Принцип работы бестрансформаторного блока питания на гасящем конденсаторе

Не для кого не секрет, что источник вторичного электропитания является неотъемлемой частью любого прибора. В данной статье я постараюсь описать довольно распространенный тип источников питания — бестрансформаторные на гасящем конденсаторе.

Основными достоинствами его являются малые габариты, дешевизна и простота устройства, именно по этому его часто используют например, в терморегуляторах тёплого пола, блоках управления бытовыми холодильниками, блоках дистанционного управления люстрами, базы электрочайников с сенсорным управлением и подобных малогабаритных устройствах с сетевым питанием. Не смотря на все положительные качества есть и недостатки, пожалуй самый большой из которых это отсутствие гальванической развязки с питающей сетью и невысокий ток нагрузки.

Отсутствие гальванической развязки требует от мастера повышенного внимания при ремонте и наладке схемы!


Для начала рассмотрим типовую схему такого источника



фото1.jpg


Это самый стандартный вариант, встречающийся в 80% случаев, в остальных 20% могут присутствовать изменения которые не меняют принципа диагностики и ремонта.

Назначение элементов схемы:


-> Резистор(R1) является токоограничивающим, он ограничивает ток заряда конденсатора в момент включения в сеть т.к. разряженный конденсатор имеет низкое сопротивление, а следовательно потребляет значительный ток, так же в некоторых схемах он используется разрывной и одновременно служит плавким предохранителем
-> Конденсатор (С1) является основным элементом схемы. За счет своего реактивного сопротивления он гасит излишний ток. Напряжение же получается лишь тогда, когда появляется нагрузка, его величина подчиняется закону ома.
-> Резистор(R2) – разряжающий. Он служит для того чтобы разрядить конденсатор, иначе при отключении от сети вилка устройства будет биться током, во многих схемах не имеющих разъемных соединений, например в термостате теплого пола, датчиках движения его не ставят.
-> Диодный мост(Br1) служит для выпрямления тока, в целях экономии его часто заменяют на однополупериодный выпрямитель состоящий из одного диода.
-> Конденсатор(С2) необходим для сглаживания пульсаций выпрямленного тока.
-> Стабилитрон(D1) стабилизирует напряжение. Т.к. конденсатор ограничивает ток, то напряжение в отсутствии нагрузки было бы равно сетевому, а так же при изменении тока нагрузки скакало в широких пределах, стабилитрон же является постоянной нагрузкой в цепи и не позволяет напряжению превышать определенный порог, равный его напряжению стабилизации

Самая частая неисправность с которой подобные устройства заходят на ремонт «Не включается, не светится» и подобные выражения, которые сообщает клиент мастеру.
При данных признаках в большинстве случаев происходит пробой стабилитрона, т.к. он «сдерживает» напряжение при изменении нагрузки или скачках напряжения в сети, а в отсутствии нагрузки вся выработанная мощность БП рассеивается на нем в виде тепла.

С такой проблемой был принят в ремонт термостат тёплого пола Electrolux

фото2.jpg


Подключаем к питанию, проводим замеры питающего напряжения. Удобнее и быстрее всего произвести замер в очевидных точках, если есть микросхемы, на питающих выводах, на сглаживающем конденсаторе, и т. д.

фото3.jpg


Когда выяснено, что проблема с питающими линиями, более детально осматриваем цепи питания и воспроизводим схему питания устройства

фото4.jpg


фото5.jpg


фото6.jpg


Данная схема очень типичная, кроме наличия 2 стабилитронов, включенных последовательно, Это необходимо для питания напряжением 12В цепей управления и 17В для запитки реле.(Реле в этом регуляторе используется на 24В, выбранное производителем пониженное напряжение 17В позволяет реле уверенно срабатывать и при этом иметь минимальный нагрев)

Диагностируется данная проблема просто: Находим стабилитрон и мультиметром в режиме прозвонки производим измерение на его выводах При исправном стабилитроне на экране прибора будет какое либо значение много больше нуля, при не исправном раздастся писк свидетельствующий о коротком замыкании.
Если при диагностике обнаружен перегоревший плавкий предохранитель, то в первую очередь проверяем сам гасящий конденсатор на пробой.

Далее удаляем стабилитрон и прозваниваем без него. Короткое скорее всего пропадёт.

фото7.jpg


Так же, чтобы убедиться проверяем стабилитрон.

фото8.jpg


фото9.jpg


А далее заменяем его на исправный, если есть следы свидетельствующие о перегреве (потемнение платы) то заменяем его на стабилитрон с большей мощностью рассеяния или заменяем на включенные параллельно с выравнивающими резисторами

фото10.jpg


Далее проверяем результат нашего ремонта
При включении в сеть загорелся светодиод «Нагрев» и отчетливо слышен щелчок реле.

