Осциллограф Tektronix 2246, блок питания, обзор, ремонт.

У многих радиолюбителей и поныне пользуются огромной популярностью аналоговые осциллографы Tektronix 2246 и им подобные. Выпускаться они начали в 80-90х годах прошлого века, и в настоящее время их можно приобрести по довольно сносной цене.
Не миновала и меня эта полоса, я не удержался и приобрёл по дешевке, как неисправный (с неисправным блоком питания), подобный осциллограф.

Конструкция осциллографа вполне ремонто-пригодная, и добраться до блока питания обычно особого труда не составляет.
Для этого необходимо будет снять сначала плату процессора, потом алюминиевую крышку-крепление, на которую и крепится плата процессора, и под ней расположен отсек блока питания.
Блоки питания в этих осциллографах, как не странно - импульсные, хотя осциллограф и аналоговый, но на работе самого прибора это ничуть не сказывается.

Да, но прежде чем вынимать отсек с блоком питания, нужно не забыть отсоединить высоковольтный провод для питания высоким напряжением осциллографическую трубку, и так же разъём с тремя проводами, тоже идущим к цепям трубки, ну и снять рычаг включения-выключения осциллографа.

Ну и потом уже вынимаем из корпуса и саму плату блока питания.

Так что же из себя представляет блок питания Tektronix 2246? Смотрим внимательно на схему осциллографа.

Схема блока питания.

Из анализа схемы видно, что блок питания состоит из двух блоков питания.
Первичный блок питания выполнен на ШИМ-контроллере МС34060Р, с выходным транзистором Q2201 и своим силовым трансформатором Т2203. Узел запуска ШИМ-а выполнен на транзисторах Q2204 и Q2211. Первоначальное питание на ШИМ подаётся с резисторов R2203 и R2204. Силовая вторичная обмотка - выводы 1-2. Вторичная обмотка 8-9 используется для питания ШИМ-а после запуска БП.
Вырабатывает этот блок питания напряжение 44 вольта, которое питает уже второй блок питания (основной), выполненный на силовых транзисторах Q2209 и Q2210 и на своём силовом трансформаторе Т2204. От этого блока питания (трансформатора) уже и питаются все основные цепи осциллографа.

Зачем так сделано? Ну скорее всего для надёжности, и если будут какие либо неисправности в силовой импульсной части блока питания, или он выйдет из строя в момент работы прибора, то выход из строя (пробой) выходного транзистора Q2201 не повлечёт за собой выхода из строя дорогостоящих цепей самого осциллографа. Прибор просто выключится, то есть пропадут все вторичные напряжения, которые вырабатывает второй блок питания.

Силовой полевой транзистор Q2214, здесь является ключом, и в случае каких либо изменений с питающим напряжением 44 вольта - выключит силовые транзисторы Q2209 и Q2210. Все выходные напряжения пропадут.

Ну как я уже говорил, прибор мне достался с неисправным блоком питания и при визуальном осмотре, монтаж в районе силового транзистора Q2201, был изрядно попорчен каким-то горе "мастером", так же видно было, что первый силовой трансформатор (на 44 В) выпаивался из платы и вскрывался, медная лента была грубо запаяна. Печатные дорожки от него тоже были попорчены и заменены обычными проводами.
Зачем нужно было его выпаивать - не понятно, так как по крайней мере в моей практике я не встречался с необходимостью ремонта подобных силовых трансформаторов. Обмотки у них как правило выполнены толстыми проводами и они не успевают сгорать при пробое силовых транзисторов, хотя может быть бывают и исключения. Ну да ладно, пойдём дальше.

Проверка цепей и полупроводниковых приборов второго блока питания (Q2209, 2210Q) показала его полную исправность и оставалось запустить лишь первый блок питания 44 вольта, выполненный на ШИМ-контроллере МС34060Р.
Для этого я отключил второй блок питания, то есть закоротил затвор полевого транзистора Q2214 с общим проводом, до момента, пока напряжение 44 вольта первого блока питания не будет в норме.
Понятно, что все проверки под напряжением и все включения блока питания я производил через разделительный трансформатор, ну и соответственно блок питания включался в сеть с последовательно включенной лампой накаливания 95 вт.

