ICE3B1565J – przyczyny wyłączania, auto-restart, diagnostyka, typowe usterki SMPS

Pytanie

ICE3B1565J wyłącza się ,dlaczego

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• ICE3B1565J wyłącza się, ponieważ wchodzi w tryb AUTO-RESTART/SHUT-DOWN wyzwalany przez jeden z wewnętrznych układów ochronnych (UVLO, OLP/OCP, OVP, OTP).
• Najczęstsze przyczyny w praktyce serwisowej:
  • wyschnięty kondensator na pinie VCC → spadek napięcia poniżej progu UVLO ≈ 10,3 V,
  • uszkodzone sprzężenie zwrotne (transoptor + TL431) → układ “widzi” przeciążenie,
  • zwarcie lub nadmierne obciążenie po stronie wtórnej,
  • uszkodzenie elementów snubber/rezystora pomiarowego prądu,
  • przegrzanie układu (zła wymiana ciepła, podwyższona temperatura otoczenia).

Szczegółowa analiza problemu

1. Architektura ICE3B1565J – co może zatrzymać układ

Kontroler CoolSET-F3 łączy sterownik PWM w trybie prądowym, tranzystor CoolMOS 650 V oraz komórkę startową. Wbudowane progi zabezpieczeń (typowe z DS v2.0):
• VCC(on) ≈ 18 V, VCC(off) ≈ 10,3 V (UVLO)
• VSense(OCP) ≈ 0,65 V (nadprąd jednokrotny)
• VSense(OLP) ≈ 0,35 V przez 50 ms (przeciążenie)
• OTP ≈ 140 °C (złącze)
• OVP (VCC) ≈ 30 V

Po przekroczeniu dowolnego progu sterownik blokuje bramkę MOSFET-u, rozładowuje VCC do ~10 V i rozpoczyna cykl auto-restartu w odstępach ok. 200 ms. Oscyloskop pokaże charakterystyczne “piły” na VCC i krótkie paczki impulsów na GATE.

2. Typowe scenariusze serwisowe

1. Kondensator VCC (10–47 µF/35–50 V, low-ESR) zwiększa ESR → napięcie między paczkami impulsów spada < 10,3 V → UVLO → restart.
2. Zwarcie/obciążenie wtórne lub przerwa w pętli sprzężenia zwrotnego → TL431 wymusza diodę transoptora w stan wyłączenia → sterownik zwiększa wypełnienie, prąd przekracza OLP → shutdown.
3. Uszkodzony snubber (RCD) lub rezystor sense → przepięcia lub zawyżony pik prądu > 0,65 V → natychmiastowe OCP.
4. Niedziałające uzwojenie pomocnicze lub dioda bias → VCC po starcie nie jest doładowywane → UVLO.
5. Zła wymiana ciepła (brak miedzi pod Source, radiator odklejony) → OTP po kilkudziesięciu sekundach pracy.

3. Diagnostyka krok po kroku

1. Wizualna inspekcja PCB, spuchnięte/elko, przebarwienia RCD.
2. “Na zimno”: multimetr – zwarcia na wyjściu, diody Schottky, rezystor Rsense, ciągłość uzwojeń.
3. Wymiana w ciemno kondensatora VCC; kosztuje grosze, rozwiązuje ~50 % przypadków.
4. Oscylogram VCC (sonda 1:10, masa izolowana):
   • Stabilne 14–18 V → OK, szukać gdzie indziej.
   • Piła 10–18 V → problem bias/UVLO.
5. Oscylogram GATE: krótkie pociągi → tryb auto-restart, stałe impulsy → praca ciągła.
6. Obciążenie – uruchomić bez wtórnego układu; jeśli ruszy, przeciążenie leży za przetwornicą.

4. Modele awarii a teoria

• UVLO = f(CVCC, Istartup, bias)
\[ t{run}=C{VCC}\cdot \frac{V{CC(on)}-V{CC(off)}}{I{ctrl}+I{gate}} \]
Zmniejszenie C lub wzrost ESR skraca t_run poniżej czasu, w którym uzwojenie pomocnicze dostarczy energii.
• OLP: energia wyjściowa > Pmax → komparator integruje napięcie Vsense, po 50 ms zatrzymuje PWM.
• OTP: moc strat P_diss ≈ Q_g·f_sw ·V_drive + R_DS(on)·I_pk^2·duty → wzrost temp.

Aktualne informacje i trendy

• Nowe generacje CoolSET-G7/ICE5… zastępują F3, dodając Brown-Out i aktywny burst, co redukuje ilość restartów spowodowanych niestabilnym napięciem sieci.
• Coraz częściej stosuje się kondensatory polimerowe lub aluminiowo-polimerowe na linii VCC dla poprawy ESR w wysokiej temperaturze.
• Trend w SMPS: diagnostyka on-board – nowsze kontrolery wysyłają kody błędów po stronie wtórnej (np. przez UART) ułatwiając serwis.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Analogia: kondensator VCC to “akumulator rozruchowy”. Jeśli padnie, silnik (PWM) gaśnie przed zapłonem (bias).
• Snubber RCD odpowiada amortyzatorowi – wybity amortyzator → uderzenia napięciowe niszczą MOSFET lub przekraczają próg OCP.

Aspekty etyczne i prawne

• Praca na stronie pierwotnej SMPS = bezpośredni kontakt z siecią ~325 V DC po filtrze. Konieczność stosowania galwanicznie izolowanych sond, rękawic, mat ESD-/HV-safe.
• Obowiązek przywrócenia zgodności z EN 62368-1 (bezpieczeństwo urządzeń audio-wideo/ICT) po naprawie.

Praktyczne wskazówki

• Zawsze rozpoczynaj od kondensatora VCC i transoptora – tanio i szybko eliminuje większość usterek.
• Po wymianie elementów wykonaj test obciążeniowy 0 – 100 % z kontrolą temperatury obudowy (< 110 °C).
• Zamiennik ICE3B1565J: ICE3BR1565J (R-series) – “drop-in” z poprawioną odpornością ESD.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Jeśli MOSFET uległ przebiciu wcześniej, mógł wprowadzić przepięcie do VCC i uszkodzić wewnętrzny driver – układ należy wtedy wymienić.
• Niektóre PCB mają zbyt wąskie ścieżki bias – rezystancja ścieżki ≈ 0,5 Ω przy piku 100 mA daje spadek 50 mV, wystarczający do “kołysania się” przy granicznych warunkach.

Sugestie dalszych badań

• Analiza termiczna 3-D (IR) przetwornic małej mocy dla identyfikacji “hot-spotów”.
• Badanie wpływu starzenia kondensatorów na statystykę restartów – metoda Arrheniusa do przewidywania MTBF.
• Wymiana F3 na nowsze układy z aktywnym burst dla lepszej efektywności w standby < 50 mW (wymogi ErP Lot 6).

Krótkie podsumowanie

ICE3B1565J wyłącza się, bo jego zabezpieczenia rejestrują sytuację alarmową. W praktyce najczęściej winny jest: (1) kondensator podtrzymujący VCC, (2) usterka sprzężenia zwrotnego, (3) zwarcie bądź przeciążenie wyjścia lub (4) przegrzanie. Systematyczna diagnostyka – zaczynając od wymiany kondensatora VCC i pomiaru napięć/oscylogramów – pozwala szybko zlokalizować przyczynę i przywrócić stabilną pracę zasilacza.