонанс-
ную цепь;

♦	два силовых МО8РЕТ транзистора — О1()] и 0102, включенных
в полумостовую схему;

♦	ШИМ-контроллер 1С101 — специализированная микросхема
88С95278, ибеспечивающая управление транзисторами.

Условия запуска
и питания контроллера

Одним из ключевых условий корректной работы контроллера
является наличие питающего напряжения на выводе УСС микросхемы
1С101. Это напряжение формируется в «горячей» части схемы от дежур-
ного источника питания.

Формирование напряжения УСС происходит при подаче логиче-
ского сигнала РОМ/ЕК ОМ (примерно 3 В). Он поступает через оптопару,

обеспечивая гальваническую развязку между
первичной (высоковольтной) и вторичной
(низковольтной) частями блока питания. Это
же напряжение подается и на:

♦	контроллер РРС (1С601, рис. 41.1);

♦	на полумостовой контроллер 1С101
(88С95278).

Однако в цепи контроллера 1С101 пита-
ние не подается напрямую, а проходит через
КС-фильтр, собранный на резисторе К117
(47 Ом) и конденсаторе С106, который сгла-
живает возможные пульсации.

ОМШЕ ВИДЕО

Схема работы
контроллера питания

ОМНЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Не полный Оска5(1ее1
58С95275

Напряжение включения
и выключения контроллера

Для запуска полумостового преобразова-
теля, реализованного на микросхеме 88С95278,
требуется выполнение трех обязательных
условий, каждое из которых связано с нали-
чием определенного напряжения на соответ-
ствующих выводах контроллера. Рассмотрим
каждое из них подробно, с опорой на принци-
пиальную схему (рис. 41.1) и документацию
(.рис. 41.2).

Яегпе1.с1ио/
УСС р,п УоКчде а Усс(Ом.=11 8 V
У8ЕИ рш уоКеди г У5Ем(ом)=1,42 V
С88 р!п уопеде г Усз&л =0,59 V

Рис 41.2 Формы сигналов запуска микросхемы и нужные напряжения

1.	Напряжение питания УСС. Первым и
основным условием является наличие напря-
жения питания УСС на соответствующем
выводе микросхемы. Это напряжение формиру-
ется из дежурного источника питания и посту-
пает через КС-фильтр (резистор К117 и кон-
денсатор С106), пбеспечивая питание как для
контроллера 1С101, так и для РРС-контроллера
1С601 (рис. 40.2).

Согласно документации на близкую по
характеристикам микросхему 88С95228, напря-
жение запуска (УСС Оп) должно быть выше
11,8 В, а напряжение отключения (УСС ОГГ) —

оыикЕ
ИНФОРМАЦИЯ

ОаГагЪееГ
55С95225

ниже 9,8 В, что обеспечивает гистерезис порядка 2 В. Это предотвра-
щает «дребезг» питания и обеспечивает стабильность запуска.

2.	Контрольное напряжение У8ЕР4. Вторым критически важным
условием является наличие контрольного напряжения У8ЕМ (вывод
2 контроллера). Оно формируется резистивным делителем, собран-
ным из последовательно включенных резисторов.

К103, К104, К.105, К106, К127, К1И и К114.

Один конец этой цепочки подключен к высоковольтной шине
после РЕС (около 400 В), а второй — на общий провод. Такое вклю-
чение позволяет получить на среднем выводе делителя необходимое
напряжение — около 1,5 В, которое поступает на вход У8ЕМ.
ВНИМАНИЕ.

Делитель построен на высокоомных резисторах (при-
мерно 750 кОм каждый) - это сделано не только для
настройки нужного уровня, но и для распределения вы-
сокого напряжения равномерно по всей цепочке, чтобы
предотвратить пробой отдельных компонентов.

На основании документации (рис. 41.2), напряжение УЗЕЫ должно
быть выше 1,42 В, чтобы контроллер признал сеть активной и начал
запуск.

Одной из типичных неисправностей является обрыв одного из
резисторов делителя, что приводит к снижению напряжения на У8ЕН
ниже пороговое значения, из-за чего контроллер не запускается,
несмотря на наличие питания.

3.	Напряжение Зой 8(аН (С88). Третьим сигналом запуска явля-
ется напряжение С88 (Зой 81аП) на выводе 5 микросхемы. Оно отве-
чает за плавный запуск преобразователя без резкого нарастания тока.

Формирование напряжения С88 осуществляется следующим образом:

♦	внутренний источник тока микросхемы начинает заряжать
внешний конденсатор С101, подключенный к выводу С83,

♦	по мере заряда конденсатора, напряжение на выводе С88 плавно
нарастает;

♦	как только оно превышает пороговое значение 0,59 В, контрол-
лер допускает запуск преобразователя.

Дтя корректной работы:

♦	установлен разрядный резистор К116, подключенный парал-
лельно конденсатору С101. Он обеспечивает быстрое снижение
напряжения С88 при отключении питания, тем самым обнуляя
цикл запуска.

ВЫВОД.

Одновременное выполнение трех условий является
обязательным для нормального запуска полумостового
преобразователя.

УСС > 11,8 В - питание контроллера;

У5РЫ > 1,42 В - подтверждение наличия напряже-
ния на выходе РРС;

С55 > 0,59 В - готовность к плавному запуску.
Дополнительно необходимо корректное подключение
общего провода (6ЫО) и отсутствие сбоев в цепях, свя-
занных с вышеуказанными сигналами. Все эти условия
должны быть подтверждены при диагностике неис-
правного блока питания, особенно в случае его «молча-
ливого» поведения при подаче питания.

Сигналы ОС и ПС,
особенности схемы резонансного контроля

Следующим этапом анализа являются сигналы ОС и ПС, назначе-
ние которых связано с системой защиты и отслеживания резонансных
параметров полумостового преобразователя

Назначение выводов микросхемы. Как следует из документации
и конфигурации выводов табл. 41.1, сигнал ОС (ОуегсиггепГ РгоГссиоп)
используется для контроля превышения тока, а КС (Кевопапсе
Сштеш) — для слежения за резонансным током в ЬС-контуре преоб-
разователя. Также в некоторых микросхемах предусмотрен вывод КУ
(Кезопапсе Уо11а$»е), применяемый для анализа резонансного напря-
жения.

Конфигурация еыеооов микросхемы 55С 95225	Таблица 41.1

Номер	Имй	Назначение
1	У5ЕМ	Вход сигнала измерения входного переменного напряжения
2	УСС	Питание микросхемы и вход сигнала защиты от перенапряжения (ОУР1
3	РВ	Вход сигнала обратной связи для стабилизации напряжения и сигнал защиты от перегрузки (О1Р)
4	ено	Земля (общий провод^ для управляющей части
5	С55	Подключение конденсатера мягкого старта
6	ос	Вход сигнала защиты от перегрузки по току (ОСР)
7	КС	Вход сигнала измерения резонансною тока
8	КЕС	Выход питания для верхнего плеча управления затвором
9	КУ	Вход сигнала измерения резонансного напряжения
10	сом	Земля силовой части
11	УСС	Выход управления нижним затвором (юл-5|де)
12,13	(МС)	-
14	УВ	Питание верхнего плеча драйвера затвора
15	У5	Плавающая земля для верхнего плеча драйвера
16	УСН	Выход управления верхним затвором (ЫдН-з.ае)
17,18	(МО	-
Однако при внимательном изучении схемы (.рис. 41.1) можно заме-
тить, что в нашей конкретной реализации на базе 88С95278 вывод КУ
(9-й) не используется — он остается свободным. Это важное отличие от
микросхемы 88С95228, с которой часто сравнивают нашу модель.

Различия между 88С95228 и 88С95278. Несмотря на внешнюю
схожесть обеих микросхем, у них различаются принципы формирова-
ния сигналов ОС и ВС:

♦	в 88С95228 сигнал ОС снимается с отдельного датчика тока, уста-
новленного в цепи нагрузки;

♦	в 88С95278, примененной в блоке КСР42-13К2, сигнал ОС форми-
руется непосредственно с резонансного конденсатора СП4,
подключенного к выводам полумостового трансформатора.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Это ключевое различие делает невозможной прямую за -
мену 35С95275 на 55С95225 без изменения обвязки. Тем
не менее, использование документации к аналогичным
микросхемам позволяет ориентироваться в принципе
работы узла и эффективно проводить диагностику.

Элементы обвязки выводов ОС и КС. Цепи, подключенные к
выводам ОС и КС, как правило, нключают резисторы и конденсаторы,
подобранные с учетом:

•	типа трансформатора;

♦	параметров резонансного контура (емкость, индуктивность);

♦	частоты переключения и режима работы преобразователя.

В технических руководствах, прилагаемых к микросхемам, часто
даются формулы и рекомендации по подбору этих компонентов.
Однако для целей ремонта достаточно понимать их назначение. На
практике эти элементы выходят из строя крайне редко, поскольку
они гальванически изолированы от высокоэнергетической части схемы
через разделительный конденсатор СПЗ.

Энергетические достоинства резонансной схемы. Важно отме-
тить одну из принципиальных особенностей резонансного полу-
мостового преобразователя — снижение тепловых потерь в силовых
ключах.

В отличие от традиционных жестко-коммутационных схем, где
ключи сильно нагреваются и требуют массивных радиаторов, в резо-
нансной схеме:

♦	рЮ1 и ()102 практически не нуждаются в радиаторах — доста-
точно теплопроводящих плошадок на печатной плате;
♦	транзистор корректора коэффициента мощности ^601, работаю-
щий в жестком ключевом режиме, наоборот, снабжен полноцен-
ным теплоотводом;

♦	то же можно сказать и о выходных диодах силовой части (напри-
мер, П252), для которых также предусмотрены радиаторы.

Этот эффект достигается за счет переключения транзисторов в
момент нулевого тока (2С8 — 2его СиггепС 8у/ПсЫп§), что значительно
снижает уровень потерь на переключение и уменьшает электромагнит-
ные помехи.

ВЫВОД.

Резонансная топология, примененная в данном блоке
питания, позволяет существенно повысить эффектив-
ность преобразования и уменьшить тепловую нагрузку
на силовые компоненты Это делает устройство более
надежным и долговечным при прочих равных условиях, а
также упрощает компоновку за счет меньших требова-
ний к охлаждению.

I Управление

силовыми ключами полумоста

После анализа условий запуска контроллера рассмотрим, как осу-
ществляется управление силовыми ключами полумостового преоб-
разователя, обеспечивая надежную и согласованную коммутацию тран-
зисторов 0101 (верхний ключ) и у 102 (нижний ключ).

Расположение и питание силовых транзисторов:

♦	нижний ключ ф!02 подключен к общему проводу («земле») схемы;

♦	верхний ключ <2-101 запитывается от сглаживающего сетевого
электролитического конденсатора СЫО, через предохранитель
Г101.

Если при ремонте выявлено, что сгорел Р101, но Р100 (сетевой)
остался цел, это чаще всего указывает на пробой одного из ключей
(0101 или (2102), поскольку ток короткого замыкания возникает в высо-
ковольтной части.

Питание полумостовой схемы поступает через ферритовую
бусину ЬВ105, выполняющую роль фильтра для высокочастотных
помех.

Управление нижним ключом ^102. Разберем подробнее ком-
мутацию ключей на основе структурной схемы микросхемы 88С95228
(рис. 41.3).
Рис- 41.3. Структурная схема микросхемы 55С95225

Управление нижним ключом осуществляется драйвером, выводы
которого имеют стандартные обозначения:

•	СОМ — общий выг-од (земля драйвера);

♦	УСЕ — ьыход управления затвором нижнего ключа;

♦	КЕС — напряжение питания внутренней логики драйвера, форми-
руемое от УСС микросхемы через встроенный транзисторный ре-
гулятор

В схеме управления (рис. 41.1 и рис. 41.3) нижним ключом управ-
ляет вывод УСЕ. Для надежной работы используются дополнительные
элементы затворной цепи:

♦	В121 (120 0м) —основной резистор затвора для открытия транзи-
стора (рис. 82.4);

♦	10121 + К122 (10 0м)— цепь для быстрого закрытия затвора
(.рис. 41.5).

Рис. 41.4. Пусть открывающего импульса транзистора 0102
Рис 41.5. Пусть тока закрывающий транзистор <2102

Принцип работы. При открытии 0102 через К121 на затвор пода-
ется положительный импульс. При закрытии вывод УСЬ замыкается с
СОМ, и ток разряда затвора идет через Б121 и К122, обеспечивая уско-
ренное закрытие ключа. Это решение снижает переходные потери и
защищает от перегрева.

Управление верхним ключом 0101 и Ьоо1з1гар-цепь. Управление
верхним ключом требует специальной плавающей схемы питания,
так как его исток не связан с землей. Используется встроенный 1н$Ъ-
51де драйвер с выводами:

♦	У5 — исток 0101;

♦	УВ — плавающее питание драйвера;

♦	УОН — выход управления затвором.

Воо181гар-цепь формирует напряжение УВ с помощью:

•	конденсатора СПО — заряжается при открытии нижнего ключа;

♦	диода И105 (0Р4007) - обеспечивает заряд конденсатора от выво-
да КЕС;

♦	резистора К102 — ограничивает ток при зарядке.

КЕС — встроенный источник питания микросхемы 55С95275,
формирующий напряжение -12 В, при условии стабильного УСС.
Конденсатор СПО сохраняет заряд даже при закрытом нижнем транзи-
сторе, поддерживая питание драйвера верхнего ключа.

Резисторы затвора и защита от самопроизвольного включе-
ния. Для исключения ложного открытия ключей:

•	затворы <2101 и р 102 соединены с истоками через резисторы
К120 и К123, подтягивающие их к низкому'уровню;

♦	это предотвращает наводки и обеспечивает корректное поведение
ключей при сбоях питания;

♦	дополнительно, в некоторых схемах устанавливаются защитные
стабилитроны (~20 В), ограничивающие напряжение на затворе и
защищающие от перенапряжений.
Заключение
по силовой части

Таким образом, согласованная работа драйверов, ЬооШгар-
цепи и затворной обвязки позволяет эффективно управлять комму-
тацией силовых ключей в полумостовом преобразователе. Особенности
резонансной схемы обеспечивают1

♦	минимальные тепловые потери на транзисторах;

♦	компактную компоновку без массивных радиаторов;

♦	высокую надежность при работе с нагрузкой различного характера.

На практике любые отклонения в работе полумоста чаще всего свя-
заны с:

♦	нарушением питания УВ (ЬооШгар);

♦	пробоем ключей (0101/(2102);

•	нарушением пусковых условий (Л/СС, У5ЕМ, С58);

♦	обрывами в затворной цепи.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Следующим этапом мы рассмотрим низковольтную
часть блока, связанную с выпрямлением, стабилизацией
и подачей питающих напряжений на вторичные цепи
телевизора.

Формирование выходных напряжений
и стабилизация в холодной части

После подробного разбора высоковольтной части полумостопого
преобразователя перейдем к анализу низковольтной (холодной)
части схемы, формирующей выходные напряжения, используемые для
питания цепей телевизора (рис. 41.6).

Диодные выпрямители и фильтрующие цепи. Во вторичной
части трансформатора установлены стандартные диодные сборки
Шоттки (для 12 В и 24 В) и быстродействующие выпрямители (для
линии 57 В, испбльзуемой  подсветке). За ними следуют фильтрую-
щие электролитические конденсаторы большой емкости, обеспечи-
вающие сглаживание пульсаций выходного напряжения.

