Iso switching power supply

Обзор блока питания ISO-450PP

Проблема выбора корпуса, комплектуемого современным качественным блоком питания, который, в свою очередь, имеет достойные электрические и эргономические параметры, достаточно актуальна. Зачастую корпуса комплектуются блоками питания исходя из принципа минимальной достаточности — «работает и хорошо». Однако, учитывая тот факт, что комплектация корпуса блоком питания для покупателя и пользователя совсем не бесплатна, и требования к тестированию таких БП должны быть соответственными.

Тестирование корпусов будет состоять из двух частей: тестирование непосредственно корпуса и тестирование комплектного блока питания, причем последний тестироваться будет по стандартной методике, такой же, как и блоки питания, продающиеся отдельно. Данное решение связано еще и с тем, что зачастую БП, которым комплектуется какой-либо корпус, можно увидеть в продаже отдельно под собственным наименованием.

Сегодня мы рассмотрим блок питания ISO-450PP, входящий в комплект поставки корпуса Foxconn TP-230. Данный БП произведен компанией ISO Electronics (Mingbo) Co. LTD, входящей в CWT Group, штаб-квартира которой находится на Тайване, а два завода, производящие источники и преобразователи питания, — в Китае.

Перейдем непосредственно к внешнему осмотру.

Общее описание блока питания

Блок питания выполнен в корпусе из стали толщиной примерно 0,6 мм, края обработаны достаточно хорошо, но не идеально. Есть несколько довольно острых граней, о которые можно оцарапаться или порезаться. Заусенцы, сколы краев и прочие недопустимые дефекты отсутствуют. Корпус БП имеет стандартный серый цвет, видимых дефектов поверхности, также, не обнаружено.

На внешней панели БП расположены:

• выключатель сетевого питания
• стандартный разъем для подключения сетевого шнура
• маркировка допустимого напряжения питающей сети (AC 230V)
• штампованное вентиляционное отверстие размером 75 на 75мм.

Хотелось бы дополнительно отметить известный недостаток штампованных решеток отверстий по сравнению с вентиляционными отверстиями, закрытыми сеткой или проволокой — это более высокий уровень шума, возникающий при прохождении воздуха через них, а также, зачастую, и сокращение полезной площади самого вентиляционного отверстия.

На задней панели расположены:

• отверстие для вывода проводов питания с пластиковой прокладкой, предохраняющей провода от истирания о корпус БП
• 23 вентиляционных отверстия 28 на 3 мм.

Дополнительные вентиляционные отверстия, предназначенные для охлаждения модуля пассивного PFC, расположены на верхней, относительно основной печатной платы, и одной из боковых стенок корпуса БП.

Наклейка с данными о максимальной мощности и допустимых токах нагрузки по каналам расположена на боковой (правой) стенке корпуса.

Для данной модели БП производителем заявлены следующие параметры.

Информация приведена в полном объеме, Фактическая максимальная выходная мощность по силовым каналам составляет 350Вт, мощность по каналу +5VSB (Stand by) составляет 10 Вт.

В целом разница, между суммарной выходной мощности по силовым каналам и числом в маркировке — 100, что составляет чуть меньше 30 процентов от суммарной выходной мощности по силовым каналам. Несмотря на то, что мощность 450Вт нигде явно не указана, такая ощутимая разница только путает неопытных пользователей. Одним словом, хотелось, чтобы модель и маркировка блоков отражали их максимальную выходную мощность по силовым каналам, предназначенным для питания компонентов компьютера в процессе работы.

Что касается соответствия рассматриваемого БП конкретной версии стандарта ATX12V, то тут ситуация следующая.

Заявленные параметры тестируемого БП явно не соответствуют стандарту ATX12V версии 1.3 для 300 Вт блоков питания, не говоря уж о версии 2.2. И если пониженная мощность (максимальный ток) по линии 3,3 В не сильно критична для современных систем, то пониженная мощность по линии 12В является серьезным ограничивающим фактором, поскольку современные системы потребляют наибольшее количество энергии именно по этой линии (каналу). В целом возможностей блока должно быть достаточно для питания большинства современных бюджетных систем, а также некоторых систем среднего уровня.

