Laba diena draugai!
Ar norėtumėte sužinoti, kaip veikia kompiuterio maitinimo šaltinis? Dabar pabandysime suprasti šią problemą.
Pirmiausia pažymime, kad, kaip ir bet kuris elektroninis prietaisas, jis yra būtinas šaltinis elektros energija . Prisiminkime, kas atsitiks
Pirminiai ir antriniai maitinimo šaltiniai
Pirminės yra visų pirma cheminiai srovės šaltiniai(baterijos ir akumuliatoriai) ir elektros energijos generatoriai, esantys elektrinėse.
Kompiuteriai gali naudoti:
- 3 V ličio elementai, skirti maitinti CMOS lustą, kuriame saugomi BIOS nustatymai,
- ličio jonų baterijos (nešiojamuose kompiuteriuose).
2032 ličio elementai maitina CMOS lustą, kuriame saugomi kompiuterio sąrankos nustatymai.
Tuo pačiu metu srovės suvartojimas yra mažas (mikroamperų vienetais), todėl akumuliatoriaus energijos pakanka keletą metų.
Išsekus energijai toks energijos šaltinis negali būti atkurtas.
Skirtingai nuo elementų, ličio jonų baterijos yra atsinaujinantys šaltiniai. Jie periodiškai kaupia energiją, tada ją atiduoda. Tiesiog atkreipkite dėmesį, kad bet kurios baterijos turi ribotą įkrovimo ir iškrovimo ciklų skaičių.
Bet dauguma staliniai kompiuteriai maitinami ne iš baterijų, o iš kintamosios srovės.
Dabar kiekviename namuose yra 220 V (kai kuriose šalyse 110–115 V) 50 Hz (kai kuriose šalyse 60 Hz) kintamosios srovės lizdai, kuriuos galima apsvarstyti pirminiai šaltiniai.
Tačiau pagrindiniai kompiuterio komponentai negali tiesiogiai naudoti tokios įtampos.
Jį reikia konvertuoti. Šį darbą atlieka antrinis maitinimo šaltinis ( liaudiškas vardas — « energijos vienetas"") kompiuteryje. Šiuo metu beveik visi maitinimo šaltiniai (PSU) perjungiami. Pažvelkime atidžiau, kaip veikia perjungimo maitinimo šaltinis.
Įvesties filtras, aukštos įtampos lygintuvas ir kondensatoriaus filtras
Perjungiamojo maitinimo šaltinio įėjime yra įvesties filtras. Jis nepraleidžia trukdžių, kurie visada yra elektros tinklas, prie maitinimo šaltinio.
Trikdžiai gali atsirasti perjungiant galingus energijos vartotojus, suvirinant ir pan.
Tuo pačiu metu jis atitolina paties bloko trukdžius, neįleisdamas jų į tinklą.
Tiksliau tariant, trukdžiai į PSU ir iš jo praeina, bet gana stipriai atlaisvinti.
Įvesties filtras yra žemo dažnio filtras (LPF).
Jis praleidžia žemi dažniai(įskaitant tinklo įtampa, kurio dažnis yra 50 Hz) ir slopina aukštą.
Filtruota įtampa taikoma aukštos įtampos lygintuvas(VV). Paprastai sprogmenys gaminami pagal keturių puslaidininkinių diodų tilto grandinę.
Diodai gali būti atskiri arba montuojami viename korpuse. Yra ir kitas tokio lygintuvo pavadinimas - " diodinis tiltas».
Lygintuvas sukasi kintamoji įtampaį pulsuojantį, t.y. į vieną poliškumą.
Grubiai tariant, diodinis tiltelis „apvynioja“ neigiamą pusbangę, paversdamas ją teigiama.
Pulsuojanti įtampa yra teigiamo poliškumo pusbangių serija. Sprogmens išvestyje yra talpinis filtras - vienas arba du elektrolitiniai kondensatoriai, sujungti nuosekliai.
Kondensatorius yra buferinis elementas, kurį galima įkrauti, kaupiant energiją ir iškraunant, atiduodant ją.
Kai lygintuvo išvesties įtampa yra mažesnė nei tam tikra vertė ("dip"), kondensatorius išsikrauna, išlaikydamas jį apkrovoje. Jei jis didesnis, kondensatorius įkraunamas, nutraukdamas įtampos smailes.
Aš žinau aukštoji matematikaįrodyta, kad pulsuojanti įtampa yra DC ir harmonikų suma, kurių dažniai yra pagrindinio tinklo dažnio kartotiniai.
Taigi, talpos filtras čia gali būti laikomas žemų dažnių filtru, ištraukiančiu nuolatinės srovės komponentą ir slopinančiu harmonikas. Įskaitant pagrindinę tinklo harmoniką - 50 Hz.
Budėjimo įtampos šaltinis
Kompiuterio maitinimo šaltinis turi vadinamąjį budėjimo įtampos šaltinį (+5 VSB).
Jei kabelio kištukas įkištas į maitinimo šaltinį, ši įtampa yra atitinkamame maitinimo šaltinio jungties kaištyje. Šio šaltinio galia nedidelė, jis gali tiekti 1–2 A srovę.
Būtent šis mažos galios šaltinis varo daug galingesnį keitiklį. Jei maitinimo jungtis įkišama į pagrindinę plokštę, kai kurie jos komponentai yra maitinami + 5 VSB.
