Ремонт усилителя класса d своими руками

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 19.09.2024

В данной статье я буду знакомить Вас с реальными примерами ремонта автоусилителей в картинках с подробным (-и) фото дефекта (-ов), проявлением необычных неисправностей и способах их устранения, рассмотрим типовые дефекты, а также интересные случаи из практики ремонта автомобильных усилителей, иногда и юмор неквалифицированного вмешательства :))

1) Усилитель моноблок Pioneer TP-881 5000Watts.

Оооочччеееень популярный аппарат среди бюджетных моноблоков для сабвуферов. Дефект довольно таки не обычный и редко встречающийся по крайне мере у меня, просто не работает Bass Boost :)). Звук есть, все остальные "крутилки" работают. Кто то скажет ну и нафиг он нужен то типа лишний каскад портящий звук - ну отчасти то Вы правы, но так как усилок подготавливался на продажу значит нужно восстановить 100% работоспособность. Первое конечно на что сразу подумал что не работает сама "крутилка" то есть так называемый переменный резистор на 20К, но не тут то было он оказался рабочим, непропаи и микротрещины тоже исключены. После обследования участка схемы басбуста осциллографом на выходе данного каскада наблюдается чистый сигнал значит микросхема ОУ 4558 сама рабочая. Вроде все впорядке но что же тогда?!)) Не буду мучить сразу скажу, тупо заводской брак! Да, да Китайцы установили конденсатор не того номинала вместо положенного 474 то есть 470 нФ (нанофарад, кто не знает :)) по факту в схеме 470 пФ (пикофарад) вот так все просто оказалось. После установки конденсатора того, что должен быть усил зафунциклировал :) как и положено и на осциллографе наблюдался значительный подъем басового сигнала в районе 40-50 Гц, естественно во время ремонта проверять удобнее на синусе для наглядности. Меня удивляет тот факт что, усил то б/у кондер про который чуть выше зашла речь не паянный, а значит с завода и как во время покупки с магазина или барахолки этого не заметили - что органы управления то работают не все))) Ну да ладно - устранил я это недоразумение братьев Китайцев).

На этом фото обведено в прямоугольник красным цветом установочное место пленочного конденсатора номиналом 470 нФ.

2) Встроенный усилитель активного сабвуфера 5 Element :))

Дефект сгорает предохранитель. Ну что ж :)) один из самых хваленных сабов клиентами купившим его он нравится по уши, потому что лучше ничего не слышали, или не позволяют финансы приобрести что по лучше кризис мать его :((. Ну а что за недорого то в принципе и не плохой аппарат, честных 150-200 Ватт наверное выдаст. Еще если и короб не сифонит и труба фазика проклеена как положено - то вообще красота. Буду говорить о минусах :)) Усил производители разместили непосредственно в самом коробе, соответственно он подвержен сильной вибрации при большой громкости - собственно это и есть главная причина частого выхода из строя. Электронные компоненты просто разобрались в прямом смысле этого слова, появилась микротрещина пайки в одной из обмоток силового трансформатора ПН (преобразователя напряжения), внутри валялся кондер на 0,1 мкФ (микрофараду), и практически оторвался фильтрующий кондер 50В 1000 мкФ висел всего на одном выводе. Конечно же потребовалась полностью 100% пропайка абсолютно всех радиоэлементов - для того чтобы не было возвратов в будущем, а клиент не жалел о потраченных деньгах и нервах :) Собственно предохранитель перегорал из-за пробитых силовых ключей 50N06, а пробились они из за того что запчасти тупо начали разбираться. Дефект типовой и не только для 5 Elementa, а для любых сабвуферов в которых внутри размещен усилитель. Ситуация по лучше в сабах где под размещение усилителя выделен отдельный кармашек - живется усилку там явно по лучше! После полной профилактики и тестирования сабвуфер был возвращен довольному клиенту, который уехал от меня уже с музыкой :))

На фото проблемные участки обведены в прямоугольник красным цветом

Ниже просто обзорные фото, они уже сделаны после полной профилактики электронных компонентов. Новая термопаста конечно же была установлена при сборке, на этих фото виднеются еще остатки старой :).