После проверки и замены некоторых деталей в районе силового транзистора Q2201 и восстановлении монтажа (кстати вместо Q2201 я установил IRF840), было произведено первое включение БП. На источник питания 44 вольта была подключена нагрузка, чтобы блок питания не работал в холостую.
Блок питания запустился, но через секунду остановился и запустился вновь. Так продолжалось до тех пор, пока блок питания был включен в сеть. Напряжение 44 вольта появлялось на момент запуска БП и пропадало при его остановке, соответственно "прыгало" и напряжение питания ШИМ-контроллера (56 вольт у вывода 10 по схеме).
Чего я там только не проверял, заменил и ШИМ-контроллер - всё бестолку, поэтому наверно у первого "мастера" и опустились руки. Кстати насчёт замены транзисторов и ШИМ-контроллера скажу позже.

На следующий день (на свежую голову) меня осенила мысль - раз выпаивался и разбирался силовой трансформатор, то может быть он и перематывался, и перематывальщик мог перепутать или направление намотки обмоток, или распайку выводов, ведь не зря на схеме помечены точками начало обмоток трансформатора (фазировка), и от этого может быть на вторичный выпрямитель (на диод CR2202) подаются импульсы не той полярности и диод не выпрямляет их, а просто запирается, и вторичного напряжения для питания ШИМ просто нет, а первичного соответственно хватает только на запуск. Раз так, дай я попробую поменять местами концы вторички, питающей ШИМ (выводы 8-9 по схеме), тем более, что дорожки там были попорчены и нужно было только перекинуть крест на крест провода.

Перепаял, включил. Блок питания запустился, но сразу же вспыхнул резистор R2265, стоящий последовательно со стабилитроном VR2206. Блок питания сразу выключил - это уже легче, значит иду правильным путём.
Резистор заменил, стабилитрон остался целым, не успел пробиться.
Почему сразу сгорел резистор? Если всё исправно, то такого не должно быть, и если горит резистор, значит ток через стабилитрон намного завышен, а завышен он может быть лишь в том случае, если завышено напряжение. Значит перематывальщик мог ещё и ошибиться с количеством витков этой обмотки (может намотал пару лишних витков), так как напряжение силовой обмотки 44 вольта было в норме.
Вам конечно такая неисправность не грозит, так как она внесённая в схему "мастером", а не возникшая сама по себе в процессе работы осциллографа, но всё равно решил с Вами ею поделиться, может быть кому нибудь и пригодится.

Не перематывая трансформатор, напряжение можно погасить только одним путём. Для этого включил последовательно с выпрямительным диодом CR2202 резистор 240 Ом 2 вт. Включил опять блок питания. Всё в норме, но опять сильно греется резистор R2265 и начинает греться и стабилитрон VR2206. Заменил резистор 240 Ом на резистор 330 Ом, включил БП опять - всё работает, резистор R2265 слегка тёплый, стабилитрон VR2206 не греется, напряжение 44 вольта в норме.
Далее снял перемычку с затвора полевого транзистора второго основного БП, нагрузил выпрямители на 5 вольт и 7,5 вольт нагрузочными резисторами, отпаял провод от умножителя (чтобы ВВ часть не работала без трубки) и включил блок питания. Проверил, погонял, все напряжения в норме, температурный режим в норме. Всё. можно собирать и устанавливать в осциллограф и проверять совместную работу.

Собрал всё полностью, включил осциллограф. Осциллограф запустился, отработал тест, написал в конце что-то про батарею. Проверил его работу в разных режимах, всё отлично, выключил его, потом через минуту опять включил - всё нормально. Выключил и потом включил через пять минут. Все настройки ручек сбросились и осциллограф опять начал с теста и опять написал про батарею. Ну всё понятно - дохлая батарея, поэтому положения ручек не запоминаются и с каждым новым включением память сбрасывается.
Вскрыл снова корпус, снял плату процессора, выпаял батарею.

Батарея трёх-вольтовая такой вот конструкции, впаивается в плату тремя точками. Точно такой под руками не было, нашёл плоскую, тоже на три вольта. Впаял её в плату процессора и поставил перемычку на плату туда, куда впаиваются положительные выводы старой батареи, так как у новой батареи два контакта пайки (плюс и минус), а у старой два плюсовых контакта и сам контакт, как перемычка на плате (там разные цепи не соединённые дорожками).

