Микросхема ULN2003. Описание, схема подключения, datasheet

Часто случается, что требуется найти замену вышедшего из строя элемента, а его нет ни в наличии, ни в ближайших магазинах. Вот и приходится искать альтернативу. Довольно часто бывает необходимость подобрать подходящий шим-контроллер.

ШИМ-ов на сегодняшний момент великое множество, так что есть из чего выбирать. Если посмотреть даташит на DAP6A , он совпадает с микросхемой NCP1200P6 – корпус DIP8. Шим-контроллер NCP1200P6  имеет клон в SMD-корпусе с названием NCP1200D6 – именно его и ставим. (на корпусе микросхемы фамилия – 200D6) Хотя никто не мешает поставить и в корпусе Dip8, правда она в несколько раз больше и придётся немного повозиться. Цифра 6 на первой и на второй микросхеме обозначает рабочую частоту модулятора – 60 kHz.

Его блок питания:

Собственно сам шим-контроллер DAP6A:

Плата донора (бывшая плазма), находим на ней DC-DC преобразователь.

Сам DC-DC преобразователь:

На нём наш альтернативный чип -NCP1200D6:

Перепаиваем ШИМ-контроллер на наш блок питания, заранее проверив конечно же всю обвязку:

Ну вот и всё! Как показывает практика – эти микросхемы полные аналоги…

Широтно–импульсные преобразователи являются конструктивной частью импульсных блоков питания электронных устройств. Разберем, как проверить ШИМ контроллер с применением мультиметра, на примере материнской платы компьютера.

Проверка на материнской плате

Итак, при включении питания платы, срабатывает защита. В первую очередь, необходимо проверить мультиметром сопротивление плеч стабилизатора.

Для этих целей также может быть использован тестер радиодеталей. Если одно из них показывает короткое замыкание, то есть, измеренное сопротивление составляет меньше 1 Ома, значит, пробит один из ключевых полевых транзисторов.

Выявление пробитого транзистора в случае, если стабилизатор однофазный, не составляет труда – неисправный прибор при проверке мультиметром показывает короткое замыкание. Если схема стабилизатора многофазная, а именно так питается процессор, имеет место параллельное включение транзисторов. В этом случае, определить поврежденный прибор можно двумя путями:

  1. произвести демонтаж транзистора и проверить мультиметром сопротивление между его выводами на предмет пробоя;
  2. не выпаивая транзисторы, замерить и сравнить сопротивление между затвором и истоком в каждой из фаз преобразователя. Поврежденный участок определяется по более низкому значению сопротивления.

Второй способ работает не во всех случаях. Если пробитый элемент определить не удалось, придется все же выпаять транзистор.

Далее производится замена поврежденного транзистора, а также, установка на место всех выпаянных в процессе диагностики радиоэлементов. После этого можно попытаться запустить плату.

Первое включение после ремонта лучше выполнить, сняв процессор и выставив соответствующие перемычки. Если первый запуск был успешным, можно проводить тест с нагрузкой, контролируя температуру мосфетов.

Неисправности ШИМ контроллера могут проявляться так же, как и пробой мосфетов, то есть уходом блока питания в защиту. При этом проверка самих транзисторов на пробой результата не дает.

Кроме этого, следствием нарушения функций ШИМ контроллера может быть отсутствие выходного напряжения или его несоответствие номинальной величине. Для проверки ШИМ контроллера следует вначале изучить его даташит. Наличие высокочастотного напряжения в импульсном режиме, при отсутствии осциллографа, можно определить, используя тестер кварцев на микроконтроллере.

Признаки неисправности, их устранение

Перейдем к рассмотрению конкретных признаков неисправностей ШИМ контроллера.

Остановка сразу после запуска

Импульсный модулятор запускается, но сразу останавливается. Возможные причины: разрыв цепи обратной связи; блок питания перегружен по току; неисправны фильтровые конденсаторы на выходе.

Поиск проблемы: осмотр платы, поиск видимых внешних повреждений; измерение мультиметром напряжения питания микросхемы, напряжения на ключах (на затворах и на выходе), на выходных емкостях. В режиме омметра мультиметром надо измерить нагрузку стабилизатора, сравнить с типовым значением для аналогичных схем.

Импульсный модулятор не стартует

Возможные причины: наличие запрещающего сигнала на соответствующем входе. Информацию следует искать в даташите соответствующей микросхемы. Неисправность может быть в цепи питания ШИМ контроллера, возможно внутренне повреждение в самой микросхеме.

Шаги по определению неисправности: наружный осмотр платы, визуальный поиск механических и электрических повреждений. Для проверки мультиметром делают замер напряжений на ножках микросхемы и проверку их соответствия с данными в даташит, в случае необходимости, надо заменить ШИМ контроллер.

Проблемы с напряжением

Выходное напряжение существенно отличается от номинальной величины. Это может происходить по следующим причинам: разрыв или изменение сопротивления в цепи обратной связи; неисправность внутри контроллера.

Поиск неисправности: визуальное обследование схемы; проверка уровней управляющих и выходных напряжений и сверка их значений с даташит. Если входные параметры в норме, а выход не соответствует номинальному значению – замена ШИМ контроллера.

Отключение блока питания защитой

При запуске широтно-импульсного модулятора, блок питания отключается защитой. При проверке ключевых транзисторов короткое замыкание не обнаруживается. Такие симптомы могут свидетельствовать о неисправности ШИМ контроллера или драйвера ключей.

В этом случае нужно произвести замер сопротивлений между затвором и истоком ключей в каждой фазе. Заниженное значение сопротивления может указывать на неисправность драйвера. При необходимости делается замена драйверов.

Как показывает практика, зарядное устройство из блока питания компьютера очень просто можно сделать, если используется в качестве ШИМ микросхема TL494 или ее аналог. Но если в блоке используются специализированные микросхемы, то переделка такого блока обещает быть более геморройной.

Один из таких блоков попал нам в руки, это JNC 300W. В данном блоке стоит микросхема с маркировкой 2003 — это не только ШИМ, но и мультивизор. Данная микросхема контролирует не только работу ключевых транзисторов, но и отслеживает напряжение по основным трем шинам (+3,3 В; +5 В; +12 В). В общем, переделка блока питания на ШИМ 2003 в зарядное устройство обещает быть занимательной. Итак, поехали!

Зарядное устройство из блока питания на ШИМ 2003

Переделка такого блока будет осуществляться в два этапа. Первый этап – обман ШИМ 2003. Второй этап – установка напряжения необходимого для зарядки автомобильного АКБ 14,2 В.

Для начала необходимо немного разобраться с принципом работы ШИМ 2003. Информации по данной микросхеме в сети практически нет. Все, что удалось найти — это то, что при начальном включении БП микросхема на доли секунды запускает блок и мониторит выходное напряжение. Если есть отклонения в какую либо сторону хоть на одной из шин (+3,3 В; +5 В; +12 В) от эталонных напряжений, то блок уходит в «защиту», если напряжения в рамках нормы, тогда блок продолжает работать в нормальном режиме.

Перед переделкой блока необходимо изготовить небольшую отдельную плату, которую в дальнейшем подключим к ШИМ.

Плата состоит из стабилизатора 7812 и трех резисторов, которые образовывают делитель напряжения. Номинал резисторов необходимо подбирать, как можно более близко к номиналу указанному на схеме.

При подключении этой схемы к внешнему источнику с напряжением порядка 16 В важно убедиться, что резистивный делитель напряжения собран верно, и на нем присутствуют напряжения +3.3 В и + 5 В, 12 В – это выход из стабилизатора. Как, наверное, Вы уже догадались, с помощью этой платы мы эмулируем идеальные напряжения, которые мы подадим на соответствующие выводы ШИМ 2003.