Signalas paleisti keitiklį duodamas iš pagrindinės plokštės. Ir norėdami jį įjungti, galite naudoti mažai energijos mygtuką.
Senesniuose kompiuterių modeliuose buvo įdiegti senojo AT standarto PSU. Jie turėjo didelių gabaritų jungiklius su galingais kontaktais, o tai padidino statybos kainą. Naudojant naują ATX standartą galima „pažadinti“ kompiuterį vienu judesiu ar pelės paspaudimu. Arba paspausdami klaviatūros klavišą. Tai, žinoma, patogu.
Tačiau tuo pačiu metu reikia atsiminti, kad kondensatoriai yra budėjimo režimo įtampos šaltinyje visada yra energingi. Jose esantis elektrolitas išdžiūsta, sutrumpėja tarnavimo laikas.
Dauguma vartotojų tradiciškai įjungia kompiuterį mygtuku ant korpuso, tiekdami jį per prailginimo filtrą. Taigi, išjungus kompiuterį, galima rekomenduoti neįtraukti įtampos tiekimo į maitinimo šaltinį su filtro jungikliu.
Pasirinkimas – patogumas ar patikimumas – yra jūsų, mieli skaitytojai.
Budėjimo įtampos šaltinio įrenginys
Budėjimo įtampos šaltinyje (IDN) yra mažos galios keitiklis.
Šis keitiklis aukštą nuolatinės srovės įtampą, gautą iš aukštos įtampos filtro, paverčia kintamąja. Šią įtampą iki reikiamos vertės sumažina mažos galios transformatorius.
Inverteris veikia daug daugiau aukštas dažnis nei tinklo dažnis, todėl jo transformatoriaus dydis yra mažas. Iš antrinės apvijos įtampa tiekiama į lygintuvą ir žemos įtampos filtrą (elektrolitinius kondensatorius).
IDN įtampa turėtų būti 4,75 - 5,25 V diapazone. Jei ji mažesnė, pagrindinis galingas keitiklis gali neįsijungti. Jei jų daugiau, kompiuteris gali „užšalti“ ir sugesti.
Norint išlaikyti stabilią įtampą IDN, dažnai naudojamas reguliuojamas zenerio diodas (kitaip vadinamas įtampos atskaita) ir grįžtamasis ryšys. Šiuo atveju dalis IDN išėjimo įtampos tiekiama į įėjimo aukštos įtampos grandines.
Baigdami pirmąją straipsnio dalį, pažymime, kad galvaninei įvesties ir išvesties grandinių izoliacijai optronas.
Optroną sudaro šaltinis ir spinduliuotės imtuvas. Dažniausiai naudojamas optronas, kuriame yra šviesos diodas ir fototranzistorius.
Inverteris IDN dažniausiai surenkamas ant galingo aukštos įtampos lauko arba bipolinis tranzistorius. Galingas tranzistorius nuo mažos galios skiriasi tuo, kad išsisklaido daugiau galios ir turi didesnius matmenis.
Šioje vietoje sustokime. Antroje straipsnio dalyje apžvelgsime pagrindinį keitiklį ir kompiuterio maitinimo šaltinio žemos įtampos dalį.
Viktoras Geronda buvo su jumis.
Iki pasimatymo tinklaraštyje!
P.S. Nuotraukas galima spustelėti, spustelėkite, atidžiai pažiūrėkite į diagramas ir nustebink draugus savo erudicija!
Straipsnis parašytas remiantis A.V.Golovkovo ir V.B.Lyubitsky knyga „IBM PC-XT / AT TIPO SISTEMOS MODULIŲ MAITINIMAS“ Medžiaga paimta iš interlavkos svetainės. Kintamoji tinklo įtampa tiekiama per PWR SW tinklo jungiklį per F101 4A tinklo saugiklį, triukšmo slopinimo filtrus, sudarytus iš elementų C101, R101, L101, C104, C103, C102 ir droselių AND 02, L103:išvesties trijų kontaktų jungtis, prie kurios galima prijungti ekrano maitinimo laidą;
dviejų kontaktų jungtis JP1, kurios atitikmuo yra plokštėje.
Iš JP1 jungties kintamosios srovės tinklo įtampa tiekiama:
tilto ištaisymo grandinė BR1 per termistorių THR1;
paleidimo transformatoriaus T1 pirminė apvija.
Lygintuvo BR1 išvestyje įjungiamos filtrų C1, C2 išlyginimo talpos. THR termistorius riboja šių kondensatorių pradinę įkrovimo srovę. 115V/230V SW jungiklis užtikrina maitinimą impulsų blokas maitinimas tiek iš 220-240V tinklo, tiek iš 110/127V tinklo.
Didelės varžos rezistoriai R1, R2, šuntiniai kondensatoriai C1, C2 yra balunai (išlygina C1 ir C2 įtampas), taip pat užtikrina šių kondensatorių iškrovimą išjungus perjungimo maitinimą iš tinklo. Įvesties grandinių veikimo rezultatas yra nuolatinės įtampos tinklo Uep ištaisyta įtampa, lygi + 310 V, su tam tikrais virpesiais. Šiame perjungiamajame maitinimo šaltinyje naudojama paleidimo grandinė su priverstiniu (išoriniu) sužadinimu, kuri realizuojama ant specialaus paleidimo transformatoriaus T1, kurio antrinėje apvijoje, prijungus maitinimą į tinklą, atsiranda kintamoji įtampa su tinklo dažnis. Šią įtampą ištaiso diodai D25, D26, kurie su antrine apvija T1 sudaro pilnos bangos išlyginimo grandinę su vidurio tašku. SZO - išlyginamojo filtro talpa, kuri generuoja pastovią įtampą, naudojamą valdymo mikroschemos U4 maitinimui.
TL494 IC tradiciškai naudojamas kaip valdymo mikroschema šiame perjungimo maitinimo šaltinyje.
Maitinimo įtampa iš SZO kondensatoriaus tiekiama į gnybtą 12 U4. Dėl to vidinio atskaitos šaltinio Uref = -5B išėjimo įtampa pasirodo U4 14 kaištyje, įsijungia vidinis mikroschemos įtampos generatorius, o valdymo įtampa atsiranda 8 ir 11 kaiščiuose, kurie yra stačiakampių impulsų sekos su. neigiamos priekinės briaunos, pasislinkusios viena kitos atžvilgiu per pusę laikotarpio. Elementai C29, R50, prijungti prie U4 lusto 5 ir 6 kaiščių, nustato vidinio lusto generatoriaus generuojamos pjūklinės įtampos dažnį.
Šio perjungimo maitinimo šaltinio suderinimo pakopa yra pagaminta pagal be tranzistorių grandinę su atskiru valdymu. Maitinimo įtampa iš SZO kondensatoriaus tiekiama į valdymo transformatorių Т2, ТЗ pirminių apvijų vidurius. IC U4 išėjimo tranzistoriai atlieka derinimo pakopų tranzistorių funkcijas ir yra sujungti pagal OE grandinę. Abiejų tranzistorių emiteriai (mikroschemos 9 ir 10 kaiščiai) yra prijungti prie „kūno“. Šių tranzistorių kolektoriaus apkrovos yra valdymo transformatorių T2, TK pirminės pusapvijos, prijungtos prie U4 mikroschemos gnybtų 8, 11 (atviri išėjimo tranzistorių kolektoriai). Kitos pirminių apvijų pusės T2, TK su prie jų prijungtais diodais D22, D23 sudaro šių transformatorių šerdies išmagnetinimo grandines.
Transformatoriai T2, TK valdo galingus pustilčio keitiklio tranzistorius.
Perjungus mikroschemos išėjimo tranzistorius, valdymo transformatorių T2, T3 antrinėse apvijose atsiranda impulsinis valdymo EMF. Šių EMF galios tranzistorių įtakoje Q1, Q2 pakaitomis atsidaro su reguliuojamomis pauzėmis ("negyvomis zonomis"). Todėl kintamoji srovė teka per pirminę galios impulsinio transformatoriaus T5 apviją pjūklinių srovės impulsų pavidalu. Taip yra dėl to, kad pirminė apvija T5 yra įtraukta į elektros tiltelio įstrižainę, kurios vieną atšaką sudaro tranzistoriai Q1, Q2, o kitą - kondensatoriai C1, C2. Todėl atidarius bet kurį iš tranzistorių Q1, Q2, pirminė apvija T5 prijungiama prie vieno iš kondensatorių C1 arba C2, dėl ko per visą tranzistoriaus veikimo laiką per jį teka srovė.
Slopintuvo diodai D1, D2 grąžina pirminės apvijos T5 nuotėkio induktyvumo metu sukauptą energiją tranzistorių Q1, Q2 uždaros būsenos metu atgal į šaltinį (rekuperacija).
Kondensatorius C3, nuosekliai sujungtas su pirmine apvija T5, pašalina nuolatinės srovės komponentą per pirminę apviją T5, taip pašalindamas nepageidaujamą jo šerdies poslinkį.
Rezistoriai R3, R4 ir R5, R6 sudaro pagrindinius skirstytuvus galingi tranzistoriai Atitinkamai Q1, Q2 ir užtikrina optimalų jų perjungimo režimą, atsižvelgiant į dinaminius galios nuostolius šiuose tranzistoriuose.
Diodų komplektas SD2 yra diodai su Schottky barjeru, kuris pasiekia reikiamą greitį ir padidina lygintuvo efektyvumą.
Apvija III kartu su apvija IV suteikia + 12V išėjimo įtampą kartu su diodo mazgu (pustilčiu) SD1. Šis mazgas su apvija III sudaro visos bangos ištaisymo grandinę su vidurio tašku. Tačiau III apvijos vidurinis taškas nėra įžemintas, o prijungtas prie +5V išėjimo įtampos magistralės. Tai leis naudoti Schottky diodus + 12V išvesties kanale, nes. šio jungimo metu lygintuvo diodams taikoma atvirkštinė įtampa sumažinama iki Šotkio diodams priimtino lygio.
Elementai L1, C6, C7 sudaro išlyginamąjį filtrą + 12V kanale.
II apvijos centras yra įžemintas.
Atliekamas išėjimo įtampų stabilizavimas Skirtingi keliai skirtinguose kanaluose.
Neigiamos išėjimo įtampos -5V ir -12V stabilizuojamos naudojant linijinius integruotus trijų išėjimų stabilizatorius U4 (7905 tipas) ir U2 (7912 tipas).
