Блок питания ATX: переделка под усилитель низкой частоты (часть 2) (страница 2)

Возможные причины неисправности и ремонт компьютерного блока питания

Практически каждый пользователь ПК сталкивался с неприятной ситуацией, когда при включении компьютера не запускается блок питания. Вариантов всего два – замена либо восстановление работоспособности. Если выбран второй путь, лучше не нарабатывать собственный опыт методом проб и ошибок, а ознакомиться с накопленными другими специалистами материалами.

Любой ремонт компьютерного блока питания, как электронного устройства, начинается со схемы. С приобретением опыта она становится все менее необходимой, часть неисправностей находится визуальным осмотром, другие проблемы определяются как типовые – мастер со стажем уже знает, что обычно ломается в тех или иных БП. Однако жизнь иногда подбрасывает сложные загадки, при которых без принципиальной схемы даже опытному мастеру не обойтись.

Для начинающего ремонтника принципиальная схема просто необходима. Но для поиска неисправностей прежде всего надо разобрать работу импульсного блока питания по его блок-схеме. Практически все источники собраны по одному принципу (хотя схемотехника конкретных узлов от производителя к производителю может отличаться).

Сетевое напряжение сначала поступает на фильтр. На работу источника он никакого влияния не оказывает, но этот узел необходим для защиты питающей сети от помех, генерируемых самим устройством. Дальше сетевое напряжение выпрямляется и поступает на основной инвертор, обычно выполненный на транзисторных ключах. За открывание и закрывание транзисторов отвечает схема управления. При выключенном компьютере, но поданном сетевом напряжении, она питается от схемы формирования дежурного напряжения. Это напряжение также подается на материнскую плату компьютера, запитывая участки, ответственные за запуск ПК.

На схеме не показаны узлы защиты и схема обработки сигнала от матплаты Power_ON, дающего разрешение на запуск инвертора.

Выпрямленное напряжение 220 вольт преобразовывается инвертором в импульсное частотой в несколько десятков килогерц и подается на первичную обмотку трансформатора. Во вторичных обмотках индуцируется ЭДС таким же образом, как в обычном сетевом трансформаторе. За счет высокой частоты преобразования габариты трансформатора получаются компактными, а само устройство легким.

Напряжения вторичных обмоток выпрямляются и фильтруются. С помощью цепей обратной связи осуществляется стабилизация выходного напряжения и ограничение тока.

реклама

Если посмотреть на нижнюю часть схемы, то ничего необычного не наблюдается – диоды D3, D4 формируют отрицательное напряжение «-12 В», диодная сборка D3 «+12 В», сглаживание напряжения осуществляется двумя обмотками выходного дросселя и конденсаторами C5, C6. Резисторы R3 и R4 создают небольшую нагрузку по «+/-12 В», иначе напряжение на этих выходах будет чрезмерно возрастать по мере увеличения тока нагрузки по другим выходам. Многоканальные блоки питания очень «не любят» неравномерную нагрузку по всем выходам, приходится идти на компромисс и создавать небольшую нагрузку.

Для получения повышенного напряжения в конструкцию добавляется второй трансформатор с тремя обмотками – одной первичной и двумя вторичными. Его входная обмотка подключается к существующему трансформатору и на вторичной стороне получаются напряжения, которые складываются с напряжением обмоток канала 12 В, в результате получается выходное напряжение большего уровня. Такой прием позволяет перекачивать через второй трансформатор только часть мощности, что снижает требования и повышает КПД всего блока питания. Ну что же, со схемой определились, теперь надо решить частные вопросы.

Ищем виновника

Как мы видим в схеме, дежурное питание, далее по тексту — дежурка, обозначается как +5VSB:

Прямо от нее идет стабилитрон номиналом в 6,3 Вольта на землю. А как вы помните, стабилитрон — это тот же самый диод, но подключается в схемах наоборот. У стабилитрона используется обратная ветвь ВАХ. Если бы стабилитрон был живой, то у нас провод +5VSB не коротил бы на массу. Скорее всего стабилитрон сгорел и PN переход разрушен.

Что происходит при сгорании разных радиодеталей с физической точки зрения? Во-первых, изменяется их сопротивление. У резисторов оно становится бесконечным, или иначе говоря, уходит в обрыв. У конденсаторов оно иногда становится очень маленьким, или иначе говоря, уходит в короткое замыкание. С полупроводниками возможны оба этих варианта, как короткое замыкание, так и обрыв.

В нашем случае мы можем проверить это только одним способом, выпаяв одну или сразу обе ножки стабилитрона, как наиболее вероятного виновника короткого замыкания. Далее будем проверять пропало ли короткое замыкание между дежуркой и массой или нет. Почему так происходит?

Вспоминаем простые подсказки:

1)При последовательном соединении работает правило больше большего, иначе говоря, общее сопротивление цепи больше, чем сопротивление большего из резисторов.

2)При параллельном же соединении работает обратное правило, меньше меньшего, иначе говоря итоговое сопротивление будет меньше чем сопротивление резистора меньшего из номиналов.

Можете взять произвольные значения сопротивлений резисторов, самостоятельно посчитать и убедиться в этом. Попробуем логически поразмыслить, если у нас одно из сопротивлений параллельно подключенных радиодеталей будет равно нулю, какие показания мы увидим на экране мультиметра ? Правильно, тоже равное нулю…

И до тех пор пока мы не устраним это короткое замыкание путем выпаивания одной из ножек детали, которую мы считаем проблемной, мы не сможем определить, в какой детали у нас короткое замыкание. Дело все в том, что при звуковой прозвонке, ВСЕ детали параллельно соединенные с деталью находящейся в коротком замыкании, будут у нас звониться накоротко с общим проводом!

Пробуем выпаять стабилитрон. Как только я к нему прикоснулся, он развалился надвое. Без комментариев…

Что желательно иметь для ремонта и проверки Блока Питания?

а. — любой тестер (мультиметр).
б. — лампочки: 220 вольт 60 — 100 ватт и 6.3 вольта 0.3 ампера.
в. — паяльник, осциллограф, отсос для припоя.
г. — увеличительное стекло, зубочистки, ватные палочки, технический спирт.

⇡#Входной выпрямитель

После фильтра переменный ток преобразуется в постоянный с помощью диодного моста – как правило, в виде сборки в общем корпусе. Отдельный радиатор для охлаждения моста всячески приветствуется. Мост, собранный из четырех дискретных диодов, – атрибут дешевых блоков питания. Можно также поинтересоваться, на какой ток рассчитан мост, чтобы определить, соответствует ли он мощности самого БП. Хотя по этому параметру, как правило, имеется хороший запас.

В цепи переменного тока с линейной нагрузкой (как, например, лампа накаливания или электроплитка) протекающий ток следует такой же синусоиде, как и напряжение. Но это не так в случае с устройствами, имеющими входной выпрямитель, – такими как импульсные БП. Блок питания пропускает ток короткими импульсами, примерно совпадающими по времени с пиками синусоиды напряжения (то есть максимальным мгновенным напряжением), когда подзаряжается сглаживающий конденсатор выпрямителя.

Потребление тока импульсным БП

Сигнал тока искаженной формы раскладывается на несколько гармонических колебаний в сумме с синусоидой данной амплитуды (идеальным сигналом, который имел бы место при линейной нагрузке).

Мощность, используемая для совершения полезной работы (которой, собственно, является нагрев компонентов ПК), указана в характеристиках БП и называется активной. Остальная мощность, порождаемая гармоническими колебаниями тока, называется реактивной. Она не производит полезной работы, но нагревает провода и создает нагрузку на трансформаторы и прочее силовое оборудование.

Векторная сумма реактивной и активной мощности называется полной мощностью (apparent power). А отношение активной мощности к полной называется коэффициентом мощности (power factor) – не путать с КПД!

У импульсного БП коэффициент мощности изначально довольно низкий – около 0,7. Для частного потребителя реактивная мощность не составляет проблемы (благо она не учитывается электросчетчиками), если только он не пользуется ИБП. На бесперебойник как раз таки ложится полная мощность нагрузки. В масштабе офиса или городской сети избыточная реактивная мощность, создаваемая импульсными БП уже значительно снижает качество электроснабжения и вызывает расходы, поэтому с ней активно борются.

Электрическая схема и потребление тока блоком Active PFC

В частности, подавляющее большинство компьютерных БП оснащаются схемами активной коррекции фактора мощности (Active PFC). Блок с активным PFC легко опознать по единственному крупному конденсатору и дросселю, установленным после выпрямителя. В сущности, Active PFC является еще одним импульсным преобразователем, который поддерживает на конденсаторе постоянный заряд напряжением около 400 В. При этом ток из питающей сети потребляется короткими импульсами, ширина которых подобрана таким образом, чтобы сигнал аппроксимировался синусоидой – что и требуется для имитации линейной нагрузки. Для синхронизации сигнала потребления тока с синусоидой напряжения в контроллере PFC имеется специальная логика.

Схема активного PFC содержит один или два ключевых транзистора и мощный диод, которые размещаются на одном радиаторе с ключевыми транзисторами основного преобразователя БП. Как правило, ШИМ-контроллер ключа основного преобразователя и ключа Active PFC являются одной микросхемой (PWM/PFC Combo).

Блок Active PFC и входной выпрямитель (Antec VP700P)

Коэффициент мощности у импульсных блоков питания с активным PFC достигает 0,95 и выше. Кроме того, у них есть одно дополнительное преимущество – не требуется переключатель сети 110/230 В и соответствующий удвоитель напряжения внутри БП. Большинство схем PFC переваривают напряжения от 85 до 265 В. Кроме того, снижается чувствительность БП к кратковременным провалам напряжения.

