LED güç kaynağı tamir

[turkishkebap]

Trafonun sargıları zarar görmüş olabilir

 

[taydin]

OB2269AP yi bağımsız çalıştırdıktan ve entegreyi biraz daha iyi anladıktan sonra tekrar bu güç kaynağının tamirine döndüm. Öncelikle VIN girişini 315V dan besleyen direncin değerini biraz azalttım, 1.2 MΩ yaptım. Orijinal devrede bu direnç 2 MΩ idi. Bu değişiklik fayda getirmedi hiç. Gene VIN'de az bir voltaj oluşuyor, ama entegre hiç çıkış vermiyor.

Daha önce ölçmüştüm ama, entegreyi VDD girişinden besleyen ve trafonun ilave sargısından çalışan bir besleme var. Anahtarlama başlayınca bu sargı yarım dalga doğrultuluyor, sonra da bir zenere uygulanıyor ve oradan da VDD ye gidiyor. Bu zeneri daha önce ölçmüştüm, ama sadece diyot olarak ölçmüştüm ve sağlam çıkmıştı. Şimdi tekrar söktüm ve SMU ile zener voltajını tespit ettim. Kırılma voltajı 27 V. Bu da normal.

Sonra gidip bir kahve içtim geldim ve bir ölçüm yapmak için SMPS'i tekrar AC güç kaynağına bağladım. Bir baktım, çıkıştaki yeşil LED yanıyor Voltajı ölçtüm 12 V. Kahve içip gelince zeneri yerine bağlamayı unutmuşum ve şu anda devrede zener yokken SMPS çalışıyor! Buyur buradan yak ...

 

[taydin]

Ben de zeneri tekrar ele aldım ve tekrar SMU ya bağlayıp daha ayrıntılı analiz yaptım. Özellikle ters sızıntı akımına odaklandım. 1V ile başlayıp ters voltaj verdim. Akım da 20 mA ile sınırlı. 1V da 0.11 mA sızıntı akımı geçiyor. Biraz fazla gibi. 15 V a geldim, sızıntı akımı 0.7 mA. Bu gerçekten fazla.

Mouser'de aynı speclerde bir zener diyot bulup datasheet'ine baktım

https://www.mouser.com.tr/ProductDetail/Vishay-Semiconductors/TZX27C-TR?qs=25SNtymhSqMj52UW6%252BvZxw%3D%3D

27V zener için ters sızıntı akımını maksimum 0.04 μA vermiş

Yani neticede sorun zenerin sızdırıyor olması çıktı. Sızdırdığı için de VDD yi besleyen yarım dalga doğrultucu yüklenmiş oluyor ve entegrenin lokal beslemesi bir türlü oluşamıyor.

 

[taydin]

Şimdi bu zener nasıl olur da arızalanabilir? Devre aşırı ısındığı için zener zamanla sızdırmaya başladı denebilir, ama aşırı ısı durumunda genelde yarıiletkenler aniden gider, böyle zombi haline gelmez.

Ama ben daha önce 1N4007 ile yüksek voltaj testleri yapmıştım. Şöyle bir gözlemim olmuştu. 1N4007 nin açıklanan voltaj dayanımı 1000V, ama ben ölçümlerde 1800V da delindiklerini gördüm. Ters voltaj 1800V limitine yaklaştıkça sızıntı akımı artıyordu. Bir diyodu ters voltaja çok yaklaştırıp limite ulaşmadan voltajı kesmiştim. Sonra bu diyodu multimetre ile ölçünce sağlam çıkıyordu, ama ters sızıntı akımını ölçünce normalden fazla olduğu gözlemleniyordu.

Bence buradaki zenere olan da bu. Bir şekilde sürekli olarak aşırı voltaj görmüş ve aşırı voltaj da yarıiletkeni yıpratmış olabilir.

 

[taydin]

Şimdi birkaç ölçüm yapalım. Çalışır durumda VIN girişi ortalama 20 VDC

 

[taydin]

VDD girişi daha düşük ve ortalama 15 VDC

 

[taydin]

Gate sinyali. Şu anda çıkışta yük bağlı olmadığı için muhtemelen DCM modda, yani aksak modda çalışıyor.

 

[taydin]

Drain voltajı ve aşağıda da zoom edilmişi. Normalde 315 VDC olan drain voltajı, MOSFET ON olunca 0 V a düşüyor. Sonra da MOSFET OFF olunca, trafonun primerindeki snubber devresi, oluşan ters EMK yu tüketiyor.

 

[hakan8470]

Keske bizim gibi bilmeyenler icin grafik yanlarina da scope a nasil bagladigini gosteren resimler koysaydin abi

 

[taydin]

Bu da güç kaynağı çıkışında 2A akım verirken MOSFET drain voltajı

 

[taydin]

Bu da çıkıştan 4A çekilirken. Dikkat edilirse hem duty cycle artmış hem de frekans artmış. Bu entegre ikisini de değiştirerek kontrol yapıyor.

