Egy HKC USP3430 táp boncolása

Sziasztok!

Akasztják a korrektor hóhért, első logoutos bejegyzésemet írom.

Történt anno, hogy öcsém gépében videokártyát fejlesztettünk, R5770-ről RX 480-ra nemsokkal azután hogy megjelent, a proci egy FX-6300, disk, ssd, kb ennyi.
Ezután nem sokkal elhalálozott az addig benne éldegélő HKC USP3430 típusú tápszerű képződmény.
Jó kérdés, hogy eleve miért ez volt benne: gyorsan kellett előzőleg, és ezt adták épp.. Ha ráértem volna, nem ez került volna bele anno. Íme:

A fejlesztéskor felróhatom magamnak, hogy csúcsra lett járatva a táp, ha a ráírt +12V-os 264W terhelhetőséget tekintem. Ennyit a felhasználói oldalról.

Jelenségek a tápnál: nem megy, büdös, rögtön ki lett szerelve, túl meleg.
Csak jóval később vettem a fáradságot, hogy szétszedjem.

A büdös alkatrész a kimeneti oldalon a 12V egyenirányítója volt, dual dióda, plusz a környező terület is megbarnult a panelen, a vezetőfóliák megsültek a lábak közelében. A végső halálok az egyik fólia felszakadása volt végül az egyenirányító lábánál. Sorban mutatom a forrasztási oldalt, illetve az épen maradt +5V-os, illetve a problémásabb +12V-os egyenirányítót:

Megnéztem az alkatrész típusokat, találtam is hozzájuk tartozó adatlapokat.
S30D45C (5V ágon)
IO Average Rectified Output Current @TC = 95°C 30A

MUR1620C (12V ágon):
IF(AV) Average Rectified Forward Current, Per Leg: 8.0A
Total Device: 16A
(Rated VR), TC= 150°C

IFM Peak Rectified Forward Current, Per Diode Leg: 16A
(Rated VR, Square Wave, 20 kHz), TC= 150°C

És most a táp oldaláról idemásolom az ágak terhelhetőségét:
+5V: 38A
+12V: 22A

Ezt itt azt hiszem, nem kell magyarázni. Alul van méretezve. 16A / 22A = 72%-ot bír csak az alkatrész a névlegeshez képest. A másik ágnál ugyanez 30A / 38A = 78%, ez sem sokkal jobb.
Az adatlapon feltüntetett áramkorlátok abból származnak, hogy a diódán nyitóirányú feszültség esik, illetve van ohmos belső ellenállása is. Ha a max áramot túllépjük, túlterheljük az alkatrészt, megsüti a környezetét és önmagát, degradálódik majd összeolvad a félvezetőátmenet.
Említettem, hogy az egyik lába melletti vezetősáv szakadt meg végül: némi magyarázattal kiegészíteném, ezen a vezetősávon volt máshol keskenyebb szakasz is, de nem ott égett el, hanem közvetlenül az alkatrésznél, így arra következtethetünk, hogy az alkatrészből származó hő tette tönkre.

További probléma volt a termékkel, hogy az egyik szűrő RC tag kapacitásának kivezetése nem volt beforrasztva, így hatástalan maradt. Merő kíváncsiságból felvázoltam, hogy miről is van szó:

A pirossal jelölt szakasz összeköttetése hiúsult meg a forrasztási hiba miatt (a szűrő 4 Ohm és tippem szerint 10nF értékű). Mivel ez az 5V-os ágon volt, így nem kapcsolnám közvetlenül össze a meghibásodással. Ámde a következő kifogásomon keresztül lehet, hogy részben ez is közrejátszott.

Még egy elvi hibát találtam a tápegység felépítését illetően, de nem tudom, ez mennyire általános a kategóriában. A kimeneti oldalon a transzformátorokat egyenirányítás és szűrés követi, ezután kerül a kábelezésre a tápfeszültség. Van benne egy szabályzókör is, ami a kimenet feszültségszintjétől függően, a középső traktusban található kapcsoló mosfetek kitöltési tényezőjét szabályozza. Eddig így szép és jó lenne, de az a helyzet, hogy a 12V és az 5V együtt van kezelve (egy trafón jön), így ez azt eredményezi, hogy az egyik terhelése hatással lesz a másik feszültségére is, elhúzza a másikat aránytalan/szélsőséges terhelés esetén.

Összefoglalásként a mérleg (már amit egy röpke ránézéssel ki lehetett deríteni):
- méretezési hiba két alkatrésznél, de mivel nem néztem tovább, lehet hogy több is lenne
- minőségellenőrzési hiba a forrasztáson
- felépítésbeli hiba illetve egyszerűsítés, ami végül is lehet, hogy ebben a kategóriában általános, erről nincs tapasztalatom.

Szerk: kérésre, beraktam a védelemért felelős részt is, bár ennek részleteihez már illene a kapcsolást is visszafejteni, de ahhoz még nincs elég lelkesedésem.

A védelemért felelős IC típusa AS339P, képességeit tekintve egy négyes komparátor lakik benne, a környező passzív áramkörön múlik, hogy mire figyelhet. Ehhez kéne visszafejteni - hőmérséklet érzékelő diódát vagy termisztort mindenesetre nem vettem észre, csak a fojtótekercseken átfűzött plusz hurok árulkodik, hogy túláramvédelem is lehet benne a feszültségszintek figyelése mellett - soros ellenállást erre a célra ne is keressünk benne, az kritikus és drága alkatrész lenne.
A másik IC pedig AZ7500BP, ez PWM vezérlést lát el, lényegében ez hajtja meg a 400 voltról dolgozó kapcsoló feteket.
Apropó, 400 volt! Kisebb megnyugvással azért eltöltött, amikor megtaláltam a primer oldali böszme nagy elkók közelében a kisütő ellenállásaikat, amik biztosítják, hogy áramtalanítás után pár perccel már ne maradjon a kondiban töltés, és ami az igazán fontos: a huzamosabb ideig feszültség alatti állapot közben polarizálódó dielektrikum miatt, a kikapcsolást követően ne tudja önmagát visszatölteni a kondenzátor újra 400 volt közelébe, vagy akár csak ennek törtrészére. Életveszélyes is lehet ilyeneket tapogatni. Bár itt legalább fixen rajta van a kondikon a táp további része terhelésként, de mint tudjuk, az ördög meg insomniában szenved.
A kiszerelés után fiókba frissen elrakott, látszólag ártalmatlan kondenzátor is lehet igencsak veszélyes, és ugyanezen hatás miatt kell a szerelés alatt levő felsővezetéket nem csak lekapcsolni, hanem konkrétan le is kell földelni, amíg a vezetéken vagy síneken dolgoznak.

Szép estét kívánok, és ajánlom a tápos topic olvasását, a fenti egykoron kb hatezer forintos ipari szemét kategória megvétele helyett.