Panne Connexelectronics SMPS500RS

[jalhoucine]

Bonjour,

j'utilise deux SMPS500RS 48V pour alimenter deux modules Gemincore.

Une des deux alimentations est tombé en panne il y a quelques jours.

J'ai mesuré la tension en sortie : à l'allumage, la tension de sortie est bien de 48V mais celle ci chute rapidement jusqu'à environ 12V puis remonte à 20V et refait le même cycle entre 12V et 20V.
La LED de sortie s'allume puis s'éteint pendant ces cycles .
Le transformateur de sortie fait un bruit très bizarre (sifflante,.).

J'ai essayé de repérer la TL431 mais celle ci se trouve sous le transformateur donc pas possible de savoir si ce composant à cramé.
Dessouder le transformateur m'a l'air compliqué sans abimer les pastilles.

Y a t-il des pistes à explorer pour mieux cibler l'origine de la défaillance? Est ce le transformateur de sortie qui est en cause?

[rha61]

salut
j ai eu 2 fois des pannes sur mes connexelectronic et à chaque fois, c' était une capa chimique ( connex utilise ( utilisait ? ) des capas plutôt bas de gamme ) : une premiere fois c' était une grosse capa en 63V en sortie et la deuxième fois , c' était une capa en 200V en entrée
c ' est peut-être une piste ...

[jalhoucine]

salut,

merci pour ton aide.

Est ce que tu avais les même symptômes : transfo qui siffle et tension de sortie fluctuante?

[jalhoucine]

Je remonte le topic concernant la panne de mon alim connex SMPS500RS ( version single 48V)

J'avais continué mes tests en branchant une ampoule à la sortie et j'avais remarqué une chute de tension importante ( 10v)

la référence de tension se trouve sous le transformateur donc pas évident de faire des mesures!

Voici le schéma de l'alimentation :

http://connexelectronic.com/wp-content/uploads/2017/09/SMPS500R.pdf

Toute aide sera la bienvenue

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Pfff ! ça ne va pas être simple mais déjà il faut reconnaître les différents blocs fonctionnels :



1) Filtrage HF d'entrée : filtrage de mode commun avec C26, C27, L2 et le filtrage de mode différentiel avec C21 et C28
2) le pont de diode
3) filtrage BF (qui dégrade le PFC mais qui ne sera pas bon de toute façon puisqu'il n'y a pas d'étage PFC)
4) le contrôleur U2 (ref : L6599) qui commande Q1 et Q2
5) Transistor de découpage Q1 et Q2
6) primaire du transfo ET cellule résonante avec C18. Note : normalement on ajoute une inductance car un bon transfo cherche à minimiser cette inductance sauf s' il s'agit d'un FLYBACK qui fonctionne avec des inductances couplées même si tout le monde appelle transfo (cela ne fonctionne pas pareil...)
7) sortie faible tension et faible puissance post régulé par le régulateur série U1 (78XX)
8.) sortie puissance, comme il s'agit d'un demi pont, chaque enroulement chargera C13 (puis a travers L1 la sortie C15) tout à tour (en fonction de la polarité des enroulements secondaires)
9) enroulement qui génère l'alimentation auxiliaire du contrôleur Vcc qui est stabilisé par Q3 (Vcc = Vz + 0.6 + Vbe = 13.2V)
10) la boucle de contre réaction avec la tension de sortie V+ qui comparé la ref de tension TL431 (un TL431 est une ref + un comparateur dans le même boitier à 3 pattes, j'aime bcp ce composant
4) le signal FB (pour Feed Back) revient sur le contrôleur L6599 par intermédiaire de U3 qui va assurer l'isolement galvanique entre le secondaire de l'alim et le primaire (U3 isole électriquement, c'est optocoupleur ou une "barrière optique")

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Au depart je me suis dit, il s'agit d'un FLYBACK résonant LLC et série
MAIS il y a un point qui est du mauvais coté du transfo ! (donc, le transfert est direct dans le transformateur, les courants circulent en même temps dans le primaire et dans le secondaire... la différence est importante avec le FLYBACK car le Flyback n'utilise pas un transfo mais des inductances couplées qui tour à tour se charge au primaire puis se décharge au secondaire, les courants ne sont pas simultanés ! donc ce qu'ont appelle à tord un transfo de FLYBACK est un terme impropre puisque ce n'en est pas réellement un (il a un entrefer pour stocker de l'énergie et supporter une tension qui n'est pas a valeur moyenne nulle ! un peu comme si il y avait une composante continue...)

