Алгоритм поиска неисправности в драйвере LED лампы или Эркюль Пуаро отдыхает

    Недавно один знакомый попросил меня помочь с проблемой. Он занимается разработкой LED ламп, попутно ими приторговывая. У него скопилось некоторое количество ламп, работающих неправильно. Внешне это выражается так – при включении лампа вспыхивает на короткое время (менее секунды) на секунду гаснет и так повторяется бесконечно. Он дал мне на исследование три таких лампы, я проблему решил, неисправность оказалась очень интересной (прямо в стиле Эркюля Пуаро) и я хочу рассказать о пути поиска неисправности.

    LED лампа выглядит вот так:


    Рис 1. Внешний вид разобранной LED лампы

    Разработчик применил любопытное решение – тепло от работающих светодиодов забирается тепловой трубкой и передается на классический алюминиевый радиатор. По словам автора, такое решение позволяет обеспечить правильный тепловой режим для светодиодов, минимизируя тепловую деградацию и обеспечивая максимально возможный срок службы диодов. Попутно увеличивается срок службы драйвера питания диодов, так как плата драйвера оказывается вынесенной из теплового контура и температура платы не превышает 50 градусов Цельсия.

    Такое решение – разделить функциональные зоны излучения света, отвода тепла и генерации питающего тока – позволило получить высокие эксплуатационные характеристики лампы по надежности, долговечности и ремонтопригодности.
    Минус таких ламп, как ни странно, прямо вытекает из ее плюсов – долговечная лампа не нужна производителям :). Историю о сговоре производителей ламп накаливания о максимальном сроке службы в 1000 часов все помнят?

    Ну и не могу не отметить характерный внешний вид изделия. Мой «госконтроль» (жена) не разрешил мне ставить эти лампы в люстру, где они видны.

    Вернемся к проблемам драйвера.

    Вот так выглядит плата драйвера:


    Рис 2. Внешний вид платы LED драйвера со стороны поверхностного монтажа

    И с обратной стороны:


    Рис 3. Внешний вид платы LED драйвера со стороны силовых деталей

    Изучение ее под микроскопом позволило определить тип управляющей микросхемы – это MT7930. Это микросхема контроля обратноходового преобразователя (Fly Back), обвешанная разнообразными защитами, как новогодняя елка – игрушками.

    В МТ7930 встроены защиты:

    • от превышения тока ключевого элемента
    • понижения напряжения питания
    • повышения напряжения питания
    • короткого замыкания в нагрузке и обрыва нагрузки.
    • от превышения температуры кристалла

    Декларирование защиты от короткого замыкания в нагрузке для источника тока носит скорее маркетинговый характер :)

    Принципиальной схемы на именно такой драйвер добыть не удалось, однако поиск в сети дал несколько очень похожих схем. Наиболее близкая приведена на рисунке:



    Рис 4. LED Driver MT7930. Схема электрическая принципиальная

    Анализ этой схемы и вдумчивое чтение мануала к микросхеме привело меня к выводу, что источник проблемы мигания – это срабатывание защиты после старта. Т.е. процедура начального запуска проходит (вспыхивание лампы – это оно и есть), но далее преобразователь выключается по какой-то из защит, конденсаторы питания разряжаются и цикл начинается заново.

    Внимание! В схеме присутствуют опасные для жизни напряжения! Не повторять без должного понимания что вы делаете!

    Для исследования сигналов осциллографом надо развязать схему от сети, чтобы не было гальванического контакта. Для этого я применил разделительный трансформатор. На балконе в запасах были найдены два трансформатора ТН36 еще советского производства, датированные 1975 годом. Ну, это вечные устройства, массивные, залитые полностью зеленым лаком. Подключил по схеме 220 – 24 – 24 -220. Т.е. сначала понизил напряжение до 24 вольт (4 вторичных обмотки по 6.3 вольта), а потом повысил. Наличие нескольких первичных обмоток с отводами дало мне возможность поиграть с разными напряжениями питания – от 110 вольт до 238 вольт. Такое решение конечно несколько избыточно, но вполне пригодно для одноразовых измерений.