  • 3-я ножка +3,3 В;
  • 4-я ножка + 5 В;
  • 6-я ножка + 12 В.

Для удобства и наглядности мы нашли схему блока питания JNC 300W.

Далее мы начертили схему подключения нашего делителя, а также все дополнительные необходимые дальнейшие изменения.

Как видим изготовить зарядное устройство из блока питания на ШИМ 2003 не сложно, тут важно, не допустить ошибки.

Немножко закончив с теорией, приступаем к самой переделке. Разбираем блок питания.

Делаем отверстие в радиаторе и крепим к нему нашу плату стабилизатора с делителем.

Питание для стабилизатора берем с конденсатора С 15, там есть напряжение дежурки 16-17 В.

Выпаиваем все провода, которые выходили с блока и оставляем лишь черный (минус) и желтый (+12). Зеленый провод замыкаем на минус (для автоматического старта блока). Питание вентилятора переключаем на шину – 12 В или запитываем его непосредственно от нашего стабилизатора 7812.

Далее отключаем ноги №3, 4 и 6 ШИМ 2003 и подключаем их согласно нарисованной схеме. Важно внимательно рассмотреть трассировку платы, некоторые дорожки, возможно, придется перерезать, а в некоторых местах бросить перемычки.

На этом этапе можно включить блок проверить происходит ли запуск.

Напряжение на выходе должно быть 12В.

Важно. Если в момент пуска происходит пуск блока на пару секунд, затем блок останавливается необходимо проверить: правильно ли собран и подключен наш делитель, присутствуют ли на нем необходимые напряжения, не перерезали ли в ненужном месте дорожку на плате.

Если все хорошо и блок питания завелся можно приступать к корректировке напряжения.

14 нога ШИМ 2003 отвечает за режим ее работы, она подключена к шине +5 В через резистор R62 и к шине +12 В через резистор R60, также на минус она посажена через несколько резисторов. Мы удаляем с платы R62 и R60. На место R60 нам нужно установить многооборотный подстроечный резистор порядка 100-200 кОм, настроенный на 60 кОм.

Резистор лучше всего брать многооборотный для точной и плавной подстройки.

После запуска блока мы можем наблюдать, что выходное напряжение уже изменилось. У нас оно составило 14,8 В.

Выходное напряжение для зарядки автомобильного АКБ можно откорректировать с помощью подстроечного резистора, выставив на выходе 14,2 В.

В общем, на этом нашу переделку можно считать оконченной, зарядное устройство из блока питания готово. Единственное, что еще можно посоветовать, это использовать защиту от переполюсовки т.к. при ошибочном подключении аккумулятора неверной полярностью блок моментально выйдет из строя.

comments powered by HyperComments

Предлагаю вашему вниманию схемы драйверов светодиодных светильников, которые мне пришлось недавно ремонтировать. Начну с простой (фото 1, справа) и схема на рисунке 1.

Светодиодные светильники. Фото 1.
Драйвер светодиодного светильника на CL1502. Рис. 1.

