Мощный ИБП Eaton 5E резервного типа с аппроксимированной синусоидой поступил мне на ремонт с предварительным диагнозом — выгорел по входу из-за скачка в линии 220В. При включении он издавал непрерывный сигнал и не переходил ни на генерацию от батарей, ни в режим байпас от сети.
ИБП Eaton 5E. Есть ли жизнь на Марсе?
Предварительный осмотр платы не выявил наличия «прогулки» высокого напряжения по узлам бесперебойника, а вот замеры батарей (2шт по 12В) показали их абсолютную непригодность. Так как схемы на данный аппарат нет, решено было начать с изучения силовых ключей, входа/выхода ИБП на предмет короткого замыкания. Всё оказалось целым. Зато замеры нормально замкнутых контактов реле выявили неисправность в узле AVR (стабилизатор напряжения).
При нормально замкнутых контактах их сопротивление плавало от 5 до 100 Ом. Это верный признак того, что контакты подгорели. Ну что же, реле на замену!
Подгоревшая группа контактов узла AVR.
Запаяв новое реле и подключив плату я радостно лицезрел всё ту же картину — ноль вольт на выходе и непрерывный писк бузера. Ладно, копаем дальше…
Решено было перерисовать схему коммутации напряжения через кучу реле. Утомлять читателя своими упражнениями в изобразительном искусстве я не стану, скажу лишь, что в процессе вызванивания дорожек и контактов мне бросилась в глаза одна интересная деталь: обмотка трансформатора имеющая три вывода вызванивалась только по двум. Третий был в обрыве. Сгорел транс? Маловероятно. Чтобы оборвать провод сечением почти в 1мм требуется огромный ток, а признаков перегрева и короткого замыкания нигде не наблюдалось. Влекомый диким любопытством я решил снять трансформатор и детально изучить его. Под слоем майларовой ленты провод, казавшийся оборванным, соединялся с термопредохранителем запрятанным в глубь обмоток. Вот он-то и оказался в обрыве!
Вынуть предохранитель из недр трансформатора не представлялось физически возможным. Пришлось просто обойти его закоротив выводы. В конце концов предохранитель трансформатора — лишь звено в длинной цепочки защит ИБП.
После восстановления обмотки трансформатора, бесперебойник вернулся к жизни. А с покупкой свежих аккумуляторов, полагаю, он еще долго сможет послужить.
❗Чтобы избежать неприятностей и подвисания инвертора в режиме Self Test прочтите этикетку «Power on sequence» на боку инвертора: cначала подключается аккумулятор, потом солнечная панель, затем сеть (отключается в обратном порядке). Далее нажимается кнопка On/Off на боку.
Аккумулятор должен быть подключен постоянно, т.к. он питает мозги инвертора. Кнопка же On/Off запускает основной преобразователь синусоиды.
Не монтируйте на горячую панели, сеть. Обесточьте инвертор отсоединив от аккума сначала! Присоедините все кабели и потом запускайте инвертор согласно последовательности Power on sequence.
Must 1000W PV18-1012VPM — железо
Инвертор собран на одной большой плате (не считая вспомогательного модуля) с многослойным монтажом. Китайские товарищи, решив поддержать собственную полупроводниковую промышленность, использовали исключительно отечественные компоненты: Jilin Sino-Microelectronics, Beijing OnMicro Electronics, YST. Справедливости ради нужно отметить, что вышеперечисленные марки — не какие-то там подвальные мануфактуры, а весьма крупные заводы.
Насколько надёжна вся эта китайская солянка — покажет год-другой эксплуатации. Радиаторы на мосфетах довольно крупные каждый снабжен терморезистором для включения кулеров коих там аж две штуки: для охлаждения основного инвертора и солнечного модуля MPPT с узлом зарядки аккумуляторов заодно. Кулеры стартуют по отдельности в зависимости от нагрузки на каждый модуль. Кстати, данная модель именно MPPT*, не PWM, что позволяет выжимать из одной солнечной панели Longi мощностью 435Вт почти 18 с половиной Ампер при частичной затененности!
