تعمیرات پاور مانیتور و تلویزیون های LCD قسمت دوم

مدار ولتاژ خروجی ثانویه ، ولتاژهای مختلف خروجی DC (مثبت یا منفی) را برای مدارهای دیگر مانند ورتیکال ، هوریزنتال ، CPU ، رنگ ، ترانسفورمر FlyBack ، مادربورد کامپیوتر و غیره تولید می کند .

مدار ولتاژ خروجی ثانویه معمولا شامل دیودها (Ultra Fast Recovery Diodes – برای تبدیل AC بهDC ( ، خازن های صافی (معمولا خازن های الکترولیت – برای فیلتر کردن نوسان ها) و سلف ها (سلف به جریان DC اجازه عبور می دهد در حالی که جریان AC را متوقف می کند.) با استفاده از این 3 قطعه در هر یک از مسیرهای خروجی ، خروجی های تولید شده جریان DC بدون نوسان و مناسب برای مدارهای مختلف هستند.

نکته : در بعضی از مدل های SMPS ، به جای استفاده از دیودهای نوع Ulta Fast Recovery برای تبدیل ولتاژ AC به DC ، سازنده ها از دیودهای شاتکی Schottky به خاطر کارایی بالاتر استفاده می کنند. همانطور که دیودهای D804 و D805 را در مدار مشاهده می کنید

دیود D804 یکسوسازی خروجی را انجام می دهد. خازن C813 با ESR پایین عمل فیلتر را انجام می دهد. سلف L804 و خازن C816 مرحله دوم فیلتر را تشکیل می دهند و به طور قابل توجهی نوسان سوئیچینگ از میان خازن 813C را کاهش داده و خروجی ولتاژ با نوسان پایینی را تضمین می کنند. شبکه های Snubber شامل R809 و C822 فرکانس های بالا از میان دیود D804 را که نتیجه نشتی ایندوکتانس در سیم پیچ های ترانسفورمر است را کاهش می دهد. اگر هر یک از این دو دیود اتصالی کند یا نشتی داشته باشد یا ESR خازن بالا رود، باعث خواهد شد SMPS چشمک بزند و گاهی اوقات ممکن است دارای مشکل بدون پاور شود. ولتاژهای خروجی ممکن است افت داشته باشند یا ناپایدار شوند که باعث خواهد شد مدار مربوطه دچار مشکل شوند.

برای مثال ، اگر مسیر ولتاژ Heater یا فیلامان در مانیتور CRT دارای یک خازن خراب باشد ، باعث خواهد شد ولتاژ مسیر 6.3 ولت تا حدود 2 تا 3 ولت افت کند و باعث ایجاد مشکل No Display یا تصویر کم نور Display Dim خواهد شد

برای اینکه ولتاژهای خروجی پایدار باشند، در مدار از ولتاژ خروجی نمونه گیری ( Sample Voltage) می شود.

دلیل استفاده از مدار نمونه گیری در منبع تغذیه تهیه یک ورودی برای مدار Error Detection )کشف خطا( و مدار فیدبک است تا اینکه چرخه کارDuty Cycle در بخش اولیه قابل کنترل باشد و پاور خروجی به طور کارآمدی کار کند. مدار نمونه گیری معمولا شامل چند مقاومت است و در بعضی از طراحی ها ، یک مقاومت قابل تنظیم Preset را می توانید ببینید. اگر در این مدار یک مقاومت قطع شود یا اندازه مقاومت اهمی آن بالا رود یا حتی Preset یا Trimmer قطع شوند ، می تواند باعث چشمک زدن پاور شود و همچنین ممکن است به خاطر افزایش زیاد ولتاژهای خروجی ، پاور خاموش شود.

نکته : در بعضی از مدل های SMPS ، ولتاژ نمونه گیری از سیم پیچ فیدبک از بخش اولیه ترانسفورمر گرفته می شود تا سیگنالی برای Power IC ایجاد شده تا سطح پاور منتقل شده به بار کنترل شود.