    Рис 5. Фото разделительного трансформатора

    Из описания старта в мануале следует, что при подаче питания начинает заряжаться конденсатор С8 через резисторы R1 и R2 суммарным сопротивлением около 600 ком. Два резистора применены из требований безопасности, чтобы при пробое одного ток через эту цепь не превысил безопасного значения.

    Итак, конденсатор по питанию медленно заряжается (это время порядка 300-400 мс) и когда напряжение на нем достигает уровня 18,5 вольт – запускается процедура старта преобразователя. Микросхема начинает генерировать последовательность импульсов на ключевой полевой транзистор, что приводит к возникновению напряжения на обмотке Na. Это напряжение используется двояко – для формирования импульсов обратной связи для контроля выходного тока (цепь R5 R6 C5) и для формирования напряжения рабочего питания микросхемы (цепь D2 R9). Одновременно в выходной цепи возникает ток, который и приводит к зажиганию лампы.

    Почему же срабатывает защита и по какому именно параметру?

    Первое предположение

    Срабатывание защиты по превышению выходного напряжения?

    Для проверки этого предположения я выпаял и проверил резисторы в цепи делителя (R5 10 ком и R6 39 ком). Не выпаивая их не проверить, поскольку через обмотку трансформатора они запараллелены. Элементы оказались исправны, но в какой-то момент схема заработала!

    Я проверил осциллографом формы и напряжения сигналов во всех точках преобразователя и с удивлением убедился, что все они – полностью паспортные. Никаких отклонений от нормы…

    Дал схеме поработать часок – все ОК.

    А если дать ей остыть? После 20 минут в выключенном состоянии не работает.

    Очень хорошо, видимо дело в нагреве какого-то элемента?

    Но какого? И какие же параметры элемента могут уплывать?

    В этой точке я сделал вывод, что на плате преобразователя имеется какой-то элемент, чувствительный к температуре. Нагрев этого элемента полностью нормализует работу схемы.
    Что же это за элемент?

    Второе предположение

    Подозрение пало на трансформатор. Проблема мыслилась так – трансформатор из-за неточностей изготовления (скажем на пару витков недомотана обмотка) работает в области насыщения и из-за резкого падения индуктивности и резкого нарастания тока срабатывает защита по току полевого ключа. Это резистор R4 R8 R19 в цепи стока, сигнал с которого подается на вывод 8 (CS, видимо Current Sense) микросхемы и используется для цепи ОС по току и при превышении уставки в 2.4 вольта отключает генерацию для защиты полевого транзистора и трансформатора от повреждений. На исследуемой плате стоит параллельно два резистора R15 R16 с эквивалентным сопротивлением 2,3 ома.

    Но насколько я знаю, параметры трансформатора при нагреве ухудшаются, т.е. поведение системы должно быть другим – включение, работа минут 5-10 и выключение. Трансформатор на плате весьма массивный и тепловая постоянная у него ну никак не менее единиц минут.
    Может, конечно в нем есть короткозамкнутый виток, который исчезает при нагреве?

    Перепайка трансформатора на гарантированно исправный была в тот момент невозможна (не привезли еще гарантированно рабочую плату), поэтому оставил этот вариант на потом, когда совсем версий не останется :). Плюс интуитивное ощущение – не оно. Я доверяю своей инженерной интуиции.

    К этому моменту я проверил гипотезу о срабатывании защиты по току, уменьшив резистор ОС по току вдвое припайкой параллельно ему такого же – это никак не повлияло на моргание лампы.

    Значит, с током полевого транзистора все нормально и превышения по току нет. Это было хорошо видно и по форме сигнала на экране осциллографа. Пик пилообразного сигнала составлял 1,8 вольта и явно не достигал значения в 2,4 вольта, при котором микросхема выключает генерацию.

    К изменению нагрузки схема также оказалась нечувствительна – ни подсоединение второй головки параллельно, ни переключение прогретой головы на холодную и обратно ничего не меняло.

    Третье предположение

    Я исследовал напряжение питания микросхемы. При работе в штатном режиме все напряжения были абсолютно нормальными. В мигающем режиме тоже, насколько можно было судить по формам сигналов на экране осциллографа.