MPPT представляет из себя DC-DC преобразователь обеспечивающий максимальную мощность подаваемую с панели на внутреннюю шину DC Bus инвертора.
Во время работы сам инвертор не перегревается. Мне удалось зафиксировать максимальную температуру радиатора основного преобразователя (тот, что формирует выходную синусоиду) в районе 60°C. Для справки: полупроводниковые кристаллы транзисторов могут выдерживать t.max до 150°C. Единственное что меня, как инженера, удивляет так это расположение кулеров работающих на выдув воздуха в нижней части инвертора . Я понимаю, что ламинарный поток лучше турбулентного и внутри корпуса инвертора имеются специальные пластиковые направляющие для этого, но разве этот самый горячий воздух не поднимается естественным образом наверх? Было бы лучше сверху его и выдувать наружу как в компьютерных блоках питания.
Собственное потребление инвертора Must 1000W PV18-1012VPM составляет всего 2А, что в переводе на единицу мощности, при питании от 12-вольтового аккумулятора, составляет скромные 24 Ватт. Даже при мутном солнце светящем через облака по касательной к панели, при выключенном инверторе (красная кнопка на боку в положении Off) можно заряжать аккумуляторы скромными 2-мя Амперами.
Основной преобразователь выключен кнопкой Off. При слабом солнце идет зарядка аккума током в 2А. Знак «-» перед значением тока означает, что ток втекает в аккумулятор, а не берется от него.
Режим подмешивания в инверторе ЕСТЬ. Т.е. с солнечной панелью Longi мощностью 435Вт, ясной погоде и мощности нагрузки в 660Вт (инверторный кондиционер в режиме охлаждения)
от MPPT модуля потреблялся ток около 24А (при напряжении MPPT 12.3В),
при этом от батарей ток потребления составил 28А (при напряжении на их клеммах 12.4В).
Перемножив эти величины нетрудно получить выдаваемую в нагрузку совместную мощность.
Программное обеспечение Solar Power Monitor
Доступно на оф. сайте производителя. Архив с программой включает в себя собственно сам софт SolarPowerMonitor.exe и два драйвера (CP210x_VCP_Win7_8 и CH341SER) сопрягающих ваш компьютер с инвертором через USB (на самом деле эмулятор COM).
Чтобы открылись настройки управления инвертора нужно ввести логин админа. Он очень простой: Admin
Программа немного сыровата, немного глючновата. Например в какой-то момент она может отвалиться c ошибкой:
Лечится это передергиванием USB шнурка. Так же, данные по токам/мощностям не всегда обновляются (застывают) и после передергивания шнурка или завершения и повторного запуска программы начинают отображаться корректно.
Еще один потрясающий глюк, что мне удалось выловить — при изменении в настройках вольтажа имеющего значение с точкой (например Float voltage 13.5) если поставить точку с клавиатуры, программа откажется сохранять значения сославшись на неправильный формат введенных данных.
При попытке сохранить новое значение Float voltage 13.5 ошибка «Float voltage error: Please input a number».
Но стоит вместо точки поставить запятую (13,5) и вуаля все заработает! При повторном вызове окошка настроек запятая введенная ранее чудесным образом превращается в точку. Это говорит о невнимательности и некомпетентности кодеров. Все-таки китайцы недоразвитые и при отсутствии старшего культурного брата в лице европейского бренда они вытворяют всякую ересь. Прямо как в совке в старые времена (те даже легковой автомобиль без итальянцев сделать не могли).
Nota bene!
Значения напряжений в окошках Batery stop discharging voltage / Batery stop charging voltage относятся к моменту переключения инвертора от панели на аккум/сеть. Это описано в бумажном паспорте пункт [1] SUB, SBU, SOL. Эти настройки не регулируют уровень заряда аккумуляторов!