Необходима помощь в ремонте автоусилителя D-класса

Всем доброго времени суток. Необходима помощь в ремонте автоусилителя.
Подогнали мне неисправный автоусилитель ACV LX-1.1200. Он запускается, но при подаче сигнала, на выходе тишина. Бродя по просторам интернета наткнулся на схожий усилитель по начинке, отличие только в темброблоке. Сверил, совпадение 98%. Теперь собственно просьба, объясните как он должен работать, в общих чертах понимаю как работает D класс, но здесь же единственная микросхема шим стоит в инверторе питания. И что стоит проверить, так как все транзисторы выпаивал и проверял их ERS-метром(он же транзистор тестер).

Автор:
Falconist

Главной задачей ремонта любого УМЗЧ является локализация вышедшего из строя элемента, повлекшего за собой неработоспособность как всей схемы, так и выход из строя других каскадов. Поскольку в электротехнике бывает всего 2 типа дефектов:

Наличие контакта там, где его быть не должно;
Отсутствие контакта там, где он должен быть,

Перечень оборудования и инструментов, необходимых (или по крайней мере крайне желательных) при ремонте:

Отвертки, бокорезы, пассатижи, скальпель (нож), пинцет, лупа – т.е., минимальный обязательный набор обычного монтажного инструмента.
Тестер (мультиметр).
Осциллограф.
Набор ламп накаливания на различные напряжения – от 220 В до 12 В (по 2 шт.).
Низкочастотный генератор синусоидального напряжения (весьма желательно).
Двухполярный регулируемый источник питания на 15…25(35) В с ограничением выходного тока (весьма желательно).
Измеритель емкости и эквивалентного последовательного сопротивления ( ESR ) конденсаторов (весьма желательно).
И, наконец, самый главный инструмент – голова на плечах (обязательно!).

двухполярный источник питания (не показан);
входной дифференциальный каскад на транзисторах VT 2, VT 5 с токовым зеркалом на транзисторах VT 1 и VT 4 в их коллекторных нагрузках и стабилизатором их эмиттерного тока на VT 3;
усилитель напряжения на VT 6 и VT 8 в каскодном включении, с нагрузкой в виде генератора тока на VT 7;
узел термостабилизации тока покоя на транзисторе VT 9;
узел защиты выходных транзисторов от перегрузки по току на транзисторах VT 10 и VT 11;
усилитель тока на комплементарных тройках транзисторов, включенных по схеме Дарлингтона в каждом плече ( VT 12 VT 14 VT 16 и VT 13 VT 15 VT 17).

Включаем усилитель. Лампа должна мигнуть (на время зарядки конденсаторов фильтра) и погаснуть (допускается слабое свечение нити). Это значит, что К.З. по первичной обмотке сетевого трансформатора нет, как нет явного К.З. в его вторичных обмотках. Тестером на режиме переменного напряжения измеряем напряжение на первичной обмотке трансформатора и на лампе. Их сумма должна быть равна сетевому. Измеряем напряжения на вторичных обмотках. Они должны быть пропорциональными тому, что измерено фактически на первичной обмотке (относительно номинального). Лампу можно отключать, ставить предохранитель на место и включать усилитель прямо в сеть. Повторяем проверку напряжений на первичной и вторичной обмотках. Соотношение (пропорция) между ними должно быть таким же, как при измерении с лампой.

Лампа горит постоянно в полный накал – значит, имеем К.З. в первичной цепи: проверяем целостность изоляции проводов, идущих от сетевого разъема, тумблер питания, держатель предохранителя. Отпаиваем один из поводов, идущих на первичную обмотку трансформатора. Лампа погасла – скорее всего вышла из строя первичная обмотка (или межвитковое замыкание).

Лампа горит постоянно в неполный накал – скорее всего, дефект во вторичных обмотках или в подключенных к ним цепях. Отпаиваем по одному проводу, идущему от вторичных обмоток к выпрямителя(м). Не перепутать, Кулибин! Чтобы потом не было мучительно больно от неправильной подпайки назад (промаркировать, например, с помощью кусочков липкой малярной ленты). Лампа погасла – значит, с трансформатором все в порядке. Горит – снова тяжко вздыхаем и либо ищем ему замену, либо перематываем.