 

[taydin]

Keske bizim gibi bilmeyenler icin grafik yanlarina da scope a nasil bagladigini gosteren resimler koysaydin abi

Micsig DP700 kullandım ve ölçümleri de 200X kademesinde yaptım.

 

[taydin]

Aşağıda da ısı dağılımını görüyoruz. Şebeke tarafındaki NTC ısınıyor. Primer tarafındaki snubber devresinin direnci ısınıyor. Sekonderdeki doğrultucu diyot ısınıyor. Anahtarlama MOSFET'inde pek ısınma yok, ama çok uzun süredir de çalışmıyor SMPS. Güç kaynağının anma gücü 120W, yani 10A.

Bir de sekonder tarafında 560 Ω watlı direnç var, o ısınıyor. O direnç de çıkışta minimum yük sağlamak için var herhalde. Normal DC/DC buck converterların minimum yük istediğini biliyorum ama flyback'te de mi öyle bir gereklilik var?

 

[132kHz]

Ben de zeneri tekrar ele aldım ve tekrar SMU ya bağlayıp daha ayrıntılı analiz yaptım. Özellikle ters sızıntı akımına odaklandım. 1V ile başlayıp ters voltaj verdim. Akım da 20 mA ile sınırlı. 1V da 0.11 mA sızıntı akımı geçiyor. Biraz fazla gibi. 15 V a geldim, sızıntı akımı 0.7 mA. Bu gerçekten fazla.

Mouser'de aynı speclerde bir zener diyot bulup datasheet'ine baktım

https://www.mouser.com.tr/ProductDetail/Vishay-Semiconductors/TZX27C-TR?qs=25SNtymhSqMj52UW6%252BvZxw%3D%3D

27V zener için ters sızıntı akımını maksimum 0.04 μA vermiş

36453 eklentisine bak

Yani neticede sorun zenerin sızdırıyor olması çıktı. Sızdırdığı için de VDD yi besleyen yarım dalga doğrultucu yüklenmiş oluyor ve entegrenin lokal beslemesi bir türlü oluşamıyor.

Güç kaynagından 20 v verince neden çalişmadı ozaman

 

[Mikro Step]

Sizinti akimi zenere zener voltajinin altinda voltaj uygulandigi durumdaki deger.

Mesela 0.7mA sizinti 15v da olusuyorsa

300v icin hesaplayalim.

Sadece 0.7mA zener sizintisini karsilasak zener uclarinda 15v olusacak. Bunun icin gerekli direnc nedir?

300/0.7= 428K

2M direncden dolayi zener uclarindaki gerilim 15V'a bile ulasamayacak.

 

[taydin]

Güç kaynagından 20 v verince neden çalişmadı ozaman

Sadece her yere uygun voltaj vermek yetmiyor her şeyin uygun sırada gerçekleşmesi gerekiyor.

 

[taydin]

Şimdi nominal yük ile denedim. 10 A akım çekilirken voltaj hala iyi bir marj ile 12 V un üzerinde. Ayrıca abartılı bir ısınma da yok.

Bu şartlarda AC güç kaynağından 143 W güç çekiyor, yani verim %84 Hiç gözüm tutmamıştı bu güç kaynağını ama üzerinde yazan specleri sağlıyor gerçekten. Verim de gayet iyi.

 

[taydin]

Yalnız bir şeyi anlamadım. Bunda RI direnci bağlı değildi ve sonradan ben 27 kΩ bağladım. Bu direnç değerinde, nominal yükte (yani 10A çekilirken) 240 kHz anahtarlama frekansı görmem lazımdı. Ama gate'te gerçekte gördüğüm frekans sadece 58 kHz. Bu sapma neden acaba?

 

[clc]

Kontrolcüyü incelemedim, sadece fikir belirteceğim. Öncelikle böyle bir dönüştürücü için 240kHz çok yüksek bir anahtarlama frekansı, özellikle ucuz olan bir tanesi için(240k anahtarlama mı osilatörün frekansı mı, arada bölünme var mı kontrol etmedim). 70kHz nin altında bir max anahtarlama frekansı beklerim açıkcası. Ancak kontrolcü current mode çalışıyorsa, o zaman current mode olduğu için frekansı aslında akım değerinin threshold a değmesi de değiştirebilir, çıkışta sabit bir yük varken manyetik tasarıma, sense direncine ve kontrolcünün threshold una bağlı bir şekilde bir frekansa oturabilir. Rogowski varsa trafo akımını gözlemleyip doğrulama yapılabilir.

 

[taydin]

Bir bölücü görünmüyor. Osilatör frekansı bir NOR gate üzerinden driver'a gidiyor. Ama 240 kHz in böyle bir SMPS için tipik olmadığına katılıyorum. Değişik UPS'ler ve SMPS'ler ile yaptığım denemelerde hep 60 kHz civarı anahtarlama frekansı görüyorum.