Ремонт штатного автомобильного усилителя Mercedes Harman/Becker 7019

В статье я хочу рассказать об опыте ремонта штатного аудио усилителя Harman/Becker, который устанавливался в автомобили марки Mercedes-Benz. В этом конкретном случае автомобиль был 2005 г. выпуска, модель установленного штатного аудио усилителя Harman/Becker 7019 (HS7019, Part № A1698201389, Рисунок 1).

Рисунок 1.	Внешний вид блока штатного усилителя Harman/Becker 7019, установленного в автомобиле Mercedes (Источник: Интернет).

Заводская маркировка на блоке усилителя показана на Рисунке 2.

Рисунок 2.	Маркировка штатного автомобильного усилителя Mercedes Harman/Becker 7019.

Стоит отметить, что аудио усилитель включен в закольцованную оптоволоконную шину D2B, которая применена для аудио/коммуникации/навигации. Другими словами, цифровое аудио и некоторые сигналы управления передаются от головного устройства (магнитола) в усилитель по оптической линии. Установлен блок усилителя в багажном отсеке за обшивкой над колесной аркой. На Рисунке 3 изображены разъемы подключения усилителя: слева коннектор оптической шины D2B, справа разъем с трехрядным расположением выводов для подключения питания, управления и выходов на акустику.

Рисунок 3.	Разъемы автомобильного усилителя Harman/Becker 7019. Слева виден разъем подключения оптической линии связи (Pigtail).

Явные причины возникновения неисправности блока усилителя не установлены, тем не менее владельцем автомобиля было замечено, что неисправность усилителя стала периодически проявляться после того, как автомобиль простоял на жаре под открытым солнцем несколько дней: при включении головного устройства (радио, CD, Bluetooth) звук в колонках автомобиля отсутствовал. Если выключить/включить головное устройство, то звук появлялся, и долгое время усилитель мог работать стабильно. Но со временем неисправность усилителя стала проявляться все чаще и чаще. В некоторых случаях помогало отключение аккумулятора, отключение усилителя от бортовой сети автомобиля. Но в дальнейшем все возможные способы перестали действовать и усилитель не запускался. При этом за все это время не наблюдался отказ усилителя в активном состоянии.

Диагностика подобных штатных блоков затруднена, а во многих случаях (как и в этом) просто невыполнима из-за отсутствия специализированных приборов диагностики, эмуляторов, программаторов, программного обеспечения и прошивок. Тем не менее, была проведена диагностика бортовых систем автомобиля в сервисном центре. Всеми доступными инструментами, задействованными в диагностике, данный блок усилителя не определялся, но определялись другие блоки, которые также были подключены к оптической линии связи (например, блок навигационной системы). Этот факт свидетельствовал о том, что оптическая линия связи исправна, и, вероятно, проблема в усилителе.

Блок усилителя был вскрыт. Внешний вид платы усилителя Harman/Becker 7019 изображен на Рисунке 4. Изображения платы усилителя в высоком разрешении доступны для скачивания в разделе загрузок.

Рисунок 4.	Плата автомобильного аудио усилителя Harman/Becker 7019.

До того, как усилитель попал ко мне, его работоспособность пытались восстановить: на плате были видны следы пропайки силовых ключей, микросхем УНЧ, отсутствовала термопаста на этих элементах. Демонтаж или замена элементов не производилась.

При осмотре платы невооруженным глазом следов перегрева, повреждений каких-либо элементов не замечено.

В состав усилителя входит: процессор OASIS XS8805BOAQ, 32-разрядный цифровой сигнальный процессор (ЦСП) Analog Devices ADSP-21065L, 24-битный кодек AD1835AS (АЦП + ЦАП), четыре микросхемы УНЧ Philips TDA8566TH, микросхема Flash-памяти STMicroelectronics M29W040B90N6, микросхема ОЗУ Samsung K6R1016V1D. В корпусе усилителя (в врехней крышке) предусмотрено место для небольшого вентилятора охлаждения (рядом с процессором OASIS), но он не установлен. Для охлаждения процессора OASIS используется корпус блока (через термопрокладку).

Первичная диагностика была проведена путем подключения платы усилителя (без корпуса) к бортовой системе автомобиля. После включения головного устройства (радио) было заметно свечение в разъемах оптической линии и легкий нагрев процессора OASIS. Основные напряжения питания (3.3 В) процессора, ЦСП, кодека, Flash-памяти и ОЗУ в норме. Питание (+12 В) на микросхемах УНЧ отсутствовало.

Управление питанием микросхем УНЧ осуществляет процессор OASIS посредством силового MOSFET ключа (Рисунок 5) через некоторые схемы согласования и защиты. Сигналы управления на затворе транзистора отсуствовали. Принудительная подача питания на микросхемы УНЧ (минуя силовой ключ) также никаких результатов не дала.

Рисунок 5.	Плата усилителя Harman/Becker 7019. Силовой ключ управления питанием микросхем УНЧ TDA8566TH.

Далее при осмотре платы под микроскопом было выявлено:

• На некоторых выводах цифрового сигнального процессора серый налет. Между выводами микросхемы наблюдалась рыхлая консистенция, похожая на окисел (либо так начал выглядеть заводской флюс), в основном, на стороне, которая ближе к краю платы.
• Небольшие окислы на выводах микросхем УНЧ.
• Серый налет на некоторых выводах процессора OASIS. Окисления между некоторыми выводами.
• Выявлено разрушение пайки выводов процессора OASIS, отсутствие надежного контакта выводов с печатной платой.

На Рисунках 6 и 7 отмечены выявленные проблемные области и элементы на плате усилителя.

Рисунок 6.	Плата усилителя Harman/Becker 7019. Разрушения пайки выводов процессора OASIS, отсутствие надежного контакта выводов с печатной платой.

Рисунок 7.	Плата усилителя Harman/Becker 7019. Указаны места обнаружения окислов на выводах микросхем УНЧ TDA8566 и ЦСП ADSP-21065L.

Принимая во внимание, что блок усилителя имеет негерметичную конструкцию и, на мой взгляд, не очень удачное расположение, можно сделать некоторые выводы:

1. В блок усилителя каким-то образом попала влага (возможно, конденсат)
2. Со временем ухудшается отвод тепла от процессора OASIS, дополнительный нагрев приводит к разрушению пайки выводов процессора к печатной плате и, соответственно, образованию пленки окислов в местах разрушения пайки.

Для устранения замеченных дефектов сначала плата усилителя и выводы элементов были тщательно очищены от окислений и загрязнений.  Для пропайки всех элементов использовался столик с нижним подогревом, фен паяльной станции и качественный флюс. Температуру нижнего подогрева установил 350 °С, температура фена также 350 °С. После прогрева платы и элементов каждый вывод процессора дополнительно пропаял паяльником (под микроскопом).

После остывания платы снова проверил все элементы, надежность контакта выводов процессора с контактными площадками процессорной платы была восстановлена, окислы и загрязнения не наблюдались.

Усилитель был собран, на силовые ключи и микросхемы УНЧ нанесена термопаста, термопрокладка на процессор OASIS заменена. После подключения усилителя в бортовую сеть автомобиля и включения головного устройства  звук в колонках и сабвуфере появился, искажений и перебоев в работе не выявлено. Двухнедельные испытания усилителя в автомобиле также не выявили проблем.

Загрузки

1. Фотографии платы усилителя Harman/Becker 7019 в высоком разрешении