Ремонт быстрой зарядки Essager PD 100W

Говорят, что китайские дети делают по утрам зарядку, а вечером несут её в магазин продавать. Наверное, это правда, потому что с быстрыми зарядками мне не везет. Очень давно, когда пределом мощности было ватт 30, взял себе модель на 18 Вт и она сгорела через месяц использования. Через несколько лет, когда популярность начали завоевывать GaN’ы, решился попробовать еще раз и взял какую-то продаваемую модель на 65 Вт с хорошим рейтингом, так у неё сразу по прибытию оказался нерабочим порт type-c, работал только USB A. В тот момент я решил, что больше не буду заказывать быстрые зарядки на Али.

---

Но время шло, обзоры таких зарядок не кончались, они будто манили меня своими небольшими размерами и огромными цифрами мощностей, поэтому однажды я решился попробовать снова и заказал, вроде как, хорошую модель Essager PD 100W. Но прогрессия неисправных зарядок была непоколебима, поэтому в этот раз зарядка просто отказалась включаться. Вообще.

Сначала я морально сдался – наверняка коллега ZeRNoVoz начинает утро с заказа очередной модели, но я не могу приобрести даже трех штук за 15 лет! Потом мне стало любопытно, а что будет с прогрессией, если я закажу еще раз? Зарядку просто раздавит по пути трактор? Или она развалится на тысячи деталей прямо в руках того самого мальчика, который с утра её сделал? Можно проверить, но для чистоты эксперимента придется ждать еще лет пять, это долго. И тогда я вдруг предположил, что если люди покупают зарядки вместо кофе и у них всё окей, причина не в зарядках, причина во мне. Мне достаются неисправные зарядки не просто так, мне они достаются, чтобы я попробовал их починить. Тем более, если зарядка не включается, терять-то, по сути, уже нечего.

Итак, внешне зарядка выглядит так (фото продавца, ведь свою я на этот момент уже раскурочил):


Сначала зарядку надо открыть. Для этого берем ультразвуковой нож и под неодобрительные крики кота аккуратно прорезаем им (ножом, не котом) по всему периметру дна, то есть, той стороны, с которой находятся штырьки для включения зарядки в сеть. Прорезать надо не очень глубоко, где-то миллиметра на 3. Скорее всего, для этого подойдет и обычный канцелярский нож, но раз уж на пике хайпа я купил себе ультразвуковой, надо хоть где-то его использовать, а то лежит бесполезным грузом.

Теперь вставляем в прорезанный паз отвертку или что-то похожее и аккуратно пытаемся подковырнуть дно и отделить его от остального корпуса. Пробуем в нескольких местах, и когда, наконец, звезды сойдутся в нужные фигуры, у нас должно получиться так с одной стороны:


И вот так с другой:


Не обращаем внимание на заусенцы, ведь аккуратность – это мое второе имя, а имя у меня только одно. Но не расстраивайтесь, если у вас также – небольшие замятины корпуса можно исправить феном, только температуру следует выставлять побольше, градусов 200, так как пластик тут или тугоплавкий, или повышенной теплопроводности, в общем, плавиться не спешит.

Да, на фото я уже вытащил из корпуса печатную плату, выглядит она следующим образом:


Смотреть особо нечего, монтаж плотный, да еще и залит герметиком. И со стороны дорожек:


В районе диодного моста (справа внизу) тоже был герметик, но он частично отвалился в процессе извлечения платы из корпуса, поэтому остаток пришлось убрать.

Итак, что можно увидеть по плате? Зарядка представляет собой обычный обратноход с достаточно крупным диодным мостом, отдельным ключом и мелким ШИМ-контроллером в корпусе SOT23-6 (чуть левее середины платы на фото). На входе стоит предохранитель и NTC-термистор (с другой стороны платы), каких-либо фильтров от помех нет. Еще бы, в таком-то размере и какие-то фильтры.

Начинаю проверку с предохранителя и термистора. Предохранитель целый, термистор имеет сопротивление 5 Ом. Достаточно странно, я думал, что будет пробит транзистор и, как следствие, обрыв предохранителя. Тогда подаю на вход напряжение питания. Тут я не стал включать зарядку сразу в сеть, а подключил её к лабораторному БП, на котором медленно повышал напряжение с 50 В до 250 В. Напряжение ЛБП успешно прошло диодный мост и зарядило конденсаторы в первичной цепи, но реакции со стороны блока питания по прежнему ноль.

Тогда отключаю ЛБП, разряжаю лампочкой входные конденсаторы и пытаюсь мультиметром проверить ключ. По всем признакам ключ исправен – пробоя исток-сток нет, а сопротивление между затвором и истоком равняется 10 КОм, что полностью соответствует номиналу резистора, туда подключенного. Также оказываются исправны и три резистора 2512, включенные параллельно в цепь истока ключа, их сопротивление, если верить UT61E, получается около 0.18 Ома, что выглядит вполне реалистично:


Тогда смотрю цепь высокого напряжения дальше – через последовательно соединенные резисторы R1 и R2 по 1.5 мегаома каждый напряжение подается на питание ШИМ-контроллера (вывод 5), где оно шунтируется электролитическим конденсатором:


Резисторы прозваниваются нормально, конденсатор вроде тоже не в КЗ. Тогда остается одно – ШИМ-контроллер. Чтобы убедиться в этом, еще раз включаю БП и замеряю напряжение питания контроллера, как оно вдруг оказывается около 1 В и постоянно скачет! И вот тут я замечаю на плате этого з’асранца:


Небольшой керамический конденсатор типоразмера 0805 включен параллельно питанию ШИМ-контроллера, но впаян почему-то криво, в то время как все другие детали на плате стоят ровно – как будто его впаяли вручную. Это действительно странно, неужели блок питания уже ремонтировали? Иначе как объяснить его ручную пайку.

