izlazni tropolni konektor na koji se može priključiti kabl za napajanje ekrana;
dvopolni konektor JP1, čiji je pandan na ploči.
Iz konektora JP1 mrežni napon se napaja na:
krug ispravljačkog mosta BR1 kroz termistor THR1;
primarni namot startnog transformatora T1.
Na izlazu ispravljača BR1 uključeni su kapaciteti zaglađivanja filtera C1, C2. THR termistor ograničava početni udar struje naboja ovih kondenzatora. Prekidač 115V / 230V SW pruža mogućnost napajanja sklopnog napajanja i iz mreže 220-240V i iz mreže 110/127 V.
Otpornici visoke impedanse R1, R2, ranžirni kondenzatori C1, C2 su balun (izjednačavaju napone na C1 i C2), a također osiguravaju pražnjenje ovih kondenzatora nakon isključivanja sklopnog napajanja iz mreže. Rezultat rada ulaznih kola je pojava na sabirnici ispravljenog mrežnog napona konstantnog napona Uep jednakog + 310V, s nekim valovitostima. Ovo sklopno napajanje koristi startni krug s prisilnom (vanjskom) pobudom, koji je implementiran na posebnom startnom transformatoru T1, na čijem se sekundarnom namotu, nakon uključivanja napajanja u mrežu, pojavljuje izmjenični napon s frekvencijom opskrbnu mrežu. Ovaj napon ispravlja se diodama D25, D26, koje tvore punovalno ispravljačko kolo sa srednjom točkom sa sekundarnim namotom T1. SZO - zaglađujući kapacitet filtera, na kojem se stvara konstantan napon, koji se koristi za napajanje upravljačkog mikro kruga U4.
TL494 IC se tradicionalno koristi kao upravljačko mikro krug u ovom sklopnom napajanju.
Napon napajanja iz kondenzatora SZO primjenjuje se na pin 12 U4. Kao rezultat toga, izlazni napon internog referentnog izvora Uref = -5B pojavljuje se na pinu 14 U4, pokreće se unutarnji generator pilastog napona mikro kruga, a upravljački naponi pojavljuju se na pinovima 8 i 11, koji su nizovi pravokutni impulsi s negativnim prednjim rubovima, pomaknutima jedan prema drugom za pola perioda. Elementi C29, R50, spojeni na pinove 5 i 6 mikrokruga U4, određuju frekvenciju napona pile generiranog unutarnjim generatorom mikro kruga.
Odgovarajući stupanj u ovom sklopnom napajanju je izveden prema krugu bez tranzistora s zasebnom kontrolom. Opskrbni napon iz SZO kondenzatora dovodi se do središta primarnih namota upravljačkih transformatora T2, TZ. Izlazni tranzistori IC U4 obavljaju funkcije tranzistora odgovarajućih faza i povezani su prema strujnom krugu s OE. Emiteri oba tranzistora (pinovi 9 i 10 mikro kruga) spojeni su na "kućište". Opterećenja kolektora ovih tranzistora primarni su polunamoti upravljačkih transformatora T2, TZ, spojeni na pinove 8, 11 mikro kruga U4 (otvoreni kolektori izlaznih tranzistora). Ostale polovice primarnih namotaja T2, TZ s diodama D22, D23 povezane na njih tvore krugove razmagnetiziranja jezgri ovih transformatora.
Transformatori T2, TZ upravljaju snažnim tranzistorima polumostovog pretvarača.
Prebacivanje izlaznih tranzistora mikro kruga uzrokuje pojavu EMF impulsnog upravljanja na sekundarnim namotima upravljačkih transformatora T2, TZ. Pod utjecajem ovih EMF -a, tranzistori snage Q1, Q2 se naizmjenično otvaraju s podesivim pauzama ("mrtve zone"). Stoga kroz primarni namot impulsnog transformatora snage T5 naizmjenična struja teče u obliku pilastih strujnih impulsa. To je zbog činjenice da je primarni namot T5 uključen u dijagonalu električnog mosta, čiji je jedan krak formiran tranzistorima Q1, Q2, a drugi - kondenzatorima C1, C2. Stoga, kada se otvori bilo koji od tranzistora Q1, Q2, primarni namot T5 spojen je na jedan od kondenzatora C1 ili C2, što uzrokuje prolaz struje kroz cijelo vrijeme dok je tranzistor otvoren.
Prigušne diode D1, D2 osiguravaju povrat energije pohranjene u induktivitetu curenja primarnog namota T5 u zatvorenom stanju tranzistora Q1, Q2 natrag na izvor (rekuperacija).
Kondenzator SZ, serijski spojen s primarnim namotom T5, eliminira istosmjernu komponentu struje kroz primarni namot T5, čime se uklanja neželjena magnetizacija njegove jezgre.
Otpornici R3, R4 i R5, R6 tvore osnovne razdjelnike za tranzistore velike snage Q1, Q2, i pružaju njihov optimalni način uključivanja u smislu dinamičkih gubitaka snage na tim tranzistorima.
Diode sklopa SD2 su diode sa Schottky barijerom, koja postiže potrebnu brzinu i povećava efikasnost ispravljača.
Namotaj III zajedno s namotom IV daje izlazni napon od + 12V zajedno sa diodnim sklopom (polu-most) SD1. Ovaj sklop čini punotalasni krug ispravljanja srednje tačke sa namotom III. Međutim, srednja točka namotaja III nije uzemljena, već je spojena na sabirnicu izlaznog napona + 5V. To će omogućiti korištenje Schottky dioda u izlaznom kanalu od + 12V, budući da obrnuti napon primijenjen na ispravljačke diode s ovim uključivanjem smanjen je na razinu prihvatljivu za Schottkyjeve diode.
Elementi L1, C6, C7 tvore zaglađujući filter u kanalu + 12V.
Srednja tačka namotaja II je uzemljena.
Izvedena je stabilizacija izlaznog napona Različiti putevi na različitim kanalima.
Negativni izlazni naponi -5V i -12V se stabiliziraju pomoću linearnih integralnih tropolnih stabilizatora U4 (tip 7905) i U2 (tip 7912).
Da bi se to učinilo, ulazi ovih stabilizatora napajaju se izlaznim naponima ispravljača iz kondenzatora C14, C15. Na izlaznim kondenzatorima C16, C17 postižu se stabilizirani izlazni naponi od -12V i -5V.
Diode D7, D9 omogućuju pražnjenje izlaznih kondenzatora C16, C17 kroz otpornike R14, R15 nakon isključivanja sklopnog napajanja iz mreže. U suprotnom bi se ti kondenzatori ispraznili kroz krug regulatora, što je nepoželjno.
Kondenzatori C14, C15 se također prazne kroz otpornike R14, R15.
Diode D5, D10 obavljaju zaštitnu funkciju u slučaju kvara ispravljačkih dioda.
Izlazni napon od + 12V u ovom UPS -u nije stabiliziran.
Podešavanje nivoa izlaznih napona u ovom UPS -u vrši se samo za kanale + 5V i + 12V. Ovo podešavanje se vrši promjenom nivoa referentnog napona na direktnom ulazu pojačala greške DA3 pomoću trimera VR1.
Kada promijenite položaj klizača VR1 tijekom konfiguracije UPS -a, razina napona na sabirnici + 5V će se promijeniti u određenim granicama, a time i na sabirnici + 12V, jer napon sa sabirnice + 5V primjenjuje se na sredinu namotaja III.
Kombinirana zaštita ovog UPS -a uključuje:
Ograničavajući upravljački krug za širinu upravljačkih impulsa;
potpuni krug zaštite od kratkog spoja u opterećenjima;
nepotpuni izlazni upravljački krug prenapona (samo na sabirnici + 5V).
Razmotrimo svaku od ovih shema.
Ograničavajući upravljački krug koristi strujni transformator T4 kao senzor, čiji je primarni namot serijski povezan s primarnim namotom impulsnog transformatora snage T5.
Otpornik R42 je opterećenje sekundarnog namota T4, a diode D20, D21 tvore dvotaktni ispravljački krug izmjeničnog impulsnog napona uzetog iz opterećenja R42.
Otpornici R59, R51 čine razdjelnik. Dio napona se izglađuje kondenzatorom C25. Nivo napona na ovom kondenzatoru proporcionalno zavisi od širine upravljačkih impulsa na bazama tranzistora Q1, Q2. Ovaj nivo se dovodi kroz otpornik R44 na invertujući ulaz pojačala greške DA4 (pin 15 mikrokruga U4). Direktni ulaz ovog pojačala (pin 16) je uzemljen. Diode D20, D21 su uključene tako da se kondenzator C25, kada struja teče kroz te diode, puni negativnim (u odnosu na zajedničku žicu) naponom.
U normalnom radu, kada širina upravljačkih impulsa ne prelazi dopuštene granice, potencijal pina 15 je pozitivan, zbog povezivanja ovog pina kroz otpornik R45 sa sabirnicom Uref. Ako se širina upravljačkih impulsa iz nekog razloga pretjerano poveća, negativni napon na kondenzatoru C25 raste, a potencijal stezaljke 15 postaje negativan. To dovodi do pojave izlaznog napona pojačala greške DA4, koji je prethodno bio jednak 0V. Daljnje povećanje širine upravljačkih impulsa dovodi do činjenice da se sklopna kontrola DA2 PWM komparatora prenosi na DA4 pojačalo, a do naknadnog povećanja širine upravljačkih impulsa ne dolazi (ograničavajući način), budući da širina ovih impulsa prestaje ovisiti o razini povratnog signala na izravnom ulazu pojačala greške DA3.
Krug zaštite od kratkog spoja u opterećenjima može se uvjetno podijeliti na zaštitu kanala za generiranje pozitivnih napona i zaštitu kanala za generiranje negativnih napona, koji se na sličan način primjenjuju u krugovima.
Senzor zaštitnog kruga kratkog spoja u opterećenjima kanala za generiranje pozitivnih napona ( + 5V i + 12V) je diodni otpornik D11, R17, spojen između izlaznih sabirnica ovih kanala. Nivo napona na anodi diode D11 je kontrolirani signal. U normalnom radu, kada naponi na izlaznim sabirnicama kanala + 5V i + 12V imaju nominalne vrijednosti, potencijal anode diode D11 je oko + 5,8V, jer kroz razdjelnik -osjetnik struja teče od sabirnice + 12V do sabirnice + 5V duž kruga: + sabirnica 12V - sabirnica R17- D11 - +56.
Upravljani signal s anode D11 dovodi se na otpornički razdjelnik R18, R19. Dio ovog napona se uklanja s otpornika R19 i dovodi na direktni ulaz komparatora 1 U3 mikro kruga tipa LM339N. Na invertirajući ulaz ovog komparatora dovodi se referentni naponski nivo s otpornika R27 razdjelnika R26, R27, spojenog na izlaz referentnog izvora Uref = + 5B upravljačkog mikrokruga U4. Referentni nivo je izabran tako da bi tokom normalnog rada potencijal direktnog ulaza komparatora 1 premašio potencijal inverznog ulaza. Tada se izlazni tranzistor komparatora 1 zatvara i UPS krug normalno funkcionira u PWM modu.
U slučaju kratkog spoja u opterećenju kanala + 12V, na primjer, anodni potencijal diode D11 postaje jednak 0V, pa će potencijal invertirajućeg ulaza komparatora 1 postati veći od potencijala direktnog ulaz, a izlazni tranzistor komparatora će se otvoriti. To će uzrokovati zatvaranje tranzistora Q4, koji je normalno otvoren strujom baze koja protiče kroz krug: sabirnica Upom - R39 - R36 - b -e Q4 - "kućište".
Otvaranje izlaznog tranzistora komparatora 1 povezuje otpornik R39 s "kućištem", pa je tranzistor Q4 pasivno zatvoren nultom pristranošću. Zatvaranje tranzistora Q4 podrazumijeva punjenje kondenzatora C22, koji djeluje kao kašnjenje za zaštitu. Kašnjenje je potrebno iz razloga što se prilikom ulaska UPS -a u način rada izlazni naponi na sabirnicama + 5V i + 12V ne pojavljuju odmah, već kako se izlazni kondenzatori pune velikog kapaciteta... Referentni napon iz izvora Uref, naprotiv, pojavljuje se gotovo odmah nakon uključivanja UPS -a u mrežu. Stoga se u početnom načinu rada uspoređuje komparator 1, otvara se njegov izlazni tranzistor, a ako je kondenzator kašnjenja C22 odsutan, to bi pokrenulo zaštitu odmah nakon uključivanja UPS -a u mrežu. Međutim, C22 je uključen u krug, a zaštita se aktivira tek nakon što napon na njemu dosegne razinu određenu vrijednostima otpornika R37, R58 razdjelnika spojenog na sabirnicu Upom i koji je osnova za Tranzistor Q5. Kada se to dogodi, tranzistor Q5 se uključuje, a otpornik R30 je spojen kroz mali unutarnji otpor ovog tranzistora na "kućište". Stoga se pojavljuje putanja za protok osnovne struje tranzistora Q6 duž kruga: Uref - e -6 Q6 - R30 - to -e Q5 - "kućište".
Tranzistor Q6 otvara se ovom strujom do zasićenja, uslijed čega se napon Uref = 5V, koji se dovodi na odašiljač tranzistora Q6, primjenjuje kroz mali unutarnji otpor na pin 4 upravljačkog mikrokruga U4. To, kao što je ranije pokazano, dovodi do zastoja u radu digitalnog kruga mikro kruga, nestanka izlaznih upravljačkih impulsa i prekida uključivanja energetskih tranzistora Q1, Q2, tj. do zaštitnog isključivanja. Kratki spoj u opterećenju kanala + 5V dovest će do činjenice da će anodni potencijal diode D11 biti samo oko + 0,8V. Stoga će izlazni tranzistor komparatora (1) biti otvoren i doći će do zaštitnog isključivanja.
Na sličan način izgrađena je zaštita od kratkog spoja u opterećenjima kanala za generiranje negativnih napona (-5V i -12V) na komparatoru 2 mikrokruga U3. Elementi D12, R20 tvore diodni otpornik razdjelnog senzora spojenog između izlaznih sabirnica kanala za generiranje negativnih napona. Upravljani signal je katodni potencijal diode D12. Kod kratkog spoja u opterećenju kanala od -5V ili -12V, potencijal katode D12 raste (od -5.8 do 0V s kratkim spojem u opterećenju kanala od -12V i do -0.8V s kratkim spojem u opterećenje kanala -5V). U svakom od ovih slučajeva otvara se normalno zatvoren izlazni tranzistor komparatora 2, zbog čega zaštita radi prema gore navedenom mehanizmu. U tom slučaju referentni nivo iz otpornika R27 dovodi se na direktni ulaz komparatora 2, a potencijal invertirajućeg ulaza određen je vrijednostima otpornika R22, R21. Ovi otpornici tvore razdjelnik s bipolarnim napajanjem (otpornik R22 spojen je na sabirnicu Uref = + 5V, a otpornik R21 spojen je na katodu diode D12, čiji je potencijal u normalnom radu UPS -a, kao što je već napomenuto, -5,8 V) . Stoga se potencijal invertirajućeg ulaza komparatora 2 u normalnom radu drži nižim od potencijala izravnog ulaza, a izlazni tranzistor komparatora bit će isključen.
Izlazna prenaponska zaštita na sabirnici + 5V implementirana je na elementima ZD1, D19, R38, C23. Zener dioda ZD1 (s prekidnim naponom od 5,1 V) spojena je na sabirnicu izlaznog napona + 5V. Stoga, sve dok napon na ovoj sabirnici ne prelazi +5,1 V, zener dioda je zatvorena, a tranzistor Q5 je zatvoren. U slučaju povećanja napona na sabirnici + 5V iznad + 5,1 V, zener dioda se "probija", a struja otključavanja teče u bazu tranzistora Q5, što dovodi do otvaranja Q6 tranzistora i pojava napona Uref = + 5B na pinu 4 upravljačkog mikro kruga U4, tj. do zaštitnog isključivanja. Otpornik R38 je balast za zener diodu ZD1. Kondenzator C23 sprječava rad zaštite u slučaju slučajnih kratkotrajnih skokova napona na sabirnici + 5V (na primjer, kao rezultat uspostavljanja napona nakon naglog smanjenja struje opterećenja). D19 je dioda za razdvajanje.
Krug za generiranje PG signala u ovom komutacijskom napajanju je dvofunkcionalan i sastavljen je na komparatorima (3) i (4) U3 mikro kruga i Q3 tranzistora.