در این مدار ولتاژ نمونه از بخش اولیه گرفته شده است چون این مدل SMPS از IC اپتوکوپلر به عنوان فید بک استفاده نمی کند

پایه شماره 7 ، Power IC (IC901) که با عبارت F/B مشخص شده که به معنی FeedBack است را مشاهده کنید. با دنبال کردن به عقب این پایه ، به سیم پیچ فیدبک در پایه 7 ترانسفورمر T910 خواهید رسید.

اساسا این مدار کشف خطا شامل یک IC با شماره قطعه TL431 است.SMPS یک نوع IC از نوع Adjustable Precision Shunt Regulator IC رگولاتور شنت با دقت قابل تنظیم است و در بعضی از مدل های SMPS ، همچنین می توانید متوجه شوید چند قطعه دیگر در اطراف این مدار وجود دارد.

مدار کشف خطا ( Error Detection Circuit) ، منبع ولتاژ نمونه گیری شده از مدار Sampling را کنترل کرده (افزایش یا کاهش سطح ولتاژ) و فیدبک از IC اپتوکوپلر که برای کنترل زمان “روشن”( ON) تغذیه سوئیچینگ لازم است را فعال می کند تا جریان کمتر یا بیشتری به بخش ثانویه ارسال نشود. اگر این IC یا قطعات مرتبط به آن دچار مشکل شوند ، باعث خواهد شد دستگاه خاموش شود ، LED پاور چشمک بزند ، خروجی پاور افت داشته باشد.

این مدار دارای یک IC اپتوکوپلر است که از یک LED داخلی برای ساطع کردن نور به فتوترانزیستور(PhotoTransistor) استفاده می کند. فتوترانزیستور به عنوان یک ابزار خروجی عمل می کند در حالی که LED به عنوان یک ابزار ورودی عمل می کند. اگر شدت نور LED بالا باشد ، فتوترانزیستور بیشتر هدایت خواهد کرد و برعکس (متناسب با شدت نور، مقاومت اهمی آن کمتر یا بیشتر خواهد شد) بنابراین جریان ورودی به نوسان ساز Power IC کنترل خواهد شد. (از طریق پایه فیدبک همانطور که دیده می شود). در نتیجه باعث می شود فرکانس نوسان ساز متناسب با فیدبک سیگنال خطا تغییر کرده و سیگنال راه انداز را برای جبران تغییر ولتاژ خروجی اصلاح کند. این مقایسه و تصحیح به طور متوالی اتفاق می افتد تا ولتاژ خروجی تنظیم شده (Regulated Output Voltage) دقیقی را فراهم می کند

نکته : مدار فیدبک همچنین زمین سرد (LED) و زمین گرم (فتوترانزیستور) منبع تغذیه را از هم جدا می کند.

در بعضی از مدل ها ، سیگنال خطای فیدبک از سیم پیچ بخش ثانویه منبع تغذیه گرفته می شود بنابراین نیازی به ایزولاسیون (Isolation) نیست. اگر IC اپتوکوپلر دچار مشکل شود مانند قطع شدن LED یا اتصالی یا نشتی فتوترانزیستور، LED پاور در منبع تغذیه چشمک می زند یا ولتاژ پایین تری تولید می کند یا حتی وقتی منبع تغذیه را روشن کردین خاموش خواهد شد.

نکته : مدارهای نمونه گیری ، کشف خطا و فیدبک ، مدار رگولاسیون (Regulation Circuit ) نامیده می شوند. حسگر بخش اولیه ارزان تر است و رگولاسیون خروجی از دقت کمتری برخوردار است ، در دستگاه های ارزان قیمت (با مصرف توان کمتر) استفاده می شود. حسگر بخش ثانویه (مدار رگولاسیون) گران تر است و دارای کارایی بالاتری می باشد و در دستگاه های با قیمت متوسط به بالا به کار می رود.