Особенность схемы. Для обеспечения стабильной работы блока
даже при минимальной нагрузке, линии 12 В и 24 В всегда нагружены
резисторами холостого хода — К251, К252 и К253. Это предотвра-
щает разбалансировку по частоте и уменьшает риск возбуждения блока
при работе без нагрузки.
А2

^"11

0256
МВАГ10100СТ

0252
МВЯР10200С7

0255
МВНР10100СТ

0251
МВНГ10100С1

Т101 
136-1М04»

М,

А1

А2

А1

а2

А1

А2

мхв

I

МХЧ

507

А

1В111 " СУ1 Т1

11

10

9

8

7

6

5

Н255
3 9к

С254
' 01иР

507 С2ЬЗ

5,7 ЮООрР

”С Е ИС

II
II

11 /

С257

_ + ЮОиГ

'025'4, А
КД431Д^

С251

А254
—пп-

2,2к
А256

Юк

—НМ->

—чР’

оо

С258
+ ЮОчР

1007 “Г Ю07

’/хв

247

С255

С256

С252

МХН

_1+ ЗЗОиР _1+ ЗЗОиР
“Г 35у “Г 357

Н251

2 2г
.>7,

Н253
1,5к
?77

_1+470иР _1+ЗЗОиР
“Г 257 Т 257

м>н

мхи

Н258

2,4к

А257

О

0 6А

127

1.4А

Р259
6,2к

Й260
Юк

Н261
2к

Р262
74к



5 Л/

Рис. 41.6. Схема низковольтной части полумостового преобразователя

Двойной контроль напряжений и цепь стабилизации. Одной
из важных особенностей данной схемы является то, что стабилизация
осуществляется одновременно по двум каналам — 12 В и 24 В Для
этого используется:

♦	микросхема ТЬ431А (1С251) - прецизионный программируемый
стабилитрон, работающий в составе цепи обратной связи;

♦	делители напряжения К261-Я262— для контроля напряжения
24 В. а К259-В260 — для контроля напряжения 12 В

Эти делители подают опорное напряжение на управляющий вход
микросхемы А431А, которая регулирует ток через оптопару 1С102.
Сигнал с оптопары далее подается на контур коррекции импульсов
ШИМ-контроллера 1С101 через элементы:

♦	К113, Н128 — задающие сопротивление петли;

♦	С111,С115,С116 — корректирующие емкости для фильтрации;

♦	70102— защитный стабилитрон, ограничивающий перенапряже-
ние по управляющему входу.

ПРИМЕЧАНИЕ.

При любом отклонении выходного напряжения от нор-
мы изменяется ширина импульсов преобразователя,
что стабилизирует уровень на выходе.

Выходные линии питания и разъем подключения.
Формируемые блоком питания напряжения подаются на выходной
разъем (рис. 41.7):

♦	+3,5 В ($1апс1Ьу) — присутствует всегда, независимо от состояния
системы;

♦	+12 В и +24 В— формируются только после подачи сигнала
Ромтег Оп с основной платы телевизора.

Р201

Рис. 41.7 Колодка (разъем) сформированных напряжений на блоке питания

Дополнительно > схеме может присутствовать линия 57 В, предна-
значенная для питания ЬЕП-подсветки, через отдельный повышаю-
щий ЛС/ЛС-преобразователь.

Питание логики и цифровой электроники. Стоит отметить, что
основные низковольтные напряжения — 3,3 В, 1,5 В, 1,1 В и ниже,
необходимые для питания процессора, ЛЛК-памяти, интерфейсов и
логики, не формируются внутри блока питания.

Эти напряжения формируются уже на плате МатВоагс! с помо-
щью локальных ЛС/ЛС-преобразователей, построенных на базе:
♦	микросхем 51ер-доюп контроллеров;

•	импульсных драйверов;

•	малогабаритных дросселей и МО5РЕТ-
ключей.

Такое решение позволяет:

•	снизить пульсации и помехи;

•	улучшить распределение тепла;

♦	минимизировать потери на длинных трас-
сах питания;

♦	реализовать динамическое управление
напряжениями в зависимости от режима
работы процессора

О1Чи№ ВИДЕО

Логические элементы.
Кок транзисторы
научились считать?
Понятное объяснение!

Типовые неисправности низковольтной части импульсного блока
питания с возможными причинами и рекомендуемыми действиями
представленны в табл. 41.2.

Типовые чеш правности низковольтной части блока питания	Таблица 41 2

Симптом неисправности	Возможная причина	Рекомендуемые действия
Отсутствует напряжение +12 В	Неисправна выпрямительная диодная сборка или обрыв цепи фильтра	Проверить напряжение после диодов, прозвонить Р251...Р253
Отсутствует напряжение +24 В	Неисправен диод Шот+ки или пробой электролитического конденсатора	Заменить диоды и электролиты, провести тепловую диагностику
Отсутствует 51апббу- напряжение +3,5 В	Не работает дежурный источник питания, проблема в 1С501	Проверить работу 1С501, уровень на выходе дежурки
Пульсации на линии 12 В или 24 В	Высокие электролитические емкости, поврежденные выпрямители	Проверить Е5К и номиналы конденсаторов, заменить при необходимости
Завышенное или заниженное напряжение на выходе	Сбои в делителях К259 4262 или в стабилитроне И431	Прозвонить делители проверить 1С251, заменить Н431 при необходимости
Нестабильная работа блока питания при подключении нагрузки	Обрыв резисторов холостого хода нестабильность петли обратной связи	Установить временную нагрузку, проверить цепи управления стабилизацией
Выходы ес+о. но отсутствует запуск МатВоага	Не поступает сигнал Ролег Оп с основной платы или неисправна оптопара1С102	Проверить наличие сигнала Рои/ег Оп, прозвонить цепь оптопары
Заключение
по низковольтной части

Низковольтная часть блока питания построена по классической
архитектуре с двумя основными линиями питания (12 В и 24 В),
стабилизацией по двум каналам через оптопару и подачей 81апдЬу-
напряжения. Сама стабилизация реализована через ТЪ431 А, что делает
схему надежной и устойчивой.

Контроль и диагностика этой части сводится к:

♦	измерению уровней напряжений на колодке;

♦	проверке делителей К.259-К.262;

♦	контролю работы оптопары и элементов коррекции.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Следующая глава будет посвящена формированию на-
пряжения подсветки и работе ЬЕО-драйвера что завер-
шит полный цикл анализа архитектуры блока питания
телевизора
ГЛАВА 42

СВЕТОДИОДНЫЙ /?‘«Г

ДРАЙВЕР (1ЕООК1УЕК):	11'

УСТРОЙСТВО. ЗАПУСК И КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ

Светодиодный драйвер — это особая часть блока питания теле-
визора, предназначенная для питания мощных 1.Е0-линеек. Его
задача - не просто выдать нужное напряжение, а стабильно
поддерживать ток, независимо от числа и состояния подключен-
ных светодиодов В этой главе мы подробно разберем, как запу-
скается драйвер, какие сигналы для этого требуются, как опре-
делить исправность по осциллограммам затворов и как вести
проверку без риска сгона транзисторов. Покажем, как имитиро-
вать светодиодную нагрузку, отследить работу защиты и разо-
браться, почему драйвер уходит в аварийный режим. Полезные
приемы, реальные осциллограммы и конкретные советы - все
это поможет быстро освоиться с ремонтом 1_ЕП- драйверов.

Общая архитектура

1ЕО-драйвера

Светодиодная подсветка современных ЖК-телевизоров требует
стабильного питания с высоким напряжением, которое формируется с
помощью специальной схемы — ЕЕЭ-драйвера. В этой главе мы под-
робно рассмотрим его работу на примере блока питания Е6Р42-13В2,
установленного в телевизорах ЕС.

Как видно на принципиальной схеме (рис. 42.1), драйвер достроен
на базе двух независимых повышающих ОС/ВС-преобразователей,
формирующих два выходных напряжения :

♦	Нцф (=105 В) — для верхней части линеек;

♦	Ео« (=70 В) — для нижней части.

Источником питания для обоих каналов служит напряжение
ИИ =57 В, сформированное основным силовым преобразователем.
Конструкция схемы симметрична: левая часть отвечает за канал
правая — за канал Ьоул

Повышающие
преобразователи каналов

Повышающий преобразователь канала Нцф. В состав схемы
левого канала входят:

♦	дроссель Ь801;

♦	ключевой транзистор 2801, замыкающий дроссель на массу;

♦	два последовательно включенных диода: 1)807 и П801 — для
выпрямления;

♦	сглаживающие конденсаторы С801 и С802;

♦	фильтрующий дроссель 1В801.

Благодаря последовательному включе-
нию диодов и емкостям 200 В, в цепи форми-
руется устойчивое напряжение -105 В.

Повышающий преобразователь канала
Бои'. Правая часть схемы содержит аналогич-
ный набор элементов:
♦ дроссель 1.802;
♦ ключ 0804;

♦	один выпрямительный диод В804:

♦	конденсаторы С805, С806.

Это позволяет получить « 70 В на выходе,
достаточные для питания второй группы

ОМОНЕ
ИНФОРМАЦИЯ

МОО7Ы25.
ОаГохЛееГ

линеек.

ОМЫЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

ОаГазПее1
8094831=

Управляющая микросхема
ВЭ9483 (1С801)

Основным управляющим элементом слу-
жит специализированный контроллер ВО9483,
разработанный для двухканального управления
ЬЕО-подсветкой. Для запуска драйвера необхо-
димы два условия:

♦	питание 12 В на вывод УСС (1);

♦	логический сигнал ПНУОМ «3,5 В на вы-
вод 5ТВ (2).

Эти сигналы подаются с основной платы
телевизора, однако при необходимости запуска
на столе подачу 0Ю/ О\' можно имитировать
вручную.
ОО

0801

ОАТЕ1 47

3216

5

8

1801

90чН
138-0005

4

3

2



0807
НЕ02046
---О- I В801

0 ТУРЕ

- -й—*
0801
НЕН204С

Г| 1_Е02

0801

_1+ ЗЗиЕ
2001/
МЕК

С802
. + ЗЗиГ
“Г 200У
МГК

Р01М-11

0807
5,1к

7

1.Е0Р

Н1СН
1051//0.313А

6

5

4

ЬЕО

354	Ремонт источников питания

0838 0803

1к 1М41481Л/

---И I

ТВ

Ь(|м

>0803

) РОТ 86106

5

0809
ЮОк

ЗЕМ1

В\к
0802

0804

О 12
21Л/

_|_С803

ТИС

С$1

0801
МОО7И25

□802	0802

1М41481Л/
г-и

ММВТ2907А

С804
=1= ЗЗОиР
501/

0811

4,3к

0812

4 Зк

2012 0813 П 2012

1%

2012
1%

4 ЗкП 1%

08150 2012

4.3кН 1%

0817

4 Зк

2012

1%

0814

2012

4.3кН 1%

0816

2012

4.3кН 1%

0818

2012

4 ЗкП 1%

Рис. 42.1. Часть схемы блока питания 1_СР42 13Р2 светодиодный драйвер (начало)
1СМ
704'0,313А

1.802

3

2

1.Е0-

ЬЕО-

4835

4 Зк

2012
1%

4833

4 Зк

2012
1%

8МА1Л/200А-Н0/АА2
Р801

4831 П 2012

4 Зк

1%

4825

5,1к

4836

4,3к

2012
1%

4834 □ 2012

4.3к

4832

1%

2012

4 3кП 1%

0806
РОТ86Ю6

4827
ЮОк

□806 4826
11441484/ 1к
>---й-----гле-

4829

4,3к

4830

4 Зк

2012

1%

2012
1%

С808

ЗЗОиР =1=

504

евое

ЗЗиЕ _1+
2004 ~Т~
ИРК _

Р01М02

15Е1М1

бОиН

133-0001

1.ЕО10

1.0802

□804

4 ТУРЕ НЕ42П46

С 806

ЗЗиР _1+

2004 “Г
ЧЕК

Рис. 42.1 Часть схемы блока питания 1_(>Р42-1 ЗР2 светодиодный драйвер (продолжение)

ава 42, Светодиодный драйвер (ЬЕО Опуег)	355
12У

А 841

10

1С801

ВЬ9483

ОАУ ОМ

А806
1К
-гпгр

С813

0,1иР=}=

50У

УСС

ЗТв

2

С31

А805
1К
-ПП~Т-

6АТЕ1

С51

3

САТГ1

А842
47К

С809
470иГ =Ь
50У

С826

О 1иР=|=

5ОУ

БИО1

5

01М00Т1

6

РО1МС 1

|ЗЕЮ

АЕО9У

4858

750к

А859

750к

4823

15ЕМЗЕ1

7

4857
2 4к

 '-стп-
п ’%

А 849
91к

ре 1

8

АО'М

1%

РУУМ1

РУУМ2

А844
750к

А845

47к

4837

РО1М2 1к

А824 в84?

РО1М1 1к 750к
—гпп-------------

10

11

та; св

12

С817

С810
Тис

С824
ЮООиР

ЬОУ

С825

=Ь ЮООиР

50У

С816
=!= ЮООиР

50У

С821

=}= 0 0Ь8иР
50У

А 848

9

А854

ЮООиР

62к
1%

5ОХ* А853 □
62>-3
1%Т
24

АЕС.90

АЕ69У

23

С52

22

ОАТЗ

21

СЛО2

20

01МО0Т2

19

|ЗЕ№Е2

18

ЕВ2

17

ОУ|_О

16

СР

15

55

14

ОУР

АТ
13 —

А839

С52

С823

С811

0,47иЕ =(- 470иЕ —

6АТЕ2

25У(16У|

5Оу

1%	1%

3216 3216

Р862 Р852
75к 75к

А5ЕЫ2

Р01М02

А84С

АВЫ Н85и

ЮОк 150»

1%	1%

С814
0 47иР
25У(16У)

Н856
ЮОк
1%

А847
6 8к
1%

С812
И С

С82О
ЮООиР
50У

^41481Л У

С819
О 47иР
25У(16У>

С8Ю
0,47иР=Ь
25У(16У)

С822 =Ь
О 068иР
50у

С818
ЮООиР
50У

Н855П

3,9к И

0810
ММ5О4148

25.	2\

□809
ММ5О4146

А8Ы
О

О

Н86С
75к
1%

ЬЕО1

ЬЕО2
Управление ключами 2801 и 2804. Каждый канал драйвера
управляется независимо:

♦	сигналы 6АТЕ1 и САТЕ2 подаются с выводов 4 и 22 микросхемы
соответственно;

♦	ток ключей контролируется по сигналам С81 и С82, поступающим
с резисторов К804 и Р.838 через КС- фильтры.

Для быстрого закрытия транзисторов используются отдельные
ключевые элементы ф802 и 2805, обеспечивающие разряд затвора.

Внутреннее питание КЕС9У. Внутри микросхемы формируется
стабилизированное напряжение КЕС9У, выводимое на вывод 24. Это
напряжение используется для внутренних узлов схемы и сглаживается
конденсатором С823.

Защита от превышения напряжения (ОУР). Зашита по перена-
пряжению реализована через вывод ОУР (14) и делитель напряжения:

♦	напряжения с выходов ЬЕО1 и ЬЕ02 подаются через диоды В809 и 0810;

♦	К8б0 и Н.8Ы создают разные уровни ограничения для каналов

и [_ОМ”

♦	основной делитель — Н852, К862, К855, фильтрация — С820.

Такое решение позволяет точно ограничить максимальные уровни
напряжения в каждом канале, предотвращая пробой конденсаторов
или светодиодов.

Конфигурационные и управляющие

цепи микросхемы 1С801

После того как мы разобрали основные каналы ЕЕП-драйвера, целе-
сообразно кратко рассмотреть остальные важные сигнальные и кон-
фигурационные выводы микросхемы 1С801 (ВВ9483). Они обеспечи-
вают не только запуск и управление преобразователями, но и стабиль-
ность, надежность и адаптацию работы схемы под различные режимы.

НТ — частота преобразования (вывод 13). Рабочая частота
микросхемы задается двумя последовательно включенными рези-
сторами К8бЗ и К854, подключенными к выводу КТ. Чем ниже сум-
марное сопротивление, тем выше частота переключений драйвера.
Номиналы подбираются в соответствии с рекомендациями йага$кее1, с
учетом характеристик дросселей и используемых светодиодов.

