Проблемы в схеме китайских БП 220V->5V 35W Опции

[johny_2000]

Добрый день, уважаемые форумчане.

Хотел попросить помощи в связи с проблемами в эксплуатации / ремонте китайских блоков питания 220V -> 5V 3A, +/-15 0,3A.
Их мощность написана 35Вт.
Если бы было 1-2 шт., проще было бы их выбросить и купить новые. Но дело в том, что у нас их эксплуатируется много, более 300 шт.
По сути, данные БП являются подделкой на известные БП фирмы Mean Well, серии S-35-5.


Только в отличии от оригинала, выходной ток по каналу 5В снижен до 3А, а дополнительно добавлены два выходных канала по +/-15В 0,3А.
В связи с массовостью, нами была вырисована принципиальная схема по печатной плате.

В принципе, назначение практически всех элементов понятно, кроме парочки.

Проблема №1.
1. В процессе работы сильно нагревается RC-цепь, образованная резистором R8 и конденсатором С11.
Мощность резистора на плате написана 1W, стоит вроде на 3W. Греется сильно. Иногда выгорает полностью.
Конденсатор стоит высоковольтный, керамический, дисковый.
Тоже греется, в 50%-60% случаев с него слезает вся окраска, и корпус лопается в нескольких местах, до сквозных трещин.

Вопрос: какова роль данная цепи, и почему она так греется?

Проблема №2.
2. Примерно в 30-35% БП при работе на номинальной мощности наблюдается свист (слышимый писк).
Прослушивая палочкой определили, что свистят в основном конденсаторы C10, C11, дроссель L2.
Вопрос: что инициирует свист?

Устранить его практически нигде пока не удалось, в процессе поиска были замены на исправные (взятые с других, не свистящих БП) элементы R8, C10, C11, C5, C14, C15, C21, C16, C17, C18, C9, транс-р T1.

Дело в том, что как только начинается слышимый свист, уровень пульсаций под нагрузкой на выходе основного канала 5В становится не приемлимым.
Если в норме он составляет 5-7mV RMS, и 50-60mV Pk-Pk, то в случае свиста - 35-50mV RMS, и 200-220mV Pk-Pk. Мерилось цифровым осциллографом.

Сообщение отредактировал johny_2000 - Apr 19 2013, 05:39

[Plain]

Судя по несоответствию фото и схемы, правды в этой истории практический ноль. Замена 300 шт. подобного барахла легко перекрывается одними только командировочными. Больше похоже на то, что на самом деле это десятой важности цеха, которые могут ещё попростаивать годами по всяким пустякам.

[johny_2000]

Судя по несоответствию фото и схемы, правды в этой истории практический ноль. Замена 300 шт. подобного барахла легко перекрывается одними только командировочными. Больше похоже на то, что на самом деле это десятой важности цеха, которые могут ещё попростаивать годами по всяким пустякам.

Фото взято из интернета как очень похожее на оригинал. Там только клеммник иной, и всё.
Но персонально для вас, выложу в понедельник фото настоящего БП.
А цеха, как я уже сказал, являются промышленными производственными, крупного металлургического завода, с круглосуточным, круглогодичным циклом. И они не то что годами, они даже часами не останавливаются никогда. Не говорили бы ерунды, если не знаете ситуации.

Все уповают на замену, а сделать это совсем не так просто, как хотелось бы.
И вопрос далеко не только в области финансов.
Во, первых, данных блоков питания в каждом шкафе промышленного контроллера установлено 2 шт.
Они одинаковые по конструктиву и схеме первичной цепи, но различны выходными напряжениями(вторичными цепями).
1-ый имеет тот номинал что на схеме: 220В вход, 5В 3A выход 1, +/-15V выходы 2-3.
2-ой: 220В вход, 12В 2А выход 1, 5В 0,3А выход 2, 5В 0,3А выход 3.
Все эти каналы имеет 100% гальваническую развязку. У них нет общих проводников.
Найдите аналоги с такими же выходными характеристиками в ассортименте известных компаний-производителей.