Bref ! avec ce type de montage à résonnance la fréquence de fonctionnement est variable => fréquence basse à charge faible... et fréquence élevée à charge forte.
Note que si le contrôleur n'est pas capable de fonctionner a fréquence très basse il est possible que ton alim se soit grillé lors d'un essai à vide ! car cette topologie n'accepte pas le fonctionnement à vide (sauf à 0Hz !)

Sur la page ci-dessous, il y a une explication du fonctionnement de a résonance série LLC (cette fois le point du transfo est inversé, et il s'agit bien d'un FLYBACK (et non d'un demi-pont comme ton alim) mais pour comprendre la topologie de la résonnance série LLC, c'est très proche)

https://ebrary.net/54771/computer_scien ... _converter

Avec quelques explications du fonctionnement page 10 à15 ici :

http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1309/ ... E_Eric.pdf

page 10 & 11 : présentation d'une résonance série (voir figure 1.2 & 1.3)
page 12 & 13 : présentation d'une résonance parallèle (voir figure 1.5 & 1.6)
page 14 & 15 : présentation de la topo LLC (figure 1.8 & 1.9 qui est une résonance série avec une inductance // qui n'apparaît pas sur le schéma Connex ! si il se serve de l'inductance parasite du transfo, c'est moyen, mais bon, ça fait economiser un composant cher.

[jalhoucine]

Je connais très mal le fonctionnement d'une alimentation à découpage.

Je n'ai jamais testé la SMPS à vide. Elle est tombée en panne in situ : la voie gauche de mon enceinte ne fonctionnait plus.
J'ai donc ouvert l'ampli pour voir son fonctionnement : c'est à ce moment que je me suis aperçu que le SMPS qui alimentait le module Gemincore de la voie gauche était défaillante.
J'ai mesuré la tension de sortie et cette dernière faisait du Yoyo : elle monte , n'arrive pas à se stabiliser, redescend puis essaie de remonter,...

J'ai ensuite enlevé la SMPS et branché une ampoule en sortie pour simuler une charge : baisse de 10V de la tension

Comme dans toute panne, on est des détectives et il faut trouver le coupable. Il faut isoler la scène du crime en faisant des tests mais je ne sais pas pas ou commencer.

Les seuls symptômes sont ceux que j'ai donné plus haut.

Le TL431 est sous le transfo : très pratique pour mesurer et tester

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A mon avis, ce n'est pas le TL431 car il est sur le retour TENSION et cette boucle tension asservi correctement à faible charge donc je pense qu'elle n'est pas en cause

Par contre il y a aussi des boucles courant dans une alim :
1) le premier retour courant est celui qui sert a protéger l'alim en cas de surcharge
2) la deuxième que j'appellerai "boucle de CR courant" n'est pas présente sur ta carte car ta régulation n'est pas une régulation "mode courant" je ne rentre pas plus dans le détail de ce truc, le mode courant est complexe car il y a 2 boucles de CR cad :
- une CR lente : la boucle tension...
- et une boucle de CR plus courte et plus rapide : la boucle courant.

Bref ! ta régulation fonctionne à faible charge, donc à mon avis les partie du schéma 10 et 11 semble correctes (sinon tu n'aurais pas 48V)

Par contre la surveillance du courant maximum passe par le circuit C20... R19... D9 pour arriver sur la broche Isense du contrôleur L6599 (pin 6 de U2)
Et si tu regardes le schéma bloc de ce contrôleur page 1 de la data sheet ST :



l'information courant entre sur 2 comparateurs à 0.8V et 1.5V (il faudrait lire la DS en détail ) mais lorsque le signal dépasse soit 0.8V un comparateur informe le bloc "CONTROL LOGIC" que tu es en limite de courant... puis au-delà de 1.5V la bascule R/S (placée entre le comparateur et le bloc logique) mémorise le défaut !! (disjonction)

En résumé, si le signal qui revient sur la pin 6 du contrôleur est trop grand (> 0.8V) le contrôleur croit qu'il est en sur-courant ! donc il réduit la commande pour protéger ta carte et la tension de sortie tension s'écroule

Le mieux pour réparer serait de mesurer à l'oscilloscope les formes d'onde sur la carte qui fonctionne et les comparer avec la carte HS
A mon avis le défaut serait plutôt sur ce retour courant que sur le chemin de la CR tension avec le TL431 puis l'optocoupleur mais bon... je ne peux pas t'en dire davantage, hélas !