    По прежнему, система мигала в холодном состоянии и начинала нормально работать при прогреве ножки трансформатора паяльником. Секунд 15 погреть – и все нормально заводится.

    Прогрев микросхемы паяльником ничего не давал.

    И очень смущало малое время нагрева… что там может за 15 секунд измениться?

    В какой-то момент сел и методично, логически отсек все гарантированно работающее. Раз лампа загорается — значит цепи запуска исправны.
    Раз нагревом платы удается запустить систему и она часами работает — значит и силовые системы исправны.
    Остывает и перестает работать — что-то зависит от температуры…
    Трещина на плате в цепи обратной связи? Остывает и сжимается, контакт нарушается, нагревается, расширяется и контакт восстанавливается?
    Пролазил тестером холодную плату — нет обрывов.

    Что же еще может мешать переходу от режима запуска в рабочий режим?!!!

    От полной безнадеги интуитивно припаял параллельно электролитическому конденсатору 10 мкф на 35 вольт по питанию микросхемы такой же.

    И тут наступило счастье. Заработало!

    Замена конденсатора 10 мкф на 22 мкф полностью решило проблему.

    Вот он, виновник проблемы:


    Рис 6. Конденсатор с неправильной емкостью

    Теперь стал понятен механизм неисправности. Схема имеет две цепи питания микросхемы. Первая, запускающая, медленно заряжает конденсатор С8 при подаче 220 вольт через резистор в 600 ком. После его заряда микросхема начинает генерировать импульсы для полевика, запуская силовую часть схемы. Это приводит к генерации питания для микросхемы в рабочем режиме на отдельной обмотке, которое поступает на конденсатор через диод с резистором. Сигнал с этой обмотки также используется для стабилизации выходного тока.

    Пока система не вышла в рабочий режим — микросхема питается запасенной энергией в конденсаторе. И ее не хватало чуть-чуть — буквально пары-тройки процентов.
    Падения напряжения оказалось достаточно, чтобы система защиты микросхемы срабатывала по пониженному питанию и отключала все. И цикл начинался заново.

    Отловить эту просадку напряжения питания осциллографом не получалось — слишком грубая оценка. Мне казалось, что все нормально.

    Прогрев же платы увеличивал емкость конденсатора на недостающие проценты — и энергии уже хватало на нормальный запуск.

    Понятно, почему только некоторая часть драйверов отказала при полностью исправных элементах. Сыграло роль причудливое сочетание следующих факторов:

    • Малая емкость конденсатора по питанию. Положительную роль сыграл допуск на емкость электролитических конденсаторов (-20% +80%), т.е. емкости номиналом 10 мкф в 80% случаев имеют реальную емкость около 18 мкф. Со временем емкость уменьшается из-за высыхания электролита.
    • Положительная температурная зависимость емкости электролитических конденсаторов от температуры. Повышенная температура на месте выходного контроля — достаточно буквально пары-тройки градусов и емкости хватает для нормального запуска. Если предположить, что на месте выходного контроля было не 20 градусов, а 25-27, то этого оказалось достаточно для практически 100% прохождения выходного контроля.

    Производитель драйверов сэкономил конечно, применив емкости меньшего номинала по сравнению с референс дизайн из мануала (там указано 22 мкф) но свежие емкости при повышенной температуре и с учетом разброса +80% позволили партию драйверов сдать заказчику. Заказчик получил вроде бы работающие драйверы, которые со временем стали отказывать по непонятной причине. Интересно было бы узнать – инженеры производителя учли особенности поведения электролитических конденсаторов при повышении температуры и естественный разброс или это получилось случайно?
    Поделиться публикацией
    Похожие публикации
    Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

    Подробнее
    Реклама
    Комментарии 62
    • +1
      С увеличением количества светодиодных светильников используемых для освещения улиц всё чаще замечаю что некоторые из них начинают моргать, и иногда моргает не весь светильник, а только одна из линеек светодиодов. И так совпало, что не так давно заменённые лампочки габаритных огней на светодиодные, стали себя вести так же. Исследование показало, что один из светодиодов решил стать термопрерывателем и при достижения определённой температуры разрывал цепь. Самое интересное, почему он решил это сделать и как от подобного защититься?
      • +5
        Думаю, это случай брака светодиода: вывод от кристалла припаян (приварен) плохо и при нагреве контакт нарушается. остывает — восстанавливается.