آیا می دانستید منبع تغذیه سوئیچینگ( SMPS) یک یا چند مدار محافظ دارد؟ مدار محافظ جهت محافظت قطعات در مقابل خاموش شدن در صورت بروز مشکل طراحی شده است. چهار نوع متداول از مدارهای محافظ توسط سازندگان منابع تغذیه سوئیچینگ طراحی شده است که برای محافظت مدارها در مقابل شرایط خطرناک زیر به وجود آمده است که شامل :

Surge Protection(SP) – محافظت از نوسان

Over Voltage Protection(OVP) – محافظت از اضافه ولتاژ

Over Current Protection (OCP) – محافظت از اضافه جریان

Thermal Shutdown Protection (TSP) – محافظت در مقابل حرارت با خاموش کردن

Surge Protection (SP) – محافظت در مقابل نوسان

قطعات اصلی محافظ نوسان شامل فیوز ، وریستور و ترمیستور NTC می باشند.

Over Voltage Protection (OVP) وظیفه مدار OVP نظارت بر ولتاژ DC StartUp است که جهت تغذیه Power IC به کار می رود. این مدار وضعیت اضافه ولتاژ را تشخیص داده و منبع تغذیه را خاموش می کند
مدار OVP ممکن است داخل Power IC (به صورت داخلی) قرار داده شود یا به صورت مدار جداگانه ای باشد

بلوک OVP را ببینید (داخل بلوک، مدار OVP قرار دارد) که به بلوک batch و بلوک Start وصل شده است. این فرآیند، نحوه کار مدار را نشان می دهد. Power IC جهت فعالیت خود به ولتاژ استارت که حدود 16 تا 20 ولت DC است نیاز دارد. این ولتاژ از مسیر 300 ولت DC که از مقاومت R861 عبور می کند گرفته می شود. محدودیت مدار استارت این است که ولتاژ ایجاد شده به خاطر فرکانس سوئیچینگ منبع تغذیه تمایل به ایجاد نوسان دارد. به همین خاطر ، مدار RunDC ایجاد شده تا منبع ولتاژی که به Power IC وارد می شود ثابت و پایدار شود. زمانی که سیم پیچ اولیه ترانسفورمر شارژ شد ، منبع ولتاژ مدار RunDC از سیم پیچ ثانویه T862 دریافت می شود .اگر منبع ولتاژی که به پایه 8 ، Power IC STRZ4117 وصل است به بیش از 25 ولت افزایش یابد ، مدار OVP داخلی اضافه ولتاژ را تشخیص داده و ضامن را فعال کرده و عملیات سوئیچینگ متوقف می شود. باید منبع تغذیه سوئیچینگ را خاموش کرده و دوباره روشن کنید تا منبع تغذیه دوباره شروع به کار کند.

می توانید ببینید که DZ876 یک دیود زینر 22 ولت است که با جلوگیری از عبور ولتاژ اضافه بیش از 27 ولت به پایه 8 ، (IC801) Power IC IC باعث محافظت Power IC می شود ، این روش کار مدار است. اگر بیش از 27 ولت از دیود زینر بخواهد عبور کند ، دیود زینر به زمین هدایت خواهد کرد و باعث خواهد شد ولتاژ استارت به صفر ولت افت پیدا کرده ، بنابراین Power IC خاموش می شود. اگر اضافه ولتاژ به مدت طولانی وجود داشته باشد ، دیود زینر باعث اتصالی در مدار شده و ممکن است قطعات بخش تغذیه بسوزند.

به هر حال ، اگر اضافه ولتاژ برای لحظه ای به وجود آید ، منبع تغذیه خاموش خواهد شد و طبق معمول شما باید SMPS را خاموش کرده و دوباره روشن کنید. در بعضی از مدل های Power IC مانند KA1M0565R ، دیود زینر داخل IC قرار داده شده است

مدارExternal OVP دیگری را که در بخش اولیه قرار دارد نشان می دهد.

سیم پیچی که با “A” نامگذاری شده ، یک فیدبک سیم پیچ ثانویه است که در بخش اولیه قرار دارد. مدار محافظ این مدار شامل R611، دیود زینر 8.2 ولت (D602) و فیدبک سیم پیچ ثانویه است . اگر ولتاژ تولید شده از 8.2 ولت بالاتر رود ، دیود زینر هدایت کرده و باعث راه اندازی Q602 می شود. به خاطر اینکه Q602 بین کالکتور و امیتر دارای مقاومت اهمی بسیار پایینی است (کامل روشن) باعث می شود Q604 نیز کامل روشن شده و در نتیجه به خاطر اینکه اکنون سیگنال Gate به زمین وصل شده ، Power FET فعالیت خود را متوقف کند.