Зная тенденцию китайских смд-конденсаторов уходить в КЗ, без дополнительной проверки я выпаиваю его и включаю блок питания. К сожалению, снова ничего не происходит. Замеряю напряжение питания ШИМ и вижу, что оно растет примерно до 16 В, затем резко падает до 7, после чего процесс повторяется. Но тут я понимаю, что питаю зарядку от 50 В! Повышаю напряжение ЛБП до 150 В и о, чудо, блок запускается!

Значит, причина была всё же в конденсаторе, остается его только заменить. Рука машинально тянется к коробочке SMD 0805 100 nF (а какой же еще там номинал может быть параллельно электролиту?), но тут вдруг возникает вопрос – а какое напряжение он должен выдерживать? Самый простой вариант – посмотреть номинал электролитического конденсатора по питанию ШИМ и взять такой же. Но конденсатор стоит так, что его номинал прочитать невозможно. Надо выпаивать, но ох как не хочется, поэтому решил сначала посмотреть даташит на ШИМ-контроллер, ведь там должно быть указано напряжение питания. Модель контроллера 2697A:


И это некий Morotech MK2697, квазирезонансный ШИМ-контроллер, специально оптимизированный для создания быстрых зарядок. Если кто не знает, что значит «квазирезонансный» – это просто модное слово. По сути, никакого резонанса в обратноходе нет и быть не может. Но есть нюанс – когда энергия, запасенная в трансформаторе заканчивается, выходной диод закрывается и весь трансформатор электрически «повисает» на плюсовом проводе первичной части. Поскольку у закрытого ключа есть ёмкость, а у обмотки индуктивность, в получившемся колебательном контуре возникают колебания на его резонансной частоте, которые видны осциллографом на стоке ключа. Так вот, квазирезонансный контроллер просто открывает ключ для следующего импульса не по таймингу, а когда это напряжение свободных колебаний на стоке минимально. Таким образом, момент открытия ключа происходит плавнее и динамические потери на открытие меньше:


Примеры применения этого контроллера и похожих можно увидеть здесь (да, всё на китайском, но Гугл неплохо справляется с переводом, читать можно). И из первых же строчек становится понятно, почему контроллер оптимизирован для быстрых зарядок – потому что напряжение его питания может варьироваться от 9 до 90 вольт! В обратноходе напряжение всех обмоток пропорционально, значит, если на выходе небольшое напряжение (в статье пишут про 3.3 В), на обмотку питания контроллера будет поступать, скажем, 12 В. Но когда выходное поднимется до 23 В по запросу клиента, питание ШИМ-контроллера возрастет во столько же раз и составит 23*12/3.3 = 83 В. И данный контроллер это выдерживает, значит, он позволяет сконструировать такую зарядку без вторичного преобразователя на выходе.

Но всё это актуально только для зарядок с одним выходом, ведь если их больше, как ни крути, придется ставить вторичный преобразователь, ведь разным выходам может понадобиться разное напряжение. И это как раз наш случай, значит, для верности придется всё же выпаять электролитический конденсатор и посмотреть его номинал:


Итак, нужен конденсатор на 50 В. К счастью, такие в типоразмере 0805 у меня тоже были, поэтому просто запаял его на плату:


Всё, ремонт завершен, теперь надо зарядку испытать. Для этого подключаю на выход триггер на 20 В, а к нему – электронную нагрузку. Ставлю 1 А (это 20 Вт):


2 А (далее фото нагрузки не делал, там ничего интересного):


3 А:


4 А:


И, наконец, 5 А:


Модный кабель с экранчиком это подтверждает:


То есть, зарядка действительно заявленные 100 Вт держит, её КПД в этом режиме оказывается 89%. Много это или мало – не знаю, опыта работы с такими зарядками у меня нет. Но знаю, что в этой ситуации на зарядке будет рассеиваться 12 Вт, и это достаточно много для такого небольшого боченка. Скорее всего, со временем нагрев его будет весьма солидным, особенно внутри. Кстати, напряжение питания ШИМ-контроллера оказалось 35.8 В без нагрузки и 37 В с максимальной нагрузкой 100 Вт, тут надо отдать должное китайцам, трансформаторы для обратноходов они делать умеют. А выходное напряжение блока питания зарядки всегда составляет 22.2 В.

Теперь надо собрать зарядку обратно и убрать назад в корпус. Так как я отковырял герметик с места на плате, где находится входной диодный мост и закреплен ключевой транзистор, решил туда добавить термопрокладку. Сначала небольшую, чтобы выровнять высоту платы с диодным мостом, её прямо наколол на выводы транзистора:


А затем уже побольше, чтобы закрывала и транзистор, и диодный мост. Таких пришлось сделать два слоя:


Да, изоляционные способности этой термопрокладки я давно проверил, еще когда применял её в прошлый раз – никаких проблем на напряжении 5 КВ у неё нет. Дальше аккуратно убрал плату обратно в корпус:


Остается только чем-то заклеить зарядку обратно, скорее всего сделаю это обычным силиконовым герметиком.

---

В сухом остатке – ремонт зарядки удался, теперь у меня наконец-то есть зарядка/блок питания PD на 100 Вт. И не так страшно современные зарядки выглядят внутри, вполне себе ремонтопригодно в некоторой степени.

На этом у меня всё, спасибо за внимание.