        Защита — выбор качественных диодов и тщательное слежение за тепловым режимом. Но это может сделать только изготовитель — пользователь сделать не может ничего.

        Нельзя бороться за качество сметаны после того, как ее произвели! (С) М. М. Жванецкий
        • 0
          А еще бывает, что ставят драйвер с напряжением срабатывания защиты от превышения напряжения впритык к падению напряжения на линейке. В результате деградации напряжение на линейке чуть-чуть вырастает — и начинается «икание» драйвера.
          • 0
            А еще может быть есть метод повторной пропайки, как видеокарты в печку суют. Правда результата бывает два, как восстановление, так и надёжный отказ.
            • 0
              Уважаемый, а не мог ли быть установлен некачественный или с неправильной ёмкостью конденсатор, который подключен к общему проводу и к 4 выводу (COMP) микросхемы (к сожалению не вижу точного позиционного обозначения на плате, похоже на C8 или C6 на плате, и С4 на схеме)? Может быть это у него ёмкость слишком велика и от этого снижается или повышается частота генерации и, следовательно, не успевает заряжаться конденсатор EC1 на плате (на схеме С8)? Т.е., возможно, этот конденсатор может влиять на быстродействие схемы. Не влияет ли этот конденсатор на частоту преобразователя, не пробовали осциллографом измерить частоту на разных лампах? Было бы хорошо измерить частоты на заведомо исправной лампе и на лампе, которая не запускается. И хорошо бы измерить ёмкость этого конденсатора на рабочей и нерабочей платах.
              • 0
                не заметил каких-либо отклонений от штатного режима драйвера. Частота, формы сигналов, напряжения — все соответствуют штатным по мануалу.

                Полагаю, Ваше предположение неверно.
        • –5
          Зачем делать гальваническую развязку с сетью? Достаточно подключить осциллограф без заземления, если «земляной» щуп с ним соединен. Если делитель слабый — переключить щуп на 10x.
          • +11
            Так можно делать либо с советскими гробами, либо с портативными осциллографами с автономным питанием. С современным прибором есть большой риск фейерверка. Да и потом — работа без гальванической развязки просто опасна — всегда можно забыться и схватиться за корпус осциллографа и привет.
            • –1
              Я исследовал «горячие» стороны источников питания настольным осциллографом Rigol DS1052E и, насколько помню, даже не менял сетевого шнура на двухконтактный. Разумеется, сперва прозвонил его мегаоометром. :)

              Корпус и органы управления у нормального осциллографа (советские гробы не считаем) пластиковые. Ну а работа с высокими напряжениями сама по себе опасна — даже при наличии развязки можно получить неслабую искру в глаз, неудачно ткнув щупом. Так что осторожность в любом случае нужна. :)
              • +12
                Техника безопасности еще никому не вредила, а ее отсутствие--выстреливает не только искрой в глаз… Хорошо, если только по кошельку ударит. А вообще лишний экстрим можно получить и более игровыми видами спорта ;)
                • 0
                  Все же лучше развязать. Одныжды я измерил выходное напряжение светодиодного блока питания на основе драйвера LNKxxx (самостоятельно разработанного), жахнуло будьте-нати (осцилл, как я понял без развязки).
                  • 0
                    Дык, надо ж было сперва проверить наличие развязки в осциллографе. :) А еще раньше были громоздкие настольные вольтметры, частотомеры и прочие приборы с питанием от сети — там тоже нужно было убедиться, что они от той сети отвязаны, чтобы не словить КЗ.
              • +2
                Тут как раз можно похвалить автора за педантичность — со страхом вспоминаю как в студенчестве собрали стенд и все хохотали, когда кто то забывался и неаккуратно хватался за корпус…
                • +1
                  Согласен с предыдущим ораторам. Современные осциллографы имеют БП с гальванической изоляцией, откинув защитное заземление(чтобы не сработал дифавтомат) можно смотреть высокое. Однако требуется предельное внимание, собственно с развязывающим трансформатором оно тоже нужно не меньше. Соблюдайте ТБ!
                  • +13
                    Знаете, коллеги, меня до глубины души поражает стремление наступить на грабли…

                    Я, например, в начале своей карьеры радиоинженера пару раз наблюдал ПППФЫХ и БАБАХ от баловства с мощными источниками энергии. ВИдел своими глазами, как уроненный обычный стальной пинцет попал на силовой ввод в щите и испарился. Это произошло внутри щита, никто не пострадал.