Блок питания ISO-450PP оснащен следующими разъемами и коннекторами:

• 24 пиновый ATX разъем — монолитный. Длина проводов до разъема составляет 33 см, через 24 см от корпуса на них установлена пластиковая стяжка.
• 4 пиновый разъем ATX12V, длина проводов до разъема — 35 см, пластиковая стяжка установлена на расстоянии 24 см от корпуса БП
• 1 SATA разъем питания, длина проводов до разъема — 34 см, стяжка установлена на расстоянии 24 см от корпуса БП.
• 2 разъема типа Molex — длина проводов до 1-го разъема 34 см, до 2-го — 14 см, стяжка установлена на расстоянии 24см от корпуса блока
• 2 разъема типа Molex плюс разъем питания для FDD — длина проводов до 1-го разъема 34 см, до 2-го — 14 см плюс еще 14см до разъема FDD, стяжка установлена на расстоянии 24см от корпуса БП

Итого, для питания устройств внутри системного блока предусмотрены:
• 4 разъема Molex
• 1 разъема питания для SATA устройств
• 1 разъема питания FDD

На всех проводах непосредственно около корпуса БП установлена общая пластиковая стяжка.

Провода для подключения внешних устройств и разъемов АТХ используются сечением 18 AWG, что вполне достаточно для данной мощности.

В данной модели блока питания используется вентилятор на основе подшипника скольжения производства Xinruilian модели RDM8025S с максимальным током потребления 0,11А и номинальной скоростью вращения 2500 об/мин.

Провод от вентилятора подключен посредством двухпинового разъема к основной печатной плате. Какие-либо схемы, управляющие скоростью вращения вентилятора, замечены не были.

Одна из частей сетевого фильтра распаяна на дополнительной плате, установленной на радиаторе ключевых транзисторов элементами вниз и закрепленной двумя саморезами, вторая часть — на основной печатной плате.

В высоковольтной части БП используются два конденсатора емкостью 680мкФ производства Teapo, рассчитанных на максимальную температуру 85 градусов

Радиаторы ключевых транзисторов и диодных сборок одинаковы, их основание имеет толщину 2мм, длина радиаторов 7 см, высота — 5 см, размер в поперечном сечении 1 см. В общем, своими габаритами они не потрясают, дай бог, чтобы их было достаточно для нормального охлаждения элементов БП в процессе работы. Направление ребер совпадает с осью вращения вентилятора, что должно положительно сказаться на теплоотводе. Радиаторы использованы стандартные F-образные с двухсторонним оребрением. В блоке предусмотрена установка модуля пассивного PFC, он расположен на верхней крышке. В качестве основного контроллера использована микросхема типа TL 494.

В выходных цепях установлены конденсаторы производства Teapo, рассчитанные на максимальную температуру 85 градусов емкостью 2200мкФ и 1000мкФ.

Мест под не распаянные элементы на плате не обнаружено.

Монтаж достаточно аккуратен, правда, провода, соединяющие некоторые элементы БП, создают неопрятный вид, несмотря, на использование нейлоновых стяжек.

Тестирование блока питания

Итак, переходим к тестированию.

Проверка пульсаций проводилась на 75% от заявленной максимальной выходной мощности в соответствии с распределением токов нагрузки, рекомендованным производителем. Также были измерены пульсации при максимальной нагрузке на канал 12В.

Регулируемый блок питания 2,5-24в из БП компьютера

Как самому изготовить полноценный блок питания с диапазоном регулируемого напряжения 2,5-24 вольта, да очень просто, повторить может каждый не имея за плечами радиолюбительского опыта.

Делать будем из старого компьютерного блока питания, ТХ или АТХ без разницы, благо, за годы PC Эры у каждого дома уже накопилось достаточно количество старого компьютерного железа и БП наверняка тоже там есть, поэтому себестоимость самоделки будет незначительной, а для некоторых мастеров равно нулю рублей.

Мне достался для переделки вот какой АТ блок.

Чем мощнее будете использовать БП тем лучше результат, мой донор всего 250W с 10 амперами на шине +12v, а на деле при нагрузке всего 4 А он уже не справляется, происходит полная просадка выходного напряжения.

Смотрите что написано на корпусе.

Поэтому смотрите сами, какой ток вы планируете получать с вашего регулируемого БП, такой потенциал донора и закладывайте сразу.

Вариантов доработки стандартного компьютерного БП множество, но все они основаны на изменении в обвязке микросхемы IC — TL494CN (её аналоги DBL494, КА7500, IR3М02, А494, МВ3759, М1114ЕУ, МPC494C и т.д.).

Рис №0 Распиновка микросхемы TL494CN и аналогов.

Посмотрим несколько вариантов исполнения схем компьютерных БП, возможно одна из них окажется ваша и разбираться с обвязкой станет намного проще.

Приступим к работе.
Для начала необходимо разобрать корпус БП, выкручиваем четыре болта, снимаем крышку и смотрим внутрь.

Ищем на плате микросхему из списка выше, если таковой не окажется, тогда можно поискать вариант доработки в интернете под вашу IС.

В моем случае на плате была обнаружена микросхема KA7500, значит можно приступать к изучению обвязки и расположению ненужных нам деталей, которые необходимо удалить.

На фото разъём питания 220v.

Отсоединим питание и вентилятор, выпаиваем или выкусываем выходные провода, чтобы не мешали нам разбираться в схеме, оставим только необходимые, один желтый (+12v), черный (общий) и зеленый* (пуск ON) если есть такой.

На фото — черные конденсаторы как вариант замены для синего.

Делается это потому, что наш доработанный блок будет выдавать не +12 вольт, а до +24 вольт, и без замены конденсаторы просто взорвутся при первом испытании на 24v, через несколько минут работы. При подборе нового электролита емкость уменьшать не желательно, увеличивать всегда рекомендуется.

Самая ответственная часть работы.
Будем удалять все лишнее в обвязке IC494, и припаивать другие номиналы деталей, чтобы в результате получилась вот такая обвязка (Рис. №1).

Рис. №1 Изменение в обвязке микросхемы IC 494 (схема доработки).

Нам будут нужны только эти ножки микросхемы №1, 2, 3, 4, 15 и 16, на остальные внимание не обращать.

Рис. №2 Вариант доработки на примере схемы №1

На фото — приподнятием ножек ненужных деталей, разрываем цепи.

Некоторые резисторы, которые уже впаяны в схему обвязки могут подойти без их замены, например, нам необходимо поставить резистор на R=2.7k с подключением к «общему», но там уже стоит R=3k подключенный к «общему», это нас вполне устраивает и мы его оставляем там без изменений (пример на Рис. №2, зеленые резисторы не меняются).

На фото— перерезанные дорожки и добавленные новые перемычки, старые номиналы записываем маркером, может понадобится восстановить все обратно.

Таким образом просматриваем и переделываем все цепи на шести ножках микросхемы.

Это был самой сложный пункт в переделке.

Делаем регуляторы напряжения и тока.

Берем переменные резисторы на 22к (регулятор напряжения) и 330Ом (регулятор тока), припаиваем к ним по два 15см провода, другие концы впаиваем на плату согласно схеме (Рис. №1). Устанавливаем на лицевую панель.

Контроль напряжения и тока.
Для контроля нам понадобятся вольтметр (0-30v) и амперметр (0-6А).

Амперметр я использовал свой, из старых запасов СССР.

ВАЖНО — внутри прибора есть резистор Тока (датчик Тока), необходимый нам по схеме (Рис. №1), поэтому, если будете использовать амперметр, то резистор Тока ставить дополнительно не надо, без амперметра ставить надо. Обычно RТока делается самодельный, на 2-х ватное сопротивление МЛТ наматывается провод D=0,5-0,6 мм, виток к витку на всю длину, концы припаяем к выводам сопротивления, вот и все.

Корпус прибора каждый сделает под себя.
Можно оставить полностью металлический, прорезав отверстия под регуляторы и приборы контроля. Я использовал обрезки ламината, их легче сверлить и выпиливать.

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Iso switching power supply

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ ISO-450PP (27.11.2019)

В ремонт Поступил Блок Питания, ISO-450PP, (схема) при включении блока питания, БП включается, дежурное напряжение 5В присутствует, , однако выходные напряжения сильно занижены так 12В-5,3В; 5В-2,3В; 3В-0,75В , после детального осмотра , было обнаружено ,что вышел из строя конденсатор С9 1МкФ 250 вольт, после замены данного конденсатора, работоспособность блока питания была восстановлена

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ DELUX ATX-400W P4 (22.05.2019)

В ремонт Поступил Блок Питания, DELUX ATX-400W P4, (схема) при включении блока питания, БП включается, дежурное напряжение 5В присутствует, компьютер с данным блоком питания стартует , однако изображение на экране монитора отсутствует , после детального осмотра , было обнаружено что вздутие конденсатора 330 МкФ 200 вольт, после замены данного конденсатора работоспособность блока питания была восстановлена

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ DELUX ATX-400W P4 (15.03.2019)

В ремонт Поступил Блок Питания, DELUX ATX-400W P4, (схема) при включении блока питания, БП не включается, дежурное напряжение 5В отсутствует, после проверки осциллограмм на Q1 (С945 аналог С1815) (Осцилограмма на входе трансфотматора T3) определено, что выходные импульсы генератора отсутствуют, после проверки данного транзисторов определено что он пробит, а также сгорело сопротивление R (2,2 ОМ). После замены данных элементов работоспособность была восстановлена.

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ AEROCOOL VX-800 800W

При включении блока питания AEROCOOL VX-800, блок питания не включается, при диагностике было определено, что дежурное напряжение присутствует, однако было обнаружено короткое замыкание по цепи 12В. После измерения было определено что пробит сдвоенный диод MBR30L60CT (30A 60V), после замены данного диода работоспособность была восстановлена.

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ LUXEON ATX-350WP4 (27.04.2017)

В ремонт Поступил Блок Питания, LUXEON ATX-350WP4, при визуальном осмотре данного блока питания было определено, что сгорел предохранитель 5А, термическое повреждение двух транзисторов 2SK1309, используя тестер определено , что сгорели 2 диода входной цепи диодного моста , а также 2 сопротивления по 1Ом , после замены всех данных элементов, появилось дежурное напряжение, однако блок питания, не стартует, после использования осциллографа определено выход из строя трансформатора, в цепи усилителя импульсов запуска.

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ GEMBIRD (20.03.2017)

В ремонт Поступил Блок Питания,GEMBIRD,схема данного блока питания построена на ШИМ контроллере AT2005B при включении блока питания, БП не включается, дежурное напряжение 5В присутствует, после детальной диагностики и проверки элементов определено, что вышел из строя биполярный NPN транзистор 2SC1384, в цепи усилителя импульсных сигналов шим контроллера AT2005B, данный транзистор был заменен на 2SC945.

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ HUNT KEY SK-2200 (21.04.2016)

В ремонт Поступил Блок Питания, HUNT KEY SK-2200, при включении блока питания, БП включается, дежурное напряжение 5В присутствует, после проверки выходных напряжений 3,3В, 5В,12В, все напряжения занижены на 1,5-2 вольта после детальной диагностики и проверки элементов определено, что вышел из строя переменный резистор на 1 кОМ.

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ CORI ATX-400W (22.03.2016)

В ремонт Поступил Блок Питания, CORI— 400W, при включении блока питания, БП не включается, дежурное напряжение 5В присутствует, после проверки выходных сопротивлений по цепи питания 5В,12В, определено короткое замыкание между линией 12В и 5В причиной стало дроссели, намотанные на одном ферритовом кольце. После замены данного феррита работоспособность была восстановлена. Особенности схемы является что ШИМ контроллер построен на микросхеме SDC2921 и контроллера управления питанием SDC606.

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ DELUX ATX-400W P4 ( 17.03.2016)

В ремонт Поступил Блок Питания, DELUX ATX-400W P4, (схема) при включении блока питания, БП не включается, дежурное напряжение 5В отсутствует, после проверки осциллограмм на Q1 (С945 аналог С1815) (Осцилограмма на входе трансфотматора T3) определено, что выходные импульсы генератора отсутствуют, после проверки данного транзисторов определено что он пробит, а также сгорело сопротивление R501 (680КОм). После замены данных элементов работоспособность была восстановлена.

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ DELUX ATX-400W P4 (16.03.2016)

В ремонт Поступил Блок Питания, DELUX ATX-400W P4, (схема) при включении блока питания, БП не включается, дежурное напряжение 5В присутствует, напряжения питания и выходные напряжения микросхемы TL494(KA7500) тоже в норме, после проверки осциллограмм на Q3 Q4 (С945 аналог С1815) определено, что выходные импульсы занижены, после проверки данных транзисторов определено что один из транзисторов пробит. После замены данных элементов работоспособность была восстановлена.

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ DELUX ATX-400W P4 (15.03.2016)

В ремонт Поступил Блок Питания, DELUX ATX-400W P4,(схема) при включении блока питания, БП не включается, дежурное напряжение 5В присутствует, при детальном осмотре силовых транзисторов 13009 видно, что один из транзисторов расколот, а также после замеров определено перегорание резисторов 1 ОМ, 2,7 кОм в цепи данного транзистора. После замены данных элементов работоспособность была восстановлена.

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ DELUX ATX-350W P4 (10.02.2016)

В ремонт Поступил Блок Питания, DELUX ATX-350W P4, при включении блока питания, БП включается и работает, однако все напряжения занижены 8,9В вместо 12В, 3,5В вместо 5В и 1,8В вместо 3,3В. После диагностики определено, что вышла микросхема KA7500 (TL494) ШИМ-контроллер. После замены данной микросхемы работоспособность была восстановлена, все напряжения стали в норме.

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ FSP EPSILON 700

В ремонт Поступил Блок Питания, FSP EPSILON 700 ( Схема ) , в ужасном техническом состоянии, очень большое количество пыли. После очистки и диагностики определено, что сгорел предохранитель 10А 230V, а также определен отказ транзистора 20N60C3 (короткое замыкание между Drain и Source). После замены данных элементов работоспособность была восстановлена.

Ремонт блока питания компьютера своими руками

Если блок питания вашего компьютера вышел из строя, не спешите расстраиваться, как показывает практика, в большинстве случаев ремонт может быть выполнен своими силами. Прежде чем перейти непосредственно к методике, рассмотрим структурную схему БП и приведем перечень возможных неисправностей, это существенно упростит задачу.

Структурная схема

На рисунке показано изображение структурной схемы типичной для импульсных БП системных блоков.

Устройство импульсного БП ATX

Указанные обозначения:

• А – блок сетевого фильтра;
• В – выпрямитель низкочастотного типа со сглаживающим фильтром;
• С – каскад вспомогательного преобразователя;
• D – выпрямитель;
• E – блок управления;
• F – ШИМ-контроллер;
• G – каскад основного преобразователя;
• H – выпрямитель высокочастотного типа, снабженный сглаживающим фильтром;
• J – система охлаждения БП (вентилятор);
• L – блок контроля выходных напряжений;
• К – защита от перегрузки.
• +5_SB – дежурный режим питания;
• P.G. – информационный сигнал, иногда обозначается как PWR_OK (необходим для старта материнской платы);
• PS_On – сигнал управляющий запуском БП.

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.

Нагрузка на БП

Необходимо предупредить, что включение импульсных БП без нагрузки существенно сокращает их срок службы и даже может стать причиной поломки. Поэтому мы рекомендуем собрать простой блок нагрузок, его схема показана на рисунке.

Схема блока нагрузки

Схему желательно собирать на резисторах марки ПЭВ-10, их номиналы: R1 – 10 Ом, R2 и R3 – 3,3 Ом, R4 и R5 – 1,2 Ом. Охлаждение для сопротивлений можно выполнить из алюминиевого швеллера.

Подключать в качестве нагрузки при диагностике материнскую плату или, как советуют некоторые «умельцы», HDD и СD привод нежелательно, поскольку неисправный БП может вывести их из строя.

Перечень возможных неисправностей

Перечислим наиболее распространенные неисправности, характерные для импульсных БП системных блоков:

• перегорает сетевой предохранитель;
• +5_SB (дежурное напряжение) отсутствует, а также больше или меньше допустимого;
• напряжения на выходе блока питания (+12 В, +5 В, 3,3 В) не соответствуют норме или отсутствуют;
• нет сигнала P.G. (PW_OK);
• БП не включается дистанционно;
• не вращается вентилятор охлаждения.

Методика проверки (инструкция)

После того, как блок питания снят с системного блока и разобран, в первую очередь, необходимо произвести осмотр на предмет обнаружения поврежденный элементов (потемнение, изменившийся цвет, нарушение целостности). Заметим, что в большинстве случаев замена сгоревшей детали не решит проблему, потребуется проверка обвязки.

Визуальный осмотр позволяет обнаружить «сгоревшие» радиоэлементы

Если таковы не обнаружены, переходим к следующему алгоритму действий:

• проверяем предохранитель. Не стоит доверять визуальному осмотру, а лучше использовать мультиметр в режиме прозвонки. Причиной, по которой выгорел предохранитель, может быть пробой диодного моста, ключевого транзистора или неисправность блока, отвечающего за дежурный режим;

Установленный на плате предохранитель

• проверка дискового термистора. Его сопротивление не должно превышать 10Ом, если он неисправен, ставить вместо него перемычку крайне не советуем. Импульсный ток, возникающий в процессе заряда конденсаторов, установленных на входе, может стать причиной пробоя диодного моста;

Дисковый термистор (обозначен красным)

• тестируем диоды или диодный мост на выходном выпрямителе, в них не должно быть обрыва и КЗ. При обнаружении неисправности следует подвергнуть проверке установленные на входе конденсаторы и ключевые транзисторы. Поступившее на них в результате пробоя моста переменное напряжение , с большой вероятностью, вывело эти радиодетали из строя;

Выпрямительные диоды (обведены красным)

• проверка входных конденсаторов электролитического типа начинается с осмотра. Геометрия корпуса этих деталей не должна быть нарушена. После этого измеряется емкость. Нормальным считается, если она не меньше заявленной, а расхождение между двумя конденсаторами в пределах 5%. Также проверке должны быть подвергнуты запаянные параллельно входным электролитам варисторы и выравнивающие сопротивления;

Входные электролиты (обозначены красным)

• тестирование ключевых (силовых) транзисторов. При помощи мультиметра проверяем переходы база-эмиттер и база-коллектор (методика такая же, как при проверке диодов).

Показано размещение силовых транзисторов

Если найден неисправный транзистор, то прежде, чем впаивать новый, необходимо протестировать всю его обвязку, состоящую из диодов, низкоомных сопротивлений и электролитических конденсаторов. Последние рекомендуем поменять на новые, у которых большая емкость. Хороший результат дает шунтирование электролитов при помощи керамических конденсаторов 0,1 мкФ;

• Проверка выходных диодных сборок (диоды шоттки) при помощи мультиметра, как показывает практика, наиболее характерная для них неисправность – КЗ;

Отмеченные на плате диодные сборки

• проверка выходных конденсаторов электролитического типа. Как правило, их неисправность может быть обнаружена путем визуального осмотра. Она проявляется в виде изменения геометрии корпуса радиодетали, а также следов от протекания электролита.

Не редки случаи, когда внешне нормальный конденсатор при проверке оказывается негодным. Поэтому лучше их протестировать мультиметром, у которого есть функция измерения емкости, или использовать для этого специальный прибор.

Видео: правильный ремонт блока питания ATX.
https://www.youtube.com/watch?v=AAMU8R36qyE

Заметим, что нерабочие выходные конденсаторы – самая распространенная неисправность в компьютерных блоках питания. В 80% случаев после их замены работоспособность БП восстанавливается;

Конденсаторы с нарушенной геометрией корпуса

• проводится измерение сопротивления между выходами и нулем, для +5, +12, -5 и -12 вольт этот показатель должен быть в пределах, от 100 до 250 Ом, а для +3,3 В в диапазоне 5-15 Ом.

Доработка БП

В заключение дадим несколько советов по доработке БП, что позволит сделать его работу более стабильной:

• во многих недорогих блоках производители устанавливают выпрямительные диоды на два ампера, их следует заменить более мощными (4-8 ампер);
• диоды шоттки на каналах +5 и +3,3 вольт также можно поставить помощнее, но при этом у них должно быть допустимое напряжение, такое же или большее;
• выходные электролитические конденсаторы желательно поменять на новые с емкостью 2200-3300 мкФ и номинальным напряжением не менее 25 вольт;
• бывает, что на канал +12 вольт вместо диодной сборки устанавливаются спаянные между собой диоды, их желательно заменить на диод шоттки MBR20100 или аналогичный;
• если в обвязке ключевых транзисторов установлены емкости 1 мкФ, замените их на 4,7-10 мкФ, рассчитанные под напряжение 50 вольт.

Такая незначительная доработка позволит существенно продлить срок службы компьютерного блока питания.

Очень интересно прочитать:

Проектирование импульсных источников питания на базе интегральных микросхем фирмы POWER INTEGRATIONS

В последнее время в мире активно развиваются разработка и производство импульсных источников питания на мощных интегральных микросхемах. Мощность данных источников питания варьируется от сотен милливатт до сотен ватт. Специалисты фирмы Power Integrations (PI) разработали целый ряд семейств таких микросхем. Это дает возможность строить импульсные источники питания с входным питающим напряжением в диапазоне от 16 до 400 В. Преимущества микросхем фирмы PI заключаются в следующем:

1. Использование программы PI Expert Suite 5.0 для автоматического проектирования импульсных источников питания постоянного тока

1.1 Ознакомление с программой — ввод исходных данных и получение первичных результатов

На рис. 1 представлена типовая принципиальная схема импульсного источника питания, разработанного на базе микросхемы TOPSwitch-GX.

Эта электрическая схема импульсного источника питания с выходной мощностью до 70 Вт и питанием от сети переменного тока с частотой 50 Гц в диапазоне входных напряжений от 85 до 265 В, имеет защиту от повышенного и пониженного напряжения, а также внешнее ограничение максимальной выходной мощности. Все перечисленные защиты устанавливаются посредством внешних резисторов: порог срабатывания защиты от повышенного входного напряжения устанавливается резистором R9, нижний порог входного напряжения — резистором R11, а уровень максимальной выходной мощности — резистором R10. При желании их все можно отключить путем непосредственного подключения выводов L и X на минус микросхемы (вывод S).

Данная схема является примером проектирования импульсного источника питания, где критерием оптимизации служил наибольший КПД. При такой выходной мощности можно было выбрать менее мощную микросхему TOP246Y, но это привело бы к увеличению мощности потерь в ключевом МОП-транзисторе микросхемы. Именно поэтому в данном случае была выбрана одна из самых мощных микросхем этого семейства — TOP249Y. Кроме того, для снижения потерь в выходном выпрямителе были выбраны два 20-амперных диода, работающих параллельно на общую нагрузку всего лишь 3,6 А.

Для построения аналогичного импульсного источника питания необходимо произвести следующие расчеты:

• Выбрать микросхему U1 в соответствии с максимальной выходной мощностью и входным питающим напряжением.
• Рассчитать номиналы резисторов R9, R10 и R11, а также R4, R5, R6.
• Рассчитать величину входной емкости низкочастотного фильтра С1.
• Рассчитать выходной высокочастотный фильтр С2, С3, С14 и L1.
• Выбрать тип сердечника и рассчитать величину воздушного зазора и количества витков во всех обмотках силового трансформатора.
• Определить параметры выходного выпрямительного диода.
• Определить и рассчитать номиналы элементов, цепи ограничения высоковольтного выброса напряжения на выводе D микросхемы U1.

Почти все эти расчеты можно провести при помощи программы PI Expert Suite 5.0, разработанной специалистами фирмы PI.

На рис. 2 представлен внешний вид рабочего окна программы PI Expert Suite 5.0.

Рис. 2

Для того чтобы открыть новый проект, необходимо нажать кнопку NEW, которая находится в левом верхнем углу. На экране появится окно, представленное на рис. 3. В нем предлагается ввести параметры входного напряжения, от которого должен работать проектируемый блок питания.

Рис. 3

На выбор предлагается несколько типовых питающих напряжений. Можно выбрать стандартные диапазоны входных питающих напряжений, либо установить свой диапазон.

Для этого необходимо сначала выбрать User Defined в нужной области напряжений (AC Defaults — переменный ток, HV DC — высокое напряжение, постоянный ток; LV DC — низкое напряжение, постоянный ток), а затем установить минимальное и максимальное входное напряжение (Voltage, V). Так же можно установить и частоту питающей сети (Line Frequency, Hz), которая обычно бывает 50 Гц (стандартная бытовая), 400 Гц или 1 кГц.

После этого нажмите кнопку «Далее» для перехода к следующему окну (рис. 4).

Здесь предлагается ввести параметры выходного напряжения и тока вашего блока питания. Для этого следует нажать кнопку «Add» и заполнить графы «Voltage, V» — необходимое выходное напряжение и «Current, A» — максимальный выходной ток. Потом нажмите «OK». При необходимости можно ввести напряжения и токи для нескольких выходных каналов. Ниже в графе «Total Power, W» вы увидите суммарную выходную мощность. Если вы неправильно ввели напряжение или ток, либо решили вообще удалить один или несколько каналов, то можете воспользоваться кнопками «Remove» для удаления выбранного канала и «Edit» для изменения параметров.

После этого нажмите кнопку «Далее» для перехода к следующему окну (рис. 5).

Рис. 5

В открывшемся окне предлагается указать следующие пункты:

1. Topology — архитектура преобразователя напряжения:

а) Flyback — обратноходовая архитектура. Это самое дешевое решение для выходных токов 6 А. Преимущества: ниже выходной ток пульсаций (ниже цена выходных конденсаторов). Недостатки: более сложная схема (требуется дроссель для запаса энергии в выходной цепи).

2. Family — Семейство микросхем.

а) DPA-Switch — DC-DC преобразователь напряжения 24/48 В с мощностью до 100 Вт;

б) LinkSwitch-TN — AC-DC преобразователь напряжения очень малой мощности (IВЫХ 35 кОм.

Кроме выходного тока этой функцией можно ограничивать и выходную мощность. Пример такого ограничения показан на рис. 21 и 22.

Рис. 21

Рис. 22

Из рисунков видно, что в первом случае (рис. 21), когда ток (а следовательно, и мощность) не ограничивали (резистор RIL=0), при максимальной нагрузке в 6 А реальный выходной ток составил 8,5 А, что, безусловно, означает перегрузку. Однако во втором случае (рис. 22), когда ток ограничили до 86% от максимального введением в цепь резистора RIL=8,25 кОм, выходной ток составил уже 7 А.

Более полную информацию на конкретную микросхему можно получить из Datasheet на конкретную микросхему.

6.2. Функция отключения при UV/OV

Микросхемы от PI имеют функцию отключения при пониженном и повышенном входном напряжении (undervoltage/overvoltage), а также возможность регулировки рабочего диапазона источника питания. Кроме этого, по стандарту ETSI включение источника питания при достижении входного напряжения будет происходить с соблюдением гистерезиса. Если функция отключения при UV/OV не нужна, ее можно отключить. Пределы регулирования рабочего диапазона осуществляются изменением номинала резистора RLS (см. рис. 23). Но эта схема жестко устанавливает границы UV/OV как соотношение 1:2,7. Тем не менее, существует возможность расширения рабочего диапазона источника питания. Расширение можно осуществить путем ввода нелинейности на вывод L микросхемы. В качестве примера см. схему на рис. 24. В нее введена цепочка «диод Зенера — резистор», которая изменяет линейность напряжения на выводе L.

Рис. 23

Рис. 24

Еще одна функция PI, параметры которой регулируются тем же резистором RLS — регулировка напряжения DCMAX в зависимости от входного путем изменения рабочего цикла источника питания (чтобы силовой трансформатор не входил в насыщение). Если данная функция отключена, DCMAX всегда имеет максимальное значение для любых входных напряжений (VIN). Эта ситуация применима лишь в случае невысоких входных напряжений, но и тогда следует проверять, не входит ли силовой трансформатор в насыщение при максимальном VIN.

Для окончательного расчета необходимо смотреть Datasheet на конкретную микросхему, к тому же, в Datasheet есть еще множество вариантов схемных решений, позволяющих работать с каждой функцией (UV или OV) индивидуально.

6.3. Возможность выбора рабочей частоты источника питания

Микросхемы от Power Integrations позволяют в зависимости от их включения работать на разных частотах преобразования. Частота преобразования устанавливается исходя из технических требований к импульному источнику питания.

Более подробной информации о функции изменения рабочей частоты преобразования можно получить в Datasheet на конкретную микросхему.

6.4. Возможность дистанционного управления источником питания

Базовые схемы, по которым можно организовать дистанционное управление импульсным источником питания, представлены на рис. 25 и 26.

Рис. 25

Рис. 26

Если необходимо активным сигналом включать или выключать источник питания, используются схемы, приведенные на рис. 25 и 26 соответственно.

Для получения более подробной информации о функции дистанционного управления включением-выключением источника питания необходимо смотреть Datasheet на конкретную микросхему.

6.5. Возможность синхронизации источников питания

Одна из возможностей микросхем от Power Integrations, вводимая опционально — это возможность синхронизировать их, и, соответственно, устройства на их основе.

Синхронизация может производиться по двум основным схемам:

• с неизолированным управлением;
• с изолированным управлением.

1. Синхронизация с неизолированным управлением (рис. 27):

Рис. 27

2. Синхронизация с изолированным управлением (рис. 28):

Рис. 28

Для получения более подробной информации о функции синхронизации микросхем необходимо смотреть Datasheet на конкретную микросхему.

7. Дополнительная полезная информация

Для ускорения и упрощения расчетов вам могут понадобиться:

• Комплекты DAK (Design Accelerator Kit). Все подобные комплекты содержат уже функционирующую плату импульсного источника питания либо перечень деталей и печатную плату. С их помощью можно собрать функционирующий источник питания, а также полную документацию к нему.
• Справочник проектировщика, включающий:
  — руководство по выбору изделия;
  — перечень Datasheet на изделия;
  — перечень Application notes;
  — идеи по проектированию;
  — описания на Design Accelerator Kits.
• Фирменный компакт диск от Power Integrations с программами для ускорения расчета источника питания PI Expert Suite ver 5.0 и PIXIs (ver. 1.5), а также полный набор документов, необходимых для разработки.

Опубликовано в журнале
«Силовая Электроника» №2/2004