В целом инвертор произвел больше положительное впечатление. Если бы его цена была в районе 200$, возможно, Must 1000W PV18-1012VPM был бы идеальным выбором в категории киловаттных инверторов.
В завершении, список ошибок (Error code) выдаваемых инвертором Must 1000W PV18-1012VPM
Фотодиод, из набора которых и состоят солнечные панели, является источником тока. Как и обычный кремниевый диод, являясь нелинейным элементом (т.е. с непрямой зависимостью протекания тока от приложенного напряжения) он имеет определенную вольт-амперную характиристику. В режиме генерации напряжение к нему не прикладывается, а снимается ток. В самом простом случае, чтобы получить напряжение с источника тока (фотодиода) его необходимо нагрузить на Rнагрузки (на графике ниже это R1).
ВАХ характеристика фотодиода в режиме генерации:
ВАХ фотодиода в фотогальваническом режиме
В процессе освещения фотодиода в зависимости от интенсивности фотопотока Ф (Ф=0 — нет света, Ф1 — слабая интенсивность света, Ф2 — сильная интенсивность) ток I вырабатываемый фотодиодом и напряжение Ux падающее на нагрузочном резисторе R1, коим по сути является вход MPPT контроллера со своим собственным импедансом, имеют нелинейную зависимость. Чтобы, например, при фотопотоке Ф1 снять максимальную мощность Pн max (напомню, что мощность P=IxU) необходимо рассчитать сопротивление R1 для максимальной площади участка в точке А (мощности). Этим и занимается MPPT контроллер, по большому счету согласовывая свой входной импеданс с выходом фотопанели.
Ремонт источника бесперебойного питания с чистой синусоидой RIELLO Sentinel Pro SEP 2200
Мощный Online ИБП с чистой синусоидой Riello SEP2200
Мощный ИБП для котла итальянской компании Riello попал ко мне на диагностику с диагнозом: не включается, отсутствие индикации дисплея, слышны щелчки. Первое, что бросилось в глаза после снятия кожуха — подергивание кулеров в такт со щелчками. Типичная неисправность импульсного блока питания… или нет? При таком поведении приходит на ум следующее: пытаясь стартовать блок уходит в защиту, либо неисправность кроется где-то в цепях обратной связи. Нужно отметить, что до меня этот аппарат уже побывал в одном сервисном центре, где его успешно НЕ отремонтировали. Вооружившись мультиметром и перелопатив плату блока питания я обнаружил, что она абсолютно исправна и подобное поведение (так называемый «икающий режим») вызван отсутствием нагрузки по выходу. 20 Вт лампочка нагруженная на линию +80В блока питания живо привела его в рабочее состояние. Схемотехнически данный ИБП устроен так, что нагрузкой его внутреннего источника питания является батарея аккумуляторов (6шт по 12В) и цепи основной платы.
Однако, выход блока питания на рабочий режим ничего не дал и свечение / индикация экрана по прежнему отсутствовала. Диагностика платы управления должна была быстро разъяснить ситуацию. Два электролитических конденсатора и микросхема 78М05 positive voltage regulator +5V (пяти вольтовый стабилизатор) возле контроллера недвусмысленно намекали: именно мы и питаем «мозги». Замер на входе микросхемы показал, что… ничего не показал. Напряжение «гуляло» в пределах неприличных 2-3В
Плата управления (мозги) ИБП
Так как схемы на данный источник бесперебойного питания не было нет и не будет (это вам не телевизор «Рубин»), решено было снять основную плату и зарисовать вручную питающие цепи.
Трассировка маршрута питания «мозгов» выявила отдельный модуль преобразователя +80В => +12В
В процессе поиска пропавшего напряжения я наткнулся на модуль DC-DC преобразователя.
Решено было спаять модуль с основной платы и детально его изучить.
Плата очень похожа на преобразователь (конвертор), но так ли это? Только демонтаж с подробным изучением может дать ответ.
При изучении демонтированного модуля обнаружился мощный диод анод которого соединялся с обмоткой трансформатора, а катод, соединяясь с плюсом конденсатора 2200мкФ х 16В, уходил к дорожке с надписью +12V. Ну если что-то похоже на утку, крякает как утка, то это скорее всего утка! Похоже, что искомый узел преобразователя питания «мозгов» и вспомогательных узлов бесперебойника нашелся.
Детальное изучение параметров электролитических конденсаторов утки преобразователя показал полную несостоятельность последних.
Заниженная ёмкость и завышенный ESR конденсаторов преобразователя (конвертора)
Замена электролитических конденсаторов исправными воскресила источник бесперебойного питания подарив ему вторую жизнь 🙂
Живой и здоровый ИБП. Почему в сервис-центре не догадались проследить цепь от блока питания до платы управления — остаётся только гадать.
Ремонт акустической системы Sven
Мультимедийная акустическая система (звучит-то как, а?) Sven MS 103 (303) перестала включаться. За громким названием мультимедийной системы скрывалась кривая поделка из гетинакса фанеры и клея. Низкокачественная элементная база в лице ноунейм конденсаторов в цепях фильтра питания подвели акустику «под монастырь». Но самое удивительное я обнаружил в космической ручке регулировки громкости ободок должен был подсвечиваться, а он горел тускло и помигивал, общее питание (которое я восстановил) немного просаживалось. Раскрутив космо-ручку пред моим взором предстали выгоревшие светодиоды. Ток запитывающий светодиоды был явно чрезмерно большим, а регулировался он простейшим параметрическим стабилизатором на резисторе и стабилитроне. Все это грелось, очевидно из-за конструкторского просчёта, страшным образом: и светодиоды, и маломощный гасящий резистор и, собственно, зеннеровский диод. Пришлось выпаять всё, пересчитать ток стабилизатора и заново его смонтировать на плате вместе с зелеными светодиодами (других под рукой не было). Мощность резистора решено было увеличить до 0.5W.
Жидкокристаллические дисплеи являются на сегодня де-факто безальтернативными источниками изображения. Выбирая компьютерный монитор или телевизор для гостиной покупатель вряд ли задастся вопросом: насколько плоский экран кинескопа в этой модели? А ведь еще каких-то десять лет назад высококачественный кинескопный монитор Samsung 795DF был удачной покупкой и мог с лёгкостью уделать недорогие TN матрицы практически по всем параметрам, ну разве что кроме геометрии (геометрические искажения присущие всем кинескопам совсем уж под ноль не устранить, в то время как ЖК матрицы лишены этого недостатка изначально). Однако прогресс идет вперед семимильными шагами, технологии совершенствуются и олдскульных ЭЛТ мониторов сегодня днём с огнём не найти. Лично я уже не помню точно, когда ремонтировал последний телевизор или монитор на базе электронно-лучевой трубки. Зато жидкокристаллические панели, в основном возрастные уже, частенько попадают мне на диагностический стол.
Ремонт компьютерного ЖК монитора Viewsonic VA702
Попал он ко мне с «диагнозом» включается через раз, а если повезёт его запустить, изображение искажено. Лично мне его включить так и не удалось, поэтому, не мешкая я приступил к разборке и диагностике.
Ремонт компьютерного ЖК монитора Viewsonic VA702
Вскрыв корпус и добравшись до начинки я, признаться честно, был сильно удивлен отсутствием вздутых электролитических конденсаторов — типичной поломкой для блоков питания мониторов с ламповой подсветкой ЖК матрицы. Однако, многолетняя практика показала, что вышедший из строя полярный конденсатор не всегда можно найти по внешним признакам, поэтому, экземпляры номиналом более 300Мкф были выпаяны и проверены измерителем ёмкости. Все конденсаторы оказались абсолютно исправными.
На экспресс-ремонт надежда окончательно рухнула и пришлось вооружившись принципиальной схемой и мультиметром произвести замеры питающих напряжений. Следует отметить, что правила диагностики предписывают начинать замеры питающих напряжений неисправного аппарата прежде всего.
Замеры всех питающих напряжений — первый шаг ремонта монитора
Блок питания формировал все напряжения корректно. Добравшись до «мозгов» — платы скалера, я обнаружил на ней стабилизаторы понижающие приходящее с блока питания напряжение +5В до 1.8 и 3.3В.
Две микросхемы LDO U101 и U102 формирующие +1.8 и +3.3В соответственно
Замер напряжения на выходе микросхемы-стабилизатора отвечающей за формирование +3.3В показал огромное отклонение от заявленных трёх вольт. Было принято решение о замене подозрительного компонента на аналогичный по параметрам.
Неисправная микросхема LDO стабилизатор 3.3В Демонтирована, в пинцете.
Для демонтажа микросхемы я решил не использовать фен, т.к. близко располагались четыре мелких электролитических конденсатора, а их перегрев, как известно, чреват ярким фейерверком сопровождаемым выделением едкого дыма. Обошелся паяльником, иглой и ловкостью рук 🙂
После замены неисправного стабилизатора на работающий аналог напряжение питания скалера 3.3В восстановилось, монитор начал корректно запускаться и выводить изображение без искажений.
Ремонт материнской платы
Производя ремонт компьютеров мне довольно часто приходится диагностировать неисправность материнской платы. Некоторые пользователи в таких случаях задают вполне резонный вопрос: лучше купить новую или отремонтировать старую материнскую плату? Могу сказать, что ремонт материнских плат не всегда рентабелен, но в случае выхода из строя схемы питания процессора, например, вполне выполним.
Материнская плата — сложный узел компьютера считающийся неремонтопригодным. Однако, вооружившись мультиметром, диагностической POST-картой, паяльником и имея голову на плечах, выполнить несложный ремонт материнки — задача посильная любому инженеру-электронщику.
С чего начать ремонт материнской платы? С диагностики и визуального осмотра в первую очередь!
Самый явный признак неисправности материнской платы — когда компьютер не стартует (т.е. блок питания подает все напряжения, а инициализации железа с соответствующими надписями на экране монитора нет). Еще довольно распространенное явление — старт-стоп, когда после включения блок питания «уходит в защиту» по причине КЗ по линиям питания процессора (если же вынуть 4-х пиновый коннектор из материнской платы, блок питания запустится, но старта системы конечно же не будет).
Начинать диагностику материнской платы следует с визуального осмотра оной.
Выявление выгоревших компонентов на материнской плате позволяют облегчить ее диагностику
Выгоревший мосфет в цепях питания материнской платыВздувшиеся конденсаторы на материнской плате
Случается, что при визуальном осмотре неисправной материнской платы почти сразу находится элемент содержащий следы трещин, прогара или вздутия. Первичная диагностика материнки на этом считается законченной и дальнейший ремонт состоит в замене неисправных компонентов новыми.
Выявить скрытый дефект поможет POST-карта
POST (Power-On Self-Test) — самотестирование основных узлов компьютера после включения, выполняемое специальным программным кодом в BIOS. Как известно, процедура POST важная часть инициализации компьютерного железа. Она предваряет запуск жизненно важных компонентов компьютера, его старт. Однако, в результате поломки или неправильной настройки BIOS, компьютер может отказаться запускаться. Что же тогда делать? Ведь на экран в таком случае не выводятся никакие диагностические сообщения. На помощь придет диагностика и расшифровка звуковых посткодов. Если же поломка достаточно серьезна и динамик («пищалка» на материнской плате) не издает звуков, без специальной POST карты не обойтись.
Расшифровка кодов POST карты
POST карта — незаменимое подспорье в ремонте материнских плат. Именно она указывает ремонтнику направление поиска неисправности материнки.