                    Мне хватило этих наблюдений издалека, чтобы не видеть в дальнейшем никакого смысла в нарушении правил ТБ, аргументируя «да лана, намана все будет!»

                    И я поэтому совершенно не разделяю стремления убрать защитное устройство и цепануться напрямую. Не дай Бог, прибьет кого из поверивших, что «типа мона и так». Зачем ненужный и глупый риск?

                    ВСЕ осциллографы, даже советские С1-65, имеют БП с гальванической развязкой! Корпус при этом подключен к защитному занулению третьим проводом в кабеле питания. Если современный осцил имеет кабель с тремя проводами — корпус у него подключен к защитному нулю. Не земле, кстати, а нулю. Я лично видел настоящую землю только в одном месте — в лабораторном корпусе МЭИ (Бастилия). В современных домах земли нет, есть только защитный нуль.

                    В общем — не надо давать советов нарушать ТБ. У кого-то прокатит, а кого-то стукнет. Не надо рисковать понапрасну.

                    «Берегите себя и своих близких!» (С)

                    • 0
                      Гальваническая развязка есть, но в приборах с евровилкой корпус соединен со средней точкой емкостного делителя на сети. Т.е. на корпусе всегда порядка 110 В относительно любого провода сети. В советских приборах такое тоже бывает, но не всегда. Поломка типично «китайская», китайцы всегда на мелочах экономят — на емкости конденсаторов, защитных элементах и т.п.
                      • 0
                        У меня нет личного опыта работы с китайскими производителями.

                        Однако я думаю, что если ты хочешь не просто драйвер вообще, а что-то более менее конкретное — то в договоре должно быть ТЗ с подробным описанием как характеристик изделия, так и конкретной схемы и BOM и условий приемо-сдаточных испытаний и гарантий. Если это есть и скажем на схеме указано 22 мкф, а в изделии стоит 10 мкф — это возможно повод намылить холку изготовителю?

                        Впрочем, я фантазирую :)

                        • 0
                          У всех есть личный опыт работы с китайскими производителями :) Мне приходилось разбирать много купленных китайских дивайсов, и такого случая, чтобы схема точно соответствовала datasheet, не припоминаю. Креативная, творческая нация :)
                          • 0
                            Любопытно, а когда они копируют скажем наши Союзы — тоже вносят рацпредложения? :))
                            Чревато :)))
                            • 0
                              Вполне возможно что и в Союзы вносят. К копированию китайцы подходят основательно — в начале 2000-х здесь в конторе продали китайцам лицензию на производство системы навигации для военной техники, так они присылали молодежь для обучения, им лекции здесь читали по этой системе месяц наверное или даже больше, купили 6 комплектов — 2 подетально, 2 узлы и блоки и 2 полностью собранные. Так что если они там что-то и внесли, то вполне осмысленно.
                      • +1
                        В современных домах земли нет, есть только защитный нуль.
                        Неправда ваша…
                        вот так вот примерно выглядит оно в современных домах, в моем кстати тоже...
                        image
                        И вот эта толстая шина идет в фундамент как замкнутое кольцо (см. DIN 18014).

                        Чем это вам не земля?
                        • 0
                          Это в России?
                          • 0
                            Это конкретно — нет. Но и в России такое видел тоже и неоднократно (про ГОСТ не спрашивайте — не в курсе).
                          • 0
                            Интересно, какое переходное сопротивление на месте подключения шины, вот этих вот окисленных болтах и планке.
                            • 0
                              на конкретно этих не знаю.
                              В РОссии действуют ПУЭ, по которым нормируется сопротивление заземления. Мне кажется — максимум 4 ома.
                    • 0
                      Так вот почему он их перестал продавать!
                      Надеюсь, что всё теперь решилось. Жду вторую партию. Михаилу привет! :)
                    • +1
                      (-20% +80%), т.е. емкости номиналом 10 мкф в 80% случаев имеют реальную емкость около 18 мкф.