نکته : به خاطر مدل های بسیار زیاد منبع تغذیه سوئیچینگ در بازار ، همه آنها از مدار OVP مشابه در منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده نمی کنند. بهترین روش برای شناخت هر مدار OVP در منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده از دیاگرام شماتیک منبع تغذیه است. به یاد داشته باشید، در بعضی از مدل ها ممکن است بیش از یک مدار OVP وجود داشته باشد.

Over Current Protection (OCP) محافظت در برابر اضافه جریان

مدل های زیادی از SMPS وجود دارند که در بخش اولیه خود از مدار OCP استفاده می کنند. اگر ترانزیستور جریان زیادی بکشد ، معمولا این مدار از افت ولتاژ میان مقاومتی که به صورت سری به ترانزیستور سوئیچینگ FET ( یا ترانزیستور دو قطبی) وصل است نمونه گیری می کند. این مقاومت ” Current Sense Resistor ” )مقاومت حسگر جریان( نامیده می شود، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است. اگر جریان به صورت غیر عادی افزایش یابد ، ولتاژ از میزان مشخص شده فراتر رفته و شکل موج خروجی Power IC قطع می شود بنابراین ولتاژ خروجی در بخش ثانویه تولید نخواهد شد.

نکته : مقاومت حسگر اضافه جریان Over Current Sensing Resistor ) ) ممکن است دچار افزایش مقاومت اهمی شود که باعث خاموش شدن اشتباه منبع تغذیه سوئیچینگ می شود. اندازه مقاومت اهمی ممکن است اندکی افزایش یابد که باعث ایجاد خاموش شدن متناوب می شود. اندازه این مقاومت بسیار پایین است از 0.1 اهم تا حدود 1 اهم ، که می توانید اندازه دقیق آن را با دستگاه تستر تست کنید.

به خاطر میزان جریان عبوری از Power FET ، Power FET گرما تولید می کند اگر Power IC بیش از اندازه گرم شود ، این مدار PowerIC را خاموش کرده و IC را متوقف می کند. به خاطر این موضوع برای راه اندازه دوباره منبع تغذیه سوئیچینگ کابل برق AC را جدا کرده و پاور را دوباره روشن می کنیم.

نکته : حالت خاموش شدن به خاطر گرما به احتمال زیاد به 3 دلیل می تواند اتفاق بیافتد :

.1خود Power IC دچار مشکل حرارت زیاد شده است.

.2روی هیت سینک (خنک کننده) IC از مواد خنک کننده نامناسب استفاده شده یا کافی نیست که باعث می شود دفع حرارت به سختی انجام گیرد.

.3تهویه هوا در داخل خود دستگاه ایراد دارد. برای مثال ، یک فن معیوب در منبع تغذیه کامپیوتر می تواند باعث شود ، منبع تغذیه به خاطر هوای گرم که نتوانسته به خارج دستگاه تخلیه شود خودش را خاموش کند.

نکته : سازندگان SMPS لزوما مجبور نیستند همه این 3 مدار محافظ (OVP,OCP,TSD) را که در بالا اشاره شد را در SMPS استفاده کنند اما الزم است که مدار محافظ نوسان را در SMPS قرار دهند. طراحان نمی توانند تنها به جای استفاده از مدار محافظ OVP از OCP استفاده کنند یا برعکس .

برای آنکه بدانید چند مدار محافظ در SMPS استفاده شده است باید دیاگرام شماتیک دقیق آن را به دست آورید تا بتوانید آن را تجزیه و تحلیل کنید یا دفترچه راهنمای سرویس آن را پیدا کنید که همه مدارهای محافظ در آن توضیحه داده شده است. ترتیب قطعات الکترونیک که مدارهای محافظ را تشکیل می دهند از یک مدل تا مدل دیگر متفاوت است و هر 4 مدار محافظ که اشاره شده اند تنها برای آشنایی شما توضیح داده شده اند تا با طرز کار آنها آشنا شوید.

