Схема на захранване: ATX-350WP4
Статията предлага информация за дизайна на схеми, препоръки за ремонт и подмяна на аналогови части на захранването ATX-350WP4. За съжаление, авторът не успя да определи точния производител; очевидно това е устройство, доста близко до оригинала, вероятно Delux ATX-350WP4 (Shenzhen Delux Industry Co., Ltd), външният вид на устройството е показан на снимката .
Главна информация.Захранването е изпълнено във формат ATX12V 2.0, адаптиран за домашни потребители, така че няма превключвател за захранване и ключ за променлив ток. Изходните конектори включват:
конектор за свързване към системната платка - основен 24-пинов захранващ конектор;
4-пинов конектор +12 V (P4 конектор);
Захранващи съединители за сменяеми носители;
Serial ATA захранване за твърд диск. Предполага се, че основният захранващ конектор
Може лесно да се преобразува в 20-пинов чрез премахване на 4-пиновата група, което го прави съвместим с по-стари формати на дънни платки. Наличието на 24-пинов конектор позволява максималната мощност на конектора при стандартни клеми да бъде 373,2 W.
Оперативната информация за захранването ATX-350WP4 е показана в таблица.
Структурна схема.Наборът от елементи на блоковата схема на захранването ATX-350WP4 е типичен за захранващи устройства от импулсен тип. Те включват двусекционен линеен шумов филтър, нискочестотен високоволтов токоизправител с филтър, главни и спомагателни импулсни преобразуватели, високочестотни токоизправители, монитор за изходно напрежение, защитни и охлаждащи елементи. Характеристика на този тип източник на захранване е наличието на мрежово напрежение на входния конектор на захранването, докато редица елементи на блока са под напрежение и има напрежение на някои от изходите му, по-специално на +5V_SB изходи. Блоковата схема на източника е показана на фиг.1.
Работа на захранването.Изправено мрежово напрежение от около 300 V захранва главния и спомагателния преобразувател. Освен това изходният токоизправител на спомагателния преобразувател подава захранващото напрежение към контролния чип на главния преобразувател. Когато източникът на захранване е изключен (сигналът PS_On е на високо ниво), главният преобразувател е в режим на заспиване, в този случай напрежението на неговите изходи не се записва от измервателните уреди. В същото време спомагателният преобразувател генерира захранващото напрежение на главния преобразувател и изходното напрежение +5B_SB. Това захранване действа като резервно захранване.
Основният преобразувател се включва на принципа на дистанционното превключване, според който сигналът Ps_On става равен на нулев потенциал (ниско ниво на напрежение), когато компютърът е включен. Въз основа на този сигнал мониторът на изходното напрежение издава сигнал за разрешение за генериране на управляващи импулси на PWM контролера на главния преобразувател с максимална продължителност. Основният конвертор се събужда от режим на заспиване. От високочестотните токоизправители през съответните изглаждащи филтри към изхода на захранващия блок се подават напрежения ±12 V, ±5 V и +3,3 V.
Със закъснение от 0,1...0,5 s спрямо появата на сигнала PS_On, но достатъчно за края на преходните процеси в главния преобразувател и формирането на захранващи напрежения +3,3 V. +5 V, +12 V при изход на захранването, следете изходните напрежения, генерира се RG сигнал. (храната е нормална). P.G. сигнал е информационен, показващ нормалната работа на захранването. Издава се към дънната платка за първоначална инсталация и стартиране на процесора. Така сигналът Ps_On управлява включването на захранването, а P.G. отговаря за стартирането на дънната платка, и двата сигнала са част от 24-пиновия конектор.
Основният преобразувател използва импулсен режим, преобразувателят се управлява от PWM контролер. Продължителността на отвореното състояние на ключовете на преобразувателя определя стойността на напрежението на изходните източници, която може да бъде стабилизирана в рамките на допустимото натоварване.
Състоянието на захранването се следи от монитора за изходно напрежение. В случай на претоварване или недотоварване, мониторът генерира сигнали, които забраняват работата на ШИМ контролера на главния преобразувател, поставяйки го в режим на заспиване.