                      Ну это не так. Диапазон — вероятностный. При этом, очевидно, распределение ёмкостей нормальное, а мат ожидание находится в районе +30%. Это никак не значит что в 80% случаев ёмкость 18мкФ! Это значит, что скорее всего ёмкость где-то 13мкФ, но может быть и 8 или 18, но с совсем маленькой вероятностью.
                      • +1
                        Соглашусь с Вами, хотя слова автора в данном случае, так же не будут противоречивыми.
                        Сам встречал несколько раз значительное завышение ёмкости конденсаторов (пару раз и больше чем на половину), так что допуск ёмкости -20%~+80% вполне возможен, но в любом случае, распределение скорее гауссово, стремящееся к 0%. Просто технологические возможные отклонения от расчётных значений.
                        В конце концов, резисторы так же делают с погрешностью, указывая допуск — предел отклонений, внутри которого гарантируется соблюдение номинала. Например, для 5% допуска, реальное отклонение не должно превышать тех самых 5%.
                        // Хотя, в течении срока эксплуатации может уплыть и сопротивление.
                        • 0
                          А как может уплыть сопротивление? Разве что немножко отгорит или деградирует изоляция…
                          • 0
                            Элементарно :)))

                            Со временем меняются свойства материалов из которых сопротивление сделано. Меняются контактные сопротивления.
                            Из воздуха насасываются разнообразные газы и влага, меняющие свойства поверхности.

                            Поэтому производители гарантируют работу своих изделий только ограниченный период времени.
                            • 0
                              В общем, Ваша мысль верна.
                              Сопротивления довольно часто плывут при некачественной изоляции, или при своеобразном «выгорании». Чаще встречается на низкоомных сопротивлениях, в цепях с относительно большими токами (так что номинал детали близок к рассеиваемой мощности) — банально деградирует проводящий слой, и, чаще всего, сопротивление увеличивается.
                              Ну а изоляция… да иногда даже пыль на детали начинает проводить.
                              А уж безотмывочные флюсы, если их не удалять, как себя порой начинают вести — это вообще тема для отдельной статьи.
                          • +1
                            Угу. Вы совершенно правы :) Утром перечитал и сам наткнулся, но времени править не было :)
                            Спасибо за внимательное чтение!
                          • 0
                            Спасибо, интересно было.
                            • +3
                              У Хоровица и Хилла в «Искусстве схемотехники» в описании характеристик электролитов стоит оценка «ужасно-ужасно».

                              У меня был случай — делал в подарок схему, которая должна была срабатывать по нажатию кнопки и выключалась по таймеру, когда заряжался конденсатор. Так вот, пока я вез подарок во внутреннем кармане куртки, плата нагрелась, включилась и не хотела выключаться, пока не остыла. Утечка электролитов тоже растет с температурой!

                              А еще электролиты умеют восстанавливать заряд после разрядки без приложения внешнего напряжения.
                              • +1
                                Я бы сказал, что при разработке надо учитывать особенности и использовать элементы по назначению :)
                                Скажем электролиты не годятся во времязадающие цепи и т.п.
                                Их конечно используют в таком качестве, но как было уже справедливо замечено — разброс огромный, утечка заметная и плюс вторичные веселые факторы :)
                              • 0
                                Да, интересное расследование.
                                • +4
                                  меня одного смутили съехавшие и спаянные элементы на плате?
                                  смотреть

                                  • 0
                                    — Перечитал комментарии. — Похоже, ответити чуть ниже, в том числе, и на мой не высказаный вопрос.
                                  • 0
                                    Элементы по центру слева — от отпайки-припайки сломал я 10 к размера 0402.
                                    Замены не было, были 10 к большего размера. На место не встают — длинноваты…
                                    Пришлось запаять по диагонали.

                                    На работоспособность делителя не влияет.

                                    Элементы справа — параллельно включенные резисторы в цепи контроля тока. В тексте статьи я об этом упоминаю вообще-то.

                                    • 0
                                      Вы только не обижайтесь, но такую плату нельзя ставить в статью :) Собрано криво, явно наспех, отмывка не проводилась… Пайка выводных компонентов тоже вызывает вопросы…

                                      Так что такая плата сразу вызывает множество ненужных вопросов и без чтения достаточно объемной статьи :)
                                      • +2
                                        Статья посвящена процессу поиска неисправности в предоставленной мне готовой плате. В процессе поиска я неоднократно перепаивал элементы и подпаивал\отпаивал удобные выводы для осциллографа.

                                        Естественно, что внешний вид изделия меняется.

                                        Но поскольку эта статья о поиске неисправности — то правильно показать именно ту плату, которая была реально использована в процессе.

                                        Цель работы — определить неисправность. Эту задачу я решил. Цель получить изделие для установки в лампу на продажу не преследовалась.

                                        Вопросы изготовления красивых плат и отмывки флюса в данной статье не затрагивались вовсе. ;)
                                        • 0
                                          Вы бы пометили, что это плата после ваших издевательств. А то создается впечатление, что это такая «аккуратная» фабричная сборка.
                                    • +1
                                      Интересно, а какая рабочая частота у данного импульсного преобразователя? Подозреваю, что в районе десятков кГц?

                                      На таких частотах алюминиевые электролитические конденсаторы ведут себя очень плохо. Однажды делал импульсный преобразователь напряжения, в качестве выходных сглаживающих конденсаторов поставил электролиты. Казалось бы, емкость достаточная, что еще нужно? Но в этой схеме конденсаторы грелись! Натурально грелись. Ток заряда-разряда был достаточной величины, чтобы создать ощутимое падение напряжения на эквивалентном омическом сопротивлении этих конденсаторов. И это приводило к такому рассеянию мощности, что нагрев конденсаторов (хотя и слабый) ощущался пальцами. Кроме нагрева, также в схеме был повышенный уровень шумов, вероятно, из-за чрезмерных пульсаций выходного напряжения.

                                      Заменил алюминий на тантал, увеличил емкость сверх расчетно необходимой — и проблемы исчезли. С тех пор обращаю внимание на паспортные данные конденсаторов, для работы на каких частотах они предназначены. Алюминиевые электролиты для десятков кГц не подходят. Их использование в схемах импульсных преобразователей приводит к снижению кпд, повышению шумов и пульсаций, а то и к полной неработоспособности схемы.

                                      Отдельная песня — это выходные конденсаторы для преобразователей напряжения непрерывного действия (кренок). Там в датащитах как правило указано, что надо ставить тантал или керамику. На практике пульсации на выходе наблюдались даже с танталом требуемой емкости, которые исчезали только при 2-5 кратном повышении емкости сверх требуемой.
                                      • 0
                                        ммм… я специально частоту не мерял, но вспоминая положение ручек развертки осциллографа — да, десятки килогерц.

                                        Вы конечно правы насчет потерь электролитов на таких частотах — но я не разрабатывал схему, я ее только запускал :)

                                        И что-то мне кажется, что в бытовые лампы не станут ставить тантал по соображениям стоимости. Проектирование аппаратуры для военки и для быта заметно отличается :)
                                        • 0
                                          Сейчас танталки дешёвые же стали, нет?
                                          • 0
                                            бегло посмотрел цены в Платане — разница на порядок. Обычный — рубль, танталовый — 40 р.
                                            • 0
                                              Понятно, что 100мкФ тантал будет дороже, чем 100мкФ алюминий, однако для тантала обычно требуется и меньшая емкость. Скажем, 10-20мкФ. Там разница в цене будет уже не столь существенной.

                                              Конечно, тантал — зло, покупая танталовые конденсаторы, вы способствуете перманентной гражданской войне в Демократической Республике Конго, где люди убивают друг друга за шансы копать и продавать за границу (за бесценок) колумбит-танталит. Но в импульсных преобразователях часто требуются емкости в районе 10-20мкФ, а с этим справляются керамические многослойные конденсаторы. Они по цене сравнимы с алюминием, а параметры у них даже лучше, чем у тантала. Например, 10мкФх10В стоит на Digikey 2.7 цента в партии 3000шт.