Рис. 2. Схема тестера диодов

Рис. 3. Тестер диодов

7. Выпрямители и конденсаторы целые, но на выходе блока питания стои́т стабилизатор напряжения? Не беда. Между выходом выпрямителя(ей) и входом(ами) стабилизатора(ов) включаем лампу(ы) (цепочку(и) ламп) на суммарное напряжение близкое к указанному на корпусе конденсатора фильтра. Лампа загорелась – дефект в стабилизаторе (если он интегральный), либо в цепи формирования опорного напряжения (если он на дискретных элементах), либо пробит конденсатор на его выходе. Пробитый регулирующий транзистор определяется прозваниванием его выводов (выпаять!).

8. С блоком питания все в порядке (напряжения на его выходе симметричные и номинальные)? Переходим к самому главному – собственно усилителю. Подбираем лампу (или цепочки ламп) на суммарное напряжение, не ниже номинального с выхода БП и через нее (них) подключаем плату усилителя. Причем, желательно к каждому из каналов по отдельности. Включаем. Загорелись обе лампы – пробиты оба плеча выходных каскадов. Только одна – одно из плеч. Хотя и не факт.

9. Лампы не горят или горит только одна из них. Значит, выходные каскады, скорее всего, целые. К выходу подключаем резистор на 10…20 Ом. Включаем. Лампы должны мигнуть (на плате обычно есть еще конденсаторы по питанию). Подаем на вход сигнал от генератора (регулятор усиления – на максимум). Лампы (обе!) зажглись. Значит, усилитель что-то усиливает, (хотя хрипит, фонит и т.п.) и дальнейший ремонт заключается в поиске элемента, выводящего его из режима. Об этом – ниже.

10. Для дальнейшей проверки лично я не использую штатный блок питания усилителя, а применяю 2-полярный стабилизированный БП с ограничением тока на уровне 0,5 А. Если такового нет – можно использовать и БП усилителя, подключенный, как было указано, через лампы накаливания. Только нужно тщательно изолировать их цоколи, чтобы случайно не вызвать КЗ и быть аккуратным, чтобы не разбить колбы. Но внешний БП – лучше. Заодно виден и потребляемый ток. Грамотно спроектированный УМЗЧ допускает колебания питающих напряжений в довольно больших пределах. Нам ведь не нужны при ремонте его супер-пупер параметры, достаточно просто работоспособности.

12. Для начала отключаем узел защиты, для чего выпаиваем из платы правые выводы диодов VD 6 и VD 7 (у меня в практике было три случая, когда причиной неработоспособности был выход из строя именно этого узла). Смотрим напряжение не выходе. Если нормализовалось (может быть остаточный перекос в несколько милливольт – это норма), прозваниваем VD 6, VD 7 и VT 10, VT 11. Могут быть обрывы и пробои пассивных элементов. Нашли пробитый элемент – меняем и восстанавливаем подключение диодов. На выходе ноль? Выходной сигнал (при подаче на вход сигнала от генератора) присутствует? Ремонт закончен.

Ничего с сигналом на выходе не изменилось? Оставляем диоды отключенными и идем дальше.

13. Выпаиваем из платы правый вывод резистора ООС ( R 12 вместе с правым выводом C 6), а также левые выводы R 23 и R 24, которые соединяем проволочной перемычкой (показана на рис. 4 красным) и через дополнительный резистор (без нумерации, порядка 10 кОм) соединяем с общим проводом. Перемыкаем проволочной перемычкой (красный цвет) коллекторы VT 8 и VT 7, исключая конденсатор С8 и узел термостабилизации тока покоя. В итоге усилитель разъединяется на два самостоятельных узла (входной каскад с усилителем напряжения и каскад выходных повторителей), которые должны работать самостоятельно.

