Ремонт блока питания Б5-47 | hardware

Недавно на работе выбрасывали старое железо. Много чего выбросили. Среди всего прочего были два лабораторных источника питания - Б5-46/1 и Б5-47. С этими источниками я был давно знаком, приходилось работать с ними с давних пор, когда учился в КФ МГТУ им. Баумана и работал там на Экспериментально-Опытном заводе. Поэтому было очень жаль смотреть, как эти блоки питания выбрасывают. Мне удалось спасти оба, и забрать домой.

Первый блок питания Б5-46/1 оказался рабочим. Второй Б5-47 был неисправен - тихо жужжал, и выдавал на выходе 49 вольт, регулировка напряжения не работала.

Если разобрать эти аппараты и заглянуть внутрь, то откроется былое величие советской техники. Источник питания для своего времени был просто замечательный - можно точно выставить напряжение и ток срабатывания защиты (Б5-47 может работать как источник напряжения, так и как источник тока). К тому же источник хорошо подходит для лабораторных исследований: в нем реализован параллельный цифровой интерфейс управления.

Просто поразительно, сколько там всего напихано - компоновка настолько плотная, что свободного места практически нет. Очень много проводов, увязанных в жгуты. Конструктив изящным назвать нельзя - все косое, кривое, детали на платах покрыты лаком. Силовые трансформаторы и дроссели держатся на гетинаксовом листе, который покоробился и погнулся. Поначалу кажется, что разобраться в этом просто невозможно.

Скучное описание ремонта

На этом рисунке показана силовая часть схемы, которой коснулся ремонт.

Наверное, если бы я знал заранее, сколько мороки придется вытерпеть при ремонте, то наверное отказался бы от затеи. Разборка сложная, провода мешаются, схемы, которые удалось найти, не соответствуют действительности, в нумерации контактов и компонентов разобраться почти невозможно, провода отрываются, подлезть осциллографом к контактам очень трудно... Несколько раз думал все бросить.

Быстрая проверка электролитических конденсаторов показала (чаще всего от времени выходят из строя именно электролитические конденсаторы), что 2 конденсатора входного фильтра 200 мкф 300 вольт подлежат замене. У одного просела емкость до 160 мкф, а второй совсем потерял емкость. Все остальные электролитические конденсаторы, в том числе и на платах управления, оказались, на удивление, в порядке.

Точно таких конденсаторов К50-12, как стояли изначально, найти не удалось, пришлось заменить на китайские бочонки подходящей емкости и напряжения.

Когда заменил конденсаторы, то при первом включении включении сразу выгорел сетевой предохранитель. Стал проверять силовые транзисторы - оказалось, что вышли из строя 2 транзистора полумоста преобразователя КТ809А, и 1 транзистор линейного стабилизатора КТ908А. Поменял транзисторы на исправные, заменил предохранитель, включил, но 2 транзистора КТ809А снова выгорели.

Пришлось сходить на рынок, и купить еще 2 транзистора КТ809А. Но теперь я стал осторожнее - поставил последовательно с цепью питания полумоста резистор на 300 ом 2 Вт. Включил - резистор задымился, сразу выключил. Стал все проверять, и нашел ошибку - кто-то до меня пытался ремонтировать, и напутал в монтаже. Снова включил - блок питания зажужжал, выходное напряжение начало регулироваться.

Однако расслабиться не пришлось. Когда я убрал защитный резистор 300 Ом, один из транзисторов КТ809А опять сгорел. Попробовал заменить его на транзистор MOSFET IRFPF50 - после этого все заработало нормально.

Выяснилось также, что одна из лампочек индикации перегорела. Поменял лампочки на светодиоды (подключил их через токоограничительный резистор 470 Ом).

R12 калибровка канала напряжения
R14 баланс нуля канала напряжения
R17 калибровка канала тока
R8 баланс нуля канала тока

1. Почитайте [1] - очень хорошая статья.
2. Скачайте схемы [2].
3. Сначала проверьте предохранители, потом все электролитические конденсаторы, потом силовые транзисторы, и только после этого включайте.
4. Если Вы поменяли ключевые транзисторы КТ809А силового полумоста, то не спешите сразу включать блок питания - возможно они сразу же сгорят из-за какой-то другой неисправности. Чтобы этого не произошло, поставьте в цепь коллектора каждого транзистора по резистору 300 ом, мощностью 2 Вт. После этого можно включать. Если все в порядке, то без нагрузки на выходе блок питания должен нормально заработать, выходное напряжение должно регулироваться. Если же есть проблема, то задымятся эти резисторы, а транзисторы КТ809А останутся целыми.
5. Будьте осторожны, когда ремонтируемый блок питания находится под напряжением - в силовой части напряжения высокие (около 270 вольт). Радиатор силовых ключевых транзисторов также находится по высоким напряжением!
6. Имейте в виду, что входная часть схемы (относящаяся к ключам силового полумоста) напрямую связана с сетью 220V (не имеет гальванической развязки), поэтому попытка посмотреть сигналы осциллографом, если он заземлен, может закончиться плачевно как для осциллографа, так и для блока питания.

Биполярные NPN ключевые транзисторы полумоста КТ809А можно заменить на транзисторы КТ840А, КТ841, КТ812А. Но лучше всего, как это ни странно, подходят современные полевые транзисторы MOSFET с индуцированным N-каналом типа IERFPE50, IRFPF50, IRFP360.

При замене биполярных силовых транзисторов на N-канальные MOSFET может потребоваться домотать выходные обмотки трансформатора Тр1, который стоит на плате управления 3.660.012Э3. Дело в том, что Тр1 предназначен для управления биполярными транзисторами, и выходного напряжения (около 2V) недостаточно, чтобы открыть MOSFET. Я домотал по 60 витков к каждой обмотке, повысив тем самым напряжение управления в 3 раза.

Транзистор линейного стабилизатора КТ908А можно заменить на КТ825, КТ827 или любой другой аналогичный по напряжению и мощности.

Иногда по разным причинам стабилизация напряжения и/или тока начинает работать нестабильно. Это чаще всего заметно при резком подключении/отключении нагрузки в определенных диапазонах выходного напряжения - на выходе появляются хаотичные пульсации, стабилизация напряжения нарушается (например, на выходе напряжение больше, чем установлено переключателями). При самовозбуждении источник питания работает неустойчиво, писк выходного трансформатора из монотонного превращается в шумообразный.

В этом случае нужно скорректировать АЧХ усилителей постоянного тока, расположенных на плате 3.660.011. Нужно подобрать цепи C7R21 (усилитель стабилизатора тока) и/или R23C10 (усилитель стабилизатора напряжения). Как ни странно, но это заводская регулировка, которую делали при выпуске источника питания. Подбор следует делать аккуратно, так как от постоянной времени и от коэффициента усиления операционных усилителей по переменному токи зависит скорость срабатывания стабилизации. Можно также проверить/подобрать значение конденсаторов C11 и C12.

Ниже на рисунке показан фрагмент схемы платы 3.660.011, где позиционные обозначения подбираемых элементов выделены красным цветом.