Импульсный блок питания 250 Ватт

Приветствую. Мне довольно часто приходиться ремонтировать различные блоки питания, в том числе и компьютерные. За долгое время практики накопилось достаточное количество схем компьютерных блоков питания, собственно которой я хочу поделиться.

Схема Delta Electronics DPS-260-2A-2

Схема Delta Electronics DPS-200PB-59

Схема SevenTeam ST-230WHF

Схема SevenTeam ST-200HRK

Схема Linkworld 200W, 250W и 300W

Схема Linkworld 200W, 250W и 300W 2

Схема KME PM-230W

Схема JNC SY-300ATX

Схема JNC LC-B250ATX

Схема JNC LC-250ATX

Схема InWin IW-P300A2-0

Схема Green Tech MAV-300W-P4

Схема Enlight HPC-250 и HPC-350

Схема Codegen 300X 300W

Схема PowerLink LPJ2-18 300W

Схема Maxpower PX-300W

Схема Codegen 200XA1 250XA1 CG-07A CG-11

Схема Shido LP-6100 ATX-250W

Схема AcBel API4PC01 400W

Схема Shido ATX-250W-LP-6100

Еще из раздела Схемы электроники:

материалы в категории

Блок питания KRAULER 450W выполнен в корпусе из SECC стали привычного размера 150х140х86 мм. Остальные детали спецификации показаны в таблице. Данные и значения в основном черпались из сведений, представленных на этикетке тестируемого образца, так как информация на сайте во многом повторяет сведения на упаковке. По этой же причине в таблице осталось очень много пропусков.

Спецификация блока питания KRAULER 450W (RTL):

блок питания KRAULER 450W выполнен достаточно опрятно в корпусе из SECC стали привычного размера 150х140х86 мм. Остальные детали спецификации мы постарались собрать ниже в таблице. Данные и значения в основном черпались из сведений, представленных на этикетке тестируемого образца, так как информация на сайте во многом повторяет сведения на упаковке. По этой же причине в таблице осталось очень много пропусков.

Схема электрическая принципиальная

Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)

Сам не отношу себе к знатокам импульсных блоков питания просто напишу о наболевшем, что бросается в глаза даже дилетанту. На днях начал переделывать очередной компьютерный блок питания для нужд паяльной станции Ну и вообщем взгляд на внутренности данных блоков напомнили о их проблемах.

Итак самый тяжелый случай блоки питания которыми комплектуются не дорогие корпуса.

Для переделки были разобраны очередные неисправные блоки питания, мощность была указана в 450 Вт.

Синдром у обоих был похожий при старте срабатывала зашита.

Ну явно начинка не тянет на 450Вт диоды стоят 10А т.е. по выпрямителю суммарная мощность менее 200Вт дроссель совсем хилый.

Неисправность в этом блоке заключалась в выходе из строя оптопары отвечающей за стабилизацию напряжения.

А вот второй блок похоже пытались эксплуатировать в более приличном компьютере.

Вздулись конденсаторы фильтров и обратите внимание на цвет изоляции провода дросселя в районе контактов и на самом дросселе, это один провод.

Заменой вздувшихся конденсаторов его уже не вылечишь, дроссель на выброс, а сам блок в качестве донора.

Кстати вот фотки рабочего блока из корпуса Assus мощность 450Вт аналогичная предыдущим схема техника.

Внутри все смотрится несколько лучше.

Диодные сборки или установлены более мощные или включены по две. Дроссель также намного массивней.

Диодные сборки конечно сложно рассмотреть не вскрывая блок но дроссель зачастую довольно хорошо просматривается.

Теперь вторая проблема

А что же с более фирменными блоками.Например вот блоки FSP, лежит целая стопка не исправных. Внутри все выглядит вполне достойно.

У всех блоков АТХ есть ахиллесова пята вне зависимости от мощности. Это источник дежурного напряжения +5VSB.

Вроде что такого, но от этого источника помимо всякой ерунды на материнке (которая не так много потребляет) питаются все порты USB.

У него указан максимальный ток 2А на некоторых блоках 2.5А, но такой ток можно снять только при принудительном обдуве (и желательно не горячим воздухом).

Сейчас же к USB подключена куча устройств, и некоторые с большим потреблением винчестеры 0.5А, телефон или планшет если фирменный ограничит свой аппетит 0.5А, а китай может и 1А потребовать.

(Кстати довольно полезный девайс: USB-тестер. Позволяет определить как потребляемый ток так и отбраковать плохие зарядки выдающие повышенное напряжение. Обзор на Паяльник TV)

Представим ситуацию когда у вас закончился ожесточенный бой, вы выключаете компьютер. К USB прицеплены винчестеры телефон и.т.д..

Обдув блока и корпуса прекратился и горячий воздух от раскаленных процессора и видеокарты начинает подниматься вверх. В итоге температура в блоке нарастает и источник дежурки вынужден работать с перегревом. И вполне может и спечься, при следующем включении компа можно этого включения и не получиться.

Самое странное что зачастую он не сгорает но начинает выдавать явно не пять вольт.

В приведенных выше блоках источник дежурного питания FSP дополнительно расположен между радиаторами, что возможно усугубило ситуацию. В общем все они выдают по +5VSB явно не пять вольт, хотя светодиодики на материнке гореть будут.

Сейчас я стараюсь не обвешивать комп по USB как новогоднюю елку и стараюсь не использовать его в выключенном состоянии как зарядку для всех гаджетов.

Ну и пара отступлений.

1. Теперь немного о ремонте.

А точнее самый легко устранимая поломка.

И так блок вообще не работает т.е. нет напряжения даже на дежурке.

Зачастую это выбило предохранитель по скачку напряжения. Проверяется прозвонкой предохранителя.

Но помимо предохранителя необходимо обязательно прозвонить и варисторы. Их может быть до трех штук, один по переменке и два шунтируют конденсаторы.

При прозвонке их сопротивление должно стремится к бесконечности, иначе их надо заменить. (В без выходной ситуации, на свой страх и риск, их можно и просто выпаять. Но после этого блок питания не будет защищен от скачков напряжения и может сгореть сам и унести с собой в могилу материнку с чем ни будь еще.)

2. Вредный совет при переделке компьютерного БП АТХ в лабораторный.

Встречал несколько раз рекомендацию для увеличения тока снимаемого с 12в канала в старых блоках, заменять диодную сборку и ставить ее из 5в канала. Казалось бы диодная сборка 5в канала имеет максимальное напряжение 40-45в, что почти в двое больше напряжения холостого хода 12в канала. Но импульсные напряжения могут превышать (особенно в моменты регулировки напряжения или изменения режима работы) это напряжение, хотя зачастую блок питания может работать при этом продолжительное время. Выбивание диода зачастую приводит к сгоранию и высоковольтного транзистора. (Родные диоды в 12в канале как правило на 100в и если бы можно было сэкономить то китайцы точно бы это сделали до нас)

Оценить статью

Средний балл статьи: 4.6
Проголосовало: 1 чел.

Перепечатка с моего ресурса.

Хочу рассказать о переделке компьютерного блока питания для нужд радиолюбителя. Валялся рабочий БП Gembird 400Wt с микросхемой AT2005B и решил я им заняться. Раньше были изучены темы переделки с микросхемой TL494, и тут в теории все то же самое.На данный момент было прочитано/перечитано:

6 и 7 статьи оказались самыми полезными для AT2005B, а в других общая теория что как делать. Пишу потому, что почему-то мало положительного опыта с этой микросхемой. Либо не получается, либо ставят вместо нее TL494.

Первым делом отпаял все лишние провода (хорошо выпаивать 100Вт паяльником), оставив:

Дальше нам надо ознакомиться с разводкой платы и нарисовать примерно схему, чтобы понять, что переделывать.

Переделать надо будет следующее:

Накидал схему того, что должно получиться:

ВНИМАНИЕ! Что необходимо знать перед экспериментами?!Испытания должны проводиться с подключенной последовательно к блоку лампой накаливания 230В~ 100Вт. Для чего? Если что-то пойдет не так и будет замыкание, то ничего не сгорит, а в замен загорится лампа. Для этого лучше сделать небольшой стенд с розеткой, чтобы были хорошие контакты. Лампу хорошо использовать настольную с выключателем. Хорошо иметь помощника, чтобы он был на контроле и на всякий случай был готов выключить лампу. Так же не забываем, что регулировки будут делаться с открытым корпусом и руками лучше не до чего не дотрагиваться, а лучше все делать в диэлектрических перчатках.

Что не плохо сделать до переделки:

Процесс изменений:Тут у всех может быть по разному (контроль +5, +12, +3,3, -5, -12), но в итоге все контролируемые напряжения стекаются в одну точку, в которой должно получиться 2.5В. У меня там был контроль только по +5 и +12 (повезло?). Если читать про микросхему AT2005B, то можно увидеть, что контроль остальных напряжений может быть сделан по другому. Теперь нам надо сделать делитель от 12В на ногу VADJ. Его легко посчитать вручную, либо в онлайн-калькуляторе. Нижний резистор (к минусу) делаем такой же, как был по схеме. У меня это в районе 4.9кОм. Верхний (к плюсу) берем с запасом, например 47кОм. По расчету подставляем примерно и можно пробовать включать БП. На ногу VADJ микросхемы должно приходить напряжение 2.5В или близкое к нему.

Первый раз включаем БП через лампу. Замыкаем провод PS-ON (зеленый) на землю. на момент включения лампа немного вспыхнет и должна погаснуть. Делаем замер мультиметром и подстраиваем напряжение “верхним” резистором делителя, чтобы добиться показания 2.5В. БП на этапе измерения будет издавать свист – это нормально, т.к. из-за щупа вносится паразитный срыв генерации. Мерим напряжение на выходе 12В. Этим же верхним резистором подстраиваем до требуемых 13.8В. Крышку блока можно прикрыть, на всякий случай.

Теперь делаем проверку на короткое замыкание (КЗ) по 12В. Блок питания должен уйти в защиту, если КЗ длится более секунды (у меня так), но и не стоит забывать, что и по входу напряжения не хватает. После размыкания КЗ блок питания может запуститься – это нормально, т.к. AT2005B обесточивалась.

Дальше делаем то же самое, только БЕЗ ЛАМПЫ. Помощник должен быть готов выдернуть вилку из розетки. Теперь БП не должен уходить в защиту от снижения напряжения на входе. Проверяем работу с нагрузками, чтобы получить ток до 10А. Проверить падение напряжения при токе 10А. Хорошо, если оно падает в пределах 0.03-0.05, край 0.1В. У меня получилось 0.05. Только тут мультиметр уже бы получше, чем китайский. Проверяем реакцию на КЗ. БП должен уйти в защиту. Проверки повторить несколько раз, добившись систематичности.

:/> Как его установить если нет интернета после переустановки винды?

Если все так, то все сделали правильно! Поздравляю!

Если использовать толстую нить нихрома, то экспериментально можно узнать максимальный ток для вашего БП.

Теперь займемся “причесыванием” и наведением лоска:

PS: Пункты, рекомендуемые до переделки я пока не делал. Лишь заменил конденсаторы по 12В на новые. Выпаивать лишние цепи напряжений +3.3В, +5В, -5В, -12В я не стал. Я просто их не использую, хотя можно было сделать бонусом 5В на выходе для универсальности (кстати, сейчас напряжение там примерно 6.3В, а не 5). Тогда лучше применить стабилизатор (хотя бы обычный линейный 7805), подключив его все-таки на входные 13.8В (цепь 12В).

Экспериментируя с блоком питания от ПК, я решил улучшить его. Отличия от оригинальной схемы:

Использование FET транзисторов вместо биполярных.
Синхронный выпрямитель на вторичной обмотке вместо силовых диодов.
Удалено переключение каскадов (текущий пропорциональный контроль)
Индикатор перегрузки по току и напряжению.

Магнитные компоненты из БП ПК

Выпрямитель и фильтр

Эта часть схемы достаточно проста. К дросселю Dr1(сетевой фильтр) подключен NTC резистор для ограничения пускового тока. Его сопротивление составляет 5 Ом когда он холодный, и когда он нагревается, его сопротивление составляет менее одного ома. Выпрямитель имеет запас по току и охлаждения не требует. Значение конденсаторов С3 и С4 определяется допустимым Ubr пульсаций напряжения, и напряжение полупериода выпрямителя. Для Ubr = 25В и нулевого полупериода, два конденсатора 470мкФ достаточно. Это применимо к максимальной нагрузке при сетевом напряжения Umin = 230В – 15%

Силовые транзисторные ключи

Полевые транзисторы были использованы из-за их быстрого открытия и закрытия. В случае если достаточно времени переключения около 100нс, то небольшого управляющего трансформатора и двух резисторов достаточно для приведения в действие полевых транзисторов. К сожалению, нельзя избежать перемотки вторичной обмотки трансформатора, которая необходима для обеспечения надлежащего напряжения на затворе. С каждой из 2 обмоток трансформатора TR4 необходимо убрать 8 витков. Вместо этого на них надо намотать по 16 витков. Соотношение напряжений на обмотках должно быть 16, 26 и 20V. Управляющий сигнал с IC1 достаточен для работы полевых транзисторов. Частота трансформатора поднята с 33кГц до 50 кГц, что позволяет получать от трансформатора больше энергии. Однако трансформаторы имеют свой предел по частоте. Эксперименты показали, трансформатор может справиться с увеличением частоты в 1,5 раза без перегрева.

Схема управления

После понижения 230В переменного тока трансформатором Tr1 напряжение с него поступает на ШИМ-контроллер SG3525. Контроллер сравнивает 13.8В выходного напряжения (фактическое значение) с опорным напряжением 5.1В (заданное значение), а также формирует из него импульсы различной длины. Они подаются на два выхода трансформатора TR4. Длительность импульса обратно пропорциональна разнице между заданным и фактическим напряжением. Повышение нагрузки на выходе 13.8V увеличивает ширину импульсов. Частота переключения питания составляет 50 кГц. Транзисторы могут использоваться на более высоких частотах, но для магнитных компонентов это уже предел. Частота генератора определяется компонентами на выводах 5 и 6. R14 определяет время простоя, что необходимо, чтобы избежать одновременного открытия двух транзисторов. С 1 дает задержку 20мкс. C13 обеспечивает плавный пуск (софт-старт). Трансформатор Tr4 взят с запасом. Для работы хватит 26 витков первичной обмотки и 16 витков вторичной.

Защита

Диодный выпрямитель теряет до 17 Вт при выходном токе 18А. Даже с применение диодов Шоттки, потери будут около 12 Вт, а это очень и очень много. Выходом из этого положения является полу синхронный выпрямитель. Полевые транзисторы с низким Rон имеют падение напряжения 0,3В при токе 18А. Хорошие диоды Шоттки имеют падение около 0,6 В. Однако, в некоторой литературе это считают не лучшим решением, потому что ток дросселя DR2 будет течь в обратном направлении через полевые транзисторы. Также могут быть высокие потери при переключении, а это убирает полученные преимущества. Следующая схема лишена этого недостатка. Диод D3 имеет существенно меньшее прямое напряжение мкФ, чем полевой транзистор, и поэтому после него стоит дроссель DR2. В качестве теста, D3 был удален. Полевые транзисторы при этом достаточно сильно грелись. При нагрузке 57% потери составляют около 8,2Вт. Потери ниже 8,2 Вт могут быть достигнуты путем замены диода D3 на транзисторе. Так как управление этим транзистором сложнее, чем VT3 и VT4, я отказался от этого.

Сборка

Блок питания собран на ПП 82 х 122мм. Схема управления и защиты монтируется на небольшой отдельной плате.

Для сборки схемы контроля и защиты используется макетная плата 40х45мм.

Трансформаторы

На рисунке показаны характеристики трансформаторов из БП ПК. Если вы не уверены в соответствии ваших трансформаторов этим требованиям, не используйте их.

