Модуль BN44-00192A применяется в телевизорах Samsung LCD размером диагонали 26 и 32 дюйма.
Элементы модуля размещены на одной плате, внешний вид которой приведен на рисунке ниже.
Рассматриваемый блок функционально можно разделить на следующие узлы:
– корректор коэффициента мощности (ККМ или PFC — Power Factor Correction);
– дежурный источник питания;
– рабочий источник питания;
Рассмотрим схемотехнику этих узлов более подробно.
Содержание
- Корректор коэффициента мощности
- Дежурный источник питания
- Рабочий источник питания
- Типовые неисправности
- Разработка технической документации. Назначения блока питания 3-го поколения. Принцип его работы. Проверка рабочих напряжений. Применение мощных тяжелых низкочастотных силовых трансформаторов и радиаторов силовых элементов, работающих в линейном режиме.
Корректор коэффициента мощности
Активный ККМ — PFC (Power Factor Correction) служит для устранения гармонических составляющих тока во входной цепи, которые вносят выпрямительные диоды совместно с электролитическим конденсатором фильтра сетевого выпрямителя ИИП.
При отсутствии или неисправности PFC и входных фильтров, ток в сети от выпрямителя протекает лишь в короткие промежутки времени заряда конденсатора, когда амплитудное значение напряжения сети сравняется с напряжением на конденсаторе, и потребляемый ток приобретает форму коротких импульсов амплитудой в несколько ампер.
Подробно искажения тока и Коэффициент Мощности (КМ или PF — Power Factor) в выпрямителях рассмотрены на странице двухполупериодный выпрямитель.
В связи с негативными воздействиями гармонических составляющих тока ИИП на электрическую сеть, производителей бытовой техники обязывают оборудовать их устройствами PFC, активными или пассивными в зависимости от мощности, согласно евростандарту по электротехнической совместимости EN 61000-3-2 для устройств класса D.
В результате работы активного устройства PFC модуля BN44-00192 ток во входной цепи формируется принудительно с помощью дросселя LP801, силового ключа QP801S и диода DP802, которые представляют собой силовые элементы повышающего однотактного (step-up) преобразователя.
Ключ управляется ШИМ-контроллером ICP801S и, помимо обеспечения стабильного выходного напряжения на конденсаторе фильтра, формирует ток в течении периода в виде множества коротких импульсов, амплитуда которых определяется с учётом внутреннего перемножителя (мультиплексора) входного и выходного напряжений.
В таком случае огибающая линия полученных импульсов тока повторяет форму приложенного к дросселю выпрямленного сетевого напряжения с частотой 100гц.
Частота импульсов тока, сформированных устройством, находится в пределах десятков килогерц и частично фильтруется конденсатором CP801 0.47 uF на входе PFC.
Окончательно высшие гармоники тока отделяются от электросети входным фильтром с применением двух встречно-параллельных дросселей. В итоге ток во входной цепи приобретает форму близкую к синусоидальной, а Коэффициент Мощности модуля питания становится близким 100%.
Существует расхожее, но ошибочное мнение, что устройство PFC повышает КПД источника питания.
КПД — отношение выходной мощности к потребляемой. Характеризует активные потери мощности в источнике.
Коэффициент Мощности (КМ) — отношение потребляемой мощности к полной. Характеризует потери в энергосистеме электрической сети, вносимые источником.
Не следует путать эти два совершенно различных параметра. В реальности узел PFC несколько снижает КПД источника в связи с активными потерями в силовых элементах узла.
Устройство PFC включается одновременно с рабочим источником питания коммутацией напряжения M_Vcc на выводе 8 контроллера ICP801S.
В дежурном режиме активный PFC не работает и выпрямленное сетевое напряжение (+311 V) с диодного моста поступает на конденсатор фильтра через диод DP801. При малых нагрузках для фильтрации гармоник вполне хватает входных фильтров, которые по сути являются пассивным PFC (ККМ)
Дежурный источник питания
Узел реализован по схеме обратноходового преобразователя, управляемого ШИМ-контроллером ICB801S. Преобразователь работает на фиксированной частоте 55-67 кГц и формирует на выходе стабилизированное напряжение 5,2 В с током в нагрузке до 0,6 А для питания процессора управления в дежурном режиме, а так же микросхем ШИМ основного источника и PFC в рабочем режиме.
Переход из дежурного режима телевизора в рабочий осуществляется посредством коммутации напряжения 5.2 V транзисторным ключом QB802. При этом напряжение питания M_Vcc поступает на ШИМ-контроллеры ICP801S и ICM801, запуская одновременно узел PFC и основной источник питания.
Более подробно схема дежурного источника будет рассмотрена немного позже.
Рабочий источник питания
Источник представляет собой прямоходовый преобразователь, выполненный по полумостовой схеме и формирует на выходе следующие стабилизированные напряжения:
24 V для питания инвертора подсветки дисплея.
13 V.
12 V.
5.3 V для питания Main_Board, полученное с помощью обратноходового понижающего преобразователя (step-doun) от выпрямителя 24 V.
