Khắc phục sự cố là một quy trình thường khiến chúng ta quay lại với những vấn đề đơn giản nhất. Khi nhiều bộ phận của một hệ thống đột ngột ngừng hoạt động, dù là các cảm biến hoặc toàn bộ tủ PLC, nguyên nhân có thể là do bộ nguồn bị lỗi.

Kiểm tra bộ nguồn thường là một quy trình khá nhanh, nhưng nếu không có thông tin phù hợp, một số kết quả có thể gây hiểu lầm. Các loại bộ nguồn khác nhau cũng có khả năng sửa chữa khác nhau. Trong nhiều trường hợp, sau khi xác định bộ nguồn bị lỗi, việc thay mới bộ nguồn sẽ hiệu quả hơn nhiều.

 

Bước một: Kiểm tra bằng vôn kế

Bước đầu tiên là kiểm tra các đầu nối của bộ nguồn bằng vôn kế, nhưng kiểm tra các đầu nối đầu vào hay đầu ra trước sẽ hợp lý hơn? Câu trả lời có thể phụ thuộc vào các triệu chứng. 

Nếu chúng ta nhận thấy mọi thiết bị nhận điện từ bộ nguồn đều đã chuyển sang trạng thái “tắt”, thì bộ nguồn là đối tượng bị nghi ngờ đầu tiên. Ở đây, chúng ta có một triệu chứng quan trọng có thể giúp chẩn đoán vấn đề. Hầu hết các bộ nguồn đều có đèn LED “DC OK” hoặc “Power”, đèn này sẽ sáng nếu bộ nguồn đang hoạt động. Nếu đèn LED sáng, chúng ta có thể chuyển sang bước thứ hai để kiểm tra tình trạng tải.

Nếu đèn LED tắt, bộ nguồn không hoạt động và việc kiểm tra các đầu nối đầu vào trước là hợp lý. Nếu đầu vào đang nhận điện đúng cách, chúng ta có thể loại trừ các vấn đề từ phía trước mạch. Hầu hết bộ nguồn được cấp điện áp AC, loại 1 pha hoặc 3 pha, vì vậy đồng hồ phải được cài đặt ở chế độ điện áp AC. Nếu không phát hiện điện áp, hãy kiểm tra các cầu chì, cầu dao hoặc công tắc ngắt mạch nhánh ở phía trước mạch.

 

Hình 1. Hầu hết bộ nguồn công nghiệp sử dụng nguồn đầu vào 1 hoặc 3 pha, được thể hiện bằng các nhãn đầu nối L/N hoặc L1/L2/L3.

 

Nếu điện áp đầu vào nằm trong phạm vi định mức cho phép, đầu ra lúc này trở thành yếu tố chính quyết định các thiết bị có nhận được nguồn điện phù hợp hay không. Kiểm tra các đầu nối đầu ra sẽ cho kết quả rất gần với điện áp đầu ra định mức. Sử dụng chế độ điện áp DC trên đồng hồ để kiểm tra.

 

Điều chỉnh điện áp

Đôi khi có thể điều chỉnh bộ nguồn công nghiệp trong một phạm vi nhỏ để tinh chỉnh đầu ra, nhưng chức năng này được thiết kế để bù cho ảnh hưởng của tải, không phải để khắc phục tình trạng suy giảm theo thời gian. Bạn nên dự định điều chỉnh điện áp ngay khi bắt đầu lắp đặt, lúc hệ thống được bật và tất cả thiết bị đang hoạt động. Không nên sử dụng chức năng này để tăng điện áp nếu điện áp đột ngột giảm sau nhiều năm vận hành.

 

Hình 2. Các đầu nối điều chỉnh điện áp có mặt trên hầu hết bộ nguồn.

 

Kiểm tra bằng bo mạch breakout

Gần như tất cả tủ điều khiển đều sử dụng các khối đầu nối để phân phối nguồn điện và tín hiệu điều khiển. Các cực + và - của bộ nguồn thường có dây dẫn điện áp đến các điểm phân phối này. Nếu khó tiếp cận bộ nguồn, hãy xác định các khối đầu nối này để thực hiện kiểm tra điện áp đầu ra.

Đôi khi đầu ra quá nhỏ để kiểm tra, chẳng hạn như trên cáp USB của bộ sạc điện thoại. Những lúc khác, các đầu nối cực kỳ khó tiếp cận vì bị che khuất phía sau các bó cáp. Nếu việc kiểm tra rất quan trọng, bạn có thể mua các bo mạch breakout. Những bo mạch này biến dây cáp nhỏ hoặc không thể tiếp cận thành một bo mạch lớn hơn với các đầu nối dễ tiếp cận. Tôi luôn cố gắng giữ sẵn một vài loại bo mạch này trong xưởng.

 

Hình 3. Bo mạch breakout cho phép kiểm tra khi các đầu nối của bộ nguồn không dễ tiếp cận.

 

Bước hai: Kiểm tra tải

Nếu phát hiện đầu vào của bộ nguồn chính xác nhưng đầu ra TẮT, điều đó không nhất thiết có nghĩa là bộ nguồn đã hỏng. Ở bước trước, phép đo được thực hiện mà không xét đến việc tải đang hoạt động hay không. Khi tiến hành kiểm tra, có nên kết nối tải hay không? Câu trả lời đúng là cả hai.

 

Kiểm tra đầu ra không tải

Trước tiên, hãy kiểm tra các đầu nối đầu ra khi tải đã được ngắt kết nối (điện áp không tải). Nếu điện áp đầu ra chính xác, điều đó có nghĩa là vấn đề có thể nằm ở tình trạng quá tải, có thể do đoản mạch, ở phía sau mạch. Nếu điện áp không tải đột ngột trở nên quá thấp hoặc tắt hoàn toàn, bộ nguồn có thể là linh kiện bị lỗi. 

Một lần nữa, hãy nhớ kiểm tra điện áp đầu vào trước bước này. Nếu không có đầu vào thì cũng không thể có đầu ra; bộ nguồn không phải là nguyên nhân gây lỗi.

 

Kiểm tra có tải

Sau khi xác nhận đầu ra không tải chính xác, hãy tiến hành kiểm tra có tải. Đây là phép kiểm tra trong điều kiện thực tế, vì điện áp không tải không phải là đại lượng chúng ta thực sự cần xác định. Điều chúng ta cần biết là bộ nguồn có còn hoạt động bình thường khi các thiết bị được kết nối hay không.

Kết nối lại dây tải và kiểm tra diễn biến. Có thể xảy ra một trong hai trường hợp:

Điện áp đầu ra sẽ giảm nhẹ. Đây là hiện tượng bình thường. Khi dòng điện chạy qua tải, điện áp nguồn luôn giảm. Tuy nhiên, mức giảm không được đáng kể, nhưng rất khó xác định chính xác mức giảm bao nhiêu là phù hợp. Có thể nói rằng: “Nếu mức giảm quá lớn, bộ nguồn đang hỏng và không thể đáp ứng tải”. Hãy giảm tải hoặc thay bộ nguồn.

Điện áp đầu ra có thể giảm xuống 0. Hiện tượng này thường thấy ở các bộ nguồn có chức năng bảo vệ quá tải, như nhiều bộ nguồn công nghiệp. Khi sử dụng quá nhiều thiết bị tải, chúng có thể tiêu thụ nhiều điện hơn một chút so với khả năng cung cấp. Dây tải đấu sai hoặc bị hỏng có thể gây đoản mạch và tiêu thụ lượng điện QUÁ lớn. Trong cả hai trường hợp, dòng tải vượt quá mức tối đa định mức và điện áp đầu ra sẽ giảm xuống 0. Ngay khi tải được loại bỏ, điện áp sẽ được khôi phục. Hãy tìm nguyên nhân gây quá tải và loại bỏ nguyên nhân đó.

 

Bước ba: Kiểm tra linh kiện

Bộ nguồn tuyến tính và bộ nguồn chuyển mạch đều cung cấp điện áp đầu ra, nhưng phương pháp hoạt động khá khác nhau.

Khi một bộ nguồn chuyển mạch được cắm điện, nhiều linh kiện bên trong được nối với điện áp lưới, kể cả những linh kiện ở phía đầu ra của biến áp. Không nên kiểm tra hoặc sửa chữa bên trong bộ nguồn chuyển mạch nếu bạn không có công cụ và được đào tạo phù hợp.

Bộ nguồn tuyến tính cung cấp công suất lớn hơn và thường được sử dụng cho các thiết bị chuyển động. Chúng có xu hướng đắt hơn, do đó sửa chữa có thể tiết kiệm chi phí hơn. Tuy vậy, thời gian kiểm tra và sửa chữa đôi khi còn tốn kém hơn cả việc mua một bộ nguồn mới. Nhưng cấu trúc của bộ nguồn tuyến tính khá đơn giản nên việc kiểm tra không quá khó.

Đầu tiên, một biến áp (thường có kích thước lớn) sẽ có một phía cuộn sơ cấp đầu vào, với điện áp AC của nguồn được đặt trên đó. Điện áp cuộn thứ cấp phải được ghi ở đâu đó trên bảng dữ liệu hoặc nhãn của linh kiện, đồng thời cũng có thể được đo dưới dạng điện áp AC. Thông thường sẽ có một cầu chì mắc nối tiếp hoặc được tích hợp ngay trong biến áp. Đây có thể là linh kiện bị hỏng.

Tiếp theo, một cầu chỉnh lưu gồm hai điốt luôn mắc nối tiếp với nhau tại mọi thời điểm. Tất cả linh kiện phía sau, chẳng hạn như tụ điện làm phẳng, sẽ hiển thị điện áp DC. Hãy cẩn thận khi kiểm tra tụ điện; chúng thường có thể tích trữ điện tích nguy hiểm, nhưng trở kháng cao của vôn kế tạo ra một phép kiểm tra an toàn đối với các bộ nguồn có điện áp tương đối thấp này. Phần giữa bộ chỉnh lưu và bộ điều chỉnh chỉ có thể được đo chính xác bằng máy hiện sóng.

 

Hình 4. Bộ nguồn tuyến tính này có một cầu chì (1) mắc nối tiếp với biến áp (2), biến áp có các đầu nối sơ cấp và thứ cấp, cầu chỉnh lưu (3) và tụ điện (4). Loại bộ nguồn này khá đắt, vì vậy việc thay thế linh kiện tương đối dễ dàng có thể khiến sửa chữa trở thành lựa chọn có lợi.

 

Một bộ điều chỉnh điện áp là linh kiện cuối cùng trước các đầu nối tải. Đầu ra của bộ điều chỉnh phải là đầu ra DC ổn định, không gợn, và một lần nữa có thể được kiểm tra bằng vôn kế DC. Đôi khi đầu ra là bộ nguồn tuyến tính có thể điều chỉnh, chẳng hạn như bộ nguồn để bàn hai hoặc ba đầu ra thông dụng. Các bộ điều chỉnh này cũng có thể được kiểm tra, nhưng cần có phương pháp tính toán điện áp đầu ra chính xác; nếu không, phép đo sẽ vô nghĩa.

 

Tóm tắt

Một quy trình nhất quán gồm nhiều bước có thể xác định vị trí lỗi của bộ nguồn. Trước tiên, hãy kiểm tra điện áp đầu vào. Sau đó, xác minh cả đầu ra không tải và đầu ra khi đã kết nối tải; nguyên nhân của vấn đề sẽ có thể được truy tìm. Cuối cùng, lỗi có thể được khắc phục hoặc bộ nguồn được thay thế nếu cần. Kiểm tra bộ nguồn thường không bao gồm kiểm tra các linh kiện bên trong, nhưng với một bộ nguồn tuyến tính tốt, việc này có thể hữu ích. Đối với bộ nguồn chuyển mạch, hầu như không bao giờ tiến hành kiểm tra ở cấp độ linh kiện.

 

Tất cả hình ảnh được sử dụng với sự cho phép của tác giả. Bài viết gốc được xuất bản vào tháng 9 năm 2020.