Navigation Menu
Ремонт серверного блока питания DELL N750P-S0

Ремонт серверного блока питания DELL N750P-S0

14 Авг 2017 в Ремонт | Нет комментариев

Оказался у меня на ремонте серверный блок питания DELL N750P-S0, выходное напряжение 12 В, мощность 750 Вт. Предполагаемая причина выхода из строя это сильный перегрев блока питания из-за внешних факторов — жаркий день, недостаточная вентиляция помещения.

Внутри повреждение выглядело так:После чистки оказалось всё не так страшно.Видно, что выгорели дорожки, так же выгорели некоторые элементы схемы в обвязке микросхемы ШИМ DNA1001DL. Данных по этой микросхеме практически нет, проверить её исправность на тот момент не представлялось возможным, но за то было много таких же исправных блоков питания и путем сравнения сопротивления на выводах микросхемы  ШИМ относительно общего провода и питания 12 В удалось выяснить что сама микросхема тоже пробита.  Заказал ШИМ DNA1001DL  и пока микросхема будет путешествовать надо выяснить, что ещё вышло из строя в блоке питания и по ходу дела немного срисовать цепи обвязки, чтобы понять как схема работает и как её можно будет проверять. Получился такой черновик:

Теперь надо из черновика получить нормальную, читаемую схему, рисовать я стал в первой подвернувшейся программе sPlan 7.0, она совсем простая и небольшие схемы в ней рисовать иногда можно, свою ошибку я осознал уже потом, но было поздно, многое было уже нарисовано, и схема всё разрасталась, не хватало привязки к печатной плате, к расположению на ней деталей, так же не хватало слоёв и много другого. Чтобы не повторять мою ошибку лучше сразу рисовать в более продвинутых программах EDA (Electronic Design Automation) типа Eagle, Altium Designer, EasyEDA, так как не всегда знаешь, что может потом понадобиться. Тем не менее схема начала вырисовываться, заодно проверялись все детали, выявлялись сгоревшие и помечались на схеме. Схема ШИМ на микросхеме DNA1001DL получилась такая:Силовая часть блока питания выполнена по схеме асимметричный мост на двух МОП-транзисторах Q5, Q7 марки STW20NM60 и двух диодах D15, D19. Как выяснилось много деталей вышло из строя, просто сгорели либо оказались в коротком замыкании, с заменой большинства проблем не возникло, только силовые ключи STW20NM60 пришлось покупать так же в интернет-магазине, так как цена у нас в городе составила больше 10$ за штуку, купил сразу несколько, на случай выхода транзисторов в процессе ремонта.

Микросхему ШИМ и транзисторы получил, дошли достаточно быстро, слева на фото новые, справа сгоревшие.

На всякий случай оставлю тут фото платы БП с выпаянными микросхемой ШИМ IC503 DNA1001DL, конденсатором C516, разъемом CN2, вдруг кому-то понадобится посмотреть трассировку дорожек.

Установил новую микросхему ШИМ, силовые транзисторы MOSFET, восстановил перегоревшую дорожку, заменил всю остальную мелочёвку, получилось примерно 14 деталей под замену.

Теперь самое время первого пробного включения, для этих целей у меня есть такая штука из последовательно включенной маленькой галогенной лампы на 300 Вт и пары разъёмов.Это на случай если где-то ещё остались неисправности. Однако надо учитывать, что не все блоки с активным корректором коэффициента мощности (APFC) будут работать через такое устройство. Схема защиты следит за входным напряжением и если в момент включения входное напряжение нарастает слишком медленно, то схема защиты считает, что входное напряжение слишком низкое и не даёт разрешение на запуск APFC. Для защиты от больших токов КЗ в таком случае приходится подбирать резистор вместо лампы.

Была у меня мысль собрать в коробочке эту лампу и добавить резисторов с возможностью переключения на лампу или мощные резисторы, ватт примерно на 20, от 5 до 50 Ом. Но вроде не так часто нужна, чтобы специально тратить на это время, может потом и дойдут руки до этого.

Пробное включение показало, что блок пытается запустится, несколько раз щелкает реле, замыкающее резисторы в цепи ограничения начального тока заряда сетевых электролитических конденсаторов, в эти моменты лампа вспыхивает ярко, после чего блок переходит в дежурный режим. При попытке замены лампы на резистор номиналом 20 Ом блок так же пытается запустится и уходит в защиту, сам ограничительный резистор сильно греется. Появляется подозрение на неисправность схемы APFC.

Конструктивно блок питания DELL N750P-S0 выполнен на двух прямоугольных платах, расположены они вдоль всего корпуса, одна над другой, соединяются между собой несколькими шлейфами с разъёмами и несколькими силовыми проводами, припаянными между двумя платами. На верхней плате находится блок APFC, высоковольтные электролитические конденсаторы, дежурный источник питания, с него получаются напряжения  для питания внутренних цепей 12 В, 5 В, 3,3 В. На нижней плате расположен сетевой фильтр, блок преобразователя на 12В 750Вт и контроллер управления всем блоком, плата управления вентилятором, выходные фильтры.

Активный корректор коэффициента мощности в этом блоке питания выполнен на специализированной микросхеме UCC3818, силовые ключи на транзисторах 20N60N3. Принцип работы микросхемы понятен по блок-схеме из  Datasheet. Там же можно посмотреть типовую схему включения. Если микросхема и её цепи исправны то на выводе 16 мы должны видеть импульсы амплитудой примерно равной  по величине питающему напряжению, большой скважности. Посмотрим осциллографом какой сигнал у микросхемы на выходе драйвера MOSFET ключей.Совсем не похоже на нормальную работу схемы APFC, сигнал с вывода 16 имеет постоянную составляющую примерно 11 В, из за чего силовые ключи открываются на длительный промежуток времени, ток через них быстро нарастает и защита отключает схему, сами транзисторы исправны. Придётся продолжить рисовать схему блока питания, теперь уже части отвечающей за активную коррекцию коэффициента мощности. Теперь по рисунку можно делать схему, вот не совсем полная схема APFC этого блока:

После этого опять возвращаемся к поиску неисправностей, для выяснения исправна ли микросхема ШИМ UCC3818 надо измерить все напряжения на её выводах и, руководствуясь описанием работы из Datasheet проанализировать полностью ли исправна сама микросхема и её обвязка, если есть возможность то сравнить с аналогичной микросхемой в рабочем устройстве, у меня был блок питания HuntKey 701 со схемой активного корректора мощности на такой же микросхеме, только в DIP корпусе.

Результаты измерения напряжений на рабочих БП:Сравнивая напряжения можно заметить что на некоторых выводах микросхемы UCC3818 значения напряжений сильно отличаются, однозначно выяснить причину пока не удаётся. Можно купить микросхему и поменять, чтобы убедиться, в исправности самой микросхемы или же двигаться в поиске неисправности дальше. У нас в городе такой микросхемы в корпусе SOP-16 нет, даже нет в корпусе DIP-16, которую можно было бы припаять на коротких проводах для проверки. Пришлось опять покупать микросхему UCC3818 в интернет магазине, а пока идет доставка можно продолжить рисовать схему БП и проверять другие детали в обвязке блока APFC

В процессе изучения и отрисовки схемы обнаружился  неисправный стабилитрон в цепи вольтдобавки (Booster). Это напряжение 16 В получается с дополнительной, гальванически развязанной от остальных цепей, обмотки трансформатора T901.1 источника дежурного питания, выпрямляется диодом D910, фильтруется конденсатором С915 и резистором R959 и через резистор R939 поступает на стабилитрон с маркировкой 16A, который при проверке показывал короткое замыкание. Сам источник дежурного питания выполнен на микросхеме DAP8C, трансформаторе T901, транзисторе Q903 STP5NK80Z.Стабилитрон заменил на КС216. Больше, на данный момент, неисправных элементов не обнаружено. Замена полученной микросхемы UCC3818, фото со снятой микросхемой:После замены стабилитрона и микросхемы опять пробное включение, блок питания ведёт себя так же, как было описано выше. Продолжается поиск неисправных элементов и параллельно рисование схемы.

Отрисовал цепи микросхемы UCC3818 отвечающие за работу дополнительной защиты и логики в схеме, выполненные на микросхеме LM339.Микросхема LM339 вызвала подозрения, по этому она была заменена на аналогичную. Фото со снятой микросхемой:Блок питания по прежнему не работает как должен,  уходит в защиту. При дальнейшем анализе и создании схемы был обнаружен пробитый диод D3 IN5406, на показанной выше схеме блока APFC он уже есть, но фактически, добрался я до него только на этом этапе рисования схемы. Ранее я его уже прозванивал мультиметром, но без нарисованной схемы, из-за трёхслойной платы и двухстороннего расположения компонентов предполагал, что он подключен параллельно дросселю L5 и должен показывать нулевое сопротивление из-за шунтирующего его дросселя. После замены диода D3  блок питания заработал, подключал я его, при проверке, через последовательно включенный резистор номиналом 20 Ом, с таким защитным резистором этот блок питания уверенно включается и не уходит в защиту, все выходные напряжения в норме. Окончательная проверка без защитного резистора, под нагрузкой, показала, что все неисправности устранены, блок питания полностью работоспособен.

Всю схему, которую мне получилось нарисовать, можно скачать по этой ссылке. На рисование данной схемы ушло очень много сил и времени и, если схема вам помогла, вы можете помочь её автору любым удобным для вас способом.
All the scheme that I’ve managed to draw you can download by this link.It took me a lot of time and forces to make it.If this scheme helps you,you can help its author in any manner.

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о