МИР ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ ПК

технический журнал для специалистов сервисных служб

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Блок питания принтера Hewlett Packard LaserJet 1320

Как мы и обещали в прошлом году, продолжаем цикл публикаций посвященных одному из наиболее массовых и популярных современных лазерных принтеров. В сегодняшнем номере мы рассмотрим блок питания принтера HP LaserJet1320. Именно блок питания в лазерных принтерах является модулем, ремонтировать который пытаются очень многие, и даже те, кто не очень хорошо представляет, что такое лазерная печать. Но это, и в самом деле при ремонте блока питания не так уж и важно. И, что самое интересное, ремонт блоков питания очень часто дает положительный результат. Что же касается принтера HP LaserJet 1320, то степень ремонтопригодности его блока питания является очень высокой. А поэтому отказ блока питания в этом принтере не является серьезной проблемой, тем более что теперь у вас имеется его принципиальная схема.

 

Открыть схему блока питания HP LaserJet 1320 в  формате PDF

 

В принтере Hewlett Packard LaserJet 1320 используется импульсный блок питания. Особенностями этого класса источников питания является более высокое значение КПД, меньшие масса и габариты. Блок питания принтера физически размещается на плате контроллера механизмов (рис.1), которую в документации называют платой DC-Controller, а многие специалисты называют главной (материнской) платой принтера.

 

Рис.1 Плата Engine Controller (DC-Controller) принтера HP LaserJet 1320

Блок питания принтера HP LaserJet1320 является однотактным импульсным источником, построенным по обратноходовой автогенераторной схеме. Отличительной особенностью блока питания принтера LaserJet 1320 от блоков питания других, предшествующих, моделей, заключается в более простой схемотехнике первичной части. В этом принтере не используется микросхема мощного ШИМ-контроллера, которая во всех предыдущих моделях являлась заказной микросхемой. Отказ этой микросхемы был равнозначен отказу всей платы, т.к. приобретение микросхемы было очень проблематичным. Теперь же, в качестве ключевого элемента импульсного преобразователя используется полевой транзистор, имеющий множество аналогов. Именно это и делает схему блока питания принтера Laser Jet1320 не очень сложной для ремонта.

 

Входные цепи

Входные цепи источника обеспечивают защиту от помех, токовых бросков и бросков напряжения первичной питающей сети. Разъемом для подключения сетевого кабеля принтера является разъем J101.

В составе входных цепей этой модели принтера можно отметить следующие элементы защиты: токовый предохранитель FU101, варистор VZ101, варистор VZ102, термистор TH101.

Варистором VZ101 обеспечивается защита первичной части блока питания от повышенного напряжения сети. В том случае если всплеск сетевого напряжения превышает порог срабатывания варистора VZ101 (620В), сопротивление последнего значительно снижается, и через него (а значит и через входной предохранитель FU101) начинает протекать значительный по величине ток. В результате этого предохранитель «выгорает», но при этом остальная часть электроники чаще всего остается невредимой.

Термистором TH101, являющимся термистором типа NTC (термистор с отрицательным ТКС), обеспечивается защита диодного моста от пускового броска тока.

Конденсаторами C111, С112, С101 – С106, варистором VZ102 и дросселем L102 обеспечивается фильтрация как симметричных, так и несимметричных импульсных помех питающей сети.

Выпрямление переменного тока сети осуществляется диодным мостом, состоящим из четырех диодов D111 – D114, а сглаживание выпрямленного напряжения обеспечивает конденсатор С107, на котором, в результате, создается постоянное напряжение величиной около 300В.

Входными цепями также обеспечивается и некоторая защита блока фиксации (печки) от сетевых помех (но сам модуль управления печкой на схеме не представлен – его мы рассмотрим в следующем номере журнала).

 

Инвертор

Инвертором обеспечивается преобразование выпрямленного сетевого тока в импульсный ток трансформатора T501. Ключевым элементом такого преобразователя является N-канальный MOSFET-транзистор Q501. Так как на транзисторе рассеивается достаточно большая мощность, его размещают на радиаторе. Транзистор выполнен в корпусе типа TO-220. Внутренняя структурная схема транзистора и его цоколевка корпуса представлены на рис.2, а в табл.1 приведены его основные характеристики. Отказ этого транзистора не является слишком серьезной проблемой. Даже если отсутствует возможность приобретения именно транзистора 2SK3565, то вместо него можно использовать практически любой мощный полевой транзистор, т.е. аналогов у него очень много, достаточно просто открыть справочник по полевым транзисторам.

