Ремонт автомобильного усилителя своими руками
Ремонт автомобильного усилителя своими руками
Реальные примеры ремонта усилителей для авто
Здесь я поделюсь своим скромным опытом в области ремонта автомобильных усилителей. Надеюсь, информация пригодиться начинающим радиомеханикам в их нелёгком деле восстановления аудиоаппаратуры, а также автолюбителям, знакомым с электроникой и желающим починить свой усилитель самостоятельно.Для начала, хотелось бы рассказать о том, как включить автоусилитель без автомагнитолы и в домашних условиях. Подробнее об этом читайте здесь. Это понадобиться при ремонте автоусилителя.
Если под рукой нет достаточно мощного блока питания, то подойдёт любой на напряжение 12V и ток 1 — 3 ампера. Но тут стоит понимать, что он нам нужен лишь для того, чтобы включить и наладить усилитель. Эксплуатировать на полной мощности мы его не будем, поэтому потребляемый ток будет минимальный.
Также настоятельно рекомендую прочитать или взять на заметку материал по устройству преобразователя автомобильного усилителя. Эта информация очень важна.
Ну, а теперь, примеры ремонта из реальной практики. В основном они касаются одного из главных блоков любого автоусилителя — преобразователя напряжения, или по-другому — инвертора.
Ремонт автомобильных усилителей CALCELL.
1. Неисправность: автоусилитель уходит в защиту. На передней панели светится красный светодиод PRT (Protect — "защита"). После пары включений усилитель вообще перестал подавать признаки жизни — светодиод PRT перестал светиться.Причиной неисправности оказался транзистор 2N4403 в цепи микросхемы TL494CN (преобразователь). Один из его переходов был пробит. Кроме этого сгорел резистор на 10Ω (Ом). На фото R7 — это он. Пока резистор "терпел" — усилитель включался, но уходил в защиту. Как перегорел — усилитель перестал включаться вообще.
Цоколёвка биполярного P-N-P транзистора 2N4403.
Почему усилитель уходил в защиту? Дело в том, что данный транзистор входит в состав цепи вкл./откл. Из-за пробоя P-N перехода транзистора усилитель не включался и уходил в защиту.
Под рукой подходящей замены PNP транзистору 2N4403 не оказалось. Поэтому была предпринята рискованная попытка взять такой же транзистор из предварительного каскада одного из каналов усилителя. Благо они там были. Да, подумаешь, решил я, ну вытащу оттуда транзистор, запаяю взамен неисправного, проверю усилитель. Ай, да, так и сделал. Но после нескольких секунд после включения я почуял запах гари. Оказалось, что из-за отсутствия 1 маааленького транзистора мощные комплементарные транзисторы выходного каскада УМЗЧ стали жутко греться. К счастью, транзисторы уцелели. Поэтому я не советую так "хитрить".
Замену транзистора осложняло то, что он был заляпан каким-то резиновым клеем, которым приклеены к плате бочонки электролитов.
2. Усилитель CALCELL POP 80.4 не включается. Перегорают защитные предохранители.
Аппарат пришёл "дохлый", видимо после некорректного подключения. После беглого осмотра деталей без выпаивания обнаружилось, что пробит стабилитрон на 11V в "обвязке" микросхемы ШИМ-контроллера TL494CN. Также обнаружился пробой самой микросхемы TL494CN. При замере сопротивления между выводом 12 (+ питания, Vcc) и 7 (- питания, GND) мультиметр показал — "0". По всей видимости было сильно завышено напряжение питания усилителя.
После замены микросхемы TL494CN и стабилитрона на 11V была предпринята попытка включить усилитель. Но, после включения засвечивался красный светодиод PRT на несколько секунд (как и должно быть), а затем полная тишина… . Блок питания, от которого запитывался усилитель уходил в защиту из-за перегрузки по току.
Оказалось, что одна из двух групп MOSFET-транзисторов на плате преобразователя сильно греется. Транзисторы другой группы — холодные. После проверки 3-ёх транзисторов STP75NF75 которые грелись, выяснилось, что они пробиты (Исток — Сток). Также был пробит транзистор 2N4403, который является буферным для данного плеча преобразователя. Более подробно со схемой типового преобразователя (инвертора) автоусилителя можно ознакомиться тут.