Но и это еще не всё. Два БП установлены в тесные рамки, внутри монтажной панели шкафа, в которую очень сложно установить БП иного конструктивного исполнения (с креплением на DIN-рейку не войдут по высоте), кроме изначально выбранного китайцами при проектировании шкафа.
Во вторых, вся проводка шкафа разведена таким образом, что подходит только к расположению и порядку клем на их БП. Под иной формат, или порядок клемм придётся переделывать всю проводку, а это около трёх сотен шкафов круглосуточно работающих, которые никто не даст отключать.



Сообщение отредактировал johny_2000 - Apr 19 2013, 20:41

[_gari]

Причем условиям там почти уличные. Цеха не утепленные, металлические. Зимой там до -20, -30С, а летов до +40, +50С.
В этом всём, они отработали 2,5 года в кол-ве более 300 шт. и менее 10 шт. за всё время вышло из строя с выгоранием элементов до угля.

И они не то что годами, они даже часами не останавливаются никогда.

Совсем неплохой статистический результат, на мой вгляд.
Менее 3% отказов, при круглосуточном режиме работы.
Такой процент отказов можно списать, как на дефекты комплектующих, включая возможное, уплывание параметров транса, так и на не штатную сеть или нагрузку.

Поскольку, ТС сравнительно недавно выдал эту инфу, понятно, что в основном ранее обсуждалась схемотехника источника, и большинство из высказанных оценок целиком поддерживаю.

т.е. johny_2000, похоже вы напрасно устроили тут сыр-бор, вечных вещей не бывает, истоников питания, в том числе. И похоже, что ваши китайцы вытянут наработку на отказ порядка 5 лет (отказ 50% в указанный срок), что весьма хороший результат для БП с круглосуточным режимом работы (ИМХ, разумеется).

зы. можно рекомендовать, провести тесты источника при штатных параметрах сети, нагрузки, и тогда уже пытаться делать какие-то выводы.

зы2. как вариант. ваши инженеры могли неверно определить ваттность резистора. Нынче импортный резик на 2Вт вполне может выглядеть, как советский на 1Вт.

Сообщение отредактировал _gari - Apr 19 2013, 22:07

[Егоров]

Совсем неплохой статистический результат, на мой вгляд.
Менее 3% отказов, при круглосуточном режиме работы.
т.е. johny_2000, похоже вы напрасно устроили тут сыр-бор, вечных вещей не бывает, истоников питания, в том числе.

Да нет, похоже, не напрасно человек засуетился. Там действительно гиблое дело, раз такие несуразицы в схеме явно видны. Источники в большинстве своем работают в ненормальном режиме. Вопрос массового полного отказа - вопрос небольшого времени.

А что, систему тоже китайцы проектировали?
Ну явная же общетехническая безграмотность делать центральный источник с выходом 1.5 В и 2.5. Такие вещи получают на месте, на плате, локальным стабилизатором из 5 или 12 вольт. Пока с клеммника эти 1.5 вольта до платы по трехметровым проводам добегут, от ниих ничего не останется, кроме подхваченных по дороге помех.
Проектирование систем и проектирование источников - разные профессии.

[johny_2000]

Там действительно гиблое дело, раз такие несуразицы в схеме явно видны. Источники в большинстве своем работают в ненормальном режиме. Вопрос массового полного отказа - вопрос небольшого времени.

В точку! Именно последнего мы и пытаемся избежать. Ради этого и начали их ковырять.

А что, систему тоже китайцы проектировали?

Да, данные блоки питания входили в состав общезаводской системы автоматизированного управления технологическим производством, смонтированной китайскими подрядчиками "под ключ".

Ну явная же общетехническая безграмотность делать центральный источник с выходом 1.5 В и 2.5. Такие вещи получают на месте, на плате, локальным стабилизатором из 5 или 12 вольт. Пока с клеммника эти 1.5 вольта до платы по трехметровым проводам добегут, от ниих ничего не останется, кроме подхваченных по дороге помех.
Проектирование систем и проектирование источников - разные профессии.

Не совсем понял о чём Вы. Если смотреть в целом, то чтобы запитать этот шкаф нужно следующие гальванически изолированные вторичные напряжения:

БП №1:
1. 5В, 3А.
2. +15В 0,3А
3. -15В, 0,3А

БП №2:
1. 12В, 2А
2. 5В, 0,3А
3. 5В, 0,3А

Менеджера всего этого хозяйства не найти. Данные БП шли в составе более глобального пром. оборудования.
Можно было бы разработать платку на UC3842/44, но потом массово из изготавливать, да и впихивать их в имеющуюся печатку не реальные перспективы для нас. На имеющейся печатке не предусмотрено ничего другого, кроме уже установленных элементов схемы. Лишних мест или отверстий нет.
Кстати, а почему уж тогда не на TOP 242-249?

Друзья, хотелось бы минимальными изменениями имеющегося железа подправить положение.
Устранить проблему свиста (пачкового режима работы) в части блоков, и снизить нагрев цепочки R8-C11, да и хватило бы на наш век.

Жаль, что это Джезказган.

Что за Джезказган?

Кстати, мы пробовали на исправных блоках включать его под нагрузкой вообще без цепочки R8-C11, и снимали осциллом сигналы:
на первичке практически не отличается от таковой с цепочкой, только амплитуда немного выше, вольт на 15-20.
на выходе канала 5В при нагрузке 3А пульсации возрастают в несколько раз (200mV Pk-Pk, 50-60mV RMS)
Свиста, кстати не возникало без нее. Опять же оговорюсь, на исправных блоках.

На свистящих удаление цепочки не приводит к прекращению свиста.

-попробуйте вывести ОС в линейный режим при больших токах нагрузки, а именно, зашутируйте светодиод оптрона сопротивлением 500-700ом. это во-первых и обязательно во всех смыслах, китайцы сэкономили на этом резисторе.

По нагреву снаббера. Цепь R8C11 слишком "могучая" для 15вт источника, что, вероятно, оправдано из-за использования в ключе "медленного" транзистора. Если оставить данный транзистор, то вместо С11 поставить два таких же последовательно, нагрев и снаббера и ключа уменьшиться.

Спасибо за советы. Они легко осуществимы, в понедельник опробуем, и отпишусь.

[Егоров]

Не совсем понял о чём Вы. Если смотреть в целом, то чтобы запитать этот шкаф нужно следующие гальванически изолированные вторичные напряжения:
БП №1:
1. 5В, 3А.
2. +15В 0,3А
3. -15В, 0,3А
БП №2:
1. 12В, 2А
2. 5В, 0,3А
3. 5В, 0,3А

Кстати, а почему уж тогда не на TOP 242-249?

Что за Джезказган?

На свистящих удаление цепочки не приводит к прекращению свиста.

Читаю пост 27, там явно сказано:
"Они одинаковые по конструктиву и схеме первичной цепи, но различны выходными напряжениями(вторичными цепями).
1-ый имеет тот номинал что на схеме: 220В вход, 5В 3A выход 1, +/-15V выходы 2-3.
2-ой: 220В вход, 12В 2А выход 1, 5В 0,3А выход 2, 5В 0,3А выход 3."
Угу, перечитал три раза.. - да, таки и два выхода по 5 вольт можно понять... Просто недоразумение, извините.
Та злополучная цепочка R8-C11 - просто режим ключа, генератор дополнительного тепла и проблем. К устойчивости и свисту она отношения не имеет. Свист из-за ошибок в цепи ОС и неудачной топологии вообще.

Джезказган... я попробовал определить грубо Ваше местоположение. Это Казахстан? Павлодар?

Возможно, корреция цепи ОС как-то остроту проблемы снимет, но дорабатывать глубоко эту печать под ШИМ смысла не имеет. Имеет смысл выбросить все и вставить другую, такого же размера плату в корпус, используя разве что крупные и относительно стоящие детали. Например, трансформатор, если удастся его параметры точно выяснить, клеммники, балкер.
UС3844 Вам дана ради примера контроллера ШИМ. Подготовленному разработчику в любом случае есть из чего выбрать. Источник в 25 ватт - не проблема для тех, кто их делает. Даже и на ТОРе можно сделать лучше, чем то, что есть.
Конечно, решиться на такую замену непросто, но нужно понимать что будет если имеющиеся источники начнут отказывать постоянно и массово. Предприятие с неперывным циклом производства таких вещей очень не любит.

[_gari]

на С21 вероятно?

совершенно верно, stells, ОС прицепить до дросселя L2, т.е. на C14, C21.

ЗЫ.что-то совсем рассеяный нынче

Доживем до понедельника...., послушаем новости от johny_2000