Матричные принтеры Epson серии DFX предназначены для значительных объемов печати, а поэтому они являются высокоскоростными устройствами, печатающими на перфорированной ленточной бумаге. Высокая скорость печати приводит к тому, что механизмы принтера потребляют значительную мощность, которая должна обеспечиваться блоком питания принтера. Но, к сожалению, надежность источника питания принтера DFX-8000 оставляет желать лучшего.

Принципиальная схема блока питания принтера Epson DFX-8000 приводится на схеме DFX8000_PS.pdf Как и положено современному источнику питания с большой выходной мощностью, он является импульсным. Если более точным, то в состав блока питания входят два импульсных источника (два преобразователя), имеющих при этом различные типы инверторов.

1. Первый импульсный преобразователь обеспечивает формирование напряжения +35В, которое используется для питания соленоидов печатающей головки и для питания таких механизмов, как двигатели, соленоиды, вентиляторы. Этот импульсный преобразователь, построенный по двухтактной схеме, управляется ШИМ-регулятором. Импульсный трансформатор этого преобразователя имеет обозначение T1. Назовем этот преобразователь силовым

2. Второй импульсный преобразователь обеспечивает формирование напряжений +5В, +12В и −12В. Этот источник построен по схеме однотактного автогенераторного преобразователя, формирующего импульсный ток в трансформаторе T4. Будем считать этот преобразователь основным.

Рассмотрим особенности схемотехники блока питания.

Входные цепи

Входные фильтры имеют самое обычно построение, за исключением того, что установлены два каскада фильтров подряд, что обеспечивает более качественную фильтрацию сетевого напряжения.

Сетевой выпрямитель представляет собой интегрированный диодный мост DB1. Ток через диоды этого выпрямителя ограничивается резисторами большой мощности (по 9 Вт) — R0, R2, R3. Ограничение тока осуществляется в моменты, когда работает основной преобразователь, а также в моменты запуска силового преобразователя. Когда пик тока, вызванного запуском блока питания и запуском силового преобразователя, пройдет, ограничивающая цепь резисторов отключается. Такое отключение цепи происходит за счет ее шунтирования симистором TY1. Управляется (открывается) симистор напряжением с конденсатора C8. Управляющий сигнал на открывание симистора формируется после того, как конденсатор C8 зарядится от вторичной обмотки трансформатора T1. Таким образом, симистор будет отключать ограничительную цепь только после того, как начнет работать силовой преобразователь. Наличие перемычки J1 позволяет доработать блок питания под номинал сети 110В (доработка осуществляется установкой перемычки)

Силовой преобразователь

Представляет собой двухтактный импульсный преобразователь, силовыми ключами которого являются Q1 и Q2. При поочередном переключении этих транзисторов через первичную обмотку T1 (конт.11- конт.9) течет импульсный двунаправленный ток. Импульсный двунаправленный ток вторичной обмотки (конт.2- 3-5-6) выпрямляется диодной сборкой DT1, включенной по схеме двухполупериодного выпрямителя.

Транзисторы Q1 и Q2 управляются микросхемой ШИМ-регулятора, функцию которого выполняет IC1 (TI594). Микросхема TI594 аналогична TL494, о которой написаны тома литературы, а поэтому ее рассмотрение мы обойдем стороной. Управляющие сигналы от микросхемы IC1 на затворы транзисторов Q1 и Q2 подаются через согласующие трансформаторы T2 и T3, которые также обеспечивают гальваническую развязку между первичной и вторичной частью блока питания.

Силовым преобразователем обеспечивается формирование трех напряжений: VP1, VP2, VP3. Все эти напряжения имеют один номинал: +35В, а отличаются они лишь цепями, которые к ним подключены:

   — напряжение VP1 используется для питания половины печатающей головки (9 иголок);

   — напряжение VP2 используется для питания второй половины печатающей головки (другие 9 иголок);

  — напряжение VP3 для питания плунжера, вентилятора головки, двигателя каретки, двигателя бумаги, двигателя зазора головки, двигателя перемотки красящей ленты. Кроме того, напряжение +35В подается на разъем CN5, к которому подключается вентилятор блока питания.

Стабилизация напряжения +35В, а также его токовая защита осуществляется микросхемой ШИМ-регулятора IC1. В первую очередь, задачей данного источника питания является обеспечение стабильности тока, и защита от превышения тока сверх установленного значения. Контроль напряжения и тока осуществляется сразу несколькими цепями.

1. Контроль уровня напряжения осуществляется за счет делителя, состоящего из резисторов R33, R34 и VR1. Сигнал обратной связи по напряжению подается на конт.1 микросхемы IC1.

2. Контроль общего тока в канале +35В осуществляется за счет делителя напряжения R30-R31 и токового датчика R32. Сигнал от этого комбинированного токового датчика подается на конт.15 и конт.16 микросхемы IC1. Изменение тока приводит к изменению длительности импульсов, управляющих транзисторами Q1 и Q2.

3. Защита от превышения тока осуществляется компараторами IC2A, IC2B и IC3B, которые получают сигналы от токовых датчиков: R37, R38 и R39. Эти три датчика тока осуществляют измерения тока отдельно в каждом из каналов VP1, VP2 и VP3. В случае превышения тока в любом из трех каналов микросхема IC1 блокируется подачей на ее конт.4 сигнала «высокого» уровня. Это приводит к отключению силового преобразователя.

4. Включение и выключение всего силового преобразователя осуществляется сигналом от микропроцессора принтера. Таким сигналом является PD, который управляет транзистором Q7. Эмиттер этого транзистора подключен к конт.14 микросхемы IC1 (на схеме соединительная точка отсутствует). Если транзистор Q7 открыт, то силовой преобразователь выключен, а закрывание транзистора Q7, наоборот, приводит к запуску силового преобразователя. Поэтому для запуска силового преобразователя, микропроцессор устанавливает сигнал PD в высокий уровень. Только после активизации сигнала PD, на выходе блока питания появляется напряжение +35В.

5. Кроме того, через транзистор Q7 осуществляется защита от превышения напряжения в канале +35В сверх установленного значения. Увеличение напряжения +35 В приводит к формированию на выходе компаратора IC4B сигнала низкого уровня, открыванию Q7 и к блокировке преобразователя.

6. Напряжение канала +35В контролируется, кроме всего прочего, еще и компаратором IC5A. На вход компаратора подается напряжение с делителя R33, R34 и VR1. Этот компаратор формирует на выходе сигнал CL в том случае, если определяется перегрузка в канале +35В. Сигнал CL подается на вход микропроцессора принтера, и его активизация приводит к снижению скорости печати – таким образом микропроцессор пытается уменьшить нагрузку блока питания.

Основной преобразователь

Основным преобразователем формируются напряжения:

   — +5В для питания всей электронной части принтера и цифровых микросхем;

   — +12В для питания цепей последовательного интерфейса;

   — −12В является дополнительным напряжением для интерфейсных цепей.

Рассмотрим назначение отдельных узлов преобразователя.

1. Силовым ключом основного преобразователя является транзистор Q4, который создает импульсный ток в первичной обмотке трансформатора T4 (конт.10 – конт.8). Пусковой ток автогенераторного преобразователя создается резисторами R15 и R16.

2. Резистор R19 (токовый датчик) и транзистор Q5 обеспечивают токовую защиту транзистора Q4.

3. Обмотка трансформатора (конт.7-конт.6), резистор R21 и конденсатор C18 образуют цепь автогенерации, задающую частоту переключения для Q4 и максимальную длительность импульсов на его базе.

4. Транзистор Q6 изменяет длительность импульсов на базе Q4, осуществляя, таким образом, стабилизацию выходных напряжений источника питания. Транзистор Q6 управляется оптроном PC2. Световой поток внутреннего светодиода этого оптрона пропорционален уровню выходного напряжения +5В, т. е. стабилизация напряжений осуществляется по каналу +5В.

5. Ток светодиода оптрона PC2 регулируется микросхемой Q8, на управляющий вход которой (конт.3) подается напряжение, пропорциональное +5В с делителя R76, R68.

6. Токовая защита канала +5В осуществляется компаратором IC4A, на один из входов которого подается напряжение с делителя R64, R65, а на второй вход – сигнал с токового датчика (резистор R66). Если определяется превышение тока сверх установленного значения, выход компаратора переводится в «низкий» уровень, что приводит к открыванию стабилитрона ZD1 и протеканию через оптрон PC2 максимального тока. В результате, сигнал обратной связи имеет максимальное значение, и транзистор Q4 закрывается.

Схема контроля входного напряжения

Интересной особенностью блока питания принтера Epson DFX-8000 является наличие схемы, контролирующей уровень первичного напряжения. Схема состоит из микросхемы Q3, и резистивного делителя R12, R13, R14. Микросхемой Q3 управляется оптрон PC1, с выхода которого сигнал подается на компаратор IC5B (конт.5). На выходе компаратора (конт.7) генерируется сигнал SO. Если выпрямленное напряжение сети становится ниже 170В, сигнал SO активизируется. По сигналу SO генерируется аппаратное прерывание микропроцессора, в процессе обработки которого начинается процедура сохранения основных параметров принтера в энергонезависимой памяти.

Схема контроля тока «земли»

Еще интересной схемой в составе рассматриваемого блока питания является схема контроля тока между двумя «землями»: «землей логической» (для каналов +5В и +12В) и «землей силовой» (для канала +35В). Токовым датчиком, регистрирующим ток, протекающий между этими «землями», является резистор R83. Сигнал с этого датчика подается на компаратор IC3A. Если ток «земли» станет слишком большим, компаратор IC3A блокирует работу силового преобразователя подачей сигнала «высокого» уровня на конт.4 микросхемы IC1.

Как уже отмечалось в начале настоящего обзора, блоки питания принтера Epson DFX-8000 не отличаются высокой надежностью, при этом наибольшее количество проблем, конечно же, происходит в первичной его части. Снижению надежности блока питания способствует использование автогенераторного преобразователя в качестве основного источника, а, как известно, запуск такого преобразователя всегда сопряжен с возможностью его отказа. И именно на автогенераторный преобразователь и приходится наибольший процент отказов блока питания. Кроме того, второй источник питания, формирующий напряжения +35В и построенный по схеме двухтактного преобразователя, также не добавляет схеме надежности.

Наиболее частой проблемой, поэтому, является, так называемее «выгорание» первичной части блока питания. Как видно из приведенной схемы, первичная часть данного блока питания ничем особенным не выделяется, а поэтому методики диагностики схемы, проверки отдельных элементов и приемы ремонта являются довольно традиционными, и они неоднократно обсуждались и обсуждаются в самых различных публикациях. Но перечислить наиболее часто отказываемые компоненты и наиболее типичные проблемы (которых крайне мало), все-таки стоит, и сделаем мы это в виде таблицы 1.

Перечисленные элементы дают львиную долю неисправностей рассматриваемого блока питания, хотя известны и сложные неисправности, потребовавшие от ремонтных служб «высшего пилотажа».

Также еще раз напоминаем, что проверки импульсных источников питания необходимо проводить при наличии нагрузки.

И скажем еще несколько слов по порядку запуска блока питания. В момент, когда блок питания запускается, сначала начинает работать основной преобразователь, и на выходе блока появляется напряжение +5В. Отсутствие этого напряжения сразу будет говорить о неисправности именно этого преобразователя. Через некоторое время после появления +5В, сигнал PD устанавливается в высокий уровень и только после этого на выходе блока питания должно появиться +35В.

Таблица 1