O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Czyli niech moc będzie z Tobą!
Holgin
Postów w temacie: 19
Posty: 939
Rejestracja: 06 sty 2019, 18:07
Lokalizacja: Wrocław
Drukarka: Prusa A8
x 479

O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Post autor: Holgin »

Przy okazji naprawiania zasilacza od kolegi z forum, pomyślałem sobie, że sporo w takim zasilaczu można by poprawić, jeżeli chodzi o trwałość i bezpieczeństwo. Jako że mam sporo części pochowanych do szufladach, kupiłem najtańszy zasilacz 24V/300W na allegro (62zł) z zamiarem ulepszenia go stosunkowo małym kosztem w ramach "eksperymentu". Dodatkowo chcę zdobyć doświadczenie w grzebaniu w przetwornicach :)

UWAGA - w zasilaczu występuje napięcie przekraczające 300V. Bardzo łatwo można się takim napięciem zabić, a żeby było ciekawiej, kondensatory pozostają naładowane długo po wyłączeniu z sieci/odłączeniu kabla. Jeżeli chcesz rozkręcać zasilacz i w nim grzebać, zachowaj szczególną ostrożność. Nie rób tego, jeżeli nie masz żadnego doświadczenia z pracą z wysokim napięciem.

No ale po kolei - budowa zasilacza:
BUDOWA.jpg
Może kiedyś zrobię ładniejszy obrazek ;)

ELEMENTY
-Z punktu widzenia niezawodności w czasie, najważniejsze są kondensatory, zarówno wejściowe, jak i wyjściowe. W zakupionym przeze mnie zasilaczu 24V te duże na 200V miały ok 75% nominalnej pojemności... od razu poszły do śmieci.
Jeżeli chodzi kondensatory wyjściowe, te warto wymienić na Low ESR - niskoimpedancyjne. Tutaj niestety za bardzo nie da się zaoszczędzić, takie kondensatory kosztują. Warto też troszkę dołożyć pojemności, ale nie za dużo, bo zasilacz przy uruchamianiu i ładowaniu tej pojemności może wykryć to jako zwarcie i się wyłączyć.

-Mostki prostownicze są bardzo tanie, więc nie zaszkodzi dać trochę mocniejszy (większy maksymalny prąd, napięcie to samo) i przykręcić do niego kawałeczek aluminium. Prostowniki padają stosunkowo rzadko, ale jednak się to zdarza.

-Tranzystory kluczujące są... kluczowym elementem przetwornicy, bo to przez nie przechodzi wyprostowane napięcie sieciowe. Można je wymienić na lepsze, jednak wymaga to dobrej znajomości zasady działania zasilacza i tego, jakie parametry tranzystora są istotne. Ogólnie rzecz biorąc, obniżenie RDS_ON zmniejszy wydzielanie się ciepła, fajnie by było też wybrać tranzystor o większym dozwolonym prądzie, żeby mieć po prostu większy zapas - im tańszy sprzęt, tym parametry są bardziej "na styk".

-Na płytce takiego zasilacza jest też sporo innych, małych kondensatorów. Dla świętego spokoju też można je wymienić, nie muszą być najdroższe, nie będą więc bardzo drogie.

-Inna sprawa to rezystory - niestety często rezystory większej mocy (>1W) w tanich zasilaczach są przeciążone/dobrane na styk i z tego powodu mocno się grzeją. Diagnozowanie tego jest dość trudne/czasochłonne, najlepiej by było mieć kamerę termowizyjną, można też "ręcznie" zmierzyć spadek napięcia i wyliczyć wydzielaną moc.

-Cewki i transformatora i sterownika nie ruszamy ;)

-Prostownik wyjściowy czyli dwie diody Schottkiego w obudowie TO247, czasem TO220, najczęściej nie wymaga wymiany, można też dla lepszego samopoczucia dać trochę mocniejsze, ale nie jest to konieczne.

Tyle jeżeli chodzi o same komponenty.

