Почему сгорает транзистор в блоке питания телевизора

Обновлено: 04.07.2024

Почему горят транзисторы

Даже самые лучшие, оригинальные и настоящие полевые транзисторы всегда выходят из строя по одной и той же причине — из-за превышения какого-нибудь из максимально допустимых своих параметров. Мы не будем принимать во внимание механические повреждения корпусов и ножек, вместо этого отметим два основных вредоносных фактора — нарушение теплового режима и превышение критического напряжения. Под нарушением теплового режима имеется ввиду превышение допустимой температуры кристалла, которое обычно напрямую связано с повышенным током, поэтому рассмотрим подробно и данный аспект проблемы.

Совсем обобщая, можно сказать, что полевой транзистор выходит из строя либо от перенапряжения, либо от перегрева. И ежели не допускать причин превышения допустимых параметров, то транзистор сохранит и свою работоспособность, и работоспособность соседних компонентов, не говоря уже о нервных клетках владельца устройства, для которого данный транзистор предназначался. Итак, давайте разберемся, почему же горят транзисторы.

Перенапряжение

Полевые транзисторы — это очень нежные полупроводниковые приборы с несколькими переходами. И было бы сильным упрощением сказать, что пробой по напряжению возможен здесь только от неловкого прикосновения не заземленным пинцетом. На самом деле, пробой напряжением возможен по двум сценариям: затвор-исток или сток-исток.

Пробой затвор-исток как правило происходит из-за нарушения в работе драйверного каскада схемы управления либо из-за наводки, в том числе — из-за наводки от стока за счет эффекта Миллера. Конечно, современные транзисторы отличаются очень малой емкостью сток-затвор, однако исключения время от времени могут попадаться, особенно в схемах с высокой скоростью нарастания напряжения на стоке.

Для борьбы с эффектом Миллера применяют активные схемы разряда затвора или как минимум ставят обратный диод со стабилитроном в цепь затвора полевика. Что касается качества самих драйверных схем, то более высокую надежность показывают схемы управления с гальванической развязкой, в частности — решения на трансформаторах управления затвором.

Для пробоя по напряжению в цепи сток-исток, полевому транзистору достаточно всего нескольких наносекунд чтобы сгореть от индуктивного выброса большой амплитуды на стоке. Для борьбы с перенапряжением на стоке, обычно применяют схемы плавного включения, активные ограничители или пассивные снабберные схемы с конденсаторами и резисторами, либо варисторные ограничители напряжения на стоке. Те и другие защитные пути являются вынужденными превентивными мерами предохранения полевых транзисторов, они очень распространены и приняты за норму среди разработчиков силовой электроники.

Перегрев кристалла

Наиболее банальная причина перегрева транзистора — плохое крепление корпуса транзистора к радиатору или просто некачественный контакт между радиатором и транзистором. Для защиты от данного явления лучше всего не только применять теплопроводные подложки и пасты, но дополнительно использовать датчики температуры, которые бы отключали схему при наступлении перегрева.

Перегрузка по среднему току — еще одна причина перегрева транзистора. Чаще всего в схемах импульсных преобразователей с ней борются путем плавного увеличения частоты и ширины управляющих импульсов. Это нужно для того, чтобы избежать превышения среднего тока, например во время холодного пуска устройства, когда заряжаются пустые конденсаторы или запускается двигатель, которому еще предстоит набрать обороты, а если подать сразу полный ток, то транзисторы мгновенно перегрузятся. Схемы обратной связи по току в двухтактных схемах также способствуют защите транзисторов.

И конечно, сквозной ток, куда же без него. Разработчики полумостовых схем знают о нем не по наслышке. Здесь спасет грамотный расчет и проектирование схемы управления и цепей обратной связи, а также плавный пуск с медленным увеличением частоты следования и ширины управляющих импульсов.

Причин тому может быть больше, чем деталей в этом блоке питания.

Если вы ремонтировали ИБП, то вы наверняка сталкивались с такой ситуацией: все неисправные элементы заменены, оставшиеся вроде бы проверены, а включаете телевизор и… бац… и все надо начинать сначала! В радиотехнике чудес не бывает и, если что-то не работает, то на это есть причина! Наша задача – найти ее!