Post-карта поможет определить «жива» ли материнка
Посткарта вставляется в слот PCI материнской платы, выполняет расшифровку посткодов BIOS и выводит их на цифровой дисплей. На фото выше представлена дешевая китайская PCI посткарта на ПЛИСе Altera. К сожалению, данная посткарта «приехала» ко мне без инструкции, что весьма досадно ибо расшифровка кодов посткарты без документации — дело гиблое. Однако, понимая, что контроллер посткарты занимается всего лишь расшифровкой сигналов POST которые поступают на шину PCI я начал искать не инструкцию к посткарте, а список кодов различных производителей BIOS. После недолгого поиска мне удалось найти соответствующую документацию (ссылка ниже).
Принцип диагностики материнской платы на примере Biostar A785-GE
Ниже представлена диагностика материнской платы Biostar A785-GE при помощи мультиметра. Заявленная неисправность: при наличии модуля ОЗУ в любом из слотов — отсутствие старта материнской платы, при отсутствии ОЗУ — повторяющиеся короткие сигналы POST BIOS.
Принцип диагностики материнской платы гласит: после визуального осмотра обязательная проверка питающих напряжений ремонтируемого устройства и его узлов.
То, что материнская плата пытается стартовать при отсутствующей планке оперативной памяти и даже проходит какие-то этапы самотестирования означает, что на процессор приходят все питающие напряжения, клокер работает и сигнал Reset снят, а отсутствие старта при вставленном в слот модуле ОЗУ свидетельствует о проблемах с питающими напряжениями оперативной памяти.
Давайте попробуем разобраться какие напряжения необходимы для работы оперативной памяти DDR-II
Список необходимых напряжений для модулей памяти
Распиновка слота ОЗУ DDR-II
Основные напряжения питания ОЗУ на материнской плате следующие:
VDD — Напряжение питания модулей ОЗУ (для DDR-II — 1.8В).
VDDSPD — Напряжение питания микросхемы SPD (маленькая восьминожечная, в ней зашиты параметры модуля).
VREF — Опорное напряжение (1/2 от питающего).
VTT — напряжение терминации (половина питающего, т.е. 1/2 VDD). Для модулей DDR-I и DDR-II оно подводится из-вне, с резисторных сборок распаянных на материнке. Для DDR-III цепи терминации VTT распаяны уже на самой плате модуля ОЗУ.
Диагностика неисправной материнской платы с помощью мультиметра показала наличие всех питающих напряжений кроме терминирующих (VTT).
Напряжение терминации призвано устранить т.н. «звон» — ненужные отражения высокочастотного сигнала в т.н. длинных линиях. Напряжение терминации подается на модуль ОЗУ через резисторные сборки распаянные непосредственно на материнской плате и соответственно замерять его удобно именно на этих сборках.
Микросхема-регулятор (LDO) — FP6137C.
За напряжения терминации отвечает микросхема-регулятор (LDO) — FP6137C. Она состоит из операционного усилителя и пары n-канальных полевых транзисторов включенных по двухтактной схеме. Для правильной работы FP6137C ей требуются:
Напряжение питания транзисторов — VIN и VCNTL — питание операционного усилителя.
VOUT — выход регулятора, имеет форму прямоугольных импульсов частотой 1KHz. На этом выводе и формируется напряжение VTT 0.9/1.25В По сути выходное напряжение = 1/2 питающего напряжения оконечного транзисторного каскада VIN.
Согласно даташиту на микросхеме LDO FP6137C присутствовали все необходимые для ее работы напряжения, однако на выходе оставался по прежнему низкий уровень. Данная микросхема была признана неисправной и заменена аналогичной RT9199 от Richtek.
Замена неисправной микросхемы в цепи терминации
После ее замены микросхемы LDO на исправную, материнская плата Biostar A785-GE успешно стартовала.