Радиаторы

Радиаторы сделаны из алюминиевой пластины толщиной 1 мм. Транзисторы должны быть прикреплены на радиатор через слюду во избежание КЗ.

Список деталей

Резисторы, конденсаторы и полупроводники

Трансформаторы, дроссели и др.

Серым выделены детали, которые были извлечены из БП компьютера

Тестирование

Тестирование БП проходит в несколько этапов. Это сделано в целях безопасности и сохранности компонентов.

Предупреждение: Проверяйте температуру компонентов только при выключенном напряжении питания.

Этап 1: Первым тестируется PWM-IC и защита. Для запуска PWM-IC, подключите 24В к Gnd и + C7 (Vx). После включения, микросхема формирует управляющие импульсы на контактах 11 и 14. Сигнал на затворе-истоке VT1 и VT2 при измерении осциллографом должен соответствовать рисунку 9. Кроме того, сигналы у VT1 и VT2 должны быть противоположны по фазе.

Этап 2: Теперь подключите три автомобильные лампы (12 В/21 Вт) на 13,8V выход. Питание регулировки и защиты по прежнему подключено. Сигнал в контрольных точках X и Y должен соответствовать осциллограммам приведённым ниже.

Этап 3: Если все в порядке до сих пор, можно приступить к подключению БП к 230В переменного тока. Источник 24В и измерительные приборы должны быть удалены. Лампы ещё необходимы в качестве нагрузки. Если после подключения 230В лампы загораются ярко, выходное напряжение 13,8 В, то всё в порядке. Если ошибка проскочила на первых этапах, то прощайтесь с транзисторами.

Этап 4: Для следующего теста нужна более мощная нагрузка. В таблице ниже приведены результаты при разных сопротивлениях нагрузки.

Дополнительные меры по снижению помех

Во время модификации БП от ПК оказалось, что стандартной фильтрации не хватает для радиолюбительских целей. Дополнительные фильтры установлены на выходе БП.

Список радиоэлементов

Опубликована: 2012 г.

Средний балл статьи: 0
Проголосовало: 0 чел.

Схемотехника компьютерных блоков питания

Р. АЛЕКСАНДРОВ, г. Малоярославец Калужской обл.Радио, 2002 год, № 5, 6, 8

ИБП бытовых компьютеров рассчитаны на работу от сети однофазного переменного тока (110/230 В, 60 Гц ≈ импортные, 127/220 В, 50 Гц ≈ отечественного производства). Поскольку сеть 220 В, 50 Гц в России общепринята, проблемы выбора блока на нужное сетевое напряжение не существует. Нужно лишь убедиться, что переключатель сетевого напряжения на блоке (если он имеется) установлен в положение 220 или 230 В. Отсутствие переключателя говорит о том, что блок способен работать в обозначенном на его этикетке интервале сетевых напряжений без каких-либо переключений. ИБП, рассчитанные на частоту 60 Гц, безупречно работают в сети 50 Гц.

К системным платам формата AT ИБП подключают двумя жгутами проводов с розетками Р8 и Р9, показанными на (вид со стороны гнезд). Указанные в скобках цвета проводов стандартны, хотя не все изготовители ИБП их строго соблюдают. Чтобы правильно сориентировать розетки при подключении к вилкам системной платы, существует простое правило: четыре черных провода (цепь GND), подходящие к обеим розеткам, должны быть расположены рядом.

Основные цепи питания системных плат формата АТХ сосредоточены в разъеме, показанном на рис. 2. Как и в предыдущем случае, вид со стороны гнезд розетки. ИБП этого формата имеют вход дистанционного управления (цепь PS-ON), при соединении которого с общим проводом (цепью СОМ ≈ “common”, эквивалентом GND) включенный в сеть блок начинает работать. Если цепь PS-ON≈СОМ разорвана, напряжения на выходах ИБП отсутствуют, за исключением “дежурных” +5 В в цепи +5VSB. В этом режиме потребляемая от сети мощность очень незначительна.

ИБП формата АТХ бывают снабжены дополнительной выходной розеткой, показанной на . Назначение ее цепей следующее:

ИБП любого формата обязательно снабжают несколькими розетками для питания дисководов и некоторых других периферийных устройств компьютера.

Каждый “компьютерный” ИБП выдает логический сигнал, называемый R G. (Power Good) в блоках AT или PW-OK (Power OK) в блоках АТХ, высокий уровень которого свидетельствует, что все выходные напряжения находятся в допустимых пределах. На “материнской” плате компьютера этот сигнал участвует в формировании сигнала системного сброса (Reset). После включения ИБП уровень сигнала RG. (PW-OK) некоторое время остается низким, запрещая работу процессора, пока в цепях питания не завершатся переходные процессы.

При отключении сетевого напряжения или внезапно возникшей неисправности ИБП логический уровень сигнала P. G. (PW-OK) изменяется прежде, чем выходные напряжения блока упадут ниже допустимых значений. Это вызывает остановку процессора, предотвращает искажение данных, хранящихся в памяти, и другие необратимые операции.

Взаимозаменяемость ИБП можно оценить по следующим критериям.

Число выходных напряжений для питания IBM PC формата AT должно быть не менее четырех (+12 В, +5 В, -5 В и -12 В). Максимальный и минимальный выходные токи регламентируют отдельно для каждого канала. Их обычные значения для источников различной мощности приведены в . Компьютерам формата АТХ дополнительно необходимы +3,3 В и некоторые другие напряжения (о них было сказано выше).

:/> «Характеристики оборудования для Windows 7 Максимальная 64-битная и чистая копия Windows 7 64-битная Максимальная на русском языке с USB 3.0»

Учтите, что нормальная работа блока при нагрузке меньше минимальной не гарантирована, а иногда такой режим просто опасен. Поэтому включать ИБП без нагрузки в сеть (например, для проверки) не рекомендуется.

, занимаемый ИБП, обычно растет за счет увеличения его длины в сторону передней панели ПК. Установочные размеры и точки крепления блока в корпусе компьютера остаются неизменными. Поэтому любой (за редкими исключениями) блок удастся установить на место отказавшего.

Основой большинства ИБП служит двухтактный полумостовой инвертор, работающий на частоте в несколько десятков килогерц. Напряжение питания инвертора (приблизительно 300 В) ≈ выпрямленное и сглаженное сетевое. Собственно инвертор состоит из узла управления (генератора импульсов с промежуточным каскадом усиления мощности) и мощного выходного каскада. Последний нагружен на высокочастотный силовой трансформатор. Выходные напряжения получают с помощью выпрямителей, подключенных к вторичным обмоткам этого трансформатора. Стабилизация напряжений производится с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) импульсов, генерируемых инвертором. Обычно стабилизирующей ОС охвачен лишь один выходной канал, как правило, +5 или +3,3 В. В результате напряжения на других выходах не зависят от напряжения в сети, но остаются подверженными влиянию нагрузки. Иногда их дополнительно стабилизируют с помощью обычных микросхем-стабилизаторов.

Конденсаторы С1 ≈ СЗ и двухобмо-точный дроссель L1 образуют фильтр, защищающий компьютер от проникновения помех из сети, а сеть ≈ от помех, создаваемых компьютером. Через конденсаторы С1 и СЗ корпус компьютера связан по переменному току с проводами сети. Поэтому напряжение прикосновения к незаземленному компьютеру может достигать половины сетевого. Это не опасно для жизни, так как реактивное сопротивление конденсаторов достаточно велико, но нередко приводит к выходу из строя интерфейсных цепей в момент подключения к компьютеру периферийных устройств.

МОЩНЫЙ КАСКАД ИНВЕРТОРА

На рис. 5 показана часть схемы распространенного ИБП GT-150W. Импульсы, сформированные узлом управления, через трансформатор Т1 поступают на базы транзисторов VT1 и VT2, поочередно открывая их. Диоды VD4, VD5 защищают транзисторы от напряжения обратной полярности. Конденсаторы С6 и С7 соответствуют С4 и С5 в выпрямителе (см. рис. 4). Напряжения вторичных обмоток трансформатора Т2 выпрямляют для получения выходных. Один из выпрямителей (VD6, VD7 с фильтром L1C5) показан на схеме.

Большинство мощных каскадов ИБП отличаются от рассмотренного лишь типами транзисторов, которые могут быть, например, полевыми или содержать встроенные защитные диоды. Существует несколько вариантов исполнения базовых цепей (для биполярных) или цепей затвора (для полевых транзисторов) с разным числом, номиналами и схемами включения элементов. Например, резисторы R4, R6 могут быть подключены непосредственно к базам соответствующих транзисторов.

В установившемся режиме узел управления инвертором питают выходным напряжением ИБП, но в момент включения оно отсутствует. Существуют два основных способа получить необходимое для пуска инвертора напряжение питания. Первый из них реализован в рассматриваемой схеме (рис. 5). Сразу после включения блока выпрямленное сетевое напряжение поступает через резистивный делитель R3 ≈ R6 в базовые цепи транзисторов VT1 и/Т2, приоткрывая их, причем диоды VD1 и VD2 предотвращают шунтирование участков база-эмиттер транзисторов обмотками II и III трансформатора Т1. В это же время происходит зарядка конденсаторов С4, С6 и С7, причем ток зарядки конденсатора С4, протекая по обмотке I трансформатора Т2 и по части обмотки II трансформатора Т1, наводит в обмотках II и III последнего напряжение, открывающее один из транзисторов и закрывающее другой. Какой из транзисторов закроется, а какой ≈ откроется, зависит от асимметрии характеристик элементов каскада.

В результате действия положительной ОС процесс протекает лавинообразно, а наведенный в обмотке II трансформатора Т2 импульс через один из диодов VD6, VD7, резистор R9 и диод VD3 заряжает конденсатор СЗ до напряжения, достаточного для начала работы узла управления. В дальнейшем он питается по той же цепи, а выпрямленное диодами VD6, VD7 напряжение после сглаживания фильтром L1C5 поступает на выход+12 В ИБП.

Вариант цепей начального запуска, использованный в ИБП LPS-02-150XT, отличается только тем, что напряжение на делитель, аналогичный R3 ≈ R6 (рис. 5), подают от отдельного однополупериодного выпрямителя сетевого напряжения с конденсатором фильтра небольшой емкости. В результате транзисторы инвертора приоткрываются раньше, чем зарядятся конденсаторы фильтра основного выпрямителя (С6, С7, см. рис. 5), что обеспечивает более уверенный запуск.

Второй способ питания узла управления во время пуска предусматривает наличие специального понижающего трансформатора небольшой мощности с выпрямителем, как показано на схеме , примененной в ИБП PS-200B.

