Александр Куличков - Импульсные блоки питания для IBM PC

Возможная причина: неисправность транзистора Q4 или элементов в его базовой цепи.

Алгоритм поиска неисправности:

1. Режим длительной блокировки работы микросхемы IC1 устанавливается либо при отсутствии низкого уровня сигнала PS-ON, либо при срабатывании пары транзисторов Q4 и Q1. В первом случае микросхема блокируется только в течение периода, когда транзистор Q2 находится в состоянии насыщения. Работа ШИМ преобразователя возобновляется, когда транзистор Q2 установлен в состояние отсечки. Во втором случае блокирующее напряжение через открытый транзистор Q1 подается на вывод IC1/4. Проводящее состояние транзистора Q1 поддерживается открытым транзистором Q4, подключенным к базовой цепи Q1. Включение транзистора Q4 может происходить от сигналов, поданных в его базовую цепь через диоды D4 и D5. После переключения Q1 к базовой цепи Q4 подключается положительное напряжение, поступающее через Q1, D3, R11. Это напряжение удерживает как Q4, так и Q1 в проводящем состоянии. Если транзистор Q4 неисправен, то защита не будет блокировать работу IC1 при КЗ по отрицательным каналам вторичных напряжений. При возникновении КЗ по каналу +5 В блокировка будет возникать только в течение промежутка времени, когда КЗ действует. Источник питания будет возобновлять свою работу автоматически после устранения КЗ.

Совершенствование персональных компьютеров и используемых в них источников электропитания происходило постепенно и параллельно. Появление новых функциональных возможностей у вычислительных средств немедленно отражалось на моделях источников питания. Компьютеры ATX форм-фактора имеют возможность установки дежурного режима для дистанционного включения и отключения вычислительного средства. В этом режиме компьютер практически не потребляет энергии от первичной сети. Обеспечение электропитания вычислительного средства в этом случае осуществляет вспомогательный, относительно маломощный источник, включенный в состав импульсного блока питания. Эта особенность работы блока питания компьютеров ATX конструктива рассмотрена в предыдущей главе достаточно подробно. В более ранних модификациях блоков питания для ПК не было этого дополнительного канала питания. Кроме того, их структурное и схемотехническое построение имело некоторые существенные особенности по сравнению с более поздними моделями источников питания. В источниках для ATX конструктива значительные изменения были внесены в построение силового каскада импульсного преобразователя и систему питания схемы управления. В данной главе будут рассмотрены основные принципы функционирования импульсных блоков питания для компьютеров типа AT/XT. У различных фирм-производителей отдельные узлы данных источников подвергались схемотехническим модификациям. При описании базовой схемы будут проанализированы подходы построения этих узлов и даны фрагменты принципиальных схем отдельных каскадов.

Источник питания подобного типа построен по схеме импульсного преобразователя напряжения с бестрансформаторным подключением к питающей сети. Он выполняет преобразование переменного сетевого напряжения в постоянные с различными заданными номиналами и допусками. Гальваническая развязка вторичных цепей питания и питающей сети обеспечивается импульсным трансформатором преобразователя напряжения.

Электропитание цепей системного блока персонального компьютера типа AT/XT осуществляется постоянными стабилизированными напряжениями с номинальными уровнями + 12, +5, -12 и -5 В. Последние модификации системных плат AT компьютеров содержат элементы, требующие для питания напряжений 2–3,6 В. Эти напряжения вырабатываются интегральными стабилизаторами, установленными непосредственно на системных платах, а не сетевыми импульсными преобразователями напряжения.

Отдельные позиции технических характеристик для блоков питания AT компьютеров соответствуют параметрам, приведенным в разделе 2.1, к которому можно обращаться за более подробной информацией по основным параметрам блоков питания персональных компьютеров. В настоящем же разделе будут приведены наиболее общие пользовательские характеристики.

Каждая фирма-производитель импульсных блоков питания выпускает серию преобразователей с различной мощностью вторичных цепей. Максимальная мощность указывается в полном наименовании источника. Например, в блоке питания марки LPS-02-200M (Level power supply) цифра 200 обозначает суммарную максимальную мощность вторичных цепей питания. Типовой ряд блоков питания, их характеристики и распределение токов нагрузки для каждого номинала выходного напряжения на примере модификаций изделий LPS-02 приведен в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Типовой ряд блоков питания

Номиналы и номенклатура вторичных постоянных напряжений стандартизованы. Значения выходных напряжений фиксированы и какие-либо ручные регулировки исключены. Из табл. 3.1 следует, что самыми нагруженными каналами вторичных напряжений являются выходы +5 и +12 В. Поэтому система стабилизации построена таким образом, чтобы слежение за выходными напряжениями вторичных цепей производилось по состоянию самых нагруженных каналов.

Существует зависимость распределения токовой нагрузки между вторичными напряжениями и допустимым уровнем их стабилизации. Так, например, к схеме блока питания предъявляются следующие требования: выходное напряжение +5 В должно меняться не более чем на 0,5 % при колебаниях нагрузки от 25 до 100 % по этому каналу и постоянной величине нагрузки по остальным каналам, поддерживаемой на уровне 25 % от максимальной. При нагрузке от 50 до 100 % всех вторичных каналов, кроме +5 В, величины их напряжений не должны изменяться более, чем на 0,1 %, при сохранении нагрузки по каналу +5 В на уровне 25 % от максимальной.

Параметры источников питания, общие для всех типов:

• номинальные значения входных переменных напряжений – 115 и 220 В;

• рабочий диапазон для первичных напряжений:

– для 115 В – 90-135 В;

– для 220 В – 180–265 В;

• диапазон частот первичного питающего напряжения – 47–63 Гц;

• максимальный уровень пульсаций по вторичным каналам, от номинального уровня напряжения – не более 0,1 %;