Если есть возможность, сто́ит переставить R 22 в базо-эмиттерную цепь. Правда, при этом регулировка тока покоя станет выражено нелинейной от угла поворота движка, но IMHO это не такая уж и большая плата за надежность. Можно просто заменить транзистор VT 9 на другой, с обратным типом проводимости, если позволяет разводка дорожек на плате. На работу узла термостабилизации это никак не повлияет, т.к. он является двухполюсником и не зависит от типа проводимости транзистора.

15. Вот и добрались мы до самого интересного, но и самого сложного – дифкаскада с усилителем напряжения. Они работают только совместно и разделить их на отдельные узлы принципиально невозможно.

16. Сигнал резко снижен по амплитуде (мало усиление) – в первую очередь проверить емкость конденсатора(ов) С3 (С4, т.к. производители для экономии очень часто ставят только один полярный конденсатор на напряжение 50 В и больше, рассчитывая, что в обратной полярности он все равно будет работать, что не есть гут). При его подсыхании или пробое резко снижается коэффициент усиления. Если нет измерителя емкости – проверяем просто путем замены на заведомо исправный.

Сигнал перекошен – в первую очередь проверить емкость конденсаторов С5 и С9, шунтирующих шины питания предусилительной части после резисторов R17 и R19 (если эти RC-фильтры вообще есть, т.к. нередко они не ставятся).

17. Естественно, описать все возможные причинно-следственные варианты дефектов мало реально. Поэтому дальше просто изложу, как проверять узлы и компоненты данного каскада.

Стабилизаторы тока VT 3 и VT 7. В них возможны пробои или обрывы. Из платы выпаиваются коллекторы и замеряется ток между ними и землей. Естественно, сначала нужно рассчитать по напряжению на их базах и номиналам эмиттерных резисторов, каким он должен быть. ( N . B .! В моей практике был случай самовозбуждения усилителя из-за чрезмерно большого номинала резистора R 10, поставленного изготовителем. Помогла подстройка его номинала на полностью работающем усилителе – без указанного выше разделения на каскады).

Аналогично можно проверить и транзистор VT 8: если перемкнуть коллектор-эмиттер транзистора VT 6, он также тупо превращается в генератор тока.

Транзисторы дифкаскада VT 2 V 5 T и токового зеркала VT 1 VT 4, а также VT 6 проверяются их прозвонкой после отпайки. Лучше замерить коэффициент усиления (если тестер – с такой функцией). Желательно подобрать с одинаковыми коэффициентами усиления.

Если проверили все активные компоненты, а дефект сохраняется – нужно (опять же, с тяжким вздохом), выпаять из платы хоть по одной ножке и проверить тестером номиналы пассивных компонентов. Нередки случаи обрывов постоянных резисторов без каких-либо внешних проявлений. Неэлектролитические конденсаторы, как правило, не пробиваются/обрываются, но всякое бывает…

23. Убираем все временные соединения (не забывать. ), собираем усилитель окончательно, закрываем корпус и наливаем чарку, которую с чувством глубокого удовлетворения проделанной работой, выпиваем. А то работать не будет!

Поэтому ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ…

© DiyAudio Team, 2010-2012
Все материалы ресурса защищены законом об авторском праве.
При публичном использовании, цитировании или копировании обязательна ссылка на наш ресурс
с указанием конкретного имени или ника автора материала.

Вот так выглядел усилитель после того, как его вынули из корпуса. Обратите внимание на вздувшиеся конденсаторы (что и было причиной поломки). Эти электролитические неполяризованные конденсаторы растеклись по плате, задели дорожки, вызвали замыкание и привели к воспламенению. Когда плата обуглилась, она стала проводить ещё больше тока, и прогорела ещё сильнее – в результате всё поломалось, было много дыма и появилась ужасная вонь.

Хорошо видно отметку на радиаторе и корпусе, где было возгорание. Размер радиатора небольшой, так как усилители CLASS-D обычно работают с большой эффективностью и не вырабатывают много тепла (по сравнению с эффективностью в 30-40% усилителей класса A-B).

На фото видно нижнюю часть платы после долгой очистки (растворителем и зубной щёткой) до удаления каких-либо компонентов. Фигово, согласитесь. Большинство бы уже выкинуло её в мусор. Но мне нравятся вызовы, и я не отношусь к большинству.