MONTAŻ
Oczywistym jest też fakt, że zasilacz taki jest zmontowany na szybko, na odwal się. Stąd wynika wiele wad, które kończą się przedwczesną śmiercią zasilacza.

-Na pewno warto sprawdzić wszystkie luty. Chińska cyna jest niskiej jakości i szybko powstają zimne luty. Dobrze jest też sprawdzić czy nie ma nigdzie kleksów z cyny na PCB.

-Dobrym pomysłem jest też wymiana pasty termoprzewodzącej i generalnie poprawienie montażu/docisku tranzystorów i diod Schottkiego do radiatora.

Na razie tyle, w następnym odcinku wrzucę zdjęcia zasilacza w którym grzebie z opisem zmian, pokaże też chińskie luty, coś o bezpieczeństwie i ogólnie różnicach tani vs dobry zasilacz.
Jak ktoś ma pytania, chętnie odpowiem. Mogę pomóc z uruchomieniem uszkodzonego zasilacza, jak ktoś ma ochotę go ulepszać, mogę pomóc dobrać elementy.

PS czy ulepszanie takiego zasilacza się opłaca? Niekoniecznie :P
Berg, Abys, Jakub, kamilxxg, dziobu, Zepco, jarekb, virgin71, JGFTW, emartinelli, sagittario, szendo, MaxXxi47, Olson, michu
Awatar użytkownika
Berg
Zasłużony
Postów w temacie: 12
Posty: 7563
Rejestracja: 05 lis 2016, 11:57
Lokalizacja: Kraków
Drukarka: Lume, K8400, HC Evo
x 2661

Re: O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Post autor: Berg »

To może jeszcze coś o tej sekcji? :)
IMG_20190908_220549.jpg
IMG_20190908_220640.jpg
Abys, MaxXxi47
Holgin
Postów w temacie: 19
Posty: 939
Rejestracja: 06 sty 2019, 18:07
Lokalizacja: Wrocław
Drukarka: Prusa A8
x 479

Re: O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Post autor: Holgin »

Jak najbardziej ;)

BEZPIECZEŃSTWO/ZABEZPIECZENIA

rafaljot pokazał trzy elementy - bezpiecznik, warystor i rezystor NTC.

-Jak działa bezpiecznik chyba każdy wie ;) przy wymianie należy zwrócić jednak uwagę, żeby był tego samego typu, co oryginalny (szybki/zwłoczny) i oczywiście na 230V, taki sam prąd.

-Warystor to niebieski element. Jest to bardzo fajny półprzewodnik, który zabezpiecza zasilacz przed przepięciami i ogólnie "nieplanowanym" wzrostem napięcia ;) Jest on podłączony równolegle do napięcia sieciowego, za bezpiecznikiem i w normalnych warunkach nie przewodzi za bardzo. Jednak gdy napięcie sieciowe przekroczy 230V (a właściwie wartość typową dla danego warystora, typowo 250-260VAC), jego rezystancja gwałtownie maleje i staje się on po prostu zwarciem, co szybko przepala bezpiecznik, jednocześnie zabezpieczając zasilacz. Element ten jest zbudowany tak, że jest w stanie przyjąć na klatę chwilowe zwarcie. Niestety nie jest to element "konieczny" w zasilaczu, więc w większości tanich zasilaczy go po prostu nie ma, ale kosztuje kilka zł, więc nic nie stoi na przeszkodzie, by go dolutować.

