Электрическая схема степлера

Электрическая схема степлера

В статье описывается методика поиска неисправностей степлера типа J-102А, а также приводится его электрическая схема.

0Однажды мне принесли в ремонт электрический строи­тельный степлер марки J-102A. Устройство уже побывало в руках неизвестных ремонтников, поскольку «родную» кноп­ку включения уже заменили (рис.1) на концевой включатель марки МП1101ЛУХЛЗ 10А (у которого используются только нормально разомкнутые контакты), а так же имелись следы пайки на плате и электродах тиристора.

Рис. 1

Рис. 1

По информации пользователей, устройство работало ха­отически - то работает, то не работает, причём картина ещё изменялась и от температуры окружающей среды.

Поверка на принудительный изгиб провода, по кото­рому на степлер поступает напряжение питания из сети 220 В/50 Гц, позволила определить обрыв одного из про­водников Исправление обрыва не привело к восстанов­лению работоспособности степлера, однако указало на наиболее вероятную первопричину его выхода из строя.

Поскольку силовая часть степлера - соленоид L1 и его подвижный сердечник, выполняющий функцию бой­ка, являются источниками достаточно мощных ударных механических колебаний, для увеличения надёжности печатная плата степлера с СМД деталями была покры­та изготовителем достаточно толстым слоем компаун­да, по прочности примерно равного прочности пласти­фицированной эпоксидной смолы.

Чтобы добраться до деталей и печатных дорожек, пришлось нагревать плату горячим воздухом от монтажного фена, и затем механически удалять всё это покрытие. После снятия компаунда с ремонтируемой печатной платы оказалось, что некоторых радиокомпо­нентах отсутствовала маркировка.

Пришлось копать «глубже», и срисовывать с имеющейся печатной платы схему, а так же разбираться с алгоритмом её работы. Электрическая схема степлера приведена на рис.2, эскиз печатной платы на рис.З.

Рис. 2

Рис. 2

Первичный осмотр электрических соединений степлера показал, что тиристор VS1 выполняет одновременно две функ­ции - он служит однополупериодным выпрямителем для со­леноида L1 и, одновременно, управляемым силовым ключом.

Рис. 3

Рис. 3

Поэтому проверку я начал с простой замены тиристора VS1 типа ВТ151 500R на известно исправные тиристоры КУ202Н, Т122-32-8, а затем и на новый тиристор ВТ151 500R. Замена ничего не дала - степлер делал один - два удара, а потом по непонятным причинам переставал реагировать на нажатие концевого включателя.

После этого я перешёл к поузловому поиску неисправ­ности, для чего в цепь его анода вместо соленоида L1 вре­менно была включена цепочка из 3 лампочек накаливания КМ60 (60 В 50 мА). Степлер был подключён к сети. Свече­ние лампочек не наблюдалось, что могло говорить о закры­том (или оборванном?) проводящем переходе тиристора VS1 Для проверки работоспособности тиристора VS1 его уп­равляющий электрод был отсоединён от схемы управления

степлера. После чего была собрана испытательная схема, которая приведена на рис.4. Работа схемы очевидна и за­ключается в подаче с анода испытываемого тиристора VS1 в цепь его управляющего электрода положительного открывающего напряжения через вспомогательную цепоч­ку VD1R1SB1.

Рис. 4

Рис. 4

Степлер был присоединен к сети. При замыкании контактов концевого выключате­ля SB1 (рис.4) лампочки HL1- HL3 светились. При размыка­нии контактов концевого вы­ключателя SB1 (рис.4) лам­почки HL1-HL3 переставали светиться. Отсюда следовало, что тиристор VS1 типа ВТ151 500R, как силовой элемент, исправен, а так же то, что он имеет ток удержания больше 50 мА. Теперь стало очевид­ным. что неисправны элемен­ты схемы управления тирис­тором VS1.

После проверки цепочка

VD1R1SB1 была отключена от схемы рис.4, цепь управляющего электрода восстановле­на, а лампочки HL1-HL3, которые на время испытаний тиристора VS1 были включены в его анодную цепь вместо соленоида L1, для продолжения дальнейших (безударных) испы­таний степлера были временно оставлены.