Вид сверху после удаления компонентов. Для этого пришлось резать клей, державший всё это вместе, канцелярским ножом, при этом не повредив компоненты, особенно эмаль на больших тороидных индукторах.

Вид с другого угла. Ужас!

Начинаем счищать обуглившуюся область платы. Если померить сопротивление в этой части, там будет всего несколько кОм. Очень, очень плохо.

Продолжаем чистку. В центре дыры, где повреждения наиболее серьёзные, горелая часть разламывалась как угольки.

Очищенные края. Необходимо удалить все следы обугливания.

Снизу (пока ещё не готово).

Почти весь уголь удалён с платы. Проверил все подозрительные области на сопротивление, просто чтобы убедиться. Следующий шаг – сделать двустороннюю заплатку такой же толщины и такую же медь. Я использовал двухунцевую медь (0.203 мм) и FR4. Если не уверены, берите медь потолще и измерьте толщину платы там, где нет дорожек. У меня была заводская инструкция по обслуживанию, поэтому я смог немного поколдовать в фотошопе после экспорта PDF.

Вот с какими данными из инструкции приходиться работать. Надо всё свести к чёрно-белой картинке нужного размера и удалить всё, кроме дорожек.

Два слоя, правильно совмещённые, из них один сделан полупрозрачным, чтобы видеть оба.

Затем я отсканировал плату с дыркой, сделал серую прозрачную область на месте дыры. Нужно всё выровнять очень точно. Я сканировал плату с 600 DPI. Методом проб и ошибок добился полного совпадения с мануалом.

Используя серую область, представляющую дыру, я определил оптимальное расположение заплатки, которая закроет весь дефект. Все картинки в фотошопе были разнесены по слоям, здесь вы видите JPG, с которыми работать было бы нельзя – они здесь просто для иллюстрации.

Прогоняем в фотошопе Threshold на каждом слое, чтобы везде, где был цвет, всё стало чёрным, а остальное – белым. Вот заплатка и готова к распечатке. Идём к прессу.

Я использую такой пресс, некоторые используют ламинаторы. Мне кажется, что слои проще выровнять на таком прессе. Я использую плёнку Press-N-Peel для изготовления всех плат.

Теперь к резаку. Если вы этим часто занимаетесь, то такой резак просто незаменим. Сначала режем начерно, затем подчищаем края на шлифовальном станке.

Вид сверху на распечатанную заплату.

Теперь надо расчистить дыру, сделать хорошие вертикальные отрезы.

Теперь шлифуем заплату, чтобы она влезла в отверстие.

Окончательная форма после аккуратной обрезки.

Всё совпадает с основной платой.

Последняя проверка с подсветкой. Отлично!

Теперь надо убрать покрытие с примыкающих дорожек для пайки.

Начинаем соединять. Соединения сделаны при помощи припоя и проволочек. Нужно стараться не делать большие холмы из припоя, чтобы они не мешали компонентам.

Вид снизу. Здесь высота не так важна, но всё-таки.

Окончательный вид заплаты со всеми соединёнными дорожками.

Поскольку плата двусторонняя, и к верхнему слою будет не подобраться после установки компонент, мы используем люверсы. Они впаяны перед сборкой.

Вид снизу. Видно небольшое выпирание люверсов. У меня куча люверсов, но нет пресса для них.

Начинаем сборку. Адские конденсаторы заменены полипропиленовыми, они-то уж не подведут. Размещать довольно сложно, запчасти побольше. Ножки приходится делать как можно короче. Почему этих запчастей не было в оригинале? Потому что оригинальные запчасти были по доллару штука, а эти – по 12! Нехилое удорожание. Как всегда, изготовителю надо, чтобы изделие дотянуло до конца гарантийного срока, и всё.

Окончательный результат. Всё собрано и работает. Для крепления использовалась белая двустороння лента 3M. Т.к. это сабвуфер, всё внутри вибрирует и нужно всё хорошенько закрепить. Не люблю клей, с ним очень сложно делать ремонт. Я был счастлив, когда всё заработало с первого раза. Спасибо за просмотр, надеюсь, всем понравилось.

Читайте также: