Источник питания типа DTK

DTK

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПК тип АТХ мощность 2ОО Вт

Общие сведения

Источник DTK [4] является типовым для данного класса, состоит из следующих элементов:

> выпрямителя напряжения сети;

*• элементов цепи запуска преобразователя, стабилизации и защиты; > формирователя сигнала P.G.;

*• выпрямителей импульсного напряжения.

Основные параметры

Входное напряжение .......................................... 115/220 В.

Допустимый диапазон входных напряжений ..... 90... 135 В.

Частота ................................................................ 47...63 Гц.

Размеры....................................................... 140x150x86 мм.

Диапазон рабочих температур ....................... +10...+50°С.

Выходной ток в каналах источника:

+3,3 В ....................................................................14 А;

+5 В S_b ............................................................. 0,72 А;

+5 В .......................................................................21 А;

-5 В ..................................................................... 0,3 А;

+12 В...................................................................6...8 А;

-12 В......................................................................0,3 А

КПД, не менее.......................................................68%.

Назначение и состав цепей

Входные цепи

Для защиты входных цепей источника питания на печатной плате установлен предохранитель F1. Ограничение пускового тока осуществля­ется терморезистором NTCR1. Заградительный фильтр импульсных по­мех образован конденсаторами С1...С4, дросселями Tl, T5. Фильтр обес­печивает защиту источника питания, как от синфазной, так и дифференциальной составляющей импульсных помех.

Напряжение первичной электрической сети поступает далее на вып­рямитель D11...D14, выполненный по мостовой схеме. Полупериоды выпрямленного напряжения сглаживаются конденсаторами С5, Сб. Рези­сторы R30,. R31, подключенные к С5, С6 параллельно, симметрируют напряжение на конденсаторах, а также создают цепь их разряда. Пере­ключатель S1 обеспечивает функционирование источника питания как в .сети 115 В, так и в сети 230 В.

Работа источника питания при отклонениях входного напряжения за пределы установленного диапазона прекращается варисторами Zl, Z2.

Источник питания режима «готовность» (Stand_by)

Источник питания режима «готовность» предназначен для создания начального напряжения питания при запуске Ш И М-контроллера и вы­дачи напряжения питания на системную плату, когда компьютер нахо­дится в «спящем» режиме. Этот источник состоит из однотактного пре­образователя, подключенного к выпрямителю первичной сети, и стабилизатора вторичного напряжения.

Однотактный преобразователь автогенераторного типа выполнен на транзисторе Q3. Постоянное напряжение с положительного вывода вып­рямителя через рабочую обмотку трансформатора Т6 подводится к кол­лектору транзистора Q3. Это же напряжение через резисторы R12, R6 прикладывается к базе этого транзистора, создавая небольшое положи­тельное смещение. Транзистор Q3 находится в открытом состоянии, и через него начинает протекать ток по цепи:

+U_C5 -^ T6 -> ОЗ (к-э) -> -L/_C6.

В трансформаторе происходит процесс накопления энергии, в резуль­тате которого в обмотках Т6 наводятся ЭДС. Обмотка положительной обратной связи является источником заряда конденсатора СИ. Ток заряда этого конденсатора запирает транзистор Q3. Во время запертого состояния Q3 трансформатор Т6 отдает энергию во вторичную цепь.

Защита транзистора Q3 от коммутационных импульсов, обусловлен­ных индуктивностью рассеивания обмоток трансформатора Т6, и от превышения мгновенной мощности на коллекторе Q3, реализована це­пью демпфирования, состоящей из элементов D2, Rl, C10. Демпфирова­ние выбросов в цепи базы осуществляется элементами D7, С12, R7, ZD2.Вторичную цепь трансформатора Т6 образуют выпрямительные дио­ды D8, D9, фильтровые конденсаторы С14, С16, С24 и интегральный стабилизатор +5 В IC3.

Преобразователь

Активными элементами преобразователя полумостового типа явля­ются транзисторы Q9, Q10. Второе плечо моста образуют выпрямитель­ные конденсаторы С5, Сб. Защита преобразователя от «сквозных токов» создается диодами D23, D24, а также наличием «мертвой зоны» между управляющими импульсами микросхемы IC1. В диагональ моста включе­на рабочая обмотка трансформатора ТЗ через разделительный конденса­тор С7, устраняющий нежелательное несимметричное подмагничивание рабочей обмотки трансформатора. Резистор R48 и конденсатор С25 шунтируют рабочую обмотку ТЗ для демпфирования паразитных колеба­ний. Режим работы транзисторов преобразователя задается резисторами R38...R40. Элементы С21, С22, D21, D22, R36, R37 предназначены для ускорения переходных процессов при переключениях транзисторов.

ШИМ-контроллер и каскад управления

Напряжение питания на микросхему IC1 (выв. 12) поступает от выпря­мителя D9 вспомогательного генератора и выпрямителя D25, С24. После подачи питания на выводе 14 появляется напряжение внутреннего источни­ка опорного напряжения микросхемы равное +5 В, запускается задающий генератор и на выводе 5 присутствует пилообразное напряжение. Конденса­тор С18 и резистор R29 элементы времязадающей цепи генератора. На выводах 8, 11 микросхемы IC1 появляются импульсные последовательности поступающие на транзисторы Q7, Q8 каскада управления.

Каскад управления состоит из ключевых транзисторов Q7, Q8, рези­сторы R32, R45 и цепь D16, D17 С20 задают их режим работы, диоды D15, D20 рекуперационные. Нагрузкой каскада управления является трансформатор Т2.

Цепи управления, стабилизации и защиты

Стабилизация выходных напряжений достигается методом широтно-импульсного модулирования выходных импульсов. Для этого выходное напряжение с сумматора R46, R47, R25, R26 поступает на вход 1 усили­теля ошибки 1 микросхемы IC1. На второй вход этого усилителя (выв.2 IC1) через делитель R23, R24 поступает опорное напряжение. Элементы С17, R27 — частотно-корректирующая цепь усилителя ошибки I.

С выхода усилителя сигнал, пропорциональный напряжению ошиб­ки, поступает на широтноимпульсный модулятор для формирования на выводах 8, 11 микросхемы IC1 управляющих последовательностей.

От согласующего трансформатора Т2, выполняющего роль трансфор­матора тока, информация о токе нагрузки через однополупериодный выпрямитель D18, С19, с делитель R20, R21 поступает на базу Q6.Превысив определенный уровень, сигнал пропорциональный току пре­образователя открывает транзистор Q6, который в свою очередь приво­дит к отпиранию транзистора Q1. На вход управления паузой через Q1 и D10 станет поступать потенциал источника эталонного напряжения (выв.14 IC1). Это же напряжение через открытый транзистор Q1, диод D3, резистор R11 поступает в базу транзистора Q4, который открываясь блокирует работу преобразователя.

Каскад защиты, состоящий из диодно-резистивной цепи Dl, R2 и сумматора R8, R9, реализует защиту преобразователя от короткого замы­кания в каналах +5 В, -12 В, —5 В. Уменьшение напряжений в любом из перечисленных каналов вызовет открывание транзистора Q4, который в свою очередь откроет Q1. При этом управляющие импульсы на выходе ШИМ-контроллера отсутствуют.

Защита от превышения напряжения в нагрузке выполнена на стаби­литронах ZD1, ZD3, резистор R3 для них балластный. Увеличение на­пряжения повлечет открытие транзистора Q4.

Дистанционное управление

Для дистанционного управления источником питания применяется сигнал PS_On. Сигнал высокого уровня через делитель R4, R5, С9 поступает на базу транзистора Q2. При этом транзисторы Q2 и Q5 в открытом состоянии. На вывод 4 IC1 через Q5 поступает сигнал высоко­го уровня. На выводах 8, 11 микросхемы импульсы отсутствуют, преоб­разователь остановлен. В случае сигнала PS_On противоположного уров­ня транзисторы Q2, Q5 поменяют свое состояние, на выводах 8, 11 появятся импульсы.

Формирователь сигнала «питание в норме»

В состав схемы формирователя P.G. входит элемент задержки кон­денсатор С23 и микросхема IC2. При включении источника питания конденсатор С23 разряжен. Сигнал включения PS_ON низкого уровня поступает на выводы 6 и 2 микросхемы IC2, устанавливая на выводе 7 IC2 высокий уровень напряжения. Начинается заряд конденсатора за­держки С23 с выхода 7 компаратора IC2.

Через время 0,1...0,5 с напряжение заряда на конденсаторе С23 превысит значение напряжения на выводе 2. При этом на выводе 1 микросхемы IC2 появляется сигнал «питание в норме» P.G. высокого уровня.

Выходные выпрямители

Диодная сборка SBD1 обеспечивает получение выходного напряже­ния + 12 В. Элементы L5, LI, C30 образуют сглаживающий фильтр этого напряжения. Подавление высокочастотных импульсных помех осуществ-ляется цепочками R56, С27.Выходное напряжение +5 В формируется диодной сборкой SBD2. Сглаживающий фильтр в этом канале образован элементами L5, L2, С29, С31.

Отрицательные напряжения -5 В и -12 В организованы на дискрет­ных диодах D26, D27 и D28, D29, D30 соответственно. Элементы L4, С32 и L3, СЗЗ составляют сглаживающие фильтры источников.

Источник питания +3,3 В выполнен на стабилизаторе компенсацион­ного типа. В качестве выпрямителя используется диодная сборка SBD3. Роль регулирующего элемента Выполняет транзистор Q11. ток базы ему задает параметрический стабилизатор ZIC1. Выходное напряжение источ­ника измеряется делителем R49...R51. Элементы R52, С26 предназначены для повышения устойчивости стабилизатора при переходных процессах.

Резисторы R57, R58, R59, R60 являются нагрузками холостого хода источников +5В, —5 В, —12 В и +3,3 В соответственно.

ТИПОВЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ

Отсутствуют все выходные напряжения_______________

Проверяется предохранитель Fl, NTCR1, дроссели Tl, T5, Т. Прове­ряется напряжение на Cl, C2. При отсутствии напряжения +310 В проверяется целостность диодного моста D11...D14, дроссель Т, емкости фильтров С1...С4, а также сопротивления R30, R31.

При наличии напряжения +310 В проверить исправность элементов преобразователя: транзисторов Ql, Q2, разделительной емкости С7, дем­пфирующей цепи R48, С25.

Проверить исправность цепей токовой защиты.

Проверить исправность цепи дистанционного управления источни­ком, соединив корпус с проводом PS_ON.

Отсутствует напряжение +5 B_Sb___________ ___

Проверить исправность транзистор Q3, демпферные цепи D2, R1, СЮ и D7, С12, ZD2, микросхему IC3. Неисправный элемент заменить.

Отсутствуют некоторые выходные напряжения___________

Проверить целостность обмоток ТЗ, выпрямителей SBD1, SBD2, SBD3, диодов D26...D30, конденсаторов СЗО...С34, дросселей L1...L6.' При отсутствии напряжения +3,3 В проверить исправность параметри­ческого стабилизатора Z1C1 и Q11.

Все выходные напряжения отличаются от номинальных величин

Проверяется исправность источника питания микросхемы U4 (выв. 12) D25, D9, С24. Проверяется исправность источника питания опорного напряжения +5 В на выводе 14 микросхемы. Проверяется работоспособ­ность задающего генератора, с помощью осциллографа контролируется «пила» амплитудой 3,2 В. Исправность цепей регулирования микросхемыпроизводится путем соединения выводов 4 и 7 U4, а затем 3 и 7, и контроля на выводах 8, 11 импульсов максимальной длительности. Если сигналы контролируются, то U4 — исправна, неисправность следует искать среди элементов обратной связи и защиты.

Срабатывает защита по току______________ _______

Проверяется исправность элементов токовой защиты Dl, R2, ZD1, ZD3, R3, Q4, Q6. Определить наличие короткого замыкания в одном из каналов выходного напряжения.

Отсутствует сигнал питание в норме_________________

Проверить исправность цепи формирования сигнала P.G. конденса­тор С23, проверить напряжение питания +5 В микросхемы IC2 (выв.8), неисправный элемент заменить.

Отсутствие дистанционного управления источником________

Проверить исправность элементов цепи дистанционного управления: С9, Q2, Q5, в случае необходимости заменить IC1.