Topfield TF5X00/Kondensaattorien vaihto

Kaikissa Topfieldeissä on käytetty halpoja kiinalaisia hakkuriteholähteitä, joissa on laadultaan kyseenalaiset kondensaattorit. Tämä ohje koskee otsikosta huolimatta niin malleja Topfield 41xx, 51xx kuin 61xx.

TF600:ssa on konstruktioltaan erilainen hakkuriteholähde kuin muissa. Yleiset kommentit kondensaattorien laadusta sopivat siihenkin. Sen sijaan tässä artikkelissa mainintut detaljit eivät päde TF600:een. Artikkelin lopussa on pieni kappale TF600:sta, jossa on mainittu siihen liityviä asioita.

Sinun kannattaa lukea tämä artikkeli, jos Topfieldisi oireilee seuraavasti:

boksi kaatuilee satunnaisesti ja selittämättä
boksi jumiutuu tai ei lähde enää lainkaan käyntiin
kuva on huono (pikselöintiä)
kiintolevy hajoaa tai toimii huonosti
kovassa kuormituksessa kiintolevy sekoilee eikä kiintolevystä ole löydetty vikaa
tallenteiden toisto pätkii
boksin kello ei pysy ajassa automaattiajasta huolimatta
boksi vastaanottaa huonosti (antenni- tai kaapelisignaalin tasot ovat boksin mukaan huonot vaikka muulla laitteella katsottuna ok)
boksi vastaa jähmeästi ja viiveellä kaukosäätimen painalluksiin

Kaikkiin noihin ongelmiin voi selitys löytyä virtalähteestä. Yleensä listalla olevia ongelmia on totuttu väittämään Topfieldin ohjelmistovioiksi. Osa niistä onkin, mutta Topfieldin virtalähdeongelmat ovat niin yleisiä, ettei sitä kannata jättää ottamatta huomioon. Yleensä nuo ongelmat ryömivät boksiin niin vaivihkaa, ettei Topfieldin omistaja edes muista millainen boksi oli uutena. Eivätkä aina edes täysin uusien boksien virtalähteet välttämättä tuota kaunista sähköä, joten pikkuriesaa on voinut olla jo uudesta pitäen.

Vaikkei boksisi kärsisi yo. ongelmista, niin sinun saattaa kannattaa silti lukea tämä artikkeli, jos olet kiinnostunut boksisi pitkäikäisyydestä. Topfieldin virtalähde on tunnettu kyvystään kehittää vaivihkaa ylijännitteitä hakkurin eri syöttöihin, jotka tuhoavat boksin emolevyltä esim. kiintolevyn virtasyötön komponentit, viritinasteen tai muuta herkkää elektroniikkaa. Mikäli niin on ehtinyt tapahtumaan, ei ongelmasta välttämättä enää selviä tämän artikkelin neuvoilla vaan edessä on kalliimpi korjaus tai jopa koko boksin romuttaminen. Topfieldin virtalähteiden laatu ei ikävä kyllä ole muun boksin tasolla, joten jokaiselle boksin omistajalle tulee tämä artikkeli ennenpitkään ajankohtaiseksi. Mieluummin kannattaa tarttua asiaan ennaltaehkäisevästi ennenkuin boksin sisällä särkyy jotain.

Topfieldin virtalähteen toiminta

Sinun ei tarvitse ymmärtää boksin virtalähteen toiminnasta mitään osataksesi vaihtaa kondensaattorit. Tämä kappale on vain tarjottu informaatioksi kiinnostuneille.

Topfieldin sisällä on niin kutsuttu hakkuriteholähde syöttämässä tarvittavia seitsemää erilaista jännitettä Topfieldin eri komponenteille. Esimerkiksi kiintolevy tarvitsee +5V ja +12V syöttöjä, viritinaste +5V ja +30V syöttöjä ja Topfieldin RISC-prosessori +3.3V syöttöä. Hakkuriteholähteen toimintaidea perustuu lyhykäisyydessään siihen, että värähtelypiirin eli oskillaatorin avulla nostetaan vaihtosähköinen jännite hyvin korkeataajuiseksi (Topfieldin tapauksessa 67 kHz). Korkeataajuisesta vaihtosähköstä saadaan hyvin kevyellä muuntajarakenteella ja hyvällä hyötysuhteella, muutaman johdon lenkillä otettua tarvittavia matalajänniteitä, jotka tasasuunnataan ja suodatetaan kondensaattori-vastus-parilla. Tekniikka asettaa varsinkin kondensaattorin laadulle kovia vaatimuksia. Kondensaattorin nk. ESR-impendanssi pitää olla alhainen, jottei kondensaattori lämpiäisi suurtaajuisesta jäännösvirrasta liikaa. Kondensaattorin liika lämpiäminen lyhentää sen elinikää huomattavasti. Kondensaattorin pitää myös säilyttää kapasitanssinsa ja toimintakykynsä suurtaajuudessa. Muuten hakkurin tuottama jännite ei ole kelvollista.

Topfieldin seitsemästä eri jännitelähdösta +5V syöttö on kovimmalla rasituksella. On yleistä, +5V syötöstä vastaavat kondensaattorit tunnuksilla C22 tai C23 ovat vähänkään vanhemmissa bokseissa jo vaihdon tarpeessa. Topfieldin virtalähteessä käytetyt alkuperäiset kondensaattorit eivät ole kovin laadukkaita eivätkä pitkäikäisiä. Jos +5V syötöstä vastaavat kondensaattorit vain hiljaa hiipuisivat pois, useimmat Topfieldin omistajat eivät huomaisi mitään erityistä boksissa. Eräänä päivänä sen kiintolevy vain alkaisi sekoilemaan tavallista enemmän, mikä tietysti johtaisi epäilykset luulemaan kiintolevyn loppuneen. Sen sijaan vaikkapa PC:llä testaten voidaan todeta kiintolevyn toimivan moitteetta. Vika on Topfieldin virransyötössä, joka ei syötä riittävästi virtaa, jotta kiintolevyn ohjainlogiikka voisi toimia kunnolla.

Topfieldin hakkuriteholähteessä +5V syötöllä on erityisasema muihin syöttöihin verrattuna. Hakkuriteholähde tarkkailee kyseisen syötön jännitettä. Mikäli se poikkeaa viidestä voltista, nostaa hakkuri hakkurimuuntajalta otettua tehoa ja kaikkia jännitteitä. Vastaavasti käänteisessä tilanteessa hakkuri säätää jännitteitä alas, mikä johtaa kaikkien jännitteiden putoamiseen. Jännitteiden ylöspumppaus voi olla varsin rajuakin. Kun +5V syötön ikääntyneet tai alunperinkin huonolaatuiset kondensaattorit eivät jaksa hoitaa hommiaan, jää jännite +5V linjassa esim. +4.38 volttiin. Tällöin hakkurin muihin lähtöihin syntyy jo merkittäviä ylijännitteitä. Kiintolevylle menevä +12V syöttöjännite on jo 15,5 Volttia. Moinen ylijännite särkee kiintolevyn pitkään jatkuessaan.

Topfieldeihin ennenpitkää vaivihkaa syntyvä ylijännite tappaa lopulta boksin. Jos käyttäjällä on tuuria, kuolee Topfiedlin virtalähteen kondensaattori tai jokin muu komponentti nopeasti - eikä ylijännite ehdi tuhota emolevyä tai kiintolevyä. Sen sijaan yleisin tapaus on vaivihkaa huononevat kondensaattorit ja vaivihkaa huononeva virtalähteen sähkö. Muutos tapahtuu kuukausien, jopa vuosien aikana. Käyttäjä ei muista millainen boksi oli uutena käyttää. Topfieldin kellon sekoilua, kaukosäätiminen takkuilua tai kiintolevyn siirtovirheitä pidetään "normaaleina asioina" tai em. komponenttien "nopeutuneena vanhenemisena". Todellisuudessa syy on usein ylijänniteessä yhdistyneenä tuotetun sähkön huonoon laatuun. Jännitteiden tasosta Topfieldin virtalähteessä vastaa lähinnä kuusi suurta 1000 uF kondensaattoria (seitsemäs jännite eli +15V tehdään +17V lähdöstä diodilla tiputtamalla). ROU - 21.08.08 - 18:30

