CHƯƠNG 5: NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP CỦA MÁY IN
5.2. CÁC HƯ HỎNG TRÊN MẠCH NGUỒN CỦA MÁY IN KIM
Nguồn sử dụng trong máy in kim nói chung thường là dạng nguồn xung ngắt mở (SMPS - Switching Mode Power Supply). Nguồn xung ngắt mở sử dụng tần số (liên quan tới tần số 50/60Hz), thiết bị ngắt mở như là những Transistor lưỡng cực (BJT), MOSFET, Transistor lưỡng cực cách ly cổng (IGBT), hoặc Thyristors (SCRs hoặc Triacs) để chỉnh lưu trực tiếp dòng điện và biến đổi nó thành một dạng xung. Điện áp đầu vào của nguồn xung ngắt mở sử dụng trong máy in kim thường là từ 115 V đến 120 V xoay chiều, hoặc từ 220 V đến 240 V xoay chiều. Đầu ra của nguồn thường cung cấp các điện áp một chiều ổn định + 35 V, + 5 V để cung cấp cho mô tơ và các mạch điều khiển. Với những đặc điểm trên nguồn sử dụng trong máy in kim thường gọn nhẹ, công suất lớn, nó chỉ có nhược điểm là không cách ly giữa nguồn và mass. Một biên áp tần số cao tương đối nhỏ chuyển đổi dạng xung thành một hoặc nhiều đầu điện áp ra, sau đó chỉnh lưu và được lọc bởi các tụ lọc và một dạng mạch lọc hình (pi) kiểu C-L-C, hoặc đầu ra ổn định, chỉ có tụ lọc. Thành phần hồi tiếp cách ly bởi một biến áp xung nhỏ hoặc bộ ghép quang (opto – isolator). Mạch hồi tiếp điều khiển độ rộng xung hoặc tần số xung của thiết bị ngắt mở tới hằng số đầu ra chính. Mạch hồi tiếp thường chỉ lấy từ đầu ra “thứ cấp” đưa về, ổn định các điện áp ra khác.
5.2.2. Thứ tự tìm hư hỏng trên mạch nguồn máy in kim
5.2.2.1. Kiểm tra nguồn điện áp vào cấp cho mạch công suất ngắt mở
Nguồn điện áp cấp cho mạch nguồn của máy in kim bắt đầu từ giắc cắm nguồn điện lưới xoay chiều thường là 115 V hoặc 220 V đưa đến đầu vào của mạch nắn và chỉnh lưu. Trước cầu đi ốt BD1 (D3SBA60 – 4101). Rút nguồn cấp cho máy in, sử dụng tuốc nô vít 4 cạnh tháo các ốc vít bắt giữ vỏ máy mặt máy ra, tháo khối nguồn ra khỏi máy in. sử dụng đồng hồ vạn năng đặt về thang đo điện trở kiểm tra các tụ C2 (0.1µF) và C3, C4 (3300 pF), kiểm tra tiếp bộ lọc nhiễu đường dây (Line Fillter) L1 (ELF20N0 13A), và các đi ốt trên cầu đi ốt DB1. Nếu một trong bốn đi ốt của cầu đi ốt bị chập hoặc bị đánh thủng khi đó ta sẽ thấy hiện tượng bật điện nổ cầu chì.
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy in
Kiểm tra điện áp
119
5.2.2.2. Kiểm tra tải
Đối với mạch nguồn của máy in kim, khi một trong các tải ở đầu ra bị chập sẽ dẫn đến trường hợp mạch bảo vệ bị tác động ⇒ ngắt dao động, ngắt nguồn đầu ra. Điều này rất quan trọng. Do đó khi xác định hư hỏng của mạch nguồn cần phải chú ý đến việc kiểm tra phần thứ cấp của nguồn xem có làm việc đúng không, tải ở các đầu ra của nguồn có bị chập không. Để tiến hành kiểm tra tải của nguồn máy in xem có bị chập không, trước hết phải tháo giắc nối nguồn với bo mạch chính ra. Sau đó kiểm tra các đi ốt nắn điện tại các đầu ra của nguồn, thông thường các đi ốt này là các đi ốt xung. Nếu phát hiện thấy có đi ốt chập, thủng cần phải tiến hành thay thế bằng đi ốt khác. Ngoài ra dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra các tụ lọc, cuộn dây xem có bị đứt, chập không nếu có thay thế bằng linh kiện tốt có cùng trị số
5.2.2.3. Kiểm tra khối dao động
Đây chính là thành phần mạch điện khó kiểm tra nhất trong mạch nguồn của máy in, bởi vì mạch nguồn này được thiết kế rất phức tạp. Trong khối dao động ngắt mở. Một linh kiện hỏng sẽ làm tê liệt hoạt động của mạch dao động.
Để tiến hành kiểm tra mạch dao động được thuận tiện, cần phải chú ý các điều kiện sau:
- Xem kỹ phần nguyên lý làm việc của nguồn, đây là điều kiện cần thiết để tránh được hiện tượng phát hiện sai hư hỏng, dẫn đến mất thời gian và đôi khi làm hỏng thêm mạch điện.
- Phải biết cách kiểm tra, đo đạc linh kiện một cách chính xác. Đây là một việc làm rất quan trọng. Nếu trong quá trình kiểm tra phát hiện hư hỏng, mà bỏ qua một linh kiện nào đó, thì có thể dẫn đến công việc sửa chữa gặp khó khăn.
- Phải khoạnh được vùng hỏng hóc, biết kiểm tra linh kiện nào dễ bị hỏng, linh kiện nào ít hỏng.
Lưu đồ hình 5.1 dưới đây sẽ chỉ ra cách kiểm tra mạch dao động trong máy in kim.
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy in
Kiểm tra điện áp cấp cho cực C 120
Hình 5.1. Lưu đồ kiểm tra mạch dao động trong máy in kim 5.2.2.4. Kiểm tra mạch bảo vệ
Trong mạch nguồn của máy in kim thường sử dụng hai mạch bảo vệ, một mạch có nhiệm vụ bảo vệ khi quá tải hoặc có sự cố ở trên tải lúc đó nó sẽ cắt nguồn. Mạch này sử dụng Opto copler để làm nhiệm vụ so sánh và bảo vệ. Một mạch có nhiệm vụ kiểm tra và ổn định điện áp + 5 V ở đầu ra của nguồn nếu có sự cố trên đầu ra + 5 V mạch này sẽ làm việc và khoá nguồn, mất dao động.
Kiểm tra điện áp cấp cho cực C Transistor ngắt
mở Bắt đầu
Kiểm tra Transistor
ngắt mở
Kiểm tra dao động
Kiểm tra các đường
hồi tiếp
Kết thúc
Thay Transistor
ngắt mở
Dò phần nguồn từ bộ chỉnh lưu trở
về trước
Kiểm tra các linh kiện liên quan đến
mạch dao động Hỏng
Mất
Mất Tốt
Có
Có
Phần dưới đây sẽ minh hoạ việc sửa chữa hư hỏng cụ thể của mạch nguồn trong máy in kim Epson LQ 570e, dựa vào những minh hoạ này để phát triển và sửa chữa hư hỏng mạch nguồn của các máy in kim khác.
5.2.3. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn máy in kim Epson LQ 570e
Hình 5.2 dưới đây minh hoạ sơ đồ nguyên lý mạch nguồn trong máy in kim Epson LQ 570e
Hình 5.2. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn máy in kim Epson LQ 570e
5.2.4. Phân tích sơ đồ nguyên lý mạch nguồn máy in kim Epson LQ 570e
Mạch này nguồn này là dạng nguồn xung ngắt mở (Switching Power Supply), mạch nguồn này sử dụng IC µPC 494. Tương tự như mạch đã được sử dụng trong hầu hết nguồn có công suất từ 180 W tới 250 W. Điện áp từ 220 V tới 204 V xoay chiều qua giắc nối CN1 tới cầu chì F1 (2.5A/ 250 V). Qua mạch lọc nhiễu đường dây L1 (Line Fillter), là mạch lọc xung nhọn có độ rộng xung nhỏ dưới 0.5 ms, qua các tụ lọc nhiễu đầu vào C1 (0.1 µF), C2, C3 (3300pF/ 250 V) tới cầu đi ốt BD1, nắn một chiều 300 V V tới tụ lọc nguồn C11 (220 µF/
400V ), tụ này dùng để san bằng điện áp. Lúc này do quá trình phóng nạp trên tụ C11 tạo xung điện ban đầu kích cho tầng dao động của mạch dao động ở phần sơ cấp, được sử dụng bởi Transistor Q1 loại K1984 tạo dao động ngắt mở. Lúc này tại các cuộn sơ cấp 8, 9, 11, 14 của biến áp xung T1 (PT86) có điện áp và cảm ứng sang các cuộn 2, 5 , 6., 7. Khi đó tại đầu ra của đi ốt D51 (YG811S09GA) có điện áp một chiều + 35 V nhưng chưa ổn định, một phần điện áp này được đưa về qua Opto coplơ PC1 quay về mạch đưa tới hai Transistor Q2 (C440B) và Q3 (A1015) để điều khiển ổn định điện áp ở đầu ra.
Khi điện áp một chiều + 35 V ở đầu ra đã có thì một phần điện áp này cũng được đưa tới chân 12 của IC µPC 494 trong mạch tạo điện áp + 5 V, tại đầu ra của IC µPC 494 chân 8 sẽ có tín hiệu dao động đưa tới mạch ổn áp + 5 V là Transistor Q51 (A1680) để ổn định điện áp + 5 V ở đầu ra. Ngoài ra trên mạch nguồn này còn được thiết kế mạch bảo vệ quá dòng quá áp, quá tải ở đầu ra cũng như khi có sự cố chập nguồn ở đầu vào. Vì một lý do nào đó như điện áp nguồn dâng quá cao hoặc mạch bị ngắn mạch thì khi đó Thistor TH1 sẽ hoạt động và cách ly phần sơ cấp với phần thứ cấp của nguồn.
5.2.5. Các hiện tượng hư hỏng của mạch nguồn 5.2.5.1. Bật điện nổ cầu chì
Nguyên nhân hư hỏng: Nguyên nhân chủ yếu xảy ra hiện tượng này là do chạm chập các đi ốt của cầu nắn ở đầu vào của mạch nguồn. Các tụ lọc nguồn xoay chiều của mạch lọc nhiễu đường dây bị thủng, hoặc các tụ lọc nguồn một chiều sau cầu đi ốt bị chập, thủng, hay các điện trở phân áp của tụ lọc nguồn bị đứt, hỏng. Mach dao động ngắt mở ở phần sơ cấp bị chập gây nên.
Tiến hành sửa chữa: Đối với mạch mạch nguồn này ta thấy khi có hiện tượng bật điện nổ cầu chì, cần phải tiến hành kiểm tra tụ lọc trên mạch lọc nhiễu đường dây ở đầu vào của nguồn, dùng đồng hồ vạn năng đặt ở thang R x1 đo kiểm tra các tụ C1, C2, C3 nếu phát hiện hỏng thay thế, vì nếu tụ lọc nguồn mắc trên đầu vào bị thủng dẫn đến ngắn mạch đầu vào, cầu chì sẽ bị nổ. Nếu không hỏng kiểm tra cầu đi ốt BD1, dùng đồng hồ vạn năng để ở thang R x 1 kiểm tra các đi ốt trên cầu đi ốt, nếu phát hiện đi ôt thủng, hỏng cần phải thay thế ngay, đối với trường hợp cầu đi ốt được tích hợp chung trong một vỏ, đo kiểm tra phát
hiện hỏng thay thế. Bởi vì nếu cầu đi ốt bị hỏng, nghĩa là một trong 4 đi ốt mắc trên mạch cầu nắn một chiều bị thủng, dẫn đến hiện tượng ngắn mạch. Do đó khi cấp điện lưới xoay chiều cho nguồn cầu chì bảo vệ sẽ đứt. Đôi khi cầu chì bị đứt cũng có thể do nguyên nhân nguồn điện lưới có sự cố và bị dâng lên quá cao, dẫn tới cầu chì bảo vệ đứt hiện tượng này ít khi sẩy ra. Nếu kiểm tra cầu đi ốt mà không thấy hỏng ta tiếp tục kiểm tra tụ lọc nguồn mắc ngay sau cầu đi ốt.
Giả thiết đặt ra, khi có điện áp lưới cấp cho nguồn, do tụ điện bị rò rỉ dẫn đến hiện tượng ngắn mạch trên mạch nguồn điện áp rò sẽ chập xuống đất thông qua Thisistor TH1 và gây ra chập nổ đứt cầu chì. Để phát hiện tụ hỏng đặt thang đo của đồng hồ vạn năng về thang R x 10 đo kiểm tra tụ nếu hỏng cần phải thay thế ngay. Do đó nếu là trường hợp này trước khi thay cầu chì mới cần phải kiểm tra tụ lọc nguồn và thay thế bằng một linh kiện mới có cùng trị số, ngoài ra vì một nguyên nhân nào đó mà Transistor Q1 K1984 bị chập thủng dẫn đến mạch nguồn bị ngắn mạch cũng dẫn đến hiện tượng bật điện nổ cầu chì. Vì vậy cần phải kiểm tra thật kỹ tất cả các nguyên nhân gây ra hỏng cầu chì trước khi cắm điện thông nguồn. Đây cũng chính là một nguyên tắc bắt buộc trong quá trình sửa chữa.