$8 — мягкий старт (вывод 15). Плавное нарастание напряжения
при запуске схемы обеспечивается выводом 8оЙ 81ап (88). Он соеди-
нен с конденсатором С815, емкость которого определяет длитель-
ность плавного старта. Это необходимо для снижения пусковых токов и
зашиты светодиодов от резких скачков напряжения.
В документации к ВЛ9483 приведены диаграммы старта, отража-
ющие, как меняются внутренние состояния микросхемы при запуске

СР — таймер аварийных режимов (вывод 16). Вывод СР подклю-
чен к конденсатору С814 и отвечает за таймер ненормального состо-
яния (АЬпогша! $1аГе Тхшег). Он определяет время, в течение кото-
рого микросхема может находиться в нештатном режиме (например,
при перегрузке) до отключения. Увеличение емкости С814 продлевает
допустимую длительность перегрузки.

ЦУЬО — защита по питанию (вывод 17). Опйег Уока&е Еоск ОоГ
(ЦУЕО) реализует защиту от пониженного напряжения на УСС. Через
делитель на резисторах К850, К.851 и К856, а также конденсатор С819,
микросхема отслеживает стабильность питания. При снижении напряже-
ния ниже порогового значения (даГазбееГ) работа драйвера блокируется.

РВ1 и ЕВ2 — обратная связь по току (выводы 8 и 18). Эти выводы
подключены к усилителям ошибки для обоих каналов ЬЕО-драйвера:

♦	ЕВ1 (канал ЬЕВ1) — КС-цепочка К846 и С821;

•	ЕВ2 (канал ЕЕП2) — КС цепочка К847 и С822.

Они участвуют в стабилизации тока через светодиоды, обеспечивая
обратную связь и компенсацию изменения нагрузки.

Управление яркостью; транзисторы Ц8ОЗ и (2806. Для регулирова-
ния тока светодиодных линеек применяются МОЗЕЕТ-транзисторы у803
и (2806. работающие в ключевом режиме. Сигналы на их затворы подаются
от микросхемы 1С801, аналогично уже рассмотренным цепям драйвера:

♦	открытие осуществляется через резистор К807;

*	закрытие — через диод 0803 и резистор К808:

♦	подтяжка затвора к массе — резистором К809

Токозадающие резисторы К811-К818. Исток (Э803 соединен с
землей через набор резисторов К811-К818, которые объединены в так
называемый резисторный магазин (рис. 42.2). Эти элементы опреде-
ляют ток через линейку светодиодов, обеспечивая:

♦	ограничение максимального тока;

♦	повышение точности регулировки яркости;

♦	защиту от перегрузки.

Подобные решения применяются в телевизорах ЕС и позволяют
задавать индивидуальные токи для каждого канала ЕЕП-под с ветки.

Уменьшение тока подсветки
и дополнительные цепи ЬЕО-драйвера

Практическая доработка: снижение тока через светодиоды.
В процессе ремонта и профилактического обслуживания подсветки
телевизоров я рекомендую проводить незначительную доработку
Рис. 42.2. Расположение резисторов на плате блока питания

схемы ЬЕВ-драйвера с целью продления срока службы светодиод-
ных линеек. Наиболее эффективный и в то же время простой способ
снижения нагрузки - уменьшить рабочий ток, исключив один или
несколько резисторов из цепи истока силового транзистора.

Перед выполнением доработки важно оценить номиналы всех
установленных резисторов. В рассматриваемом блоке питания (ЬЕО-
драйвер на микросхеме ВС9483) все резисторы одинаковые, что
существенно облегчает задачу. Удаление одного из восьми резисторов
(например, К.811 в первом канале или Я829 во втором) снижает ток
примерно на 25%. Удаление двух (например, В811 и Й813) снижает ток
на 50%, а исключение трех резисторов (К811, И813 и К815) уменьшает
ток до 25% от исходного.

Если же резисторы имеют разные номиналы (например, группа из
3,9 Ом и корректирующие по 8—10 Ом), удалять следует именно низко-
омные, так как они вносят основной вклад в ток.

Организация обратной связи по току. Измерение тока в канале
подсветки производится не напрямую, а через НС-фильтр - П. 810 и
С804. сигнал с которого поступает на вывод 18Е1Ч1 (вывод 7 микро-
схемы). Управляющий сигнал на затвор полевика 0803 обозначен как
РВ1М01 (вывод 6). Дополнительно ток фильтруется вторичной цепоч-
кой - К823 и С816.

Вторая половина схемы (транзистор 0806) полностью аналогична:
♦ управление — сигнал РО1М02:

♦	ток контролируется через 18ЕМ2 и цепи Я828- С808 и Н840-С818

Вспомогательные и защитные цепи микросхемы. Микросхема
1С801 формирует внутреннее стабилизированное напряжение
ЯЕ69У (вывод 24), используемое как опорное в других узлах схемы.
Один из таких узлов — вывод ГА1ЬВ (вывод 12), отвечающий за сиг-
нал неисправности ЬЕО-подсветки. В нашей схеме он просто подтянут к
линии КЕО9У через резистор К845 и не используется функционально,
однако при необходимости его можно завести на основную плату теле-
визора для индикации.

Сигнал АО1М и обратная связь по яркости. На вывод А01М
(вывод 9) микросхемы подается опорное напряжение ошибки, фор-
мируемое через делитель: Я857, К849 (верхняя часть) и К848 (нижняя
часть). Сглаживание обеспечивается конденсатором С817, как рекомен-
довано в баГахЬееС

Управляющие сигналы яркости Р\УМ1 и Р\ЛГМ2. Выводы РДА/М1
и Р\УМ2 (выводы 10 и 11) получают ШИМ-сигналы управления ярко-
стью с основной платы телевизора через разъем Р201:

♦	канал РВ1М1 - ЯС-цепочка Я824-С824, подтяжка к ЯЕС9У через

Р858 и Я843;

♦	канал РВГМ2 — КС-цепочка Н837-С825. подтяжка через Н859 и

К844.

Это позволяет избежать неопределенных состояний при отклю-
чении основной платы.

ВНИМАНИЕ.

Не путать токозадающие резисторы в цепи истока
(8811-8818, 8829-8856) с резисторами 8804 и 8822, кото-
рые контролируют силовые ключи ОС/ОС-преобразователя
(0801 и 0804) и не влияют на яркость подсветки.

Таким образом, 1С801 выполняет двойную функцию-

♦	повышает напряжение с 57 В до 105 В и 70 В для питания подсветки;

♦	управляет яркостью, коммутируя М08РЕТ-ключи и отслеживая то-
ки каналов.

ОЫЫЫЕ ВИДЕО

Уменьшение тока
светодиодного драйвера

МР3398 как уменьшить ток
подсветки 1.ЕО драйвера

На этом завершается подробный разбор работы светодиодного
драйвера в блоке питания ЕСР42-13Н2.
ГЛАВА43

ПРАКТИЧЕСКИЙ

ЗАПУСК И АНАЛИЗ

«ГОРЯЧЕЙ» ЧАСТИ БЛОКА ПИТАНИЯ

При ремонте телевизионного блока питания особое внимание
требует так называемая «горячая» часть схемы - участок,
связанный с сетевым напряжением и высоковольтными преоб-
разователями. Здесь начинается работа всех ключевых узлов:
ШИМ-контроллеров, РЕС-контуров и полумостовых инверто
ров. В зтой главе мы научимся правильно запускать блок на
столе - через ограничительную лампу или лабораторный БП,
проверим питающие цепи, отследим сигналы запуска, и раз-
беремся, при каких условиях происходит включение преобразо-
вателя. Особое внимание уделим безопасности, логике подачи
управляющих сигналов, а также методам пошаговой проверки
элементов, включая замеры на УСС, У5ЕИ и затворах ключей.

। Ограничительная лампа -

защита при первом включении

Работа с импульсным блоком питания начинается с грамотной
проверки его высоковольтной части, так называемой «горячей зоны».
На данном этапе критически важно соблюдать меры безопасности
и использовать правильные методы первичной диагностики. Один
из проверенных способов — запуск блока через ограничительную
лампу, которая защищает оборудование и пользователя от возможных
коротких замыканий.

В ремонтной практике ограничительная лампа накаливания —
это обязательный элемент диагностики. Она включается в разрыв
сетевого провода (рис. 43.1) и выполняет функцию токового огра-
ничителя. В случае короткого замыкания в блоке питания лампа вспы-
Рис. 43.1 Лампа для проверки
короткого замыкания

Применение лампы
накаливания
при ремонте и
диагностике блоков
питания

хивает и загорается постоянно, не давая высокому току повредить
элементы схемы.

Для проверки дежурного источника питания достаточно лампы
60... 100 Вт. Для проверки блока питания в рабочем режиме с вклю-
чением РРС потребуется лампа 300...500 Вт, иначе схема РРС просто
не запустится — напряжение «просядет» на лампе.

Подготовка блока питания
к запуску

Перед включением блока следует подготовить схему:

♦	подключить осциллограф; земляной щуп припаивается к минусу
сглаживающего электролитического конденсатора (он же ми-

нус диодного моста);

♦	разъем Р201, соединяющий плату питания с основной платой
(МатВоагс!), содержит управляющий сигнал Ромгег Оп. Чтобы ими-

тировать запуск, соединяют первый и
третий контакты разъема — на управляю-
щий вход подается напряжение около 3,5 В.

ВНИМАНИЕ.

Все замеры производятся сна-
чала в «горячей» части схемы,
только затем переходят к
низковольтной. Всегда соблю-
дайте правила электробезо-
пасности!

ОЫиИЕВИДЕО

безопасный ремонт
импульсного блока
питания
Оценка поведения лампы и начальная диагностика тгриведена ниже.
1. Если при подаче питания лампа кратковременно вспыхнула, это
означает, что сетевой электролит заряжается, и высоковольтная
часть исправна

2. Если лампа горит постоянно — в схеме присутствует короткое
замыкание. Наиболее частые причины:

♦	пробой диодного моста;

♦	пробой силовых МО8ГЕТ-ключей,

♦	повреждение схемы РЕС.

Измерения в горячей части:
контроль напряжений

С помощью мультиметра или осцил-
лографа первым делом проверяют; напря-
жение на сетевом электролите С610— в
режиме ожидания оно должно состав-
лять = 310 В (при напряжении сети 220 В
220 х 1,41 = 310 В);

Если напряжения нет или оно неста-
бильно (сильные пульсации), необходимо:

♦	проверить диодный мост В0101;

♦	проверить предохранители Е100 и

Г101;

♦	убедиться в работоспособности обходных
диодов и цепей заряда конденсатора.

ОМЫЫЕ ВИДЕО

Осциллограф и
компьютерный блок
питания. Замеряем
сигналы в горячей части

1	Проверка дежурного источника питания
и цепей запуска контроллера

После предварительной диагностики горячей части блока питания
следующим этапом становится проверка работы дежурного источ-
ника питания Именно он формирует начальное питание для всех
управляющих схем и является основой для запуска цепей РЕС и основ-
ного преобразователя.

1.	Поведение лампы при запуске. Включаем блок питания в
дежурном режиме. Если напряжение около 310 В на сетевом элек-
тролите присутствует — это уже хороший признак. Однако при подаче
сигнала включения (Ромгег ОН) лампа может снова загореться ярко.
Это не свидетельствует о неисправности, а лишь указывает на попытку
запуска схемы РЕС, которая не может выйти на режим из-за ограни-
чения тока через лампу.
2.	Меры предосторожности при работе с осциллографом. При
работе с осциллографом следует помнить:

♦	земля осциллографа соединена с минусом сетевого конденса-
тора, и не имеет гальванической развязки от сети — будьте крайне
осторожны1

♦	при измерении высоковольтных сигналов (300...400 В; необхо-
димо переключить щуп в режим *10.

♦	при измерении низковольтных сигналов — вернуть режим обратно.

3.	Диагностика по осциллограмме. Проверим напряжение на
сетевом электролитическом конденсаторе С610 (рис. 43.2)— ровная
линия около 310 В. Если конденсатор неисправен, на осциллограмме
появятся выраженные пульсации (рис. 43.3).

Рис. 43 2. Осциллограмма напряжения на исправном сетевом конденсаторе

Рис. 43.3 Осциллограмма напряжения на не исправном сетевом конденсаторе
Такие пульсации могут быть временно сглажены конденсатором
С601 (рис. 39.2), но при нагрузке, например резистором 5 Ом, ампли
туда пульсаций увеличится, что может привести к нестабильной
работе контроллера или ею выходу из строя.

4.	Импульсы на выводе 'УСС контроллера. Следующим этапом
смотрим питание ШИМ-контроллера дежурного источника 1С501
(вывод 5, рис. 43.4). В дежурном режиме видна последовательность
коротких импульсов с длинными паузами. При подключении нагрузки
контроллер переходит в непрерывный режим, и интервалы между
импульсами уменьшаются

Рис. 43.4 Осциллограмма импульсов на микросхеме дежурного питания

5.	Контроль напряжения на вспомогательной обмотке транс-
форматора. Проверяем напряжение на вспомогательной обмотке
трансформатораТ501 (рис. 43.5) и после выпрямительного диода
(рис. 43.6).

Рис. 43 5. Осциллограмма импульсов
на обмотке трансформатора на резисторе Р505
Рис 43 6 Осииллограмма напряжения после диода 0503

Здесь должно быть около 20 В, и это напряжение поступает:
♦ на стабилизатор ()501 — питание для контроллера РЕС (1С601);

♦ на стабилизатор 0502 — питание для 1С501.

Стабилизированные напряжения задаются стабилитронами
20503 и 20502. а фильтрация осуществляется конденсаторами С505,
С511, С512.

6.	Проверка стабилизаторов и питающего напряжения.

Производим замер'

♦	на коллекторе транзистора 0502 — нестабилизированное напря-
жение порядка 22 В;

♦	на эмиттере — стабилизированное около 19 В, которое поступает
через диод 0504 на вывод УСС (7) контроллера.

При наличии пульсаций или провалов напряжения:

♦	проверить С505, С511, С512;

♦	проверить 20503,2П502:

♦	убедиться в исправности 0501 и 9502.

7.	Запуск контроллера от резистора —
особенность некоторых схем. В отдель-
ных реализациях первичное питание ШИМ-
контроллера подается не через трансфор-
матор, а через цепочку высокоомных
резисторов, соединенных с сетевой частью.
Это временное питание, подающееся до старта
трансформатора

омиыЕ ВИДЕО

Практика
с осциллографом
ПРИМЕЧАНИЕ.

Если один из этих резисторов уходит в обрыв - кон-
троллер не запускается Поэтому при отсутствии на-
пряжения на выводе питания УСС обязательно прове-
ряйте наличие пускового напряжения на соответству-
ющем входе.

Продолжим анализ работы блока с переходом к диагностике работы
корректора коэффициента мощности.

Проверка и диагностика схемы корректора
коэффициента мощности (РЕС)

Диагностика и запуск схемы РРС является важным этапом при
ремонте импульсного блока питания. Именно в этом узле чаше всего
выходят из строя МО8ЕЕТ-транзисторы и элементы их управления.
Ниже представлена практическая методика безопасной проверки и
анализа состояния РЕС-контроллера.

1.	Предварительная проверка и выпайка силового ключа.
Наиболее частой неисправностью является пробой МО8РЕТ Оь01-
Поэтому:

♦	выпаиваем транзистор (3601;

♦	подаем питание на блок;

♦	замыкаем кнопку включения (имитируем сигнал РО\УЕК_СМ);

♦	подключаем осциллограф к выводу 7 микросхемы 1С601 (выход
управления затвором транзистора).

Если на выводе 7 появляются четкие прямоугольные импульсы
(рис. 43.7), это указывает на исправность контроллера.

2.	Проверка питания контроллера. Для работы контроллера
необходимо наличие:

♦ напряжения питания на выводе 8 (УСС);

• сигнала разрешения включения с оптопары 1С5ОЗ.