                                              А можно повысить рабочую частоту преобразователя в район сотен кГЦ, а там уже только керамические конденсаторы и пойдут малой емкости. Заодно станет меньше размер индуктивностей.
                                              • 0
                                                А еще тантал лихо взрывается. Особенно алюминиевый (смешно звучит, но «танталом» кличут сейчас вообще все оксидно-полупроводниковые конденсаторы спеченного типа, а они бывают алюминиевые, ниобиевые и танталовые). Смесь тонкоизмельченного активного металла и двуокиси марганца — это ни что иное, как настоящий термит. И стоит конденсатору перегреться (неважно — от обратного тока, тока пробоя или от переменной составляющей) — и смесь воспламеняется. Хорошо помню, как мне прямо в лицо отстрелились десятка два их одномоментно — плата инвертора для питания лазера просто вся ими желтела. Пятилетний план по производству шока был выполнен за 20 миллисекунд.
                                              • +1
                                                А вы каких характеристик смотрели? Я на Али смотрел типа такого (100мкФ, 10В, 2000шт за $120 с доставкой ≈ 4руб/шт).
                                                • 0
                                                  22 мкф на 35 вольт
                                                  • 0
                                                    Я думаю, 100мкФ на 10В — более часто встречающийся номинал для типичных применений. Но все равно, если алюминий такого же номинала идет по 1р за шт — то разница в цене в 4 раза получается.
                                                    • +1
                                                      Если танталовый компактнее и решает какие-нибудь проблемы, то могут и поставить — лампа же не из одного только конденсатора состоит.
                                        • 0
                                          Все проблемы из-за:
                                          1. Некачественные платы.
                                          2. Некачественная пайка. Обычно SMD элементы устанавливает робот, а не палец китайца.
                                          3. И самое главное, китайцы тупо копируют платы, используя при этом элементы с другим допусками. Например, были конденсаторы под температуру до 100 градусов и ± 1% от номинала, а они ставят 80 градусов и ± 5%. Это же относится и к изготовлению плат, и к тестированию.
                                          • 0
                                            «Радиотехника — наука о плохих контактах.» © древняя мудрость. Добавил бы еще «и глюках с электролитами».
                                            • 0
                                              Все неисправности делятся на две категории:

                                              есть контакт где не надо

                                              нет контакта где надо

                                              :)))))
                                          • +1
                                            Кстати, ребят. Если тут есть разработчики РЭС и т.п., то хочу предупредить всех. Я работаю разработчиком на предприятии, и мы в наши разработки заложили танталовые конденсаторы. Потом по ходу производства наших изделий, и при дальнейших испытаниях и прогоне столкнулись с большой проблемой: у нас в импульсных источниках питания массово выходили из строя (взрывались) танталовые конденсаторы производства фирмы «KEMET». После многочисленных проверок и отбора нескольких тысяч конденсаторов на 20В-100 мкФ и 35 В-47 мкФ выяснили, что у партий конденсаторов этой фирмы очень большой разброс эквивалентного последовательного сопротивления (ESR). Производитель заявляет, что сопротивление не должно превышать 150 мОм для 20 В и 300 мОм для 35 В конденсаторов. Но на деле ESR больше, а на некоторых экземплярах на 2 — 3 порядка больше, в результате чего на них возникают большие пульсации и в конце концов перегрев, пробой и взрыв. В итоге приняли решение заменить конденсаторы производства «KEMET» на конденсаторы фирмы «AVX», у которых ESR соответствует заявленным характеристикам, но цена на них выше.
                                            • 0
                                              Когда я учился в институте, кто-то из Мудрых на лекциях по введению в специальность сказал: «Надо записывать не только то, что преподаватель говорит, но и то, что он приговаривает».

                                              Ваш комментарий содержит ценнейший реальный опыт. Спасибо, что поделились!
                                            • 0
                                              На метке с рис. 3 чей-то отпечаток пальца или это просто текстура такая?

                                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.