 

 

Рис.2  Транзистор 2SK3565

 

Таблица 1. Характеристики транзистора 2SK3565

Параметр

Значение

Напряжение сток-исток [VDS]

900 V 

Напряжение сток-затвор [VDGR]

900 V 

Напряжение исток-затвор [VGSS]

± 30V

Постоянный ток стока [ID]

5A

Импульсный ток стока [IDP]

15A

Мощность, рассеиваемая на соке [PD]

45W

Сопротивление перехода сток-исток во включенном состоянии [RDS(ON) ] 

(при ID=3A и VGSS=10V) 

2.0 W 

Ток утечки стока [IDSS]

100 uA

Время нарастания [tr]

30 ns

Время включения [tON]

70 ns

Время спада [tf]

60 ns

Время выключения[tOFF]

170 ns

Очень необычным решением, использованным в данном блоке питания, является установка в цепи протекания первичного тока предохранительного резистора R560. Его наличие призвано защитить первичную обмотку импульсного трансформатора от "выгорания" при пробое транзистора Q501. Кроме того, резистор способен обеспечить защиту и самого транзистора Q501 от теплового пробоя при увеличении первичного тока. Резистор R560 является резистором предохранительного типа (Safety Type), которые перегорают при протекании через них большого тока, и, фактически, эти резисторы являются инерционными предохранителями.

Инвертор представляет собой однотактный обратноходовой преобразователь автогенераторного типа. Пусковой цепью преобразователя является резистивный делитель R570/R501/R502/R503. Автогенерация транзистора Q501 обеспечивается третичной обмоткой трансформатора Т501 (конт.5 – конт.6) и частотозадающей цепью, состоящей из конденсатора C502, резисторов R504/R505 и диода D502.

Длительность импульсов на затворе Q501 может ограничиваться транзистором Q502. Это позволяет регулировать время открытого состояния Q501, т.е. позволяет изменять количество энергии, запасенной в трансформаторе Т501. Именно таким образом осуществляется регулировка и стабилизация выходных напряжений источника питания. В свою очередь, транзистор Q502 управляется оптопарой обратной связи – PC501, которая формирует сигнал, пропорциональный величине напряжения +24В.

Транзисторы Q503 и Q504 образуют триггер защиты, который позволяет заблокировать работу инвертора (а значит, и всего блока питания) при возникновении аварийных режимов работы на выходе источника питания. Такими аварийными режимами являются:

- значительное превышение напряжения +24В;

- перегрузка (короткое замыкание) в канале +24В.

Информация о возникновении этих аварийных режимов работы поступает на триггер через оптопару защиты – PC502. Если триггер срабатывает, то работа источника питания блокируется, и его повторный запуск будет возможен только после выключения принтера с помощью сетевого рубильника.

 

Вторичные выпрямители

Отличием источника питания принтера LaserJet 1320 от источников питания всех других принтеров заключается еще и в том, что у импульсного трансформатора имеется всего одна вторичная обмотка. Это значит, что непосредственно с помощью трансформатора формируется только одно выходное напряжение (+24В). Остальные же вторичные напряжения (+3.3В и +5В) получают импульсным преобразованием напряжения +24В (рис.3). При этом преобразователи напряжений +3.3В и +5В являются понижающими.

 

Рис.3. Конфигурация преобразователей напряжений блока питания HP LJ1320

 

Токовая защита канала +24V

Перегрузка и короткое замыкание в канале +24V определяются с помощью токового датчика, состоящего из двух параллельно включенных резисторов R524 и R525. Падение напряжения на этом токовом датчике прямопропорционально величине тока нагрузки, и это падение напряжения контролируется операционным усилителем IC502. Если ток канала становится слишком большим, на выходе усилителя (на конт.14) формируется сигнал высокого уровня, что приводит к открыванию стабилитрона ZD503 и "включению" оптопары PC502. В результате, это приводит к срабатыванию триггера первичной цепи (транзисторы Q503 и Q504).