В дежурном режиме на УСС не должно быть напряжения. После
подачи сигнала РОУ/ЕК СМ — на выводе УСС должно стабилизироваться
около 15 В. задаваемое стабилитроном в цепи питания.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Если транзистор @501 пробит, напряжение может по-
даться напрямую, минуя оптопару - это уже нештат-
ное поведение схемы
Рис. 43.7. Осциллограмма управляющих импульсов РРС-контроллеро

3,	Анализ работы затвора и стока МО8РЕТ 2601. После под-
тверждения работоспособности контроллера:

♦	устанавливаем 0601 обратно в схему;

♦	наблюдаем сигналы на затворе и стоке М08РРТ (рис. 43 8 и рис. 43.9);

♦	используем ограничительную лампу (при необходимости — мощ-
ностью от 300 до 500 Вт).

Даже если форма сигналов немного искажена, их наличие и ста-
бильность подтверждают, что транзистор управляется корректно.

Рис. 43.8 Осциллограмма импульсов на стоке транзистора РРС

Ьйр5://Нуе1п1егпе1.с1ип/
Рис. 43.9. Осциллограмма импульсов но затворе транзисторе РРС

4.	Контроль выходного напряжения на электролите С610.

В типичном режиме:

♦	до включения: ~310 В на С610 (при отключенном РРС);

♦	после подачи сигнала РО^УЕКОМ: напряжение должно вырасти до

390...	400 В;

♦ посте отключения — снова упасть до 5 310 В.

Такая динамика указывает на штатную работу схемы коррекции
коэффициента мощности.

5.	Возможные неисправности в цепи обратной связи. Если
напряжение на СбЮ:

♦	не повышается посте запуска — возможна неисправность (2601 или
управляющей цепи;

♦	повышается недостаточно — проверьте делитель напряжения (ре-
зисторы К618, Кб 17, Н623, К616, К615, К614, К613).

ПРИМЕЧАНИЕ.

Даже незначительное изменение номинала этих компо-
нентов может привести к искажению обратной связи и
сбоям в работе схемы РРС.
6.	Подведем итог. Для безопасного запуска и первичной диагно-
стики схемы РРС рекомендуется:

♦	временно выпаять транзистор ОьО 1;

♦	проверить наличие импульсов на затворе;

♦	контролировать работу по форме сигнала и уровню напряжения
на С610;

♦	проверить цепи обратной связи, включая делитель и стабилитрон;

♦	использовать ограничительную лампу с достаточной мощностью
при первичном запуске.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Такой подход позволит не повредить дорогие компонен-
ты, избежать ложных срабатываний и ускорить поиск
неисправности.

Контроль питающих напряжений и пошаговая проверка
запуска резонансного контроллера

В этом разделе мы рассмотрим пошаговую методику' диагностики
резонансного полу мостового преобразователя, построенного на
базе контроллера 1С101, применяемого в блоке питания ЕСР42-13К2.
Все замеры выполняются в «горячей» части схемы, с обязательным
соблюдением техники безопасности.

1.	Проверка напряжения питания УСС. Первым и обязатель-
ным условием запуска контроллера является наличие питания на
выводе 2 (УСС) Это можно проверить осциллографом или мульти-
метром Напряжение должно находиться в пределах 13...20 В (в зави-
симости от схемы стабилизации). Если питание отсутствует, проверяем
резистор К117, через который напряжение поступает на вывод УСС.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Часто встречающаяся неисправность - обрыв Я117,
при котором микросхема не запитывается, несмотря
на наличие питания в цепи.

2.	Контроль сигнала У8Е1Ч (вывод контроля сетевого напря-
жения). Вторым условием запуска является наличие напряжения на
выводе У8ЕМ (обычно около 1 В), формируемого резистивным дели-
телем с высоковольтной шины

♦	если напряжение сильно занижено или отсутствует — ище.м обрыв/
деградацию одного из резисторов в делителе;

♦	если напряжение выше нормы — контроллер может блокировать
запуск.

3.	Подготовка к запуску без силовых ключей. Перед подачей
питания рекомендуется выпаять транзисторы () 101 и 0102, чтобы избе-
жать возможного пробоя при нештатной работе контроллера:

♦	подаем напряжение на блок;

•	замыкаем цепь запуска (РО\УЕК ОМ);

•	проверяем сигналы на затворе нижнего ключа 0102 (рис. 43.10).

Если импульсы присутствуют — микросхема функционирует,
нижний драйвер работает штатно.

4.	Проверка сигнала на верхний ключ (УОН). После этого можно
установить транзистор 0102, оставив 0101 снятым. Такая конфигура-
ция позволяет:

♦	задействовать драйвер верхнего плеча;

♦	проверить появление импульсов на выводе УОН, управляющем
2101 (рис. 43.11).

Амплитуда управляющих импульсов — около 10 В. Наличие сиг-
нала подтверждает исправность верхнею драйвера и цепи Ьоо181гар-
питания.

Рис. 4310. Осциллограмма импульсов но затворе нижнего транзистора (УСЦ
Рис. 43.11 Осциллограмма импульсов на затворе верхнего транзистора (76Н)

5.	Безопасный запуск преобразователя. После успешной про-
верки:

♦	впаиваем обратно 0101;

♦	повторно включаем питание с подключенной ограничительной
лампой;

♦	проводи.м финишную диагностику, наблюдая работу преобразо-
вателя под нагрузкой.

6.	Заключение по этапу диагностики. Таким образом, поэтапная

проверка позволяет:

•	исключить повреждение новых силовых
ключей при первом запуске;

♦	убедиться в исправности драйверов и кор
ректной работе микросхемы управления;

♦	провести диагностику блока без риска,
даже в случае скрытых неисправностей.

На этом этапе анализ «горячей» части
блока питания завершен В следующей главе
мы перейдем к диагностике вторичной
(холодной) части, включая выходные напря-
жения, ЬЕВ драйвер и цепи управления под-
светкой.

ОЫиЫЕ ВИДЕО

Принцип работы
блока питания ЖК
телевизора 5АМ50ИС
ВЫ44 00622В
ГЛАВА 44

ДИАГНОСТИКА "	11₽

ВТОРИЧНОЙ ЧАСТИ БЛОКА /
ПИТАНИЯ И ЗАПУСК НА СТОЛЕ'

Проверка вторичной (холодной) части блока питания - обяза-
тельный зтап, позволяющий понять, выдает ли устройство
стабильные выходные напряжения и как оно ведет себя при
подключенной нагрузке. Здесь мы сосредоточимся на линиях
12 В. 24 В и 57 В. научимся распознавать их назначение, прове-
рять диодные сборки и фильтрующие конденсаторы, а также
определять, когда блок «проседает» или уходит в защиту.
Подробно разберем, как подавать сигналы РО\УЕР_ОИ и
ОЫ, как имитировать нагрузку с помощью резисторов, на что
указывают осциллограммы на анодах и катодах диодов Все
это позволит уверенно паоводить запуск на столе и точно
определить, где кроется неисправность

Запуск блока питания и проверка
выходных напряжений на столе

Переходим к анализу «холодной» части блока питания, то есть
тех цепей, которые формируют вторичные выходные напряжения и
управляют работой ЕБЭ-драйвера. Этот этап особенно важен при запу-
ске блока в лабораторных условиях (на столе), без подключения к
телевизору.

1.	Назначение выходных напряжений. В рассматриваемом
блоке питания реализовано три основных вторичных напряжения
(рис. 41.6);

♦	напряжения 12 В и 24 В — подаются на основную (шаш) плату
телевизора;

♦	напряжение 57 В — используется исключительно для питания по-
вышающих преобразователей ЬЕП-драйвера.
2.	Запуск блока питания на столе. Для запуска блока в режиме
диагностики не требуется подключать всю телевизионную плату.
Достаточно подать два управляющих сигнала:

• Р(ЖЕН_ОЫ — включает основной ОСД)С-преобразователь;

♦	— запускает драйвер светодиодной подсветки (1С801).

СОВЕТ.

Используйте кнопки с фиксацией, это удобно и позволя-
ет свободно работать с осциллографом.

3.	Имитация управляющих сигналов. На практике сигналы
РОУ\’ЕК ОМ и ОМ' подаются с гпаш-платы, однако при запуске на
столе их можно имитировать вручную:

♦	источник логического сигнала — дежурное питание 3,5 В, при
сутствующее на плате;

•	соединение выполняется через токоограничительный резистор
(например, 470 Ом);

♦	замыкание управляющего вывода на линию 3,5 В эквивалентно
подаче логической «1».

После подачи РО\А/ЕЯ_ОЫ должны появиться все вторичные напря-
жения: 12 В, 24 В и 57 В. После подачи ВВУ.ОЫ запускаются повыша-
ющие преобразователи микросхемы 1С801, формируя рабочие напря-
жения ЬЕО-дрэйвера.

4.	Поведение цепей регулировки яркости. Сигналы РИТМ! и
Р\А/М2 управляют яркостью светодиодной подсветки:

♦	при отсутствии сигнала на этих входах транзисторы ()8ОЗ и <*)80ь
полностью открыты;

♦	это обеспечивается подтяжкой к напряжению КЕС9У через ре-
зисторы (К843, К858. К844, К859);

♦	светодиоды при этом работают на полной яркости.

Для ручной проверки регулировки яркости достаточно замкнуть
вход РЕЯМ 1 или РШМ2 на землю:

♦	светодиоды погаснут (логический «О»);

♦	при размыкании вновь загорятся (логическая «1»),

5.	Практический тест ШИМ-управления. Для моделирования
ШИМ-регулировки:

♦	можно использовать генератор прямоугольных импульсов (ча-
стотой от 500 Гц до 25 кГц);
♦	либо вручную нажимать кнопку, замыкающую вход на землю;

♦	при ручном управлении будет виден эффект мерцания — это нор-
мальное поведение без фильтрации.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Вторичная часть блока питания позволяет проводить
все основные диагностические и функциональные те-
сты на столе, без необходимости подключения к теле-
визору. При правильной подаче управляющих сигналов
и наличии стабильного дежурного напряжения можно
полностью проверить выходные напряжения, работу
йЕИ-драйвера и управление яркостью подсветки.

Контроль выходных напряжений
и проверка под нагрузкой

Приступим к проверке вторичных выходных напряжений,
формируемых блоком питания. Для этого необходимо подать высо-
кий логический уровень на сигнал РОМЕНОМ, после чего устройство
выходит из дежурного режима, и на его выходах появляются рабочие
напряжения. 12 В, 24 В и 57 В (рис. 41.6).

Следует учитывать, что значения могут незначительно отличаться
от номинальных. В частности, напряжение 57 В не стабилизировано и
допускает некоторый разброс — это предусмотрено схемой.

Стабилизация напряжения реализована в первую очередь по
12-вольтовой линии, а в цепи 24 В дополнительно включен резистив-
ный делитель, обеспечивающий балансировку при неравномерной
нагрузке. Это предотвращает перераспределение тока между каналами
при отключении или недогрузке одного из них.

На выходе преобразователя установлены диодные сборки 0251,
0252,0255, 0256, обеспечивающие выпрямление импульсов. При под-
ключении осциллографа к анодам этих диодов можно наблюдать пря-
моугольные импульсы, тогда как на катодах, за счет фильтрации кон-
денсаторами С251, С252, С255-С258, присутствует сглаженное посто-
янное напряжение. Например:

♦	на аноде 0251 (линия 12 В) — прямоугольные импульсы (рис. 44.1);

♦	на катоде того же диода — стабилизированное напряжение около
12 В;

♦	аналогично, на аноде 0255 (линия 24 В) — им1гульсы, на катоде —
стабильное 24 В (рис. 44,2);

♦	на выходе 0252 (линия 57 В) — постоянное напряжение порядка
55 В, что является нормой для данной схемотехники.
Рис 44.1. Осциллограмма импульсов на аноде диода линии 12 В

Рис.44.2. Осциллограмма импульсов на аноде диода линии 24 В

ПРИМЕЧАНИЕ.

Если же на катодах наблюдаются пульсации, в первую
очередь необходимо проверить состояние фильтрую-
щих электролитических конденсаторов, поскольку они
отвечают за сглаживание выпрямленного напряжения.
Проверка под нагрузкой. Для достовер-
ной оценки работоспособности блока рекомен-
дуется выполнять измерения под нагрузкой
В рассматриваемой плате производителем уже
предусмотрена минимальная нагрузка —
резисторы К252 и К251 для линии 24 В, а также
К253 для 12 В. Это позволяет проверить базо-
вую стабильность выходов без дополнительных
подключений.

Однако если при подключении тат-
платы телевизора наблюдаются просадки
напряжений, имеет смысл провести стендо

вую проверку с мощными внешними нагрузочными резисторами.
Это поможет определить: виноват сам блок питания или причина кро-
ется во внешней нагрузке.

О1МЫЫЕ ВИДЕО

Импульсный блок
питания проверка
под нагрузкой

ПРИМЕЧАНИЕ.

Такой подход дает уверенность в результатах диагно-
стики и помогает быстрее локализовать проблему в
реальных условиях эксплуатации.

Проверка и анализ работы

ЬЕО'Драйвера блока питания

Следующим шагом анализа холодной части станет диагностика
ЬЕП-драйвера — ключевого элемента, обеспечивающего питание
светодиодов подсветки. Теоретическую часть по работе микросхемы
1С801 мы уже рассматривали ранее (рис. 42.1), теперь перейдем к
практическим измерениям и анализу рабочих сигналов.

Прежде всего, если имеются сомнения в исправности схемы, необ-
ходимо:

1.	Проверить отсутствие пробоя на силовых элементах (МО8ЕЕТ-
транзисторы 0801, 0804);

2.	Убедиться в наличии питающих напряжений и управляющих
сигнало> на микросхеме 1С 801

Рассмотрим условия для запуска ЬЕО-драйвера. На 1-й вывод
1С801 должно подаваться напряжение +12 В На 24-м выводе
(ВЕ69У) — стабилизированное напряжение 9 В, формируемое встро-
енным ЬОО-стабилизатооом. На 2-й вывод (ПВУОЫ) подается логи-
ческая единица (около 3 В) — она активирует оба повышающих преоб-
разователя. На вход драйвера подается напряжение ВО « 55 В. форми-
руемое основным блоком.

После подачи ОКУ_ОК драйвер включает оба канала. В нашем блоке
реализовано два независимых канала подсветки, однако принцип
работы сохраняется и для одноканальных, и для четырехканальных
решений. Выходные напряжения ориентировочно составляют:

♦	~ 105 В на первом канале;

♦	«70 В на втором.

Эти значения не фиксированы жестко — драйвер автоматически
подстраивает выходное напряжение, обеспечивая стабильный ток, что
критично для корректной работы светодиодов.

Проверка работоспособности драйвера. Для диагностики драй-
вера без разборки подсветки телевизора удобно использовать ими-
тационную нагрузку — светодиодную сборку (рис. 44.3). Например,
10-11 светодиодов по 10 В каждый формируют «линейку» с рабочим
напряжением около 100...110 В. Такой стенд позволяет точно судить о
наличии запуска и стабильности выходного тока.

ВАЖНО ПОНИМАТЬ.

Драйвер стабилизирует именно ток, а напряжение под-
бирается автоматически в зависимости от сопротив-
ления нагрузки. Это обусловлено нелинейной характе-
ристикой светодиодов, и делает применение драйвера
обязательным.

Практические измерения и запуск:

♦	подаем сигнал РО\УЕКО\ — блок выходит из дежурного режима,
и на 1-м выводе 1С801 появляется +12 В;

♦	подаем ВВУ_ОМ — на 2-й вывод поступает логическая единица,
активирующая драйвер;

Рас 44.3. Светодиодная сборка
•	проверяем вывод 24 (КЕС9У) — при
включении драйвера там должно появить-
ся стабилизированное 9 В При снятии
ПНУ ОК напряжение должно исчезнуть.

