Блок питания Biom Professional BPU-301. Устройство и ремонт

Добрый день коллеги и друзья!

На днях, в мои руки попал «трехсотник», блок питания BPU-301 на 12В/25А от Biom.

Производителем этот блок питания (БП), позиционируется как профессиональный, потому стоит он ощутимо дороже своих дешевых аналогов на 300W. Средняя цена устройства 20у.е.

Производитель неплох. Для восстановления растровых LED светильников у него, приобретаю мощную LED ленту BPS-G3-12-2835-120-CW-20, + бюджетный блок питания эконом класса TR-60-12V (схемка которого тут)
Такое сочетание комплектующих, является оптимальным для восстановления некоторых 36Вт LED панелей. (об этом расскажу как-то отдельно)

В своей же практике такие устройства тип BPU-301 не использую, в виду их дороговизны.
Чаще получается обходиться, более доступными БП того же Bioma только эконом класса,
Если же нужен, качественный и проверенный БП, например, в схему питания оперативных цепей щита автоматики, то я здесь консервативен это — MeanWell (выбор у них велик и цены наилучшие в своем сегменте).

На «профессиональные», БП от Biom, я обратил внимание относительно недавно, когда в мое поле зрения попали интересные по соотношению размеров модели, например этот вытянутый на 60Вт
Интересно стало какой там стоит трансформатор, какая топология преобразователя, и прочее, Покупать этот БП для ответа на эти вопросы я естесвено не стал… еще попадет в мои руки даром…
Всегда было интересно по-изучать схемы изделий класса Professional.

И тут такая удача.
Как всегда подобные устройства, приносят друзья.

Вот на днях, и принес мне этот БП друг и говорит – только купил, в этот же день, один разок его аккуратно уронил и… все. При включении не работает. Совсем ни как!

Он кстати тоже, не лыком шит, (все-же как и я — профессиональный электрик) пытался изучить вопрос, прозванивать там… предохрантиель, диодный мост, первичные цепи короче на предмет поломки или пробоя, но… безуспешно.

Вскрытие и первичная диагностика

Описывать устройство особо не буду, кому интересно в сети найдет обзор оного. Меня интересует, как он устроен и работает.

Корпус этого БП, выполнен из толстостенного (в 3мм), специализированного под низкий профиль, алюминиевого профиля. Сверху БП защелкнут перфорированной крышкой, также выполненной из специального профиля.


Корпус, прочный, просто так в руках не согнешь и не перекрутишь, ничего не шатается и не играет в руках.

Силовой трансформатор Т2, выполнен на планарном магнитопроводе E38/8/25, а вот какой там стоит каркас так и не мог идентифицировать. Обычно под планарники их не делают, по крайней мере в продаже их не видел.
Внутри устройство скомпоновано весьма плотно, это видно через перфорацию в корпусе:
С высоковольтной стороны:

C низковольтной стороны как-то «теснится» дроссель к отверстиям перфорации а с той стороны у них кромки от штамповки, немного острые… как бы чего не вышло.


Разбирается он просто, крышка аккуратно отщелкивается отверткой, отвинчивается три винта, два из которых крепят радиаторы силовых транзисторов и выходных диодов Шотки. И можно работать с платой.
Внутри действительно, все новенькое и чистенькое.
В отличии от дешевых БП, у этого плата выполнена не из гетинакса а стеклотекстолита, который толщиной где-то 2мм.



При подаче силы – она доходит до силовых ключей… а дальше тишина…

Поскольку управление данным БП на UC3845, то были проверенны сигналы на соотв выводах:
— на 8 выводе опора +5В – в норме!
— на 4 выводе генерация пилы – в норме 157кГц.
— на 6 выводе генерация ШИМ сигнала – отсутствует…
Последний пункт озадачил. Вроде все хорошо, а на выходе сигнала нет.
Схему еще не знал, и начал грешить на саму микросхему.

Без схемы работа не идет, не тот опыт.

Вообще китайцы могли бы, по хорошему, как в лучших традициях СССР предоставлять на все эти свои подделки изделия принципиальные схемы. Было бы проще для всех.
Пришлось оставлять у себя этот БП на исследования, и первым делом восстанавливать его схему по образцу изделия.
Получилось так:


Как видно из схемы это прямоход типа — косой полумост.
Дышать стало проще.
Первое что бросается в глаза это:
— сетевой электролит C1 — емкостью всего 120мкФ.
— отсутствие сетевого фильтра. Будто к сети, подключен не импульсный, а обычный трансформаторный БП.

Но, то ладно — значит “профессионалы в сеть не гадят”.

Из-за массового применения SMD элементов, изучать работу этой схемы, и лезть туда щупами мультиметра или осциллографа неудобно, можно либо сделать коротыш, либо получить удар током. В таком случае придется работать медленно и осторожно.