Кстати, помимо активной коррекции PFC, существует и пассивная, которая подразумевает установку дросселя большой индуктивности последовательно с нагрузкой. Эффективность ее невелика, и в современном БП вы такое вряд ли найдете.

Сообщения

Там спец тарифы. Раздача инета не получится никак, gsm модуль телематики не поддерживает такие функции, нет 3g, еще и оператор блокирует раздачу.

Вариант почитать литературу не рассматривается? Того же Шелестова, «Полезные схемы». Книга N5 в серии полностью посвящена таймеру и его применению.

В общем, всё как обычно: Тётенька, дайти водички попить, а то так кушать хочеться, что переночевать негде.

В книге «Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП» подробно рассматривается работа этого мультивибратора и особо отмечается, что схема на 2 инверторах может работать нестабильно и в некоторых случаях вообще не запускаться. Потому рекомендуется схема на 3 инверторах. У вас их в корпусе всё равно 4 штуки, чего им зря пропадать.

Распиновка основного коннектора БП

Для проведения ремонта нам также понадобится знать распиновку главного штекера БП (main power connector), она показана ниже.

Штекеры БП: А – старого образца (20pin), В – нового (24pin)

Для запуска блока питания необходимо провод зеленого цвета (PS_ON#) соединить с любым нулевым черного цвета. Сделать это можно при помощи обычной перемычки. Заметим, что у некоторых устройств цветовая маркировка может отличаться от стандартной, как правило, этим грешат неизвестные производители из поднебесной.

Подготовка к переделке

Перед тем, как приступить к работе над созданием лабораторного агрегата, необходимо определиться, какое напряжение и ток вам нужно от него получить, и выбрать подходящий блок питания от компьютера с контроллером TL494 или аналогом.

Это устройство будет иметь защиту от короткого замыкания, перегрева и перегрузки. Это позволит получать плавно регулируемое напряжение от нуля до 25 В, при токе до 8-10 А.

Подготовка агрегата к модификации заключается в отключении вентилятора, выходных электролитических конденсаторов на линиях +12, +5, + 3,3 В и ненужных жил общей разводки. Карта должна иметь желтый, черный, зеленый и сетевой провода.

Какие детали нужно докупить

Чтобы модифицировать силовой модуль вашего компьютера, вам необходимо приобрести некоторые детали и устройства. Радиолюбители могут оказаться в домашней лаборатории.

• 22 мкФ / 16 В;
• количество остальных элементов и их мощность такие же, как у деталей, свариваемых в процессе подготовки, но они должны выдерживать напряжение не менее 35-40 В.

необходимо приобрести конденсаторы электролитические.

• переменная — 22 кОм и 330 Ом;
• постоянная (кОм) — 47, 15, 10, 1,2 и 3 шт. 2.7.

• вольтметр;
• амперметр — желательно с внутренним шунтом.

Схема доработки компьютерного БП

Для начала нужно удалить все ненужные предметы из обвязки TL494. Чтобы не резать рельсы и не искать детали, которые нужно снимать, можно сделать проще: выпарить и приподнять ножки 1-4 и 13-16 микросхемы.

Капитальный ремонт осуществляется навесным монтажом по схеме:

1. Между общим проводом и выводами 1, 2 и 4 контроллера припаяны резисторы 2,7, 2,7 и 1,2 кОм соответственно.
2. 2-й и 3-й контакты TL494 подключены через резистор 47 кОм и конденсатор 0,01 мкФ (он находится на плате).
3. Между первой ногой и шиной +12 В установлен регулятор на 22 кОм — он будет изменять напряжение на выходе блока питания. Туда же припаян положительный провод вольтметра.
4. Пятнадцатый вывод подключен к центральному выводу переменного резистора 330 Ом. Он будет регулировать ток.
5. один из его концов идет «в минус», а второй проходит через резистор 10 кОм на выводах 13 и 14, спаянных между собой.
6. шестнадцатая ветвь микросхемы подключена к «минусу» через амперметр».
7. 14-й вывод подключен ко 2-й и 4-й ногам TL494 через резистор 2,7 кОм и параллельный конденсатор 22 мкФ / 16 В и сопротивление 15 кОм соответственно.
8. Устройства подключаются к плате кабелем длиной 10-20 см.
9. Припаиваются электролитические конденсаторы на 35-40В.
10. Зеленый провод соединен переключателем с «минусом» платы.

Схема переделки вычислительного блока.

Напряжение

После этих изменений на линиях +12 и +5 В напряжение будет установлено на + 25-30 и +10 В. Это можно проверить с помощью тестера.

Далее устанавливается вентилятор. Поскольку он подключен к линии 10 В, это приведет к небольшому снижению скорости вращения.