 

Защита от превышения напряжения в канале +24V

Защита от превышения напряжения в канале +24V обеспечивается стабилитроном ZD502, оптопарой PC502 и триггером на транзисторах Q503 и Q504. При превышении напряжения в канале +24В, стабилитрон ZD502 открывается и через светодиод оптопары PC502 начинает протекать ток. Это, как мы уже рассматривали, приводит к срабатыванию триггера и отключению блока питания.

 

Цепь обратной связи канала +24V

Стабилизация выходного напряжения +24В осуществляется методом широтно-импульсной модуляции. Длительность импульсов на затворе Q501 определяется потенциалом на базе Q502, а он, в свою очередь, прямопропорционален току через светодиод оптопары PC501. Оптопара PC501 управляется сразу тремя элементами:

- операционным усилителем IC502 (выходной конт.8);

- компаратором IC501 (выходной конт.13);

- транзистором Q210.

Величина тока оптопары PC501 определяется операционным усилителем IC502, в зависимости от разности напряжений на его входах (конт.9 и конт.10). На конт.10 подается опорное напряжение, полученное с помощью стабилитрона ZD510, а на конт.9, через изменяемый делитель подается выходное напряжении +24В. Изменяемый делитель, состоящий из резисторов R519, R520, R521, R522, позволяет легко дорабатывать плату на этапе монтажа под параметры установленных элементов. В частности, на представленной схеме, резисторы R522 и R521 исключаются из делителя перемычкой, установленной между контактами CP4 и CP2.

Транзистор Q210, открываясь по команде от микроконтроллера (CPU),обеспечивает протекание через светодиод максимального тока, который позволяет блокировать источник питания. Этим самым обеспечивается защита при возникновении ошибки в работе механизмов принтера.

Защита от превышения напряжений в каналах +3.3V и +5V

Компаратор IC501 (выходной конт.13) обеспечивает защиту от превышения напряжения в канале +5В. Напряжение канала +5V сравнивается с опорным напряжением, которое получается делением +24В с помощью резистивного делителя R283/R280. Когда на выходе компаратора устанавливается сигнал низкого уровня, через светодиод оптопары PC501 начинает протекать максимальный ток, и источник питания выключается. Эта защита необходима на случай пробоя транзистора Q505, в результате которого на низковольтный канал +5В может быть подано значительно большее напряжение, а именно +24В. Через рассмотренный компаратор IC501 также обеспечивается защита и от превышения напряжения в канале +3.3В. Если транзистор Q510 в канале +3.3В пробивается, то напряжение +24В через диод D509 прикладывается и к каналу +5В, в результате чего компаратор IC501 срабатывает аналогичным образом.

Регулятор напряжения +5V

Напряжение +5В получают импульсным преобразованием напряжения +24В. Ключевым элементом понижающего преобразователя является транзистор Q505. Импульсы на его затворе формируются компаратором IC501 (выходной конт.1) и транзистором Q507. Полученные на стоке транзистора Q505 импульсы, сглаживаются конденсатором C517, а дроссель L502 запасает энергию, необходимую для подержания тока в нагрузке. Диодом D506 обеспечивается подзаряд конденсатора C515 энергией, накопленной в дросселе L502 в периоды, когда транзистор Q505 закрыт.

Токовая защита мощного транзистора Q505 обеспечивается токовым датчиком R532 и транзистором Q506.

Защита от превышения входного напряжения импульсного преобразователя осуществляется стабилитроном ZD505.

 

Регулятор напряжения +3.3V

Напряжение +3.3В, также как и +5В, получают импульсным преобразованием напряжения +24В. Ключевым элементом понижающего импульсного преобразователя является транзистор Q510, который внешне напоминает микросхему. Импульсы на затворе Q510 формируются компаратором IC501 (выходной конт.14) и транзистором Q509. Сглаживание импульсов преобразователя обеспечивается конденсатором С517, а накопительным дросселем является L503. Ток нагрузки при запирании Q510 обеспечивается диодом D508.

Токовая защита транзистора Q510 обеспечивается токовым датчиком R543 и транзистором Q508.

Защита от превышения напряжения в канале +24В осуществляется стабилитроном ZD506.


 

Понравилась статья? Узнали что-то новое и интересное?

Вы можете выразить благодарность автору статьи скромным денежным переводом.

рублей Яндекс.Деньгами
на счет 41001206996010 (Развитие журнала "Мир периферийных устройства ПК")
 

Профессиональная инфракрасная паяльная станция


Яндекс.Метрика
Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования