domenica 29 novembre 2009

CWT150 FATX - Alimentatore switching riparato (parte 1)


Mi hanno regalato, per la cifra simbolica di 6 euro, 2 mini PC dotati di mother board mini ATX Epia ed un'altra mother board nuova di palla con imballo originale. In realtà il tutto era gratis, dei rimasugli ingombranti di laboratorio utilizzati per delle server appliance sperimentali che non hanno trovato mercato. Mi sentivo in colpa a ritirarli "agratis", per cui mi sono offerto di offrire sigarette cappuccino e brioche al Collega che ha deciso di disfarsene. Il materiale arriva nel momento giusto, dopo la decisione di cambiare il vecchio server, di recupero dalla discarica, col contenitore piegato da una caduta accidentale e risistemato a martellate, il tutto tenuto assieme con il nastro adesivo e con un alimentatore talmente rumoroso da sembrare un quadrimotore tupolev di fabbricazione sovietica in piena guerra fredda. Lavorare in ufficio con un fischio costante non è proprio il massimo ed ho resistito solo perchè le finanze languono e di spendere in regime di sciopero della spesa nemmeno a parlarne... per coerenza.
Entrambi i case appena recuperati hanno l'alimentatore rotto, sono senza disco fisso e solo uno di loro ha un banco di memoria da 512Mb. Recupero un disco da 40 Gb (più che sufficienti per lo scopo), ed un alimentatore da PC (il più minuscolo che ho trovato, l'ho attaccato esternamente al case col bi-adesivo) e dopo l'installazione di una distribuzione linux, il server è pronto per lavorare 24/24 7/7 con un rumore attenuato rispetto al precedente ma ancora udibile. La ventola si sente ancora...soffia.

Decido allora di riparare l'alimentatore switching originale in dotazione al contenitore recuperato. Ne ho due, penso, e sicuramente uno lo rimetto in funzione. L'obiettivo è fare pratica con le riparazioni, risparmiare e divertirmi, ovviamente. La decisione di riparare è nata anche da due fattori: un salto da un rivenditore mi ha spinto a prendere la decisione...l'alimentatore nuovo, venduto singolarmente costa attorno ai 90 euro senza iva e senza sconto. Inoltre il rivenditore vuole rifilarmelo assieme al case per ulteriori 60 euro. Per fortuna non riesce a trovarlo in magazzino (scoprendo così che il pezzo se lo era imboscato un suo dipendente) e così me ne vado felice di non dover inventare una scusa per non dargli del ladro davanti ai suoi clienti. L'alimentatore è della Channel Well Technology Co. LTD modello CWT150 FATX, uno switching da 150 W miniaturizzato. Il metodo di riparazione è sempre quello già spiegato nei post precedenti (alimentatore della Fonera e dei telefoni Perfectone IP301). Dato che l'alimentatore è completamente morto, il primo controllo è per il fusibile di ingresso, risultato interrotto ed il secondo controllo, effettuato visivamente, mirato ad individuare se ci sono segni di bruciature. Lo spazio non è poi tanto ed occorre farsi largo dissaldando uno ad uno i componenti dall'ingresso in avanti. Si procede con il controllo dei componenti a valle del fusibile: il termistore, il filtro emi, il ponte dei diodi, il condensatore di livellamento, i mos-fet primari ecc.ecc. Fortuna vuole che un gusto risieda nel ponte raddrizzatore e nel termistore risultato "esploso" (me ne sono accorto dopo in quanto nascosto dal fusibile). Il guasto sembra quindi localizzato nella parte primaria in quanto sembra che i componenti a valle si siano salvati. Tutti i componenti utilizzati per la riparazione sono di recupero: il fusibile da 4A, il ponte raddrizzatore da 600V 2A (KBP06). Per il termistore ho avuto qualche difficoltà. Non ho trovato un SCK054 ma solo un SCK053 e SCK055. L'ultima cifra indica il valore della corrente supportata. Ho scelto quello con corrente più alta anche se non ho compreso bene una cosa. L'alimentatore in ingresso assorbe 2.5A (dati di targa) mentre il ponte è da 2A ed il fusibile da 4A....non dovrebbe essere almeno da 2,5A?

Un termistore PTC da 3A potrebbe andare bene ma ho fatto un ragionamento, conoscendo un pò a memoria lo schema.
In ingresso agli alimentatori switching assieme al filtro EMI, a scopo sicurezza, ci sono solitamente inseriti in serie il fusibile ed il termistore PTC (solitamente simile ad una pastiglia colore nero o verde nel nostro caso) e, in parallelo, due o più soppressori di sovra tensioni ad ossido (resistenze non lineari che presentano un valore molto elevato fino ad una certa tensione per poi ridursi a valori bassissimi oltrepassata questa). Lo scopo dei soppressori è quello di cortocircuitare eventuali sovratensioni di breve durata, ma elevata energia, che i condensatori non sarebbero in grado di assorbire. Questi varistori si comportano, quindi, come corto circuiti a massa per tensioni superiori a quelle limite, salvaguardando i componenti successivi. Sono solitamente posti a valle del fusibile, hanno l' effetto di farlo fondere se l' impulso di sovratensione dura sufficientemente a lungo. Voglio fare cenno alla funzione del fusibile. Ci si potrebbe chiedere perchè non è posto in una posizione accessibile per la sostituzione da parte dell'utente, anzi, spesso è saldato al circuito stampato.
La ragione è che la bruciatura del fusibile, per un alimentatore switching, è un fatto estremo che avviene o per un sovraccarico molto grande che si protrae a lungo, per l'azione dei varistor o semplicemente per il guasto del PWM o dei transistor di commutazione sulla rete che vanno in corto circuito.
Lo scopo del fusibile non è salvare l' alimentatore, ma piuttosto salvare la rete e l' utilizzatore dal guasto dell' alimentatore ed evitare che una corrente eccessiva provochi gravi danni, come esplosione dei condensatori o incendi. Spesso, quando il fusibile brucia, i transistor dello switch primario sono già ampiamente defunti e l'alimentatore è inservibile. Sfortunatamente, il tempo di fusione delle giunzioni dei semiconduttori è molto minore di quella del filo del fusibile.
Lo scopo del fusibile non è quindi quello di salvare questi transistor, ma di evitare una sovra corrente in rete dovuta ad un corto circuito sull' alimentatore stesso.

