CIRCUITO DE ALIMENTACION ATX
Cada día más y más populares entre los radioaficionados son las fuentes de alimentación de la computadora.ATX. A un precio relativamente pequeño, son una fuente de voltaje potente y compacta de 5 y 12 V 250 - 500 vatios. BPATXse puede utilizar en cargadores para baterías de automóviles, en suministros de energía de laboratorio, en inversores de soldadura, e incluso se pueden encontrar muchas aplicaciones para ellos con cierta imaginación. Y si el esquema de BPATX y sometido a alteración, luego mínimo.
El diseño del circuito de estas fuentes de alimentación es casi el mismo en casi todos los fabricantes. Una pequeña diferencia se refiere únicamente a las fuentes de alimentación AT y ATX. La principal diferencia entre los dos es que la fuente de alimentación del AT no es compatible con el software Extended Power Management Standard. Es posible desconectar esta fuente de alimentación solo al detener el suministro de voltaje a su entrada, y en las unidades de fuente de alimentación ATX existe la posibilidad de apagar programáticamente la señal de control de la placa base. Como regla general, la tarjeta ATX es más grande que la AT y se extiende verticalmente.
En cualquier unidad de fuente de alimentación de computadora, un voltaje de +12 V está diseñado para alimentar los motores de las unidades de disco. La fuente de alimentación a lo largo de este circuito debe proporcionar una alta corriente de salida, especialmente en computadoras con muchos compartimientos para unidades. Esta tensión también se suministra a los ventiladores. Consumen una corriente de hasta 0,3 A, pero en las computadoras nuevas este valor es inferior a 0,1 A. La potencia de +5 voltios se suministra a todos los nodos de la computadora, por lo tanto, tiene una potencia y una corriente muy altas, de hasta 20 A, y un voltaje de +3,3 voltios está diseñado exclusivamente para alimentar el procesador. Sabiendo que los modernos procesadores de múltiples núcleos tienen una potencia de hasta 150 vatios, es fácil calcular la corriente de este circuito: ¡100 vatios / 3.3 voltios = 30 A! Los voltajes negativos de -5 y -12 V son diez veces más débiles que los principales positivos, por lo que hay diodos simples de 2 amperios sin radiadores.
La tarea de la fuente de alimentación incluye la suspensión del funcionamiento del sistema hasta que la tensión de entrada alcance un valor suficiente para el funcionamiento normal. En cada unidad de alimentación, antes de obtener el permiso para iniciar el sistema, se realiza una verificación y prueba internas del voltaje de salida. Después de eso, se envía una señal especial de Power Good a la placa base. Si no se recibe esta señal, la computadora no funcionará.
La señal de alimentación correcta se puede usar para restablecer manualmente si se alimenta al chip del reloj. Cuando el circuito de señal Power Good está conectado a tierra, la generación de reloj se detiene y el procesador se detiene. Después de abrir el conmutador, se genera una señal a corto plazo de la instalación inicial del procesador y se permite el flujo de señal normal; se realiza un reinicio del hardware de la computadora. En las fuentes de alimentación de computadora de tipo ATX, se proporciona una señal llamada PS ON, que puede ser utilizada por el programa para apagar la fuente de alimentación.
Aquí puede descargar las fuentes de alimentación de la computadora, y aquí es muy útil para la descripción, los tipos y el principio de funcionamiento de la unidad de fuente de alimentación AT y ATX.Para verificar la eficiencia de la fuente de alimentación, debe cargar la fuente de alimentación con lámparas para los faros de los automóviles y medir todos los voltajes de salida con un probador. Si el voltaje está dentro de los límites normales. También vale la pena verificar el cambio en el voltaje generado por la fuente de alimentación con el cambio en la carga.
El funcionamiento de estas fuentes de alimentación es muy estable y confiable, pero en el caso de la combustión, los transistores potentes, los resistores de baja resistencia, los diodos rectificadores en el radiador, los varistores, los transformadores y los fusibles suelen fallar.
Por fuente de alimentación de ordenador
El trabajo de cualquier computadora es imposible sin fuente de alimentación. Por lo tanto, vale la pena tomar en serio la elección. De hecho, el rendimiento del equipo dependerá del funcionamiento estable y confiable de la unidad de alimentación.
La principal tarea de la fuente de alimentación es la conversión de la corriente alterna y la formación adicional de la tensión requerida para el funcionamiento normal de todos los componentes de la PC.
El voltaje requerido para los componentes:
Además de estos valores declarados, hay cantidades adicionales:
BP desempeña la función de aislamiento galvánico entre la corriente eléctrica de la toma y los componentes que consumen corriente. Un ejemplo simple si se produce una fuga de corriente y una persona toca la caja de la unidad del sistema, la golpearía con una corriente, pero esto no sucede gracias a la fuente de alimentación. A menudo se utilizan fuentes de alimentación (PI) en formato ATX.
La parte principal del circuito estructural IP, el formato ATX, es un convertidor de medio puente. El trabajo de los convertidores de este tipo es utilizar el modo push-pull.
La estabilización de los parámetros de salida del PI se lleva a cabo utilizando señales de control de modulación de ancho de pulso (controlador PWM).
La fuente de alimentación conmutada a menudo utiliza el chip controlador P49M TL494, que tiene una serie de características positivas:
El principio de lo habitual. pulsado BP se puede ver en la foto.
La primera unidad realiza un cambio en AC a DC. El convertidor se fabrica en forma de un puente de diodo que convierte la tensión y un condensador que suaviza las oscilaciones.
Además de estos elementos, pueden estar presentes componentes adicionales: un filtro de voltaje y termistores. Pero, debido al alto costo, estos componentes pueden faltar.
El generador crea pulsos con cierta frecuencia que alimentan el devanado del transformador. El transformador realiza el trabajo principal en la unidad de fuente de alimentación, es aislamiento galvánico y conversión de corriente a los valores requeridos.
Una unidad de alimentación de impulsos simple, aunque es un dispositivo que funciona, pero en la práctica es un inconveniente de usar. Muchos de sus parámetros en la salida "float", incluido el voltaje. Todos estos indicadores cambian debido al voltaje inestable, la temperatura y la carga en la salida del convertidor.
Pero si administra estos indicadores con la ayuda de un controlador que desempeñará el papel de un estabilizador y funciones adicionales, entonces el esquema será bastante adecuado para su uso.
El diagrama de bloques de la fuente de alimentación que utiliza un controlador de modulación de ancho de pulso es simple y representa un generador de pulsos en el controlador PWM.
El controlador PWM ajusta la amplitud de las señales que pasan a través del filtro de paso bajo (LPF). La principal ventaja es la alta eficiencia de los amplificadores de potencia y las amplias posibilidades de uso.
En las nuevas fuentes de alimentación para la PC, aparece un bloque adicional: corrector del factor de potencia (CMC). KKM elimina los errores emergentes del rectificador de CA y aumenta el factor de potencia (KM).
Por lo tanto, los fabricantes son BP fabricados activamente con la corrección obligatoria de CM. Esto significa que la PC en la computadora operará en el rango de 300W y más.
En estas fuentes de alimentación, se usa un estrangulador especial con una inductancia más alta que la entrada. Tal PI se llama PFC o CMC pasivo. Tiene un peso impresionante debido al uso adicional de condensadores en la salida del rectificador.
Entre las deficiencias, podemos destacar la baja confiabilidad de la fuente de alimentación y el funcionamiento incorrecto del UPS durante el cambio del modo de funcionamiento de la batería / red.
Esto se debe a la pequeña capacidad del filtro de voltaje de la red, y en el momento de la caída de voltaje, la corriente del CMC aumenta, y en este momento se activa la protección contra cortocircuitos.
A menudo se utiliza en las fuentes de alimentación modernas para los controladores PWM de doble canal de computadora. Un solo microcircuito es capaz de desempeñar el papel de un convertidor y un corrector KM, lo que reduce el número total de elementos en el circuito de la fuente de alimentación.
