Circuit d'alimentation : ATX-350WP4
L'article propose des informations sur la conception des circuits, des recommandations de réparation et de remplacement des pièces analogiques de l'alimentation ATX-350WP4. Malheureusement, l'auteur n'a pas pu déterminer le fabricant exact ; apparemment, il s'agit d'un assemblage d'unité assez proche de l'original, vraisemblablement Delux ATX-350WP4 (Shenzhen Delux Industry Co., Ltd), l'apparence de l'unité est montrée sur la photo. .
Informations générales. L'alimentation est implémentée au format ATX12V 2.0, adapté aux consommateurs domestiques, elle ne dispose donc pas d'interrupteur d'alimentation ni d'interrupteur de type réseau AC. Les connecteurs de sortie incluent :
connecteur pour la connexion à la carte système - connecteur d'alimentation principal à 24 broches ;
Connecteur 4 broches +12 V (connecteur P4) ;
connecteurs d'alimentation pour supports amovibles;
Alimentation du disque dur Serial ATA. On suppose que le connecteur d'alimentation principal
Peut être facilement converti en 20 broches en supprimant le groupe à 4 broches, ce qui le rend compatible avec les anciens formats de carte mère. La présence d'un connecteur à 24 broches permet à la puissance maximale du connecteur utilisant des bornes standards d'être de 373,2 W.
Les informations de fonctionnement sur l'alimentation ATX-350WP4 sont présentées dans le tableau.
Schéma structurel. L'ensemble des éléments du schéma fonctionnel de l'alimentation ATX-350WP4 est typique des alimentations à découpage. Ceux-ci comprennent un filtre de bruit de ligne à deux sections, un redresseur haute tension basse fréquence avec filtre, des convertisseurs d'impulsions principaux et auxiliaires, des redresseurs haute fréquence, un moniteur de tension de sortie, des éléments de protection et de refroidissement. Une caractéristique de ce type d'alimentation est la présence d'une tension secteur au niveau du connecteur d'entrée de l'alimentation, alors qu'un certain nombre d'éléments de l'unité sont sous tension, et qu'il y a une tension à certaines de ses sorties, notamment au +5V_SB. les sorties. Le schéma fonctionnel de la source est présenté sur la figure 1.
Fonctionnement de l'alimentation électrique. Une tension secteur redressée d'environ 300 V alimente les convertisseurs principal et auxiliaire. De plus, le redresseur de sortie du convertisseur auxiliaire fournit la tension d'alimentation à la puce de commande du convertisseur principal. Lorsque la source d'alimentation est éteinte (le signal PS_On est à un niveau haut), le convertisseur principal est en mode « veille », dans ce cas, la tension à ses sorties n'est pas enregistrée par les instruments de mesure ; En même temps, le convertisseur auxiliaire génère la tension d'alimentation du convertisseur principal et la tension de sortie +5B_SB. Cette alimentation fait office d’alimentation de secours.
Le convertisseur principal est mis sous tension selon le principe de commutation à distance, selon lequel le signal Ps_On devient égal au potentiel zéro (niveau de tension faible) lors de la mise sous tension de l'ordinateur. Sur la base de ce signal, le moniteur de tension de sortie émet un signal d'autorisation pour générer des impulsions de commande du contrôleur PWM du convertisseur principal d'une durée maximale. Le convertisseur principal sort du mode veille. Des tensions de ±12 V, ±5 V et +3,3 V sont fournies depuis les redresseurs haute fréquence via les filtres de lissage correspondants jusqu'à la sortie de l'alimentation.
Avec un retard de 0,1...0,5 s par rapport à l'apparition du signal PS_On, mais suffisant pour la fin des processus transitoires dans le convertisseur principal et la formation des tensions d'alimentation +3,3 V. +5 V, +12 V au sortie de l'alimentation, surveiller les tensions de sortie, le signal RG est généré. (la nourriture est normale). Signal P.G. est informatif, indiquant le fonctionnement normal de l’alimentation. Il est délivré à la carte mère pour l'installation initiale et le démarrage du processeur. Ainsi, le signal Ps_On contrôle l'inclusion de l'alimentation, et le signal P.G. est responsable du démarrage de la carte mère, les deux signaux font partie du connecteur 24 broches.
Le convertisseur principal utilise le mode impulsionnel, le convertisseur est contrôlé par un contrôleur PWM. La durée de l'état ouvert des touches du convertisseur détermine la valeur de tension des sources de sortie, qui peut être stabilisée dans la limite de la charge admissible.
L'état de l'alimentation est surveillé par le moniteur de tension de sortie. En cas de surcharge ou de sous-charge, le moniteur génère des signaux qui interdisent le fonctionnement du contrôleur PWM du convertisseur principal, le mettant en mode veille.
Une situation similaire se produit dans des conditions de fonctionnement d'urgence d'une alimentation électrique associées à des courts-circuits dans la charge, qui sont surveillés par un circuit de surveillance spécial. Pour faciliter les conditions thermiques, un refroidissement forcé est utilisé dans l'alimentation électrique, basé sur le principe de création d'une pression négative (émission d'air chaud).
Le schéma de principe de l'alimentation est présenté sur la figure 2.
Le filtre secteur et le redresseur basse fréquence utilisent des éléments de protection contre les interférences du réseau, après quoi la tension secteur est redressée par un circuit de redressement de type pont. La protection de la tension de sortie contre les interférences dans le réseau AC est réalisée à l'aide d'une paire de sections de filtre barrière. Le premier lien est réalisé sur une carte séparée dont les éléments sont CX1, FL1, le deuxième lien est constitué d'éléments de la carte d'alimentation principale CX, CY1, CY2, FL1. Les éléments T, THR1 protègent la source d'alimentation des courants de court-circuit dans la charge et des surtensions dans le réseau d'entrée.
Le pont redresseur est réalisé à l'aide de diodes B1-B4. Les condensateurs C1, C2 forment un filtre réseau basse fréquence. Les résistances R2, R3 sont des éléments du circuit de décharge des condensateurs C1, C2 lorsque l'alimentation est coupée. Les varistances V3, V4 limitent la tension redressée lors des surtensions de la tension secteur au-dessus des limites acceptées.
Le convertisseur auxiliaire est connecté directement à la sortie du redresseur du réseau et représente schématiquement un oscillateur bloquant auto-oscillant. Les éléments actifs de l'oscillateur bloquant sont le transistor Q1, un transistor à effet de champ à canal P (MOSFET) et le transformateur T1. Le courant de grille initial du transistor Q1 est généré par la résistance R11R12. Au moment de l'alimentation électrique, le processus de blocage commence à se développer et le courant commence à circuler dans l'enroulement de travail du transformateur T1. Le flux magnétique créé par ce courant induit une force électromotrice dans l'enroulement à rétroaction positive. Dans ce cas, grâce à la diode D5 connectée à cet enroulement, le condensateur C7 est chargé et le transformateur est magnétisé. Le courant magnétisant et le courant de charge du condensateur C7 entraînent une diminution du courant de grille de Q1 et sa désactivation ultérieure. L'amortissement de la surtension dans le circuit de drain est réalisé par les éléments R19, C8, D6, le blocage fiable du transistor Q1 est réalisé par le transistor bipolaire Q4.
Le convertisseur principal de l'alimentation est réalisé selon un circuit en demi-pont push-pull (Fig. 3). La partie puissance du convertisseur est constituée de transistors - Q2, Q3, les diodes connectées en inverse D1, D2 assurent la protection des transistors du convertisseur contre les « courants traversants ». La seconde moitié du pont est constituée de condensateurs C1, C2, qui créent un diviseur de tension redressé. La diagonale de ce pont comprend les enroulements primaires des transformateurs T2 et TZ, le premier d'entre eux est un redresseur, et le second fonctionne dans le circuit de commande et de protection contre les courants « excessifs » dans le convertisseur. Pour éliminer la possibilité d'une magnétisation asymétrique du transformateur TZ, qui peut se produire lors de processus transitoires dans le convertisseur, un condensateur de séparation SZ est utilisé. Le mode de fonctionnement des transistors est fixé par les éléments R5, R8, R7, R9.
Les impulsions de commande sont fournies aux transistors du convertisseur via le transformateur d'adaptation T2. Cependant, le convertisseur démarre en mode auto-oscillant ; lorsque le transistor 03 est ouvert, le courant circule dans le circuit :
+U(B1...B4) -> Q3(k-e) -> T2 - T3 -> SZ -> C2 -> -U(BL..B4).
Dans le cas du transistor Q2 ouvert, le courant circule dans le circuit :
+U(B1...B4) -> С1 -> С3 -> Т3 -> Т2 -> Q2(к-е) -> -U(B1...B4).
Grâce aux condensateurs de transition C5, C6 et aux résistances de limitation R5, R7, des signaux de commande sont fournis à la base des transistors clés ; le circuit coupe-circuit R4C4 empêche la pénétration du bruit pulsé dans le réseau électrique alternatif ; La diode D3 et la résistance R6 forment le circuit de décharge du condensateur C5, et D4 et R10 forment le circuit de décharge de Sb.
Lorsque le courant circule dans l'enroulement primaire du TZ, le processus d'accumulation d'énergie par le transformateur se produit, cette énergie est transférée aux circuits secondaires de la source d'alimentation et charge les condensateurs C1, C2. Le mode de fonctionnement en régime permanent du convertisseur commencera une fois que la tension totale sur les condensateurs C1, C2 aura atteint une valeur de +310 V. Dans ce cas, une alimentation apparaîtra sur le microcircuit U3 (broche 12) à partir d'une source réalisée sur les éléments D9. , R20, C15, C16.
Le convertisseur est contrôlé par une cascade constituée de transistors Q5, Q6 (Fig. 3). La charge de la cascade est constituée des demi-enroulements symétriques du transformateur T2, au point de connexion desquels la tension d'alimentation +16 V est fournie à travers les éléments D9, R23. Le mode de fonctionnement des transistors Q5 et Q6 est défini respectivement par les résistances R33, R32. La cascade est contrôlée par des impulsions du microcircuit pilote PWM U3, provenant des broches 8 et 11 vers les bases des transistors en cascade. Sous l'influence d'impulsions de commande, l'un des transistors, par exemple Q5, s'ouvre et le second, respectivement Q6, se ferme. Le verrouillage fiable du transistor est effectué par la chaîne D15D16C17. Ainsi, lorsque le courant circule à travers un transistor ouvert Q5 à travers le circuit :
+ 16V -> D9 -> R23 -> T2 -> Q5(k-e) -> D15, D16 -> boîtier.
Une chute de tension de +1,6 V se forme au niveau de l'émetteur de ce transistor. Cette valeur est suffisante pour bloquer le transistor Q6. La présence du condensateur C17 permet de maintenir le potentiel de blocage pendant la « pause ».
Les diodes D13, D14 sont destinées à dissiper l'énergie magnétique accumulée par les demi-enroulements du transformateur T2.
Le contrôleur PWM est réalisé sur une puce AZ7500BP (BCD Semiconductor), fonctionnant en mode push-pull. Les éléments du circuit de synchronisation du générateur sont le condensateur C28 et la résistance R45. La résistance R47 et le condensateur C29 forment un circuit de correction pour l'amplificateur d'erreur 1 (Fig.4).
Pour mettre en œuvre le mode de fonctionnement push-pull du convertisseur, l'entrée de commande des étages de sortie (broche 13) est connectée à une source de tension de référence (broche 14). Depuis les broches 8 et 11 du microcircuit, les impulsions de commande pénètrent dans les circuits de base des transistors Q5, Q6 de la cascade de commande. La tension +16 V est fournie à la broche d'alimentation du microcircuit (broche 12) depuis le redresseur du convertisseur auxiliaire.
Le mode « démarrage lent » est mis en œuvre à l'aide de l'amplificateur d'erreur 2 dont l'entrée non inverseuse (broche 16 U3) reçoit une tension d'alimentation de +16 V via le diviseur R33R34R36R37C21, et l'entrée inverseuse (broche 15) reçoit la tension de la référence. source (broche 14) issue de l'intégration du condensateur C20 et de la résistance R39.
L'entrée non inverseuse de l'amplificateur d'erreur 1 (broche 1 U3) reçoit la somme des tensions +12 V et +3,3 V via l'additionneur R42R43R48. La tension de la source de référence du microcircuit (broche 2 U3) est fournie à l'opposé. entrée de l'amplificateur (broche 2 U3) à travers le diviseur R40R49). La résistance R47 et le condensateur C29 sont des éléments de correction de fréquence de l'amplificateur.
Circuits de stabilisation et de protection. La durée des impulsions de sortie du contrôleur PWM (broche 8, 11 U3) en régime permanent est déterminée par les signaux de rétroaction et la tension en dents de scie de l'oscillateur maître. L'intervalle de temps pendant lequel la « scie » dépasse la tension de rétroaction détermine la durée de l'impulsion de sortie. Considérons le processus de leur formation.
À partir de la sortie de l'amplificateur d'erreur 1 (broche 3 U3), des informations sur l'écart des tensions de sortie par rapport à la valeur nominale sous la forme d'une tension variant lentement sont envoyées au pilote PWM. Ensuite, à partir de la sortie de l'amplificateur d'erreur 1, la tension est fournie à l'une des entrées du modulateur de largeur d'impulsion (PWM). Une tension en dents de scie d'une amplitude de +3,2 V est fournie à sa deuxième entrée. Évidemment, si la tension de sortie s'écarte des valeurs nominales, par exemple vers une diminution, la tension de rétroaction diminuera à cette valeur de la tension en dents de scie fournie. l'épingle. 1, ce qui entraîne une augmentation de la durée des cycles d'impulsions de sortie. Dans ce cas, davantage d'énergie électromagnétique est accumulée dans le transformateur T1 et transférée à la charge, ce qui entraîne une augmentation de la tension de sortie jusqu'à la valeur nominale.
En mode de fonctionnement d'urgence, la chute de tension aux bornes de la résistance R46 augmente. Dans ce cas, la tension à la broche 4 du microcircuit U3 augmente, ce qui conduit à son tour au fonctionnement du comparateur « pause » et à une diminution ultérieure de la durée des impulsions de sortie et, par conséquent, à limiter le débit de courant à travers les transistors du convertisseur, empêchant ainsi Q1, Q2 de sortir du bâtiment.
La source dispose également de circuits de protection contre les courts-circuits dans les canaux de tension de sortie. Le capteur de court-circuit le long des canaux -12 V et -5 V est constitué des éléments R73, D29 dont le point médian est connecté à la base du transistor Q10 via la résistance R72. La tension de la source +5 V est également fournie ici via la résistance R71. Par conséquent, la présence d'un court-circuit dans les canaux -12 V (ou -5 V) entraînera le déverrouillage du transistor Q10 et une surcharge sur la broche 6 du transistor. moniteur de tension U4, ce qui, à son tour, arrêtera le convertisseur à la broche 4 du convertisseur U3.
Contrôle, surveillance et protection de l'alimentation électrique. En plus de performances de haute qualité de ses fonctions, presque tous les ordinateurs nécessitent une mise sous/hors tension facile et rapide. Le problème de la mise sous/hors tension de l'alimentation électrique est résolu en mettant en œuvre le principe de la mise sous/hors tension à distance dans les ordinateurs modernes. Lorsque vous appuyez sur le bouton « I/O » situé sur le panneau avant du boîtier de l'ordinateur, la carte processeur génère le signal PS_On. Pour mettre sous tension, le signal PS_On doit être à faible potentiel, c'est-à-dire zéro, lorsqu'il est éteint - potentiel élevé.
Dans l'alimentation, des tâches de contrôle, de surveillance et de protection sont mises en œuvre sur le microcircuit U4 pour surveiller les tensions de sortie de l'alimentation LP7510. Lorsqu'un potentiel zéro (signal PS_On) arrive sur la broche 4 du microcircuit, un potentiel zéro se forme également sur la broche 3 avec un retard de 2,3 ms. Ce signal est le déclencheur de l'alimentation. Si le signal PS_On est haut ou si son circuit d'entrée est cassé, la broche 3 du microcircuit est également réglée sur un niveau haut.
De plus, la puce U4 surveille les principales tensions de sortie de l'alimentation. Ainsi, les tensions de sortie des alimentations 3,3 V et 5 V ne doivent pas dépasser les limites établies de 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).
Dans tous les cas de niveau de tension élevé sur la broche 3, la tension sur la broche 8 est normale, PG est faible (zéro). Dans le cas où toutes les tensions d'alimentation sont normales, un niveau bas du signal PSOn est défini sur la broche 4 et une tension ne dépassant pas 1,15 V est présente sur la broche 1, un signal de niveau haut apparaît sur la broche 8 avec un retard de 300 ms ; .
Le circuit de contrôle thermique est conçu pour maintenir la température à l’intérieur du boîtier d’alimentation. Le circuit se compose d'un ventilateur et d'une thermistance THR2, qui sont connectés au canal +12 V. Le maintien d'une température constante à l'intérieur du boîtier est obtenu en régulant la vitesse en faisant tourner le ventilateur.
Les redresseurs de tension impulsionnelle utilisent un circuit de redressement double alternance typique avec un point médian, fournissant le facteur d'ondulation requis.
Le redresseur d'alimentation +5 V_SB est réalisé à l'aide de la diode D12. Le filtre de tension de sortie à deux étages se compose du condensateur C15, de l'inductance L3 et du condensateur C19. La résistance R36 est une résistance de charge. La stabilisation de cette tension est réalisée par les microcircuits U1, U2.
L'alimentation +5 V est réalisée à l'aide d'un montage de diodes D32. Le filtre de tension de sortie à deux liaisons est formé par l'enroulement L6.2 de l'inductance à enroulements multiples, l'inductance L10 et les condensateurs C39, C40. La résistance R69 est une résistance de charge.
L'alimentation +12 V est conçue de la même manière. Son redresseur est implémenté sur un ensemble de diodes D31. Le filtre de tension de sortie à deux liaisons est formé par l'enroulement L6.3 d'une inductance à enroulements multiples, l'inductance L9 et le condensateur C38. Charge d'alimentation - circuit de contrôle thermique.
Redresseur de tension +3,3 V - ensemble diodes D30. Le circuit utilise un stabilisateur de type parallèle avec un transistor de régulation Q9 et un stabilisateur paramétrique U5. L'entrée de commande U5 reçoit la tension du diviseur R63R58. La résistance R67 est le diviseur de charge.
Pour réduire le niveau d'interférences émises par les redresseurs d'impulsions dans le réseau électrique, des filtres résistifs-capacitifs sur les éléments R20, R21, SY, C11 sont connectés en parallèle avec les enroulements secondaires du transformateur T1.
Les alimentations pour tensions négatives -12 V, -5 V sont constituées de la même manière. Ainsi pour une source 12 V, le redresseur est réalisé à l'aide des diodes D24, D25, D26, d'un filtre de lissage L6.4L5C42, et d'une résistance de charge R74.
La tension -5 V est générée à l'aide des diodes D27, 28. Les filtres pour ces sources sont L6.1L4C41. La résistance R75 est une résistance de charge.
Défauts typiques
Le fusible secteur T est grillé ou il n'y a pas de tension de sortie. Dans ce cas, il est nécessaire de vérifier le bon fonctionnement des éléments filtrants barrière et du redresseur secteur (B1-B4, THR1, C1, C2, V3, V4, R2, R3), ainsi que de vérifier le bon fonctionnement des transistors Q2, Q3. . Le plus souvent, si le mauvais réseau AC est sélectionné, les résistances VA V3, V4 grillent.
Le bon fonctionnement des éléments du convertisseur auxiliaire, les transistors Q1.Q4, est également vérifié.
Si aucun dysfonctionnement n'est détecté et que la défaillance des éléments évoqués précédemment n'est pas confirmée, alors la présence d'une tension de 310 V est vérifiée sur les condensateurs connectés en série C1, C2. S'il est absent, le bon fonctionnement des éléments du redresseur de réseau est vérifié.
La tension +5\/_V est supérieure ou inférieure à la normale. Vérifier le bon fonctionnement du circuit de stabilisation U1, U2 ; l'élément défectueux est remplacé. Comme élément de remplacement pour U2, vous pouvez utiliser TL431, KA431.
Les tensions d'alimentation de sortie sont supérieures ou inférieures à la normale. Nous vérifions le bon fonctionnement du circuit de retour - le microcircuit U3, les éléments de câblage du microcircuit U3 : condensateurs C21, C22, C16. Si les éléments ci-dessus sont en bon état, remplacez U3. En tant qu'analogues de l'U3, vous pouvez utiliser les microcircuits TL494, KA7500V, MV3759.
Pas de signal P.G. Il faut vérifier la présence du signal Ps_On, la présence des tensions d'alimentation +12 V, +5 V, +3,3 V, +5 B_SB. Le cas échéant, remplacez la puce U4. En tant qu'analogue du LP7510, vous pouvez utiliser le TPS3510.
Il n'y a pas d'activation à distance de l'alimentation. Vérifiez la présence du potentiel du boîtier (zéro) au niveau du contact PS-ON, le bon fonctionnement du microcircuit U4 et de ses éléments de câblage. Si les éléments de tuyauterie sont en bon état, remplacer U4.
Pas de rotation du ventilateur. Assurez-vous que le ventilateur fonctionne, vérifiez les éléments de son circuit de commutation : la présence du +12 V, le bon fonctionnement de la thermistance THR2.
D. Kucherov, Radioamator Magazine, n° 3, 5 2011
AJOUTÉ le 10/07/2012 04:08
J'ajouterai de moi-même :
Aujourd'hui j'ai dû me fabriquer une alimentation pour remplacer une Chieftec 1KWt qui a encore grillé (je ne pense pas pouvoir la réparer de sitôt). J'avais un Topower 500W silencieux.
En principe, une bonne alimentation européenne, avec une puissance honnête. Le problème est que la protection se déclenche. Ceux. pendant le service normal, il n'y a qu'un bref démarrage. Tirez sur la valve et c'est tout.
Je n'ai trouvé aucun court-circuit sur les pneus principaux, alors j'ai commencé à enquêter - les miracles n'arrivent pas. Et finalement j'ai trouvé ce que je cherchais : un bus -12v. Un défaut banal - une diode cassée, je n'ai même pas pris la peine de réfléchir laquelle. Je viens de le remplacer par HER207.
J'ai installé cette alimentation dans mon système - le vol est normal.