5.2.5.2. Mất dao động không có điện áp ra
Nguyên nhân hư hỏng: Mất dao động có nhiều nguyên nhân, có thể do chập tải đầu ra dẫn đến mạch bảo vệ làm việc và cắt dao động, cũng có thể do IC dao động bị hỏng, các linh kiện liên quan trong mạch dao động bi hỏng, Transistor điều khiển ngắt mở bi chập C - E hoặc dẫn bão hoà...
Tiến hành sửa chữa:
- Kiểm tra tải:Đầu tiên chắc chắn nguồn điện lưới tốt, đo tải xem có bị chạm chập hay không, thông thường ta tiến hành kiểm tra đi ốt nắn ở đầu ra, đây là các đi ốt xung. Trong mạch này đi ốt nắn ở đầu ra là đi ốt D51 cấp nguồn ra + 35 V. Đặt thang đo đồng hồ vạn năng về thang R x1 kiểm tra đi ốt D51 phát hiện hỏng thay thế. Vì khi đi ốt bị chập, thủng thì lúc này giá trị điện áp đầu ra của nguồn bị thay đổi dẫn đến mạch bảo vệ làm việc và cắt dao động, nguồn không làm việc. Ngoài ra trên đầu ra + 35 V còn trích một phần điện áp đưa về mạch bảo vệ sử dụng Transistor Q54 (C1815). Ví dụ: Khi có sự cố chập tải ở đầu ra + 35 V lúc này sẽ có hiện tượng sụt áp, nguồn làm việc mạnh lên, điện áp mẫu tại ZD52 thay đổi làm cho Transistor Q54 thay đổi theo, điện áp hồi tiếp đưa về ôp tô côp ler PC1 thay đổi mạch dao động tắt nguồn ngừng làm việc.
Đối với hiện tượng mất dao động còn do hỏng Opto copler khi linh kiện này hỏng sẽ dẫn đến nguồn mất dao động, không khởi động được.
- Kiểm tra tầng dao động sơ cấp: Trong mạch này tầng dao động sơ cấp sử dụng Transistor Q2 (C440B), Q3 (A1015) được mắc theo kiểu mạch đẩy kéo.
Tầng này dùng để tạo ra dòng điện khởi động lúc ban đầu kích cho mạch dao động chính của nguồn làm việc. Khi tầng dao động sơ cấp hỏng vì một nguyên nhân nào đó thì sẽ không có điện áp trên đầu ra của biến áp T1 và do đó sẽ không có nguồn ở đầu ra. Để kiểm tra, xác định xem có chắc là tầng dao động sơ
cấp hỏng hay không ta tiến hành như sau: Dùng đồng hồ vạn năng đặt ở thang R x10, nhấc chân B, C của Transistor Q2, Q3 lên đo kiểm tra nếu thấy hỏng cần phải thay thế bằng linh kiện đúng chủng loại hoặc tương đương. Nếu không hỏng tiếp tục kiểm tra các linh kiện mắc xung quanh hai Transistor này. Ngoài ra cần phải kiểm tra xem Transistor Q1có bị hỏng không
- Kiểm tra IC µPC494: Để kiểm tra IC µPC 494, IC 51 ta phải biết rõ về cấu trúc của IC để có phương thức kiểm tra cho chính xác, tránh nhầm lẫn gây ra lãng phí không cần thiết. Cấu trúc của IC µPC494 được mô tả như hình 5.3 dưới đây:
Hình 5.3 Sơ đồ khối IC 51 (µPC 494)
Chân (1): + In1 (Input Inverting); chân (2): - In1: Các đầu vào không đảo và đảo của mạch khuếch đại dò sai thứ nhất (ERROR AMP1).
Chân (3): Đầu vào mạch so sánh PWM.
Chân (4): Dead Time Control (kiểm soát thời gian trống) nối với điện trở R24 (47K) với tụ lọc C14 (1µF) nối vào các chân 15, 14, 13 dùng để ổn định điện áp ra và có chức năng bảo vệ. Kết hợp với mạch so sánh sử dụng IC LM 1339.
Chân (5): CT; Chân (6): RT nối với R, C định tần số dao động Chân (7): GND (nối mass)
Chân (8): Điều khiển Transistor T4 Chân (9): GND (nối mass)
Chân (10): GND (nối mass)
Chân (11): Điều khiển Transistor T3 Chân (12): VCC nguồn 12 VDC cấp cho IC Chân (13): OUT CONTROL điều khiển đầu ra
Chân (14): VREF điện áp chuẩn + 5V được tạo ra từ bên trong IC cung cấp cho các mạch Oscillator, Error Amp...
Chân (15): Inverting Input; Chân (16): Noninverting Input: Các đầu vào đảo và không đảo của mạch khuếch đại dò sai thứ hai (ERROR AMP2).
Trong mạch này chân 16 được nối với mass.
Trên cơ sở cấu trúc của IC 51 (µPC 494), dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra điện áp nguồn + 35 V cấp cho IC tại chân 12, sử dụng máy hiện sóng kiểm tra tại đầu ra của IC chân 8, 11 có xung điều khiển cho Transistor Q51 không, nếu các chân này không xuất hiện điện áp một chiều thay đổi ≥ 3V, kiểm tra điện áp chuẩn + 5 V tại chân 13 của IC, nếu không có chắc chắn IC này hỏng cần phải thay thế một IC mới. Vị trí kiểm tra như hình 5.4.
Hình 5.4 Vị trí kiểm tra điện áp của IC 51 5.2.5.3. Nguồn ra thấp hơn bình thường
Nguyên nhân hư hỏng: Nguyên nhân này thường do đi ốt nắn tại đầu ra thứ cấp của biến áp xung T1 bị chập, dẫn đến điện áp nắn tại đầu ra của biến áp giảm đi một nửa.
Tiến hành sửa chữa: Khi dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra giá trị điện áp + 35 V tại chân 4, 5 và điện áp + 5 V tại chân 8, 9 đầu ra của nguồn giắc cắm CN2, thấy thấp hơn bình thường, cần phải kiểm tra các đi ốt nắn cấp điện áp ra cho nguồn. Các điện áp + 35 V và + 5 V tại đầu ra của nguồn được nắn bởi đi ốt nắn D51, đặt thang đo của đồng hồ vạn năng ở vị trí R x1 đo phân cực của đi ốt phát hiện đi ốt hỏng thay thế. Lưu ý đi ốt sử dụng nắn ở đầu ra của nguồn là đi ốt xung. khi bị hỏng không thể thay bằng các đi ốt thường được. Nếu thay bằng đi ốt thường, đi ốt sẽ bị nóng và chập. Xem sơ đồ nguyên lý để biết vị trí của đi ốt D51.
Điện áp chuẩn +5V
Đầu ra lớn hơn hoặc bằng + 3V
5.2.5.4. Nguồn ra cao hơn bình thường.
Nguyên nhân hư hỏng: Mạch dao động cấp cho phần tử ngắt mở một tín hiệu có tần số đóng mở tăng, độ rộng xung tăng, do mạch so sánh và hồi tiếp làm việc sai, các điện trở mắc trên mạch dao động sai trị số.
Tiến hành sửa chữa: Dùng đồng hồ vạn năng tiến hành kiểm tra các điện trở và tụ điện mắc xung quanh Transistor ngắt mở Q1 xem có bị sai trị số không, vì khi các linh kiện này sai trị số dẫn đến mạch dao động hoạt động sai , tần số đóng mở tăng, độ rộng xung tăng dẫn đến nguồn làm việc mạnh lên và các điện áp ở đầu ra của nguồn tăng theo. Phát hiện linh kiện hỏng, thay thế. Nếu không có linh kiện nào hỏng, tiến hành kiểm tra mạch so sánh và hồi tiếp vì nếu mạch này làm việc sai cũng dẫn đến việc Transistor ngắt mở làm việc sai, điện áp ra của nguồn không đúng giá trị. Xem sơ đồ nguyên lý để tiến hành kiểm tra.
5.3. SỬA CHỮA HƯ HỎNG CỦA BẢNG MẠCH CHÍNH (MẠCH ĐIỀU