ИБП – самый ненадежный узел в современных радиоустройствах. Оно и понятно – огромные токи, большие напряжения – ведь через ИБП проходит вся мощность, потребляемая устройством. При этом не будем забывать, что величина мощности, отдаваемая ИБП в нагрузку, может изменяться в десятки раз, что не может благотворно влиять на его работу.

Большинство производителей применяют простые схемы ИБП. Оно и понятно. Наличие нескольких уровней защиты способно часто лишь усложнить ремонт и практически не влияют на надежность, так как повышение надежности за счет дополнительной петли защиты компенсируется ненадежностью дополнительных элементов, а нам при ремонте приходится долго разбираться, что это за детали и зачем они нужны. Конечно, каждый ИБП имеет свои характеристики, отличающиеся мощностью, отдаваемой в нагрузку, стабильностью выходных напряжений, диапазоном рабочих сетевых напряжений и другими характеристиками, которые при ремонте играют роль, только когда нужно выбрать замену отсутствующей детали.

Понятно, что при ремонте желательно иметь схему. Ну, а если ее нет, простые телевизоры можно ремонтировать и без нее. Принцип работы всех ИБП практически одинаков, отличие только в схемных решениях и типах применяемых деталей.

Я пользуюсь методикой, выработанной многолетним опытом ремонта. Вернее, это не методика, а набор обязательных действий при ремонте, проверенных практикой.

Предложенная методика предполагает, что вы хоть немного знакомы с работой телевизора. Для ремонта необходим тестер (авометр) и, желательно, но необязательно, осциллограф.

Итак, ремонтируем блок питания.

Вам принесли телевизор или испортился свой.

Включаете телевизор, убеждаетесь, что он не работает, что индикатор дежурного режима не горит. Если он горит, значит дело, скорее всего, не в ИБП. На всякий случай надо будет проверить напряжение питания строчной развертки.

Выключаете телевизор, разбираете его.

Внешний осмотр платы телевизора, особенно участка, где размещен ИБП. Иногда могут быть обнаружены вспучившиеся конденсаторы, обгоревшие резисторы и др.

Надо будет в дальнейшем проверить их.

Внимательно просмотрите пайки, особенно трансформатора, ключевого транзистора/микросхемы, дросселей.

Проверьте цепь питания: прозвоните шнур питания, предохранитель, выключатель питания – если он есть, дроссели в цепи питания, выпрямительный мост.

Часто при неисправном ИБП предохранитель не сгорает – просто не успевает. Если пробивается ключевой транзистор, скорее сгорит балластное сопротивление, чем предохранитель. Бывает, что горит предохранитель из-за неисправности позистора, который управляет размагничивающим устройством (петлей размагничивания). Обязательно проверьте на короткое замыкание выводы конденсатора фильтра сетевого питания, не выпаивая его, так как таким образом часто можно проверить на пробой выводы коллектор – эмиттер ключевого транзистора или микросхемы, если в нее встроен силовой ключ. Иногда питание на схему подается с конденсатора фильтра через балластные сопротивления и в случае их обрыва надо проверять на пробой непосредственно на электродах ключа.

Недолго проверить остальные детали блока – диоды, транзисторы, некоторые резисторы. Сначала проверку производим без выпаивания детали, выпаиваем только когда возникло подозрение, что деталь может быть неисправна. В большинстве случаев такой проверки достаточно. Часто обрываются балластные сопротивления. Балластные сопротивления имеют малую величину (десятые Ома, единицы Ом) и предназначены для ограничения импульсных токов, а также для защиты в качестве предохранителей.

Надо посмотреть, нет ли замыканий во вторичных цепях питания – для этого проверяем на короткое замыкание выводы конденсаторов соответствующих фильтров на выходах выпрямителей.

Выполнив все проверки и заменив неисправные детали, можно выполнить проверку под током. Для этого вместо сетевого предохранителя подключаем лампочку 150-200 Ватт 220 Вольт. Это нужно для того, чтоб лампочка защитила ИБП в случае, если неисправность не устранена. Отключите размагничивающее устройство.

Включаем.Возможны три варианта:

Лампочка ярко вспыхнула, затем притухла, появился растр. Или загорелась индикация дежурного режима. В обоих случаях надо замерить напряжение, питающее строчную развертку – для разных телевизоров оно различно, но не больше 125 Вольт. Часто его величина написана на печатной плате, иногда возле выпрямителя, иногда возле ТДКС. Если оно завышено до 150-160 Вольт, а телевизор находится в дежурном режиме, то переведите его в рабочий режим, в некоторых телевизорах допускается завышение напряжений на холостом ходу (когда строчная развертка не работает). Если в рабочем режиме напряжение завышено, проверьте электролитические конденсаторы в блоке питания только методом замены на заведомо исправный. Дело в том, что часто электролитические конденсаторы в ИБП теряют частотные свойства и на частоте генерации перестают выполнять свои функции несмотря на то, что при проверке тестером методом заряда-разряда конденсатор вроде бы исправен. Также может быть неисправна оптопара (если она есть), или цепи управления оптопарой. Проверьте, регулируется ли выходное напряжение внутренней регулировкой (если таковая имеется). Если не регулируется, то надо продолжить поиск неисправных деталей.
Лампочка ярко вспыхнула и погасла. Ни растра, ни индикации дежурного режима не появилось. Это говорит о том, что ИБП не запускается. Надо измерить напряжение на конденсаторе сетевого фильтра, оно должно быть 280-300 Вольт. Если его нет – иногда ставят балластное сопротивление между мостом сетевого выпрямителя и конденсатором. Еще раз проверить цепи питания и выпрямителя. Если напряжение занижено – может быть оборван один из диодов моста сетевого выпрямителя или, что встречается чаще, потерял емкость конденсатор фильтра сетевого питания. Если напряжение в норме, то нужно еще раз проверить выпрямители вторичных источников питания, а также цепь запуска. Цепь запуска у простых телевизоров состоит из нескольких резисторов, включенных последовательно. Проверяя цепь, надо измерять падение напряжения на каждом из них, измеряя напряжение непосредственно на выводах каждого резистора.
Лампочка горит на полную яркость. Немедленно выключите телевизор. Заново проверьте все элементы. И помните – чудес в радиотехнике не бывает, значит вы где-то что-то упустили, не все проверили.

На 95% неисправности укладываются в данную схему, однако встречаются более сложные неисправности, когда приходится поломать голову. Для таких случаев методики не напишешь и инструкцию не создашь.

Визуально был виден сгоревший низкоомный резистор и тестер показал сгоревший предохранитель!

Фото платы с уже заменёнными деталями :

И фото платы с видимыми номиналами резисторов:

Ну что-же приступим! И как обычно прибор на проверку диодов и разряжаем входной конденсатор.

После замены неисправного резистора , который на фото ниже,

Номинал резистора 0.81 Ом ,поставил оригинальный ,благо он был ))) Номинал резистора 0.81 Ом ,поставил оригинальный ,благо он был )))

замер на входном конденсаторе показал сопротивление 180 ом!

До замены резистора, без него, показывал разряд в обе стороны, а включение в сеть через ,лампу накаливания 220вольт 50 ватт, показало напряжение 295 вольт , что говорит об исправности диодного моста и входного конденсатора.

Ну раз резистор у нас сгорел и такое сопротивление (180 Ом) , значит шим контроллер у нас с вероятностью 99% неисправен!

Шим здесь установлен достаточно распространённый SQD2011K он применяется во многих моделях телевизоров самсунг. Эта шим со встроенным силовым ключом, и выходного транзистора в дежурке нет.

Выпаиваем шимку - проверяем сопротивление на входном кондесаторе и у нас всё как положено разряд в обе стороны. ШИМ меняем!

Дальше пробежавшись по обвязке шимки я не заметил ничего подозрительного.

КАК ОКАЗАЛОСЬ ПОЗЖЕ Я ОШИБАЛСЯ! И РАССКАЗЫВАЮ ВАМ ЧТОБЫ ВЫ НЕ ПОВТОРИЛИ МОИХ ОШИБОК!

После замены шим включаю (через лампочку. вспыхнула и погасла-норма) и начинаю мерить напряжение на выходе. У нас должно появиться 5 вольт дежурного режима. У меня на выходе 0. И чувствую запах горелого. Быстро выключаю. У меня опять нагрелся резистор, 0,81 Ом который был заменён, а шим-ка стала просто кипяточной. И что интересно лампа включенная в разрыв цепи 220 вольт ни "грамма" не засветилась!

