Egy szép napon csörgött a telefonom és egy CNC gép tápegységének javítását rendelték meg tőlem. A meghibásodott gépet és tápegységet alaposan körbefényképeztem a kiszerelés előtt, hogy a kiindulási állapot megfelelően dokumentált legyen.
A képen látható a már kiépített tápegység, feliratokkal. Kívülről szépnek tűnik, na de hát az örök kérdés, hogy vajon mi van a dobozban?
Az első megdöbbenés a tápegység hátuljára láthatóan utólag felcsavarozott kínai tápegység megpillantásakor ért. Az előlapról leolvasott olvadóbetétek árama alapján az előző szerelő nem bízta a véletlenre a dolgot!
Az F3 jelölésű +5V digitális elektronika ellátására szolgáló tápegység 10A-es értékű olvadóbetéttel biztosított. A hátoldalra szerelt tápegység névleges terhelhetősége +5V-on 40A!
Jó vastag vezetékekkel kötötte be a szerelő, nehogy gond legyen!
Figyeljük meg, a tápegység ezen része kapcsolóüzemű volt, de abból a kapcsolóelemet kiműtötték. A műtét sikeres volt, a tápegység tovább élt, üzemelt a vezetékekhez (kék és fekete dupla vezeték) kapcsolt külső kínai tápról.
Figyelmesen megnézve a tápegységbe több 0.22R és 0.47R értékű fémréteg ellenállásokat láthatunk nyilvánvalóan utólag beépítve. Hmmm – húztam fel a szemöldökömet, szokatlan hogy egymás hegyén hátán utólag ráforrasztott ellenállásokat lát az ember egy gyári szerelésben. Mi jöhet ezután?
Kidobozolva a tápegységet már kezd eloszlani a javíthatóság utolsó reménye is. Hiányos, átalakított darabbal állok szembe, több helyen égésnyomokkal tarkított alaplemezen. Nézegetve a bal alsó sarokban lévő L200-as kapcsolóüzemű tápegység áramkör előtt szerel 0,25W-os eredeti 0R-os alkatrészt, láttam, hogy valaki elvágta az egyik lábát, majd visszaforrasztotta. Ekkor már kezdtem érteni, hogy itt komoly a baj.
A tápegység hátoldalát is lefényképeztem, ez a látvány tárult elém.
A fóliák felégtek, a furatgalvanizálások a korábbi cserék során kiszakadtak, az alkatrészek két oldalról voltak beforrasztva. Milyen szerencse, hogy nincsenek belső rétegek!
Aki előttem javította, biztos, ami biztos alapon még a panelra is karcolta egy tirisztor bekötését.
Összességében egy ilyen panel látványa után sokan feladják, mert a panel műszaki állapota már javítás után -ha egyáltalán elindul a javítás után- már nem nyújtja az elvárható üzembiztonságot.
Magam a boncolás és az újraépítés mellett döntöttem. Fel szeretném tárni a meghibásodásokhoz vezető mechanizmust, majd új alappanelt tervezek és gyártok, amit az eredeti panel helyére építek.
Ehhez először is minden információt ki kell nyerni a panel romjaiból: fel kell venni a pontos kapcsolási rajzot, a pozíciószámokkal és alkatrészek értékeivel, majd a kapcsolási rajzból nyomtatott huzalozású panelt tervezek. A tervezés során az alkatrészeket az elérhető -lehetőleg pontosan az eredetivel megegyező – méretben rakom fel ugyanarra a pozícióra.
Az alkatrészek pozícióit távolról teleobjektívvel készített nagyfelbontású kép alapján egy erre a feladatra kifejlesztett ingyenes szoftverrel végzem. A koordinátákat az alkatrész pozíciószámával együtt felírom, majd a nyák tervezéskor a pozícióra illesztem a felkért alkatrész modulját.
A boncolás során az alkatrészek takarják sok esetben a saját pozíció feliratait, valamint a környező kapcsolódó alkatrészek a méréseket zavarják. Ezért egy oldalról kiforrasztom, és felemelem, így mérhető lesz önállóan.
Ez az eljárás az utólagos mérés és pozíció rekonstruálását nem lehetetleníti el, mert az alkatrész továbbra is egy lábbal a pozíciójában marad, így biztosan nem keveredik el, nem veszik el. Az újjáépítés során a bekötő kábel ereit sem lehet elcserélni, utólag is lehet ellenőrizni: egy esetleges elkötés következményei a tápegységhez kapcsolódó elektronika pusztulását okozhatja azonnal. Például a +24V és 5V csere és hasonló esetek. Így utólag minden ellenőrizhető és így lehet elsőre tutira menni.