En el esquema anterior, la primera parte realiza la formación de un voltaje estabilizado de + 38V, y la segunda parte es un convertidor que forma un voltaje estabilizado de + 12V.
Para conectar la fuente de alimentación a la computadora, siga una serie de pasos:
Para conectar los componentes de una computadora personal a la fuente de alimentación, se proporcionan varios conectores. En la parte posterior hay un conector para un cable de red y un botón de interruptor.
Además, puede estar ubicado en la parte posterior de la unidad de fuente de alimentación y un conector para el monitor.
Puede haber otros conectores en diferentes modelos:
En las fuentes de alimentación modernas para PC, un ventilador se instala con menos frecuencia en la pared posterior, lo que extrae el aire caliente de la fuente de alimentación. En reemplazo de esta solución, comenzaron a usar un ventilador en la pared superior, que era más grande y más silencioso.
En algunos modelos es posible encontrar dos ventiladores a la vez. Desde la pared, que se encuentra dentro de la unidad del sistema, sale un cable con un conector especial para suministrar corriente a la placa base. La foto muestra posibles conectores y designaciones de pin.
Cada color de cable entrega un voltaje específico:
Diferentes fabricantes pueden cambiar los valores para estos colores de alambres.
También hay conectores para suministrar los componentes actuales de la computadora.
La unidad de fuente de alimentación de una computadora personal tiene muchos parámetros que pueden no estar indicados en la documentación. En la etiqueta lateral se indican varios parámetros, esto es voltaje y potencia.
Esta información está escrita en la etiqueta en letra grande. El indicador de potencia BP indica la cantidad total de electricidad disponible para los componentes internos.
Parecería que elegir una unidad de fuente de alimentación con la potencia requerida sería suficiente para resumir los indicadores consumidos con componentes y elegir una unidad de fuente de alimentación con un pequeño margen. Por lo tanto, una gran diferencia entre 200w y 250w no será significativa.
Pero, de hecho, la situación parece más complicada, porque el voltaje de salida puede ser diferente: + 12V, -12V y otros. Cada línea de voltaje consume una cierta potencia. Pero en la unidad de fuente de alimentación hay un transformador que genera todos los voltajes utilizados por la PC. En casos raros, se pueden colocar dos transformadores. Esta es una opción costosa y se usa como fuente en los servidores.
En fuentes de alimentación simples, se utiliza 1 transformador. Debido a esto, la potencia en las líneas de voltaje puede cambiar, aumentar con una pequeña carga en otras líneas, y viceversa disminuir.
Al elegir una unidad de fuente de alimentación, debe prestar atención a los valores máximos de los voltajes de operación, así como al rango de los voltajes de entrada, que debe ser de 110V a 220V.
Es cierto que la mayoría de los usuarios no prestan atención a esto y la elección de una unidad de fuente de alimentación con indicadores de 220V a 240V corre el riesgo de que aparezcan frecuentes interrupciones en el PC.
Dicha fuente de alimentación se apagará cuando caiga el voltaje, lo que no es infrecuente para nuestras redes eléctricas. Si se exceden los valores establecidos, se apagará la PC y la protección funcionará. Para volver a encender la fuente de alimentación, debe desconectarla de la red y esperar un minuto.
Debe recordarse que el procesador y la tarjeta de video consumen a lo sumo el voltaje de trabajo de 12V. Por lo tanto, debe prestar atención a estos indicadores. Para reducir la carga en los conectores, la línea de 12V se divide en pares paralelos con la designación + 12V1 y + 12V2. Estas cifras deben estar indicadas en la etiqueta.
Antes de elegir comprar una fuente de alimentación, debe prestar atención al consumo de energía de los componentes internos de la PC.
Pero algunas tarjetas de video requieren un consumo especial de corriente de + 12V y estas cifras deben considerarse al elegir una fuente de alimentación. Por lo general, para una PC con una tarjeta de video instalada, una fuente con una potencia de 500 W o 600 es suficiente.
También debe familiarizarse con los comentarios de los clientes y los expertos sobre el modelo seleccionado y el fabricante. Los mejores parámetros a los que se debe prestar atención son: potencia, funcionamiento silencioso, calidad y cumplimiento de las características escritas en la etiqueta.
No debe ahorrar dinero, porque el trabajo de toda la PC dependerá del trabajo de BP. Por lo tanto, cuanto mejor y más confiable sea la fuente, más durará la computadora. El usuario puede estar seguro de que ha tomado la decisión correcta y no se preocupa por los apagones repentinos de su PC.
El artículo fue escrito sobre la base del libro de AVGolovkov y VB Lyubitsky "UNIDADES DE ALIMENTACIÓN PARA MÓDULOS DEL SISTEMA DE IBM PC-XT / AT TYPE" El material se extrajo del sitio de Interlake. La tensión de la red CA se suministra a través del interruptor de alimentación PWR SW a través del fusible de red F101 4A, los filtros anti-interferencias formados por los elementos С101, R101, L101, С104, С103, С102 y los choques И 02, L103 a:En la salida del rectificador BR1, se incluyen las capacidades de suavizado del filtro C1, C2. El termistor THR limita la carga de corriente de carga inicial de estos condensadores. El interruptor de 115V / 230V SW brinda la capacidad de alimentar la fuente de alimentación de conmutación tanto a 220-240V como a 110/127 V.
Las resistencias de alto ohmio R1, R2, condensadores de derivación C1, C2 se equilibran (igualan la tensión a C1 y C2) y también aseguran la descarga de estos condensadores después de desconectar la fuente de alimentación de conmutación de la red. El resultado de los circuitos de entrada es la aparición de un voltaje rectificado Uep del voltaje de red igual a + 310V, con algunas pulsaciones. Esta unidad de fuente de alimentación por impulsos utiliza un circuito de arranque con excitación forzada (externa), que se implementa en un transformador de arranque especial T1, en cuyo devanado secundario se activa una tensión alterna con la frecuencia de la red eléctrica. Esta tensión es rectificada por los diodos D25, D26, que forman con el devanado secundario T1 un circuito de rectificación de onda completa con un punto medio. SZO es la capacitancia de suavizado del filtro, en el que se forma una tensión constante, que se utiliza para alimentar el chip de control U4.
IC TL494 se usa tradicionalmente como un chip de control en esta unidad de alimentación de impulsos.
La tensión de alimentación del condensador CCD se suministra al pin 12 U4. Como resultado, el voltaje de salida de la fuente de referencia interna Uref = -5B aparece en el pin 14 U4, se inicia el voltaje de diente de sierra interno del microcircuito, y los pines de control aparecen en los pines 8 y 11, que son secuencias de pulsos rectangulares con bordes delanteros negativos desplazados entre sí por medio periodo Los elementos C29, R50, conectados a los pines 5 y 6 del chip U4, determinan la frecuencia del voltaje de diente de sierra producido por el generador de chips interno.
La cascada correspondiente en esta fuente de alimentación de conmutación se realiza de acuerdo con el circuito sin transistor con control separado. La tensión de alimentación del condensador SZO se suministra a los puntos medios de los devanados primarios de los transformadores de control T2, TZ. Los transistores de salida IC U4 realizan las funciones de los transistores de la etapa correspondiente y se conectan según el esquema con OE. Los emisores de ambos transistores (pines 9 y 10 del microcircuito) están conectados a la "caja". Las cargas de colector de estos transistores son los medios devanados primarios de los transformadores de control T2, TZ, conectados a los terminales 8, 11 del chip U4 (colectores abiertos de transistores de salida). La otra mitad de los devanados primarios T2, TZ con diodos D22, D23 conectados a ellos forman circuitos de desmagnetización de los núcleos de estos transformadores.
Transformadores T2, TZ controlan potentes transistores de medio puente inversor.