На первом этапе проверки компонентов схемы управления были измерены значения напряжений на электродах активных и пассив­ных элементов.

Значение напряжений на обкладках конденсаторов СЗ (1 В) и С4 (1,3 В) (см. рис.2) которые измерены при помо­щи мультиметра типа АРРА 82, были неустойчивыми. Кон­денсаторы СЗ и С4 были отсоединены из схемы, и подвер­глись дополнительной инструментальной проверке на соот­ветствие значению ёмкости маркировке на корпусе, и на­личие утечки при помощи омметра и измерителя ёмкости мультиметра.

У конденсатора СЗ маркировка имелась, а его сопротив­ление (в обе стороны) равнялось 2 кОм, что однозначно оп­ределяло его неисправность. Конденсатор СЗ был удалён с платы и заменён конденсатором типа К57-17 2,2 мкФ 160 В.

Эта замена к восстановлению работоспособности степле­ра так же не привела, хотя напряжение на конденсаторе СЗ при разомкнутых контактах концевого выключателя SB1 уве­личилось до 3 В, и показания вольтметра мультиметра всё так же были не устойчивыми.

Конденсатор С4 не имел нанесённой маркировки, его измеренная ёмкость равнялась 0,25 мкФ, утечка отсутство­вала, поэтому на данном этапе проверки он не заменялся, и не удалялся с платы Ёмкости конденсаторов С1, С2, С5 соответствовали маркировке, при поведении измерений их ёмкости без отсоединения их из платы.

Омметром были проверены активные элементы схемы, а именно переходы транзисторов VT1-VT3, что указывало на их предполагаемую исправность. Физическая замена транзисторов VT1-VT3 на заведомо исправные транзисто­ры типа 1АМосI и BS547 так же не дала положительного результата.

Как видно из рис.2. в схеме управлении тиристором VS1 имеются четыре маломощных однополупериодных выпрямителя с ограничивающими ток через них резисторами R2VD1, R7VD3, R8VD4, R10VD5:

пульсирующее положительное напряжение с цепочки R2VD1 используется для формирования управляющих синхроим­пульсов с частотой 25 Гц и амплитудой, равной напря­жению стабилизации стабилитрона VD2; положительное напряжение с цепочки R7VD3 использу­ется для заряда включающего тиристор VS1 конденсато­ра СЗ; положительного напряжение с цепочки R8VD4, и отрица­тельное напряжение с цепочки R10VD5 используется для формирования сигнала управления тиристором VS1 от контактов концевого выключателя SB1; откалиброванное по амплитуде (около 11 В) сетевые син­хроимпульсы управления поступают на делитель напря­жения на резисторах R3R4, а с него - на базу транзис­тора VT.

К базе транзистора VT1 так же подключён коллектор тран­зистора VT3. Транзистор VT3, управляется по базе напря­жением с выпрямителей на диодах VD4 и VD5, полярность которого зависит от положения контактов кнопки SB1.

Известно, что в таких схемах тиристор VS1 переходит в проводящее состояние только тогда, когда положительное на­пряжение на его аноде, синхронизировано с положительным импульсом управления, который поступает на его управляю­щий электрод.

При замыкании контактов концевого выключателя SB1 тиристор VS1 открывается, и на обмотку соленоида L1 на время положительного полупериода питающей сети поступа­ет напряжение. Сердечник соленоида L1 приходит в движе­ние, и происходит рабочий удар по скрепке. При появлении на аноде тиристора VS1 отрицательного напряжения тирис­тор закрывается, и ток через соленоид прекращается.

Если контакты концевого выключателя SB1 в это время замкнуты, то второго удара не происходит, поскольку конден­сатор СЗ разряжен Если контакты концевого выключателя SB1 в это время разомкнуты, ситуация не изменяется, по­скольку транзисторы VT1 и VT2 закрыты, а конденсатор СЗ находится в процессе заряда.

Очевидно, что второй удар может быть тогда и только тогда, когда контакты концевого выключателя SV1 сначала размыкаются, а только потом - замыкаются.

Дребезг контактов кнопки SB1 и другие возможные бы­стротекущие переходные процессы подавляются в схеме до­статочно хорошо благодаря наличию цепей (R7C3, R8R10C4) с достаточно большими постоянными времени заряда и раз­ряда (R9C4).