В схеме этого драйвера установлена микросхема CL1502. Микросхем с подобными функциями выпущено уже много, и не только в корпусе с 8 ножками. На эту микросхему в интернете есть много технических данных, к примеру в [1]. Собран драйвер по «классической» схеме. Неисправность была в выгорании пары светодиодов. Первый раз просто закоротил их, так как находился вдали от «цивилизации». Тоже сделал и во второй раз. И когда сгорела третья пара, я понял, что жить этому светильнику осталось мало. Простым закорачиванием пар светодиодов, так просто не обойдёшься. Требовалось что-то по-кардинальные. Ранее я изучал схемотехнику и работу подобных микросхем, с целью укоротить светодиодную лампу, в корпусе трубчатой стеклянной люминисцентной 36 Ватт, с длины 120 сантиметров в 90, так как был в наличии такой светильник, установленный над рабочим столом. И всё удалось и работает. А здесь. Насколько я понял работу подобных светильников, с применением таких драйверов, то ничего плохого не должно происходить после закорачивания хотя бы всех светодиодов, кроме последней пары. Ведь всё в них решает датчик тока, в данной схеме это резисторы R3 и R4. Напряжение выделенное этими резисторами, попадая через выводы 7 и 8 микросхемы CL1502 к компаратору выключения силового ключа работают отлично. Но что-то всё же жжёт светодиоды. Но что? Моё предположение — их жжёт сам драйвер! Светодиоды применённые в этом светильнике, похожи на 2835SMDLED (0,5 Вт одного светодиода). И если это действительно они, то заявленная мощность светильника вполне оправдана. Но у меня, сильные подозрения, что в светильнике стоят 3528SMDLED, которые имеют параметры, чуть ли не на порядок ниже. Но понять мне это очень трудно, так как на SMD светодиодах нет обозначений. Что сделал я? Я убрал с платы резистор R4. При этом уменьшился ток через светодиоды и… светодиоды перестали сгорать. Что интересно, в строительном вагончике, в котором стояли три светильника одного типа, последовательно пришлось ремонтировать все три. И везде пришлось снять по одному резистору. И да, везде упал световой поток, хотя глазом это и трудно определить, но если сравнивать, то заметно.

В другом вагончике, было два светильника с внешними размерами 595х595 мм.. И они тоже «горели». В этих светильниках ячейки состояли из четырёх светодиодов в параллели и было таких 28 ячеек. Так как и там была подобная схема (поднять не удалось), то просто выпаял по одному резистору.

В итоге, можно сделать вывод, что ремонт можно выполнять, по подобной методике, то есть уменьшать ток через светодиоды, так как лучше, пусть светят темнее, чем совсем погаснут. Хотя конечно, правильнее поменять все светодиоды на 2835SMDLED, но это при их наличии.

Драйвер светодиодного светильника на B77CI. Рис. 2.

Схема второго драйвера, изображённого на рисунке 2, я «поднял» со светильника, который нашёл в металлоломе, с механическими поломками корпуса. На рисунке 3 схема четырёх плат светодиодов по 9 Вт каждая. Хотел снять светодиоды для запчастей. И даже, не сразу заметил невзрачную коробочку с драйвером. Схема оказалась почти «монстром».

Фонарь светодиодного светильника. Рис. 3.
Внешний вид платы драйвера на B77CI. Фото 2.

Наличие двух микросхем, двух мощных полевых транзисторов, двух дросселей и двух электролитических конденсаторов 220 мк х 100 В включенных параллельно, указывало на то, что разработчики поработали на славу. Так же присутствует довольно хорошая схема фильтров (смотрите фото 2). Микросхема DX3360T — это, по всей видимости, стабилизатор напряжения, и возможно, с корректором мощности. Я в интернете нашёл только невзрачную картинку, без описания. А на микросхему B77CI не нашёл ни чего, и названия выводов на схеме ставил, по интуиции. В работе этот драйвер не видел. Но предполагаю хорошую работу. Но если, придётся уменьшать ток через светодиоды, то нужно или убрать с платы один-два резистора Rs4..Rs6, или менять на другие, расчётные.

И ещё. Совсем не понятно, как в подобных светильниках организован отвод тепла от светодиодов. Ведь они запаиваются на платки из фольгированного стеклотекстолита, шириной в 5 мм. и толщиной примерно в 1 мм.? Думаю, что почти ни как. Всё ширпотреб.

Иногда они выходят из строя раньше окончания эксплуатационного периода. Ну, не предусмотрел производитель, что напряжение в сети будет прыгать сильнее курса евро на валютной бирже. Никому не придёт в голову ремонтировать сгоревшую лампочку накаливания. Да и ремонт энергосберегающей лампы по стоимости будет часто сопоставим с покупкой нового экземпляра, поскольку большая часть её стоимости именно блок управления.