После замены буферного транзистора 2N4403 и трёх MOSFET’ов STP75NF75 (маркированы как P75NF75), автоусилитель стал исправно работать.
3. Усилитель CALCELL POP 80.4. При включении усилителя загорается красный светодиод "PROTECT" и через несколько секунд тухнет. Усилитель не включается — индикации нет.
Такое бывает, когда преобразователь уходит в защиту из-за большого потребления тока или короткого замыкания в нагрузке. Нагрузкой в данном случае является все четыре усилителя, блок фильтров и предусилители.
Наиболее вероятная причина срабатывания защиты — выход из строя выходных транзисторов. В усилителе CALCELL POP 80.4 в качестве выходных транзисторов применяются мощные биполярные транзисторы. Оценить их исправность можно вот по этой методике, причём выпаивать транзисторы вовсе не обязательно. Как правило, пробой перехода транзистора определяется легко, мультиметр начинает противно пищать зуммером — сигнал того, что между выводами транзистора нулевое сопротивление.
Стоит учесть, что при такой быстрой проверке связанные с проверяемым транзистором детали (маломощные транзисторы и т.п.) могут влиять на показания. Поэтому если есть сомнения — выпаиваем и проверяем транзистор отдельно. Нередки случаи, что пробитыми бывают как раз элементы, связанные с нашим транзистором, а не он сам. В некоторых усилителях, например, таком как SUPRA SBD-A4240, в качестве выходных транзисторов применяются MOSFET’ы. MOSFET-транзисторы можно проверить универсальным тестером, так как для таких целей обычный мультиметр годится не всегда.
Вернёмся к нашему усилителю. Для большей наглядности я буду ссылаться на принципиальную схему данного усилителя — схема автоусилителя CALCELL POP 80.4. При проверке выходных транзисторов у одного из них переход База — Коллектор (B-C) "звонился" как пробитый. На схеме он обозначен как Q312 (2SA1694). Чтобы проверить работоспособность усилителя, я выпаял неисправный транзистор и его комплементарную пару — транзистор 2SC4467 (Q311). Включил усилитель, но он снова ушёл в защиту. Значит где-то осталось что-то горелое. Кроме того сильно грелись маломощные транзисторы Q309 (MPSA06) и Q310 (MPSA56). Проверка показала, что у транзистора Q309 (MPSA06) пробиты оба перехода.
Так как в продаже комплементарной пары 2SC4467/2SA1694 не было, то решил заменить более мощными аналогами — парой 2SA1943/2SC5200 производства фирмы TOSHIBA. Вот такими. На ощупь тяжёленькие и внушают доверие .
После установки новых транзисторов 2SA1943/2SC5200 оказалось, что они крупноваты и из-за этого плата не влазит в корпус.
Пришлось выкусить небольшую часть печатной платы, чтобы они убирались в корпус и плотно прилегали к поверхности.
После замены усилитель стал исправно работать.
Во время электропрогона я заметил, что даже без нагрузки маломощные транзисторы в предусилителях довольно ощутимо греются. При проигрывании музыки с обильными басами нагрев усиливается. Усилитель работал на два сабвуфера (по одному в мост).
Возможно, длительная работа на максимальной мощности привела к перегреву и выходу из строя маломощного транзистора MPSA06 (Q309), а это в свою очередь к пробою перехода Б-К мощного транзистора 2SA1694 (Q312) в выходном каскаде усилителя.
4. Нестандартный случай. В ремонт принесли только что купленный в магазине усилитель CALCELL. По словам владельца после подключения питания из вентиляционных отверстий усилителя пошёл дым.
После вскрытия и осмотра печатной платы оказалось, что на выводах одного из MOSFET транзисторов преобразователя есть следы паяльной пасты, шариков припоя. Вот фото.
Судя по всему, через остатки припойной пасты при включении пошёл ток. Из-за этого канифоль в пасте нагрелась и стала испаряться в виде белого дымка. После этого усилитель не включался из-за припойной перемычки, образовавшейся при оплавлении паяльной пасты. Не секрет, что дешёвая электроника, сделанная в Китае, не проходит предпродажной проверки. Отсюда вот такие "ляпы".