-Termistor NTC, czarny element. Ideowo działa tak samo jak czujnik temperatury w drukarce - zmniejsza swoją rezystancję wraz ze wzrostem temperatury. "Drobna" różnica jest taka, że termistor w drukarce ma rezystancję 100K, a taki w zasilaczu kilka Ohm i jest w stanie przepuścić przez siebie dobrych kilka amperów. Podczas normalnej pracy element ten jest w szeregu z napięciem sieciowym, nagrzewa się i osiąga stan równowagi, gdzie jego rezystancja znacznie spada.
Po co coś takiego? Soft start. Pusty kondensator jest dla źródła napięcia (przez krótki moment) zwarciem. Gdyby nie było NTC w szeregu, kondensatory na wysokie napięcie byłyby ładowane dużym prądem z sieci, co w praktyce wywalałoby korki przy każdym uruchomieniu zasilacza. W dobrych zasilaczach termistor NTC jest po chwili zwierany np przekaźnikiem, dzięki czemu nie ma niepotrzebnej grzałki w zasilaczu. W przypadku drukarkowego sprzętu o mocy 200-300W, nie jest to konieczne. Można by ewentualnie rozważyć kupno elementu o tej samej rezystancji/charakterystyce, ale na większy prąd - by mieć większy zapas.

W temacie zabezpieczeń:

-Praktycznie każdy zasilacz ma zabezpieczenie przeciwzwarciowe. Może działać ciut lepiej lub gorzej, ale realizacja takiego układu jest na tyle prosta, że raczej każdy zasilacz jest (w miarę) odporny na zwarcia. W wielu przypadkach ogranicza to też moc wyjściową, ze względu na właściwości danej topologii przetwornicy

-Zabezpieczenie przed przegrzaniem - z tym jest różnie. Najprościej można to zrobić za pomocą.. termostatu NC (Normally Connected), który po nagrzaniu do np 85*C rozwiera się, odcinając zasilanie sterownika w przetwornicy, wyłączając ją (tak jest w zasilaczu, który naprawiałem). Termostaty charakteryzują się histerezą, więc zasilacz zdąży ostygnąć, zanim ponownie się uruchomi. Takie rozwiązanie jest proste, tanie i działa, ale ma w sumie jedną, potencjalnie istotną wadę - taki termostat jest po prostu duży, więc trudno jest go "nagrzać". Zauważyłem, że we wspomnianym zasilaczu termostat jest wklejony w kawałek aluminium, a dopiero on jest przykręcony do radiatora. Podejrzewam, że inaczej zanim termostat osiągnąłby temperaturę rozłączenia, tranzystory/diody mogłyby się przegrzać, przez zbyt słaby transport ciepła półprzewodnik->radiator->termostat.

-Zabezpieczenie przed zbyt wysokim napięciem - w pewnych sytuacjach możliwe jest, że na wyjściu zasilacza pojawi się znacznie wyższe napięcie niż nominalnie (powiedzmy 100% więcej), co jest zagrożeniem dla rzeczy podłączonych pod owy zasilacz ;) Dobre PSU jest zabezpieczone przez taką sytuacją, tj gdy napięcie wyjściowe przekroczy pewną wartość, na przykład 27V dla zasilacza 24V, układ sterujący jest wyłączany i zasilacz... też się wyłącza ;)

O ile dołożenie termostatu jest dość proste, to dodanie tak zwanego OVP (Over Voltage Protection) wymaga już polutowania kilku elementów na płytce. Najprawdopodobniej w najbliższym czasie zaprojektuje proste PCB, gdzie będzie kilka zabezpieczeń "uniwersalnych", które pomontuje w zasilaczach i na ich przykładzie, o ile będą chętni, wytłumaczę w szczegółach jak to działa.

Przerabiany zasilacz 24V siedzi w drukarce i nie chce mi się go wyciągać znowu, więc opis modyfikacji musi chwilkę poczekać ;) Mam nadzieję, że jutro uda mi się pofocić uszkodzony zasilacz, żeby pokazać co Chińczyk zrobił na odwal się ;)
Zepco, Abys, Berg, pszczelaszkov, sagittario, dziobu, panWiadr0, kamilxxg, morf, szendo, MaxXxi47, Koper90
Awatar użytkownika
arkomania.pl
Postów w temacie: 5
Posty: 832
Rejestracja: 10 mar 2017, 13:08
Lokalizacja: RADOM
x 373