Контролируем управляющие импульсы:
♦ на затворах 0801 и 0804 должны формиро-
ваться импульсы управления (рис. 44.4;;
♦ при отсутствии нагрузки драйвер пытает-
ся поднять выходное напряжение до мак-
симума, и при достижении порога (=120 В)
срабатывает защита ОУР— драйвер от-
ключается.

оыи№ ВИДЕО

драйвер.
Практика

Работа с подключенной нагрузкой. Подключаем имитацион-
ную сборку светодиодов, подаем сигналы РО\7ЕП._ОК и ОКУ_ОК:

♦	если схема и драйвер исправны — подсветка загорается, преобра-
зователи работают стабильно, драйвер не переходит в защиту;

♦	если в телевизоре наблюдается ошибка при подключенной под-
светке, а на стенде драйвер работает нормально — причина, ско-
рее всего, в светодиодных линейках (обрыв, пробой}.

Рис. 44.4. Осциллограмма импульсов но затворе транзистора преобразователя
ПРИМЕЧАНИЕ.

Смоделировать отказ можно, размыкая один из выводов
светодиодной сборки. В этом случае драйвер запуска-
ется. но быстро уходит в защиту из за отсутствия
тока во втором канале

Такой способ позволяет не только проверить исправность драйвера,
но и локализовать неисправность, не разбирая сам модуль подсветки.

Регулировка яркости и контроль тока
в ЬЕО-драйвере

Яркость светодиодов в данной схеме управляется с помощью
ШИМ-сигналов Р01М1 и РЭ1М2, поступающих с основной (шаш)
платы телевизора. Эти сигналы представляют собой прямоугольные
импульсы с изменяемой скважностью, то есть отношением времени
включения к периоду.

Принципиальный момент: при ШИМ-регулировке ток через све-
тодиоды остается постоянным — например, 0,5 А. Яркость изменя-
ется исключительно за счет продолжительности включения- чем
дольше транзистор остается открытым — тем ярче светятся светодиоды.
Это ключевая особенность драйвера тока, и она делает возможным
точный контроль яркости без изменения силы тока.

Анализ рабочих сигналов. Для оценки работы драйвера подклю-
чаем осциллограф к конденсатору С802 — на нем формируется высо-
ковольтное выходное напряжение одного из каналов (рис. 44.5). При
подключенной нагрузке наблюдаем стабильное напряжение порядка
130 В, что свидетельствует об исправности преобразователя.

Управление нижним ключом производится через сигнал па
затворе транзистора <^803 При активной линейке здесь фиксируется
постоянный высокий уровень, открывающий транзистор. Минусовые
выводы светодиодов (ЬЕО-) замыкаются на землю через ключевые тран-
зисторы 0803 и 0806, а ток считывается датчиками на резисторах.

Сигнал тока поступает обратно на контроллер, который на его
основе регулирует выходное напряжение преобразователя таким обра-
зом, чтобы поддерживать стабильный ток около 0,3 А.

Регулировка выходного тока. Уменьшение тока возможно за счет
увеличения сопротивления в цепи датчика. Например, удалив рези-
стор К811, мы увеличим общее сопротивление цепи, и ток подсветки
Рис 44.5. Осциллограмма напряжения на выходе преобразователя

снизится. Это полезно в случае доработки схемы с целью продления
ресурса светодиодов.

Особенности работы ШИМ регулировки. В штатной конфигура-
ции, при отключенной основной плате, входы РВ1М1 и Р01М2 подтя-
нуты к напряжению НЕС9У. Это соответствует максимальной ярко-
сти, поскольку логическая единица открывает ключ.

Если подать логический ноль, соответствующий канал подсветки
отключается полностью При подаче ШИМ-сигнала с генератора
можно вручную проверить регулировку яркости — уменьшение скваж-
ности визуально снижает яркость линейки.

Ошибки подключения и защитные
функции. При неправильной конфигурации
нагрузки возможно срабатывание защитных
механизмов драйвера:

♦	при отключении всех светодиодоз срабаты-
вает защита ОУР, драйвер выключается;

♦	при подключении слишком малого числа
светодиодов (например, 2-3 шт.), драйвер
не сможет стабилизировать ток — напряже-
ние окажется избыточным, возникнет ава-
рийный режим, возможен выход из строя
светодиодов;

ОМИЫЕ ВИДЕО

Настройка тока
йЕй драйвера на
микросхеме(108Срб0)
♦ при коротком замыкании внутри светодиодов (в «корыте» теле-
визора), драйвер теряет обратную связь и перестает ограничи-
вать ток, что может привести к перегреву и возгоранию

ПРИМЕЧАНИЕ

При срабатывании защиты необходимо повторно по-
дать сигнал ОЯУ_ОЫ для перезапуска драйвера.

Наглядная таблица с типичными причинами неисправности ЕЕП-
драйвера, симптомами и методами проверки табл. 44.1.

Диагностика неисправностей СЕР драйвера (1С801)	Таблица 44.1

Симптом ' Проблема	Возможная причина	Методика проверки / Рекомендации
Драйвер не запускается, светодиоды не горят	Нет питания на выводе 1 (УСС = +12 В)	Измерь-е напряжение на выводе 1 При его отсутствии проверьте цепь питания 0502  2О5О2.С5О5 и др
Не формируется напряжение КЕС9У (вывод 24 = 9 В)	Неисправна микросхема 1С801 или отсутствует ОЙУОЧ	Подавайте ОКУ .ОН и проверьте появление 9 в Если отсутствует - микросхема может быть неисправна
Нет реакции на ОРУ_ОН	Нет управляющего сигнала на выводе 2	Убедитесь в наличии логической «1» (=3,5 В) на выводе 2 Проверьте цепь подачи сигнала и подтяжки
Напряжение кратковременно появляется и резко пропадает	Срабатывает защита по перенапряжению 'ОУР1	Без нагрузки драйвер может поднять напряжение выше 120 Б Подключите тестовую сборку светодиодов
Полное отсутствие управляющих импульсов	Пропой силовых МО5РЕТ <2801 или <2804	Выпаяйте ключевые транзисторы и проверьте мультиметром. При пробое - замените и повторите тест
Светодиоды не горят, но напряжения и импульсы присутствуют	Светодиодные линейки неисправны (Обрыв пробой)	Проверьте каждую линейку на целостность. Подключите заведомо исправную нагрузку для исключения ошибки

Выводы
по главе

В данной главе был проведен детальный анализ схемотехники и
методов ремонта импульсных блоков питания телевизоров на при-
мере модели ЕСР42-13К2. Мы пошагово рассмотрели работу горячей
части (включая РГС-контроллер, ШИМ-управление и резонансный пре-
образователь) и холодной части, ответственной за формирование вто-
ричных напряжений и питание ЬЕЭ-драйвера.

Основные акценты:

♦	проведена проверка запуска блока через ограничительную лам-
пу. обеспечивающую защиту при первом включении;

•	подробно рассмотрены напряжения питания, сигналы РО\УЕК
ОГч и ОКУ .014, а также проверка управляющих импульсов с помо-
щью осциллографа;

♦	выполнена пошаговая диагностика РГС-схемы и полумостового
преобразователя, включая методику безопасной проверки при
выпаянных ключах;

♦	изучены вторичные цепи питания (12 В, 24 В, 57 В), методы их
измерения, выпрямления и фильтрации, а также работа под на-
грузкой.

•	особое внимание уделено ЬЕВ-драйверу: проверка питающих на-
пряжений, анализ ШИМ-сигналов управления яркостью, методы
защиты и имитации нагрузки при ремонте.

Главный вывод. Эффективная диагностика и ремонт блока
питания невозможны без глубокого понимания его работы в раз-
личных режимах. Только комплексный подход, включающий анализ
осциллограмм, проверку управляющих сигналов, работу с нагруз-
кой и соблюдение мер предосторожности, позволяет точно локализо-
вать неисправность, восстановить устройство и избежать повторных
повреждений.
ЧАСТЬ

10

ИМПУЛЬСНЫЕ БП НА 11С3843:

УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ

ПС3843 представляет собой компактную 8-контактную микро-
схему, предназначенную для регуляции питания с использованием
ШИМ (широтно-импульсной модуляции). ИЬП на НС3843 работают по
принципу преобразования выпрямленного переменного напряжения в
высокочастотные импульсы, которые затем понижаются в транс-
форматоре. Ремонт таких ИБП включает в себя визуальный осмотр
на предмет повреждений и проверку основных компонентов, диодного
моста, силовых транзисторов, силового транссрорматора и ШИМ-
контроллера (ПС3843).
ГЛАВА 45

*

ПРИНЦИП РАБОТЫ
ШИМ-КОНТРОЛЛЕРА УС3843
В ИМПУЛЬСНОМ

БЛОКЕ ПИТАНИЯ 12 В/5 А

ШИМ-контроллеры серии ОС3842/43/44/45 стали стандартом
де-факто в подавляющем большинстве импульсных источников
питания малой и средней мощности. Простая архитектура,
высокая надежность и предсказуемость поведения сделали
их классикой, которую используют и сегодня - от зарядных
устройств до промышленных модулей на сотни ватт.

Основные отличия

| 11С3842/43/44/45

В этой главе мы подробно разберем работу 11С3843 на примере
реального блока питания 12 В / 5 А (рис. 45.1), начиная с порогов запу-
ска, структуры выводов и заканчивая алгоритмом самопитания и ста-
билизации.

Несмотря на общую архитек-
туру, чипы серии различаются
двумя ключевыми параметрами:

1.	Порогами запуска (УО1Ч) и
отключения (УОРР). Эти пороги
определяют, когда микросхема
имеет право начать работу:

♦ для ОС 3843/45: УОМ » 8,5 В —
микросхема запускается;

УОРР * 7,9 В - микросхема
останавливается

• для 003842/44: УО51 «16В;

УОРР = 10 В

Рис. 45 1. Импульсный блок питания
на микросхеме ОС3843
Причина проста: транзистор силового
ключа должен быть открыт достаточно глу-
боко. Если амплитуда затворного импульса
будет ниже 8 В, МО8ЕЕТ войдет в активный
режим, перегреется и выйдет из строя. Поэтому
ПС3843 «низковольтная» и идеально подходит
для блоков на мощность до 100... 150 Вт

2.	Максимальный коэффициент запол-
нения (ОМАХ). ПС3842/43 - до 100 %.
ПС3844>45 — ограничение ~ 50 %. В схемах
п -Бышенной мощности ограничение О повы-
шает стабильность и предотвращает насыще-
ние трансформатора.

оыиыЕ
ИНФОРМАЦИЯ

ЗаюзпееГ микросхемы
иС3845

Стартовые цепи
и запуск ЦС3843

При первом включении микросхема не питается от трансфор-
матора — потому что схема еще не работает. Питание подается через
высокоомный стартовый резистор (обычно 181 > ..330 кОм) напрямую
с шины 310 В ПС после выпрямителя.

Процесс запуска выглядит так:

♦	через стартовый резистор УСС начинает медленно заряжаться;

♦	как только УСС достигает 8,5 В, ПС3843 запускает внутренний ге-
нератор;

♦	на выводе ОПТ появляются ШИМ-импульсы — МО8ЕЕТ начинает
работать;

♦	трансформатор выдает напряжение на вспомогательную обмотку;

♦	через диод и КС-фильтр это напряжение допитывает УСС, полно-
стью заменяя стартовый ток.

Так реализуется самопитание, которое обеспечивает устойчивую
работу при любых режимах.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Если УСС упадет ниже 7,9 В. микросхема уйдет в
«ОпдегуоНаде 1_оскои1», чтобы защитить силовой ключ.
Структурная схема 11С3843
и назначение выводов

ШИМ- контроллер ПС3843 — классический контроллер для обратно-
ходовых и прямоходовых источников питания малой и средней мощно-
сти. В типовом блоке 12В/5Аи5В/2Аон управляет одним силовым
МО8ЕЕТ. формируя пачки импульсов на его затворе и поддерживая ста-
билизацию выходного напряжения.

Структурная схема микросхемы представлена на рис. 45.2.

Рис. 45.2. Структурная схема контроллера блока питания №3842/43/44/45

Перед разбором схемы и принципов работы 1/С3843 важно понять,
какую роль выполняет каждый вывод микросхемы. От правильного
понимания структуры выводов зависит корректность диагностики,
успешный запуск блока питания "и поиск неисправностей. В табл. 45.1
приведено краткое, но емкое описание функций всех ключевых выво-
дов 11С3843 — именно тех точек, через которые «дышит» весь импульс-
ный блок питания и которые определяют его стабильность, токовую
защиту и качество регулирования. Эта таблица станет удобной опорой
при чтении следующих разделов и при практической работе со схемой.
Краткое назначение ключевых выводов ОС3843	7аблица 45 1

Номер	Вывод	Назначение
1	СОМР	Управляющее напряжение ШИМ выход усилителя ошибки
2	УГВ	Вход обратной се°зи (через оптопару)
5	15ЕИ5Е	Контроль тока МО8РГГ по шунту
4	РТ/СТ	Формирование частоты генерации
5		Общий
6	оит	выходной драйвер затвооа
7	УСС	Питание микросхемы
8	УЯЕЬ	5-вольтовая опорная линия для обвязки

Для корпуса О1Р-8 основные выводы используются так:

♦	7 (УСС) — питание микросхемы. Именно по этому выводу микро-
схема сначала запускается от сети через пусковой резистор, а затем
питается от вспомогательной обмотки трансформатора. При до-
стижении порога ЦУЬО(ОМ) (примерно 16 В для 11С3842/44 и 8,5 В
для 1X3843/45) внутренний генератор запускается и появляется
ШИМ на выходе. При падении питания ниже порога ЕГУЕО(ОЕЕ)
(около 10 В / 7,9 В) микросхема выключается и цикл запуска повто-
ряется ;

♦	5 (СМ1) — общая точка, минус питания микросхемы;

•	4 (КТ/СТ) - вход времязадающей КС-цепочки генератора. Номи-
налы резистора и конденсатора задают частоту переключения
(обычно 30-80 кГц — выше слышимого диапазона). Конденсатор
СТ подключают к земле, резистор КТ — между выводами 4 и 8 (КЕЕ);

♦	2 (ЕВ) — вход обратной связи по напряжению Через него уси-
литель ошибки сравнивает выходное напряжение (через делитель
и/или оптопару) с внутренней опорой и управляет скважностью;

♦	1 (СОМР) — выход усилителя ошибки и точка коррекции АЧХ. Сю-
да подключают КС-цепь компенсации и транзистор оптопары На-
пряжение на СОМР напрямую влияет на коэффициент заполне-
ния импульсов на выходе ООГ;

*	3 (С8 / СштепС 8епье) — вход датчика тока. Через него контроли-
руются импульсные токи в силовом МО8ЕЕТ. При превышении по-
рога (~ 1 В) компаратор тока немедленно закрывает ключ, реализуя
защиту от перегрузки и ограничение пикового тока;

♦	6 (О1ЛГ) — выход драйвера затвора. Здесь формируются пря-
моугольные импульсы, открывающие и закрывающие силовой
МО8ЕЕТ;

♦	8 (КЕЕ) — выход опорного напряжения 5 В. Используется для пи-
тания внутренних узлов, времязадающей КС-цепи и иногда для
внешних цепей (при токе не более -50 мА);

(тйр5://Нуе1п(егпе(.с1ао/
Дополнительные выводы, такие как РСЫВ в 80-корпусах, логиче-
ски связаны с ОЮ и используются для разведения силовой и сигналь-
ной земли внутри микросхемы.

Логика работы
ШИМ-регулирования

ВНИМАНИЕ.

Работа С1С3843 основана на простом, но чрезвычайно
эффективном принципе' каждый новый импульс длится
столько, насколько это необходимо для удержания вы-
ходного напряжения в пределах нормы

Механизм:

♦	оптопара подает на вход УЕВ информацию о выходе;

♦	усилитель ошибки формирует команду на ограничение ширины
импульсов;

•	ток через МО8ЕЕТ контролируется шунтом — при превышении по-
рога импульс немедленно обрывается;

♦	частота фиксирована (обычно 50.. .100 кГц);

♦	ширина импульса меняется — обеспечивая стабилизацию.

Пример работы 11С3843

в блоке питания 12 В / 5 А

В типовой схеме:

♦	МО8ЕЕТ управляется напрямую с вывода ОПТ;

♦	силовой трансформатор рассчитан на частоту 60...70 кГц;

♦	вспомогательная обмотка дает -15...18 В, обеспечивая питание УСС;

♦	оптопара через ТЕ431 контролирует точность 12 В.

Важные моменты:

♦	шунт тока 18ЕМ8Е. Обычно 0,22...0,33 Ом, на нем формирует-
ся мгновенное напряжение тока ключа. При превышении порога
(=1 В) контроллер мгновенно заьершает импульс;

♦	вспомогательная обмотка. Если УСС недостаточно стабильно —
блок будет циклически перезапускаться («охота», «пульсация старта»);

♦	частота. Задается Кг и СС К1е 10-20 кОм; Сг == 1...2 нФ;

♦	защита. ОС3843 автоматически контролирует: ток ключа; мини-
мальное питание; корректность обратной связи.
ГЛАВА 46

ИМПУЛЬСНЫЙ
БЛОК ПИТАНИЯ
О-ЫМК5В/2А

НА КОНТРОЛЛЕРЕ 11С3843

В этой главе мы разберем архитектуру схемы, выделим клю-
чевые узлы, посмотрим, как организованы запуск и самопи-
тание контроллера, и рассмотрим типовые неисправности,
характерные для подобных адаптеров. Коротко, наглядно и
по деловому - чтобы вы могли понять, почему столь простая
схема остается рабочей лошадкой массовой электроники.

Обзор силовой части
блока питания 5 В / 2 А

Компактный адаптер от Э-Ыпк — отличный пример того, как клас-
сический ИС3843 уверенн"" работает даже в самых бюджетных устрой-
ствах. Несмотря на малые габариты, внутри — полноценный обрат-
ноходовой источник питания с фильтрацией, защитой по току и
стабильной работой под постоянной нагрузкой 2 А.

Типовой обратноходовой БП 5 В / 2 А на ПС3843 начинается с сете-
вого входа 220 В (рис, 46.1):

•	предохранитель (2 А) — первая линия защиты от коротких замы-
каний;

•	МТС-терморезистор (ТК088Р005) — ограничивает пусковой ток за-
ряда большого сетевого конденсатора. Без него при включении воз-
никает мощный импульс тока через диодный мост и конденсатор;
тн

Рис. 46.1.Принципиальная схема сетевого блока питания 0-ПЫХ 5 В/2 А

392	Ремонт источников питания
♦	сетевой фильтр (Сх, Ы и при необходимости Су) — подавляет
высокочастотные помехи, чтобы блок не «шумел» в сеть;

♦	выпрямительный мост (ОВ1...ОВ4 Ш4007) — формирует посто-
янное пульсирующее напряжение, которое сглаживается элек-
тролитическим конденсатором С1 до уровня '300...320 В.

Далее следует силовой каскад

♦	силовой МО8ГЕТ (РНХ4Ы()6ОЕ) коммутирует первичную обмотку
трансформатора;

♦	импульсный трансформатор (Т1) имеет первичную высоко-
вольтную обмотку, вспомогательную обмотку для питания
11С3843 (УСС), вторичную обмотку(ки) для формирования выход-
ных напряжений (12 В/ 5 В и др.);

♦	на выходе — выпрямительный диод <ОЬ), дроссель (или его эко-
номия) и сглаживающие конденсаторы (СП).

В простых бюджетных схемах накопительный дроссель на выходе
могут вообще не ставить — ограничиваются выпрямителем и конденса-
торами. Это работает, но повышает пульсации и нагрузку на диод.

Запуск 0С3843

и переход на самопитание

При первом включении блока питания микросхеме неоткуда взять
питание — вторичные обмотки еще «молчат». Последовательность
такая:

♦	после выпрямителя и С1 появляется постоянное '310 В;

•	через пусковой резистор (К4 - 300 кОм) это напряжение заряжает
небольшой конденсатор С6 между УСС (7 вывод) и СМИ (5 вывод);

♦	напряжение на УСС плавно растет. Как только оно достигает по-
рога ЦУЬО(ОЫ), 11С3843 запускает генератор, на выходе ОПТ по-
являются импульсы;

♦	начинает работать импульсный трансформатор (Т1), на вспомо-
гательной обмотке появляется напряжение, которое выпрямляется
диодом (02) и через тот же С6 подается на УСС;

♦	с этого момента контроллер питается уже от трансформатора, а
пусковой резистор лишь подтекает.

Чтобы не «разогнать» УСС выше допустимого, параллельно кон-
денсатору питания ставят стабилитрон (201) (обычно 18...22 В). Он
ограничивает напряжение и защишает и конденсатор, и саму 11С3843.
ПРИМЕЧАНИЕ.

Если по какой-то причине трансформатор не дает пи-
тания во вспомогательной обмотке (обрыв диода 02,
обмотки, цепей), напряжение УСС после кратковремен-
ного запуска подает ниже 1М.0(0ГЕ), контроллер от-
ключается, и мы видим попытки повторного запуска.

Стабилизация выходного напряжения

через оптопару

В рассматриваемой схеме (рис. 46.1) стабилизация реализована
через выводы СОМР (1) и ЕВ (2). Типичный вариант, который часто
встречается:

♦	вывод ГВ посажен на общий, а регулирование идет через СОМР;

♦	к выводу СОМР подключена КС-цепочка компенсации и фото-
транзистор оптопары (III);

♦	со стороны вторичной цепи фотодиод оптопары управляется схе-
мой стабилизации (часто на ТЬ431 (112) или простом делителе).

Логика работы:

♦	при росте выходного напряжения ток через фотодиод оптопары
увеличивается, фототранзистор сильнее открывается, напряже-
ние на СОМР падает;

♦	ОС3843 уменьшает скважность импульсов на затворе МО8РЕТ, в
трансформаторе запасается меньше энергии, выходное напряже-
ние уменьшается;

♦	при снижении выхода все происходит наоборот: ток через оптопа-
ру падает, напряжение на СОМР растет, ширина импульсов увели-
чивается, и блок «догоняет» требуемый уровень.

Таким способом реализуется замкнутый контур стабилизации,
контролирующий энергию в трансформаторе через ширину импульсов

Ограничение тока:

вход С$ и датчик КзЬипг

Вывод С8 (3, Снггеп! 8епве) контролирует ток через силовой
МО8ЕЕТ. Реализация:

♦	в исток МО8ЕЕТ включают низкоомный датчик тока КзЬипГ (на-
пример, доли Ома).

♦	с него через КС-фильтр (К8-С4) сигнал поступает на вывод С8 (3);

♦	внутренний компаратор сравнивает напряжение на С5 с порогом
около 1 В
ОМ1.1ЫЕ
ИНФОРМАЦИЯ

Разработка системы
на основе датчика
тока

Как только мгновенный ток через транзи-
стор таков, что на КзйипГупало >1 В:

•	компаратор «срабатывает»;

♦	текущий импульс принудительно обры-
вается, МО5РЕТ закрывается;

♦	энергия через трансформатор передается
во вторичную цепь

Так реализован метод ограничения пик-
тока (сиггепС тобе}. КС-фильтр помогает
отфильтровать паразитные выбросы и поме-
шать ложным срабатываниям.

Снаббер РСО
и защита МО5ЕЕТ

В первичной цепи между стоком МО8ЕЕТ и шиной +310 В устанав-
ливают цепь КСВ-зпиЬЬег (К 1, С2, ЦзпиЬ):

♦	при выключении транзистора индуктивность рассеяния транс-
форматора создает резкий выброс напряжения на стоке;

♦	через диод снаббера этот выброс «переливается» в конденсатор С2,

а затем плавно рассеивается на резисторе К1-

Такой узел:

♦	ограничивает пиковое напряжение на транзисторе;

♦	уменьшает риск пробоя МО8ГЕТ;

♦	снижает уровень высокочастотных помех.

ОШИЕ ИНФОРМАЦИЯ
Контроль форм сигналов
в исправном блоке

В рабочем БП на Е!С3843 характерные сигналы выглядят так:

♦	на сетевом конденсаторе С1 — постоянное напряжение
-300...320 В с минимальными пульсациями (если конденсатор жи-
вой, рис. 46.2);

♦	на стоке МО8РЕТ — пачки высоковольтных прямоугольных им-
пульсов, ширина которых растет при увеличении нагрузки (больше
энергии в трансформаторе, рис. 46.3);

♦	на затворе МО8РЕТ — прямоугольные импульсы с амплитудой
8... 12 В относительно источника, синхронные со стоком (рис. 46.4);

♦	на «ыводе ВТ/СТ (4 О8С) — стабильное пилообразное напряже-
ние; его частота — частота работы контроллера и не зависит от
нагрузки, меняется только скважность на ОПТ (рис. 46.5);

♦	на 5/СС (7) при включении — плавный подъем до порота ЦД/ЕО. за-
тем переход на питание от вспомогательной обмотки и стабилиза-
ция на уровне, ограниченном стабилитроном (рис. 46.6).

ПРИМЕЧАНИЕ

Знание этих эталонных форм сильно упрощает Эиагно
стику.
Рис 46.5. Высоковольтные прямоугольные импульсы на стоке МО5РРТ

АЦГОЗЕТ

ЛИЛ-

•-Н1
। |рр— 1 з и
Рг^=-14.2етх

:н1

О «70.450! Не

М 5.39®»	СИ! /264"

М Ро»:О-80р2

& ® Асггозет



Меаг*®? 9411
Гг€1=1 4^3нх

0*73.4501 Не

СН1- 5Д0М

М 500Г.5	СН1 /2.64М

М Р$3.0.003/2

Рис. 46 4. Осциллограмма ШИМ сигнала на затворе М05РЕТ
Рис.. 46.5. Осциллограмма но выводе РТ/СТ(4,05С/ -
стабильное пилообразное напряжение генератора ОС5843

Рис. 46.6. Осциллограмма напряжения УСС при включении источника

По форме видно (рис. 46.5) равномерный линейный рост напряже-
ния с последующим резким спадом — классический пилообразный сиг-
нал задающего генератора, частота которого определяет частоту работы
всего импульсного блока питания

На графике показано, как конденсатор (Сб) питания (5С3843 заря-
жается через стартовый резистор, формируя плавный подъем напря-
жения вплоть до порога НУЬО. После достижения этого значения
контроллер запускается, и дальнейшее питание переходит с вспомо-
гательной обмотки. Кривая демонстрирует характерную экспоненци-
альную форму набора напряжения.
Типовые неисправности
и поведение схемы

В реальной практике блок питания на 11С3845 чаще всего «падает»
из-за нескольких типичных проблем. Рассмотрим их логически, без
повторения всех осциллограмм.

Неисправность № 1. Пробой диода в выпрямительном мосту:

♦	на С1 вместо постоянного напряжения появляется почти прямое
переменное 220 В, конденсатор работает как почти короткое за-
мыкание для АС;

♦	результат: горит предохранитель, без лампы накаливания во вхо-
де часто выгорают дорожки, диоды, иногда срабатывает автомат.

Неисправность № 2. Потеря емкости сетевого электролита С1:

♦	вместо ровных 310 В — пульсирующее напряжение с частотой
100 Гц и глубокими провалами;

♦	ШИМ-контроллер питается от «рваного» напряжения, МО8ЕЕТ ра-
ботает на завышенных пиках, блок может уходить в защиту, «чи-
хать» или периодически перезапускаться;

♦	на осциллограммах: стоковые импульсы «привязаны» к пульсаци-
ям сети, УСС имеет сильные провалы.

Неисправность № 3. Обрыв пускового резистора Н4:

♦	конденсатор С6 никогда не заряжается. УСС остается на нуле;

♦	блок не подает признаков жизни: нет импульсов, нет напряжения
на выходе, но при этом первичная часть цела, предохранитель жив,
С1 заряжен.

Неисправность № 4. Потеря емкости конденсатора питания
11С3843 (С6):

♦	при включении УСС пытается набрать порог, но сильно пульсиру-
ет, микросхема не может устойчиво запуститься;

♦	на стоке ключа импульсов нет или они появляются кратковремен-
но, блок уходит в «дерганый» режим, выходное напряжение либо
отсутствует, либо пытается «подпрыгнуть» и тут же падает.

Неисправность № 5. Обрыв резистора в цепи вспомогательной
обмотки питания контроллера:

♦	11С3843 стартует от сети, но не получает нормального самопита-
ния от вторички;
♦ при небольшой нагрузке блок кое-как работает, при росте нагрузки
УСС просаживается, появляются пульсации и повторные запуски,
выход занижен и нестабилен.

Неисправность № 6. Неисправность датчика тока или С8-цепи:
♦ обрыв КзЬипГ —> нет защиты по току, при перегрузке МО8ЕЕТ и
другие элементы могут сгореть;

♦	сильное увеличение КзЬипг —»ранний срабатывающий лимит, блок
не развивает мощность, уходит в ограничение;

♦	пробой/обрыв КС-фильтра -» ложные срабатывания зашиты, дро-
жание, нестабильность при резкой смене нагрузки.

Неисправность № 7. Пробой силового МО8ЕЕТ:

♦	чаще всего тянет за собой выход из строя ПС3843, датчика тока,
стабилитронов цепи УСС, выпрямителей;

♦	это одна из самых тяжелых аварий, после которой приходится тща-
тельно прозванивать весь первичный контур.

Используя понимание структуры 11С3843, пусковых цепей,
обратной связи и ограничения тока, можно не только запустить блок
питания «с нуля», но и осознанно диагностировать большинство типич-
ных неисправностей, видя их отражение в осциллограммах и напряже-
ниях в ключевых точках схемы.

Дополнительные аспекты запуска 11С3843
и поведения цепи УСС

Помимо базового плавного роста напряжения до порога ПУЕО, в
реальных блоках питания важно учитывать, что поведение вывода УСС
определяет характер старта всей системы. Именно здесь проявляются
скрытые дефекты, которые трудно обнаружить проверкой других узлов.

Роль сопротивления стартовой цепи. Стартовый резистор К зГагГ
(К4) не просто заряжает конденсатор УСС. От его номинала зависит:

♦	время достижения порога запуска;

♦	уровень тепловой нагрузки на резистор при длительном старте;

*	чувствительность схемы к просадкам сети.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Чрезмерно большой номинал вызывает «дыхание» ис-
точника - цикл запуска и повторного отключения
Слишком малый приводит к перегреву и пробою рези-
стора при скачках тока заряда.
Динамика перезапусков и поведение 1ГУЬ0. 11С3843 обладает
ярко выраженной особенностью: при падении напряжения УСС ниже
нижнего порога СУЬО контроллер мгновенно выключает выход, но не
сбрасывает вспомогательные структуры усилителя до тех пор, пока
питание полностью не установится повторно.

Это важно по двум причинам:

♦	при плавающей УСС могут возникать короткие серии запусков без
полной перезагрузки входов — их легко заметить по «рваному» ха-
рактеру импульсов на затворе МО8РЕТ;

♦	чрезмерно малый конденсатор УСС делает источник питания не-
стабильным даже при исправных вторичных цепях.

Влияние нагрузки на стабильность УСС. Многие начинающие
мастера считают, что запуск и самозапит не зависят от нагрузки. Однако
11С3843 относится к контроллерам, где:

♦	минимальная на1рузка обеспечивает устойчивый ток через
вспомогательную обмотку;

♦	малый ток нагрузки вызывает недостаточное питание вспомога-
тельной обмотки при низком коэффициенте заполнения.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Именно поэтому некоторые исправные БП ОС3843 «про-
сыпаются» только при небольшой нагрузке.

Особенность УСС при коротком замыкании выходной цепи.
При коротком замыкании на выходе энергия трансформатора прак-
тически не передается, и УСС начинает «проседать». Это приводит к
характерному режиму:

♦	Ыссир-тойе — периодические попытки запуска, разделенные па-
узами;

♦	ток потребления снижается в несколько раз, что предотвращает
перегрев силовых ключей.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Это поведение 0С3843 заложено конструктивно и явля-
ется частью защиты.
Влияние помех на цепь УСС. Цепь питания ШИМ-контроллера
всегда уязвима к высокочастотным выбросам. Поэтому обязательным
является:

♦ использование параллельного керамического конденсатора 100 нФ;
♦ минимальная длина дорожек от вспомогательной обмотки до УСС;
♦ раздельные земли: силовая и сигнальная.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Даже слабый НЕ-шум способен проводить к ложным
срабатываниям ЦУ1.0 и ступенчатым скачкам на УСС.

Поведение УСС при запуске с пониженным сетевым напряже-
нием. При пониженном напряжении сети стартовая цепь заряжает кон-
денсатор заметно дольше, а вспомогательная обмотка дает меньшую
амплитуду. Если схема рассчитана на работу' «впритык», возможны:

♦	циклические старты в момент включения;

♦	стабильная работа только после предварительного подогрева ком-
понентов;

♦	зависимость от конкретной нагрузки.

Такие признаки являются типичными симптомами «уставшего»
электролита в цепи УСС. Перед тем как переходить к более глубокому
анализу схемы, важно понимать, что устойчивость работы 11С3843 начи-
нается именно с цепи питания контроллера. Малейшие отклонения по
УСС создают каскад неисправностей, которые проявляются в виде «дыха-
ния», отсутствия запуска, нестабильного ШИМ или самоперезапусков,
Таблица (табл. 46.1) помогает быстро локализовать причину большин-
ства проблем, связанных с порогами ЦУЮ и самопитанием ЦС3843.

Типичные проблемы по цепи 1М.0/УСС в источниках на 0С3843	Таблица 4Ь.1

Неисправность/ симптом	Вероятная причина	Проявление в осциллограммах / поведении схемы	Что проверить
Длительный запуск, -дыхание» блока (И1ссир)	Завышенный номинал  •тартово"о резистора Кйан	Медленный набор УСС, циклы ЦУЮ СК'ОРР	Язгап. утечки по плате исправность СУСС
Самоперезапуск при малой нагрузке	Низкая амплитуда вспомогательной обмотки	УСС растет -* падает -♦ растет, повторяется	Обмотка АЦХ диод ОакХ, электролит СУСС
ШИМ не стартует, УСС «замирает» ниже ЦУЮ	Изношен конденсатор СУСС	Пилообразные провалы напряжения, запуск не происходит	СУСС (Е$К, емкость), утечки
Старт возможен только при подключенной нагрузке	Недостаточная энергия в , вспомога- тельной обмотке	УСС нестабильна без нагрузки, нормализуется при нагрузке	Правильность включе- ния АЦХ-обмотки диод, разведка земли
Таблица 461 (окончание)

Неисправность/ симптом	Вероятная причина	Проявление в осциллограммах / поведении схемы	Что проверить
Выходной транзистор перегревается	Всплески УСС из-за помех	«Лестничные» скачки УСС, ложные срабатывания 11УЮ	Керамика 100 нФ у УСС, длина дорожек, фильтрация
Блок гтартуе’. но -аснет через 15с	Заниженное напряжение вспомогательной обмотки	Постепенное падение УСС до нижнего лоро, а 0у_0	Трансформатор, РАиХ, Н серии
Мгновенный пробой 11С584?	Отсутствует стабилитрон защиты УСС	Резкий скачок напряжения на УСС при старте	20 на 18 .22 В, цепь К-Э-С возле питания
Перегрев стартового резистора	Слишком малый номинал стартового сопротивления	УСС растет быстро, но Язгагг горячий	Правильность номинала, отсутствие коооткого по УСС
Щелканье блока при включении	Слабый или дрейфующий А11Х- ДИОД	УСС поднимается, падает, поднимается	ОАПХ (обратный ток. УЛ, Е5Р конденсатора

Работа контроллера ИС3843 полностью определяется его питанием,
поэтому анализ цепи УСС — это первый и обязательный шаг при любой
диагностике источника. Важно понимать, что запуск формируется в два
этапа.

Этап № 1. Заряд стартового конденсатора через КзГаг!.

Этап № 2. Переход на питание от вспомогательной обмотки.

Любые отклонения на этих этапах дают характерную «подпись» на
осциллограммах: уменьшение частоты «дышащего» режима, провалы
УСС, отсутствие стабильного плато на уровне рабочего напряжения.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Правильная логика анализа проста если УСС неустойчи-
во - ни один другой узел работать не будет. Поэтому
мастера с опытом начинают диагностику именно с
этой цепи: она дает больше информации о состоянии
блока питания, чем десятки разрозненных измерений.

Связь формы осциллограммы УСС с типичной неисправностью в

табл. 46.2.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Эта таблица особенно ценна при ремонте, когда нет
документации на блок.
Осциллограммы цепи КС и вероятные причины неисправностей

Таблица 46.2

Вид осциллограммы на УСС	Внешний вид на экране	Причина	Где искать неисправность
Плавный подъем —» быстрый провал —• повтор	Пилообра тные 'зубья» величиной 6. 8 В	Не работает А11Х- обмотка	Диод ОА11Х, обмотка, нет контакта
Плавный подъем —♦ плата запускается, но УСС низкое (8 10 В)	Плато ниже нормы	Мала амплитуда с АОХ	Трансформатор, падение на диоде
Быстрые, мелкие «рябящие» пульсации	В ысокочастотная «шероховатость»	Плохая керамика 100 нФ у УСС	Сбесоирбпд, дорожки
Резкие иголки амплитудой 1. .3 В	Нечеткие всплески вверх	Помехи от стока Мо5»ЕТ	Разводка земли, РС- багпрег
Стационарное пилообразное напряжение	«Зубья» ограничены 8 12 В	Низкая емкость СУСС	Е5Р конденсатора
УСС доходит до 5...6 В и «замирает»	Недогрузка	Утечка, пробой	СУСС, микротрещина резистора
УСС подскакивает выше 20...25 В	Опасный взлез, резкие пики	Нет стабилитрона защиты	20 18...22 В, ошибки монтажа

Анализ слабых мест линии УСС,
о которых обычно забывают

1.	Длинная дорожка от вспомогательной обмотки к УСС. Она
создает паразитную индуктивность, поэтому на высоких нагрузках УСС
может «проседать». Особенно заметно на дешевых блоках.

2.	Высокий Е8Н маленького электролита (10...47 мкФ). Даже
исправная по мультиметру деталь может иметь Е8Я > 1 Ом и вызвать:

♦	шум на УСС;

♦	срыв генерации;

♦	ложное срабатывание защиты.

3.	Некачественный диод ВАЦХ. Частая ошибка — ставят ^4148
или Ш4007. Это ошибочно — он должен быть

♦	ультрабыстрый,

♦	ток > 1 А,

•	восстановление ^75 нс.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Иначе УСС проседает при нагрузке.
4.	Микротрещины резистора КзГагД. Даже легкая трещина вызы-
вает:

♦	редкие пульсации УСС;

♦	зависимость запуска от температуры;

♦	хаотические перезапуски.

5.	Мини-алгоритм диагностики цепи ЦУЬО/УСС. Этот алгоритм
позволяет диагностировать почти 70...80% случаев без выпаивания
деталей. Алгоритм «3 измерения для уверенного диагноза» представ-
лен ниже.

Шаг № 1 Измерить УСС в момент включения (0...200 мс):

♦	набор медленный —»слабый КзГагг;

•	набор быстрый, но нет старта — утечка или малый СУСС.

Шаг № 2. Измерить УСС после появления первых имггульсов:

♦	УСС растет —> АЦХ работает;

♦	УСС падает —> АЦХ слабая/не работает.

Шаг № 3. Измерить УСС под нагрузкой:

♦	падение на 2...4 В —> норма;

♦	падение более чем на 4 В -» проблема АНХ, диод, трансформатор.

6.	Практические советы и предостережения:

♦	не проверяйте ЦУЬО обычной лампой 60... 100 Вт. Она «съеда-
ет» половину заряда С<зиЬ^УСС</5иЬ> на старте, и все выглядит
как неисправность;

♦	если УСС растет слишком медленно — не увеличивайте СУСС.

Это лишь маскирует проблему, а не устраняет ее;

♦	если у ЦС3843 сильно греется корпус — проблема в питании.
Перегрев почти никогда не связан с выходным транзистором;

•	если старт стал зависеть от температуры. Это почти всегда:
КзГаП; диод ЦАОХ; утечки по плате.

♦	если АЦХ дает нестабильное питание. Иногда достаточно до-
бавить небольшой резистор 1...10 Ом последовательно с ПАСХ для
подавления пиков тока.
ГЛАВА 47

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ

ПО РЕМОНТУ ИМПУЛЬСНЫХ

БП НАОС3843

Эта глава собрала то. что редко встречается в учебниках, но
постоянно всплывает на рабочем столе мастера: скрытые
дефекты, нетипичные симптомы, тонкости работы выво-
дов и реальные практические приемы ремонта, проверен-
ные десятками восстановленных блоков питания. Эта часть
книги - ваш «второй уровень мастерства», позволяющий
видеть то, что скрыто от новичков, и понимать схемотех-
нику глубже, чем предполагает стандартный учебный курс.

Неочевидные дефекты,
которые трудно диагностировать

ПРИМЕЧАНИЕ

Мы рассмотрим поведение С1СЭ84Э в переходных режи-
мах, влияние малейших утечек и пульсаций на запуск,
разберем особенности драйвера, цепей С8 и СОМР, а
также покажем те неисправности, которые обнаружи-
ваются только внимательным анализом осциллограмм
и опытом.

Большинство неисправностей 11С3843 связаны с питанием, МО8РЕТ,
оптопарой или выходными цепями. Но есть редкие случаи, которые
встречаются реже, но ломают голову даже опытным мастерам.
1.	Обрыв общего вывода (С1ЧЛ) микросхемы. На практике встре-
чается чаще, чем кажется — особенно в старых БП.

Симптомы:

♦	УСС «плавает» или превышает норму;

•	осциллятор запускается хаотично;

♦	выходные импульсы появляются на доли миллисекунды и исчеза-
ют;

♦	на любом выводе контроллера возникают «висящие» уровни.

Причина: микротрещина под корпусом, прямоугольный удар от
падения, перегрев платы.

2.	Пробой внутреннего транзистора драйвера на выходе 01ГГ.

Внешне блок выглядит исправным, но запуск невозможен.

Симптомы:

♦	на выходе ОСТ — 0,4...0,8 В постоянного уровня;

♦	на стоке МО8ГЕТ — «тик» раз в секунду (попытка включения);

♦	УСС нормальное, ЦУЬО срабатывает.

3.	Утечка входа СЦККЕМТ 5ЕМ8Е (вывод 3). Это один из самых
«коварных» дефектов.

Симптомы:

♦	преобразователь запускается только при разомкнутой цепи С8;

♦	при нормальной работе блок уходит в защиту через 2-5 мс;

*	пилообразное напряжение на КТ/СТ деформируется.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Утечка всего 20...40 мкА вызывает ложное срабатыва-
ние ограничителя тока.

Редкие симптомы
и их интерпретация

Иногда блок питания «живет своей жизнью» — запускается через
раз, моргает нагрузкой, выдает странные осциллограммы или ухо-
дит в защиту без видимых причин. Именно такие случаи чаще всего
сбивают с толку даже опытных мастеров. Таблица (табл. 47.1) собирает
редкие, нестандартные симптомы, которые не попадают в классиче-
ские чек-листы, но регулярна встречаются на практике. Она поможет
быстрее распознать маскированные дефекты, правильно инзерпрети-
ровать косвенные признаки и избежать ложных направлений диагно-
стики. Эта таблица дает мастеру готовые решения для редких случаев.

Нетипичные признаки и скрытые причины

Таблица 47.1

Симптом	Вид на осциллограмме	Вероятная причина	Что проверить
Работа нормальная только при прогреве паяльником	Сдвиг частоты КТ/СТ	Трещина в дорожке или выводе резистора	Прозвонить при нагреве
Периодические «пропуски» пачек импульсов	Провалы на УСС 0 5 .1 В	Е5К СУСС	Заменить без проверки
Амплитуда импульсов на стоке нормальная, но выход 12В занижен	Узкий диапазон скважности	Неверная коррекция ССМР	Проверить КС цепь на СОМР
Идеальный запуск, но работает только без нагрузки	«Срыв» УСС под нагрузкой	Плохой диод ОАОХ	Улотрабыстрый диод обязателен
ШИМ работает, но М05РЕТ сильно греется	Длинный фронт	Сработка паразитной емкости затвора	Добавить резистор 10 33 0м

Глубокий анализ цепи С5 (тока)
и типичные ошибки ремонта

Цепь контроля тока в ЦС3843 — одна из самых важных. Если ина
работает неправильно, задействуется защита ОСР, и блок либо не запу-
скается, либо живет долями секунды.

Что вызывает ложное ограничение тока?

1.	Шум от стока МО8ЕЕТ Паразитная индуктивность дорожек пре-
вращает форму СЗ в шумовой «лес».

Решение:

• КС-фильтр должен быть максимально коротким (2...3 мм длины
дорожек);

♦ типичные номиналы: К = 33...100 Ом, С = 470...100(1 пФ.

2.	Е8К шунтирующего резистора. При нагреве сопротивление
изменяется -♦ уровень тока изменяется — защита срабатывает раньше.

3.	Утечка транзистора оптопары во время коррекции. Иногда
оптопара исправна, но ее утечка через 10...20 лет эксплуатации усили
вает искажения.

Симптом: срыв стабилизации, пульсации выходного напряжения.
4.	Несогласование земли между С8 и ОКБ. Если земля проходит
длинным маршрутом, между точками возникает 0,2...0,5 В разницы.
Для С5 это огромная ошибка — защита включится преждевременно.

Методы диагностики без осциллографа
(для полевых условий)

Иногда мастер работает «в поле», и осциллографа нет. Есть мето-
дики, позволяющие выявить проблему по косвенным признакам.

Метод «лампа + шесть замеров». Достаточно:

♦	мультиметра;

•	лампы накаливания;

♦	питания 220 В через ограничитель.

Измерить 6 точек:

♦	ВзТаН — должен быть в допуске;

•	СУС С — емкость не менее 80% номинала;

♦	УСС после старта — 12...15 В для ИС3843;

♦	выходное напряжение ЛИХ — 12...18 В (после диода);

♦	напряжение на С8 при запуске — менее 0,4 В;

•	напряжение на СОМР — 1...3 В в норме.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Эти 6 измерений дают 80% успеха

Полный перечень
тестовых точек для диагностики 0С3843

Точечная диагностика Е1С3843 невозможна без четкого понима-
ния, где именно в схеме измерять сигналы и что считать нормой для
каждой точки. Ошибка в выборе тестовой точки нередко приводит к
ложным выводам, исправный блок кажется «мертвым», а реальная
неисправность остается незамеченной. Поэтому ниже приведен пол-
ный перечень ключевых точек — от сетевой части и выпрямителя до
узлов управления, осциллятора, датчика тока и цепей самопитания.
Таблица (табл. 47.2; служит не просто справочником, а структуриро-
ванной картой измерений, позволяющей пройти путь диагностики
последовательно и без пропусков. Она поможет быстрее локализовать
дефект и исключить случайные ошибки, опираясь на типовые значе-

1пйрз://||уе1п1егпе1.с1ип/
ния напряжений и форму ожидаемых осциллограмм. Этот список редко
приводится в книгах, но он крайне полезен.