مدار استندبای منبع تغذیه ، (همه منابع تغذیه سوئچینگ مدار استندبای ندارند.) برای اطلاع شما ، مدار استندبای همیشه زمانی که سیستم به برق AC وصل است فعال می باشد. این ولتاژ تغذیه ، برای انتقال 5 ولت تغذیه و 5 ولت Reset به IC میکروکنترلر لازم است که باعث می شود میکروکنترلر در تمام مدت در فعالیت باشد ، حتی هنگامی که سیستم در حال کار نباشد.

هنگامی که IC میکروکنترلر (CPU) دستور ON )روشن شدن( را از کنترل از راه دور یا دکمه پاور جلوی تلویزیون دریافت می کند ، IC میکروکنترلر 5 ولت را به درایور رله (Q1) می فرستد و هنگامی که Q1 هدایت می کند ، رله بسته می شود (وصل می شود) ، تغذیه AC مستقیما به منبع تغذیه اصلی وارد شده و منبع تغذیه اصلی شروع به کار کرده و تلویزیون را روشن می کند

نکته : زمانی که منبع برق AC را وصل می کنید ، این 5 ولت باید در میکروکنترلر ، مدار حافظه و مدار کنترل از راه دور وجود داشته باشد. اگر 5 ولت وجود نداشت ، مدار منبع تغذیه استندباری را بررسی کنید.

اگر منبع تغذیه استندبای هیچ خروجی نداشته باشد یا خروجی اش کمتر از میزان عادی است ، می توانید شروع به دنبال کردن ولتاژ از ورودی AC برق تا دیودهای بخش ثانویه کنید. شما می توانید همه قطعات موجود در این بخش را با مولتی متر در کمترین زمان تست کنید.

در بیشتر مدل از IC اپتوکوپلر برای کنترل پاور خروجی منبع تغذیه اصلی استفاده می شود. یعنی وقتی کابل برق AC وصل می شود ، منبع تغذیه استندبای 5 ولت را به IC میکروکنترلر می دهد و این IC نیز یک سیگنال به IC اپتوکوپلر جهت کنترل پاور خروجی تولید می کند. به عبارت دیگر ، این نوع منبع تغذیه 2 تا IC اپتوکوپلر خواهد داشت ، یکی برای رگولاسیون (Regulation) و دیگری برای فعالیت مدار استندبای است.

Power IC روی برد با علامت ” IC ” ، ” I ” یا ” U ” مشخص شده است.

Power IC جهت تولید شکل موج ( Waveform) به Power FET یا ترانزیستور در مدار منبع تغذیه و تشخیص جریان کشیده شده از بخش ثانویه استفاده می شود. اگر جریان زیادی در بخش ثانویه مصرف شود (مانند اتصالی یک دیود در خروجی ثانویه Power IC خود را خاموش خواهد کرد. Power IC در انواع مختلفی وجود دارد و
خرابی های رایج Power IC ، نداشتن شکل موج ، اتصالی ، ترک خوردگی و ترکیدگی لایه بیرونی به علت نوسان و غیره است

ترازیستور روی برد با علامت “Q” مشخص شده است

این ترانزیستور FET جهت سوئیچ کردن ترانسفورمر SMPS ، زمانی که سیگنال شکل موج را از Power IC دریافت می کند ، مورد استفاده قرار می گیرد.

خرابی های رایج این نوع ترانزیستور تقریبا مشابه Power IC است مانند اتصالی مدار ، قطعی مدار ، ترک خوردگی و حتی ترکیدن هستش.

نکته : منابع تغذیه جدیدتر ممکن است دیگر از Power FET استفاده نکنند چون FET پیش از این با Power IC یکپارچه شده و همانند یک بسته IC هستند

خرابی های رایج دیودها شامل اتصالی مدار، قطع در مدار، نشتی و ترک خوردگی می باشد.

سلف های خروجی در بخش ثانویه (روی برد با علامت “L” مشخص شده است) .