Более подробно схема рабочего источника будет рассмотрена позже.
Типовые неисправности
Общеизвестными популярными дефектами данного модуля являются:
— Неисправность конденсаторов фильтра вторичных выпрямителей.
— Образование кольцевых трещин в пайках выводов транзистора QB802, осуществляющего включение питания M_Vcc из дежурного режима.
— Пробой компаунда между выводами керамического конденсатора CM810 с последующим обрывом резистора RM801 0.22 Ohm.
Менее популярные встречающиеся дефекты:
— Пробой ключевых транзисторов рабочего источника (QM801, QM802) и обрыв резистора RM801 по причине нарушения режима при работе с неисправными конденсаторами его вторичных выпрямителей.
— Перегрев вышеуказанных ключевых транзисторов по причине неисправности конденсатора CM801 задающего генератора ШИМ вследствие изменения частоты работы преобразователя.
Замечания и предложения принимаются и приветствуются!
Разработка технической документации. Назначения блока питания 3-го поколения. Принцип его работы. Проверка рабочих напряжений. Применение мощных тяжелых низкочастотных силовых трансформаторов и радиаторов силовых элементов, работающих в линейном режиме.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.09.2016 |
| Размер файла | 419,8 K |

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Блок питания телевизоров Samsung BN44-00192A, который применяется в аппаратах, диагональ экрана которых 26 и 32 дюймов. Также разберём некоторые типовые неисправности этого модуля. Блок питания (БП) устройство, предназначенное для формирования напряжения, необходимого системе, из напряжения электрической сети. Чаще всего блоки питания преобразуют переменный ток сети 220 В частотой 50 Гц (для России, в других странах используют иные уровни и частоты) в заданный постоянный ток.
Трансформаторные БП Классическим блоком питания является трансформаторный БП. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное (пульсирующее однонаправленное). В большинстве случаев выпрямитель состоит из одного диода (однополупериодный выпрямитель) или четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). Иногда используются и другие схемы, например, в выпрямителях с удвоением напряжения. После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания (пульсации). Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости. Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков, защиты от КЗ, стабилизаторы напряжения и тока. Достоинства трансформаторных БП: Простота конструкции, надёжность, доступность элементной базы. Недостатки трансформаторных БП: Большой вес, металлоёмкость. Компромисс между снижением КПД и стабильностью выходного напряжения: для обеспечения стабильного напряжения требуется стабилизатор, вносящий дополнительные потери.
Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определенной скважности, либо подаваемые на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной ФНЧ (в импульсных БП без гальванической развязки). В импульсных БП могут применяться малогабаритные трансформаторы — это объясняется тем, что с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника требуемым для передачи эквивалентной мощности. В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферромагнитных материалов, в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется электротехническая сталь.
В импульсных блоках питания стабилизация напряжения обеспечивается посредством отрицательной обратной связи. Обратная связь позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне вне зависимости от колебаний входного напряжения и величины нагрузки. Обратную связь можно организовать разными способами. В случае импульсных источников с гальванической развязкой от питающей сети наиболее распространенными способами являются использование связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или при помощи оптрона. В зависимости от величины сигнала обратной связи (зависящему от выходного напряжения), изменяется скважность импульсов на выходе ШИМ-контроллера. Если развязка не требуется, то, как правило, используется простой резистивный делитель напряжения.
Таким образом, блок питания поддерживает стабильное выходное напряжение. Сравнимые по выходной мощности с линейными стабилизаторами соответствующие им импульсные стабилизаторы обладают следующими основными достоинствами: меньшим весом за счет того, что с повышением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности. Масса линейных стабилизаторов складывается в основном из мощных тяжелых низкочастотных силовых трансформаторов и мощных радиаторов силовых элементов, работающих в линейном режиме; более высоким КПД (вплоть до 90-98%) за счет того, что основные потери в импульсных стабилизаторах связаны с переходными процессами в моменты переключения ключевого элемента. Поскольку основную часть времени ключевые элементы находятся в одном из устойчивых состояний (т.е. либо включен, либо выключен) потери энергии минимальны; меньшей стоимостью, благодаря массовому выпуску унифицированной элементной базы и разработке ключевых транзисторов высокой мощности. Кроме этого следует отметить значительно более низкую стоимость импульсных трансформаторов при сравнимой передаваемой мощности, и возможность использования менее мощных силовых элементов, поскольку режим их работы ключевой; с линейными стабилизаторами надежностью. (Блоки питания вычислительной техники, оргтехники, бытовой техники почти исключительно импульсные).
Широким диапазоном питающего напряжения, недостижимым для сравнимого по цене линейного; наличием в большинстве современных БП встроенных цепей защиты от различных непредвиденных ситуаций, например, от короткого замыкания и от отсутствия нагрузки на выходе. Недостатки импульсных БП. Основной части схемы без гальванической развязки от сети, что, в частности, несколько затрудняет ремонт таких БП; Все без исключения импульсные блоки питания являются источником высокочастотных помех, поскольку это связано с самим принципом их работы. Поэтому требуется предпринимать дополнительные меры помехоподавления. В распределённых системах электропитания: эффект гармоник кратных трём. При наличии эффективно действующих корректоров фактора мощности и фильтров во входных цепях этот недостаток обычно не актуален.
1. Разработка технической документации. Назначения и классификация блока питания (3-го поколения)
Дежурный источник питания представляет собой схему обратноходового преобразователя, который управляется ШИМ-контроллером ICB801S. Преобразователем, работающим на фиксированной частоте 55…67 кГц, формируется на выходе стабилизированное напряжение 5,2В и имеющее в нагрузке ток до 0,6А. Это напряжение обеспечивает питание процессора управления в дежурном режиме, питание микросхем ШИМ основного источника, а также питание PFС в рабочем режиме. Из дежурного в рабочий режим телевизор переходит путём формирования напряжения 5,2В посредством транзисторного ключа QB802.
Напряжение питающей сети переменного тока, В 220±22. Выходное напряжение постоянного тока, 24 В.
Блоки питания предназначены для эксплуатации в следующих условиях: Температура окружающего воздуха. от +5°С до +45°С Относительная влажность воздуха при температуре 25°С.. не более 93%. Указания по эксплуатации. По бокам корпуса блока расположены отгибающиеся планки, за которые он может быть привинчен из к корпусу.
При работающей системе в блоке питания имеется опасное для жизни переменное напряжение 220В. Все монтажные и профилактические работы производите при отключенной от сети.
— Блок питания 1 шт.
— Упаковочная коробка 1 шт.
Транспортирование и хранение.
Блок питания следует хранить в упаковке завода-изготовителя в закрытых помещениях с естественной вентиляцией при температуре воздуха от +5°С до +40°С и относительной влажности не более 80%. Коробки должны быть уложены в штабеля, высота штабеля не должна превышать 5 рядов. Блоки питания в транспортной таре можно перевозить любым видом крытого транспорта.
Гарантийный срок эксплуатации — 12 месяцев с момента продажи.
напряжение трансформатор радиатор питание
2. Принцип работы блока питания 3-го поколения
Все компоненты данного блока питания расположены на одной плате. Внешний вид платы представлен на рисунке 2:

Шасси BN44-00113A, монитор Samsung 710N
Введение. И снова «эффект электрички» в действии, буквально недавно мы наступили на грабли в виде «нестандартного шасси», как вновь очередной «неремонтопригодный» инвертор, и что самое обидное, от монитора у которым никогда не было проблем с диагностикой. Такое количество «нестандартных шасси», начинает наводить на мысль, может следует пересмотреть подход к методам ремонта и диагностики. В любом случае сделаем для себя заметку на очередное нестандартное шасси.
Неисправность со слов заказчика.
Монитор Samsung 710N (шасси BN44-00113A) не включается и моргает индикатором питания на передней панели.
Первичная диагностика. Для начала следует отметить, монитор Samsung 710N на шасси IP-35135A один из самых простых в ремонте, причем настолько простой, что после ремонта его никогда не ставим на технологический прогон. Иногда попадаются Samsung 710N на шасси BN44-00113A, шильдики у них совпадают один в один, поэтому не разобрав монитор, мы не знаем, как определить какое шасси в мониторе. В процентном соотношении на 9 шасси BN44-00113A попадается одно шасси BN44-00113A, в этой связи особых наработок по относительно редкому шасси нет. При диагностике шасси BN44-00113A, соответственно, были использованы классические методы используемые для шасси IP-35135A, обоих шасси — блок питания выполнен на DM0535R со встроенным MOSFET. Как потом выяснилось – это оказалось совсем другое шасси, с другим алгоритмом работы, с большим приближением алгоритм работы шасси BN44-00113A можно отнести к шасси IP-35135B (Samsung 940N [R], Samsung 740 [R]).
Ремонт. Классическая замена конденсаторов результатов не дала, при включении блока питания +14,5В на нагрузку в 1А, наблюдается срыв работы блока питания (нагрузочная лампа на 12В 2 шт 10w +5w), по цепи +5В при аналогичной нагрузке наблюдается стабильная работа. Соответственно внешние (проверочные) CCFL лампы при принудительном включении инвертора сигналом ON/OFF не зажигаются. При подключении от внешнего блока питания +14,5В инвертор от сигнала ON/OFF включается, делаем логичный вывод –неисправен блок питания.

Схема блока питания, шасси BN44-00113A
Учитывая наличие схемы на шасси BN44-00113A и простоту конструкции блока питания, проблем быть не должно, однако блок питания упорно продолжает уходит в релаксацию под нагрузкой в виде автомобильных ламп. Вспомнив опыт недавнего ремонта Benq Q9T4, решили проверить шасси в составе монитора, и это оказалось правильным ходом, монитор заработал, ремонт окончен.
Заключение. Как можно понять классические методы характерные для обычных блоков питания, абсолютно не подходят для блоков питания мониторов. Не исправляет ситуацию и то что блоки питания выполнены абсолютно идентично, два блока питания на DM0535R со встроенным MOSFET в разных шасси могут себя вести по разному.