Ремонт автомобильного усилителя Lanzar VIBE 221.
Диагноз: автоусилитель не включается. Нет индикации светодиодов. Судя по внешнему виду печатной платы, усилитель пытались чинить, и даже были заменены ключевые MOSFET транзисторы в одном из плеч преобразователя. Вместо родных IRFZ44N были установлены STP55N06. Но усилитель приказал долго жить. Также в цепи затворов МОП-транзисторов были "подгоревшие", но исправные резисторы на 100 Ом. При проверке буферных транзисторов 2SA1023, которые "раскачивают" мосфеты IRFZ44N, выяснилось, что они исправны.После замены микросхемы ШИ-регулятора TL494CN усилитель заработал. На всякий случай были заменены буферные транзисторы 2SA1023 и диоды 1N4148 в цепи база-эмиттер этих транзисторов.
Ремонт автомобильного усилителя Mystery.
Проблема: усилитель включается, но звука нет. Автомобильный усилитель Mystery 1.300 типичный представитель так называемых моноблоков. То есть это монофонический усилитель. Заявленная производителем звуковая мощность — 300W. Такие усилители обычно используют для работы на мощный низкочастотный динамик, то бишь сабвуфер или саб.После вскрытия и осмотра печатной платы выяснилось, что несколько транзисторов (2SB1367 и 2SD2058) плохо пропаяны, имеет место деградация пайки и чрезмерный нагрев мест пайки. Транзисторы, судя по всему, являются частью стабилизаторов на 15V во вторичных цепях питания. Служат эти стабилизаторы для питания операционных усилителей и фильтров усилителя. По-другому этот узел можно назвать предусилителем. Именно к нему мы подключаем те самые "тюльпаны", по которым подаётся звуковой сигнал с автомагнитолы. Естественно, если нет питания предусилителя, то и звука не будет.
Почему так произошло? Дело в том, что транзисторы, которые перегревались, не имеют радиатора, корпус их пластиковый. Держатся они на собственных выводах. Дополнительного крепления нет. Из-за перегрева и постоянной тряски (в авто ведь установлен), пайка разрушилась и контакт нарушился. Поэтому стабилизаторы перестали работать. Ещё чуть-чуть и транзисторы просто бы выпали из установочных отверстий!
После восстановления пайки транзисторов, усилитель полностью заработал, но ощутимый нагрев транзисторов наводил на мысль, что через некоторое время будет повтор.
Было решено установить греющиеся транзисторы на самодельный радиатор, чтобы уменьшить нагрев. Также обновить пайку выводов и сделать её более надёжной. Вот что из этого вышло.
Заодно на радиатор были посажены соседние транзисторы, которые грелись меньше — для придания жёсткости конструкции. Так как транзисторы в пластиковом корпусе и не имеют металлического фланца, нанёс на место теплового контакта с радиатором ещё и теплопроводной пасты КПТ-19.
Кроме всего прочего на печатной плате моноблока имелся явно "вспученный" электролитический конденсатор на 3300 µF* 63V во вторичном выпрямителе. В блоке питания — инверторе обычно ставиться 2 электролитических конденсатора, так как питание усилительных каскадов двухполярное, в районе ± 28 — 37 вольт. Соседний электролит выглядел лучше и не был "вспучен".
Было решено на всякий случай заменить тот электролит, который вздулся новым на 4700 µF * 63V (такой был в наличии). Во время электропрогона автоусилителя выяснилось, что заменённый электролитический конденсатор слегка нагревается. Оказалось, что его подогревают расположенные рядом мощные резисторы. Для справки — у соседнего электролита таких резисторов рядом нет. Это явная недоработка. Как известно, нагрев плохо действует на электролитические конденсаторы, так как электролит быстрее высыхает и их ёмкость уменьшается.
Ремонт автомобильного усилителя Fusion FP-804.
Неисправность: автоусилитель не включается. Индикации нет. После вскрытия причину долго искать не пришлось. В преобразователе сгорели все MOSFET-транзисторы HFP50N06 (оригинал — STP50N06), а также несколько резисторов на 47 Ом в цепи затвора некоторых из этих транзисторов. Также выбило буферные транзисторы 2SA1266.Взамен сгоревших транзисторов HFP50N06 были установлены IRFZ48N, заменены новыми буферные транзисторы 2SA1266, сгоревшие резисторы 47 Ом, а также на всякий случай микросхема ШИ-контроллер TL494CN.
Аппарат включился и стал работать исправно. Но радость моя была недолгой. Спустя три дня мне позвонил владелец усилителя и сообщил, что появился слабый монотонный свист в тыловых динамиках. Свист был слышен только при работающем двигателе.
Первая мысль, что пришла в голову — помехи от генератора, которые попадают в звуковой тракт усилителя. Такое бывает при сделанной наспех проводке и близком расположении питающих и сигнальных (межблочных) цепей. Но электропроводка и межблочные кабели были выполнены качественно, в чём я и убедился. Через день мне привезли уже "дохлый" усилитель Fusion FP-804 со знакомым диагнозом: не включается.
Самое интересное было в том, что индикатор питания "Power" еле заметно светился. Но на это я не обратил внимание. После вскрытия оказалось, что опять вышибло всё те же MOSFET’ы. Так данный усилитель оказался у меня в груде лома — отдали на детали.
Спустя некоторое время решил восстановить этот усилитель, да и хотелось разобраться, в чём же причина повального выгорания довольно дорогих мосфетов в преобразователе. Купил новые транзисторы взамен неисправных, установил и…
При первом запуске стал свидетелем феерического шоу. Сразу после включения послышался нарастающий свист — медленный запуск преобразователя, а потом увидел проскакивающие искры из центра тороидального трансформатора.
Вот она — неисправность! Пробой обмоток в трансформаторе. Если бы замешкал и не выключил, то выжег бы напрочь и эту партию MOSFET’ов.
После этого стало ясно, почему тускло светился зелёный светодиод "Power" при подключенном питании 12V. Ток попадал во вторичную цепь через пробой между обмотками трансформатора и слегка "подсвечивал" светодиод индикации питания. С такой неисправностью я столкнулся первый раз. Единственный выход — перемотка тороидального трансформатора.
Принципиальная схема автоусилителя Fusion FP-804 (он же Blaupunkt GTA-480) приведена тут.
Ремонт автомобильного усилителя SUPRA.
Автомобильный усилитель SUPRA SBD-A4240.Неисправность: Включается штатно — «зелёный светодиод«. Но при подаче сигнала на входы звука нет ни в одном канале. Усилитель молчит.
Данная неисправность не типовая. Для лучшего пояснения методики поиска и устранения поломки, я буду ссылаться на схему данного усилителя. Схема автомобильного усилителя Supra SBD-A4240 (откроется в новом окне).
Замеры напряжения питания во вторичных цепях ничего не дали — всё в норме. После беглой проверки был обнаружен пробитый стабилитрон 7,5V (на схеме обозначен как ZD4).
Пробитый стабилитрон приводил к отключению сигнальных цепей всех усилителей, так как установлен он в цепи блокировки входных сигналов (Q3, Q101, Q201, Q301, Q401, ZD3, ZD4).
Эта цепь блокирует прохождение сигнала звуковой частоты на входы предусилителей. «Блокировка» сигнала происходит на короткое время, сразу после включения усилителя. Делается это для того, чтобы избежать «щелчка» в динамиках.
Так как в наличии стабилитрона на 7,5V не было, то вместо пробитого был установлен стабилитрон на 5,6V (это привело к небольшим искажениям сигнала, позднее установил стабилитрон на 7,5V). После этого стали работать 3 канала с небольшими искажениями, а 1 канал выдавал сильные искажения с признаками самовозбуждения усилителя. При касании пинцетом входа звукового сигнала («тюльпанов») в динамике слышалось периодическое «бульканье».
Подозрение пало на блок входных фильтров, тот, что реализован на операционных усилителях — микросхемах KIA4558 (на схеме U1-A и U2-A). Поэтому, чтобы определить, где же кроется неисправность, была разорвана сигнальная цепь, идущая с выхода блока входных фильтров ко входу предусилителя. Делается это просто — выпаивается один вывод электролитического конденсатора (на схеме это C108).
Далее касаемся пинцетом вывода резистора R115 или вывода базы транзистора Q103. Тем самым мы подаём на вход предусилителя «сигнал-помеху». При этом если усилитель исправен, то в динамиках мы услышим характерный гул. Но в данном случае вместе с гулом в динамике, я опять услышал противное «бульканье». Стало понятно, что проблему нужно искать в предусилителе, а не блоке входных фильтров.
Поиск неисправного элемента в предусилителе осложняло то, что он выполнен на маломощных транзисторах (на схеме Q102 — Q116), которых довольно много. Проверка этих транзисторов без выпайки из платы (на предмет пробоев переходов) результата не дала. Поэтому было решено выпаять все транзисторы предусилителя и проверить их уже более тщательно.
Результата это также не дало, хотя и удалось обнаружить два транзистора 2N5551, которые вызывали недоверие. Проверял их универсальным тестером, и они через раз определялись как пробитые. Пришлось их заменить новыми. Все остальные транзисторы оказались исправны, как и другие элементы схемы: диоды (D3 — D5) и конденсаторы. НО! Резисторы я не проверял!
При внешнем осмотре заметил, что на корпусе одного из резисторов (на схеме R124 — 47 Ом) еле заметный подгар. При проверке, оказалось, что резистор в обрыве.
Так как резистор R124 установлен в цепи эмиттера транзистора Q106 (2N5551), то его обрыв приводил к некорректной работе усилителя и тому самому «бульканью». После замены неисправного резистора усилитель стал работать исправно. Также был заменён новым транзистор Q106. Как уже говорил, при проверке пара транзисторов 2N5551 попала под подозрение. Возможно, один из них и есть транзистор Q106, в цепи которого и сгорел резистор R124.
Другая неисправность такого же усилителя.
В ремонт принесли уже знакомый нам автоусилитель SUPRA SBD-A4240 (V1M07) с "выдранными" электролитами во вторичных цепях преобразователя. На мой вопрос: "Как это произошло?", — владелец ответил, что усилитель был в машине, попавшей в аварию. В результате усилитель исправно работал, но в динамиках был жуткий фон — импульсные помехи от преобразователя делали своё дело. На место родных конденсаторов были установлены новые, ёмкостью 2200 мкФ * 35V. Фон пропал.
Если есть возможность, то, конечно, лучше ставить электролиты с большей ёмкостью (2200 — 4700 мкФ).
Бывают случаи, что найти электролитический конденсатор большой ёмкости довольно сложно. Не беда! Можно сделать составной конденсатор из нескольких, ёмкость которых невелика. О том, как правильно соединять конденсаторы читайте вот тут.
Другие мелочи.
Все активные элементы — транзисторы, как полевые, так и мощные комплементарные пары транзисторов устанавливаются на радиатор через изоляционную прокладку из слюды. Для улучшения теплопередачи применяется теплопроводная паста.В некоторых случаях приходится демонтировать печатную плату с корпуса усилителя, который ещё является радиатором. Естественно, теплопроводная паста размазывается, пачкает всё вокруг, к ней прилипает пыль и грязь. Поэтому приходиться убирать её с радиатора и корпусов транзисторов, очищать от неё изолирующие прокладки из слюды. Занятие не из приятных.
После ремонта, всё нужно восстановить, как было. Под рукой должна быть теплопроводящая паста КПТ-8 или КПТ-19. Наносить пасту лучше с обеих сторон, и на металлическую подложку транзистора и на радиатор. В таком случае слюда будет посередине и с обеих сторон покрыта слоем термопасты. Наносить много пасты не советую, главное, чтобы на поверхности образовался ровный, тонкий слой пасты.
Советую по случаю также прикупить слюды. Я, например, купил слюдяную пластинку размером 10 * 5 см. и толщиной около 1 мм. Слюду можно легко «расслоить» с помощью острого лезвия ножа. Получиться несколько изоляционных прокладок из слюды. Их можно использовать взамен сломанных, испорченных, потерянных изоляционных прокладок. Слюда легко нарезается ножом на пластинки подходящего размера.