Диагностирование и ремонт адаптера на микросхеме STR-E1414 для питания ноутбука

<< Назад в раздел Распечатать

Дата добавления: 2011-03-05 | Просмотров: 20867

С. КОСЕНКО, г. Воронеж

Не имея принципиальной схемы блока питания ноутбука, автор сумел его продиагностировать с помощью осциллографа, а затем и отремонтировать. Этот опыт может быть полезен нашим читателям.

Т ро из водители комплектуют ноутбуки сетевыми ИИП (адаптерами), обеспечивающими выходное напряжение 19 В при токе нагрузки до 5 А, которые необходимы как для подзарядки встроенных в ноутбук аккумуляторных батарей, так и для питания от сети в стационарных условиях. Очевидно, что если эксплуатация ноутбука без аккумуляторной батареи в какой-то мере еще допустима, то без исправного адаптера это просто невозможно. Наличие в ИИП опасного для пользователя высокого напряжения диктует особые условия исполнения адаптера. Все адаптеры оформлены в наглухо закрытом пластиковом корпусе, исключающем попадание внутрь капель влаги и посторонних предметов. Но такая конструкция исключает также прямое конвекционное охлаждение воздушным потоком тепловыделяющих электронных компонентов. Это обстоятельство обусловливает тяжелый тепловой режим работы адаптера и приводит к значительному снижению надежности.

По статистике чаще все о неисправность адаптера возникает в результате его неаккуратного использования. Систематическое перекручивание и изломы кабеля подключения к компьютеру приводят к разрушению его изоляции и замыканию токоведущих проводников в кабеле и в разъемах. Обычно после устранения замыканий работоспособность адаптера восстанавливается.

Другая частая причина отказа адаптера — повреждение оксидных конденсаторов из-за их длительной эксплуатации (3...5 лет) в условиях повышенной температуры. Такие конденсаторы легко обнаружить визуально по "вздувшемуся" корпусу, но иногда при отсутствии внешних признаков отказа для их диагностирования требуются приборы, измеряющие емкость конденсатора и эквивалентное последовательное сопротивление. В большинстве случаев замена дефектных конденсаторов также дает положительный результат.

Более редкими и трудоемкими для устранения являются отказы мощных компонентов — диодов, транзисторов, микросхем и элементов их "обвязки". Хотя конструкторы при разработке адаптера и выборе активных элементов закладывают некоторый запас по рабочему току, повышенная температура полупроводникового кристалла, зачастую приумножаемая экономией тепло-проводящей пасты при производственной установке элемента на теплоотвод, после нескольких лет эксплуатации оказывается фатальной для ИИП Именно с таким случаем выхода из строя адаптера AC ADAPTER FUJITSU Limited (P/N: CA01007-0920) столкнулся автор. Для вскрытия адаптера потребовалось разъединить острым ножом склеенные части корпуса, после чего было извлечено устройство, внешний вид ко-

торого иллюстрирует показанное на рис. 1 фото. В неисправном устройстве кроме импульсного трансформатора 8 DC/DC преобразователя был обнару-

Номер вывода	Неисправный блок	Исправный блок
Номер вывода	Неисправный блок	под нагрузкой	без нагрузки
1	27 В	27 В	27 В i
2	0	Осц. 2	0
3	0,15 В	ЗВ	1,7 В
4	0	Осц. 3	0
5	0	Осц. 5	2 В, 0,5 мс
6	Общ.	—	—
7	2В	Осц. 6	2В
8	6,5 В	2,2 В	0
9	ЗВ	4,3 В	2В
10	Осц. 1	Осц. 7, 8	0
11	0,7 В	Осц. 9, 10	0
12	300 В	400 В	300 В
13	0	Осц. 7 8	0
15	300 В	Осц. 11, 12	300 В, 0,5 мс

жен также двухобмоточный дроссель 2, одна из обмоток которого своим началом соединена с плюсовым выходом выпрямительного моста 3 а концом — с анодом коммутирующего диода 4 и выводом 15 микросхемы 5. Катод диода подключен к плюсовому выводу конденсатора 6. Такое построение повторяет стандартное схемотехническое решение корректора коэффициента мощности (ККМ) (рис. 1 в [1]), в котором вывод 15 микросхемы соединен со стоком внутреннего коммутирующего транзистора ККМ. О необходимости применения ККМ в импульсных источниках питания мощностью более 50 Вт рассказано в статье [2].

При тщательном осмотре выявлена трещина в корпусе микросхемы 5 (STR-E1414), прижатой к теплоотводу пружинным зажимом без теплопрово-дящей пастьг Проверка показала, что перегорела также плавкая вставка 1 (обозначенная на печатной плате как F1) и пробиты диоды выпрямительного моста 3 (RC1). Остались исправными коммутирующий транзистор 7 (Q7), коммутирующий диод 4 (D4) и со стороны печатных проводников — две перемычки FB1 и FB2 (резисторы с нулевым сопротивлением). Неисправные элементы были заменены новыми (микросхема и диодный мост установлены с применением теплопроводящей пасты). Однако после включения блока в сеть оказалось, что выходное напряжение ККМ на конденсаторе 6 (С15' вместо требуемых 400 равно 300 В. а выходное напряжение ИИП отсутствует

Попытки поиска в сети Интернет как схемы адаптера, так и справочной информации на микросхему STREAM оказались безуспешными. Отсутствовали также какие-либо сведения об адаптере и на форумах специалистов по ремонту электронной техники. Ввиду большой трудоемкости пришлось отказаться от составления принципиальной схемы устройства по элементам и проводникам печатной платы. Поэтому я был вынужден диагностировать блок питания путем анализа напряжения на выводах вновь установленной микросхемы с помощью осциллографа.

Результаты диагностирования ремонтируемого блока с исправной микросхемой в отсутствие выходного напряжения блока указаны во втором столбце таблицы а в третьем столбце — напряжение на выводах микросхемы в исправном блоке под нагрузкой 1,6 А.Четвертый столбец соответствует исправному блоку без нагрузки.

Наличие 27 В на выводе 1 указывало, что напряжение питания микросхемы присутствует Соединение вывода 6 с общим проводом на печатной плате позволило определить назначение еще одного вывода. Наличие напряжения 300 В на выводах 12 и 15 дало возможность обнаружить высоковольтные элементы, соединенные этими выводами по печатной плате. Напряжение на остальных выводах (доли-единицы вольт, см. таблицу) давало основание предположить, что вновь установленная ИМС работоспособна, но остались дефектными некоторые внешние элементы. Косвенным подтверждением такого предположения явилось наличие импульсов на выводе 10 микросхемы STR-E1414 (осц. 1 на рис. 2; рядом с номером осциллограммы через дробь указаны цены деления по вертикали и горизонтали).

Стало очевидным, что дополнительной проверке следует подвергнуть элементы, связанные с контролируемым выводом микросхемы. В результате был обнаружен внутренний обрыв в резисторе R17 (100 Ом), который через перемычку FB1 соединял выводы 10 и 13. Дальнейшая проверка выявила перегорание параллельно включенных внешне абсолютно нормальных резисторов R22 (2,2 0м) и RX1 (0,33 Ом), соединяющих вывод 13 с общим проводом. Понятно, что резистор с нулевым сопротивлением в такой последовательной цепи всегда будет оставаться неповрежденным.

После замены неисправных резисторов на выходе блока появилось требуемое напряжение 19 В, и по форме импульсного напряжения на выводах микросхемы с учетом принципов работы об-ратноходовых ИИП [3] стало возможным уяснить их назначение.

Осц. 2 напряжения на выводе 2 микросхемы соответствует выходу коммутирующих импульсов с частотой повторения 100 кГц, подаваемых на затвор коммутирующего транзистора Q7 "Размазанность" второго и последующих импульсов на экране осциллографа указывает на низкочастотную модуляцию этой частоты с целью снижения спектральной плотности помех, создаваемых преобразователем.

Осц. 3 — сигнал от датчика тока в цепи истока транзистора.

Осц. 4 — импульсное напряжение на стоке транзистора. Наличие бестоковой паузы (интервал 5...9 мкс) свидетельствует о прерывистом режиме работы преобразователя.

Осц. 5 — уменьшенная делителем переменная составляющая сигнала на предыдущей осц. 4, используемая в формирователе коммутирующих импульсов ИИП.

Осц. 6 — сигнал, повторяющий форму выпрямленного сетевого напряжения.

Осц. 7 — сигнал с датчика тока коммутирующего транзистора ККМ, размещенного внутри микросхемы. Огибающая сигнала повторяет форму сетевого напряжения.

Осц. 8 — отдельные импульсы, образующие предыдущий сигнал.

Осц. 9 — уменьшенная делителем переменная составляющая сигнала на осц. 11, используемая в формирователе коммутирующих импульсов ККМ.

Осц. 10 — то же, с большой длительностью развертки.

Осц. 11 — импульсное напряжение на аноде коммутирующего диода ККМ, соединенного с выводом 15 микросхемы.

Осц. 12 — то же, с большой длительностью развертки.

Осц. 13 и 14 — сигнал на дополнительной обмотке дросселя ККМ, обрабатываемый транзисторной сборкой Q4 и транзистором Q10. Участвует в формировании коммутирующего импульса и отключении ККМ в отсутствие нагрузки.

Отмечу, что без нагрузки блок питания переходит в энергосберегающий режим — ККМ отключается, напряжение 19 В на выходном разъеме обеспечивается источником при коммутирующих импульсах длительностью 1 мкс с периодом повторения 0,5 мс.

Надеюсь, что сведения, представленные в статье, помогут радиолюбителям и специалистам использовать описанную методику для ремонта как названного в статье, так и аналогичных по характеристикам других блоков питания с микросхемой STR-E1414.

ЛИТЕРАТУРА

1. Косенко С. Корректор коэффициента мощности. — Радио, 2006, № 1, с. 31—33; № 2, с. 28— 30.

2. Зачем нужна коррекция коэффициента мощности? — Радио, 2006, №1, с. 30, 31.

3. Косенко С. Особенности работы индуктивных элементов в одногактных преобразователях. — Радио, 2005, № 7, с. 30—32.

Добавил: Павел (Admin)
Автор: С. КОСЕНКО (Радио №3, 2011 год)

Вас может заинтересовать:

Программа Spectrum Laboratory

Электронный стетоскоп

Пробник регулятора холостого хода

Формирователь кода нажатых кнопок с подавлением "дребезга" для встраивания в ПЛИС

Струйно-диффузионный способ изготовления печатных плат.