Unica rara situazione in cui il cambio del fusibile potrebbe essere utile è quella che la sua bruciatura sia dovuta all' intervento dei varistor che ha cortocircuitato un impulso di sovra tensione e che questa non abbia danneggiato nulla a valle. Siccome il fatto è estremamente improbabile e in tutte le altre situazioni il ripristinare il fusibile senza aver rimosso le cause della bruciatura sarebbe non solo inutile, ma anche assai pericoloso, ecco che il fusibile stesso non è accessibile e non ne è prevista la sostituzione da parte dell'utilizzatore. Nel nostro caso, è molto probabile che il guasto sia dovuto alla rottura del ponte (lo spero) che ha mandato in fumo il PTC... per fortuna.
Ad ogni modo per trovare il valore corretto del PTC occorre tenere conto che i condensatori di ingresso, all'inizio della carica, assorbono una corrente direttamente proporzionale alla loro capacità; i condensatori elettrolitici della sezione ad alta tensione dello switching, hanno valori piuttosto grandi (da 220 microfarad in su) e questo causa un forte impulso di corrente all'accensione. Un simile "colpo" di corrente, che può raggiungere molte e molte decine di ampere, per quanto molto breve, non sarebbe ben accolto dai semiconduttori, in particolare dai diodi del ponte raddrizzatore, che rischierebbero la rottura per sovraccarico. Inoltre questo forte impulso di corrente sarebbe anche poco gradito ad eventuali dispositivi di protezione della linea di alimentazione, facendoli scattare.
Ecco perchè, tra il filtro di ingresso e il raddrizzatore, viene inserito un limitatore di corrente costituito dal termistore PTC (nel CS è indicato con TH): il suo scopo è quello di limitare il fortissimo impulso di corrente che si ha all'accensione dell'alimentatore.
Il termistore PTC, all'accensione, è freddo ed ha una resistenza molto alta; questo limita il valore della corrente ad un valore ragionevole basso da non creare danni ai conduttori e agli altri componenti interessati e a non far scattare eventuali protezioni dell'impianto di alimentazione della rete.
Avvertenza : il PTC è caldo quando è al lavoro, per cui a parte il pericolo di scosse è decisamente meglio non toccarlo.
Mano a mano che la corrente carica i condensatori, il termistore si scalda e la sua resistenza si riduce, fino a che diventa trascurabile. Il picco di corrente si attenua e l'alimentatore assorbe la sua corrente di ingresso tipica, che dipende dal carico applicato. Inserire nel nostro circuito un PTC da 3A, comporta farlo lavorare al limite, con conseguente rischio di vederlo "bruciare" senza far intervenire il fusibile. Un valore più alto invece essendo sovradimensionato rispetto al normale valore di intervento del fusibile, lo salverà da morte prematura durante il normale funzionamento, garantendo nel contempo un protezione accettabile in quanto più lento a scaldarsi del modello da 3A. Inoltre entrambi i componenti (da 4 e 5Ampère) hanno un valore Zero Power Resistance di 5 ohm (a 25°C)
Sperando che il ragionamento sia "giusto", procedo con la saldatura dei componenti "nuovi" di recupero e con un pò di ansia decido di provare ad accenderlo. Per l'avvio dell'alimentatore occorre predisporre un minimo di carico in uscita (un paio di lettori CD vanno bene) e dare il consenso all'avvio. Basta collegare il filo verde con un filo nero (la massa) e....funziona!! La ventola parte, i lettori CD si avviano... funziona davvero! Eureka!
Anche questa volta ho salvato un rottame dai rifiuti tossici, consapevole che nessuno riconoscerà mai il mio contributo a salvare l'ambiente a vantaggio di tutti. Pazienza. Resta una grandissima soddisfazione che mi spinge a mandare a quel paese il rivenditore disonesto che nel tentativo di rapinarmi con la vendita del nuovo mi disse con un sorrisetto ebete..."...ci ho già provato a ripararli...è impossibile...lascia perdere..", ma vaffanculo va, incapace!
Alla prossima.

P.S. L'ora non è legale ed il tempo corre. Ripeto: L'ora non è legale ed il tempo corre.

5 commenti:

Sim6680 ha detto...

finalmente trovo un disperato come me che ripara catorci tanto per divertirsi!! BRAVO continua così =D

unamico ha detto...

Grazie. credevo di essere l'unico "imbecille" su questo pianeta.

robertoge67 ha detto...

siamo in tre. ci sto provando anch'io (a riparare uno switching ovviamente)

slowboy ha detto...

Siamo in tre. Ci sto provando anch'io (a riparare uno switching,ovviamente)

unamico ha detto...

wow...la lista si popola....