фото11.jpg
29938cbb7f9beaefe130731c786dde5920191112124516.jpg
Содержание
@KSkondratenko 12 ноя
Ответы 14
4
Ошибки автора:
"...Конденсатор (С1) является основным элементом схемы. За счет своего реактивного сопротивления он гасит излишний ток..." При параллельном включении с нагрузкой этот конденсатор может и гасит ток помех, а при последовательном включении с нагрузкой(по схеме) он токозадающий, т.е. меньше емкость - меньше ток.
"...Диодный мост(Br1)..." служит для удвоения частоты тока в нагрузку(можно выкинуть подключив С1 прямо на стабилитрон и добавив диод от разряда в цепь к С2)
"Гениальность" этой схемы только в том, что она должна сломаться!!! проблема в качестве этих конденсаторов, конструктивно это пленка с напылением проводника, а оно(напыление) не "сохнет", а разрушается от тока. Поставить маленький трансформатор как в EVO-1 и с питанием проблем нет.
Ну Вот уже хоть что-то, критика, но логичная и возможно, где-то есть истинные моменты, но главное что технически обоснованная информация, а не однострочный коммент из серии "все неправильно, я умею лучше"
С меня лайк, за аргументы, хоть с многими и не согласен - alexragulin 18 ноя
Александр(alexragulin) могу более конкретно: про отличие двухполупериодного(мост) от однополупериодного(диод) выпрямителя только в удвоении частоты заряда и коротком времени разряда электролита С2. Про MKP X2 на 275V это узко специальные конденсаторы для фильтров, где емкость не критична, а ставят в токозадающие цепи, где потери в 20-30% уже неисправность! Схем подобных полно, от холодильников до таймеров духовок... 90% поломок в этих кондерах. - user659 18 ноя
17 ноя
3
Большое спасибо за статью, для себя многое открыл и будет очень полезна для других участников клуба, но хотелось бы увидеть чуть более четкие фотографии, желательно подгонять их к размеры 12*9 в противном случаи сайт их растягивает, вертикальные фотографии переворачивает автоматом и это тоже нужно будет очень.
Так же хотелось бы немного сократить число фото / текст и сделать более понятную структуру (начало, суть, вывод) ключевые фразы, 2-3 заголовка
Ждем еще материал по данной теме и не только, большое спасибо за вклад в наш проект
Спасибо за конструктивную критику! Статью отредактирую до более читабельного вида) - KSkondratenko 17 ноя
аналогично! - betaproger2 9 авг
15 ноя
1
А как по мне, так самая частая неисправность, это высыхание гасящего конденсатора (потеря ёмкости) и, как следствие, снижение напряжения на выходе схемы.
Скорее всего это зависит от качества конденсаторов, по моей статистике на 10 неисправностей, обычно 1-3 случая потери емкости, остальное в основном пробитые стабилитроны, возможно зависит от качества питающего напряжения в том или ином регионе - KSkondratenko 17 ноя
В "гасящем" конденсаторе нечему сохнуть. - uinner 18 ноя
Согласен на 100%, по крайней мере у меня 3 случая из 4-х с такой схемой (тв дежурка, духовка, счетчик эл.энергии). - pikto 14 дек
далее, реле не хватает напруги для срабатывания, далее неисправное реле возможно со сваренными контактами. - Максимэн 1 апр
12 ноя
0
Наверное, cледующая статья будет про закон Ома или "Как пользоваться мультиметром".
Это было бы очень полезно большому количеству "мастеров", я понимаю, что у Вас уровень знаний Высокий и позволяет смотреть на данный материал с насмешкой, но это не означает, что такой же уровень у Всех и об этом писать не нужно, а вот неуважение автора, который потратил время, делал фото, редактировал статью это очень плохо, с меня минус - alexragulin 15 ноя
14 ноя
0
Раз статья посвящена ремонту, то
1. Полезно указать варианты замены гасящего конденсатора - основного элемента схемы. Советские К73-17 желательно на напряжение на меньше 400В, импортные плёночные , к примеру CL21. А лучше всего X2.
2. Варианты использования интегральных стабилизаторов в составе приведённой схемы.
3. Возможность использование готовых импульсных преобразователей как альтернативу для быстрого восстановления работоспособности изделия. Стоят чуть больше доллара.
18 ноя
0
Хорошая статья, спасибо автору за труд.
22 апр
0
В копилку. Если холодильник пытается включиться и плавно умирает - это оно)
В Libherr с питанием через гасящий конденсатор дефект проявляется в неравномерности тона пищалки (если она там есть). Появляется ошибка, писк с плавающим тоном...и перезагрузка.
Страдают и монстры. Samsung, огромный шкаф, на стенде работал, у клиента загибался через несколько минут работы. Причина - холодильник хочет в это время пощелкать клапанами заливки воды...и не может его шевельнуть. Правда тут уже виноват был малюсенький электролит.
29 апр
0
Хорошая статья , спасибо .
26 июня
0
крутая идеа
16 июля
0
себе сделал
14 сен
0
Для меня очень полезный материал
17 сен
0
Хорошая статья, вспомнил юность, когда сам пришёл к аналогичной схеме в эпоху трансформаторов.
16 ноя
0
Спасибо
5 янв
0
круто!
9 авг

Ваш ответ +1
Для ответа на вопрос нужно войти или зарегистрироваться