Число витков вторичной обмотки трансформатора выбрано таким образом, чтобы выпрямленное напряжение было немного меньшим выходного в канале +12 В блока, но достаточным для работы узла управления. Когда выходное напряжение ИБП достигает номинала, диод VD5 открывается, диоды моста VD1 ≈ VD4 остаются закрытыми в течение всего периода переменного напряжения и узел управления переходит на питание выходным напряжением инвертора, не потребляя больше энергии от “пускового” трансформатора.

В мощных каскадах инверторов, запускаемых таким образом, необходимость в начальном смещении на базах транзисторов и положительной обратной связи отсутствует. Поэтому не требуется резисторов R3, R5, диоды VD1, VD2 заменяют перемычками, а обмотку II трансформатора Т1 выполняют без отвода (см. рис. 5).

На показана типовая схема четырехканального выпрямительного узла ИБП. Чтобы не нарушать симметрии пе-ремагничивания магнитопровода силового трансформатора выпрямители строят только по двухполупериодным схемам, причем мостовые выпрямители, для которых характерны повышенные потери, почти не применяют. Главная особенность выпрямителей в ИБП ≈ сглаживающие фильтры, начинающиеся с индуктивности (дросселя). Напряжение на выходе выпрямителя с подобным фильтром зависит не только от амплитуды, но и от скважности (отношения длительности к периоду повторения) поступающих на вход импульсов. Это дает возможность стабилизировать выходное напряжение, изменяя скважность входного. Применяемые во многих других случаях выпрямители с фильтрами, начинающимися с конденсатора, подобным свойством не обладают. Процесс изменения скважности импульсов обычно называют ШИМ ≈ широтно-импульсной модуляцией (англ. PWM ≈ Pulse Width Modulation).

Так как амплитуда импульсов, пропорциональная напряжению в питающей сети, на входах всех имеющихся в блоке выпрямителей изменяется по одинаковому закону, стабилизация с помощью ШИМ одного из выходных напряжений стабилизирует и все остальные. Чтобы усилить этот эффект, дроссели фильтров L1.1 ≈ L1.4 всех выпрямителей намотаны на общем магнитопроводе. Магнитная связь между ними дополнительно синхронизирует происходящие в выпрямителях процессы.

Для правильной работы выпрямителя с L-фильтром необходимо, чтобы ток его нагрузки превышал некоторое минимальное значение, зависящее от индуктивности дросселя фильтра и частоты импульсов. Эту начальную нагрузку создают резисторы R4 ≈ R7, подключенные параллельно выходным конденсаторам С5 ≈ С8. Они же служат для ускорения разрядки конденсаторов после выключения ИБП.

Иногда напряжение -5 В получают без отдельного выпрямителя из напряжения -12 В с помощью интегрального стабилизатора серии 7905. Отечественные аналоги ≈ микросхемы КР1162ЕН5А, КР1179ЕН05. Ток, потребляемый узлами компьютера по этой цепи, обычно не превышает нескольких сотен миллиампер.

В некоторых случаях интегральные стабилизаторы устанавливают и в других каналах ИБП. Это решение исключает влияние изменяющейся нагрузки на выходные напряжения, но снижает КПД блока и по этой причине применяется только в сравнительно маломощных каналах. Примером может служить схема узла выпрямителей ИБП PS-6220C, показанная на рис. 8. Диоды VD7 ≈ VD10 ≈ защитные.

Как и в большинстве других блоков, здесь в выпрямителе напряжения +5 В установлены диоды с барьером Шоттки (сборка VD6), отличающиеся меньшими, чем у обычных диодов падением напряжения в прямом направлении и временем восстановления обратного сопротивления. Оба этих фактора благоприятны для увеличения КПД. К сожалению, сравнительно низкое допустимое обратное напряжение не позволяет применять диоды Шоттки и в канале +12 В. Однако в рассматриваемом узле эта проблема решена последовательным соединением двух выпрямителей: к 5 В недостающие 7 В добавляет выпрямитель на сборке диодов Шоттки VD5.

Для устранения опасных для диодов выбросов напряжения, возникающих в обмотках трансформатора на фронтах импульсов, предусмотрены демпфирующие цепи R1C1, R2C2, R3C3 и R4C4.

В большинстве “компьютерных” ИБП этот узел построен на базе микросхемы ШИМ-контроллера TL494CN (отечественный аналог ≈ КР1114ЕУ4) или ее модификаций. Основная часть схемы подобного узла ≈ на , на ней показаны и элементы внутреннего устройства упомянутой микросхемы.

Генератор пилообразного напряжения G1 служит задающим. Его частота зависит от номиналов внешних элементов R8 и СЗ. Генерируемое напряжение поступает на два компаратора (A3 и А4), выходные импульсы которых суммирует элемент ИЛИ D1. Далее импульсы через элементы ИЛИ-НЕ D5 и D6 подают на выходные транзисторы микросхемы (V3, V4). Импульсы с выхода элемента D1 поступают также на счетный вход триггера D2, и каждый из них изменяет состояние триггера. Таким образом, если на вывод 13 микросхемы подана лог. 1 или он, как в рассматриваемом случае, оставлен свободным, импульсы на выходах элементов D5 и D6 чередуются, что и необходимо для управления двухтактным инвертором. Если микросхему TL494 применяют в однотактном преобразователе напряжения, вывод 13 соединяют с общим проводом, в результате триггер D2 больше не участвует в работе, а импульсы на всех выходах появляются одновременно.

Элемент А1 ≈ усилитель сигнала ошибки в контуре стабилизации выходного напряжения ИБП. Это напряжение (в рассматриваемом случае ≈ +5 В) через резистивный делитель R1R2 поступает на один из входов усилителя. На втором его входе ≈ образцовое напряжение, полученное от встроенного в микросхему стабилизатора А5 с помощью резистивного делителя R3 ≈ R5. Напряжение на выходе А1, пропорциональное разности входных, задает порог срабатывания компаратора А4 и, следовательно, скважность импульсов на его выходе. Так как выходное напряжение ИБП зависит от скважности (см. выше), в замкнутой системе автоматически поддерживается его равенство образцовому с учетом коэффициента деления R1R2. Цепь R7C2 необходима для устойчивости стабилизатора. Второй усилитель (А2) в данном случае от ключей подачей соответствующих напряжений на его входы и в работе не участвует.

:/> Работает ли айтюнс на виндовс 7

Функция компаратора A3 ≈ гарантировать наличие паузы между импульсами на выходе элемента D1, даже если выходное напряжение усилителя А1 вышло за допустимые пределы. Минимальный порог срабатывания A3 (при соединении вывода 4 с общим проводом) задан внутренним источником напряжения GV1. С увеличением напряжения на выводе 4 минимальная длительность паузы растет, следовательно, максимальное выходное напряжение ИБП падает.

Этим свойством пользуются для плавного пуска ИБП. Дело в том, что в начальный момент работы блока конденсаторы фильтров его выпрямителей полностью разряжены, что эквивалентно замыканию выходов на общий провод. Пуск инвертора сразу же “на полную мощность” приведет к огромной перегрузке транзисторов мощного каскада и возможному выходу их из строя. Цепь C1R6 обеспечивает плавный, без перегрузок, пуск инвертора.

В первый после включения момент конденсатор С1 разряжен, а напряжение на выводе 4 DA1 близко к +5 В, получаемым от стабилизатора А5. Это гарантирует паузу максимально возможной длительности, вплоть до полного отсутствия импульсов на выходе микросхемы. По мере зарядки конденсатора С1 через резистор R6 напряжение на выводе 4 уменьшается, а с ним и длительность паузы. Одновременно растет выходное напряжение ИБП. Так продолжается, пока оно не приблизится к образцовому и не вступит в действие стабилизирующая обратная связь. Дальнейшая зарядка конденсатора С1 на процессы в ИБП не влияет. Так как перед каждым включением ИБП конденсатор С1 должен быть полностью разряжен, во многих случаях предусматривают цепи его принудительной разрядки (на рис. 9 не показаны).

Задача этого каскада ≈ усиление импульсов перед их подачей на мощные транзисторы. Иногда промежуточный каскад отсутствует как самостоятельный узел, входя в состав микросхемы задающего генератора. Схема такого каскада, примененного в ИБП PS-200B, показана на . Согласующий трансформатор Т1 здесь соответствует одноименному на рис. 5.

В ИБП APPIS использован промежуточный каскад по схеме, приведенной на , отличающийся от рассмотренного выше наличием двух согласующих трансформаторов Т1 и Т2 ≈ отдельно для каждого мощного транзистора. Полярность включения обмоток трансформаторов такова, что транзистор промежуточного каскада и связанный с ним мощный транзистор находятся в открытом состоянии одновременно. Если не принять специальных мер, через несколько тактов работы инвертора накопление энергии в магнитопроводах трансформаторов приведет к насыщению последних и значительному уменьшению индуктивности обмоток.

Рассмотрим, как решается эта проблема, на примере одной из “половин” промежуточного каскада с трансформатором Т1. При открытом транзисторе микросхемы обмотка Ia подключена к источнику питания и общему проводу. Через нее течет линейно нарастающий ток. В обмотке II наводится положительное напряжение, поступающее в базовую цепь мощного транзистора и открывающее его. Когда транзистор в микросхеме будет закрыт, ток в обмотке Iа прервется. Но магнитный поток в магнитопроводе трансформатора не может измениться мгновенно, поэтому в обмотке Iб возникнет линейно спадающий ток, текущий через открывшийся диод VD1 от общего провода к плюсу источника питания. Таким образом энергия, накопленная в магнитном поле в течение импульса, в паузе возвращается в источник. Напряжение на обмотке II во время паузы ≈ отрицательное, и мощный транзистор закрыт. Аналогичным образом, но в противофазе, работает вторая “половина” каскада с трансформатором Т2.

Наличие в магнитопроводах пульсирующих магнитных потоков с постоянной составляющей приводит к необходимости увеличивать массу и объем трансформаторов Т1 и Т2. В целом промежуточный каскад с двумя трансформаторами не очень удачен, хотя он и получил довольно широкое распространение.

Если мощности транзисторов микросхемы TL494CN недостаточно для непосредственного управления выходным каскадом инвертора, применяют схему, подобную приведенной на , где изображен промежуточный каскад ИБП KYP-150W. Половины обмотки I трансформатора Т1 служат коллекторными нагрузками транзисторов VT1 и VT2, поочередно открываемых импульсами, поступающими от микросхемы DA1. Резистор R5 ограничивает коллекторный ток транзисторов приблизительно до 20 мА. С помощью диодов VD1, VD2 и конденсатора С1 на эммитерах транзисторов VT1 и VT2 поддерживают необходимое для их надежного закрывания напряжение +1,6 В. Диоды VD4 и VD5 демпфируют колебания, возникающие в моменты переключения транзисторов в контуре, образованном индуктивностью обмотки I трансформатора Т1 и ее собственной емкостью. Диод VD3 закрывается, если выброс напряжения на среднем выводе обмотки I превышает напряжение питания каскада.

Еще один вариант схемы промежуточного каскада (ИБП ESP-1003R) показан на В данном случае выходные транзисторы микросхемы DA1 включены по схеме с общим коллектором. Конденсаторы С1 и С2 ≈ форсирующие. Обмотка I трансформатора Т1 не имеет среднего вывода. В зависимости от того, какой из транзисторов VT1, VT2 в данный момент открыт, цепь обмотки замыкается на источник питания через резистор R7 или R8, подключенный к коллектору закрытого транзистора.

ПОИСК И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Прежде чем ремонтировать ИБП, его необходимо извлечь из системного блока компьютера. Для этого отключают компьютер от сети, вынув вилку из розетки. Вскрыв корпус компьютера, освобождают все разъемы ИБП и, отвернув четыре винта на задней стенке системного блока, вынимают ИБП. Затем снимают П-образную крышку корпуса ИБП, отвернув крепящие ее винты. Печатную плату можно извлечь, отвернув три винта-“самореза”, которыми она закреплена. Особенность плат многих ИБП в том, что печатный проводник общего провода разделен на две части, которые соединяются между собой лишь через металлический корпус блока. На извлеченной из корпуса плате эти части необходимо соединить навесным проводником.

В первую очередь осматривают детали ИБП и выявляют явно неисправные, например, сгоревшие или с трещинами в корпусе. Если выход блока из строя был вызван неисправностью вентилятора, следует проверить элементы, установленные на теплоотводах: мощные транзисторы инвертора и сборки диодов Шотки выходных выпрямителей. При “взрыве” оксидных конденсаторов происходит разбрызгивание их электролита по всему блоку. Во избежание окисления металлических токоведущих частей необходимо смыть электролит слабощелочным раствором (например, разведя средство “Fairy” водой в соотношении 1:50).

Включив блок в сеть, прежде всего следует измерить все его выходные напряжения. Если окажется, что хотя бы в одном из выходных каналов напряжение близко к номинальному значению, неисправность следует искать в выходных цепях неисправных каналов. Однако, как показывает практика, выходные цепи редко выходят из строя.

В случае нарушения работы всех каналов методика определения неисправностей следующая. Измеряют напряжение между плюсовым выводом конденсатора С4 и минусовым С5 (см. рис. 4) или коллектором транзистора VT1 и эмиттером VT2 (см. рис. 5) Если измеренное значение существенно меньше 310 В, нужно проверить и при необходимости заменить диодный мост VD1 (см. рис. 4) или отдельные составляющие его диоды. Если выпрямленное напряжение в норме, а блок не работает, скорее всего, отказал один или оба транзистора мощного каскада инвертора (VT1, VT2, см. рис. 5), которые подвержены наибольшим тепловым перегрузкам. При исправных транзисторах остается проверить микросхему TL494CN и связанные с ней цепи.

Отказавшие транзисторы допускается заменять отечественными или импортными аналогами, подходящими по электрическим параметрам, габаритным и установочным размерам, руководствуясь данными, приведенными в Замену диодам подбирают по

Транзисторы 2SC3039 можно заменить отечественными КТ872А. А вот демпфирующий диод PXPR1001 взамен отказавшего трудно приобрести даже в больших городах. В этой ситуации можно воспользоваться тремя соединенными последовательно диодами КД226Г или КД226Д. Существует возможность взамен отказавшего диода и защищенного им мощного транзистора установить транзистор со встроенным демпфирующим диодом, например, 2SD2333, 2SD1876, 2SD1877 или 2SD1554. Следует заметить, что во многих выпущенных после 1998 г. ИБП такая замена уже произведена.

Для повышения надежности работы ИЭП можно рекомендовать параллельно резисторам R7 и R8 (см. рис. 5) подключить дроссели индуктивностью по 4 мкГн. Их можно намотать проводом диаметром не менее 0,15 мм в шелковой изоляции на любых кольцевых магнитопроводах. Число витков рассчитывают по известным формулам.

Подстроечный резистор для регулировки выходного напряжения (R3, см. рис. 9) во многих ИБП отсутствует, вместо него установлен постоянный. Если требуется подстройка, ее можно произвести, временно установив подстроечный резистор, а затем вновь заменив его постоянным найденного номинала.

Для повышения надежности полезно заменить установленные в фильтрах наиболее мощных выпрямителей + 12 В и +5 В импортные оксидные конденсаторы эквивалентными по емкости и напряжению конденсаторами К50-29. Следует заметить, что на платах многих ИБП установлены не все предусмотренные схемой конденсаторы (по-видимому, из экономии), что отрицательно сказывается на характеристиках блока. Рекомендуется установить недостающие конденсаторы на предназначенные для них места.

Собирая блок после ремонта, не забудьте удалить временно установленные перемычки и резисторы, а также подключить к соответствующему разъему встроенный вентилятор.

1. Куличков А. Импульсные блоки питания для IBM PC. — М.: ДМК, серия “Ремонт и сервис”, 2000.2. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. — С.-Пб.: Питер, 2000.3. Куневич А.. Сидоров И. Индуктивные элементы на ферритах. — С.-Пб.: Лениздат, 1997.4. Никулин С. Надежность элементов радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Энергия, 1979.