Norėdami tai padaryti, lygintuvų išėjimo įtampa iš kondensatorių C14, C15 tiekiama į šių stabilizatorių įvestis. Išėjimo kondensatoriuose C16, C17 gaunamos stabilizuotos -12V ir -5V išėjimo įtampos.
Diodai D7, D9 užtikrina išėjimo kondensatorių C16, C17 iškrovimą per rezistorius R14, R15, išjungus perjungimo maitinimo šaltinį iš tinklo. Priešingu atveju šie kondensatoriai būtų iškraunami per stabilizatoriaus grandinę, o tai nepageidautina.
Per rezistorius R14, R15 taip pat iškraunami kondensatoriai C14, C15.
Diodai D5, D10 atlieka apsauginę funkciją sugedus lygintuvų diodams.
Šio UPS išėjimo įtampa +12V nėra stabilizuota.
Šio UPS išėjimo įtampos lygis reguliuojamas tik + 5 V ir + 12 V kanalams. Šis reguliavimas atliekamas keičiant etaloninės įtampos lygį tiesioginiame klaidų stiprintuvo DA3 įėjime, naudojant trimerio rezistorių VR1.
Kai UPS sąrankos metu pakeičiama VR1 slankiklio padėtis, tam tikrose ribose pasikeis + 5 V magistralės įtampos lygis, taigi ir + 12 V magistralės, nes. įtampa iš magistralės + 5V tiekiama į III apvijos vidurinį tašką.
Kombinuota šio UPS apsauga apima:
Valdymo impulsų pločio valdymo ribinė schema;
pilna apsaugos nuo trumpojo jungimo apkrovose schema;
neužbaigta išėjimo viršįtampio valdymo grandinė (tik +5V magistrale).
Pažvelkime į kiekvieną iš šių schemų.
Ribojančioje valdymo grandinėje kaip jutiklis naudojamas srovės transformatorius T4, kurio pirminė apvija nuosekliai sujungta su T5 galios impulsinio transformatoriaus pirmine apvija.
Rezistorius R42 yra antrinės apvijos T4 apkrova, o diodai D20, D21 sudaro kintamos impulsinės įtampos, paimtos iš apkrovos R42, visos bangos ištaisymo grandinę.
Rezistoriai R59, R51 sudaro skirstytuvą. Dalis įtampos išlyginama kondensatoriumi C25. Šio kondensatoriaus įtampos lygis proporcingai priklauso nuo valdymo impulsų pločio galios tranzistorių Q1, Q2 bazėse. Šis lygis per rezistorių R44 tiekiamas į klaidos stiprintuvo DA4 invertuojamąjį įvestį (U4 lusto 15 kontaktas). Tiesioginis šio stiprintuvo įėjimas (16 kontaktas) yra įžemintas. Diodai D20, D21 jungiami taip, kad kondensatorius C25, srovei tekant šiais diodais, būtų įkraunamas iki neigiamos (bendrojo laido atžvilgiu) įtampos.
Įprastu režimu, kai valdymo impulsų plotis neviršija leistinų ribų, 15 kaiščio potencialas yra teigiamas dėl šio kaiščio prijungimo per rezistorių R45 su Uref magistrale. Jei dėl kokių nors priežasčių valdymo impulso plotis pernelyg padidinamas, neigiama įtampa kondensatoriuje C25 padidėja, o išėjimo 15 potencialas tampa neigiamas. Dėl to atsiranda klaidos stiprintuvo DA4 išėjimo įtampa, kuri anksčiau buvo 0 V. Tolesnis valdymo impulsų pločio padidėjimas lemia tai, kad PWM komparatoriaus DA2 perjungimo valdymas perkeliamas į stiprintuvą DA4, o vėliau valdymo impulsų pločio padidėjimas nebevyksta (ribinis režimas), nes šių impulsų plotis nustoja priklausyti nuo grįžtamojo ryšio signalo lygio tiesioginiame klaidų stiprintuvo DA3 įėjime.
Apsaugos grandinę nuo trumpojo jungimo apkrovose galima sąlygiškai suskirstyti į teigiamų įtampų generavimo kanalų apsaugą ir neigiamų įtampų generavimo kanalų apsaugą, kurios grandinėje įdiegtos maždaug vienodai.
Apsaugos nuo trumpojo jungimo grandinės jutiklis teigiamos įtampos generavimo kanalų apkrovose (+5V ir +12V) yra varžinis diodinis skirstytuvas D11, R17, jungiamas tarp šių kanalų išėjimo magistralių. Įtampos lygis diodo D11 anode yra valdomas signalas. Įprastu režimu, kai įtampa kanalų išėjimo magistralėse + 5V ir + 12V turi vardines vertes, diodo D11 anodo potencialas yra apie + 5,8V, nes per daliklį-jutiklį srovė teka iš + 12 V magistralės į + 5 V magistralę palei grandinę: + 12 V magistralė - R17-D11 - +56 magistralė.
Valdomas signalas iš anodo D11 tiekiamas į varžinį daliklį R18, R19. Dalis šios įtampos paimama iš rezistoriaus R19 ir tiekiama į tiesioginį LM339N tipo U3 lusto komparatoriaus 1 įvestį. Etaloninės įtampos lygis į šio komparatoriaus invertuojamąjį įėjimą tiekiamas iš skirstytuvo R26 rezistoriaus R27, R27, prijungto prie valdymo lusto U4 atskaitos šaltinio Uref=+5B išėjimo. Atskaitos lygis parenkamas taip, kad normaliai veikiant lyginamojo 1 tiesioginio įėjimo potencialas viršytų atvirkštinio įėjimo potencialą. Tada 1 komparatoriaus išėjimo tranzistorius uždaromas, o UPS grandinė normaliai veikia PWM režimu.
Jei, pavyzdžiui, +12 V kanalo apkrovoje įvyktų trumpasis jungimas, diodo D11 anodo potencialas tampa 0 V, todėl 1 komparatoriaus invertuojančio įėjimo potencialas bus didesnis už tiesioginio įėjimo potencialą, o atsidarys komparatoriaus išvesties tranzistorius. Dėl to užsidarys Q4 tranzistorius, kuris paprastai yra atidarytas per grandinę tekančią bazinę srovę: Upom magistralė - R39 - R36 -b-e Q4 - "kūnas".
Įjungus 1 komparatoriaus išėjimo tranzistorių, rezistorius R39 sujungiamas su „kūnu“, todėl tranzistorius Q4 pasyviai uždaromas nuliniu poslinkiu. Uždarius tranzistorių Q4, įkraunamas kondensatorius C22, kuris veikia kaip apsaugos uždelsimo jungtis. Delsimas reikalingas dėl tų priežasčių, kad UPS įjungiant į režimą, išėjimo įtampos + 5V ir + 12V magistralėse atsiranda ne iš karto, o įsikraunant didelės talpos išėjimo kondensatoriams. Atskaitos įtampa iš Uref šaltinio, priešingai, pasirodo beveik iš karto po to, kai UPS prijungiamas prie tinklo. Todėl paleidimo režimu komparatorius 1 persijungia, atsidaro jo išėjimo tranzistorius, o jei nebūtų uždelsimo kondensatoriaus C22, įjungus UPS iš karto pradėtų veikti apsauga. Tačiau C22 yra įtrauktas į grandinę, o apsaugos veikimas įvyksta tik po to, kai jo įtampa pasiekia lygį, kurį nustato skirstytuvo, prijungto prie Upom magistralės ir kuris yra tranzistoriaus pagrindas, rezistorių R37, R58 vertės. Q5. Kai taip atsitinka, įsijungia tranzistorius Q5, o rezistorius R30 per mažą vidinę šio tranzistoriaus varžą prijungiamas prie „dėklo“. Todėl tranzistoriaus Q6 bazinei srovei tekėti per grandinę yra kelias: Uref - e-6 Q6 - R30 - k-e Q5 - "dėklas".
Šia srove tranzistorius Q6 atsidaro iki prisotinimo, ko pasekoje įtampa Uref=5V, kuri maitinama tranzistoriaus Q6 emitteriu, per mažą vidinę varžą patenka į valdymo lusto U4 kontaktą 4. Tai, kaip parodyta anksčiau, veda prie mikroschemos skaitmeninio kelio sustabdymo, išėjimo valdymo impulsų praradimo ir galios tranzistorių Q1, Q2 perjungimo nutraukimo, t.y. į saugų išjungimą. Dėl trumpojo jungimo +5 V kanalo apkrovoje diodo D11 anodo potencialas bus tik apie +0,8 V. Todėl komparatoriaus (1) išėjimo tranzistorius bus atidarytas ir įvyks apsauginis išjungimas.
Panašiai apsauga nuo trumpojo jungimo yra įmontuota kanalų apkrovose, skirtose generuoti neigiamą įtampą (-5 V ir -12 V) ant U3 mikroschemos komparatoriaus 2. Elementai D12, R20 sudaro varžinį diodinį skirstytuvą-jutiklį, sujungtą tarp kanalų išėjimo magistralių neigiamoms įtampoms generuoti. Valdomas signalas yra diodo D12 katodo potencialas. Esant trumpajam jungimui kanalo apkrovoje -5V arba -12V, katodo D12 potencialas pakyla (nuo -5,8 iki 0V su trumpuoju jungimu kanalo apkrovoje -12V ir iki -0,8V su trumpuoju jungimu kanale apkrova -5V). Bet kuriuo iš šių atvejų atsidaro normaliai uždarytas lygintuvo 2 išėjimo tranzistorius, dėl kurio apsauga veikia pagal aukščiau pateiktą mechanizmą. Tokiu atveju atskaitos lygis iš rezistoriaus R27 tiekiamas į tiesioginį lyginamojo 2 įvestį, o apverčiamojo įėjimo potencialą lemia rezistorių R22, R21 reikšmės. Šie rezistoriai sudaro dvipolį maitinimo daliklį (rezistorius R22 prijungtas prie Uref = + 5 V magistralės, o rezistorius R21 yra prijungtas prie diodo D12 katodo, kurio potencialas normaliai veikiant UPS, kaip jau minėta, yra -5,8 V). . Todėl 2 lygintuvo invertuojančio įėjimo potencialas normaliai veikiant išlaikomas mažesnis už tiesioginio įėjimo potencialą, o lygintuvo išėjimo tranzistorius bus uždarytas.
Apsauga nuo išėjimo viršįtampio +5V magistrale įgyvendinama elementuose ZD1, D19, R38, C23. Zenerio diodas ZD1 (su 5,1V gedimo įtampa) yra prijungtas prie +5V išėjimo įtampos magistralės. Todėl tol, kol įtampa ant šio bėgio neviršija +5,1 V, zenerio diodas yra uždarytas, o tranzistorius Q5 taip pat uždarytas. Jei +5 V magistralės įtampa pakyla virš +5,1 V, zenerio diodas „pramuša“ ir į tranzistoriaus Q5 pagrindą patenka atrakinimo srovė, dėl kurios atsidaro tranzistorius Q6 ir atsiranda įtampa Uref = + 5V valdymo mikroschemos U4 4 kontakte, t.y. į saugų išjungimą. Rezistorius R38 yra zenerio diodo ZD1 balastas. Kondensatorius C23 apsaugo apsaugą nuo suveikimo atsitiktinių trumpalaikių įtampos šuolių metu + 5 V magistralėje (pavyzdžiui, dėl įtampos atsiradimo po staigaus apkrovos srovės sumažėjimo). Diodas D19 atsijungia.
Šio perjungiamojo maitinimo šaltinio PG signalo generavimo grandinė yra dviejų funkcijų ir yra sumontuota ant U3 mikroschemos ir Q3 tranzistoriaus lygintuvų (3) ir (4).
Grandinė pagrįsta kintamos žemo dažnio įtampos paleidimo transformatoriaus T1 antrinėje apvijoje valdymo principu, kuris veikia šią apviją tik tuo atveju, jei pirminėje apvijoje T1 yra maitinimo įtampa, t.y. kol perjungimo maitinimo šaltinis yra prijungtas prie elektros tinklo.
Beveik iš karto po UPS įjungimo ant SZO kondensatoriaus atsiranda pagalbinė įtampa Upom, kuri maitina valdymo lustą U4 ir pagalbinį lustą U3. Be to, kintamoji įtampa iš paleidimo transformatoriaus T1 antrinės apvijos per diodą D13 ir srovę ribojantį rezistorių R23 įkrauna kondensatorių C19. Varžinis daliklis R24, R25 tiekiamas įtampa nuo C19. Naudojant rezistorių R25, dalis šios įtampos patenka į tiesioginį lyginamojo 3 įvestį, dėl kurio jo išėjimo tranzistorius uždaromas. Iš karto po to pasirodo U4 lusto Uref = + 5B vidinio atskaitos šaltinio išėjimo įtampa, tiekianti daliklį R26, R27. Todėl atskaitos lygis iš rezistoriaus R27 tiekiamas į lyginamojo 3 invertuojamąją įvestį. Tačiau šis lygis parenkamas žemesnis už tiesioginio įėjimo lygį, todėl lygintuvo 3 išėjimo tranzistorius lieka uždaroje būsenoje. Todėl laikomosios talpos C20 įkrovimo procesas prasideda išilgai grandinės: Upom - R39 - R30 - C20 - "dėklas".
Įtampa, didėjanti kondensatoriui C20 įkraunant, patenka į atvirkštinį U3 mikroschemos įvestį 4. Tiesioginis šio komparatoriaus įėjimas tiekiamas įtampa iš skirstytuvo R31, R32 rezistoriaus R32, prijungto prie Upom magistralės. Kol įkrovimo kondensatoriaus C20 įtampa neviršija rezistoriaus R32 įtampos, komparatoriaus 4 išėjimo tranzistorius yra uždarytas. Todėl atidarymo srovė patenka į tranzistoriaus Q3 pagrindą per grandinę: Upom - R33 - R34 - 6-e Q3 - "dėklas".
Tranzistorius Q3 yra atviras prisotinimui, o PG signalas, paimtas iš jo kolektoriaus, turi pasyvųjį žemas lygis ir išjungia procesorių. Per šį laiką, per kurį kondensatoriaus C20 įtampos lygis pasiekia rezistoriaus R32 lygį, perjungimo maitinimo šaltinis sugeba patikimai pereiti į vardinį darbo režimą, t.y. visos jo išėjimo įtampos rodomos pilnai.
Kai tik C20 įtampa viršys įtampą, paimtą iš R32, 4 lygintuvas persijungs, atsidarys jo išėjimo tranzistorius.
Dėl to tranzistorius Q3 užsidarys, o PG signalas, paimtas iš jo kolektoriaus apkrovos R35, tampa aktyvus (H lygis) ir leidžia procesoriui įsijungti.
Išjungus perjungimo maitinimą iš tinklo ant paleidimo transformatoriaus T1 antrinės apvijos, kintamoji įtampa išnyksta. Todėl kondensatoriaus C19 įtampa greitai mažėja dėl mažos pastarojo talpos (1 mikrofaradas). Kai tik įtampos kritimas rezistoriuje R25 tampa mažesnis nei rezistoriuje R27, 3 lygintuvas persijungs ir jo išėjimo tranzistorius įsijungs. Tai lems apsauginio valdymo lusto U4 išėjimo įtampos išjungimą, nes. atsidaro tranzistorius Q4. Be to, per atvirą komparatoriaus 3 išėjimo tranzistorių prasidės pagreitinto kondensatoriaus C20 iškrovimo išilgai grandinės procesas: (+) C20 - R61 - D14 - laisvadienis 3 lyginamasis tranzistorius - "dėklas".
Kai tik įtampos lygis ties C20 taps mažesnis už įtampos lygį ties R32, 4 lygintuvas persijungs ir jo išėjimo tranzistorius išsijungs. Dėl to Q3 atsidarys ir PG signalas taps neaktyvus, kol UPS išėjimo magistralės įtampa pradės nepriimtinai kristi. Tai inicijuos kompiuterio sistemos atstatymo signalą ir iš naujo nustatys visą skaitmeninę kompiuterio dalį.
Abu PG signalo generavimo grandinės komparatoriai 3 ir 4 yra padengti teigiamu grįžtamuoju ryšiu su atitinkamai rezistoriais R28 ir R60, o tai pagreitina jų perjungimą.
Sklandus perėjimas į režimą šiame UPS tradiciškai užtikrinamas naudojant formavimo grandinę C24, R41, prijungtą prie U4 valdymo lusto 4 kaiščio. Liekamoji įtampa 4 kaištyje, kuri lemia maksimalią galimą išėjimo impulsų trukmę, nustatoma dalikliu R49, R41.
Ventiliatoriaus variklis maitinamas įtampa iš kondensatoriaus C14 -12V įtampos generavimo kanale per papildomą L formos filtrą R16, C15.
Įvadas.
1. Techninis aprašymas.
1.1 ATX formato maitinimo šaltinio veikimo principo aprašymas.
1.2 ATX formato maitinimo bloko schemos aprašymas.
1.3 Elektros grandinės schemos aprašymas.
1.4 Tipiški gedimai ir jų pašalinimas.
1.5 Specifikacijos.
2. Technologinė dalis.
2.1 Spausdintinių plokščių gamybos technologija.
2.2 SMD elementų montavimo technologija.
3. Saugios darbo sąlygos.
3.1 Saugios darbo sąlygos atliekant mechaninio surinkimo darbus.
3.2 Darbo sauga atliekant elektros darbus.
3.3 Darbo sauga atliekant derinimo darbus.
4. Išvada.
A. Blokinė schema.
B. Elektros grandinės schema.
B. Surinkimo brėžinys.
D. Elementų sąrašas.
Įvadas.
Maitinimo šaltinis yra ne tik vienas iš svarbiausių kompiuterio komponentų, bet, deja, mažiausiai pastebėtas. Kompiuterių pirkėjai daug valandų diskutuoja apie procesorių dažnį, atminties modulių talpą, kietųjų diskų dydį ir greitį, vaizdo adapterių našumą, monitoriaus ekrano dydį ir kt., tačiau apie galią retai (arba niekada) neužsimena. reikmenys. Kai sistema surenkama iš pigiausių komponentų, kuriam elementui gamintojas skiria mažiausiai dėmesio? Teisingai, maitinimo šaltinis. Daugeliui tai tiesiog neapsakoma pilka metalinė dėžutė, esanti kompiuterio viduje ir padengta dulkių sluoksniu. Kartais vartotojai vis dar galvoja apie maitinimo šaltinį, domisi tik galia vatais (nepaisant to, kad nėra praktinių šios galios patikrinimo metodų) ir pamiršta apie pabrėžia, būtent: ar maitinimas stabilus, ar kitokia įtampa, triukšmas, šuoliai ir pertrūkiai.
Maitinimo šaltinis yra nepaprastai svarbus, nes jis tiekia maitinimą kiekvienam sistemos komponentui. Be to, tai taip pat vienas nepatikimiausių kompiuterių įrenginių, nes, remiantis statistika, dažniausiai sugenda maitinimo šaltiniai. Taip yra ne mažiau dėl to, kad daugelis gamintojų montuoja pačius pigiausius maitinimo šaltinius, kokius tik galima rasti. Sugedęs maitinimo šaltinis gali ne tik trukdyti stabiliam sistemos darbui, bet ir fiziškai sugadinti jos komponentus esant nestabiliai elektros įtampai.
1. Techninis aprašymas.
1.1. ATX maitinimo šaltinio veikimo principo aprašymai.
Kai į maitinimo šaltinį tiekiama įtampa iš tinklo, ji ištaiso kintamą tinklo įtampą, tada nuolatinę įtampą paverčia impulsine įtampa. Dėl to, kad maitinimo šaltinis turi impulsinį transformatorių, tapo daug lengviau valdyti išėjimo įtampas. Po to impulsinė įtampa ištaisius, gaunama pastovi įtampa. Pastovi įtampa tiekiama vartotojams, t.y. į atminties modulius, pagrindinę plokštę, procesorių, standųjį diską, CD ROM, diskelį ir kt.
Pagrindinė maitinimo šaltinių paskirtis – iš elektros tinklo gaunamos elektros energijos konvertavimas kintamoji srovė, į energiją, tinkamą kompiuterio mazgams maitinti. Maitinimo blokas paverčia tinklo kintamosios srovės 220 V., 50 Hz (120 V, 60 Hz) nuolatinę įtampą +5 ir 12 V. Paprastai įtampa +3 naudojama skaitmeninėms grandinėms (sisteminei plokštei, adapterių kortelėms ir diskinė laikmena). 3 arba +5 V, o varikliams (pavaroms ir įvairiems ventiliatoriams) - +12 V. Kompiuteris veikia patikimai, jei įtampos vertės šiose grandinėse neviršija nustatytų ribų.