Поэтому, чтобы уверенно зафиксировать крокодилы внешнего источника питания. Первое решение было, предварительно разрядив сетевой конденсатор, подпаять самопальные штифты к цепям GND1 и V3.

Кондер С9 временно выпаял чтобы не мешал.
Теперь можно подцепится к плате:

Соответственно второе решение было запитать сам ШИМ контроллер от лабораторного БП.
На лабороторнике было выставлено 12В, при токовом лимите в 30мА (чтоб не накосячить, если что).
Теперь плату можно, крутить в руках, лазить, где хочу без риска поучить удар током или спалить ее по неосторожности.

И так схема управления – работает, но заблокирована на генерацию ШИМа.
При заблокированной схеме, потребление тока всего ~9мА – мощность 100мВт.

Как видно из схемы, оптопары U3 и U4, управляют работой шима U1. При этом с оптопарой на U4, все понятно, это классическая, ОС по выходному напряжению, не позволяющая выйти за определенный максимум выходному напряжению.

Выходит так, что схема не работает из-за, обесточенной оптопары U3!

Чтобы это проверить, я взял пинцет и закоротил транзистор оптопары U3.
В итоге предположение подтвердилось, на выходе 6 шима U1 пошла генерация красивого, как по книге прямоугольного сигнала частотой 87кГц, т.е. управление заработало.

Таким образом, чтобы автономно запустить систему управления подобных БП от лабороторника надо, кроме подачи питания в систему управления еще и закоротить подобную оптопару в нашем случае это U3.

Как я предполагаю, это своеобразная защита от металлического КЗ на выходе. При этом напряжение проседает, оптопара U3 отключается, после выдержки времени восстановленное напряжение на С16, блокирует генерацию ШИМ сигнала, силовые транзисторы закрываются и БП находится в заблокированном состоянии. Причем чтобы снять блокировку, придется обесточить БП и немного подождав снова его включить.
И наоборот, при включении БП, схема запускается сразу, а напряжение на входе U1:2 начинает расти медленно из-за С16, если напряжение на выходе БП достигнет определенного минимума, то оптопара U3 сбросит заряд на конденсаторе С16, и система продолжит работать дальше.

Подключив лабороторный БП к питанию U1, а щупы осциллографа к выходам U1:2 и U1:6 подав питание получил визуальную картину запуска и блокировки цепи управления:


Откуда видно, что на безаварийный запуск отводится 0,4секунды, после чего генерация завешается.

Короче после того как удалось обеспечить автономный запуск системы управления БП, то обнаружилось, что ШИМ сигнал доходит до первичной обмотки T1, а на вторичных обмотках его нет!
Вот и вся проблема — обрыв первичной обмотки ТГРа – T1.

Далее все банально, выпаиваем Т1, делаем осмотр первички. Прямо под выводом каркаса, обнаруживаем обрыв провода. Далее отгибаем обрыв, наращиваем его пайкой и подпаиваем к каркасу.
Потом решил померить индуктивность первички Т1, первое измерение показало результат 1.6мГн, второе и третье — 0!
Осматриваю внимательнее второй вывод первички — он тоже оборван, аккурат под вывод каркаса, еле видно:


Наращиваем и его:


После впайки исправленного — T1 в схему теперь, при включении управления, появились сигналы на транзисторах Q1 и Q2. Например на Q1:

Ради интереса глянул напряжение на затворном резисторе R6:

Еще ближе:


При сопротивлении R6 = 5.1В амплитуда тока всего 660/5,1 = 129мА.
Кстати вся схема управления при этом, потребляет немного больше мощности нежели режима ХХ — 13мА/150мВт.

Потом снял штифты, впаял выпаянные детали, промыл канифоль, собрал БП и уверенно включил в сеть 220В.
Что интересно при включении нет явного пускового тока, хлопка там, искр. Когда же включаю БП ноута где стоит то же сетевой электролит на 120мкФ, то почти всегда из розетки летят небольшие искры.
В работе этот БП абсолютно тихий.

А теперь из интересного.
Товарищ kdekaluga недавно делал обзор на блок питания мощностью 600Вт/24В где привел фотографии обозреваемого устройства. Так вот, в том устройстве, размещение компонентов и шелкография цепи ОС такая же как на обозреваемом в этой статье:


Первичка тоже сильно похоже вот полюбуйтесь:


Создается впечатление, что эти БП клепают на одной мегафабрике, или у китайцев есть некий каталог схем от которого они не отходят ни на одну йоту.

Насколько эти БП можно отнести к профессиональным судить профессионалам их использующих.
Для питания LED лент, думаю их вполне хватит.

Схему и осциллограммы можно глянуть или скачать тут.
На сем закончу. Всем удачи и хорошего настроения!