Исходя из опыта работы с тиристорами, был сделан вы­вод, что значения напряжения (3 В) на конденсаторе СЗ яв­но недостаточно для переключения тиристора VS1.

Для проверки возможного влияния утечек транзисторов VT1 и VT2 на значение напряжения на конденсаторе СЗ тран­зисторы VT1 и VT2 были удалены с платы. Степлер был вклю­чен сеть 220 В/50 Гц. Напряжение на конденсаторе СЗ по­высилось до 6 В. Степлер был отключён от сети, а в плату был запаян транзистор VT2. После включения в сеть напря­жение на конденсаторе СЗ не изменилось, что означало от­сутствие существенного влияния сопротивления закрытого

VT2 на значение напряжения на конденсаторе СЗ. После это­го в плату был установлен транзистор VT1. Напряжение на конденсаторе СЗ понизилось до 3 В.

Для выяснения, что же в итоге влияет на понижение на­пряжения на конденсаторе СЗ - значение сопротивления пе­рехода э-к транзистора VT1, или помеха (некоторое положи­тельное напряжение на базе относительно эмиттера, которое его приоткрывает) по цепи его управления, его база была кратковременно отсоединена от платы. Напряжение на кон­денсаторе СЗ увеличилось до 6 В.

Такой результат однозначно определял исправность тран­зистора VT1, а так же то, что транзистор VT3 не полностью открывается. Поскольку управление транзистором VT3 осу­ществляется поступлением в цепь его базы напряжения с конденсатора С4 (в статике и в динамике) состоянием кон­тактов концевого выключателя SB1 на данный момент, ста­ло очевидно, что уровня напряжения на имеющейся ёмкос­ти конденсатора С4 (0,25 мкФ) не хватает для обеспечения достаточного открывания перехода э-к-транзистора VT3 и как результат, нормальной работы всей цепи управления. По­этому конденсатор С4 был удалён с платы, и заменён на но­вый, заведомо исправный конденсатор ёмкостью 1 мкФ.

После такой замены и включения степлера в сеть каж­дое замыкание контактов концевого включателя SB1 приво­дило к вспышке ламп накаливания HL1-HL3. После размы­кания контактов концевого выключателя возникновения по­вторной вспышки лампочек не наблюдалось.

Контрольные лампочки были отсоединены, а соленоид L1 присоединён к схеме степлера. После этого была прове­дена послеремонтная механическая сборка корпуса и окон­чательная проверка. Степлер заработал нормально.

Детали

Транзисторы VT1,VT2,VT3 можно заменить на любые кремниевые СМД транзисторы с напряжением э-к от 10 В и выше, например, SK2, BS547 - 847 (UK-Эmax = 45 В, UK-б max = 50 В, Р = 350 мВт) или 1АМосI.

SMD конденсатор СЗ обязательно должен быть с малой утечкой, танталовый, для ремонта такой можно «добыть» с материнских плат от неисправных ПК.

Индуктивность соленоида L1, измеренная при помощи из­мерителя иммитанса Е7 -15 равна 19 мГн, диаметр прово­да обмотки - 0,5 мм.

Рекомендации

Для надежной и долговременной работы степлера, при замене конденсатора СЗ всё же лучше установить не оксид­ный конденсатор (например, типа К73-17). Дело в том, что конденсаторы такого типа «легко» переносит длительную ра­боту в цикле заряд - полный разряд, и не требуют формов­ки, что возможно после длительной паузы в использовании инструмента, а так же работе при низких температурах Этого нельзя сказать об оксидных конденсаторах, к которым относятся, в том числе, и использованные производителем в схеме степлера SMD танталовые конденсаторы.

То, что при такой замене конденсатор СЗ будет явно боль­ших габаритов, не проблема - его можно без труда устано­вить внутри корпуса степлера, зафиксировав клеем.

Автор: Сергей Ёлкин, г. Житомир


Электрическая схема степлера

Похожие записи:



Как очень быстро сделать арбалет

Ремонт для комнаты подростка девочки своими руками

Как сделать куриные котлеты ребёнку