[LCD 31]

le fonctionnement de la broche 6 du contrôleur nommé "sense de courant" (ou retour courant en Français) est décrit en page 5 de la DS :

Current sense input. The pin senses the primary current though a sense resistor or a
capacitive divider for lossless sensing. This input is not intended for a cycle-by-cycle control;
hence the voltage signal must be filtered to get average current information. As the voltage
exceeds a 0.8V threshold (with 50mV hysteresis), the soft-start capacitor connected to pin 1
is internally discharged: the frequency increases hence limiting the power throughput. Under
output short circuit, this normally results in a nearly constant peak primary current. This
condition is allowed for a maximum time set at pin 2. If the current keeps on building up
despite this frequency increase, a second comparator referenced at 1.5V latches the device
off and brings its consumption almost to a “before start-up” level. The information is latched
and it is necessary to recycle the supply voltage of the IC to enable it to restart: the latch is
removed as the voltage on the Vcc pin goes below the UVLO threshold. Tie the pin to GND if
the function is not used

[jalhoucine]

Imaginons que le problème vienne de ce retour de courant ( à confirmer à l'oscilloscope), quel composant pourrait en être la cause?
Sur le trajet de l'entrée 6 , je vois une diode schottsky, le tranformateur et les deux transistors!
Est ce que le transformateur peut être la cause du prb?

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bonne question !!
pfff ! je ne sais pas... mais comme tu as un carte de référence qui fonctionne, tu peux commencer par faire des mesures comparatives entre les 2 carte à l'ohmmètre (et comparer dans les 2 sens de polarité) par contre pour contrôler les condensateurs

[LCD 31]

Sur le trajet de l'entrée 6 , je vois une diode schottsky, le tranformateur et les deux transistors!

plutôt à partir de C20... cad tout ca :



sauf le régulateur série (Q3 et compagnie...) si la tension sur l'éméteur de Q3 est bien a 13.2V bien sur

[jalhoucine]

Heureusement que j'ai une SMPS identique fonctionnelle.
Je ferais les mesures sur les deux en espérant détecter le composants défaillant.

Normalement pour faire des mesures sans risque il faudrait un transfo galvanique sur le primaire : les composants sont tellement petits, qu'un court circuit voir plus grave est vite arrivé.

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Normalement pour faire des mesures sans risque il faudrait un transfo galvanique sur le primaire : les composants sont tellement petits, qu'un court circuit voir plus grave est vite arrivé.

Non pour commencer, je te proposais de faire de mesure comparative à l'ohmmètre => c'est a dire hors tension (c'est sans danger !;o)

mais comme tu as un carte de référence qui fonctionne, tu peux commencer par faire des mesures comparatives entre les 2 carte à l'ohmmètre (et comparer dans les 2 sens de polarité) par contre pour contrôler les condensateurs

[LCD 31]

En fait, il ne s'agit pas de mesurer précisément les composants sur carte avec un ohmmètre parce que c'est impossible car :
1) tous les composants ne se mesurent pas à l'ohmmètre (condensateur, composant actifs...)
2) il n'est pas possible d'isoler un composant de l'environnement qui va fausser sa mesure (il y a souvent des chemins avec des composants qui se rebouclent en parallèle avec celui qu' on veut mesurer)

Il faut juste chercher une différence entre la carte HS et la carte de référence pour localiser la zone avec le défaut électrique

L'idéal serait d'utiliser un traceur I et fonction de V mais on peut aussi utiliser la fonction "test de diode" du multimètre

C'est une première étape avant de mettre sous tension.

Il peut aussi être prudent de faire un essai sous tension en remplaçant le réseau 230V alternatif (cad 320 V crête !!) par une tension continue autour de 80V sur lequel on aurait limité le courant (pour ne pas bruler la carte en cas de mauvaise commande... ou simplement si le transistor de découpage est grillé car 99 fois sur 100 il se grille en court-circuit !... )

En effet, mettre sous tension avec une régulation défaillante peut propager la panne et rendre l'alimentation totalement irréparable étant donné les grandeurs manipulés (plus de 300V crête au primaire et plus de 10 ampères possible en cas de cas de non ouverture du transistor de découpage...)