Подобна ситуация възниква в условия на аварийна работа на захранване, свързано с къси съединения в товара, които се наблюдават от специална верига за наблюдение. За улесняване на топлинните условия в захранването се използва принудително охлаждане, базирано на принципа на създаване на отрицателно налягане (изпускане на топъл въздух).
Принципната схема на захранването е показана на фиг. 2.
Мрежовият филтър и нискочестотният токоизправител използват елементи за защита срещу смущения в мрежата, след което мрежовото напрежение се изправя чрез изправителна верига от мостов тип. Защитата на изходното напрежение от смущения в променливотоковата мрежа се осъществява с помощта на двойка бариерни филтърни секции. Първата връзка е направена на отделна платка, чиито елементи са CX1, FL1, втората връзка се състои от елементи на основната захранваща платка CX, CY1, CY2, FL1. Елементите T, THR1 защитават източника на захранване от токове на късо съединение в товара и пренапрежения във входната мрежа.
Мостовият токоизправител е направен с помощта на диоди B1-B4. Кондензаторите C1, C2 образуват нискочестотен мрежов филтър. Резисторите R2, R3 са елементи на разрядната верига на кондензатори C1, C2, когато захранването е изключено. Варисторите V3, V4 ограничават изправеното напрежение по време на скокове на мрежовото напрежение над приетите граници.
Спомагателният преобразувател е свързан директно към изхода на мрежовия токоизправител и схематично представлява самоосцилиращ блокиращ осцилатор. Активните елементи на блокиращия осцилатор са транзистор Q1, p-канален полеви транзистор (MOSFET) и трансформатор T1. Първоначалният ток на затвора на транзистора Q1 се генерира от резистор R11R12. В момента на захранване процесът на блокиране започва да се развива и токът започва да тече през работната намотка на трансформатора Т1. Магнитният поток, създаден от този ток, индуцира ЕДС в намотката на положителната обратна връзка. В този случай чрез диод D5, свързан към тази намотка, кондензаторът C7 се зарежда и трансформаторът се магнетизира. Токът на намагнитване и токът на зареждане на кондензатора C7 водят до намаляване на тока на затвора на Q1 и последващото му изключване. Затихването на пренапрежението в дренажната верига се осъществява от елементи R19, C8, D6, надеждното блокиране на транзистора Q1 се осъществява от биполярен транзистор Q4.
Основният преобразувател на електрозахранването е направен по полумостова схема на двутактов (фиг. 3). Силовата част на преобразувателя е транзистор - Q2, Q3, обратно свързаните диоди D1, D2 осигуряват защита на транзисторите на преобразувателя от "сквозни токове". Втората половина на моста се формира от кондензатори C1, C2, които създават ректифициран делител на напрежение. Диагоналът на този мост включва първичните намотки на трансформаторите T2 и TZ, първият от тях е токоизправител, а вторият функционира в управляващата верига и защитава срещу „прекомерни“ токове в преобразувателя. За да се елиминира възможността за асиметрично намагнитване на трансформатора TZ, което може да възникне при преходни процеси в преобразувателя, се използва разделителен кондензатор SZ. Режимът на работа на транзисторите се задава от елементи R5, R8, R7, R9.
Контролните импулси се подават към транзисторите на преобразувателя чрез съгласуващ трансформатор Т2. Въпреки това, преобразувателят започва в самоосцилиращ режим, когато транзистор 03 е отворен, токът протича през веригата:
+U(B1...B4) -> Q3(k-e) -> T2 - T3 -> SZ -> C2 -> -U(BL..B4).
В случай на отворен транзистор Q2, токът протича през веригата:
+U(B1...B4) -> С1 -> С3 -> Т3 -> Т2 -> Q2(к-е) -> -U(B1...B4).
Чрез преходни кондензатори C5, C6 и ограничителни резистори R5, R7 се подават управляващи сигнали към основата на ключовите транзистори; Диод D3 и резистор R6 образуват разрядната верига на кондензатора C5, а D4 и R10 образуват разрядната верига на Sb.
Когато токът протича през първичната намотка на TZ, възниква процесът на натрупване на енергия от трансформатора, тази енергия се прехвърля към вторичните вериги на източника на захранване и зареждането на кондензатори C1, C2. Режимът на работа в стационарно състояние на преобразувателя ще започне, след като общото напрежение на кондензаторите C1, C2 достигне стойност от +310 V. В този случай захранването ще се появи на микросхемата U3 (щифт 12) от източник, направен на елементи D9 , R20, C15, C16.
Преобразувателят се управлява от каскада от транзистори Q5, Q6 (фиг. 3). Натоварването на каскадата е симетричните полунамотки на трансформатор Т2, в точката на свързване на която захранващото напрежение +16 V се подава през елементи D9, R23. Режимът на работа на транзисторите Q5 и Q6 се задава съответно от резистори R33, R32. Каскадата се управлява от импулси от микросхемата на PWM драйвера U3, идващи от щифтове 8 и 11 към основите на каскадните транзистори. Под въздействието на управляващите импулси един от транзисторите, например Q5, се отваря, а вторият, Q6, съответно, се затваря. Надеждното заключване на транзистора се осъществява от веригата D15D16C17. Така че, когато токът тече през отворен транзистор Q5 през веригата:
+ 16V -> D9 -> R23 -> T2 -> Q5(k-e) -> D15, D16 -> корпус.
На емитера на този транзистор се образува спад на напрежението от +1,6 V. Тази стойност е достатъчна за изключване на транзистора Q6. Наличието на кондензатор C17 помага за поддържане на блокиращия потенциал по време на „паузата“.
Диодите D13, D14 са предназначени да разсейват магнитната енергия, натрупана от полунамотките на трансформатора T2.
PWM контролерът е направен на чип AZ7500BP (BCD Semiconductor), работещ в режим push-pull. Елементите на синхронизиращата верига на генератора са кондензатор C28 и резистор R45. Резистор R47 и кондензатор C29 образуват коригираща верига за усилвател на грешка 1 (фиг.4).
За реализиране на двутактовия режим на работа на преобразувателя, управляващият вход на изходните етапи (щифт 13) е свързан към източник на еталонно напрежение (щифт 14). От щифтове 8 и 11 на микросхемата управляващите импулси влизат в базовите вериги на транзисторите Q5, Q6 на управляващата каскада. Напрежението +16 V се подава към захранващия щифт на микросхемата (щифт 12) от токоизправителя на спомагателния преобразувател.
Режимът "бавен старт" се реализира с помощта на усилвател на грешка 2, чийто неинвертиращ вход (щифт 16 U3) получава +16 V захранващо напрежение през делителя R33R34R36R37C21, а инвертиращият вход (щифт 15) получава напрежение от референтния източник (пин 14) от интегриращ кондензатор C20 и резистор R39.
Неинвертиращият вход на усилвателя на грешки 1 (щифт 1 U3) получава сумата от напрежения +12 V и +3,3 V през суматора R42R43R48 вход на усилвателя (пин 2 U3) през делителя R40R49). Резистор R47 и кондензатор C29 са елементи за честотна корекция на усилвателя.
Вериги за стабилизиране и защита. Продължителността на изходните импулси на PWM контролера (щифт 8, 11 U3) в стационарно състояние се определя от сигналите за обратна връзка и напрежението на трион на главния осцилатор. Интервалът от време, през който "трионът" превишава напрежението на обратната връзка, определя продължителността на изходния импулс. Нека разгледаме процеса на тяхното формиране.
От изхода на усилвател на грешка 1 (пин 3 U3) информация за отклонението на изходните напрежения от номиналната стойност под формата на бавно променящо се напрежение се изпраща към ШИМ драйвера. След това от изхода на усилвателя на грешката 1 напрежението се подава към един от входовете на модулатора на ширината на импулса (PWM). На втория му вход се подава трионно напрежение с амплитуда от +3,2 V. Очевидно, ако изходното напрежение се отклонява от номиналните стойности, например към намаление, напрежението на обратната връзка ще намалее при тази стойност на трионообразното напрежение, подадено към. щифтът. 1, което води до увеличаване на продължителността на циклите на изходния импулс. В този случай повече електромагнитна енергия се натрупва в трансформатор Т1 и се прехвърля към товара, в резултат на което изходното напрежение се увеличава до номиналната стойност.
В авариен режим на работа спадът на напрежението на резистора R46 се увеличава. В този случай напрежението на щифт 4 на микросхемата U3 се увеличава и това от своя страна води до работата на компаратора "пауза" и последващо намаляване на продължителността на изходните импулси и съответно до ограничаване на потока на ток през транзисторите на преобразувателя, като по този начин предотвратява излизането на Q1, Q2 от сградата.
Източникът също има вериги за защита от късо съединение в каналите за изходно напрежение. Сензорът за късо съединение по каналите -12 V и -5 V се формира от елементи R73, D29, чиято средна точка е свързана към основата на транзистора Q10 през резистор R72. Напрежението от източника +5 V също се подава тук чрез резистор R71. Следователно наличието на късо съединение в каналите -12 V (или -5 V) ще доведе до отключване на транзистора Q10 и претоварване на пин 6 на монитор на напрежението U4 и това от своя страна ще спре преобразувателя на пин 4 на преобразувателя U3.
Контрол, мониторинг и защита на електрозахранването. Освен качествено изпълнение на функциите си, почти всички компютри изискват лесно и бързо включване/изключване. Проблемът с включването/изключването на захранването се решава чрез прилагане на принципа на дистанционно включване/изключване в съвременните компютри. Когато натиснете бутона “I/O”, разположен на предния панел на корпуса на компютъра, процесорната платка генерира PS_On сигнал. За да включите захранването, сигналът PS_On трябва да е с нисък потенциал, т.е. нула, когато е изключен - висок потенциал.
В захранването задачите за управление, наблюдение и защита се изпълняват на микросхемата U4 за наблюдение на изходните напрежения на захранването LP7510. Когато нулев потенциал (PS_On сигнал) пристигне на щифт 4 на микросхемата, нулев потенциал също се формира на щифт 3 със закъснение от 2,3 ms. Този сигнал е тригерът за захранването. Ако сигналът PS_On е висок или неговата входна верига е прекъсната, тогава щифт 3 на микросхемата също е настроен на високо ниво.
В допълнение, микросхемата U4 следи основните изходни напрежения на захранването. По този начин изходното напрежение на 3,3 V и 5 V захранвания не трябва да надвишава установените граници от 2,2 V< 3,3В < 3,9 В и 3,5 В < 5 В < 6,1 В. В случае их выхода за эти пределы более чем на 146 мкс на выходе 3 микросхемы U4 устанавливается высокий уровень напряжения, и источник питания выключается по входу 4 микросхемы U3. Для источника питания +12 В, контролируемого по выводу 7, существует только контроль над его превышением. Напряжение питания этого источника не должно превышать больше чем 14,4 В. В перечисленных аварийных режимах основной преобразователь переходит в спящий режим путем установления на выводе 3 микросхемы U4 напряжения высокого уровня. Таким способом осуществляется контроль и защита блока питания от понижения и повышения напряжения на выходах его основных источников (рис.5).
Във всички случаи на високо ниво на напрежение на пин 3, напрежението на пин 8 е нормално, PG е ниско (нула). В случай, че всички захранващи напрежения са нормални, на пин 4 се задава ниско ниво на сигнала PSOn, а на пин 1 се появява сигнал с високо ниво със закъснение от 300 ms .
Веригата за термичен контрол е проектирана да поддържа температурата вътре в корпуса на захранващия блок. Схемата се състои от вентилатор и термистор THR2, които са свързани към +12 V канал. Поддържането на постоянна температура вътре в корпуса се постига чрез регулиране на скоростта чрез въртене на вентилатора.
Токоизправителите с импулсно напрежение използват типична верига за изправяне на пълна вълна със средна точка, осигуряваща необходимия коефициент на пулсации.
Захранващият токоизправител +5 V_SB е направен с помощта на диод D12. Двустепенният филтър за изходно напрежение се състои от кондензатор C15, индуктор L3 и кондензатор C19. Резистор R36 е резистор за натоварване. Стабилизирането на това напрежение се извършва от микросхеми U1, U2.
Захранването +5 V се извършва с помощта на диоден модул D32. Филтърът за изходно напрежение с две връзки се формира от намотката L6.2 на индуктора с множество намотки, индуктор L10 и кондензатори C39, C40. Резистор R69 е резистор за натоварване.
Захранването +12 V е проектирано по подобен начин, неговият токоизправител е изпълнен на диоден модул D31. Филтърът за изходно напрежение с две връзки се формира чрез навиване L6.3 на индуктор с няколко намотки, индуктор L9 и кондензатор C38. Натоварване на захранването - термична верига за управление.
Токоизправител на напрежение +3,3 V - диоден монтаж D30. Схемата използва стабилизатор от паралелен тип с регулиращ транзистор Q9 и параметричен стабилизатор U5. Управляващият вход U5 получава напрежение от делителя R63R58. Резистор R67 е делител на товара.
За да се намали нивото на смущения, излъчвани от импулсни токоизправители в електрическата мрежа, резистивно-капацитивните филтри на елементите R20, R21, SY, C11 са свързани паралелно с вторичните намотки на трансформатора T1.
По подобен начин се формират захранвания за отрицателни напрежения -12 V, -5 V. Така че за източник от 12 V, токоизправителят е направен с помощта на диоди D24, D25, D26, изглаждащ филтър L6.4L5C42 и резистор за натоварване R74.
Напрежението -5 V се генерира с помощта на диоди D27, 28. Филтрите за тези източници са L6.1L4C41. Резистор R75 е резистор за натоварване.
Типични неизправности
Мрежовият предпазител T е изгорял или няма изходно напрежение. В този случай е необходимо да се провери изправността на бариерните филтърни елементи и мрежовия токоизправител (B1-B4, THR1, C1, C2, V3, V4, R2, R3), както и да се провери изправността на транзисторите Q2, Q3 . Най-често, ако е избрана грешна AC мрежа, VA-ристорите V3, V4 изгарят.
Проверява се и изправността на елементите на спомагателния преобразувател транзистори Q1.Q4.
Ако не се открие неизправност и повредата на обсъдените по-рано елементи не се потвърди, тогава се проверява наличието на напрежение от 310 V на последователно свързаните кондензатори C1, C2. Ако липсва, се проверява изправността на елементите на мрежовия токоизправител.
Напрежението +5\/_V е по-високо или по-ниско от нормалното. Проверете изправността на стабилизационната верига U1, U2 е заменена. Като резервен елемент за U2 можете да използвате TL431, KA431.
Изходното захранващо напрежение е по-високо или по-ниско от нормалното. Проверяваме изправността на веригата за обратна връзка - микросхемата U3, елементите на окабеляването на микросхемата U3: кондензатори C21, C22, C16. Ако горните елементи са в добро състояние, сменете U3. Като аналози на U3 можете да използвате микросхеми TL494, KA7500V, MV3759.
Няма P.G сигнал. Трябва да проверите наличието на сигнала Ps_On, наличието на захранващи напрежения +12 V, +5 V, +3,3 V, +5 B_SB. Ако има такъв, сменете U4 чипа. Като аналог на LP7510 можете да използвате TPS3510.
Няма дистанционно включване на захранването. Проверете наличието на потенциал на корпуса (нула) на контакта PS-ON, работоспособността на микросхемата U4 и нейните елементи на окабеляване. Ако тръбопроводните елементи са в добро състояние, сменете U4.
Няма въртене на вентилатора. Уверете се, че вентилаторът работи, проверете елементите на неговата превключваща верига: наличието на +12 V, изправността на термистора THR2.
Д. Кучеров, сп. Радиоаматор, бр.3, 5 2011г
ДОБАВЕНО НА 10.07.2012 04:08
Ще добавя от себе си:
Днес трябваше да си направя захранване, за да сменя един Chieftec 1KWt, който пак изгоря (не мисля, че скоро ще мога да го ремонтирам). Имах 500W Topower silent.
По принцип добро европейско захранване, с честна мощност. Проблемът е, че защитата се задейства. Тези. по време на нормална работа има само кратък старт. Издърпайте клапана и това е.
Не открих късо съединение на основните гуми, затова започнах да разследвам - чудеса не се случват. И най-накрая намерих това, което търсех - шина -12v. Банален дефект - счупен диод, дори не си направих труда да обмисля кой. Току-що го смених с HER207.
Инсталирах това захранване в моята система - полетът е нормален.