Шим-ке , как оказалось , пришла хана. Выпаиваю шим и начинаю прозванивать обвязку! И нахожу в утечке smd-шные конденсаторы! Да не один а 2 штуки! Вот сколько раз уже напарывался на такие дефекты и вот опять!

Первый из-за которого, я думаю, и сдохла шимка на фото ниже.

Этот конденсатор показывал сопротивление в обе стороны 750 Ом. "Пищалка" на приборе на такое сопротивление не отреагировала, только на измерении сопротивления увидел!

Хотя судя по примерной схеме включения - его можно и не ставить, но я поставил, из давно купленных, на 22 пикофарада.

Но этого тоже оказалось мало, и ещё один конденсатор такой-же smd-шный тоже был в утечке его сопротивление было 910 Ом! Про такой дефект, но в другом блоке, я уже писал в одной из статей.

Этот кондёр стоит параллельно цепи управления обратной связи! То-есть стоит параллельно оптрону (оптопаре) . Вот он на фото!

В принципе здесь можно и без него обойтись, просто выпаять, но купленные лежат))) И сюда тоже ставим 22 пикушки! )))

Ну вроде-бы отстрелялись! Запаяли всё на места, проверили, включаем!

И вот наши "дежурные" 5 вольт на выходе есть!

Подключаю остатки телевизора , и на панели (глазу) светодиод плавно помигивает! Телик не включается!

Опять что-то пошло не так! Меряю напряжение на блоке, а у меня дежурка плавает от 2,5 до 5 вольт! Этот дефект мы уже знаем! Обратная связь- нет стабилизации! При подключении нагрузки идёт просадка. Меняем оптрон (оптопару) которая идёт на шим дежурного режима!

Сервисный центр Комплэйс выполняет ремонт блока питания телевизора любого производителя. В ЖК телевизорах он расположен либо отдельно, либо на одной плате с инверторами. Срок ремонта один-два дня, цена от 1500до 4000 рублей в зависимости от сложности.

Признаки неисправности блока питания телевизора

Если же индикатор не горит, возможна неисправность в цепи фильтрации дежурного напряжения.

Неисправности и ремонт БП телевизора

Первичная цепь БП телевизоров строятся по типовым импульсным схемам. Поэтому и неисправности типичны для импульсных БП. Соответственно перед ремонтом требуется сделать диагностику, которую делают при ремонте импульсного блока. Но это не значит, что ремонт блока питания телевизора такой же простой, как отдельного БП. Потому что вторичные цепи разные.

Обычно в телевизорах на одной плате расположены сразу три схемы:

Блок питания
Инверторы
Схема PFC коррекции коэффициента мощности

Во-первых, в блоке питания виновниками неисправности часто являются некачественные электролитические конденсаторы. Например, в телевизоре Samsung ремонт блока питания заключался в замене 4 конденсаторов.

В частности, неисправные конденсаторы вздулись. Но это совсем необязательно. Потому что неисправный конденсатор может иметь совершенно нормальный вид.

Кстати, особенностью ремонта БП в телевизорах является то, что после ремонта телевизор может не заработать. Потому что на плате есть еще элементы. Например, в телевизоре Samsung было короткое замыкание из-за ключевых транзисторов в каждом из инверторов (обведены на фото голубым кружком). А также сгорели предохранители (в красном овале).

В итоге еще пришлось заменить 8 транзисторов и 4 предохранителя. Чем больше множественных неисправностей, тем больше цена ремонта. Например, данный ремонт телевизора состоял в замене 4 конденсаторов, 8 транзисторов и 4 предохранителей. Цена ремонта составила 3500 руб. Но сам ремонт блока питания стоил 1500 рублей.

Во-вторых, горят силовые активные элементы. Например, диоды как в первичной, так и во вторичной цепи.

Более того, в современных телевизорах используются экономичные схемы активного PFC (схемы коррекции коэффициента мощности). Они значительно усложняют ремонт, но без них приличные телевизоры не делают. Разумеется, что сложные схемы больше ломаются и чинить их тяжелее.

Читайте также: