|
|
Лабораторный Блок питания из PC AT/ATXВзято отсюда: http://electro.ks8.ru/docs/ATX.htm
· ШИМ - контроллер SG6105 и DR-B2002 · ШИМ контроллер LPG899 Для того чтобы включить блок ATX, соединяем вывод PS_ON (обычно подписан на плате) с землей. Перед тем как начать что-либо переделывать, имеющийся у вас блок нужно проверить на работоспособность, и если он не работает то отремонтировать: «Ремонт Блока Питания ATX PC». Для начала рассмотрим схему и прочитаем описание работы блока питания AT-200W:
Условно схема делится на две части: силовую и контрольную. Силовая часть делится на входную высоковольтную и выходную низковольтную. Контрольная часть делиться на систему регулирования и систему защиты. Входное напряжение через предохранитель FU1поступает на фильтр, на элементах C1, T1, C2, и С3 и С4. далее на выпрямитель RT1VDM1C5C8R3R4. Диоды выпрямителя заряжают силовые высоковольтные конденсаторы C5, C8, которые работают преимущественно в импульсном режиме и должны пропускать большой ток (10A). В момент запуска блока питания по диодам проходит зарядный ток. Терморезистор RT1, который в холодном состоянии имеет большое сопротивление (десятки ом); при включении блока питания ограничивает этот ток, нагревается, и его сопротивление падает. Выпрямленное напряжение поступает на полумостовой инвертор VT1,VT2,C7,T3. Инвертор собран по схеме с самовозбуждением, для чего здесь имеется ПОС от "средней точки" через T2 – там есть специальный отвод. Цепи VD2, R10, C2, R11, R12, R13в базах силовых транзисторов накапливают положительные +0.7V для открытия этих транзисторов. Параметры этих цепей подобраны таким образом, что инвертор без внешнего управления способен вырабатывать укороченные импульсы, которые при выпрямлении дают половинные напряжения (2-3V вместо 5V, и 6-8V вместо 12V), чтобы неуправляемый блок питания не смог спалить электронные схемы компьютера. Работающий в неуправляемом режиме инвертор может запитать только контрольную часть блока питания, а схемы компьютера сигналом PowerGood выведены в состояние сброса. Трансформированные с помощью T3 импульсы поступают на выходной выпрямитель. В цепях +5V/+12V применены высокоамперные переключающие диоды VDM2, VDM3 с пониженным напряжением включения, например диоды Шоттки. Для улучшения характеристик у каждого выпрямителя выровнен коэффициент мощности с помощью цепочек R51, C19, R14, C13, R15, C14. На выходе выпрямителя получаются импульсные напряжения амплитудой примерно в 2 раза выше номинальной, т.е., например, на выходе диода в цепи +12V мы можем увидеть +24V. Но впереди – сглаживающий фильтр. Поскольку частота работы инвертора составляет десятки килогерц, то сглаживающий фильтр получается простым, и очень эффективным. Резисторы R52, R53, R39, R40 нужны только тогда, когда блок питания включается без нагрузки, они создают минимальную нагрузку. От выхода +12V через R38 получает питание вентилятор. Необходимость в R38 вызвана тем, что вентилятор может выйти из строя и закоротить свои питающие выводы. В контрольной части имеется отвод от выпрямителя +12V, от сглаживающего фильтра. Как уже выше указывалось, в этой точке действует удвоенное импульсное напряжение +24V. С помощью диодного выпрямителя VD17, C23 импульсное напряжение превращается в почти такое же по амплитуде, но постоянное. Цепочкой R21, C22 оно ещё и сглаживается. В процессе запуска блока питания, инвертор создаёт на выходе блока питания половинные напряжения. В частности, на цепи +12V с выхода сглаживающего фильтра будет 6-8V. На выходе же выпрямителя ДО фильтра – 12-14V! Вот это напряжение и питает управляющие схемы. Вообще всё питание контрольной части можно поделить на два вида: обычное и стабилизированное. Обычное может варьироваться от +12V до +24V. Стабилизация производится встроенным в микросхему TL494 стабилизатором, на выходе которого получается +5V. Прежде всего, стабильное напряжение питает МС TL494. Запускается встроенный генератор, частота которого определяется цепочкой R31, C28, пилообразный сигнал которого поступает на компараторы внутри TL494. Однако в момент пуска компараторы "заглушены" сигналом мёртвого времени, подаваемого на вывод DT. Это сделано для того, чтобы "уравновесить" все переходные процессы в схеме, имеющиеся в момент включения устройства. Цепочка R25R30C26 постепенно заряжается и постепенно задействует всю большую и большую часть пилы для регулирования напряжения. Регулирование выходного напряжения основано на сравнении выходного напряжения +5V с опорным. Сравнение организовано с помощью двух делителей R34R27, R24R28 и компаратора из TL494. Если выходное напряжение мало, то с выходов TL494 начинают поступать импульсы дополнительной раскачки инвертора. Эти импульсы подаются на транзисторные ключи R20,R32,VT4,VD8,R18,VT9,VD9. Цепочка VD11,VD1,2C21 создаёт на эмиттерах этих транзисторов напряжение порядка 1.5V, что приводит к их более надёжному закрытию отрицательным (относительно эмиттеров) напряжением с TL494. Транзисторные ключи образуют собой ещё один инвертор VT4VT9T2, который и раскачивает основной инвертор VT1VT2C7T3. Система защиты на счетверённом компараторе LM339. Назначение этой схемы – предотвратить подачу рабочих напряжений, если какое-то одно из них отсутствует или находится в недопустимых пределах. Фактически схема может только вывести инвертор в неуправляемый режим. Например, нет +5V – небудет выдавать +12V/-12V, или нет -5V – не должно быть и +5V. Задача противоречивая, ведь тогда как включить такой блок питания, когда нет ни одного рабочего напряжения? Это решается небольшой задержкой, в ходе которой допускается отсутствие какого-либо напряжения. Контроль организован по наличию напряжений -5V, -12V, по отсутствию перенапряжения на линии +5V и по чрезмерной раскачке управляющего трансформатора T2 – явному признаку неисправности силового инвертора (он должен самовозбуждаться на половинной мощности). Напряжение +12V не контролируется, поскольку если его не будет, не будет работать вся контрольная часть блока питания. Уровень раскачки трансформатора T2 измеряется по индуцируемому им напряжению на резисторах R17R50. Здесь обычно ставят разные резисторы либо лепят спайку, видимо регулируют на заводе-изготовителе. Оно и понятно: трансформатор, тем более импульсный – самый трудно контролируемый элемент. Напряжение с цепочки R17R50VD7 сглаживается фильтром R16C25 и подаётся на делитель R41R45R46. Тут же на этот же делитель через VD15R47 подаётся +5V с выхода блока питания. Опорное напряжение на компараторах, по цепочке R56R43, равно 1.7V. Компаратор DA2.2 будет срабатывать, если в точке R45R46 также будет 1.7V. Значит, в точке R47R45 должно быть 5.1V. Далее стоит диод VD15 с его 0.7V и окончательно получаем 5.8V – порог срабатывания от перенапряжения. Поскольку R47 значительно меньше R41, защита от перенапряжения срабатывает всегда вне зависимости от уровня раскачки трансформатора. И с другой стороны, если нет перенапряжения, можно контролировать раскачку трансформатора. Получается как бы резистивное "И" – независимый контроль двух параметров минимальным числом элементов. Контроль наличия напряжений -5V и -12V реализован на цепочке R36R49VD16R48 и компараторе DA2.1. В рабочем режиме диод VD16 всегда открыт и через него всегда протекает ток на линию -12V. То есть на R48 присутствует напряжение -5.7V. С помощью делителя R36R49 это напряжение смещается вверх, но всё равно его будет недостаточно для срабатывания компаратора. Теперь представим, что -5V пропало. Это равносильно тому, что на линии -5V будет присутствовать нулевой потенциал (благодаря резистору холостого хода R53). На входе компаратора в точкеR36R49 напряжение повысится и компаратор сработает. Ну а если пропадает -12V? Тогда диод VD16 запирается, и на всём делителе устанавливается напряжение примерно +5V, соответственно компаратор опять срабатывает. Сигнал с обоих компараторов объединяется и поступает на линию задержки, реализованную на цепочке R44C24R22VT5. Формируемая здесь задержка на срабатывание крайне важна при запуске блока питания. Однако если всё-таки срабатывание защиты произошло, происходит два события. Во-первых, система "защёлкивается" через VD14. На делителе R36R49 навсегда заводится +5V, и вернуть в прежнее состояние схему можно будет только после выключения блока питания и выдержки его в течении нескольких секунд. Во-вторых, через VD13 положительный сигнал разряжает конденсатор C26 в цепи формирования мёртвого времени у TL494. То есть генератор перестаёт формировать управляющие импульсы, и инвертор уводится в неуправляемый режим. Цепь формирования сигнала PowerGood начинается с цепочки R22C25. Поскольку постоянная времени такой цепочки – примерно полсекунды, за такое время блок питания должен будет гарантированно запуститься и сообразить что все выходные напряжения в норме. В противном случае будет производиться срыв колебаний и включение разрядного транзистора VT6. Транзистор этот включен по токовой схеме, благодаря чему удаётся избежать слишком больших токов разрядки C25. На конденсаторе C25 формируется плавно меняющееся напряжение, непригодное для управления цифровыми схемами. Поэтому в БП имеется триггер Шмидта, реализованный на цепочке DA2.3R33R42. Выход PowerGood привязывается к выходному напряжению +5V и в таком виде подаётся в системную плату компьютера.
Для формирования управляющего напряжения и переключения мощных транзисторов преобразователя ИБП, используются микросхема TL494CN аналоги, IR3M02, uА494, КА7500, МВ3759 и т.д. рис.11 (отечественный аналог МС КР1114ЕУ4). TL594 - аналог TL494 c улучшенной точностью усилителей ошибки и компаратора Параметры:
Особенности: · Возможна работа в двухтактном или однотактном режиме · Встроенная схема подавления сдвоенных импульсов · Широкий диапазон регулировки · Выходное опорное напряжение …………………………………….5V +-05%
МС TL493/4/5 включает в себя усилитель ошибки, встроенный регулируемый генератор, компаратор регулировки мертвого времени, триггер управления, прецизионный ИОН на 5V и схему управления выходным каскадом. Усилитель ошибки выдает синфазное напряжение в диапазоне от –0,3…(Vcc-2) В. Компаратор регулировки мертвого времени имеет постоянное смещение, которое ограничивает минимальную длительность мертвого времени величиной порядка 5%. Допускается синхронизация встроенного генератора, при помощи подключения вывода R к выходу опорного напряжения и подачи входного пилообразного напряжения на вывод С, что используется при синхронной работе нескольких схем ИВП. Независимые выходные формирователи на транзисторах обеспечивают возможность работы выходного каскада по схеме с общим эмиттером либо по схеме эмиттерного повторителя. Выходной каскад микросхем TL493/4/5 работает в однотактном или двухтактном режиме с возможностью выбора режима с помощью специального входа. Встроенная схема контролирует каждый выход и запрещает выдачу сдвоенного импульса в двухтактном режиме. Генератор пилообразного напряжения DA6; частота ГПН определяется номиналами внешних компонентов R и С подключенных к 5-му и 6-му выводам. Частота генератора определяется по формуле:
Примечание (*): Отечественные мощные ключевые транзисторы, как правило, довольно быстро выходят из строя или не работают вообще, т.к. рассчитаны на рабочую частоту не более 18-20 кГц!
С регулировкой напряжения 0–20V и тока 0–10А на микросхеме TL494 (DBL494). Также нужно выпаять диод, соединяющий выходную обмотку силового трансформатора с + питания TL494 – она будет питаться только от маленького «дежурного» преобразователя (у него есть не только 5V выход, но и 12V), чтобы не зависеть от выходного напряжения БП. Пунктиром очерчены детали, которые уже есть в БП. Выпрямительные диоды нужно соединить с 12-вольтовыми отводами вторичной обмотки силового трансформатора. Лучше поставить более мощные, например сборку 30CPQ150 (30А 150В) – тогда можно максимальный выходной ток увеличить до 20А. Дроссель L1 делаем из кольца, оставив на нём только 5-тивольтовую обмотку, дроссель L2 из цепи 5V. Приводим схему выходной части в соответствие с такой схемой ниже: Вентилятор запитываем от питания TL494 (12 нога) – так, чтобы он дул внутрь корпуса. На микросхеме ОУ LM358 (LM2904, или любой другой сдвоенный низковольтный операционник, который может работать в однополярном включении и при входных напряжениях от 0 В) собран измерительный усилитель выходного напряжения и тока, который будет давать измерительные сигналы на TL494. Резисторы R9 и R8 задают опорные напряжения.
Переменный резистор R9 регулирует выходное напряжение, R8 – выходной ток. Токоизмерительный резистор R7 на 0.05ом должен быть мощностью 5 ватт (10А^2*0.05ом). Питание для ОУ берём с выхода «дежурных» 5В БП ATX (обычно обозначены на плате как +5VSB или 5V STANDBY, фиолетовый провод). Нагрузка подключается к +OUT и -OUT. В качестве вольтметра и амперметра можно использовать либо стрелочные приборы, либо пару цифровых вольтметров, которые нужно подключить к выходам LM358 (7 нога – напряжение, 1 нога – ток, напряжение – 0…5 В) и оттарировать тестером. Питать цифровые вольтметры можно с «дежурных» 5V – там 2А. Измерительный резистор R7 – это два 5-тиваттных резистора (белые) по 0.1ом соединённые параллельно. Нагрузочный резистор 470ом 1 Вт ставим параллельно C5. Он нужен чтобы БП без нагрузки не оставался. Ток через него не учитывается, он до измерительного резистора R7 включён. Без него, тоже работать будет, но тогда если установить более низкое напряжение при отключенной от выхода нагрузке – долго ждать, пока C4 и C5 разрядятся до нужного напряжения.
Ставятся 2 переменных резистора для грубой и точной регулировки. Затем необходимо выпаять дроссель групповой стабилизации, а в образовавшийся разрыв цепи 12V впаять перемычку.
- А1 — импульсный блок питания компьютера; - А2 — устройство индикации с узлом стабилизации тока нагрузки. В блок питания компьютера необходимо внести некоторые изменения (рис. 2). Блок питания оснащен цифровой шкалой для индикации выходного напряжения и тока нагрузки, имеет регуляторы выходного напряжения для грубой и точной установки, регулятор ограничения выходного тока, индикатор максимального тока, предохранитель для защиты выходных цепей в случае неправильной полярности включения заряжаемого аккумулятора. Узел управления выполнен на специализированной микросхемеTL494 или аналогах МВ3759, КА7500, КР1114ЕУ4. На вывод 1 этой микросхемы подан сигнал обратной связи с выходных выпрямителей напряжений +5 и +12V, а на вывод 2 — образцовое напряжение от внутреннего стабилизатора с вывода 14. Обратную связь от источника напряжения +5V следует отключить, удалив резистор R1 (нумерация элементов условная), а R4 и R8 заменить резисторами указанных номиналов. Вместе с переменным резистором R1 (см. рис. 1) они образуют делитель напряжения обратной связи, благодаря чему становится возможной регулировка (грубая) выходного напряжения блока. Его точное значение устанавливают переменным резистором R2 (рис. 1), подключенным к выводу 2 ШИ-контроллера. Блок питания оснащен встроенным вентилятором, питающимся от источника напряжения 12 В. Так как выходное напряжение будет меняться в широких; пределах, вентилятор необходимо подключить через гасящий резистор R7 к выпрямителю, питающему ШИ-контроллер не меняющимся напряжением около 24V. К выходу +12V нужно добавить резистор R6, который обеспечит устойчивую работу блока питания в отсутствие нагрузки при низком выходном напряжении. Желательно также поменять местами выпрямительные диоды источников +5 и +12V, потому что в первом из них применены более мощные диоды. Стабилизатор выходного тока собран на ОУ DA1 (рис. 3).
Резистор R5 и конденсатор С1 в цепи ООС, охватывающей ОУ, обеспечивают устойчивость работы этого узла. Через диод VD1 напряжение обратной связи поступает на вывод 3 ШИ - контроллера (см. рис. 2). Светодиод HL1 — индикатор максимального тока, он светится при токе нагрузки, близком или равном заданному значению. Измеритель напряжения и тока выполнен на АЦП DA2 по типовой схеме. Режим работы выбирают переключателем SB1. Контактная группа SB1.1 коммутирует измеряемое напряжение, SB 1.2 — запятые цифровой шкалы. В положении переключателя "U" на вход АЦП поступает выходное напряжение блока питания через предохранитель FU1 и резистивный делитель R8—R10, благодаря чему при перегорании предохранителя индикатор показывает 0В. В режиме контроля тока (в положении "I") АЦП измеряет падение напряжения на — резисторе R3. Напряжение питания +5V стабилизировано стабилизатором DA1 (см. рис. 1), напряжение -5V — параметрическим стабилизатором VD3;R6, подключенным через диод VD2 к выпрямителю отрицательного напряжения импульсного блока (см. рис. 2). Детали устройства индикации с узлом стабилизации тока нагрузки вместе с переменными резисторами R1, R2, R4 и гнездами розетки XS1 (см. рис. 1) смонтированы на печатной плате (рис, 4), закрепленной на передней стенке блока. За платой установлен стабилизатор напряжения DA1 (рис. 1). Детали: СПЗ-9а, СПЗ-38. С2, СЗ — К50-35, С9,С11 — К73-17, остальные — КМ. Диод VD1 — любой германиевый, ОУ DA1 — КР140УД608 с любым буквенным индексом, КР140УД708, Индикаторы HG1—HG4 — АЛС324Б, АЛСЗЗЗБ, АЛС321Б, переключатель SA1 — кнопочный малогабаритный для печатного монтажа, предохранитель FU1 — плоский автомобильный на ток 10 А. Резистор R3 выполнен из трех отрезков константанового провода диаметром 1 и длиной примерно 50 мм, согнутых в виде П-образных скоб и припаянных к соответствующим печатным проводникам платы. Отклонение сопротивления этого резистора от указанного значения (0,01 Ом) не должно быть ±20 %. Налаживание начинают с проверки пределов выходного напряжения (SB1 — в положении "U") по образцовому вольтметру. Стабилизатор тока на это время отключают, отпаяв провод, идущий от вывода 3 печатной платы к выводу 3 ШИ-контроллера. Если необходимо, пределы корректируют подбором резисторов R4 и R8 (см. рис. 2). Затем подсоединяют нагрузку с током потребления 5... 10А, переводят переключатель в положение "I" и по образцовому амперметру подстроечным резистором R12 устанавливают необходимое показание. Далее, переключив индикатор на измерение напряжения, корректируют его показания по образцовому вольтметру подстроенным резистором R9. После этого восстанавливают цепь обратной связи стабилизатора тока, переключают индикатор на измерение тока и, изменяя сопротивление нагрузки, убеждаются в работоспособности стабилизатора. При необходимости границы регулирования тока устанавливают подбором резисторов R1 и R4 (см. рис. 3). При зарядке аккумуляторов стабильным током сначала следует установить регуляторами R1 и R2 напряжение окончания зарядки, а затем, подключив батарею, переменным резистором R4 — ток. Во время зарядки должен светиться светодиод HL1. По ее окончании, когда напряжение на батарее возрастет до заданного значения, ток уменьшится, светодиод погаснет, и блок питания перейдет в режим стабилизации напряжения, в котором он может находиться длительное время. Таким образом, нет необходимости контролировать процесс зарядки.
Запуск рекомендуется проводить через лампу 220В-60Вт вместо сетевого предохранителя, это исключит порчу транзисторов БП если есть в схеме ошибка. После запуска, лампа должна кратковременно вспыхнуть и погаснуть. Далее, проверяем выходное напряжение на БП, вращая потенциометр, смотрим за показаниями тестера. Показания должны плавно манятся без скачков. Обратите внимание на резистор 10кОм .... Получалось так, что если ставим 10кОм, то регулировка напряжения начинается с 10-и до 17в, если 5кОм, то с 5В-до 16В. это опорный резистор, который будет задавать начальное напряжение.
Схема демонтажа элементов. Из БП выпаиваем... схему запуска, цепи питания 3v, 5v, -12v, -5v и схему стабилизации этих напряжений. (на схеме эти элементы обозначены красным) Убедившись, что все отмеченное выпаяно, приступаем к монтажу по этой схеме:
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
Описание:
частота обычно выбирается равной примерно 60 кГц;
Схема устройства изображена на рис.1, где:
На неинвертирующий вход подано напряжение с резистора R3, включенного в минусовый провод выходной цепи блока питания. На инвертирующий вход DA1 поступает образцовое напряжение с переменного резистора R4 (см. рис. 1), которым задают уровень стабилизации тока.