وظیفه این قطعه فیلتر کردن جریان AC ناخواسته و عبور دادن جریان DC از میان خود است. این سلف ها به ندرت دچار مشکل می شوند و اگر هر مشکلی نیز برای آنها پیش آید به خاطر پوسیدگی چسبی است. گاهی اوقات لحیم سردی در پایه های این سلف ها را نیز می توانید ببینید. اگر سلف دچار قطعی در مدار شود، ولتاژ DC نمی تواند از طریق آن عبور کند و ناحیه مدار تحت تاثیر قرار خواهد گرفت چون هیچ ولتاژ تغذیه DC به IC ها و مدارهای مربوطه وارد نمی شود. می توانید این سلف های کوچک را با اهم متر تست کنید در این حالت اهم متر باید اهم پایینی را نمایش دهد.

IC اپتوکوپلر یا Optocoupler (روی برد با علامت “IC” مشخص شده است.)

وظیفه اصلی IC اپتوکوپلر در SMPS نظارت بر ولتاژهای خروجی است تا اینکه اگر تغییر اندکی در ولتاژ ورودی اصلی وجود داشته باشد ولتاژهای خروجی دچار نوسان نشوند. اگر اپتوکوپلر خراب شود، باعث خواهد شد پاور دستگاه افت ولتاژ داشته باشد، چشمک بزند ، بدون پاور شود ، پاور فعالیت غیرعادی داشته باشد و حتی باعث خاموش شدن پاور در زمانی که SMPS را روشن می کنید شود.

Adjustable Precision Shunt Regulator IC
IC رگولاتور شانت (روی برد با علامت “IC” مشخص شده است)

اگر SMPS تعمیر می کنید ، SMPS دارای یک IC اپتوکوپلر است که بین بخش اولیه و ثانویه قرار گرفته است، در کنار این IC ترانزیستوری قرار دارد. این ترانزیستور در واقع Adjustable Precision Shunt Regulator IC با شماره TL431 است و دقیقا مشابه ترانزیستور C945 می باشد. این قطعه بسیار ارزان است و به آسانی از هر برد الکترونیکی اوراقی ، مخصوصا بردهایی که دارای IC اپتوکوپلر هستند قابل دسترسی است. اگر این قطعه اتصالی کند یا نشتی داشته باشد چه اتفاقی در منبع تغذیه می افتد؟ در این حالت باعث خواهد شد پاور چشمک بزند یا روشن و خاموش شود، پاور افت ولتاژ داشته باشد یا حتی دچار مشکل بدون پاور به صورت متناوب شود

ولتاژ رگولاتور (روی برد با علامت “IC” مشخص شده است)

وظیفه ولتاژ رگولاتور ثابت و پایدار نگه داشتن ولتاژهای خروجی ، با وجود تغییر در میزان بار است.

ولتاژ ورودی باید حداقل 2 ولت از ولتاژ خروجی بیشتر باشد. یعنی اگر می خواهید از یک ولتاژ رگولاتور 7805 خروجی 5 ولت به دست آورید، ولتاژ ورودی باید حداقل 7 ولت یا بیشتر باشد.

اگر این IC خراب شود ، هیچ ولتاژ خروجی تولید نمی شود (ولتاژ ورودی دارد اما ولتاژ خروجی صفر است) یا همچنین ممکن است ولتاژهای خروجی افت داشته باشند.

شماره قطعه IC Power را از دیاگرام شماتیک در اینترنت جستجو کرده و پایه VCC ، IC Power را پیدا کنید . زمانی که پایه VCC را پیدا کردید ، پراب قرمز مولتی متر را روی پایه VCC (به یاد داشته باشید مولتی متر را روی ولتاژ DC تنظیم کرده اید) و پراب مشکی را به زمین داغ (Ground Hot) وصل کنید (پایه منفی خازن صافی در بخش اولیه) همانطور که در شکل دیده می شود و کلید پاور را روشن کنید. شما باید یک ولتاژ DC را مشاهده کنید . این ولتاژ وابسته به مدل SMPS خواهد بود.