La conmutación de los transistores de salida del microcircuito provoca la aparición de EMF de control pulsado en los devanados secundarios de los transformadores de control T2, TZ. Bajo la acción de estos emfs, los transistores de potencia Q1, Q2 se abren alternativamente con pausas ajustables ("zonas muertas"). Por lo tanto, una corriente alterna en forma de pulsos de corriente de diente de sierra fluye a través del devanado primario del transformador de impulsos de potencia T5. Esto se explica por el hecho de que el devanado primario T5 se incluye en la diagonal del puente eléctrico, uno de cuyos hombros está formado por los transistores Q1, Q2 y el otro por los condensadores C1, C2. Por lo tanto, al abrir cualquiera de los transistores Q1, Q2, el devanado primario T5 está conectado a uno de los condensadores C1 o C2, lo que hace que la corriente fluya a través de él mientras el transistor esté abierto.
Los diodos de amortiguación D1, D2 proporcionan el retorno de la energía almacenada en la inductancia de fuga del devanado primario T5 durante el estado cerrado de los transistores Q1, Q2 de regreso a la fuente (recuperación).
El condensador SZ, conectado en serie con el devanado primario T5, elimina la componente de CC de la corriente a través del devanado primario T5, eliminando así la desviación no deseada de su núcleo.
Los resistores R3, R4 y R5, R6 forman los divisores básicos para los transistores de potencia Q1, Q2, respectivamente, y proporcionan el modo óptimo de cambiarlos en términos de pérdidas dinámicas de potencia en estos transistores.
Los diodos de ensamblaje SD2 son diodos de barrera Schottky, logrando así la velocidad requerida y aumentando la eficiencia del rectificador.
El devanado III junto con el devanado IV proporciona la tensión de salida de + 12V junto con el conjunto de diodo (medio puente) SD1. Este conjunto forma con el devanado III un circuito de rectificación de onda completa con un punto medio. Sin embargo, el punto medio del devanado III no está conectado a tierra, sino que está conectado al bus de voltaje de salida de + 5V. Esto permitirá utilizar diodos Schottky en el canal de salida de + 12V, ya que La tensión inversa aplicada a los diodos rectificadores con esta inclusión disminuye al nivel aceptable para los diodos Schottky.
Los elementos L1, C6, C7 forman un filtro de suavizado en el canal de + 12V.
El punto medio del devanado II está conectado a tierra.
La estabilización de los voltajes de salida se lleva a cabo de diferentes maneras en diferentes canales.
Los voltajes de salida negativos de -5V y -12V se estabilizan utilizando estabilizadores integrales lineales de tres salidas U4 (tipo 7905) y U2 (tipo 7912).
Para hacer esto, las entradas de estos estabilizadores alimentan los voltajes de salida de los rectificadores desde los condensadores C14, C15. En los condensadores de salida C16, C17, se obtienen voltajes de salida estabilizados de -12 V y -5 V.
Los diodos D7, D9 proporcionan la descarga de los condensadores de salida C16, C17 a través de las resistencias R14, R15 después de apagar la fuente de alimentación de conmutación de la red. De lo contrario, estos condensadores se descargarían a través del circuito del estabilizador, lo cual es indeseable.
A través de las resistencias R14, se descargan R15 y los condensadores C14, C15.
Los diodos D5, D10 realizan una función de protección en caso de avería de los diodos rectificadores.
El voltaje de salida + 12V en este UPS no está estabilizado.
El ajuste del nivel de voltaje de salida en este UPS se realiza solo para canales de + 5V y + 12V. Este ajuste se lleva a cabo cambiando el nivel del voltaje de referencia en la entrada directa del amplificador de error DA3 utilizando la resistencia de corte VR1.
Cuando la posición del control deslizante VR1 cambia durante el proceso de configuración del UPS, el nivel de voltaje en el bus + 5V, y por lo tanto en el bus + 12V, también variará dentro de ciertos límites. La tensión del bus + 5V se suministra al punto medio del devanado III.
La protección combinada de este UPS incluye:
Limitación del circuito de control de pulsos de control de ancho;
Circuito de protección completo para cortocircuito en cargas.
Sobretensión de salida del circuito de control incompleto (solo en el bus + 5V).
Considere cada uno de estos esquemas.
El circuito de control limitador utiliza el transformador de corriente T4 como sensor, cuyo devanado primario está conectado en serie con el devanado primario del transformador de impulsos de potencia T5.
La resistencia R42 es la carga del devanado secundario T4, y los diodos D20, D21 forman un circuito rectificador de dos ciclos de voltaje de impulso alterno, eliminado de la carga R42.
Los resistores R59, R51 forman un divisor. Parte del voltaje es suavizado por el condensador C25. El nivel de voltaje en este capacitor es proporcional al ancho de los pulsos de control en las bases de los transistores de potencia Q1, Q2. Este nivel a través de la resistencia R44 se alimenta a la entrada inversora del amplificador de error DA4 (pin 15 del chip U4). La entrada directa de este amplificador (pin 16) está conectada a tierra. Los diodos D20, D21 se encienden de manera que el condensador C25, cuando la corriente fluye a través de estos diodos, se carga a un voltaje negativo (con respecto al cable común).
En la operación normal, cuando el ancho de los pulsos de control no supera los límites permisibles, el potencial del pin 15 es positivo, debido a la conexión de este pin a través de una resistencia R45 al bus Uref. Con un aumento excesivo en el ancho de los pulsos de control por cualquier razón, la tensión negativa en el condensador C25 aumenta, y el potencial de la salida 15 se vuelve negativo. Esto conduce a la aparición de la tensión de salida del amplificador de error DA4, que antes era igual a 0V. Un aumento adicional en el ancho de los pulsos de control conduce al hecho de que el control de conmutación del PWM-comm-DA2 se transmite al amplificador DA4, y el aumento subsiguiente en el ancho de los pulsos de control ya no ocurre (modo limitante), ya que el ancho de estos pulsos deja de depender del nivel de la señal de realimentación en la entrada directa del amplificador de error DA3.
El circuito de protección contra cortocircuitos en cargas se puede dividir condicionalmente en la protección de canales para la generación de voltajes positivos y la protección de canales para el desarrollo de voltajes negativos, que probablemente se implementen en el circuito aproximadamente de la misma manera.
El sensor del circuito para la protección contra cortocircuitos en las cargas de los canales para la generación de tensiones positivas (+ 5V y + 12V) es un divisor D11, R17 resistente a diodos conectado entre los buses de salida de estos canales. El nivel de voltaje en el ánodo del diodo D11 es una señal monitorizada. En el funcionamiento normal, cuando los voltajes en los buses de salida de los canales + 5V y + 12V son nominales, el potencial del ánodo del diodo D11 es de aproximadamente + 5.8V, ya que a través del divisor-sensor, la corriente fluye desde el bus + 12V al bus + 5V a lo largo del circuito: bus + 12V - R17-D11 - bus +56.
La señal controlada desde el ánodo D11 se alimenta al divisor resistivo R18, R19. Parte de este voltaje se elimina de la resistencia R19 y se alimenta a la entrada directa del comparador 1 del tipo de chip U3 LM339N. La entrada inversora de este comparador se suministra con el nivel de voltaje de referencia de la resistencia R27 del divisor R26, R27 conectado a la salida de la fuente de referencia Uref = + 5B del chip de control U4. El nivel de referencia se elige de modo que, en el funcionamiento normal, el potencial de la entrada directa del comparador 1 exceda el potencial de la entrada inversa. Luego, el transistor de salida del comparador 1 se cierra y el circuito del SAI funciona normalmente en modo PWM.
En el caso de un cortocircuito en la carga de + 12V del canal, por ejemplo, el potencial del ánodo del diodo D11 se vuelve igual a 0V, por lo que el potencial de la entrada inversora del comparador 1 será mayor que el potencial de la entrada directa, y se abrirá la salida del transistor del comparador. Esto provocará el cierre del transistor Q4, que normalmente está abierto por la corriente de base que fluye a través del circuito: bus Upom - R39 - R36 -f-e Q4 - "caso".
Al abrir el transistor de salida del comparador 1 se conecta la resistencia R39 a la "caja" y, por lo tanto, el transistor Q4 se cierra de forma pasiva con compensación de cero. Cerrar el transistor Q4 implica cargar el condensador C22, que realiza la función de un elemento de retardo de respuesta de protección. El retraso es necesario debido a las consideraciones de que en el proceso de entrada en funcionamiento del SAI, los voltajes de salida en los neumáticos + 5V y + 12V no aparecen inmediatamente, sino como los condensadores de salida de una carga de gran capacidad. La tensión de referencia de la fuente Uref, por el contrario, aparece casi inmediatamente después de que se enciende el UPS. Por lo tanto, en el modo de inicio, el comparador 1 conmuta, su transistor de salida se abre, y si el condensador C22 demorado estuviera ausente, esto activaría la protección inmediatamente cuando se enciende el UPS. Sin embargo, se incluye C22 en el circuito y la protección se activa solo después de que la tensión alcanza el nivel determinado por los valores de las resistencias R37, R58 del divisor conectado al bus Upom y que es la base para el transistor Q5. Cuando esto sucede, el transistor Q5 se abre y la resistencia R30 se conecta a través de la pequeña resistencia interna de este transistor al "cuerpo". Por lo tanto, aparece una ruta para el flujo de la corriente de base del transistor Q6 a lo largo del circuito: Uref - e-6 Q6 - R30 - k-e Q5 - "cuerpo".
El transistor Q6 se abre con esta corriente a saturación, como resultado de lo cual el voltaje Uref = 5B, cuyo transistor Q6 se alimenta a través del emisor, se aplica a través de su pequeña resistencia interna al pin 4 del circuito de control U4. Esto, como se mostró anteriormente, conduce a detener el funcionamiento del circuito digital del microcircuito, a la pérdida de los impulsos de control de salida y a detener la conmutación de los transistores de potencia Q1, Q2, es decir. a cierre de protección. El cortocircuito en la carga del canal de + 5V conducirá al hecho de que el potencial del ánodo del diodo D11 será solo de aproximadamente + 0.8V. Por lo tanto, el transistor de salida del comparador (1) estará abierto y se producirá un disparo de protección.
De manera similar, se construye protección contra cortocircuitos en la carga de los canales de generación de voltajes negativos (-5V y -12V) en el comparador 2 del chip U3. Los elementos D12, R20 forman un divisor-sensor resistente a diodos conectado entre los buses de salida de los canales que generan voltajes negativos. La señal controlada es el potencial del cátodo del diodo D12. Cuando el cortocircuito en la carga del canal es -5V o -12V, el potencial del cátodo D12 aumenta (de -5.8 a 0V en cortocircuito en la carga del canal -12V y a -0.8V en el cortocircuito en la carga del canal -5V). En cualquiera de estos casos, el transistor de salida normalmente cerrado del comparador 2 se abre, lo que hace que la protección funcione de acuerdo con el mecanismo anterior. En este caso, el nivel de referencia de la resistencia R27 se alimenta a la entrada directa del comparador 2, y el potencial de la entrada inversora está determinado por los valores nominales de las resistencias R22, R21. Estos resistores forman un divisor alimentado bipolar (el resistor R22 está conectado al bus Uref = + 5B, y el resistor R21 está conectado al cátodo del diodo D12, cuyo potencial en el funcionamiento normal del UPS, como ya se mencionó, es -5.8V). Por lo tanto, el potencial de la entrada inversora del comparador 2 en el modo normal de operación se mantiene más bajo que el potencial de la entrada directa, y el transistor de salida del comparador se cerrará.
La protección contra la sobretensión de salida en el bus + 5V se implementa en los elementos ZD1, D19, R38, C23. Zener ZD1 (con un voltaje de ruptura de 5.1V) está conectado al voltaje de salida + bus de 5V. Por lo tanto, siempre que la tensión en este bus no exceda de +5.1 V, el diodo Zener está cerrado y el transistor Q5 también está cerrado. En el caso de un aumento en la tensión del bus + 5V por encima de + 5.1V, el diodo Zener se “rompe” y una corriente de desbloqueo fluye hacia la base del transistor Q5, lo que conduce a la apertura del transistor Q6 y la aparición de voltaje Uref = + 5B en el pin 4 del chip de control U4, es decir. . a cierre de protección. R38 es un lastre para el diodo Zener ZD1. El condensador C23 impide el funcionamiento de la protección en caso de sobrecargas accidentales de voltaje a corto plazo en el bus de + 5V (por ejemplo, como resultado del establecimiento de voltaje después de una disminución repentina de la corriente de carga). El diodo D19 se está desacoplando.
El circuito de generación de señal PG en esta fuente de alimentación de conmutación tiene dos funciones y se ensambla en los comparadores (3) y (4) del chip U3 y el transistor Q3.
El esquema se basa en el principio de controlar la presencia de una tensión alterna de baja frecuencia en el devanado secundario del transformador de arranque T1, que opera en este devanado solo si hay una tensión de alimentación en el devanado primario T1, es decir. Mientras que la fuente de alimentación conmutada está conectada a la red eléctrica.
Casi inmediatamente después de que se enciende el UPS, aparece una tensión auxiliar Upom en el CCD del condensador, que suministra el chip de control U4 y el chip auxiliar U3. Además, la tensión alterna del devanado secundario del transformador de arranque T1 a través del diodo D13 y la resistencia limitadora de corriente R23 carga el condensador C19. Voltaje con divisor resistivo alimentado C19 R24, R25. Con la resistencia R25, una parte de este voltaje se aplica a la entrada directa del comparador 3, lo que resulta en el cierre de su transistor de salida. Inmediatamente después de esto, el voltaje de salida de la fuente de referencia interna del microcircuito U4 Uref = + 5B cierra el divisor R26, R27. Por lo tanto, la entrada inversora del comparador 3 se suministra al nivel de referencia desde la resistencia R27. Sin embargo, este nivel se elige para que sea más bajo que el nivel en la entrada directa y, por lo tanto, el transistor de salida del comparador 3 permanece en el estado cerrado. Por lo tanto, comienza el proceso de carga de la capacitancia de retardo C20 a lo largo de la cadena: Upom - R39 - R30 - C20 - "cuerpo".
A medida que el capacitor C20 se carga, la tensión se aplica a la entrada invertida 4 del chip U3. La entrada directa de este comparador se energiza desde el resistor R32 divisor R31, R32 conectado al bus Upom. Siempre que la tensión en el condensador de carga C20 no exceda la tensión en la resistencia R32, el transistor de salida del comparador 4 está cerrado. Por lo tanto, en la base del transistor Q3 fluye la corriente de apertura a través del circuito: Upom - R33 - R34 - 6-e Q3 - "estuche".
El transistor Q3 está abierto a la saturación, y la señal PG tomada de su colector tiene un nivel bajo pasivo e impide que el procesador se inicie. Durante este tiempo, durante el cual el nivel de voltaje del capacitor C20 alcanza el nivel en la resistencia R32, la fuente de alimentación de conmutación tiene tiempo para alcanzar de manera confiable el modo de operación nominal, es decir. Todos sus voltajes de salida aparecen en su totalidad.
Tan pronto como el voltaje en C20 excede el voltaje tomado de R32, el comparador 4 conmuta y el transistor de salida se abre.
Esto implicará el cierre del transistor Q3, y la señal PG, tomada de su carga de colector R35, se activa (nivel H) y permite que el procesador se inicie.
Al desconectar la fuente de alimentación de impulsos de la red en el devanado secundario del transformador de arranque T1, la tensión alterna desaparece. Por lo tanto, la tensión en el condensador C19 disminuye rápidamente debido a la pequeña capacidad de este último (1 μf). Tan pronto como la caída de voltaje en la resistencia R25 sea menor que en la resistencia R27, el comparador 3 cambiará y su transistor de salida se abrirá. Esto conllevará una desconexión protectora de los voltajes de salida del chip de control U4, ya que Transistor Q4 abierto. Además, a través del transistor de salida abierto del comparador 3, comenzará el proceso de aceleración de la descarga del condensador C20 a través del circuito: (+) C20 - R61 - D14 - transistor de salida del comparador de salida de to th th - "cuerpo".
Tan pronto como el nivel de voltaje en C20 sea menor que el nivel de voltaje en R32, el comparador 4 conmuta y su transistor de salida se cierra. Esto implicaría abrir el transistor Q3 y cambiar la señal de PG a un nivel bajo inactivo antes de que los voltajes en los buses de salida del UPS comiencen a caer de manera inaceptable. Esto conducirá a la inicialización de la señal de reinicio del sistema informático y al estado inicial de toda la parte digital de la computadora.
Ambos comparadores 3 y 4 del circuito de generación de señales PG están cubiertos por retroalimentaciones positivas con la ayuda de las resistencias R28 y R60, respectivamente, que aceleran su conmutación.
Una salida suave al modo en este UPS se proporciona tradicionalmente por medio de una cadena de formación C24, R41 conectada al pin 4 del chip de control U4. La tensión residual en el pin 4, que determina la duración máxima posible de los impulsos de salida, se establece mediante el divisor R49, R41.
El motor del ventilador se alimenta con voltaje desde el capacitor C14 en el canal de generación de voltaje de -12 V a través del filtro de desacoplamiento adicional en forma de L R16, C15.
R. ALEXANDROV, Maloyaroslavets región Kaluga.
Radio, 2002, No. 5, 6, 8
Las computadoras domésticas de UPS están diseñadas para funcionar desde una red monofásica de CA (110/230 V, 60 Hz - importadas, 127/220 V, 50 Hz - producción nacional). Dado que la red de 220 V, 50 Hz es generalmente aceptada en Rusia, no existe el problema de elegir una unidad para la tensión de red requerida. Solo es necesario asegurarse de que el interruptor de voltaje de la red en la unidad (si corresponde) esté configurado a 220 o 230 V. La ausencia del interruptor indica que la unidad puede trabajar en el rango de voltaje de red indicado en su etiqueta sin ningún cambio. Los UPS clasificados a 60 Hz funcionan perfectamente en una red de 50 Hz.
El UPS está conectado a las placas base AT con dos arneses de cableado con tomas P8 y P9, como se muestra en la fig. 1 (vista desde los nidos). Los colores de los cables que se muestran entre paréntesis son estándar, aunque no todos los fabricantes de UPS se adhieren estrictamente a ellos. Para poder orientar correctamente las tomas cuando se conectan a los enchufes de la placa base, hay una regla simple: cuatro cables negros (circuito GND), adecuados para ambas tomas, deben estar ubicados uno al lado del otro.
Los principales circuitos de alimentación de las placas base de formato ATX se concentran en el conector que se muestra en la fig. 2. Como en el caso anterior, la vista desde la toma de corriente. Los UPS de este formato tienen una entrada de control remoto (circuito PS-ON), cuando están conectados a un cable común (circuito COM ≈ "común", equivalente a GND), la unidad conectada a la red comienza a funcionar. Si el circuito PS-ON≈SOM está roto, no hay voltajes en las salidas del UPS, con la excepción de los +5 V "en servicio" en el circuito + 5VSB. En este modo, la potencia consumida desde la red es muy pequeña.
Los UPS de formato ATX se suministran con un zócalo de salida adicional, que se muestra en la fig. 3 El propósito de sus cadenas es el siguiente:
FanM ≈ salida del sensor de velocidad del ventilador que enfría el UPS (dos pulsos por revolución);
FanC ≈ entrada de control de velocidad analógica (0 ... 12 V) para este ventilador. Si esta entrada se desconecta de los circuitos externos o se le aplica un voltaje constante de más de 10 V, la capacidad del ventilador es máxima;
3.3V Sense signal Señal de entrada del voltaje del regulador de voltaje de +3.3 V. Se conecta con un cable separado directamente a los pines de la fuente de alimentación de los microcircuitos en la placa del sistema, lo que permite compensar la caída de voltaje en los cables de suministro. Si no hay una toma adicional, este circuito está conectado a la toma 11 de la toma de corriente principal (vea la Fig. 2);
1394R ≈ menos una fuente de voltaje aislada del cable común de 8 ... 48 V para la fuente de alimentación de los circuitos de interfaz IEEE-1394;
1394V ≈ más de la misma fuente.
Los UPS de cualquier formato deben suministrarse con varios enchufes para alimentar las unidades y algunos otros dispositivos periféricos de la computadora.
Cada UPS "computador" genera una señal lógica llamada R G. (Potencia buena) en bloques AT o PW-OK (Potencia OK) en bloques ATX, un nivel alto de los cuales indica que todos los voltajes de salida están dentro de límites aceptables. En la placa base de una computadora, esta señal está involucrada en la formación de una señal de reinicio del sistema (Reinicio). Después de encender el UPS, el nivel de la señal RG. (PW-OK) por un tiempo permanece bajo, prohibiendo el procesador, hasta que se completen los transitorios en los circuitos de alimentación.
Cuando se desconecta la tensión de la red o si el SAI ha experimentado un mal funcionamiento repentino, el nivel lógico de la señal de G. G. (PW-OK) cambia antes de que los voltajes de salida de la unidad caigan por debajo de los valores aceptables. Esto hace que el procesador se detenga, evita la distorsión de los datos almacenados en la memoria y otras operaciones irreversibles.
La intercambiabilidad de UPS se puede evaluar de acuerdo con los siguientes criterios.
El número de voltajes de salida. Para alimentar un formato IBM PC AT, debe haber al menos cuatro (+12 V, +5 V, -5 V y -12 V). Las corrientes de salida máxima y mínima se regulan por separado para cada canal. Sus valores habituales para fuentes de diferente poder se dan en la tabla. 1. Las computadoras de formato ATX además requieren +3.3 V y algunos otros voltajes (se mencionó anteriormente).
Tenga en cuenta que el funcionamiento normal de la unidad con una carga inferior al mínimo no está garantizado y, a veces, este modo es simplemente peligroso. Por lo tanto, no se recomienda encender el UPS sin una carga en la red (por ejemplo, para pruebas).
La potencia de la unidad de fuente de alimentación (total sobre todos los voltajes de salida) en una PC completamente equipada con dispositivos periféricos debe ser de al menos 200 W. Prácticamente es necesario tener 230 ... 250 W, y al instalar "discos duros" y unidades de CD-ROM adicionales, es posible que se requiera más. Los fallos de funcionamiento de la PC, especialmente los que ocurren en los momentos en que se encienden los motores de estos dispositivos, a menudo se asocian con una sobrecarga de la fuente de alimentación. Las computadoras utilizadas como servidores de redes de información consumen hasta 350 vatios. Los UPS de pequeña potencia (40 ... 160 W) se utilizan en computadoras especializadas, por ejemplo, con un conjunto limitado de periféricos.
El volumen ocupado por el UPS generalmente aumenta al aumentar su longitud hacia la parte frontal de la PC. Las dimensiones de instalación y los puntos de montaje de la unidad en la caja de la computadora permanecen sin cambios. Por lo tanto, cualquier (con raras excepciones) la unidad podrá instalarse en lugar de la falla.
La base de la mayoría de los UPS es un inversor de medio puente de dos tiempos que opera a una frecuencia de varias decenas de kilohercios. La tensión de alimentación del inversor (aproximadamente 300 V) ≈ red rectificada y alisada. El inversor consta de una unidad de control (un generador de impulsos con una etapa de amplificación de potencia intermedia) y una etapa de salida potente. Este último se carga en un transformador de potencia de alta frecuencia. Los voltajes de salida se obtienen usando rectificadores conectados a los devanados secundarios de este transformador. La estabilización de voltaje se realiza utilizando pulsos de modulación de ancho de pulso (PWM) generados por el inversor. Por lo general, un sistema operativo estabilizador cubre solo un canal de salida, como regla general, +5 o +3.3 V. Como resultado, los voltajes en las otras salidas no dependen del voltaje en la red, pero siguen sujetos a carga. A veces se estabilizan adicionalmente utilizando microcircuitos estabilizadores convencionales.
En la mayoría de los casos, este nodo se realiza de acuerdo con un esquema similar al que se muestra en la Fig. 4, las diferencias son solo en el tipo de puente rectificador VD1 y más o menos elementos de protección y seguridad. A veces el puente se ensambla a partir de diodos individuales. Cuando el interruptor S1 está abierto, lo que corresponde a la fuente de alimentación de la unidad desde la red eléctrica 220 ... 230 V, el puente del rectificador,, la tensión en su salida (condensadores C4, C5 conectados en serie) está cerca de la amplitud de la red. Cuando la red es de 110 ... 127 V, cerrando los contactos del interruptor, convierta el dispositivo en un rectificador con un doblador de voltaje y reciba en su salida un voltaje constante, el doble de la amplitud de la red. Dicha conmutación se proporciona en el SAI, cuyos estabilizadores mantienen los voltajes de salida dentro de límites aceptables solo cuando la desviación de la red eléctrica es del 20%. Las unidades con estabilización más efectiva son capaces de operar a cualquier voltaje de red (típicamente, de 90 a 260 V) sin necesidad de conmutación.
Los resistores R1, R4 y R5 están diseñados para descargar los condensadores del rectificador después de desconectarlos de la red, y C4 y C5, además, igualan los voltajes en los condensadores C4 y C5. El termistor R2 con un coeficiente de temperatura negativo limita la amplitud de los condensadores de carga de corriente de arranque C4, C5 en el momento de encender el bloque. Luego, como resultado del autocalentamiento, su resistencia disminuye y prácticamente no afecta el funcionamiento del rectificador. El varistor R3 con un voltaje de clasificación mayor que la amplitud máxima de la red protege contra las emisiones de este último. Desafortunadamente, este varistor es inútil si la unidad se enciende accidentalmente con un interruptor cerrado S1 en la red de 220 V. Reemplazar las resistencias R4, R5 con varistores con un voltaje de clasificación de 180 ... 220 V, cuya ruptura conlleva la quema de un enlace fusible, puede salvar las graves consecuencias. Algunas veces los varistores están conectados en paralelo con las resistencias especificadas o solo una de ellas.
Los condensadores C1 ≈ NW y el estrangulador de impulsor doble L1 forman un filtro que protege a la computadora de las interferencias de la red y a la red ≈ de las interferencias de la computadora. A través de los condensadores C1 y Sz, la caja de la computadora se conecta en corriente alterna con los cables de la red. Por lo tanto, el voltaje para tocar una computadora sin conexión a tierra puede llegar a la mitad de la red. Esto no es potencialmente mortal, ya que la reactancia de los condensadores es lo suficientemente grande, pero a menudo conduce al fallo de los circuitos de interfaz en el momento de conectar dispositivos periféricos a la computadora.
En el arroz 5 Se muestra una porción del UPS GT-150W común. Los impulsos formados por la unidad de control, a través del transformador T1, llegan a las bases de los transistores VT1 y VT2, abriéndolos alternativamente. Los diodos VD4 y VD5 protegen los transistores del voltaje de polaridad inversa. Los condensadores C6 y C7 corresponden a C4 y C5 en el rectificador (ver Fig. 4). La tensión de los devanados secundarios del transformador T2 se rectifica para obtener la salida. Uno de los rectificadores (VD6, VD7 con filtro L1C5) se muestra en el diagrama.
La mayoría de los power-ups del UPS son diferentes de los considerados solo por los tipos de transistores, que pueden ser, por ejemplo, de campo o contener diodos de protección incorporados. Hay varias variantes de circuitos de base (para bipolares) o circuitos de puerta (para transistores de efecto de campo) con diferentes números, clasificaciones y circuitos de conmutación de elementos. Por ejemplo, las resistencias R4, R6 pueden conectarse directamente a las bases de los respectivos transistores.
En estado estable, la unidad de control del inversor es alimentada por el voltaje de salida del UPS, pero no está presente en el momento de la conexión. Hay dos formas principales de obtener la tensión de alimentación requerida para que se inicie el inversor. El primero de ellos se implementa en el esquema considerado (Fig. 5). Inmediatamente después de encender la unidad, la tensión de red rectificada fluye a través del divisor resistivo R3 ≈ R6 a los circuitos base de los transistores VT1 y \\ / T2, abriéndolos, y los diodos VD1 y VD2 evitan el desvío de las secciones de emisor de base de los transistores con devanados II y III de T1. Al mismo tiempo, tiene lugar la carga de los condensadores C4, C6 y C7, y la corriente de carga del condensador C4, que fluye a través del devanado I del transformador T2 y a través del devanado II del transformador T1, induce una tensión en los devanados II y III de este último, que abre uno de los transistores y cierra el otro. Cuál de los transistores se cierra y cuál ≈ se abre, depende de la asimetría de las características de los elementos de la cascada.
Como resultado del sistema operativo positivo, el proceso se ejecuta como una avalancha y el pulso inducido en el devanado II del transformador T2 a través de uno de los diodos VD6, VD7, resistencia R9 y diodo VD3 carga el condensador C3 a un voltaje suficiente para iniciar la unidad de control. Más tarde, recibe la alimentación del mismo circuito y la tensión rectificada por los diodos VD6 y VD7 después del alisado con el filtro L1C5 se alimenta a la salida de + 12 V del UPS.
La variante de los circuitos de arranque iniciales utilizados en el UPS LPS-02-150XT solo difiere en que la tensión del divisor, similar a R3 ≈ R6 (Fig. 5), se suministra desde un solo rectificador de onda completa de la tensión de red con un condensador de filtro de pequeña capacidad. Como resultado, los transistores del inversor se abren antes que los condensadores del filtro rectificador principal (C6, C7, ver Fig. 5) que están cargados, lo que proporciona un arranque más seguro.
El segundo método de alimentación de la unidad de control durante el arranque contempla la presencia de un transformador reductor especial de baja potencia con un rectificador, como se muestra en el diagrama de la fig. 6, aplicado en el UPS PS-200B.
El número de vueltas del devanado secundario del transformador se elige de modo que la tensión rectificada sea ligeramente inferior a la tensión de salida en el canal de +12 V del bloque, pero suficiente para que funcione la unidad de control. Cuando el voltaje de salida del UPS alcanza el valor nominal, el diodo VD5 se abre, los diodos puente VD1 ≈ VD4 permanecen cerrados durante todo el período de voltaje alterno y la unidad de control cambia para alimentar el voltaje de salida del inversor sin consumir más energía del transformador de arranque.
En las etapas de potencia de los inversores lanzados de esta manera, no hay necesidad de un sesgo inicial en las bases de los transistores y retroalimentación positiva. Por lo tanto, las resistencias R3, R5 no son necesarias, los diodos VD1, VD2 se reemplazan con puentes y el devanado II del transformador T1 se realiza sin remoción (ver Fig. 5).
En la fig. La figura 7 muestra un circuito rectificador de UPS de cuatro canales típico. Para no violar la simetría de la inversión de magnetización del circuito magnético de un transformador de potencia, los rectificadores se construyen solo de acuerdo con los diagramas de onda completa, y los rectificadores de puente, que se caracterizan por mayores pérdidas, casi no se utilizan. La característica principal de los rectificadores en UPS es suavizar los filtros, comenzando con la inductancia (choke). El voltaje en la salida del rectificador con un filtro similar depende no solo de la amplitud, sino también del ciclo de trabajo (la relación entre la duración y el período de repetición) de los impulsos entrantes. Esto hace posible estabilizar la tensión de salida, cambiando el ciclo de trabajo de la entrada. Los rectificadores utilizados en muchos otros casos con filtros que comienzan con un condensador no tienen esta propiedad. El proceso de cambiar el ciclo de trabajo del pulso generalmente se llama PWM mod modulación de ancho de pulso (inglés PWM ≈ Pulse Width Modulation).
Dado que la amplitud de los impulsos, proporcional al voltaje en la red de suministro, en las entradas de todos los rectificadores en los cambios de la unidad de acuerdo con la misma ley, la estabilización usando PWM de uno de los voltajes de salida también estabiliza todos los demás. Para mejorar este efecto, los choques de filtro L1.1 ≈ L1.4 de todos los rectificadores están enrollados en un núcleo magnético común. El acoplamiento magnético entre ellos sincroniza adicionalmente los procesos que ocurren en los rectificadores.
Para el correcto funcionamiento de un rectificador con un filtro en L, es necesario que su corriente de carga exceda un cierto valor mínimo, dependiendo de la inductancia del estrangulador del filtro y la frecuencia de los pulsos. Esta carga inicial es creada por las resistencias R4 ≈ R7 conectadas en paralelo con los capacitores de salida C5 ≈ C8. También sirven para acelerar la descarga de los condensadores después de que se apaga el SAI.
A veces se obtiene un voltaje de -5 V sin un rectificador separado de un voltaje de -12 V con la ayuda de un estabilizador integrado de la serie 7905. Los análogos nacionales son los chips KR1162EN5A, KR1179EN05. La corriente consumida por los nodos de la computadora a lo largo de este circuito generalmente no excede unos pocos cientos de miliamperios.
En algunos casos, los estabilizadores integrales se instalan en otros canales del UPS. Esta solución elimina el efecto de la carga variable en el voltaje de salida, pero reduce la eficiencia de la unidad y, por esta razón, se usa solo en canales de potencia relativamente baja. Un ejemplo es el circuito de montaje del rectificador de UPS PS-6220C que se muestra en el arroz 8. Diodos VD7 ≈ VD10 ≈ de protección.
Como en la mayoría de las otras unidades, aquí los diodos de barrera Schottky (conjunto VD6) se instalan en el rectificador de +5 V, diferenciándose en la caída de voltaje en la dirección hacia adelante y el tiempo de recuperación de la resistencia inversa, que es más pequeño que en los diodos convencionales. Ambos factores son favorables para aumentar la eficiencia. Desafortunadamente, la tensión inversa relativamente baja no permite el uso de diodos Schottky en el canal de +12 V. Sin embargo, en el nodo en cuestión, este problema se resuelve conectando dos rectificadores en serie: el rectificador de 5 V en el conjunto del diodo Schottky se suma a 5 V.
Para eliminar peligrosas para los diodos, se proporcionan sobretensiones de voltaje en los devanados del transformador en los frentes de los impulsos para los circuitos de amortiguamiento R1C1, R2C2, R3C3 y R4C4.
En la mayoría de los UPS "computarizados", este nodo se basa en el chip controlador P49M TL494CN (el análogo doméstico ≈ KR1114EU4) o sus modificaciones. La parte principal del esquema de un nodo similar se encuentra en la Fig. 9, también muestra los elementos del dispositivo interno de dicho chip.
El generador de dientes de sierra G1 sirve como conductor. Su frecuencia depende de las clasificaciones de los elementos externos R8 y СЗ. La tensión generada se suministra a dos comparadores (A3 y A4), cuyos impulsos de salida se suman mediante el elemento O D1. Además, los impulsos a través de los elementos O NO D5 y D6 se alimentan a los transistores de salida del chip (V3, V4). Los impulsos de la salida del elemento D1 también llegan a la entrada de conteo del disparador D2, y cada uno de ellos cambia el estado del disparador. Por lo tanto, si la salida del chip 13 presentó un registro. 1 o, como en el caso que se considera, se deja libre, los impulsos en las salidas de los elementos D5 y D6 se alternan, lo que es necesario para controlar el inversor push-pull. Si el chip TL494 se usa en un convertidor de voltaje de un solo extremo, el pin 13 se conecta al cable común, como resultado, el disparador D2 ya no está involucrado en la operación, y los pulsos en todas las salidas aparecen simultáneamente.
Elemento A1 ampl amplificador de señal de error en el circuito de estabilización de voltaje de salida del UPS. Esta tensión (en este caso ≈ +5 V) a través del divisor resistivo R1R2 va a una de las entradas del amplificador. En su segunda entrada ≈, el voltaje de referencia recibido del estabilizador A5 integrado en el chip utilizando el divisor resistivo R3 ≈ R5. El voltaje en la salida A1, proporcional a la diferencia de la entrada, establece el umbral de operación del comparador A4 y, en consecuencia, el ciclo de trabajo en su salida. Dado que la tensión de salida del UPS depende de la relación de trabajo (ver más arriba), en un sistema cerrado se mantiene automáticamente su igualdad con el modelo, teniendo en cuenta la relación de división R1R2. La cadena R7C2 es necesaria para la estabilidad del estabilizador. En este caso, el segundo amplificador (A2) de las teclas no participa en el suministro de los voltajes correspondientes a sus entradas y en funcionamiento.
La función del comparador A3 es asegurar la presencia de una pausa entre los impulsos en la salida del elemento D1, incluso si la tensión de salida del amplificador A1 está fuera de los límites aceptables. El umbral mínimo de operación A3 (cuando se conecta el pin 4 al cable común) se establece mediante la fuente de voltaje interno GV1. Al aumentar la tensión en el pin 4, la longitud de pausa mínima aumenta, por lo tanto, la tensión de salida máxima del UPS disminuye.
Esta característica se utiliza para arranques suaves. El hecho es que en el momento inicial de operación de la unidad, los condensadores de los filtros de sus rectificadores están completamente descargados, lo que equivale a cerrar las salidas al cable común. El arranque inmediato del inversor "a plena potencia" dará lugar a una enorme sobrecarga de los transistores de una potente cascada y su posible fallo. El circuito C1R6 garantiza un arranque suave y sin sobrecarga del inversor.
La primera vez después de encender, el condensador C1 se descarga, y la tensión en el pin 4 de DA1 está cerca de +5 V, obtenida del estabilizador A5. Esto garantiza una pausa de la máxima duración posible, hasta la ausencia completa de impulsos en la salida del chip. A medida que el condensador C1 se carga a través de la resistencia R6, la tensión en el pin 4 disminuye y, con ello, la duración de la pausa. Al mismo tiempo, la tensión de salida de la UPS aumenta. Esto continúa hasta que se acerca al ejemplar y la retroalimentación estabilizadora entra en vigor. La carga adicional del condensador C1 no afecta los procesos en el UPS. Dado que cada vez que se enciende el SAI, el condensador C1 debe estar completamente descargado, en muchos casos se proporciona para sus circuitos de descarga forzada (no se muestra en la Fig. 9).
La tarea de esta cascada es amplificar los pulsos antes de que se envíen a potentes transistores. A veces, la cascada intermedia está ausente como un nodo independiente, siendo parte del chip del oscilador maestro. Un diagrama de dicha cascada, usado en el UPS PS-200B, se muestra en la fig. 10 El transformador T1 correspondiente corresponde aquí al de la fig. 5
En el UPS APPIS, se utiliza una cascada intermedia de acuerdo con el esquema que se muestra en la Fig. 11, que difiere de lo considerado anteriormente por la presencia de dos transformadores T1 y T2 correspondientes, por separado para cada transistor de potencia. La polaridad de conmutación de los devanados del transformador es tal que el transistor de etapa intermedia y el potente transistor asociado están en el estado abierto al mismo tiempo. Si no toma medidas especiales, después de varios ciclos de funcionamiento del inversor, la acumulación de energía en los circuitos magnéticos de los transformadores provocará la saturación de este último y una reducción significativa en la inductancia de los devanados.
Considere cómo resolver este problema, por ejemplo, una de las "mitades" de la etapa intermedia con un transformador T1. Cuando el chip del transistor está abierto, el devanado Ia está conectado a una fuente de alimentación y un cable común. A través de ella fluye una corriente linealmente creciente. En el devanado II, se induce un voltaje positivo, que ingresa al circuito principal del transistor de alta potencia y lo abre. Cuando el transistor en el microcircuito está cerrado, la corriente en el devanado Ia se interrumpe. Pero el flujo magnético en el núcleo magnético del transformador no puede cambiar instantáneamente, por lo tanto, en el bobinado IB, una corriente descendente lineal fluirá a través del diodo VD1 abierto desde el cable común a la fuente de alimentación positiva. Por lo tanto, la energía acumulada en un campo magnético durante un pulso se devuelve a la fuente en una pausa. El voltaje en el bobinado II durante una pausa es negativo, y el transistor de alta potencia está cerrado. De manera similar, pero en antifase, la segunda "mitad" de la cascada funciona con el transformador T2.
La presencia de flujos magnéticos pulsados con un componente constante en los núcleos magnéticos hace necesario aumentar la masa y el volumen de los transformadores T1 y T2. En general, la etapa intermedia con dos transformadores no es muy exitosa, aunque se ha generalizado bastante.
Si la potencia de los transistores en el chip TL494CN no es suficiente para controlar directamente la etapa de salida del inversor, use un circuito similar al que se muestra en la Fig. 12, donde se muestra el UPS KYP-150W. La mitad del devanado I del transformador T1 sirve como carga de colector de los transistores VT1 y VT2, que se abren alternativamente por impulsos del chip DA1. La resistencia R5 limita la corriente de colector de los transistores a aproximadamente 20 mA. Usando los diodos VD1, VD2 y el condensador C1, los emisores de los transistores VT1 y VT2 soportan el voltaje necesario para su cierre confiable de +1.6 V. Su propia capacidad. El diodo VD3 se cierra si la sobretensión en el terminal de bobinado medio I excede la tensión de alimentación de la cascada.
Otra variante del circuito de etapa intermedia (UPS ESP-1003R) se muestra en la fig. 13. En este caso, los transistores de salida del chip DA1 están conectados en un circuito con un colector común. Condensadores C1 y C2 - forzados. El devanado I del transformador T1 no tiene salida media. Dependiendo de cuál de los transistores VT1, VT2 está actualmente abierto, el circuito de bobinado está cerrado a la fuente de energía a través de una resistencia R7 o R8 conectada al colector del transistor cerrado.
Antes de reparar el UPS, debe retirarse de la unidad del sistema informático. Para hacer esto, desconecte la computadora de la red quitando el enchufe del tomacorriente. Abriendo la caja de la computadora, suelte todos los conectores del UPS y, quitando los cuatro tornillos en la parte posterior de la unidad del sistema, saque el UPS. Luego retire la cubierta en forma de U del UPS, desatornillando los tornillos que lo sostienen. La PCB se puede quitar desatornillando los tres "tornillos autorroscantes" que lo aseguran. Una característica de las tarjetas de muchos UPS es que el conductor impreso del cable común se divide en dos partes, que se interconectan solo a través de la caja metálica de la unidad. En la placa que se extrajo de la caja, estas partes deben conectarse con un conductor montado.
Si la fuente de alimentación se desconectó de la fuente de alimentación hace menos de media hora, es necesario encontrar en la placa y descargar los condensadores de óxido 220 o 470 uF x 250 V (estos son los condensadores más grandes de la unidad). Durante el proceso de reparación, se recomienda repetir esta operación después de cada desconexión de la unidad de la red eléctrica o frenar temporalmente los condensadores con resistencias de 100 ... 200 kΩ con una capacidad de al menos 1 W
En primer lugar, inspeccione los detalles del UPS e identifique claramente defectuoso, por ejemplo, quemado o agrietado en el caso. Si la unidad falla debido a una falla del ventilador, verifique los elementos instalados en los disipadores de calor: los transistores de potencia del inversor y los ensamblajes de los diodos Schottky de los rectificadores de salida. Durante la "explosión" de los condensadores de óxido, su electrolito se pulveriza en toda la unidad. Para evitar la oxidación de las partes metálicas que transportan corriente, es necesario lavar el electrolito con una solución débilmente alcalina (por ejemplo, diluir el producto "Fairy" con agua en una proporción de 1:50).
Convertir la unidad en una red, en primer lugar, mide todos sus voltajes de salida. Si resulta que al menos uno de los voltajes de los canales de salida está cerca del valor nominal, se debe buscar la falla en los circuitos de salida de los canales defectuosos. Sin embargo, como muestra la práctica, los circuitos de salida rara vez fallan.
En caso de fallo de todos los canales, el método para determinar los fallos es el siguiente. Mida la tensión entre el terminal positivo del condensador C4 y el C5 negativo (consulte la Fig. 4) o el colector del transistor VT1 y el emisor de VT2 (consulte la Fig. 5). Fig. 4) o los componentes individuales de sus diodos. Si el voltaje rectificado es normal y la unidad no funciona, lo más probable es que uno o los dos transistores de la etapa del inversor de alta potencia hayan fallado (VT1, VT2, ver Fig. 5), que están sujetos a las mayores sobrecargas térmicas. Con buenos transistores, queda verificar el chip TL494CN y sus circuitos asociados.
Los transistores defectuosos pueden ser reemplazados por contrapartes nacionales o importadas que sean adecuadas para los parámetros eléctricos, las dimensiones generales y de montaje, guiados por los datos que figuran en la Tabla. 2. La sustitución de los diodos se selecciona de acuerdo con la tabla. 3
Los diodos rectificadores de un rectificador de red (ver. Fig. 4) pueden reemplazarse con éxito por KD226G doméstico, KD226D. Si se instalan condensadores con una capacidad de 220 microfaradios en el rectificador de red, es deseable reemplazarlos con 470 microfaradios, el lugar para esto generalmente se proporciona en la placa. Para reducir la interferencia, se recomienda que cada uno de los cuatro diodos rectificadores se puentee con un condensador de 1000 pF a un voltaje de 400 ... 450 V.
Los transistores 2SC3039 se pueden reemplazar por KT872A doméstico. Pero el diodo de amortiguación PXPR1001 para reemplazar el que falla, es difícil de adquirir, incluso en las grandes ciudades. En esta situación, puede usar tres diodos conectados en la serie KD226G o KD226D. Es posible reemplazar un diodo defectuoso y un transistor de alta potencia protegido por él, instalar un transistor con un diodo de amortiguación integrado, por ejemplo, 2SD2333, 2SD1876, 2SD1877 o 2SD1554. Cabe señalar que en muchos UPS liberados después de 1998, tal reemplazo ya se ha realizado.
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Para mejorar la confiabilidad del IEP, se puede recomendar en paralelo con las resistencias R7 y R8 (ver Fig. 5) conectar inductores de 4 μH inductores. Se pueden enrollar con un cable con un diámetro de al menos 0,15 mm en aislamiento de seda en cualquier circuito de anillo magnético. El número de vueltas se calcula mediante las fórmulas conocidas.
En muchos UPS no hay una resistencia de corte para ajustar el voltaje de salida (R3, ver Fig. 9), en su lugar está configurada para ser constante. Si se requiere un ajuste, se puede hacer ajustando temporalmente la resistencia de ajuste y luego reemplazándolo con el valor permanente encontrado.
Para mejorar la confiabilidad, es útil reemplazar los condensadores de óxido importados instalados en los filtros de los rectificadores más potentes + 12 V y +5 V con capacitores K50-29 equivalentes en capacidad y voltaje. Se debe tener en cuenta que no todos los condensadores provistos por el circuito se instalan en las tarjetas de muchos UPS (presumiblemente por ahorro), lo que afecta adversamente las características de la unidad. Se recomienda instalar los condensadores faltantes en sus lugares previstos.
Ensamblando la unidad después de la reparación, no olvide retirar los puentes y resistencias instalados temporalmente, y conecte el ventilador incorporado al conector apropiado.
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