А вот выбрасывать перегоревшую светодиодную лампу однозначно не стоит. Электронные компоненты платы питания стоят значительно дешевле самих светодиодов, которые «ломаются» крайне редко.

Причины выхода из строя светодиодной лампы

image

При перепаде напряжения чаще всего сгорает микросхема – драйвер питания. Выход из строя диодного моста либо сглаживающего конденсатора скорее казуистика.

В промышленных лампах чаще всего в качестве высоковольтного драйвера питания используют микросхему bp2831. Её задача – обеспечить стабильное напряжение, подаваемое на светодиоды.

Вот классическая схема питания для таких ламп. Понятно, что номинал радиодеталей может незначительно различаться, но общий принцип схемы будет одинаковым.

image

Назначение управляющих выводов:

VCC – положительный полюс питания; GND – земля; ROVP – ограничение напряжение; CS – ограничение тока; DRAIN – выход диммированного сигнала.

Эта микросхема представляет собой ШИМ-контроллер, управляющий сигнал, которого коммутируется через мощный мосфетовский полевой транзистор.

Вот так она выглядит на плате

image
Размещение bp2831 на плате

Аналоги bp2831a

Существует несколько распространённых микросхем для создания драйверов питания светодиодов, например bp3122, bp2832, bp2833. Следует отметить, что принцип работы у всех вариантов одинаковый, есть лишь небольшие различия в подключениях вывода.

Схема включения bp3122

image

Схема включения bp2831

image

Схема включения bp2832a

imageСхема включения bp2833

image

Различаются эти микросхемы лишь мощностью выходного каскада.

Параметры микросхем драйверов питания

Микросхема

Тип корпуса

Мощность выходного каскада, мА

36В 72В
bp9912/9913 TO92/SOT23 75-160 90-200
bp2831 SOP8 160 220
bp2832/2833 SOP8 220 300
bp3122 DIP7 240 320

Как подобрать нужную микросхему для драйвера питания?

Часто бывает, что при перегреве микросхемы маркировка на ней выгорает. Тогда потребуется произвести расчёт приблизительной мощности устройства.

Определяем мощность лампы.

Вариант 1. Смотрим маркировку на корпусе лапы в районе цоколя. Если она стёрлась, а в люстре несколько таких лампочек, скорее всего они одинаковой мощности. В том случае, когда ни на одной лампе не удалось обнаружить маркировку, сравните их яркость с обыкновенными лампами накаливания. Мощность светодиодной лампы приблизительно в пять раз меньше мощности аналога с нитью накаливания.

Вариант 2. Считаем количество светодиодов. Если их очень много – это cmd3528 с напряжением питания 3,3В и силой тока 20мА. Около 20 небольших — cmd 5050 на 3,3В и 60мА, крупные светодиоды — cmd5730 на 3,3В и 0,15А.

Соответственно мощность лампы = количество светодиодов * 3,3В * силу тока одного светодиода.

Лампа на 3Вт, 44 диода Лампа на 4,5Вт, 22 диода Лампа на 9Вт, 20 диодов
48 х 0,02А х 3,3В = 2,9Вт 22 х 0,06А х 3,3В = 4,3Вт 20 х 0,15А х 3,3В = 9,9 Вт

Пиковая мощность драйверов питания

Микросхема

Пиковая мощность выходного каскада, Вт

36В

72В

bp9912/9913 2.7-5.5 7-14
bp2831 6 16
bp2832/2833 8 21
bp3122 9 24

Светодиоды могут иметь последовательное соединение, либо несколько параллельных цепочек.

Внимательно осмотрите монтажную плату. Если на ней последовательно соединено по 22 элемента, напряжение питания цепочки – 72В, когда по 11 – 36В.

Соответственно, сила тока в цепи – номинальный ток диода * количество параллельных цепочек.

Материалы по теме:

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий