Panne Liveplug HD+

Panne Liveplug HD+

1    L'étude des alimentations à découpage
2    La réalisation du Liveplug HD+
3    La panne
4    La critique
5    Résoudre le problème et conclusions

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Avant propos

Les alimentations à découpage sont réputées fragiles, et c'est à la fois vrai et faux, car je dirai simplement que celles qui sont mal étudiées ou mal réalisées sont dans cette catégorie "fragiles".
J'avais récupéré un Liveplug HD+, (photo de tête d'article) qui est peut-être ancien, car sa forme rectangulaire témoigne peut-être d'une "mode passée", comparativement aux formes arrondies d'aujourd'hui…?
Sur le fond cela ne doit pas changer beaucoup au niveau conception, car c'est surtout une question de moulage de boîtier et d'implantation des circuits associés, les schémas restant souvent très proches.
Dans cet article j'ai regardé d'un  peu plus près ce qui a justifié de jeter cet appareil et c'est assez instructif et important, surtout pour ceux qui en possèdent encore et qui les utilisent.

Pour information sur l'utilité, avec 2 appareils de ce type, cela vous permet de déporter physiquement la box soit vers un endroit discret comme l'arrivée téléphonique, et d'utiliser la prise RJ45 du 2ème appareil associée au 230V dans une autre pièce d'une même habitation, simplement en utilisant comme support de transmission les fils secteur. C'est une alternative au WIFI de la box, qui évite la réalisation de liaisons par câbles RJ45 pour chaque pièce, et raccordés à un routeur par exemple (Câblage dit "informatique")!
Ils fonctionnent suivant le principe des "courants porteurs".

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1 L'étude des alimentations à découpage

Je laisse cette partie d'étude pure aux spécialistes car je n'ai pas les compétences nécessaires pour amener un point objectif ou une critique suffisamment étayée.
Mais je pense tout de même que l'étude peut mettre au jour quelques problèmes ponctuels et notamment des problèmes de surtensions transitoires ?
Cette partie est aussi en liaison directe avec la conception des circuits intégrés spécialisés propres à cette utilisation.
Ce sujet est très particulier de l'électronique des alimentations secteur et est surtout une affaire de spécialistes tant dans l'utilisation de circuits intégrés dédiés, que des règles de conception et de design.

2 La réalisation du Liveplug HD+

C'est donc dans le design du circuit imprimé (implantation) que se situe le problème principal à mon sens, et qui est surtout lié à la miniaturisation qui continue sans cesse son chemin, parfois en dépit du bon sens….
En effet là où se promène du 220 V efficaces, je dirais même plus exactement du 230 V efficaces, il faut tout de même considérer qu'une fois redressé, il s'agit de 325 V=, et qu'à cette tension, les distances d'amorçage sont à considérer avec la plus grande attention.

Ces distances d'amorçage peuvent varier avec l'humidité de l'air, les éventuels pointes de tension de circuits selfiques (Je pense aux selfs antiparasites/anti-harmoniques d'entrée ainsi qu'au transformateur haute fréquence lié au principe même) mais certainement aussi à d'autres causes, effet de pointes par exemple, et celles que j'ignore…

Un composant CMS de type SOIC à 7 pins comme le TNY266GN parait un peu trop "compact", pour les distances de sécurité, mais on peut aussi supposer que les fabricants préconisent des implantations type d'emploi comme cela est souvent le cas.

Faire un circuit imprimé en multicouches avec au moins une couche interne en sandwich ne me semble pas très approprié ni vraiment nécessaire, car si l'époxy est INITIALEMENT stable à l'humidité, je pense qu'à l'usure du temps elle devient un peu poreuse et est tout à fait capable d'absorber l'humidité ambiante, surtout au bas d'un mur puisque ce dispositif est en principe caché le plus possible et en partie basse souvent avec sa box d'accompagnement.

3 La panne

Je ne l'ai pas vu se produire, mais je suppose que le voyant sous tension (et les autres) se sont éteints et qu'un certain "bruit" s'est produit, et je ne pense pas beaucoup me tromper, vu ce que j'ai pu voir… (Bruit d'un pétard !)
La panne est en fait constituée de plusieurs amorçages en chaîne :
Triple Amorçage entre la pin 7 du TNY266GN ainsi que la borne 3 de l'opto-isolateur 1 et une pin du transformateur.

La pin 7 du TNY a fondu, et on n'était pas très loin de mettre le feu !
En réactions en chaîne, on peut également constater que le pont redresseur (ou une de ses liaisons) a amorcé avec le petit filtre d'entrée. (Très fin point noir sur le jaune de l'isolant)
Ce petit filtre d'entrée se trouve perforé par un arc d'un minuscule point, mais perforé tout de même !

Bref cette panne qui a dû être assez violente, n'a pas réussi à faire fondre le fusible d'entré F1 !
Quant au filtre d'entrée, il ne parait pas avoir souffert de son point d'arc, pas plus que la diode d'entrée de l'opto 1, ni du pont redresseur qui est encore en état. (à l'ohmmètre)

Pour vérification, j'ai remis le 230V en direct et les voyants sont effectivement éteints et il y a bien du 328 V= aux bornes du chimique C2. Tout est bien conforme et c'est bien la partie oscillations qui est HS !!!

Je ne me prononcerai pas si c'est une surtension d'entrée ou au contraire si c'est le TNY qui a induit l'autre amorçage, mais pour moi, cela revient au même : C'est cramé !

En annexe, il y a pas mal de "noir" dû au flash à l'intérieur du boîtier, ce qui me parait normal vu ce grave problème.

4 La critique

Des amorçages quels qu'ils soient ne sont pas acceptables et témoignent d'une conception trop optimiste soit par économie, soit pour une obsolescence programmée, soit à cause d'impératifs dimensionnels. (ou même du circuit TNY266 ayant éventuellement des bugs de conception ?).
Quel que soit l'une des causes d'origine, le résultat est identique.
La plus grosse erreur d'implantation, à mon humble avis, se situe au niveau de la proximité du côté diode de l'opto coupleur et d'une patte du primaire du transformateur.
En erreur tout aussi importante, la pin 5 du TNY qui est peut être une conséquence de la précédente, aurait du être  plus éloignée du transformateur.

En courant continu, il est toujours très difficile d'éteindre un arc électrique,  car une tension continue ne repasse pas par zéro (!!!), ce qui assure la continuité d'un arc en courant continu et la difficulté pour l'interrompre.

Autre erreur cette fois avec le filtre d'entrée dont les bobinages sont trop proches des fils imprimés et/ou d'une des pattes du pont redresseur.

Enfin on constate que les fils pris en sandwich (runs internes) passent allègrement au dessus ou en dessous de fils imprimés externes ou à proximité de trous métallisés et avec le temps et l'humidité des risques d'amorçage interne à l'époxy restent possibles. (L'épaisseur est dans ce cas de moitié et la rupture diélectrique beaucoup plus facile !)

Il "semble" en résumé que seul le TNY soit mort (d'autres pannes ne sont cependant pas exclues), mais on est passé très près de l'incendie et c'est là que ce n'est plus acceptable.

Cette panne mériterait le rappel de ce produit par le fabricant ou le distributeur, mais je suppose que ce produit a déjà un nouveau modèle de remplacement.

Pour clôturer cet article, si l'on peut remarquer que les parties sous haute tension sont protégées par des pseudo fentes du boîtier, il y a eu tout de même un danger au droit du pont redresseur, car un enfant peut engager une lame métallique ou un fil et atteindre directement l'un des fils du 230 V.
Certes la ventilation doit se faire, mais pas au détriment de la sécurité et les deux selfs sur la prise secteur présentent le même risque de choc électrique par le côté soudures cette fois !

Je considère la conception de cet appareil comme fragile et potentiellement dangereuse, et qui a omis le respect de la sécurité sur plusieurs points.

Encore une remarque cette fois, avec le parallèle d'un modèle de Liveplug plus simple (85 Mbits), celui-ci a un circuit TNY (264 cette fois) qui a chauffé et bruni le circuit imprimé en dessous, mais vu les puissances du même ordre de grandeur, on peut raisonnablement penser qu'un problème similaire de surchauffe pourrait tout aussi bien affecter le modèle décrit ici ?
Le modèle HD+ a sans doute cramé avant d'avoir pu roussir un peu l'époxy du CI ?

5 Résoudre le problème et conclusions

Il est certain qu'un bateau de pêcheur ne sera jamais un transatlantique, mais l'un comme l'autre, ils ont un point faible capital qui est l'étanchéité de la coque, et c'est un peu le parallèle de tous ces produits de type "Titanic".

Certes on peut tout de même essayer de corriger ces problèmes, mais il faut disposer de produits adaptés que seul un constructeur ou des chimistes avertis sont en mesure de déterminer.
La résolution consisterait à "bourrer" de la pâte de grande rigidité diélectrique sous le transformateur et surtout en débordant sur et sous l'optocoupleur1.
En deuxième point mettre également de la pâte isolante sous le filtre d'entrée pour éviter un arc entre bobine et run ou pins proches.
Attention de ne pas mettre n'importe quelle pâte, car le remède serait alors pire que le mal, d'autant que cette pâte parfaitement isolante et hydrophobe doit aussi être ignifuge !

Je parle ici pour un appareil encore en état, et à titre préventif !

Pour un appareil ayant déjà eu le problème, changer le TNY ne garanti pas qu'il refonctionne de nouveau, et les "vaporisations"  métalliques qui ont eu lieu lors de la fusion de la pin 5 du circuit TNY vont affaiblir l'isolation même avec une pâte isolante, aussi je ne recommande pas la réparation sur un tel problème.

Au niveau sécurité, je mesure une fois de plus combien l'isolation primaire/secondaires du transformateur est cruciale pour la sécurité, (et surtout en haute fréquence où les dimensions sont très réduites au vu des puissances transmises).
La montée en fréquence entraîne une diminution des volumes et en conséquence des distances de sécurité (qui doivent être compensées par d'autres méthodes) et reste sur le fond une règle à ne jamais oublier, y compris sur les pistes des CI eux mêmes, dont les simples fils peuvent se comporter comme des selfs avec des surtensions toujours possibles.
(Liaisons toujours courtes et proches, mais attention à l'isolation...!)


Cette dernière remarque très théorique me parait la plus importante, et ne devrait pas interdire pour autant la miniaturisation (SI elle est bien réalisée), mais il faut savoir à quel moment arrêter car notre vie et nos biens peuvent dépendre alors d'un tout petit bout de "plastique" et d'un petit millimètre manquant, voire d'une petite parcelle de pâte mal appliquée !
C'est un peu comme le nucléaire transposé à l'électronique !
Le progrès a souvent ses limites !

Si toutes fois vous ne savez pas quoi faire, parce que vous n'avez pas de pâte pour améliorer l'isolation, ou que ce n'est pas du tout votre domaine, alors surveillez étroitement cet adaptateur pour qu'il ne mette pas votre maison en cendres. Ces appareils chauffent souvent beaucoup trop, alors ne manquez pas de les éteindre le soir, ça les repose un peu et ça vous évitera de griller durant votre sommeil ...!!

bricolsec