Ремонт усилителя Avatar ATU-2000.1D. Не включается после переполюсовки
Одна из самых распространённых причин выхода из строя усилителей для авто – это переполюсовка питающего напряжения +12V при подключении. Не обходит стороной данная напасть и мощные усилители класса D. На этот раз будет рассмотрен ремонт монофонического усилителя Avatar ATU-2000.1D.
До меня усилитель уже пытались безуспешно оживить. Но, восстановление перегоревшей медной дорожки на печатной плате не решило проблему, и аппарат попал ко мне.
Схемотехника импульсного преобразователя таких усилителей мало чем отличается от схемотехники "обычных" усилителей, разве что он мощнее.
Первое отличие, это огромное количество MOSFET-транзисторов в преобразователе. В данном усилителе их 16 штук, по 8 в каждом плече. Маркировка на транзисторах – IRF3205. Это очень мощные транзисторы. Отмечу, что в усилителях класса АВ, о ремонте которых я уже рассказывал, ставят менее мощные транзисторы IRFZ44N, IRFZ48N или их аналоги.
Вместо, как правило, одного импульсного трансформатора, в преобразователе этого усилителя установлено два, которые работают совместно на одну нагрузку.
К первичной обмотке каждого из трансформаторов, которая имеет две секции подключены стоки MOSFET-транзисторов IRF3205. На каждую секцию приходится по 4 мосфета. Итого на каждый из трансформаторов приходится по 8 транзисторов IRF3205.
При переполюсовке, как правило, выгорают эти самые MOSFET'ы. В некоторых случаях выходит из строя импульсный трансформатор.
Связано это с тем, что при подаче на усилитель напряжения обратной полярности через мосфеты и первичную обмотку импульсного трансформатора начинает беспрепятственно протекать огромный ток короткого замыкания (КЗ).
В любом мосфете есть обратновключенный диод. Образуется он ещё на этапе производства как побочный продукт.
На принципиальных схемах такой диод может и не указываться, но вот в даташите на IRF3205 он чётко изображён на условном изображении.
Получается так, что при неправильной подаче напряжения, эти диоды в транзисторах становятся включенными в прямом направлении и свободно пропускают ток. Из-за этого транзисторы перегреваются и выходят из строя.
С импульсными трансформаторами ситуация похожая. Из-за большого тока при коротком замыкании провод обмотки перегревается и нарушается изоляция между витками. Возникает электрический пробой. В таком случае поможет только перемотка трансформатора. Благо, число витков там невелико.
Если предохранитель перегорел быстро, а также не было повторных попыток добить "оживить" аппарат установкой "жучка" или нового предохранителя, то транзисторы могут выдержать нагрузку и остаться исправными.
Так произошло и в данном случае. Проверка транзисторов IRF3205 не выявила сгоревших. Все транзисторы оказались исправны.
После проверки MOSFET-транзисторов в преобразователе была предпринята попытка включить усилитель, но преобразователь не запускался. Индикатор включения не загорался, хотя питающее напряжение было в норме и приходило на плату.
Хочу отметить, что так, как сделал я, – включать усилитель без полной уверенности, что схема управления преобразователем (инвертором) исправна, нежелательно. Дело в том, что может случиться так, что она запуститься, но будет некорректно коммутировать силовые ключи – те самые мосфеты IFR3205. Например, открывать и закрывать их с задержкой. Из-за этого в схеме может возникнуть "сквозной ток", когда ключи обоих плечей преобразователя открыты. В схеме возникнет короткое замыкание. Это приведёт к быстрому перегреву мосфетов и, возможно, выходу их из строя.
Естественно, "выжигать" довольно дорогие MOSFET-транзисторы не есть хорошо. Да, ещё пачками. Поэтому, при диагностике постарайтесь как можно детальнее проверить схему.
Стало ясно, что легко не отделаться и придётся разбираться с ШИМ-контроллером, который управляет всем преобразователем.
Всё чаще у современных усилителей можно обнаружить, что ШИМ-контроллер с его обвязкой выполнен по технологии SMT-монтажа на отдельной печатной плате, в виде блочного модуля. Осложняет ремонт то, что в данном усилителе этот модуль запаян перпендикулярно основной плате, да, ещё и под небольшим углом.
В таком случае провести какие-либо замеры крайне трудно. Даже бегло проверить транзисторы и диоды на плате не получится.
Поэтому, модуль необходимо выпаять. Делать это лучше с применением сплава Розе и медной оплётки. Сплавом разбавляем припой в месте паянного контакта. Его температура плавления уменьшится и жалом паяльника будет легче прогреть все выводы модуля разом и вытащить его. После демонтажа остатки припоя убираем медной оплёткой, очищаем место пайки от остатков флюса.
Вот так выглядит плата ШИМ-контроллера усилителя Avatar ATU-2000.1D. Нетрудно заметить, что модуль имеет маркировку ME20001D-A.
Для увеличения кликните по фото. Откроется в отдельном окне.