Опять всё собрал в корпус, включил осциллограф, проверил работу, выключил, подождал десять минут, включил. Запустился он сразу без теста, все органы управления остались в положении предыдущего состояния. Ну вот и всё, что от него и требовалось.

Замена деталей блока питания.

Ну теперь поговорим о деталях установленных в осциллографе и их замене на аналоги. При просмотре тех-описания, прежде всего бросается в глаза маркировка деталей в продукции Tektronix. У них своя специфическая маркировка, которая обозначает номер партии детали и её принадлежность к определённому типу. Например транзисторы маркируются кодом 151-ххх-хх, электролитические конденсаторы кодом 290-ххх-хх, высоковольтные 285-ххх-хх, постоянные 281-хххх-хх, диоды 152-хххх-хх ну и т.д.
Начнём с ШИМ-а. В этом блоке питания установлен ШИМ МС34060Р.

Анализ и сравнение этого ШИМ-а по "даташиту" с другими показал, что ему есть дешевая и полноценная замена, если его в настоящий момент не оказалось под руками.
По своим характеристикам этот ШИМ полностью идентичен TL494. Вернее TL494 - это усовершенствованный ШИМ МС34060Р с той лишь разницей, что у него два выходных транзистора и есть возможность работы в двух-тактном режиме. Даже цоколёвка полностью совпадает. И чтобы превратить TL494 в МС34060, нужно отогнуть вверх или в горизонтальное положение выводы 8 и 9 TL494 (чтобы DIP16 превратить в DIP14) впаять её (или вставить в панель) на место МС34060 и замкнуть на плате вывод 11 (будет 13 у TL494) с выводом 7. Вывод 11 у МС34060 пустой, а у TL494 (получается как раз 13) он переключит режим её работы в однотактный.

Теперь транзисторы. В принципе в блоке питания можно ставить любые транзисторы соответствующей мощности, структуры и соответствующему напряжению, и если будут отличаться по параметрам, то лучше в бОльшую сторону.

Оригинальные транзисторы установленные в блоке питания:
   - Q2201 - 151-1214-00 = IRF830. Можно ставить IRF840, IRF740 и им подобные;
   - Q2202, Q2204, Q2208 - 151-0190-00 = 2N3904 и им подобные по характеристикам;
   - Q2203, Q2211 - 151-0188-00 = 2N3906 и им подобные по характеристикам;
   - Q2209, Q2210 - 151-0476-03 = TIP31C. Можно ставить КТ819 и им подобные;
   - Q2212, Q2213 - 151-0276-01 = 2N5087 и им подобные по характеристикам;
   - Q2214 - 151-1197-00 = IRF533 и им подобные по характеристикам.

Теперь о замене электролитических конденсаторов в блоке питания. На первый взгляд кажется, что электролитические конденсаторы установленные в блоке питания не торцевые, а длинные осевые, установленные вертикально, но это только на первый взгляд. На самом деле электролитические конденсаторы блока питания торцевого типа, и вывод от корпуса конденсатора который спускается сверху - никуда в плате не подключен. Может он просто используется для увеличения прочности.

Так что при желании если сопротивление у конденсаторов будет повышенное, можно все старые конденсаторы в блоке питания заменить на современные. Они гораздо меньше по объёму и весу, и плата с заменёнными конденсаторами будет выглядеть таким образом.

Это плата не моего блока питания, это я просто показываю Вам, как будет выглядеть плата с заменёнными конденсаторами. У себя я их не менял, так как ESR конденсаторов на моей плате были в норме, а у Вас, если в этом будет необходимость и желание, смело меняйте на современные.

P.S.
Да, имеется у меня ещё и расшифровка кодовых маркировок радиодеталей фирмы Tektronix и какие аналоги установлены под такими маркировками. Не всех, но бОльшая их часть. Приводить здесь всю таблицу смысла наверно нет, будет очень длинная.
Если кому-то из Вас понадобится расшифровка, то пишите в комментариях, что найду - помогу.

Удачи всем!