Krug je zasnovan na principu praćenja prisutnosti izmjeničnog niskofrekventnog napona na sekundarnom namotu startnog transformatora T1, koji djeluje na ovaj namot samo ako postoji napon napajanja na primarnom namotu T1, tj. dok je sklopno napajanje spojeno na električnu mrežu.
Gotovo odmah nakon uključivanja UPS -a, na kondenzatoru SZO pojavljuje se pomoćni napon Upom, koji napaja upravljačko mikrokrugo U4 i pomoćno mikrokrugo U3. Osim toga, izmjenični napon iz sekundarnog namota startnog transformatora T1 kroz diodu D13 i otpornik za ograničavanje struje R23 puni kondenzator C19. Napon iz C19 napaja otpornički razdjelnik R24, R25. Iz otpornika R25 dio ovog napona dovodi se na direktni ulaz komparatora 3, što dovodi do zatvaranja njegovog izlaznog tranzistora. Izlazni napon internog referentnog izvora mikro kruga U4 Uref = + 5V koji se pojavi odmah nakon toga napaja razdjelnik R26, R27. Stoga se referentni nivo iz otpornika R27 dovodi na invertujući ulaz komparatora 3. Međutim, ovaj nivo je izabran manje od nivoa na direktnom ulazu, pa izlazni tranzistor komparatora 3 ostaje u isključenom stanju. Stoga proces punjenja usporavajućeg kapaciteta C20 započinje duž kruga: Upom - R39 - R30 - C20 - "kućište".
Napon koji raste pri punjenju kondenzatora C20 primjenjuje se na inverzni ulaz 4 mikro kruga U3. Direktni ulaz ovog komparatora napaja se naponom iz otpornika R32 razdjelnika R31, R32, spojenog na magistralu Upom. Sve dok napon na kondenzatoru za punjenje C20 ne prelazi napon na otporniku R32, izlazni tranzistor komparatora 4 je zatvoren. Stoga struja otvaranja teče u bazu tranzistora Q3 kroz krug: Upom - R33 - R34 - 6. Q3 - "kućište".
Tranzistor Q3 otvoren je do zasićenja, a signal PG, uzet iz njegovog kolektora, ima pasivno nizak nivo i zabranjuje pokretanje procesora. Za to vrijeme, tijekom kojeg razina napona na kondenzatoru C20 dosegne razinu preko otpornika R32, sklopna jedinica za napajanje uspijeva pouzdano ući u nominalni način rada, tj. svi njegovi izlazi se pojavljuju u potpunosti.
Čim napon na C20 pređe napon iz R32, komparator 4 se uključi, njegov izlazni tranzistor će se otvoriti.
To će dovesti do zatvaranja tranzistora Q3, a PG signal, preuzet sa opterećenja kolektora R35, postaje aktivan (nivo H) i omogućava pokretanje procesora.
Kada se sklopno napajanje isključi iz mreže, naizmjenični napon nestaje na sekundarnom namotu startnog transformatora T1. Zbog toga se napon na kondenzatoru C19 brzo smanjuje zbog malog kapaciteta posljednjeg (1 mikrofarad). Čim pad napona na otporniku R25 postane manji od onog na otporniku R27, komparator 3 će se prebaciti i otvorit će se njegov izlazni tranzistor. To će značiti zaštitno isključivanje izlaznih napona upravljačkog mikro kruga U4, jer tranzistor Q4 će se otvoriti. Osim toga, kroz otvoreni izlazni tranzistor komparatora 3 započet će proces ubrzanog pražnjenja kondenzatora C20 duž kruga: (+) C20 - R61 - D14 - vikend komparatorski tranzistor 3 - "kućište".
Čim razina napona na C20 postane manja od razine napona na R32, komparator 4 će se prebaciti i njegov izlazni tranzistor će se zatvoriti. To će uzrokovati uključivanje Q3 i prelazak PG signala na neaktivan nizak nivo prije nego što naponi na izlaznim šinama UPS -a počnu neprihvatljivo opadati. Ovo će inicijalizirati signal resetovanje sistema računarom i to početno stanječitav digitalni deo računara.
Oba usporednika 3 i 4 kola za generiranje PG signala pokrivena su pozitivnim povratnim vezama pomoću otpornika R28 i R60, što ubrzava njihovo prebacivanje.
Glatki izlaz u način rada u ovom UPS -u tradicionalno se osigurava pomoću lanca za oblikovanje C24, R41, spojenog na pin 4 upravljačkog mikro kruga U4. Preostali napon na pinu 4, koji određuje maksimalno moguće trajanje izlaznih impulsa, postavlja se razdjelnikom R49, R41.
Motor ventilatora napaja se naponom iz kondenzatora C14 u kanalu za generiranje napona -12V putem dodatnog razdvajanja L -oblika filtera R16, C15.
Rad bilo kojeg računara je nemoguć bez napajanja. Stoga bi svom izboru trebali pristupiti ozbiljno. Zaista, performanse samog računara ovisit će o stabilnom i pouzdanom radu jedinice za napajanje.
Šta je to
Glavni zadatak napajanja je pretvaranje izmjenične struje i daljnje formiranje potrebnog napona za normalan rad svih komponenti računala.
Napon potreban za rad komponenti:
- + 12V;
- + 3.3V.
Osim ovih deklariranih vrijednosti, postoji i dodatna vrijednost:
- -12V;
Jedinica za napajanje djeluje kao galvanska izolacija između električne struje iz utičnice i komponenti koje je troše. Jednostavan primjer, ako dođe do curenja struje i osoba dodirne kućište sistemska jedinica bio bi šokiran, ali zahvaljujući napajanju to se ne događa. Često se koriste napajanja (PS) ATX formata.
Pregled dijagrama napajanja
Glavni dio strukturni dijagram IP, ATX format, je polu-mostni pretvarač. Rad pretvarača ove vrste sastoji se u upotrebi push-pull načina rada.
Stabilizacija IP izlaznih parametara provodi se pomoću širinsko-impulsne modulacije (PWM kontroler) upravljačkih signala.
U sklopnim izvorima napajanja često se koristi čip kontrolera TL494 PWM, koji ima niz pozitivnih svojstava:
- prihvatljive karakteristike performansi mikro kola. Ovo je niska startna struja, brzina;
- prisutnost univerzalnih unutarnjih zaštitnih elemenata;
- praktičnost upotrebe.
Jednostavno sklopno napajanje
Princip normalnog rada impuls Napajanje se može vidjeti na fotografiji.
Prvi blok vrši promjenu iz AC u DC. Pretvarač je izrađen u obliku diodnog mosta, koji pretvara napon, i kondenzatora, koji ublažava oscilacije.
Osim ovih elemenata, može biti prisutan i dodatni pribor: naponski filter i termistori. No, zbog visokih troškova ove komponente možda nedostaju.
Generator stvara impulse određene frekvencije koji napajaju namot transformatora. Transformator obavlja glavne poslove u jedinici za napajanje, galvanska je izolacija i pretvaranje struje u potrebne vrijednosti.
Video: Princip rada kontrolera PWM PSU
ATX bez korekcije koeficijenta
Jednostavna impulsna jedinica za napajanje, iako je radni uređaj, nije zgodna za upotrebu u praksi. Mnogi njegovi parametri lebde na izlazu, uključujući napon. Svi se ovi pokazatelji mijenjaju zbog nestabilnog napona, temperature i zagušenja izlaza pretvarača.
Ali ako kontrolirate ove pokazatelje uz pomoć kontrolera, koji će djelovati kao stabilizator i dodatne funkcije, tada će krug biti sasvim prikladan za upotrebu.
Blok dijagram jedinice za napajanje koja koristi kontroler modulacije širine impulsa je jednostavna i predstavlja generator impulsa na PWM kontroleru.
PWM kontroler podešava amplitudu promjene signala koji prolaze kroz filter niske frekvencije(LPF). Glavna prednost je visoka efikasnost pojačala i širok raspon mogućnosti upotrebe.
ATX sa korekcijom faktora snage
U novim izvorima napajanja za PC pojavljuje se dodatna jedinica - korektor faktora snage (PFC). KKM uklanja nove greške ispravljača AC mosta i povećava faktor snage (KM).
Stoga proizvođači aktivno proizvode napojne jedinice sa obaveznom CM korekcijom. To znači da će napajanje računara raditi u rasponu od 300 W ili više.
Ove napojne jedinice koriste poseban induktor s induktivnošću većom od one na ulazu. Takav IP se naziva PFC ili pasivni PFC. Ima impresivnu težinu zbog dodatne upotrebe kondenzatora na izlazu ispravljača.
Među nedostacima možemo izdvojiti nisku pouzdanost napajanja i nepravilan rad UPS -a prilikom prebacivanja načina rada "baterija / mreža".
To je zbog malog kapaciteta mrežnog naponskog filtera i u trenutku pada napona PFC struja raste, a u ovom trenutku se aktivira zaštita od kratkog spoja.
Na dvokanalnom PWM kontroleru
Dvokanalni PWM kontroleri često se koriste u modernim izvorima napajanja za računare. Jedini mikro krug sposoban je obavljati ulogu pretvarača i KM korektora, čime se smanjuje ukupan broj elemenata u krugu napajanja.
Na gornjem dijagramu prvi dio čini stabilizirani napon od + 38V, a drugi dio je pretvarač koji formira stabilizirani napon od + 12V.
Dijagram povezivanja napajanja računara
Da biste napajanje priključili na računar, morate izvršiti niz uzastopnih koraka:
Karakteristike dizajna
Za povezivanje dodatne opreme PC PSU ima različite konektore. Sa stražnje strane nalazi se priključak za mrežni kabel i prekidač.
Osim toga, može se nalaziti i na stražnjoj stjenci jedinice za napajanje i konektor za povezivanje monitora.
Različiti modeli mogu imati i druge konektore:
U modernim izvorima napajanja za računare rjeđe je instalirati ventilator na stražnju stijenku koji izvlači vrući zrak iz napojne jedinice. Umjesto ovog rješenja, počeli su koristiti ventilator na gornjem zidu, koji je bio veći i tiši.
Na nekim modelima moguće je pronaći dva ventilatora odjednom. Iz zida koji se nalazi unutar sistemske jedinice izlazi žica sa posebnim konektorom za napajanje strujom matične ploče. Fotografija prikazuje moguće priključke za povezivanje i oznaku kontakata.
Svaka boja žice daje određeni napon:
- žuta - +12 V;
- crvena - +5 V;
- narandžasta - +3,3 V;
- crno - tlo.
Vrijednosti ovih boja žica mogu se razlikovati od proizvođača do proizvođača.
Postoje i konektori za napajanje struje računarskom opremom.
Parametri i karakteristike
Jedinica za napajanje personalnog računara ima mnogo parametara koji možda nisu navedeni u dokumentaciji. Na bočnoj naljepnici naznačeno je nekoliko parametara - to su napon i snaga.
Snaga je glavni pokazatelj
Ove informacije ispisane su na etiketi velikim slovima. Nominalna snaga PSU -a prikazuje ukupnu količinu električne energije dostupne za unutrašnje komponente.
Čini se da bi odabir jedinice za napajanje s potrebnom snagom bio dovoljan da se zbroje potrošeni pokazatelji po komponentama i odabere jedinica za napajanje s malom maržom. Zbog toga neće biti velike razlike između 200w i 250w.
No, u stvari situacija izgleda složenije, jer izlazni napon može biti različit - + 12V, -12V i drugi. Svaki naponski vod troši određenu količinu energije. Ali PSU ima jedan transformator koji generira sve napone koje koristi računalo. U rijetkim slučajevima mogu se postaviti dva transformatora. Ovo je skupa opcija i koristi se kao izvor na serverima.
U jednostavnim izvorima napajanja koristi se 1 transformator. Zbog toga se snaga na naponskim vodovima može promijeniti, povećati s malim opterećenjem na drugim vodovima i obrnuto, smanjiti.
Radni napon
Prilikom odabira jedinice za napajanje treba obratiti pažnju na maksimalne vrijednosti radnih napona, kao i raspon ulaznih napona, koji bi trebao biti od 110V do 220V.
Istina, većina korisnika na to ne obraća pažnju i odabirom jedinice za napajanje s indikatorima od 220V do 240V riskira pojavu čestih gašenja računara.
Takva jedinica za napajanje će se isključiti kada padne napon, što nije neuobičajeno za naše električne mreže. Prekoračenje deklariranih vrijednosti dovest će do gašenja računala, zaštita će raditi. Da biste ponovo uključili napajanje, morat ćete ga isključiti iz mreže i pričekati minutu.
Treba zapamtiti da procesor i video kartica troše najviše 12V radnog napona. Stoga biste trebali obratiti pažnju na ove pokazatelje. Kako biste smanjili opterećenje konektora, 12V vod je podijeljen u par paralelnih s oznakama + 12V1 i + 12V2. Ove brojke treba navesti na etiketi.
Prije nego što odaberete napajanje za kupovinu, obratite pažnju na potrošnju energije unutrašnjih komponenti računara.
No, neke video kartice zahtijevaju posebnu potrošnju struje od + 12V, te se pokazatelji trebaju uzeti u obzir pri odabiru jedinice za napajanje. Obično je za računar sa jednom video karticom dovoljno napajanje od 500W ili 600W.
Također biste se trebali upoznati s recenzijama kupaca i stručnim recenzijama o odabranom modelu i proizvođaču. Najbolji parametri na šta treba paziti su: snaga, tihi rad, kvaliteta i usklađenost sa napisanim specifikacijama na etiketi.
U ovom slučaju ne biste trebali uštedjeti novac, jer će rad cijelog računala ovisiti o radu jedinice za napajanje. Stoga, što je izvor bolji i pouzdaniji, to će računar duže trajati. Korisnik može biti siguran da jeste pravi izbor i ne brine se zbog iznenadnih gašenja računara.
DIJAGRAM ATX NAPAJANJA
Svakim danom sve popularniji među radioamaterima računarske jedinice prehranaATX... Po relativno niskoj cijeni, predstavljaju snažan, kompaktan izvor napona od 5 i 12 V 250 - 500 vati. BPATXmože se koristiti u punjačima za automobile i laboratorijske jedinice hranu, i u invertori za zavarivanje, a za njih se može pronaći još mnogo aplikacija s određenom maštom. Štoviše, ako je krug napajanjaATXi prolazi kroz izmjene, zatim minimalne.
Krugovi ovih izvora napajanja približno su isti za gotovo sve proizvođače. Mala razlika odnosi se samo na AT i ATX PSU. Glavna razlika između ova dva je u tome što PSU u AT -u ne podržava napredni softver za upravljanje napajanjem. Ovu napojnu jedinicu možete isključiti samo ako prekinete napajanje napona na svom ulazu, a u izvorima napajanja u ATX formatu postoji mogućnost isključivanja softvera upravljačkim signalom s matične ploče. U pravilu je ATX ploča veća od AT -a i okomito je izdužena.
U svakom napajanju računara, napon od +12 V namijenjen je za napajanje motora pogona diska. Napajanje ovog kruga mora osigurati visoku izlaznu struju, posebno u računarima s više ležišta za pogone. Ovaj napon se također napaja ventilatorima. Oni troše struju do 0,3 A, ali u novim računarima ta vrijednost je ispod 0,1 A. Napajanje od 5 V napaja se na sve čvorove računara, stoga ima vrlo veliku snagu i struju, do 20 A, a + Napon od 3,3 V namijenjen je isključivo za napajanje procesora. Znajući to moderno višejezgreni procesori imaju snagu do 150 vata, nije teško izračunati struju ovog kruga: 100 vati / 3,3 volti = 30 A! Negativni naponi -5 i -12 V deset su puta slabiji od glavnih pozitivnih, pa postoje jednostavne diode od 2 ampera bez radijatora.
Zadaci jedinice za napajanje uključuju i obustavu rada sistema sve dok vrijednost ulaznog napona ne dosegne vrijednost dovoljnu za normalan rad. Svaka jedinica za napajanje vrši internu provjeru i ispitivanje izlaznog napona prije nego što dobije ovlaštenje za pokretanje sistema. Nakon toga se na matičnu ploču šalje poseban signal Power Good. Ako se ovaj signal ne primi, računar neće raditi.
Signal Power Good može se koristiti za ručno resetiranje primjenom na čip sata. Kada je signalno kolo Power Good uzemljeno, generiranje takta prestaje, a procesor se zaustavlja. Nakon otvaranja prekidača, generira se kratki signal početne postavke procesora i dozvoljen je normalan prolaz signala - vrši se hardversko ponovno pokretanje računala. U izvorima napajanja računara ATX postoji signal koji se naziva PS ON, a koji program može koristiti za isključivanje napajanja.
Ovdje možete preuzeti računarska napajanja, a ovdje su AT i ATX napajanja, koja su vrlo korisna u opisu, vrstama i principu rada.Da biste provjerili performanse napajanja, napunite PSU svjetiljkama za automobilska svjetla i izmjerite sve izlazne napone pomoću testera. Ako je napon unutar normalnog raspona. Također je vrijedno provjeriti promjenu izlaznog napona napojne jedinice s promjenom opterećenja.
Rad ovih izvora napajanja je vrlo stabilan i pouzdan, ali u slučaju izgaranja otkazuju najčešće snažni tranzistori, otpornici niskog otpora, ispravljačke diode na radijatoru, varistori, transformator i osigurač.
Napajanjem računara
Krugovi napajanja računara
Kola za računare
R. ALEXANDROV, Maloyaroslavets, regija Kaluga
Radio, 2002., br. 5, 6, 8
UPS-ovi kućnih računara dizajnirani su za rad iz jednofazne AC mreže (110/230 V, 60 Hz ≈ uvezeno, 127/220 V, 50 Hz ≈ domaće proizvodnje). Budući da je mreža od 220 V, 50 Hz općenito prihvaćena u Rusiji, problem odabira jedinice za potrebni mrežni napon ne postoji. Potrebno je samo provjeriti je li prekidač mrežnog napona na jedinici (ako ga ima) postavljen na 220 ili 230 V. Odsustvo prekidača ukazuje na to da uređaj može raditi unutar raspona mrežnog napona navedenog na naljepnici bez ikakvog prebacivanje. UPS -ovi ocijenjeni za 60 Hz funkcionirat će besprijekorno na mreži od 50 Hz.
UPS je spojen na AT matične ploče s dva uprtača s utičnicama P8 i P9 prikazanim na Sl. 1 (pogled sa strane gnijezda). Boje žica prikazane u zagradama su standardne, iako ih se svi proizvođači UPS -a ne pridržavaju strogo. Da biste pravilno usmjerili utičnice pri spajanju na utikače matične ploče, postoji jednostavno pravilo: četiri crne žice (krug GND), prikladne za obje utičnice, moraju biti smještene jedna pored druge.
Glavni krugovi napajanja ATX matičnih ploča koncentrirani su u konektoru prikazanom na Sl. 2. Kao i u prethodnom slučaju, pogled sa strane utičnice. UPS -ovi ovog formata imaju ulaz daljinski upravljač(PS-ON krug), kada je spojen na zajedničku žicu (COM ≈ "zajednički" krug, ekvivalent GND), jedinica spojena na mrežu počinje raditi. Ako je krug PS-ON≈COM u prekidu, nema napona na izlazima UPS-a, osim "radnog" +5 V u krugu + 5VSB. U ovom načinu rada, potrošnja električne energije iz mreže je vrlo niska.
UPS format ATX opremljen je dodatnom izlaznom utičnicom, prikazanom na Sl. 3. Svrha njegovih kola je sljedeća:
FanM ≈ izlaz senzora brzine ventilatora koji hladi UPS (dva impulsa po jednom okretaju);
FanC ≈ analogni (0 ... 12 V) ulaz za kontrolu brzine vrtnje ovog ventilatora. Ako je ovaj ulaz isključen iz vanjskog kruga ili je na njega priključen konstantan napon veći od 10 V, performanse ventilatora su maksimalne;
3.3V Sense ≈ Ulaz povratnog signala stabilizatora napona +3.3 V. Povezuje se zasebnom žicom izravno na pinove za napajanje mikro kruga na sistemskoj ploči, što omogućava kompenzaciju pada napona na opskrbnim žicama. Ako nema dodatne utičnice, ovo kolo se dovodi u utičnicu 11 glavne utičnice (vidi sliku 2);
1394R ≈ minus izvor napona 8 ... 48 V izoliran od zajedničke žice za napajanje sučelja IEEE-1394;
1394V ≈ plus istog izvora.
UPS -i bilo koje veličine moraju imati više utičnica za napajanje pogona i nekih drugih perifernih uređaja računara.
Svaki "računarski" UPS daje logički signal nazvan R G. (Snaga dobra) u AT jedinicama ili PW-OK (Napajanje u redu) u ATX jedinicama, visoki nivošto ukazuje da su svi izlazni naponi unutar prihvatljivih granica. Na "matičnoj ploči" računara, ovaj signal učestvuje u formiranju signala za resetovanje sistema (Reset). Nakon uključivanja UPS -a, nivo RG signala. (PW-OK) ostaje nisko neko vrijeme, sprečavajući procesor sve dok se ne dovrše prijelazni procesi u krugovima napajanja.
U slučaju nestanka struje ili iznenadnog kvara UPS-a, logički nivo signala P. G. (PW-OK) se mijenja prije nego što izlazni naponi jedinice padnu ispod prihvatljivih vrijednosti. Ovo zaustavlja procesor, sprječava oštećenje podataka pohranjenih u memoriji i druge nepovratne operacije.
Izmjenjivost UPS -a može se ocijeniti prema sljedećim kriterijima.
Broj izlaznih napona za napajanje IBM računara AT formata, moraju postojati najmanje četiri (+12 V, +5 V, -5 V i -12 V). Maksimalna i minimalna izlazna struja reguliraju se zasebno za svaki kanal. Njihove uobičajene vrijednosti za izvore različitih ovlaštenja date su u tablici. 1. Računari ATX formata dodatno trebaju +3,3 V i neke druge napone (gore su spomenuti).
Imajte na umu da normalan rad blok s opterećenjem manjim od minimalnog nije zajamčen, a ponekad je takav način jednostavno opasan. Stoga se ne preporučuje uključivanje UPS -a bez opterećenja u mrežu (na primjer, za testiranje).
Napajanje jedinice za napajanje (ukupno za sve izlazne napone) u računaru za domaćinstvo potpuno opremljenom perifernim uređajima mora biti najmanje 200 W. U praksi je potrebno imati 230 ... 250 W, a pri instaliranju dodatnih "tvrdih diskova" i CD-ROM pogona može biti potrebno više. Kvarovi na računaru, posebno kada su električni motori ovih uređaja uključeni, često su povezani s preopterećenjem napajanja. Računari koji se koriste kao serveri za informacijske mreže troše do 350 vati. UPS male snage (40 ... 160 W) koriste se u specijaliziranim, na primjer, upravljačkim računalima s ograničenim skupom perifernih uređaja.
Jačina zvuka koju zauzima UPS obično raste povećanjem njegove dužine prema prednjoj strani računara. Montažne dimenzije i montažne točke jedinice u kućištu računara ostaju nepromijenjene. Stoga se svaki (uz rijetke iznimke) blok može instalirati umjesto neuspjelog.
Osnova većine UPS-ova je polu-mostni pretvarač koji radi na frekvenciji od nekoliko desetina kiloherca. Napajanje pretvarača (približno 300 V) ≈ ispravljeno i zaglađeno napajanje. Sam pretvarač sastoji se od upravljačke jedinice (impulsnog generatora sa srednjim stepenom pojačanja snage) i snažnog izlaznog stupnja. Potonji se učitava na visokofrekventni energetski transformator. Izlazni naponi se dobivaju ispravljačima spojenim na sekundarne namote ovog transformatora. Stabilizacija napona se izvodi pomoću impulsa širinske širine impulsa (PWM) koje generira pretvarač. Obično je samo jedan izlazni kanal pokriven stabilizacijskom povratnom spregom, u pravilu +5 ili +3,3 V. Zbog toga naponi na drugim izlazima ne ovise o naponu u mreži, ali ostaju pod utjecajem opterećenja . Ponekad se dodatno stabiliziraju pomoću konvencionalnih stabilizacijskih mikro krugova.
MREŽNI ISPRAVAČ
U većini slučajeva ovaj čvor izvodi se prema shemi sličnoj onoj prikazanoj na Sl. 4, razlike su samo u vrsti ispravljačkog mosta VD1 i većem ili manjem broju zaštitnih i sigurnosnih elemenata. Ponekad se most sastavlja od pojedinačnih dioda. Kada je prekidač S1 otvoren, što odgovara napajanju jedinice iz mreže 220 ... 230 V, ispravljač je mostastog tipa, napon na njegovom izlazu (kondenzatori C4, C5 spojeni u nizu) je blizu amplituda mreže. Kad se napajaju iz mreže 110 ... 127 V, zatvaranjem kontakata sklopke pretvaraju uređaj u ispravljač s dvostrukim naponom i primaju na svom izlazu konstantan napon, dvostruko veći od amplitude mreže. Takvo prebacivanje je omogućeno u UPS -u, čiji stabilizatori drže izlazni napon u prihvatljivim granicama samo ako odstupanje električne energije odstupa za 20%. Jedinice s učinkovitijom regulacijom mogu raditi na bilo kojem mrežnom naponu (obično od 90 do 260 V) bez uključivanja.
Otpornici R1, R4 i R5 dizajnirani su za pražnjenje ispravljačkih kondenzatora nakon što su isključeni iz mreže, a C4 i C5, osim toga, izjednačavaju napone na kondenzatorima C4 i C5. Termistor R2 s negativnim temperaturnim koeficijentom ograničava amplitudu udarne struje za punjenje kondenzatora C4, C5 u trenutku uključivanja jedinice. Zatim, kao rezultat samozagrijavanja, njegov otpor opada, i to praktično ne utječe na rad ispravljača. Varistor R3 s klasifikacijskim naponom većim od maksimalne amplitude mreže štiti od emisije potonjeg. Nažalost, ovaj varistor je beskoristan ako se jedinica slučajno uključi zatvorenim prekidačem S1 u mreži od 220 V. Zamjena otpornika R4, R5 varistorima s klasifikacijskim naponom od 180 ... 220 V spašava od ozbiljnih posljedica, kvara od toga sagorijevanje umetka osigurača FU1. Ponekad su varistori povezani paralelno s navedenim otpornicima ili samo jednim od njih.
Kondenzatori C1 ≈ SZ i prigušnica s dvostrukim namotom L1 tvore filter koji štiti računar od prodora buke iz mreže, a mrežu ≈ od buke koju stvara računar. Preko kondenzatora C1 i C3 kućište računara je naizmjeničnom strujom spojeno na mrežne žice. Stoga napon dodirivanja neozemljenog računara može biti i do polovice mrežnog napona. Ovo nije opasno po život, jer je reaktansa kondenzatora dovoljno velika, ali često dovodi do kvara sučelja kada su periferni uređaji spojeni na računalo.
MOGUĆA INVERTERSKA SCENA
Uključeno pirinač. 5 prikazan je dio dijagrama uobičajenog UPS-a GT-150W. Impulsi koje generira upravljačka jedinica napajaju se kroz transformator T1 na podnožje tranzistora VT1 i VT2, naizmjenično ih otvarajući. Diode VD4, VD5 štite tranzistore od napona obrnutog polariteta. Kondenzatori C6 i C7 odgovaraju C4 i C5 u ispravljaču (vidi sliku 4). Napon sekundarnih namota transformatora T2 se ispravlja kako bi se dobio izlaz. Jedan od ispravljača (VD6, VD7 sa filterom L1C5) prikazan je na dijagramu.
Najmoćniji stupnjevi UPS-a razlikuju se od onih koji se razmatraju samo po vrstama tranzistora, koji mogu, na primjer, imati efekt polja ili sadržavati ugrađene zaštitne diode. Postoji nekoliko opcija za izvođenje osnovnih kola (za bipolarne) ili vrata (za tranzistore s efektom polja) s različitim brojevima, nazivima i sklopovima sklopova elemenata. Na primjer, otpornici R4, R6 mogu se spojiti izravno na baze odgovarajućih tranzistora.
U stabilnom stanju, upravljačka jedinica pretvarača se napaja izlaznim naponom UPS -a, ali u trenutku uključivanja nema. Postoje dva glavna načina za dobivanje napajanja potrebnog za pokretanje pretvarača. Prvi od njih implementiran je u razmatranu shemu (slika 5). Odmah nakon uključivanja jedinice ispravljeni mrežni napon teče kroz otpornički razdjelnik R3 ≈ R6 u osnovna kola tranzistora VT1 i \ / T2, blago ih otvarajući, a diode VD1 i VD2 sprječavaju manevriranje dijelova baznog emitera tranzistora pomoću namotaja II i III transformatora T1. Istovremeno se pune kondenzatori C4, C6 i C7, a struja punjenja kondenzatora C4, koja teče kroz namot I transformatora T2 i uz dio namota II transformatora T1, inducira napon u namotaja II i III potonjeg, koji otvara jedan od tranzistora, a zatvara drugi. Koji će se tranzistori zatvoriti, a koji ≈ otvoriti, ovisi o asimetriji karakteristika kaskadnih elemenata.
Kao rezultat djelovanja pozitivne povratne sprege, proces se odvija lavinski, a impuls induciran u namotu II transformatora T2 kroz jednu od dioda VD6, VD7, otpornik R9 i diodu VD3 puni kondenzator C3 na napon dovoljan za početak rada upravljačke jedinice. U budućnosti će se napajati iz istog kruga, a napon ispravljen diodama VD6, VD7, nakon što je izravnan filtrom L1C5, napaja se na + 12V izlaz UPS -a.
Varijanta početnih krugova za pokretanje koja se koriste u UPS-ima LPS-02-150XT razlikuje se samo po tome što se napon do razdjelnika, sličan R3 ≈ R6 (slika 5), napaja iz zasebnog poluvalnog mrežnog ispravljača sa malim kondenzatorom filtera. Kao rezultat toga, tranzistori pretvarača lagano se otvaraju prije punjenja kondenzatora filtera glavnog ispravljača (C6, C7, vidi sliku 5), što osigurava sigurniji početak.
Druga metoda napajanja upravljačke jedinice tijekom pokretanja predviđa prisutnost posebnog padajućeg transformatora male snage s ispravljačem, kao što je prikazano na dijagramu na Sl. 6 koji se koristi u UPS-u PS-200B.
Broj okretaja sekundarnog namota transformatora odabran je tako da je ispravljeni napon nešto manji od izlaznog napona u kanalu +12 V jedinice, ali dovoljan za rad upravljačke jedinice. Kad izlazni napon UPS -a dosegne nazivnu vrijednost, dioda VD5 se uključuje, diode mosta VD1 ≈ VD4 ostaju zatvorene tijekom cijelog razdoblja izmjeničnog napona, a upravljačka jedinica prelazi na napajanje s izlaznim naponom pretvarača, bez trošenja više energije iz "startnog" transformatora.
U snažnim fazama pretvarača, započetih na ovaj način, nema potrebe za početnom pristranošću u osnovi tranzistora i pozitivnom povratnom spregom. Stoga otpornici R3, R5 nisu potrebni, diode VD1, VD2 zamjenjuju se kratkospojnicima, a namotaj II transformatora T1 izvodi se bez slavine (vidi sliku 5).
IZLAZNI ISPRAVAČI
Na sl. 7 prikazuje tipičan dijagram četverokanalnog sklopa UPS ispravljača. Kako se ne bi narušila simetrija preokreta magnetizacije magnetskog kruga energetski transformator ispravljači su ugrađeni samo u punovalna kola, a ispravljači mostova, koje karakteriziraju povećani gubici, gotovo se nikada ne koriste. Glavna karakteristika ispravljača u UPS -u su glatki filtri, počevši od induktivnosti (prigušnice). Napon na izlazu ispravljača sa sličnim filterom ne ovisi samo o amplitudi, već i o radnom ciklusu (omjer trajanja i perioda ponavljanja) impulsa koji ulaze na ulaz. Ovo omogućuje stabilizaciju izlaznog napona promjenom radnog ciklusa ulaza. Ispravljači s filterima koji počinju s kondenzatorom koji se koristi u mnogim drugim slučajevima nemaju ovo svojstvo. Proces promjene radnog ciklusa impulsa obično se naziva PWM ≈ modulacija širine impulsa(Engleski PWM ≈ Pulse Width Modulation).
Budući da se amplituda impulsa, proporcionalna naponu u opskrbnoj mreži, na ulazima svih ispravljača dostupnih u jedinici mijenja prema istom zakonu, stabilizacija uz pomoć PWM -a jednog od izlaznih napona stabilizira sve ostale. Kako bi se pojačao ovaj učinak, prigušivači filtera L1.1 ≈ L1.4 svih ispravljača namotani su na zajedničko magnetsko kolo. Magnetska veza između njih dodatno sinkronizira procese koji se događaju u ispravljačima.
Za ispravan rad ispravljača s L-filterom potrebno je da njegova struja opterećenja prelazi određenu minimalnu vrijednost, ovisno o induktivnosti prigušnice filtera i frekvenciji impulsa. Ovo početno opterećenje stvaraju otpornici R4 ≈ R7 spojeni paralelno s izlaznim kondenzatorima C5 ≈ C8. Oni također služe za ubrzavanje pražnjenja kondenzatora nakon isključivanja UPS -a.
Ponekad se napon od -5 V dobije bez posebnog ispravljača s napona od -12 V pomoću integralnog stabilizatora serije 7905. Domaći analozi ≈ mikro kola KR1162EN5A, KR1179EN05. Struja koju računarski čvorovi troše duž ovog kola obično ne prelazi nekoliko stotina miliampera.
U nekim slučajevima, integrirani stabilizatori ugrađeni su u druge kanale UPS -a. Ovo rješenje uklanja utjecaj promjenjivog opterećenja na izlazne napone, ali smanjuje učinkovitost jedinice i iz tog razloga se koristi samo u kanalima relativno male snage. Primjer je sklop UPS ispravljača PS-6220C prikazan na slici pirinač. osam... Diode VD7 ≈ VD10 ≈ zaštitne.
Kao i u većini drugih jedinica, i ovdje su u ispravljačke diode napona +5 V ugrađene diode sa Schottky barijerom (sklop VD6), koje se razlikuju po manjem padu napona u smjeru prema naprijed i vremenu oporavka unatrag otpora nego u konvencionalnim diodama. Oba ova faktora su povoljna za povećanje efikasnosti. Nažalost, relativno nizak dopušteni obrnuti napon ne dopušta upotrebu Schottkyjevih dioda u kanalu od +12 V. Međutim, u čvoru koji se razmatra ovaj problem rješava se povezivanjem dva ispravljača u nizu: ispravljača na sklopu VD5 Schottky diode dodaje nedostajućih 7 V na 5 V.
Prigušni krugovi R1C1, R2C2, R3C3 i R4C4 predviđeni su za uklanjanje opasnih skokova napona za diode koji se javljaju u namotima transformatora na frontovima impulsa.
KONTROLNA JEDINICA
U većini "kompjuterskih" UPS -ova, ova jedinica je izgrađena na osnovu mikro kruga PWM kontrolera TL494CN (domaći analog ≈ KR1114EU4) ili njegovih modifikacija. Glavni dio sheme takvog čvora prikazan je na Sl. 9, takođe prikazuje elemente unutrašnje strukture pomenutog mikro kola.
Generator napona G1 služi kao glavni. Njegova učestalost ovisi o ocjenama vanjskih elemenata R8 i SZ. Generirani napon dovodi se u dva komparatora (A3 i A4), čiji se izlazni impulsi sabiru OR elementom D1. Nadalje, impulsi kroz elemente ILI-NE D5 i D6 dovode se do izlaznih tranzistora mikro kruga (V3, V4). Impulsi sa izlaza elementa D1 također se dovode na unos za brojanje D2 japanke, a svaki od njih mijenja stanje japanke. Dakle, ako se dnevnik pošalje na pin 13 mikro kola. 1 ili ako, kao u razmatranom slučaju, ostane slobodan, impulsi na izlazima elemenata D5 i D6 se izmjenjuju, što je potrebno za upravljanje push-pull pretvaračem. Ako se mikro krug TL494 koristi u jednokrakom pretvaraču napona, pin 13 je spojen na zajedničku žicu, zbog toga okidač D2 više nije uključen u rad, a impulsi na svim izlazima pojavljuju se istovremeno.
Element A1 je pojačalo signala greške u stabilizacijskoj petlji UPS -a. Ovaj napon (u razmatranom slučaju, ≈ +5 V) dovodi se kroz otpornički razdjelnik R1R2 na jedan od ulaza pojačala. Na svom drugom ulazu nalazi se primjerni napon dobiven iz stabilizatora A5 ugrađenog u mikro krug pomoću otporničkog razdjelnika R3 ≈ R5. Napon na A1 izlazu, koji je proporcionalan razlici između ulaznih, postavlja prag za komparator A4 i, prema tome, radni ciklus impulsa na njegovom izlazu. Budući da izlazni napon UPS -a ovisi o radnom ciklusu (vidi gore), u zatvorenom sistemu automatski se održava jednakim primjeru, uzimajući u obzir omjer podjele R1R2. Lanac R7C2 neophodan je za stabilnost stabilizatora. Drugo pojačalo (A2) u ovom slučaju s ključeva napajanjem odgovarajućih napona na svoje ulaze i ne sudjeluje u radu.
Funkcija komparatora A3 je osigurati pauzu između impulsa na izlazu elementa D1, čak i ako je izlazni napon pojačala A1 izvan raspona. Minimalni prag okidanja A3 (kada je pin 4 spojen na zajednički) postavlja unutarnji izvor napona GV1. Kako se napon na pinu 4 povećava, minimalno vrijeme pauze se povećava, pa se smanjuje i maksimalni izlazni napon UPS -a.
Ovo svojstvo se koristi za meki start UPS -a. Činjenica je da se u početnom trenutku rada jedinice kondenzatori filtera njegovih ispravljača potpuno prazne, što je ekvivalent zatvaranju izlaza na zajedničku žicu. Pokretanje pretvarača odmah "punom snagom" dovest će do velikog preopterećenja tranzistora stupnja napajanja i njihovog mogućeg kvara. Krug C1R6 omogućuje glatko pokretanje pretvarača bez preopterećenja.
U prvom trenutku nakon uključivanja kondenzator C1 se prazni, a napon na pinu 4 DA1 je blizu +5 V, dobiven iz stabilizatora A5. Ovo jamči pauzu od maksimalno mogućeg trajanja, do potpunog odsustva impulsa na izlazu mikro kruga. Kako se kondenzator C1 puni kroz otpornik R6, napon na pinu 4 opada, a s njim i trajanje pauze. U isto vrijeme, izlazni napon UPS -a raste. To se nastavlja sve dok se ne približi uzornom i stabilizacijskom Povratne informacije... Daljnje punjenje kondenzatora C1 ne utječe na procese u UPS -u. Budući da se prije svakog uključivanja UPS -a kondenzator C1 mora potpuno isprazniti, u mnogim slučajevima osiguravaju se njegova kola prisilnog pražnjenja (nisu prikazana na slici 9).
SREDNJA ETAPA
Zadatak ove faze je pojačati impulse prije nego što se dovedu do snažnih tranzistora. Ponekad je međufaza odsutna kao neovisna jedinica, budući da je dio glavnog kruga glavnog oscilatora. Dijagram takve kaskade koja se koristi u UPS-u PS-200B prikazan je na Sl. deset . Usklađeni transformator T1 ovdje odgovara istoimenom transformatoru na Sl. 5.
APPIS UPS koristi međufazu prema dijagramu prikazanom na Sl. 11, koji se razlikuje od gore opisanog prisustvom dva usklađena transformatora T1 i T2 ≈ zasebno za svaki snažan tranzistor... Polaritet uključivanja namota transformatora je takav da su tranzistor međufaze i pridruženi snažni tranzistor istovremeno u otvorenom stanju. Ako ne poduzmete posebne mjere, nakon nekoliko taktova pretvarača, akumulacija energije u magnetskim krugovima transformatora dovest će do zasićenja potonjih i značajnog smanjenja induktivnosti namota.
Razmotrimo kako je ovaj problem riješen, na primjeru jedne od "polovica" srednje faze s T1 transformatorom. Kad je tranzistor mikro kruga otvoren, namot Ia spojen je na izvor napajanja i zajedničku žicu. Kroz nju protiče linearno rastuća struja. U namotu II inducira se pozitivni napon koji ulazi u krug baze snažnog tranzistora i otvara ga. Kada se tranzistor u mikro krugu zatvori, struja u Ia namotu će se prekinuti. No, magnetski tok u magnetskom krugu transformatora ne može se odmah promijeniti, pa će se u namotu Ib pojaviti linearno opadajuća struja koja teče kroz otvorenu diodu VD1 od zajedničke žice do plusa izvora napajanja. Tako se energija akumulirana u magnetskom polju tokom impulsa vraća u izvor tokom pauze. Napon na namotu II za vrijeme pauze je ≈ negativan, a tranzistor napajanja je zatvoren. Na sličan način, ali u antifazi, radi druga "polovica" stupnja s T2 transformatorom.
Prisutnost pulsirajućih magnetskih tokova s konstantnom komponentom u magnetskim krugovima dovodi do potrebe za povećanjem mase i volumena transformatora T1 i T2. Općenito, srednja faza s dva transformatora nije baš uspješna, iako je postala prilično raširena.
Ako snaga tranzistora mikro kruga TL494CN nije dovoljna za izravno upravljanje izlaznim stupnjem pretvarača, dolazi do strujnog kruga sličnog onom prikazanom na Sl. 12, koji prikazuje međufazu UPS-a KYP-150W. Polovica namota I transformatora T1 služi kao kolektorsko opterećenje tranzistora VT1 i VT2, koji se naizmjenično otvaraju impulsima koji dolaze iz mikro kruga DA1. Otpornik R5 ograničava kolektorsku struju tranzistora na približno 20 mA. Uz pomoć dioda VD1, VD2 i kondenzatora C1 na odašiljačima tranzistora VT1 i VT2 održava se napon od +1,6 V potreban za njihovo pouzdano zatvaranje. Dioda VD3 se zatvara ako naponski udar na srednjem terminalu I namotaja prelazi napon napajanja stupnja.
Druga verzija kola srednje klase (UPS ESP-1003R) prikazana je na Sl. 13. U ovom slučaju, izlazni tranzistori mikro kruga DA1 spojeni su prema zajedničkom kolektorskom krugu. Kondenzatori C1 i C2 forsiraju. Namotaj I transformatora T1 nema srednji terminal. Ovisno o tome koji od tranzistora VT1, VT2 ulazi ovaj trenutak otvoreno, krug namota je zatvoren za izvor napajanja kroz otpornik R7 ili R8, spojen na kolektor zatvorenog tranzistora.
RJEŠAVANJE PROBLEMA
Prije popravka UPS -a, morate ga ukloniti iz sistemske jedinice računara. Da biste to učinili, isključite računar iz mreže uklanjanjem utikača iz utičnice. Otvarajući kućište računara, otpustite sve UPS konektore i uklonite UPS odvrtanjem četiri vijka na stražnjoj strani sistemske jedinice. Zatim uklonite poklopac kućišta UPS-a u obliku slova U odvrtanjem vijaka koji ga učvršćuju. Štampana ploča može se ukloniti odvrtanjem tri samorezna vijka koji ga pričvršćuju. Karakteristika mnogih UPS ploča je ta štampani vodič zajednička žica je podijeljena na dva dijela, koji su međusobno povezani samo kroz metalno tijelo bloka. Na ploči uklonjenoj iz kućišta, ti dijelovi moraju biti povezani visećim vodičem.
Ako je napajanje bilo isključeno iz napajanja prije manje od pola sata, potrebno je pronaći na ploči i isprazniti oksidne kondenzatore 220 ili 470 μF x 250 V (to su najveći kondenzatori u jedinici). Tijekom postupka popravka, preporučuje se ponoviti ovu operaciju nakon svakog isključenja jedinice s mreže, ili privremeno zaobići kondenzatore s otpornicima 100 ... 200 kOhm snage najmanje 1 W.
Prije svega, pregledavaju dijelove UPS -a i identificiraju jasno neispravne, na primjer izgorjele ili s pukotinama u kućištu. Ako je kvar jedinice uzrokovan neispravnošću ventilatora, trebali biste provjeriti elemente instalirane na hladnjacima: snažne tranzistore pretvarača i sklop Schottky dioda izlaznih ispravljača. Kada oksidni kondenzatori eksplodiraju, njihov elektrolit se raspršuje po cijelom bloku. Kako bi se izbjegla oksidacija metalnih dijelova pod naponom, potrebno je isprati elektrolit slabo alkalnom otopinom (na primjer, razrijediti Fairy vodom u omjeru 1:50).
Nakon što ste uređaj spojili na mrežu, prije svega treba izmjeriti sve njegove izlazne napone. Ako se pokaže da je napon na barem jednom izlaznom kanalu blizu nominalne vrijednosti, grešku treba potražiti u izlaznim krugovima neispravnih kanala. Međutim, kako pokazuje praksa, izlazni krugovi rijetko otkazuju.
U slučaju kvara svih kanala, postupak utvrđivanja smetnji je sljedeći. Izmjerite napon između pozitivnog priključka kondenzatora C4 i negativnog C5 (vidi sliku 4) ili kolektora tranzistora VT1 i emitera VT2 (vidi sliku 5) Ako je izmjerena vrijednost znatno manja od 310 V, trebate provjeriti i po potrebi zamijeniti diodni most VD1 (vidi sliku 4) ili pojedinačne diode koje ga čine. Ako je ispravljeni napon normalan, a jedinica ne radi, najvjerojatnije je došlo do otkaza jednog ili oba tranzistora snažnog pretvarača (VT1, VT2, vidi sliku 5), koji su podložni najvećim toplinskim preopterećenjima. S radnim tranzistorima ostaje provjeriti mikro krug TL494CN i kola povezana s njim.
Neispravni tranzistori mogu se zamijeniti domaćim ili uvezenim primjercima, koji odgovaraju električnim parametrima, ukupnim i instalacijskim dimenzijama, vodeći se podacima danim u tablici. 2. Zamjenske diode odabiru se prema tablici. 3.
Ispravljačke diode mrežnog ispravljača (vidi sliku 4) mogu se uspješno zamijeniti domaćim KD226G, KD226D. Ako je u mrežni ispravljač ugrađeni su kondenzatori kapaciteta 220 uF, preporučljivo ih je zamijeniti s 470 uF, obično je za to predviđeno mjesto na ploči. Kako bi se smanjile smetnje, preporučuje se da se svaka od četiri ispravljačke diode prebaci s kondenzatorom od 1000 pF za napon od 400 ... 450 V.
2SC3039 tranzistori mogu se zamijeniti domaćim KT872A. No prigušnu diodu PXPR1001 umjesto neispravne teško je nabaviti čak i u velikim gradovima. U ovoj situaciji možete koristiti tri KD226G ili KD226D diode povezane serijski. Pokvarenu diodu i moćni tranzistor zaštićen njome moguće je zamijeniti tranzistorima s ugrađenom prigušnom diodom, na primjer, 2SD2333, 2SD1876, 2SD1877 ili 2SD1554. Treba napomenuti da je u mnogim UPS -ovima objavljenim nakon 1998. godine ova zamjena već napravljena.
Za povećanje kliknite na sliku (otvorit će se u novom prozoru)
Kako bi se povećala pouzdanost IEP -a, preporučuje se paralelno povezivanje 4 µH induktora s otpornicima R7 i R8 (vidi sliku 5). Mogu se namotati žicom promjera najmanje 0,15 mm u svilenoj izolaciji na bilo koje magnetsko kolo u obliku prstena. Broj zavoja izračunava se prema poznatim formulama.
Trimer otpornik za podešavanje izlaznog napona (R3, vidi sliku 9) nedostaje u mnogim UPS -ima; umjesto toga, instaliran je konstantan. Ako je potrebno podešavanje, to se može učiniti privremenom ugradnjom trimer otpornika, a zatim ga ponovno zamijeniti konstantom pronađene vrijednosti.
Kako bi se poboljšala pouzdanost, korisno je zamijeniti uvezene oksidne kondenzatore ugrađene u filtere najmoćnijih ispravljača + 12V i +5 V s kondenzatorima K50-29 ekvivalentnim kapacitetom i naponom. Treba napomenuti da na pločama mnogih UPS -a nisu instalirani svi kondenzatori predviđeni krugom (očigledno, iz razloga ekonomičnosti), što negativno utječe na karakteristike jedinice. Preporučuje se ugradnja nedostajućih kondenzatora na predviđena mjesta.
Prilikom sastavljanja jedinice nakon popravka, ne zaboravite ukloniti privremeno instalirane kratkospojnike i otpornike, kao i priključiti ugrađeni ventilator na odgovarajući priključak.
LITERATURA
1. Kuličkov A. Preklopno napajanje za IBM PC. - M.: DMK, serija "Popravak i servis", 2000.
2. Guk M. Hardverski IBM PC. - S.-Pb.: Peter, 2000.
3. Kunevich A. .. Sidorov I. Induktivni elementi na feritima. - S.-Pb.: Lenizdat, 1997.
4. Nikulin S. Pouzdanost elemenata radio-elektronske opreme. - M .: Energy, 1979.