Печатная плата ME20001D-A имеет 16 выводов. На ней смонтировано 17 биполярных SMD-транзисторов, 6 диодов (1N4148), а также микросхема ШИМ-контроллера TL494C (SO-16).
Для увеличения схемы кликните по картинке. Откроется в новом окне.
Если изучить принципиальную схему платы ME20001D-A, то станет понятно, что при штатной работе усилителя, когда он включен, на 12 выводе должно быть +12V. Напряжение на этом выводе можно замерить с нижней стороны основной платы ещё до выпайки модуля ШИМ-контроллера. Что и было сделано.
Наличие напряжения +12V на 12 выводе свидетельствует о том, что на клемму REM было подано управляющее напряжение +12V от головного устройства (автомобильного CD/MP3-ресивера) или с клеммы +12V через выключатель/тумблер. Оно открыло транзистор Q4, а тот в свою очередь электронный ключ на транзисторах Q6, Q17. При этом на микросхему TL494 и остальную часть схемы подаётся рабочее напряжение +12V и усилитель включается. Так должно быть при штатной работе.
В моём случае на 12 выводе было напряжение чуть более 2 вольт, что указывало на то, что какие-то элементы, коммутирующие напряжение питания, неисправны. Естественно, при таком положении дел ни о какой штатной работе усилителя и речи быть не может, так как схема управления просто не запитана.
Чтобы найти неисправные элементы и потребовалось выпаять плату модуля ME20001D-A.
После "быстрой" проверки транзисторов без выпайки, выяснилось, что как минимум один транзистор (Q17 или Q6) неисправен. Мультиметр показывал, что пробит переход база - коллектор. Определить, какой именно из этих двух транзисторов неисправен без выпайки из платы невозможно, так как они включены в параллель.
Транзисторы Q17 и Q6 – это биполярные транзисторы FMMT3906 структуры PNP в корпусе SOT-23-3. На корпусе отчётливо видна маркировка 2A. Для замены этого транзистора подойдут аналоги: MMBT3906, PMBS3906 Automotive, PMST3906 (корпус SOT-323, маркировка W2A).
Как оказалось, оба транзистора оказались пробиты (пробой B - C). Фото их проверки универсальным тестером после демонтажа.
Так как замены транзисторов в SMD-корпусах не нашлось, то вместо родных пришлось установить их полные аналоги, но только в корпусе TO-92 ("полубочёнок"), транзисторы 2N3906.
Внешний вид и расположение выводов транзистора 2N3906.
При запайке новых транзисторов обращаем внимание на цоколёвку.
После установки не лишним будет ещё раз проверить правильность запайки выводов.
Кроме пробитых транзисторов решил заменить транзистор Q4 (MMBT3904) и микросхему TL494, хотя этого можно было и не делать. Перестраховщик я, да и детали были под рукой, а стоимость их невелика.
Также не помешает бегло проверить и остальные активные компоненты на плате модуля: диоды, транзисторы. При малейших подозрениях лучше выпаять и проверить отдельно.
Надо отметить, что сама процедура замены неисправных транзисторов требует наличия специального инструмента и материалов. Детали настолько мелкие, что порой не помещает и цифровой микроскоп.
Чтобы в случае чего ещё раз не выпаивать модуль ME20001D-A решил запаять его с обратной стороны основной платы, а после пробного включения запаять в плату как положено.
Включаем, проверяем. Индикатор загорается на пару секунд красным, затем синим. Всё штатно.
При желании можно подключить MP3-плеер и динамик к выходу усилителя. На минимальной громкости включить музыкальный трек.
Для проверки подойдёт любой исправный динамик с сопротивлением катушки от 1Ω. Я подключал миниатюрный низкочастотный динамик на 4Ω, а также звуковую колонку S-90.
Тыц, тыц, тыц... Всё работает. Долго не оставляем включенным, иначе транзисторы без охлаждения могут перегреться.
Наносим на транзисторы и сдвоенные диоды теплопроводящую пасту КПТ-8, устанавливаем плату в корпус.
Не забываем о прокладках из слюды между фланцем транзисторов и алюминиевым корпусом. Прокладки из слюды должны быть на месте и хорошо изолировать транзисторы от корпуса.
Так как линейка серии Tsunami состоит из четырёх моделей: Avatar ATU-500.1D, Avatar ATU-1000.1D, Avatar ATU-1500.1D, Avatar ATU-2000.1D, то приведённая методика ремонта подойдёт для всех перечисленных моделей, поскольку они ничем не отличаются друг от друга, кроме количества силовых ключей и наличия двух трансформаторов в преобразователе.
Подробное описание основных блоков и схема усилителя Avatar ATU-2000.1D: Схема и устройство усилителя Avatar ATU-2000.1D.
Главная → Мастерская → Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
-
Устройство автомобильного усилителя. Часть1. Преобразователь напряжения.
-
Ремонтируем Mystery MCD-795MPU. Сгорел предохранитель. Не включается.