Re: O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Post autor: arkomania.pl »

W zasilaczach impulsowych na wejściu stosuje się tylko bezpieczniki zwłoczne.
Bezpieczniki te, mają na początku oznaczenie literowe T.
Pozdrawiam Arek G. arkomania
Awatar użytkownika
Berg
Zasłużony
Postów w temacie: 12
Posty: 7563
Rejestracja: 05 lis 2016, 11:57
Lokalizacja: Kraków
Drukarka: Lume, K8400, HC Evo
x 2661

Re: O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Post autor: Berg »

mam taki kłopot z jednym zasilaczem 12V/350W. Daje napięcie wyjściowe 3.5V.
Przez jakiś czas raz działał raz nie aż w końcu przestał .
Zaobserwowałem, że w momencie odłączenia zasilania sieciowego zaczyna działać, przez chwilę, do rozładowania kondensatorów jest 12V.

Znalazłem kilka zimnych lutów albo całkiem przerwy (!) jak to mogło działać... po przelutowaniu mam to samo.
Posprawdzałem trochę diód, kondensatory.
Nic też nie wygląda na upalone.
Awatar użytkownika
arkomania.pl
Postów w temacie: 5
Posty: 832
Rejestracja: 10 mar 2017, 13:08
Lokalizacja: RADOM
x 373

Re: O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Post autor: arkomania.pl »

Spróbuj wymienić kondensator elektrolityczny (najczęściej wartość 22-50uF/50V 105C) zasilający układ scalony.
Zasilanie z 230V przez oporniki i buforowane po starcie zasilaniem przez diodę z transformatora.
To częste uszkodzenie w zasilaczach impulsowych z takim zasilaniem.
Abys
Pozdrawiam Arek G. arkomania
Awatar użytkownika
Berg
Zasłużony
Postów w temacie: 12
Posty: 7563
Rejestracja: 05 lis 2016, 11:57
Lokalizacja: Kraków
Drukarka: Lume, K8400, HC Evo
x 2661

Re: O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Post autor: Berg »

masz jakiś link do typowego schematu. Jak go znaleźć?
Holgin
Postów w temacie: 19
Posty: 939
Rejestracja: 06 sty 2019, 18:07
Lokalizacja: Wrocław
Drukarka: Prusa A8
x 479

Re: O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Post autor: Holgin »

rafaljot pisze:masz jakiś link do typowego schematu. Jak go znaleźć?
Wrzuć proszę zdjęcie swojego zasilacza od góry, podobnie jak wrzucałem opis w pierwszym poście - znacznie łatwiej się tak rozmawia :) Zdjęcie lutów od spodu także się przyda.
Awatar użytkownika
Berg
Zasłużony
Postów w temacie: 12
Posty: 7563
Rejestracja: 05 lis 2016, 11:57
Lokalizacja: Kraków
Drukarka: Lume, K8400, HC Evo
x 2661

Re: O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Post autor: Berg »

IMG_20190911_003002.jpg
IMG_20190911_003030.jpg
Abys
Awatar użytkownika
Berg
Zasłużony
Postów w temacie: 12
Posty: 7563
Rejestracja: 05 lis 2016, 11:57
Lokalizacja: Kraków
Drukarka: Lume, K8400, HC Evo
x 2661

Re: O (tanich) zasilaczach słów kilka..

Post autor: Berg »

wydaje mi się, że układ TL449CN zasilany jest z transformatora przez dwie diody (które są pod transformatorem, od spodu tam gdzie jest ten duży czarny kwadrat). Możliwe że chodzi o kondensator C7 (w prawym górnym rogu transformatora) 100uF. Tester diodowy w mierniku mówi, że diody są ok. Wylutowałem kondensator C7 zmierzyłem pojemność miernikiem = 90uF.

Po włączeniu tam powinno być napięcie ok 15V, (tak jest wg DS TL449CN)?
ODPOWIEDZ

Wróć do „Grzałki, zasilacze, okablowanie”