Тестовые точки проверки схемы блока питания	Таблица 472

Точка ПТ)	Что смотреть	Норма
ТТ1 - вход 220 В	Наличие сети	210 246 В
ТТ2 - после моста	1 ыпрямленное сетевое	290 326 В
ТТЗ - УСС (7 вывод)	СУЮ-подьем	7 8,5 В — 12.. 15 В
ТТ4 - ЙТ/СТ	Пила	0...2,8 В (или 0 ЗВ)
ТТ5 - ОСТ (6 вывод)	ШИМ-импульсы	до 12.. 18 В
ТТ6 - сток М05РЕТ	Пачки импулосов	оОО .700 8 пик
ТТ7 - а11Х после диода	Самопитание	12 18 В
ТТ8 - СОМР	Стабилизация	1 ЗВ
ТТ9-С5	Ток	менее 1 В

Топ-10 типичных ошибок
начинающих ремонтников

Эти неисправности настолько типичны и повторяемы, что заслужи-
вают отдельного внимания и включения в структуру книги.

1.	Применение обычного диода вместо высокоскоростного

СГ4007/ЕК107/ЕН207 —> АЦХ-питание нестабильно —> блок «дышит*.

2.	Замена МО8РЕТ на аналог без учета Затворная емкость
отличается —> 11С3843 не успевает открывать/'закрывать -> греется ключ.

3.	Неправильная ориентация оптопары. Ноги путаются, осо-
бенно в отечественных ОЭП серии АОТ.

4.	Установка «левого» конденсатора СУСС. Берут старый конден-
сатор на 22 мкФ —»Е8К огромный —»блок нестабилен.

5.	Несоответствие номинала шунтирующего резистора. Ставят

0,22 Ом вместо 0,33 Ом — ток увеличивается МО8ЕЕТ горит.

6.	Замена 11С3843 на 11С3842. У них разные ЦУЕО-пороги —»блок
может не стартовать.

7.	Повреждение дорожек вокруг С8. Незаметный обрыв дает
странные симптомы.

8.	Подключение лампы накаливания после выпрямителя.

Нельзя — только перед.

9.	Неправильный монтаж КС-демпфера (ЗпиЬЬег). Если КСЭ раз 
балансирован -» всплески убивают МО8ЕЕТ.

10.	Измерение импульсов щупом «1. Всегда «10, иначе вход
осциллографа сгорит.
Рекомендованные
улучшения схемы при ремонте

Перед тем как перейти к перечню доработок, важно отметить,
многие импульсные блоки питания на 1X3843 проектировались с мак-
симально возможной экономией компонентов, что часто приводит к
типовым отказам уже через несколько лет работы. В процессе ремонта
разумно не просто восстановить схему до заводского состояния, но и
внести корректировки, которые повышают надежность, устойчивость
запуска и тепловую стабильность узлов. Ниже приведены улучшения,
которые доказали свою эффективность в практике ремонта и значи-
тельно продлевают срок службы блока.

1.	Установить КС-цепь на затвор МО8РЕТ. 10 ..33 Ом + диод —>
уменьшение нагрева.

2.	Увеличить СУСС с 22 до 33 мкФ. Повышает устойчивость запу-
ска — особенно при просадке сети.

3.	Использова ть диод РК207 в АПХ. Работает чище и холоднее.

4.	Добавить 100 нФ керамику впритык к 7 выводу 1X3843.
Убирает УСС-помехи.

5.	При необходимости — увеличить мощность Кв1аП. Если гре-
ется.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Каждая доработка должна внедряться осознанно, улуч-
шения действительно повышают надежность, но
только при условии, что базовый узел исправен и пра
вильно диагностирован. Улучшать - не значит услож-
нять Важно понимать, зачем вы меняете элемент
и какую слабую точку схемы тем самым усиливаете.
Именно в этом и заключается профессиональный под-
ход к ремонту.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

АВТОРА

Когда закрывается последняя страница технической книги, обычно
наступает тишина. Но эта тишина — не пустота. Скорее, это момент,
когда каждый мастер, инженер, студент или просто любопытный чело
век остается наедине с теми знаниями, которые он впитал, — и начи-
нает осознавать, что теперь умеет чуточку больше, чем вчера.

Эта книга родилась не как справочник, не как набор схем или
таблиц. Она родилась как путь. Как дорога, по которой мы идем бок о
бок — вы, держащий паяльник и ищущий ответ, и я, который когда-то
так же сидел над первым сгоревшим блоком питания, пытаясь понять,
почему маленькая микросхема способна поставить на колени целое
устройство.

В мире электроники многое похоже на жизнь! Бывает — напря
жение падает, силы на исходе, а ты все равно пытаешься запуститься
повторно, как наш старый добрый НС3843 в режиме автоперезапуска.
Бывают перегрузки — и тогда срабатывает внутренняя зашита, застав
ляя остановиться и вдохнуть А иногда, наоборот, появляется неожи-
данный и.мпульс — словно кто-то подал вспомогательное питание на
твою «обмотку» — и путь снова освещается.

Электроника учит нас не только ремеслу. Она учит терпению. Учит
замечать детали, слышать тишину прибора, видеть закономерность в
хаосе сигнала. Учил тому, что нет неисправностей — есть только при-
чины, которые еше не найдены.

В этой книге мы разобрали десятки топологий, сотни узлов и
тысячи нюансов. Но если хоть один момент стал для вас открытием, если
вы почувствовали то самое инженерное «ага!», значит, труд был не зря

Мне хотелось, чтобы каждая глава не просто объясняла, но вдох-
новляла.
Чтобы каждый рисунок и каждый расчет становились шагами
вперед, а не сухой формальностью. Чтобы вы ощущали: это знание —
живое, практическое, настоящее. Его можно потрогать щупами, под-
твердить осциллограммой, использовать в реальной мастерской.

Пусть эта книга станет для вас не точкой, а запятой. Пусть она
будет инструментом, который вы возьмете с собой в дальнейший путь:
новые ремонты, новые проекты, новые открытия.

Помните: любой сложный блок питания — это всего лишь сумма
простых узлов

Любая неисправность — всего лишь задача, которая ждет внима-
тельного человека.

Любой путь — всего лишь последовательность маленьких шагов,
сделанных настойчиво и с верой.

И если когда-нибудь, сидя поздним вечером над очередной пла-
той, вы вдруг поймете, что улыбаетесь — значит, вы стали мастером.
Потому что мастер — это не тот, кто знает все, а тот, кто умеет радо-
ваться процессу.

Спасибо вам за то, что прошли этот путь вместе со мной.
Спасибо за доверие к моим словам, к моему опыту, к моему желанию
передать то, что сам собирал годами. Пусть искра знаний, которую вы
нашли здесь, зажжет еще много светлых решений, удачных ремонтов и
вдохновений.

С уважением и теплом,

Алексеев Денис
СПИСОК ИНТЕРНЕТ РЕСУРСОВ

1.	1Шр8://Зс1пе\У8.ги

2.	Ипр8://Ь§а.сеп1ег

3.	кПр5://Ы§епс.ги

4.	НПр$://схет.пег

5.	Ы1р5://суЬег1еп1пка.ги/аг11с1е/с/е1есгг1са1-е1ес1гоп1С-1п1огтапоп-
еп^пеепп^

6.	Ьпр5://йос8.уапс1ех.ги/с1ос5

7.	ЬпрзУ/йзрасе.гкзи.ги

8.	ИирзУ/дгсп.ги

9.	Ьпр5://е1есГг)са15сИоо1.1пГо/та1п

10.	Ьирз://§о-гас11о.ги

11.	Иирзу/йаЬгсот/ги

12.1Шр5://11Ь^г2.ги

13.	НгтрзУ/т.цгг.ги

14.	Ьпр8://топ)Гог.е8рес.^8

15.	Ъ1Гр8://п1Ьттргот.ги

16.	Ы1р8://р1аИогтлпуеп1:оги8.ги

17.	ЬСТр8://га0ю5ГО1а§е.пе1

18.	Иир8://шлу1к1Ъ(ж.сот

19.	И(1р8://гиШЬе.ги

20.	Нггр8://8к!еги8.ги /Ыо§

21.	ЬГ1р8://8ОУе1:-1Пйепега.соп1

22.	ИНр8://8Ш(1Н1е.пе(

23.	ИПр8:/ЛеЬп1ка.ехреп_111т1

24.	НМрзудокхатег.ги

25.	ИПр8:/'/урауает.ги'1)пк5.Ь(:т1

26.	Ъпр8://5УесопГ-^иар.ги

27.	НМр8:/./\ууду.аГ.да1а8Иее1:.сот

28.	Иир8://Улуу/.а8и1рр.ги

29.	ИПр8://\у\ум/.е1ес.ги/1)Ьгагу

30.	Иир8:/Луулу.§рп1Ь.ги

31.	кирзУЛуут.ягг.ги/зсЪетез

32.1Шр8://шулу.гас11огас1аг.пе1'аг1:1с1е5/8С1епНйсГесИп1са)

33.	кир8:/ку\у^.г1остап.ги/саГ

34.	ИПр8:/ЛУм\у.ир8-1пГо.ги
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.	ЦР зепез 5еа1ес1 гесЬаг§еаЫе 1еас1-ас1с1 ЬаПегу. АррИсаПоп тапиа!. — ТОАЗА,
1пс. — Кеу.5/2ООО. - 28 р.

2	ТН1РР Е1ТЕ ро\*ег ргосесНоп. 1псетаНопа1 8етсе Мапиа! 208/220/230/
240 V. — СЫса&о, П11по1з 60610: Тпрр Ыге, 1997. — 124 р.

3.	Укггоп Ыге ирз сотригег ромег зирр!у. МатГепапсе апО орегаНп^ тапиа!
Ы1е 250/400/600/800/11ДЮ/150С. — Огоп!п$еп. Тйе ЦеНтег1апс15: Укпоп ВУ,
2000. — 8ор.

4.	Александров К.К. Электротехничес кие чертежи и схемы / К.К. Александров,
Е.Г. Кузьмина. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 288 с.

5.	Артемьев Б.В. Источники электропитания в приборостроении: учеб-
ное пособие / Б.В Артемьев, В Г Костиков, В.А. Шахнов (Библиотека
«Приборостроение», Том 7) — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2023. — 397 с.

6.	Бирюков С.А. Цифровые устройства на интегральных микросхемах /
С.А. Бирюков. — М.: Радио и связь, 1991. — 152 с.

7.	Головков А.В Блоки питания для системных модулей типа 1ВМ РС-ХТ/АТ/
А.В. Головков, В.Б. Любицкий. — М.: Лад и Н, 1995. — 173 с.

8.	Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках /
П.А. Долин. — М.: Логос, 2002. — 408 с.

9.	Иванов В.С. Компоненты силовой электроники фирмы МОТОКОЬА /
В.С. Иванов, Д.И. Панфилов. — М.: ДОДЭКА, 1948. — 144 с.

10	Кашкаров А.П. Импульсные источники питания. Схемотехника и ремонт/
А.П. Кашкаров. — М.: ДМК Пресс, 2014. — 184 с.

11.	Климов В.П Топологии источнике» бесперебойного питания пере-
менного тока / В П. Климов, А.А. Портнов, В.В. Зуенко // Электронные компо-
ненты. - 2003. - №7. - С. 46-52.

12.	Климов В.П Энергетические показатели ИБП переменного тока /
В.П. Климов, С.Р. Климова // Электронные компоненты. - 2004. — №4. — С. 82- 87.

13.	Коростелин А.В. Импульсные источники питания. Элементная база,
архитектура и ремонт/А.В. Коростелин. — М.: СОЛОН-Пресс, 2020. — 392 с.

14.	Кузнецов Л.А. Основы теории, конструирования, производства и ремонта
электромузыкальных инструментов / Л.А. Кузнецов. — СПб/ Питер, 1981. —
312 с.

15.	Куличков А.В. Импульсные блоки питания для 1ВМ РС /А.В. Куличков. —
М.: ДМК Пресс, 2000. - 327 с.

16.	Куличков В.А. Импульсные блоки питания для 1ВМ РС/В А. Куличков. —
М.: ДМК, 2000.- 120 с.

17.	Куневич В.Н. Индуктивные элементы на ферритах. Ферритовые сердеч-
ники в узлах радиоаппаратуры. Справочник домашнего мастера/ В Н. Куневич,
И.Н. Сидоров. — СПб: Лениздат, 1997. — 408 с.
18.	Кучеров Д.П. Источники питания мониторов/Д.П. Кучеров. — СПб.: Наука
и техника, 2001 — 240 с.

19.	Кучеров Д.П. Источники питания системных модулей: элементная база/
Д.П КучеровЦРадиоаматор. — 2001. — №11,12. — С. 42-45.

20.	Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи /
В.С Моин, Н.Н. Лаптев. — М.: Энергия, 1972. — 512 с.

21.	Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК / С. Мюллер. — М.: Вильямс,
2005. - 749 с.

22.	Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК / С. Мюллер. — пер с англ. —
6 е изд. — К/ Диалектика, 1997- — 976 с.

23	Писарев Е. Источники бесперебойного питания. Возможные неисправно-
сти и их устранение / Е. Писарев Ц Ремонт и сервис. — 2000. — № 10. — С. 27-29.

24.	Проничев Н Характерные неисправности источника бесперебойного
питания АЕ400Т50 /Н. Проничев И Ремонт и сервис. — 2000. — №7. — С. 35-36.

25.	Рассел Дж. Компьютерный блок питания / Дж. Рассел. — М.: Книга по
Требованию, 2012. — 622 с.

26.	Родин А. Диагностика и ремонт блоков питания ЖК и плазменных теле-
визоров 5АМ5ПМС/А. Родин. Н.А. Тюнин. — М.: Солон-Пресс, 2014. — 118 с.

27.	Родин А. Советы по ремонту источнико»- бесперебойного питания /
А. Родин //Ремонт и сервис. — 2001. — №4. — С. 26-28

28.	Садченков Д. Тестирование радиоэлементов / Д. Садченков // Ремонт и
сервис. - 2000. - №3,4. - С. 34-38.

29.	Сергеев Б.С. Схемотехника функциональных узлов источников вторич-
ного электропитания: Справочник /Б. С. Сергеев. - М.: Радио и связь, 1992. —
224 с.

30,	Сидоренко Ю Программное управление ИБП: обзор решения шести
производителей / Ю. Сидоренко // Компьютерное обозрение. — 2000. - №48
(2б7). — С. 23-28.

31.	Симметрон. Электронные компоненты. Каталог. — М.: Симметрон.
2000. - 243 с.

32.	Сиротин П. Неисправности схем защиты источников питания пер
сональных компьютеров / П Сиротин // Ремонт и сервис. — 2000. — №4. —
С. 29-30.

33.	Сондак С. Микросхема 11494 / С. Сондак. С. Ефименко // Радиолюбитель. —
2000.- №1.-С. 41-44.

34.	Степаненко О С. Техническое обслуживание и ремонт 1ВМ РС /
О.С. Степаненко. — К.: Диалектика, 1994. — 192 с.

35.	Эраносян С.А. Сетевые блоки питания с высокочастотными преобразо-
вателями / С.А. Эраносян. — Л.: Энергоатомиздат, Леиингр, отделение, 1991. —
176 с.

36.	Яблонин Г. Конструкция и ремонт источников бесперебойного питания
фирмы АРС ! Г. Яблонин // Ремонт электронной техники. — 2001. — №4, 5. —
С. 63-68.

37.	Ягофаров Т. Коллективные средства защиты от проблем электропитания /
Т. Ягофаров // Компьютерное обозрение. — 2000. — №48 (267). — С. 31-35.

38.	Яковлев И.В. Физика. Полный курс подготовки к ЕГЭ И.В. Яковлев. —
М.: МЦМНО, 2023. — 507 с.
издательство

НАУКА и ТЕХНИКА!

Санкт-Петербург

приглашает освоить ремонт от А до Я

Подробную информацию о книгах смотрите на сайте издательства
пк.сот.ги