A tápegység pufferkondenzátoraihoz hasonló kondenzátorokat (a SIEMENS gyártó különleges lábazását használta a panel) nem sikerült beszerezni, a hosszú lábú kondenzátorok hatékonyságát pedig a hosszú kivezetések csökkentik. Az új panelen már axiális, egy oldalon kivezetett kondenzátorokat alkalmazok. A kép bal alsó sarkában már látható az az alkatrész, ami az egész posztomat inspirálta. A bal szélső stabilizátor feletti harmadik alkatrész a negyed wattos 0 ohmos fémréteg ellenállás. De ne szaladjunk előre, először a teljes kapcsolási rajz felvétele folyik.
A nyák tervezése során az eredeti fóliamintázathoz igyekszem ragaszkodni: ez segíti a kapcsolási rajz – és az ebből generált netlista – utólagos ellenőrzését.
A boncolás során – hogy a takart rész láthatóbbá váljon – lecsavaroztam a hűtőbordát. És lássunk csodát, a jobb oldalról második TIP tranzisztor már ki volt törve a panelból, kiesett. Ezért nem volt +12V a panel kimenetein. A tranzisztort ugyan fogta a hűtőborda, de mindhárom lába törött volt!
A kapcsolási rajz felvétele és visszaellenőrzése hosszú folyamat volt, de sikerrel befejeztem. Ezután már gyerekjáték volt megfejteni a történteket.
A kapcsolási rajzból kiemeltem az elsőként bekapcsoló +5V (monitor) ellátást biztosító áramkört:
A képen látható egyszerű kapcsolóüzemű tápegység után több fokozatú védelmet láthatunk, ennek működése a következő:
Ha a tápegység megszalad, vagyis kimenetén a CRZ1C pozíciójú zener dióda feszültségénél nagyobb feszültség jelenik meg, a diódával sorba kapcsolt ellenálláson a dióda letörési áram feszültségesést hoz létre, és potenciálja megemelkedik. Ennek a pontnak a potenciálja amint meghaladja a SCR1C pozíciószámú tirisztor gyújtási feszültségét a tirisztor begyújt. Ha a tirisztor begyújt, rövidzárja a tápegység kimenetét, és az előtte sorba kapcsolt R1C pozíciójú negyedwattos fémréteg ellenálláson zárlati áram fog folyni.
Ez a zárlati áram a tápegység bemeneti oldalán lévő váltakozó áramú részen a tápláló tekerccsel sorba kapcsolt olvadóbetétet kiolvasztja. Ha az olvadóbetét nem olvad ki, vagy lassan olvad ki az eredeti ellenállás elég.
Azt, hogy biztosan elégjen, a negyedwattos fémréteg kivitel biztosítja.
Ez a védelmi rendszer ha alkalmas olvadóbetétek vannak beépítve remekül működik. A védelem további eleme a kimenetre csatolt szupresszor dióda, ami a meghibásodás idejére szintén megakadályozza a túlfeszültség kártételét a tápenergiával ellátott áramkörökben.
Figyeljük meg, a korábbi képeken az L200-as áramkör környékén az elégő 0 ohmos ellenállás helyére nagyobb teljesítményű fémréteg ellenállással cserélte le a javító „szakember”. Sőt az egyik helyen két ellenállás is volt párhuzamosan kapcsolva.
Ezt az ellenállást már semmiképpen sem bírja a tirisztor elégetni, így megfutás esetén az L200-as áramkör és az olvadóbetét ég ki., eközben az egyenirányítókhoz vezető fóliák égnek fel (előző képen jól látható a „javítás” ezen eredménye.
Súlyosabb a helyzet, a beszerelt kínai tápegységnél, ahol a tirisztor begyújtása esetén már nem tud mit elégetni csak saját csatlakozásaihoz menő vezeték ég el. Szintén látható a hátoldalon a tirisztor lábainak csatlakozó fóliáin az égésnyom. A 40 A-es táp nem viccel.
Így, hogy a kiégő szerepben használt 0 ohmos negyedwattos alkatrészt kicserélték nagyobb teljesítményűre, gyakorlatilag az áramkör teljes jövőbeni pusztulását illetve ön elpusztítását készítette elő a „mester”.
A poszt rövidesen folytatódik, a nyomtatott áramkör beültetésével, bemérésével és próbáival fogom folytatni.
A panel gyártás alatt van, folytatás rövidesen…