Bendra informacija. ATX maitinimo šaltinį sudaro šie elementai:
Tinklo įtampos lygintuvas;
Konverterio paleidimo, stabilizavimo ir apsaugos grandinės elementai;
P.G. signalo kondicionierius;
Impulsinės įtampos lygintuvai.
Maitinimo bloke funkciškai yra P.G. pagalbinio signalo formavimo grandinės elementai, PS ON nuotolinio valdymo grandinė, papildomas savaiminis generatorius su +5V SB išėjimo lygintuvu, papildomas +3,3V lygintuvas, taip pat kiti būdingi elementai. ATX maitinimo bloke. 1.2 Blokinės schemos aprašymas.
Norint suprasti sistemos modulio maitinimo funkcionavimą ir struktūrą, pateikiama ATX formato šaltinio blokinė schema ir paaiškinamas jo veikimas.
ATX formato maitinimo šaltinyje maitinimo įtampa per išorinį grandinės pertraukiklį, esantį sistemos bloko korpuse, tiekiama iš viršįtampio filtro ir žemo dažnio lygintuvo. Be to, ištaisyta įtampa, maždaug 300 V, paverčiama impulsiniu keitikliu pustilčio keitikliu. Pirminio tinklo ir vartotojų izoliacija atliekama impulsiniu transformatoriumi. Antrinės apvijos impulsinis transformatorius prijungtas prie aukšto dažnio lygintuvų ±12 V. ir ±5 V. bei atitinkamų išlyginamųjų filtrų.
Signalas „Power Good“ (maitinimas normalus), įvedamas į sisteminę plokštę praėjus 0,1 ... 0,5 s po +5 V maitinimo įtampos atsiradimo, atlieka pirminį procesoriaus instaliavimą. Maitinimo šaltinio maitinimo dalies gedimą apsaugo apsaugos ir blokavimo blokas. Jei nėra avarinių darbo režimų, šios grandinės formuoja signalus, leidžiančius veikti PWM valdikliui, kuris valdo pusiau tilto keitiklį per suderinimo etapą. Esant avariniams darbo režimams, „Power Good“ signalas nustatomas iš naujo.
Keitiklio klavišų atviros būsenos trukmė lemia išėjimo šaltinių įtampos vertę. Išėjimo įtampų palaikymą pastovios vertės valdiklyje užtikrina grįžtamojo ryšio valdymo sistema, o išėjimo įtampos nuokrypis nuo +5 V šaltinio naudojamas kaip klaida.
Įvesties filtras.
Trikdžių intensyvumas labai priklauso nuo maitinimo bloko tranzistorių ir diodų greičio, taip pat nuo laidų ir elementų ilgio bei instaliacijos talpos. Trikdžių buvimas neigiamai veikia paties maitinimo šaltinio veikimą, o tai pasireiškia šaltinio stabilizavimo charakteristikų pablogėjimu.
Analizuojant grandines impulsų šaltiniai maitinimo šaltinio, įprasta atskirti bendrojo režimo ir diferencialinius trukdžių komponentus. Bendrojo režimo įtampa matuojama įrenginio korpuso atžvilgiu su kiekvienu šaltinio maitinimo bėgių poliu. Diferencialinis komponentas, matuojantis tarp maitinimo magistralių polių (pirminės, apkrovos), taip pat apibrėžiamas kaip bendrojo režimo triukšmo komponentų skirtumas tarp atitinkamos grandinės magistralių. Geriausia priemonė trukdžių lygio mažinimas yra laikomas jų pašalinimu atsiradimo vietose, todėl filtro įjungimo vieta yra griežtai apibrėžta - maitinimo šaltinio įėjime. Kuriant maitinimo šaltinio filtrą didžiausias dėmesys skiriamas bendrojo režimo ir diferencialinių trikdžių tinkle slopinimui.
Žemo dažnio lygintuvas, išlyginimas
Atliekamas maitinimo keitiklio maitinimo tiekimas nuolatinė įtampa, kurį gamina žemo dažnio lygintuvas. Žemo dažnio lygintuvo grandinė surenkama pagal tilto grandinę ir užtikrina reikiamą išlygintos įtampos kokybę. Vėlesnis ištaisytų įtampos bangų išlyginimas atliekamas filtru. Galimybė tiekti maitinimą iš tinklo, kurio įtampa yra 115 V., realizuojama įvedus maitinimo įtampos jungiklio lygintuvo grandines. Uždaryta jungiklio būsena atitinka žemą tinklo įtampą (~ 115 V.). Šiuo atveju lygintuvas veikia pagal įtampos padvigubinimo schemą. Viena iš lygintuvo funkcijų yra apriboti žemųjų dažnių filtro įvesties kondensatoriaus įkrovimo srovę, kurią sudaro elementai, kurie yra maitinimo šaltinio lygintuvo įtaiso dalis. Jų naudojimo poreikis yra dėl to, kad keitiklio paleidimo režimas yra artimas režimui trumpas sujungimas. Kondensatorių įkrovimo srovė šiuo atveju gali siekti 10-100 amperų. Čia slypi du pavojai, vienas iš kurių – žemųjų dažnių filtro diodų gedimas, antrasis – susidėvėjimas. elektrolitiniai kondensatoriai, kai per juos praeina didelės įkrovimo srovės.