Sen sijaan sähkön laadusta ja häiriöiden suodattamisesta vastaavat muut virtalähteellä olevat kondensaattorit, joiden kestoikä voi olla jopa isoja "pyttyjä" heikompi! Topfieldin hakkurin pienten elkojen feilaaminen on vaikeampi todeta kuin ns. isojen 1000 uF:n pyttyjen uupuminen. Virtalähde ei synnytä ylijännitteitä eikä tautia voi tavallisella yleismittarilla todeta. Oskilloskoopilla mittaamalla nähdään, että Topfieldin tuottamassa sähkössä on jännitepiikkejä ja heilahteluita. Huonolaatuinen jännite heikentää mm. boksin viritinasteen toimintaa. Boksi nikottelee antennisignaalista, vaikka jollain muulla vehkeellä samaista signaalia katsotaan moitteetta. Tai boksi saattaa kaatuilla selittämättömästi tai vaatia "töpselituuletusta". Tällöin syynä on yleensä C25, C26 tai C27:n pettäminen RISC-prosessorin syöttölinjalta.

Osa tämän artikkelin ohjeista on alunperin Toppytoolsin julkaisemia. Käännökselle ja kaikille kuville on annettu lupa 1.6.2009. (Mon, Jun 1, 2009 at 12:12 AM / optusnet.com.au /Toppytools/Dave). Koska Wikipedian kuvienlataussysteemi on typerä ja joka kuvalle pitää olla kysytty lupa, katso kuvat alkuperäisestä lähteestä mikäli niitä ei näy tällä sivulla. (http://members.optusnet.com.au/toppytools/pwrcircuit.html)

Piirilevy

Kuva piirilevystä oikealla.

Hakkurin kunnon testaus

HUOM! VARO HENGENVAARALLISTA 230 V AC VERKKOJÄNNITETTÄ ja ÄLÄ KOSKE ALUMIINISIIN JÄÄHDYTTIMIIN (tai mihinkään muuhunkaan toppyn sisällä paljain käsin!!!). Syötä boksiin jännite vikavirtakatkaisijan kautta. Käytä jännitekäsineitä tai vaikka kumisia tai PVC-muovisia puutarhahansikkaita suojana, jos olet epävarma.

Avatun Topfieldin mittaaminen jännitteisenä luokitellaan periaatteessa luvanvaraiseksi jännitetyöksi. Voit halutessasi skipata kokonaan tämän osion "testaaminen", koska testaaminen ei ole välttämätöntä boksin huoltamiseksi. Topfieldin hakkurin kunnon mittaaminen ilman oskilloskooppia ja muutamaa muuta erikoistyökalua ei tahdo kotioloissa onnistua kovinkaan hyvin. Moni onkin päätynyt vaihtamaan boksin kondensaattorit mittaamatta koska on tiedossa, että ennenpitkää sellainen operaatio kannattaa tehdä.

Autoihinkin vaihdetaan öljyt mittaamatta tai välittämättä siitä, että voisiko vanhalla öljyllä vielä ajaa muutaman tuhat kilometriä (bluray)

Itse kondensaattorien vaihtotyö tehdään AINA JÄNNITTEETTÖMÄLLE laitteelle, joten vaihtotyössä ei tarvitse varoa hengenvaarallista verkkojännitettä.

Testaamisesta yleismittarilla ei loppujen lopuksi suurtakaan hyötyä, koska tavallinen yleismittari näyttää vain lähtöjen keskijännitetasot. Erilaiset häiriöpiikit ja purskeet jäävät yleismittarilla havaitsematta, joten yleismittari ei ole kummoinen Topfieldin virtalähteen kunnonvalvontaväline. Parempi mittaus saadaan, jos omistaa oskilloskoopin ja katsoo sillä, millaista sähköä Topfieldin hakkurin seitsemästä eri lähdöstä tulee ulos. Mittaus tehdään aina boksia kuormittaen. Hakkuri voi näyttää ihan hyviä jännitteitä ja hyvän näköistä sähköä tyhjäkäynnillä. Heikko kondensaattori saattaa kyykätä vasta kuormitettaessa. Siksi mitattaessa pistetään kiintolevy toistamaan tallennetta. Hyvä, jos pystyy laittamaan samanaikaisesti myös tallentumaan ohjelman tai kaksi eri kanavasiirtonipuilta (kummatkin virittimet saavat duunia!). Jos käytössä on antennivahvistin, joka ottaa jännitteensä boksin antennisyötöstä, pitää sekin olla kytkettynä. Kehitä niin paljon kuormaa boksiin kuin mitä pystyt ennen mittausta. Boksin olisi hyvä antaa myös käydä lämpimäksi. Varsinkin TF600-sarjan jännitelähteitä mitattaessa lämpimäksi käyttäminen on tärkeää.

Irroitettujen kondensaattorien kunnosta saa käsitystä mittaamalla niistä ESR-arvon ja kapasitanssin.

Keskijännitetasojen mittaus Elkot on viimeistään vaihdettava mikäli päällä olevan laitteen voltit eroavat piirilevylle kirjoitetuista lukemista enemmän kuin +/- 0.2v, tai 0.169v 3.3v linjalle. Mikäli mikä tahansa jännitteistä on nolla, täytyy komponentit vaihtaa. Vaikka jännitteet olisivatkin annetun toleranssin sisällä, saattaa osa hakkurin kondensaattoreista silti olla vaihtokunnossa. Tyypillisesti C9, C10 ja C15 saattavat olla huonolla hapella, vaikkei se suoraan yleismittarin mittaamassa keskijännitetasossa näykkään. Muutos näkyy oskilloskoopilla mitaten häiriöiden suuressa määrässä. Lisäksi ESR-mittarilla mittaamalla voidaan todeta, että kondensaattoreissa on jäljellä kapasitanssia vain puolet nimellisarvosta ja impedanssi muistuttaa jo enemmän kiinteää vastusta kuin elkoa. Kondensaattori lämpiää huomattavasti eikä tule kestämään enää kauaa. Vaihtamatta jätetty, viallinen C10 tai C15 lämpiää voimakkaasti. Koska kondensaattorit ovat teholähteellä tiukasti pakattuna, lämmittää viallinen kondensaattori vieressä olevia naapurikomponenttejakin, lyhentäen niiden elinikää merkittävästi. Epäkunnossa oleva kondensaattori kannattaa aina vaihtaa, laadukas ultra low ESR korvaaja ei maksa kahvikupin hintaa enempää.

TF600

Topfield TF600 digiboksin hakkuriteholähde poikkeaa konstruktioltaan 41xx/51xx-sarjan boksien teholähteistä. Tässä ohjeessa annettu kondensaattorityyppiluettelo ei päde TF600:een. TF600:n hakkurin konstruktio on siinä mielessä epäonnistunut, että varsinkin kiintolevyn syöttö toimii kapasiteettinsa äärirajoilla. Boksin lämmittyä hakkuri ei jaksa antaa kiintolevyohjaimelle riittävästi tehoa, jonka vuoksi kiintolevyvirheet ovat yleisiä. TF600 lienee tuosta syystä saanut jopa lempinimen "kusiainen". Ongelmaa on mahdollista helpottaa parantamalla TF600-boksin jäähdytystä ja vaihtamalla sen hakkurista 9 kondensaattoria parempilaatuisiin, paremmin tehoa syöttäviin kondensaattoreihin.

TF600:n konkat (virtalähteelle INSUNG P-2800):

C8: 1500 uF, 10 V
C9: 1000 uF, 10 V
C11: 1500 uF, 10 V
C13: 330 uF, 25 V
C14: 330 uF, 25 V
C15: 680 uF, 25 V
C16: 330 uF, 25 V
C17: 680 uF, 25 V
C19: 330 uF, 25 V

Muita elkoja:

C1: 150 uF, 400 V
C4: 33 uF, 50 V
C6: 1 uF, 50 V
C10: 1 uF, 50 V

Alla oleva lista EI ole TF600:seen.

TF5X00 Elkojen vaihtaminen

1. Hanki uudet kondensaattorit. Aikaisemmin suositeltiin vaihdettavaksi kuusi suurinta kondensaattoria (1000 uF), mutta käytäntö on opettanut, ettei sellainen korjaus välttämättä ole pitkäikäinen tai poista huonosti toimivasta hakkurista kaikkia ongelmia. Ainakin seuraavat 11 kondensaattoria kannattaa ennakoivassa huollossa vaihtaa:

Elko	Kapasitanssi	Nimellisjännitekesto	virran/lämmönkesto	dimensio D x L	tyyppi
C9	47 µF	50 V dc tai parempi	105 °C	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm
C15	100 µF	25 V dc tai parempi	105 °C	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm
C17	1000 µF	16 V dc tai parempi	<2000 mA r.m.s/105 °C 100kHz	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm
C18	1000 µF	16 V dc tai parempi	<2000 mA r.m.s/105 °C 100kHz	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm
C19	1000 µF	16 V dc tai parempi	<2000 mA r.m.s/105 °C 100kHz	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm
C20	470 µF	16 V dc tai parempi	<2000 mA r.m.s/105 °C 100kHz	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm
C22	1000 µF tai 2200 µF	16 V dc tai parempi (2200 µF 16 V dc tai parempi)	<2000 mA r.m.s/105 °C 100kHz	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm
C23	1000 µF	16 V dc tai parempi	<2000 mA r.m.s/105 °C 100kHz	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm
C25	1000 µF tai 2200 µF	16 V dc tai parempi (2200 µF 10 V dc tai parempi)	<2000 mA r.m.s/105 °C 100kHz	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm
C26	470 µF	10 V dc tai parempi	<1000mA r.m.s/105 °C 100kHz	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm
C27	470 µF	10 V dc tai parempi	<1000mA r.m.s/105 °C 100kHz	max. 10 x 30 mm	radiaalinen, johdinväli 5 mm

Ostoslistaesimerkki:
1000 µF 16 V 6 kpl
470 µF 10 V 2 kpl
470 µF 16 V 1 kpl
47 µF 50 V 1 kpl
100 µF 25 V 1 kpl

On suositeltavaa, että tilalle pannaan laadullisesti paremmat kondensaattorit tyyppiä "long life". Tärkeää on varmistua, että kondensaattorin tyyppi on hakkurikäyttöön soveltuvaa "low-ESR"-tyyppiä. Isot lyytit saisivat mieluiten olla nk. "ultra low ESR"-tyyppiä pitkäaikaiskeston vuoksi. C22:n vaihtamista 2200uF 16V elkoon on suositeltu sivustolla [1]. Valmistaja käyttää uusimpien laitteiden hakkurissa C25:n tilalla 2200uF 10V elkoa.

Kondensaattorin jännitekestossa ei ole haittaa suuremmasta arvosta, 25V on jopa suositeltava elkon kestoiän kannalta. Varmistu kuitenkin, että valitsemasi kondensaattorit mahtuvat koon puolesta virtalähteelle varattuun paikkaan.

Muita elkoja:

C5: 150µF, 400V
C7: 1µF, 50V
C10: 470µF, 50V
C12: 470µF, 35V
C13: 100µF, 35V
C14: 470µF, 35V
C16: 100µF, 25V
C24: 1µF, 50V

Elkojen ostopaikkoja aakkosjärjestyksessä:

Bebek
bluray
ELFA
Elkokauppa Stradinno
Farnell (vain yritysasiakkaille)
http://www.kouluelektroniikka.fi/]
http://www.jannenhuoltomyynti.fi/
Partco
Porin Elektroniikkatarvike
http://www.rpm.fi/
Servcat
SP-Elektroniikka
Suomen Elektori OY
Vekoy Vaasan Elektroniikkakeskus OY Vasa Elektronikcenter AB
Yleiselektroniikka

2. Irroita vanhat elkot juottimella (samalla kun lämmität vanhaa tinaa ja vedät joko sormin tai pihdeillä varovasti toiselta puolelta). Nitkuttele kondensaattori varovasti irti lämmittämällä vuoronperään jalkoja (ao. kuvan tulostaminen helpottaa oikeiden elkojen tunnistamisen). Tarvittaessa voit käyttää joko tinaimulankaa tai tinaimuria kondensaattorin poistoa helpottaaksesi.

3. Uudet tilalle. Huomaa, että miinus-puoli on oikein! (levyllä miinuspuoli on merkitty mustalla kaarella, ja elkossa - - - merkein tms.)

4. Taita elkojen jalat ja kun juotat, pidä juotinta kiinni "jalan" juuressa kun syötät tinaa. Lämmitä piirikortin foliota ja kondensaattorin johdinta yhtäaikaa. Älä syötä tinaa juottimeen vaan piirikortin ja johdon liittymäkohtaan. Lämmitä riittävästi ja käytä tarvittaessa lisäjuoksutetta (ns. fluksia), jottei synny kylmäjuotos. Lopputuloksena on kaunis tinapiste.

Jos et ole koskaan aikaisemmin juottanut, harjoittele ensin jollain vähäpätöisellä kohteella. Irroita ja juota takaisin kiinni komponentteja esim. jostain särkyneestä elektroniikkalaitteesta. Vinkkejä juottamiseen löytyy mm. sivustolta [2]