ATX POWER SUPPLY CIRCUIT
Minden nap egyre népszerűbb a rádió amatőrök között a számítógépes tápegységek.ATX. Egy viszonylag kis áron erőteljes, kompakt és 5 és 12 V 250-500 wattos feszültségforrás. BPATXaz akkumulátorok töltőkészülékeiben, valamint a laboratóriumi tápegységekben, valamint a hegesztő inverterekben is használható, és még egy csomó alkalmazás is megtalálható számukra egy bizonyos képzelet segítségével. És ha a BP rendszerATX és megváltozott, majd minimális.
Ezeknek a tápegységeknek az áramkör kialakítása szinte minden gyártónál azonos. Egy kis különbség csak az AT és ATX tápegységekre vonatkozik. A két fő különbség az, hogy az AT-ban lévő PSU nem támogatja a Extended Power Management Standard szoftvert. Ezt a tápegységet csak akkor lehet leválasztani, ha leállítja a bemeneti feszültségellátást, és az ATX tápegységekben lehetőség van a vezérlőjel programszerű kikapcsolására az alaplapról. Általában az ATX kártya nagyobb, mint az AT, és függőlegesen meghosszabbodik.
Bármely számítógépes tápegységben a +12 V feszültség a meghajtó motorok meghajtására szolgál. Ennek az áramkörnek a tápegységének magas kimeneti áramot kell biztosítania, különösen sok meghajtónyílással rendelkező számítógépen. Ezt a feszültséget a ventilátorok is szállítják. Akár 0,3 A-ot is fogyasztanak, de az új számítógépeknél ez az érték kisebb, mint 0,1 A. A számítógép összes csomópontjához a +5 V-os tápfeszültséget biztosítják, ezért nagyon nagy teljesítmény és áram, akár 20 A-ig, és a +3,3 voltos feszültség kizárólag a processzor tápellátására szolgál. Tudva, hogy a modern többmagos processzorok teljesítménye legfeljebb 150 watt, ennek az áramkörnek a kiszámítása egyszerű: 100 watt / 3,3 volt = 30 A! A -5 és -12 V-os negatív feszültségek tízszer gyengébbek, mint a fő pozitívak, így egyszerű 2-amp-diódák vannak, radiátor nélkül.
A tápegység feladata a rendszer működésének felfüggesztése, amíg a bemeneti feszültség el nem éri a normál működéshez megfelelő értéket. Minden egyes tápegységben, mielőtt engedélyt kapna a rendszer elindítására, a belső feszültség ellenőrzése és tesztelése történik. Ezután egy speciális Power Good jelet küld az alaplapra. Ha ez a jel nem érkezik meg, a számítógép nem fog működni.
A Power Good jelet kézzel lehet visszaállítani, ha az óra chipet adagolják. Amikor a Power Good jeláramkör földelt, az óra generálása leáll és a processzor leáll. A kapcsoló kinyitása után a processzor kezdeti telepítésének rövid távú jele jön létre, és megengedett a normál jeláramlás - a számítógép hardveres újraindítása történik. ATX típusú számítógépes tápegységekben a PS ON jelzés szerepel, amelyet a program a tápegység kikapcsolására használhat.
Itt letöltheti a számítógép tápegységeit, és itt nagyon hasznos az AT és ATX tápegység leírása, típusai és működési elve.Az áramellátás hatékonyságának ellenőrzése érdekében a PSU-t autós fényszórókkal rendelkező lámpákkal kell feltölteni, és minden kimeneti feszültséget mérővel mérni. Ha a feszültség normál határokon belül van. Érdemes ellenőrizni a PSU által generált feszültségváltozást a terhelés változásával.
Ezeknek a tápegységeknek a működése nagyon stabil és megbízható, de az égés esetén a nagy teljesítményű tranzisztorok, alacsony ellenállású ellenállások, egyenirányító diódák a radiátoron, varisztorok, transzformátorok és biztosítékok leggyakrabban meghibásodnak.
Számítógépes tápegységgel
Bármely számítógép munkája áramellátás nélkül lehetetlen. Ezért érdemes komolyan venni a választást. Valójában maga a számítógép teljesítménye a tápegység stabil és megbízható működésétől függ.
A tápegység fő feladata a váltakozó áram átalakítása és a szükséges feszültség további kialakítása a PC összes komponensének normál működéséhez.
A komponensekhez szükséges feszültség:
Ezeken a bejelentett értékeken kívül további mennyiségek vannak:
A BP a galvanikus leválasztás szerepét végzi a kimeneti elektromos áram és az áramot fogyasztó alkatrészek között. Egy egyszerű példa, ha az áramlás szivárgása következett be, és az a személy, aki megérintette a rendszeregység esetét, egy árammal ütné meg, de a tápegységnek köszönhetően ez nem történik meg. Gyakran használt tápegységek (PI) formátum ATX.
Az IP szerkezeti áramkör, az ATX formátum fő része egy félhíd-átalakító. Az ilyen típusú átalakítók munkája a push-pull mód használata.
A PI kimeneti paramétereinek stabilizálása pulzusszélesség-modulációval (PWM-vezérlő) történik.
A kapcsolási tápegység gyakran használja a TL494 PWM vezérlő chipet, amely számos pozitív tulajdonsággal rendelkezik:
A szokásos elv impulzus A BP látható a képen.
Az első egység az AC és a DC közötti váltást hajtja végre. A konverter egy dióda-híd formájában van, amely átalakítja a feszültséget, és egy kondenzátor, amely simítja az oszcillációkat.
Ezen elemeken kívül további komponensek is jelen lehetnek: feszültségszűrő és termisztorok. De a magas költségek miatt ezek az alkatrészek hiányozhatnak.
A generátor egy bizonyos frekvenciával impulzust hoz létre, amely a transzformátor tekercselését biztosítja. A transzformátor elvégzi a fő munkát a tápegységben, ez galvanikusan elkülönül és az áramváltás a szükséges értékekre.
Egy egyszerű impulzus tápegység, bár egy működő eszköz, de a gyakorlatban kényelmetlen. Sok paramétere a "float" kimeneten, beleértve a feszültséget is. Mindezek a mutatók az átalakító kimenetén lévő instabil feszültség, hőmérséklet és terhelés miatt változnak.
De ha ezeket a mutatókat egy vezérlő segítségével kezeli, amely a stabilizátor és a kiegészítő funkciók szerepét fogja betölteni, akkor a rendszer teljesen használható lesz.
A pulzusszélesség modulációs vezérlővel ellátott PSU blokkdiagramja egyszerű, és a PWM vezérlőn lévő impulzusgenerátort ábrázolja.
A PWM vezérlő az aluláteresztő szűrőn (LPF) áthaladó jelek amplitúdóját állítja be. A fő előny az erősítő nagy hatékonysága és a széleskörű használat.
A PC új áramforrásaiban egy további blokk jelenik meg - teljesítménytényező korrektor (CMC). A KKM eltávolítja az AC egyenirányító megjelenő hibáit és növeli a teljesítménytényezőt (KM).
Ezért a gyártók aktívan gyártják a BP-t a CM kötelező korrekciójával. Ez azt jelenti, hogy a számítógépen lévő számítógép 300 W és annál nagyobb tartományban fog működni.
Ezekben a tápegységekben egy speciális fojtót használnak, amelynek induktivitása magasabb, mint a bemenet. Az ilyen PI-t PFC-nek vagy passzív CMC-nek nevezik. Lenyűgöző súlya van a kondenzátorok további használatának köszönhetően az egyenirányító kimeneténél.
A hiányosságok közül kiemelhetjük a tápegység alacsony megbízhatóságát és az UPS hibás működését az akkumulátor / hálózati üzemmód váltása során.
Ez a hálózati feszültségszűrő kis kapacitásának köszönhető, és a feszültségesés idején a CMC-áram emelkedik, és ekkor bekapcsol a rövidzárlat-védelem.
Gyakran használják a modern kettős csatornás PWM vezérlők tápegységében. Az egyetlen mikrokapcsoló képes végrehajtani egy átalakító és egy KM korrektor szerepét, ami csökkenti a BP áramkörben lévő elemek számát.
A fenti rendszerben az első rész egy + 38 V-os stabilizált feszültség kialakulását végzi, a második rész pedig egy 12 V-os stabilizált feszültséget képező átalakító.
A számítógép tápegységének csatlakoztatásához kövesse a következő lépéseket:
A személyi számítógép alkatrészeinek az áramellátáshoz való csatlakoztatásához különböző csatlakozók vannak. Ennek hátoldalán egy hálózati kábel csatlakozója és egy kapcsoló gomb.
Ezenkívül a tápegység hátoldalán és a monitor csatlakozójánál található.
A különböző modellekben más csatlakozók is lehetnek:
A modern PC tápegységekben a hátsó falon ritkábban van felszerelve ventilátor, amely forró levegőt húz ki a PSU-ból. E megoldás helyett a felső falon ventilátort kezdtek használni, ami nagyobb és csendesebb volt.
Egyes modelleknél két rajongót találhatunk egyszerre. A rendszeregység belsejében található falról egy speciális csatlakozóval ellátott huzal jön ki az alaplap áramellátásához. A képen a lehetséges csatlakozók és a pin-jelölések láthatók.
Minden huzalszín specifikus feszültséget biztosít:
A különböző gyártók módosíthatják ezeknek a vezetékeknek a színeit.
Vannak is csatlakozók a számítógép aktuális összetevőinek ellátásához.
A személyi számítógép tápegységének számos paramétere van, amelyek nem szerepelnek a dokumentációban. Az oldalsó címkén több paraméter van feltüntetve - ez feszültség és teljesítmény.
Ezt az információt nagy címkén írják a címkére. A teljesítményjelző BP a belső alkatrészekre rendelkezésre álló teljes villamos energia mennyiségét jelzi.
Úgy tűnik, hogy a szükséges kapacitású tápegység kiválasztása elegendő lenne az elfogyasztott indikátorok összegzéséhez az alkatrészekkel, és egy kis tápegység kiválasztásával. Ezért a 200w és a 250w közötti nagy különbség nem lesz jelentős.
De valójában a helyzet bonyolultabb, mert a kimeneti feszültség más lehet - + 12V, -12V és mások. Minden feszültségvezeték egy bizonyos teljesítményt fogyaszt. A tápegységben azonban van egy transzformátor, amely a PC által használt összes feszültséget generálja. Ritkán két transzformátor helyezhető el. Ez egy drága lehetőség, és a szerverek forrásaként használják.
Egyszerű tápegységekben 1 transzformátort használnak. Emiatt a feszültségvezetékek teljesítménye megváltozhat, más vonalakon kis terheléssel nőhet, és fordítva csökken.
A tápegység kiválasztásakor figyelemmel kell lenni az üzemi feszültségek maximális értékére, valamint a bejövő feszültségek tartományára, 110V és 220V között.
Igaz, a felhasználók többsége nem fordítja erre a figyelmet, és 220V-tól 240 V-ig terjedő mutatókkal rendelkező tápegységet választ ki a gyakori PC-kiesés megjelenése.
Az ilyen tápegység kikapcsol, amikor a feszültség csökken, ami nem ritka a villamosenergia-hálózatainknál, a megadott értékek túllépése pedig a számítógép leállításához vezet, védelem fog működni. A tápegység ismét bekapcsolásához ki kell kapcsolnia a hálózatról, és várnia kell egy percet.
Emlékeztetni kell arra, hogy a processzor és a videokártya legfeljebb 12 V-os üzemi feszültséget fogyaszt. Ezért a csatlakozók terhelésének csökkentése érdekében a 12V-os vonal párhuzamos párokra van felosztva a + 12V1 és + 12V2 jelöléssel. Ezeket a számokat fel kell tüntetni a címkén.
Mielőtt megvásárolná a tápegységet, figyeljen a számítógép belső alkatrészeinek energiafogyasztására.
Néhány videokártya azonban speciális áramfogyasztást igényel + 12V-ra, és ezeket a számokat figyelembe kell venni a PSU kiválasztásakor. Általában egy olyan számítógéphez, amelyhez egy videokártya van telepítve, egy 500 W-os vagy 600-as erőforrás elegendő.
Ismerje meg a vásárlói véleményeket és szakértői véleményeket a kiválasztott modellről, valamint a gyártót. A legjobb paraméterek a következők: erő, csendes működés, minőség és a címkén szereplő írásbeli jellemzők betartása.
Nem szabad pénzt megtakarítani, mert a teljes számítógép munkája a BP munkájától függ. Ezért minél jobb és megbízhatóbb a forrás, annál hosszabb ideig tart a számítógép. A felhasználó biztos lehet abban, hogy helyes döntést hoz, és nem aggódik a számítógép hirtelen leállítása miatt.
A cikket az AVGolovkov és a VB Lyubitsky „Az IBM PC-XT / AT TÍPUSA RENDSZERMODULI ÁRAMÁLLÍTÁSI EGYSÉGEI” című könyv alapján írták. A hálózati feszültséget a PWR SW tápkapcsolón keresztül az F101 4A hálózati biztosítékon keresztül, a С101, R101, L101, С104, С103, С102 elemek és az И 02, L103 fojtószelepek által létrehozott, interferencia szűrőkkel biztosítják:A BR1 egyenirányító kimenetén a C1, C2 szűrő kiegyenlítő kapacitása szerepel. A THR termisztor korlátozza ezen kondenzátorok töltésáramát. A 115V / 230V SW kapcsoló biztosítja a 220-240V és 110/127 V kapcsoló tápellátását.
Az R1, R2, C1 és C2 nagyáramú ellenállások kiegyenlítődnek (egyenlővé teszik a C1 és C2 feszültséget), valamint biztosítják a kondenzátorok kisülését a hálózati tápegység kikapcsolása után. A bemeneti áramkörök eredménye a + 310V-os hálózati feszültség Uep-féle korrigált feszültségének megjelenése néhány pulzálással. Ez az impulzusos tápegység egy kiindulási áramkört alkalmaz (kényszerített (külső) gerjesztéssel, amelyet egy speciális T1 indító transzformátoron hajtanak végre, amelynek másodlagos tekercsén a tápegység bekapcsolása után váltakozó feszültség jelenik meg a tápegység frekvenciájával. Ezt a feszültséget a D25, D26 diódák korrigálják, amelyek a T1 másodlagos tekercseléssel egy középhullámú teljes hullámú korrekciós áramkört képeznek. Az SZO a szűrő simító kapacitása, amelyen állandó feszültség alakul ki, amelyet az U4 vezérlő chip áramellátására használnak.
Az IC TL494-et hagyományosan vezérlő chipként használják ebben az impulzus tápegységben.
A kondenzátor CCD tápfeszültségét a 12 U4 csapszegbe tápláljuk. Ennek eredményeképpen az Uref = -5B belső referenciaforrás kimeneti feszültsége megjelenik a 14 U4 tűnél, a belső áramkör fűrészfog feszültsége elindul, és a 8 és 11 csapoknál a vezérlőcsapok jelennek meg, amelyek a négyszögletes impulzusok szekvenciái, amelyek negatív vezető élekkel vannak egymáshoz képest eltolva. félidő. A C29, R50 elemek, amelyek az U4 chip 5 és 6 csapjaihez vannak csatlakoztatva, meghatározzák a belső chip generátor által előállított fűrészfogfeszültség frekvenciáját.
Ennek a kapcsoló tápegységnek a megfelelő kaszkádját a nem tranzisztoros áramkör külön vezérléssel állítjuk elő. Az SZO kondenzátor tápfeszültségét a T2, TZ vezérlő transzformátorok elsődleges tekercsének középpontjába szállítják. Az IC U4 kimeneti tranzisztorok az illesztési szakasz tranzisztorainak funkcióit hajtják végre, és a rendszer szerint OE-val vannak összekapcsolva. Mindkét tranzisztor kibocsátója (a mikroszerkezet 9 és 10 csapjai) a "tokhoz" csatlakozik. Ezeknek a tranzisztoroknak a kollektorterhelései a T2, TZ vezérlő transzformátorok elsődleges féltekercsei, amelyek az U4 chip 8, 11 csatlakozóihoz csatlakoznak (a kimenő tranzisztorok nyitott kollektorjai). A T2, TZ primer tekercsek másik fele D22, D23 diódákkal van összekötve ezeknek a transzformátoroknak a magjaira.
A T2 transzformátorok, a TZ vezérli a nagy teljesítményű tranzisztoros félhíd invertert.
A mikroprocesszor kimeneti tranzisztorainak kapcsolása impulzusvezérlő EMF megjelenését eredményezi a T2, TZ vezérlő transzformátorok másodlagos tekercsén. Ezeknek az emfeknek a hatására a Q1, Q2 teljesítménytranzisztorok váltakozva nyitva állnak állítható szünetekkel ("halott zónák"). Ezért a T5 teljesítményimpulzus transzformátor elsődleges tekercsén át áramlik a fűrészfog áramáramok formájában kialakuló váltakozó áram. Ez azzal magyarázható, hogy a T5 primer tekercs az elektromos híd átlójában van, amelynek egyik vállát Q1, Q2 tranzisztorok alkotják, a másik pedig C1, C2 kondenzátorok. Ezért a Q1, Q2 tranzisztorok bármelyikének megnyitásakor a T5 primer tekercs a C1 vagy C2 kondenzátorok egyikéhez van csatlakoztatva, ami az áram áramlását okozza, amíg a tranzisztor nyitva van.
A D1, D2 csillapító diódák biztosítják az elsődleges tekercs T5 szivárgásinduktivitásában tárolt energia visszatérését a Q1, Q2 tranzisztorok zárt állapotában a forrásba (helyreállítás).
Az elsődleges T5 tekercseléssel sorba kapcsolt SZ kondenzátor kiküszöböli a T5 primer tekercsen átáramló áram egyenáramú összetevőjét, ezáltal kiküszöböli a mag nem kívánt torzítását.
Az R3, R4 és R5 ellenállások, az Q6, Q2 erőátviteli tranzisztorok alapelválasztóit alkotják, és optimális módot biztosítanak ezeknek a tranzisztorok dinamikus teljesítményveszteségeinek a megváltoztatására.
Az SD2 összeszerelési diódák Schottky barrier diódák, így elérve a szükséges sebességet és növelik az egyenirányító hatékonyságát.
A III tekercselés a IV tekercseléssel együtt +12V kimeneti feszültséget biztosít a dióda-szerelvény (SDS) segítségével. Ez a szerelvény a III tekercseléssel egy teljes hullámú korrekciós áramkört képez középponttal. A III tekercs középpontja azonban nem földelt, hanem a + 5V kimeneti feszültség buszhoz van csatlakoztatva. Ez lehetővé teszi a Schottky diódák használatát a + 12V kimeneti csatornában az egyenirányító diódákra felvett fordított feszültség ezzel a beépítéssel a Schottky diódák számára elfogadható szintre csökken.
Az L1, C6, C7 elemek simító szűrőt képeznek a + 12V csatornában.
A II tekercs középpontja földelt.
A kimeneti feszültségek stabilizálása különböző csatornákon történik különböző módon.
A -5V és -12V negatív kimeneti feszültségeit lineáris integrált háromkimeneti stabilizátorokkal (7905 típus) és U2-vel (7912 típus) stabilizáljuk.
Ehhez a stabilizátorok bemenetei a C14, C15 kondenzátorok egyenirányítói kimeneti feszültségeit táplálják. A C16, C17 kimeneti kondenzátoroknál -12V és -5V stabilizált kimeneti feszültséget kapunk.
D7, D9 diódák biztosítják a kimeneti kondenzátorok C16, C17 kisülését az R14, R15 ellenállásokon, miután kikapcsolták a hálózati kapcsolót. Ellenkező esetben ezek a kondenzátorok a stabilizátor áramkörön keresztül kerülnek ki, ami nem kívánatos.
Az R14, R15 ellenállásokon keresztül a C14, C15 kondenzátorok kiürülnek.
A D5, D10 diódák egyenirányító diódák lebontása esetén védőfunkciót végeznek.
Ebben az UPS-ben a kimeneti feszültség + 12V nem stabilizálódott.
A kimeneti feszültség szintjének beállítása ebben az UPS-ben csak + 5V és + 12V csatornák esetén történik. Ezt a beállítást úgy végezzük, hogy a referenciafeszültség szintjét a DA3 hibaerősítő közvetlen bemenetén változtatjuk a VR1 trimmelési ellenállással.
Amikor a VR1 csúszka pozíciója megváltozik az UPS beállítási folyamat során, a + 5V-os busz feszültségszintje, és így a + 12V-os busz is bizonyos határokon belül változik. a busz + 5V-os feszültség a tekercselés középpontjába kerül.
A UPS együttes védelme a következőket tartalmazza:
A vezérlő áramkör szélességi szabályozó impulzusainak korlátozása;
teljes védelmi áramkör a rövidzárlathoz;
hiányos vezérlő áramkör kimenete túlfeszültség (csak a buszon + 5V).
Tekintsük ezeket a rendszereket.
A korlátozó vezérlő áramkör a T4 áramátalakítót érzékelőként használja, amelynek elsődleges tekercselése a T5 teljesítményimpulzus transzformátor elsődleges tekercsével van összekapcsolva.
Az R42 ellenállás a T4 másodlagos tekercs terhelése, és a D20, D21 diódák egy kétciklusos egyenirányító áramkört alkotnak, amely váltakozó impulzus feszültséggel rendelkezik, és amelyet az R42 terhelésből eltávolítanak.
Az R59, R51 ellenállások osztót alkotnak. A feszültség egy részét a C25 kondenzátor simítja. A kondenzátor feszültségszintje arányos a vezérlőimpulzusok szélességével a Q1, Q2 teljesítménytranzisztorok alapjain. Ezt az R44 ellenálláson áthaladó szintet a DA4 hibaerősítő invertáló bemenetére tápláljuk (az U4 chip 15-ös tűje). Ennek az erősítőnek (16-os tű) közvetlen bemenete földelt. A D20, D21 diódák úgy vannak bekapcsolva, hogy a C25 kondenzátor, amikor az áram ezen diódákon keresztül áramlik, egy negatív (a közös vezetékhez viszonyított) feszültségre van töltve.
Normál üzemben, amikor a vezérlőimpulzusok szélessége nem haladja meg a megengedett határértékeket, a 15 tű potenciálja pozitív, mivel ezt a csapot az R45 ellenálláson keresztül csatlakoztatjuk az Uref buszhoz. A vezérlőimpulzusok szélességének bármely okból történő megnövekedése esetén a C25 kondenzátor negatív feszültsége nő, és a 15 kimenet potenciálja negatív lesz. Ez a DA4 hibaerősítő kimeneti feszültségének megjelenéséhez vezet, amely korábban 0V volt. A vezérlőimpulzusok szélességének további növelése azt eredményezi, hogy a PWM-comm-DA2 kapcsolási vezérlése a DA4 erősítőhöz továbbítódik, és a vezérlőimpulzusok szélességének további növekedése már nem történik meg (korlátozó mód), mivel ezeknek az impulzusoknak a szélessége nem függ a visszacsatoló jel szintjétől a DA3 hibaerősítő közvetlen bemenetén.
A terhelésekben lévő rövidzárlatokkal szembeni védelem áramköre feltétlenül osztható a csatornák védelmére a pozitív feszültségek generálására és a csatornák védelmére a negatív feszültségek kifejlesztésére, amelyek valószínűleg közel azonos módon kerülnek bevezetésre.
A pozitív feszültségek (+ 5V és + 12V) csatornáinak rövidzárás elleni védelmére szolgáló áramkör érzékelője a D11, R17 dióda-rezisztív osztó, amely ezen csatornák kimeneti buszai között van. A D11 dióda anódjánál a feszültségszint egy megfigyelt jel. Normál üzemben, amikor a + 5V és + 12V csatornák kimeneti buszjánál a feszültségek névlegesek, a D11 dióda anódjának potenciálja kb. az osztó-érzékelő áramján keresztül áramlik a buszról + 12V a buszra + 5V az áramkör mentén: busz + 12V - R17-D11 - busz +56.
A D11 anód vezérelt jelét az R18, R19 ellenállásos elválasztó egységbe tápláljuk. Ennek a feszültségnek egy részét eltávolítjuk az R19 ellenállásról, és az LM339N U3 chip típusú 1 komparátor közvetlen bemenetére tápláljuk. Ennek a komparátornak az inverz bemenete a referenciafeszültség szintjével van ellátva az R26 osztó R27 ellenállásától, R27, amely az U4 referenciaforrás kimenetéhez van csatlakoztatva. A referenciaszintet úgy választjuk meg, hogy a normál működés során az 1 komparátor közvetlen bemenetének potenciálja meghaladja az inverz bemenet potenciálját. Ezután az 1 komparátor kimeneti tranzisztor zárva van, és az UPS áramkör normálisan PWM módban működik.
A csatorna + 12V-os terhelésénél rövidzárlat esetén például a D11 dióda anódjának potenciálja 0V-val egyenlő, így az 1 komparátor inverz bemenetének potenciálja magasabb lesz, mint a közvetlen bemenet potenciálja, és az összehasonlító kimeneti tranzisztor megnyílik. Ez a Q4 tranzisztor bezárását okozza, amelyet általában az áramkörön átáramló alapárammal nyitunk meg: a busz Upom - R39 - R36 -f-e Q4 - "test".
Az 1 komparátor kimeneti tranzisztorjának megnyitása az R39 ellenállást összekapcsolja a "tokkal", és ezért a Q4 tranzisztor nulla eltolással passzívan zárva van. A Q4 tranzisztor bezárása magában foglalja a C22 kondenzátor töltését, amely egy védelmi válasz késleltető elem funkcióját végzi. A késedelem szükséges azon megfontolások miatt, amelyek az UPS működésének folyamatában a gumiabroncsok + 5V és + 12V kimeneti feszültségei nem jelennek meg azonnal, hanem a nagy kapacitású kimeneti kondenzátorok. Az Uref forrásból származó referenciafeszültség viszont éppen az UPS bekapcsolása után jelenik meg. Ezért az indítási módban az 1 komparátor kapcsolók, a kimeneti tranzisztor megnyílik, és ha a C22 késleltetett kondenzátor hiányzik, akkor ez azonnal megindítja a védelmet, amikor az UPS be van kapcsolva. A C22 azonban az áramkörben van, és a védelem csak azután történik, hogy a feszültség elérte azt a szintet, amelyet az Up37 buszhoz csatlakoztatott osztó R37, R58 ellenállása határoz meg, és amely a Q5 tranzisztor alapja. Amikor ez megtörténik, a Q5 tranzisztor megnyílik, és az R30 ellenállás ezen tranzisztor kis belső ellenállása révén kapcsolódik a "testhez". Ezért a Q6 tranzisztor alapáramának áramlásához egy útvonal látható: Uref - e-6 Q6 - R30 - k-e Q5 - "test".
A Q6 tranzisztor megnyílik ezzel az árammal a telítettséghez, aminek következtében az Uref = 5B feszültség, amelyet a Q6 tranzisztor táplál át az emitteren, kiderül, hogy az U4 vezérlőáramkör 4-es érintkezőjéhez képest kis belső ellenállást alkalmaz. Ez, amint azt korábban bemutattuk, a mikroprocesszor digitális áramkörének működésének megállításához, a kimeneti vezérlőimpulzusok elvesztéséhez és a Q1, Q2 teljesítménytranzisztorok kapcsolásának leállításához vezet, azaz védő leállításhoz. A + 5V csatorna terhelésében a rövidzárlat azt eredményezi, hogy a D11 dióda anódjának potenciálja csak + 0,8 V lesz. Ezért a komparátor kimeneti tranzisztor (1) nyitva lesz, és egy védőjárat történik.
Hasonlóképpen, az U3 chip komparátoránál a negatív feszültségek (-5V és -12V) csatornáinak terhelésében a rövidzárlat elleni védelem épül. A D12, R20 elemek egy olyan dióda-rezisztív osztó-érzékelőt alkotnak, amely a csatornák kimeneti buszjai között van, ami negatív feszültséget generál. A szabályozott jel a D12 dióda katódjának potenciálja. Ha a csatorna terhelésében a rövidzárlat -5V vagy -12V, akkor a D12 katód potenciálja megnő (-5,8-ról 0V-ra a rövidzárlatban a csatorna terhelésében -12V és -0,8V-ra a rövidzárlatban az -5V csatorna terhelésében). Ezen esetek bármelyikében a 2 komparátor normál zárt kimeneti tranzisztora nyílik meg, ami a védelmet a fenti mechanizmusnak megfelelően működteti. Ebben az esetben az R27 ellenállás referenciaszintje a 2 komparátor közvetlen bemenetébe kerül, és az inverz bemenet potenciálját az R22, R21 ellenállások besorolása határozza meg. Ezek az ellenállások bipolárisan táplált osztót képeznek (az R22 ellenállás az Uref = + 5B buszhoz van csatlakoztatva, és az R21 ellenállás a D12 dióda katódjához van csatlakoztatva, amelynek potenciálja az UPS normális működésében, mint már említettük, -5,8V). Ezért a 2 komparátor inverz bemenetének a normál üzemmódban való potenciálja alacsonyabb, mint a közvetlen bemenet potenciálja, és a komparátor kimeneti tranzisztor zárva lesz.
A + 5V-os buszon lévő kimeneti túlfeszültség elleni védelem a ZD1, D19, R38, C23 elemeken történik. A Zener ZD1 (5,1 V-os megszakítási feszültséggel) csatlakozik a kimeneti feszültséghez + 5V-os buszhoz. Ezért addig, amíg a busz feszültsége nem haladja meg a +5,1 V-ot, a zener dióda zárva van, és a Q5 tranzisztor is zárva van. A + 5V-nál nagyobb buszfeszültség + 5,1 V fölé emelkedése esetén a Zener dióda „áttörik”, és a Q5 tranzisztor alapjába egy kinyitó áram folyik, ami a Q6 tranzisztor nyitásához és az U4 feszültség U5f + + 5B megjelenéséhez vezet az U4 vezérlő chip 4. pontjában, azaz . védő leállításhoz. Az R38 a ZD1 Zener dióda előtétje. A C23 kondenzátor megakadályozza a védelmet a + 5V-os busz véletlenszerű rövid távú feszültségesések esetén (például a terhelésáramlás hirtelen csökkenése utáni feszültség kialakulása következtében). A D19 dióda független.
A PG jel generáló áramkör ebben a kapcsoló tápegységben kétfunkciós, és az U3 chip és a Q3 tranzisztor komparátoraihoz (3) és (4) van összeállítva.
A séma a T1 indító transzformátor másodlagos tekercsén lévő váltakozó alacsony frekvenciájú feszültség jelenlétének vezérlésén alapul, amely csak akkor működik, ha a T1 primer tekercsen tápfeszültség van, azaz míg a kapcsoló tápegység csatlakozik a hálózathoz.
Majdnem közvetlenül az UPS bekapcsolása után egy kiegészítő feszültség Upom jelenik meg a kondenzátor CCD-n, amely az U4 vezérlő chipet és az U3 kiegészítő chipet szállítja. Ezenkívül a T1 indító transzformátor másodlagos tekercséből származó váltakozó feszültség a D13 diódán és az R23 áramkorlátozó ellenálláson keresztül tölti a C19 kondenzátort. Feszültség a C19-es R24, R25 ellenálló osztóval. Az R25 ellenállással ennek a feszültségnek egy részét a 3 komparátor közvetlen bemenetére alkalmazzuk, ami a kimeneti tranzisztor lezárását eredményezi. Azonnali megjelenés után az U4 Uref = + 5B mikroszerkezet belső referenciaforrásának kimeneti feszültsége bezárja az R26, R27 osztót. Ezért a 3 komparátor inverz bemenete az R27 ellenállás referencia szintjére kerül. Ez a szint azonban úgy van kiválasztva, hogy alacsonyabb legyen, mint a közvetlen bemenet szintje, ezért a 3 komparátor kimeneti tranzisztora a zárt állapotban marad. Ezért a késleltetett C20 kapacitás töltése a lánc kezdetén kezdődik: Upom - R39 - R30 - C20 - "test".
A C20 kondenzátor töltéseként növekvő feszültséget az U3 chip 4. fordított bemenetére alkalmazzuk. Ennek az összehasonlítónak a közvetlen bemenetét az R32 osztó R31, R32 az Upom buszhoz csatlakoztatott ellenállásból táplálja. Amíg a C20 töltő kondenzátor feszültsége nem haladja meg az R32 ellenállás feszültségét, a 4 komparátor kimeneti tranzisztora zárva van. Ezért a Q3 tranzisztor alapjában a nyitási áramot az áramkörön keresztül áramlik: Upom - R33 - R34 - 6-e Q3 - "case".
A Q3 tranzisztor nyitva áll a telítettséggel, és a kollektorából vett PG jel passzív alacsony szinttel rendelkezik, és megakadályozza a processzor indítását. Ez alatt az idő alatt, amikor a C20 kondenzátor feszültségszintje eléri az R32 ellenállás szintjét, a kapcsoló tápegységnek ideje, hogy megbízhatóan elérje a névleges üzemmódot, azaz minden kimeneti feszültsége teljesen megjelenik.
Amint a C20 feszültség meghaladja az R32-ből vett feszültséget, a 4. összehasonlító kapcsolók és a kimenő tranzisztor megnyílik.
Ez magában foglalja a Q3 tranzisztor bezárását, és az R35 kollektorterhelésből vett PG jel aktívvá válik (H-szint), és lehetővé teszi a processzor elindítását.
A T1 indító transzformátor másodlagos tekercselésénél a hálózati impulzus tápellátás kikapcsolásakor a váltakozó feszültség eltűnik. Ezért a C19 kondenzátor feszültsége az utóbbi kis kapacitása miatt gyorsan csökken (1 μf). Amint az R25 ellenállás feszültségesése kisebb lesz, mint az R27 ellenállásnál, a 3 komparátor kapcsol, és a kimeneti tranzisztor megnyílik. Ez magában foglalja az U4 vezérlő chip kimeneti feszültségeinek védelmét nyitott Q4 tranzisztor. Ezenkívül a 3 komparátor nyílt kimeneti tranzisztorán keresztül a C20 kondenzátor kisülési folyamatának felgyorsítása az áramkörön keresztül kezdődik: (+) C20 - R61 - D14 - a th kimenet komparátor 3 kimeneti tranzisztor - "test".
Amint a C20 feszültségszintje kisebb lesz, mint az R32 feszültségszintje, a 4 komparátor kapcsolók és a kimeneti tranzisztor bezárul. Ez azt jelenti, hogy a Q3 tranzisztort kinyitjuk, és a PG jelet inaktív alacsony szintre kapcsoljuk, mielőtt az UPS kimeneti buszai feszültségei elfogadhatatlanná válnak. Ez a számítógép-rendszer alaphelyzetbe állítási jelének inicializálásához és a számítógép teljes digitális részének kezdeti állapotához vezet.
A PG jel generáló áramkörének 3 és 4 komparátorai az R28 és az R60 ellenállások segítségével pozitív visszacsatolásokkal vannak ellátva, ami felgyorsítja a kapcsolást.
A zökkenőmentes kimenet ebben az UPS-ben hagyományosan egy olyan C24, R41 formázó lánc segítségével történik, amely az U4 vezérlő chip 4-es érintkezőjéhez van csatlakoztatva. A 4-es tüske maradványfeszültségét, amely meghatározza a kimeneti impulzusok maximális lehetséges időtartamát, az R49, R41 osztó határozza meg.
A ventilátor motorját a C14 kondenzátor feszültsége táplálja a -12V-os feszültségtermelő csatornán keresztül a további leválasztó L-alakú szűrőn, R16, C15.
R. ALEXANDROV, Maloyaroslavets Kaluga régió.
Radio, 2002, 5, 6, 8
A UPS háztartási számítógépeit úgy tervezték, hogy egyfázisú váltakozó áramú hálózatból működjön (110/230 V, 60 Hz - importált, 127/220 V, 50 Hz - hazai termelés). Mivel a 220 V, 50 Hz-es hálózat Oroszországban általánosan elfogadott, a szükséges hálózati feszültségre vonatkozó egység kiválasztásának problémája nem létezik. Csak annak biztosítására van szükség, hogy a hálózati feszültségkapcsoló (ha van) 220 vagy 230 V legyen. A kapcsoló hiánya azt jelzi, hogy az egység a címkén feltüntetett hálózati feszültségtartományban kapcsolás nélkül működik. A 60 Hz-es névleges UPS-ek hibátlanul működnek 50 Hz-es hálózaton.
A szünetmentes tápegység az AT alaplapokhoz csatlakozik, két vezetékköteggel, P8 és P9 aljzatokkal. 1 (nézet a fészkekből). A zárójelben látható drótszínek standardak, bár nem minden UPS gyártó szigorúan betartja őket. Annak érdekében, hogy az aljzatok csatlakozásakor az aljzatok megfelelő irányban történjenek, egyszerű szabály van: négy fekete vezeték (GND áramkör), amely mindkét aljzathoz alkalmas, egymás mellett kell elhelyezni.
Az ATX formátumú alaplapok fő tápegységei a 2. ábrán látható csatlakozóra koncentrálódnak. 2. Mint az előző esetben, a nézet a csatlakozóaljzatból. Az ilyen formátumú UPS-eknek távirányító bemenete van (PS-ON áramkör), amikor egy közös vezetékhez (COM áramkör, „közös”, GND-nek megfelelő) csatlakozik, a hálózathoz csatlakoztatott egység elkezd működni. Ha a PS-ON≈SOM áramkör megszakadt, az UPS kimeneteken nincs feszültség, kivéve a + 5VSB áramkörben a "bekapcsolt" +5 V értéket. Ebben a módban a hálózatból felhasznált energia nagyon kicsi.
Az ATX formátumú UPS-eket egy kiegészítő kimeneti aljzattal látjuk el, amelyet az 1. ábrán mutatunk be. 3. Láncai célja a következő:
FanM ≈ kimenet az UPS-t hűtő ventilátor fordulatszám-érzékelőjéből (két impulzus fordulatszámonként);
FanC ≈ analóg (0 ... 12 V) sebességszabályozó bemenet a ventilátorhoz. Ha ezt a bemenetet leválasztja a külső áramköröktől, vagy 10 V-nál nagyobb állandó feszültséget alkalmaz, akkor a ventilátor kapacitása maximális;
3,3 V 3,3 V feszültségszabályozó feszültségének bemeneti jele. Ez külön vezetéken keresztül csatlakozik az alaplapon lévő mikroprocesszorok tápcsatlakozóihoz, ami lehetővé teszi a tápvezetékek feszültségesésének kompenzálását. Ha nincs további aljzat, ez az áramkör csatlakozik a főkapcsoló 11 aljzatához (lásd a 2. ábrát);
1394R ≈ mínusz egy 8 ... 48 V közös vezetékből izolált feszültségforrás az IEEE-1394 interfész áramkörök tápellátásához;
1394V ≈ plusz azonos forrásból.
Bármilyen formátumú UPS-t több foglalattal kell ellátni a meghajtók és a számítógép egyéb perifériás eszközei számára.
Mindegyik "UPS" UPS egy logikai jelet generál R G. (Power Good) néven AT vagy PW-OK blokkokban (Power OK) ATX blokkokban, amelyek magas szintje azt jelzi, hogy az összes kimeneti feszültség elfogadható határokon belül van. A számítógép alaplapján ez a jel részt vesz a rendszer alaphelyzetbe állítási jelének (Reset) kialakításában. Az UPS bekapcsolása után az RG jel szintje. (PW-OK) egy ideig továbbra is alacsony marad, megakadályozva a processzort, amíg az áramkörök tranziensei befejeződnek.
Ha a hálózati feszültség lekapcsol, vagy az UPS hirtelen meghibásodott, a P. G. jel logikai szintje (PW-OK) megváltozik, mielőtt az egység kimeneti feszültsége az elfogadható érték alá esik. Ez megakadályozza, hogy a processzor leálljon, megakadályozza a memóriában tárolt adatok torzulását és más visszafordíthatatlan műveleteket.
Az UPS cserélhetőségét az alábbi kritériumok alapján lehet értékelni.
A kimeneti feszültségek száma Az IBM PC AT formátum bekapcsolásához legalább négynek kell lennie (+12 V, +5 V, -5 V és -12 V). A maximális és minimális kimeneti áramokat minden csatornára külön szabályozzák. A különböző teljesítményforrásokra vonatkozó szokásos értékeik a táblázatban találhatók. 1. Az ATX formátumú számítógépek további 3,3 V-ot és néhány más feszültséget is igényelnek (a fentiekben említettük).
Ne feledje, hogy a minimálisnál kisebb terhelésű készülék normál működése nem garantált, és néha ez az üzemmód egyszerűen veszélyes. Ezért nem ajánlott bekapcsolni a szünetmentes tápegységet anélkül, hogy terhelné a hálózatot (például teszteléshez).
A tápegység teljesítménye (teljes kimeneti feszültségen) egy teljesen felszerelt, perifériás eszközökkel felszerelt számítógépen legalább 200 W legyen. Gyakorlatilag 230 ... 250 W-ra van szükség, és további "merevlemezek" és CD-ROM meghajtók telepítésekor többre lehet szükség. A számítógép hibás működését, különösen azokat a pillanatokat, amikor ezeknek az eszközöknek a motorjai bekapcsolt állapotban vannak, gyakran az áramellátás túlterhelésével társítják. Információs hálózati szerverekként használt számítógépek akár 350 wattot is fogyasztanak. A kis teljesítményű (40 ... 160 W) UPS-t speciális, például korlátozott számú perifériás vezérlő számítógépben használják.
A szünetmentes tápegység által elfoglalt kötetet általában növeli annak hosszával a számítógép eleje felé. Az egység szerelési méretei és szerelési pontjai a számítógépházban változatlanok maradnak. Ezért bármely (ritka kivételekkel) az egység képes lesz telepíteni a sikertelen helyett.
A legtöbb UPS alapja egy kétütemű félhíd inverter, amely több tíz kilohertz frekvencián működik. A frekvenciaváltó tápfeszültsége (kb. 300 V) ified finomított és simított hálózat. A frekvenciaváltó magában foglal egy vezérlőegységet (egy impulzusgenerátort, közepes teljesítményerősítő fokozattal) és egy erős kimeneti fokozatot. Ez utóbbit nagyfrekvenciás teljesítmény transzformátorra töltik. A kimeneti feszültségeket a transzformátor másodlagos tekercséhez csatlakoztatott egyenirányítók segítségével kapjuk meg. A feszültségstabilizálást az inverter által generált impulzusszélesség-moduláció (PWM) impulzusokkal végzik. Általában a stabilizáló operációs rendszer csak egy kimeneti csatornát foglal magában, általában +5 vagy +3,3 V. Ennek eredményeképpen a többi kimenet feszültsége nem függ a hálózati feszültségtől, hanem a terhelés hatásának függvénye. Néha hagyományos stabilizáló mikroszerkezetekkel is stabilizálják őket.
A legtöbb esetben ez a csomópont az 1. ábrán láthatóhoz hasonló séma szerint történik. A 4. ábrán a különbségek csak a VD1 egyenirányító híd típusában és többé-kevésbé védő- és biztonsági elemek között vannak. Néha a híd egyes diódákból van összeállítva. Amikor az S1 kapcsoló nyitva van, amely megfelel a 220 ... 230 V-os hálózati áramellátásnak, az egyenirányító ≈ híd, a kimenetén lévő feszültség (C4, C5 kondenzátorok sorba kapcsolva) közel áll a hálózat amplitúdójához. Amikor a hálózati feszültség 110 ... 127 V, zárja a kapcsoló érintkezőit, fordítsa a készüléket egy egyenirányítóba feszültségduplázóval, és a kimeneténél állandó feszültséget kap, amely a hálózati áram amplitúdóját kétszerese. Ilyen kapcsolást biztosít az UPS-ben, amelynek stabilizátorai csak akkor fogadják el a kimeneti feszültségeket, ha a hálózati eltérés 20%. A hatékonyabb stabilizálással rendelkező készülékek bármilyen hálózati feszültségen (jellemzően 90-260 V-os) működhetnek, kapcsolás nélkül.
Az R1, R4 és R5 ellenállások úgy vannak kialakítva, hogy kiürítsék az egyenirányító kondenzátorokat, miután leválasztották a hálózattól, és C4 és C5 egyenlővé teszik a C4 és C5 kondenzátorok feszültségeit. Az R2 negatív hőmérsékleti együtthatóval rendelkező termisztor korlátozza a C4, C5 betáplálási kondenzátorok amplitúdóját a blokk bekapcsolásakor. Ezután az önmelegedés következtében az ellenállása csökken, és gyakorlatilag nem befolyásolja az egyenirányító működését. Az R3 legnagyobb variánsnál nagyobb besorolási feszültséggel rendelkező varisztor védi az utóbbi kibocsátását. Sajnos ez a varisztor haszontalan, ha az egység véletlenül be van kapcsolva egy zárt S1 kapcsolóval a 220 V-os hálózatban. Az R4, R5 ellenállások cseréje 180 ... 220 V besorolási feszültségű varisztorokkal, amelyek meghibásodása egy olvadó kapcsolat égetéséhez vezet, megmentheti a súlyos következményeket. Néha a varisztorok párhuzamosan vannak kapcsolva a megadott ellenállásokkal, vagy csak az egyikükkel.
A C1 W NW kondenzátorok és az L1 kettős járókerék-szűrő olyan szűrőt képez, amely megvédi a számítógépet a hálózat interferenciájától és a hálózatot a számítógép interferenciájától. A C1 és Sz kondenzátorokon keresztül a számítógépház váltakozó áramban van csatlakoztatva a hálózati vezetékekhez. Ezért a földelt számítógép érintésére szolgáló feszültség elérheti a hálózat felét. Ez nem életveszélyes, mivel a kondenzátorok reaktivitása elég nagy, de gyakran az interfész áramkörök meghibásodásához vezet a perifériás eszközök számítógéphez való csatlakoztatásakor.
tovább Ábra. 5 A közös GT-150W UPS egy része látható. A vezérlőegység által a T1 transzformátoron keresztül képződő impulzusok a VT1 és VT2 tranzisztorok alapjaihoz érkeznek, váltakozva nyitva őket. A VD4, VD5 diódák megvédik a tranzisztorokat a fordított polaritás feszültségétől. A C6 és C7 kondenzátorok megfelelnek az egyenirányítóban lévő C4-nek és C5-nek (lásd 4. ábra). A T2 transzformátor szekunder tekercsének feszültségét a kimenet eléréséhez korrigáljuk. Az egyik egyenirányító (VD6, VD7 L1C5 szűrővel) látható az ábrán.
A szünetmentes tápegység többségének teljesítménye különbözik attól, amit csak a tranzisztorok típusai tekintettek meg, amelyek lehetnek például mező vagy beépített védő diódák. A bipoláris (bipoláris) vagy a kapuáramkörök (terepi hatású tranzisztorok esetében) többféle változata van, különböző számokkal, besorolásokkal és kapcsolási áramkörökkel. Például az R4, R6 ellenállások közvetlenül a megfelelő tranzisztorok alapjaihoz csatlakoztathatók.
Állandó állapotban a frekvenciaváltó vezérlőegységét az UPS kimeneti feszültsége táplálja, de a bekapcsolás pillanatában nincs jelen. Két fő módja van az inverter indításához szükséges tápfeszültség eléréséhez. Ezek közül az első az érintett rendszerben valósult meg (5. ábra). Közvetlenül az egység bekapcsolása után az egyenirányított hálózati feszültség az R3 ≈ R6 ellenálláson keresztül áramlik a VT1 és / vagy T2 tranzisztorok alapáramköreibe, megnyitva őket, és a VD1 és VD2 diódák megakadályozzák a T1 tekercsekkel ellátott tranzisztorok bázis-emitter szakaszainak tolatását. Ugyanakkor a C4, C6 és C7 kondenzátorok töltése történik, és a C4 kondenzátor töltőárama, amely a T2 transzformátor I tekercsén és a T1 transzformátor II tekercsén keresztül áramlik át, az utóbbi II és III tekercsében feszültséget hoz létre, amely megnyitja az egyik tranzisztort és bezárja a másikat. A tranzisztorok közül melyik záródik, és amely ≈ megnyílik, a kaszkád elemeinek jellemzőinek aszimmetriájától függ.
A pozitív operációs rendszer eredményeképpen a folyamat olyan, mint egy lavina, és a T2 transzformátor II tekercsében indukált impulzus a VD6, VD7, R9 ellenállás és a VD3 dióda egyikén keresztül a C3 kondenzátort a vezérlőegység elindításához elegendő feszültségre tölti. Később ugyanaz az áramkör táplálja, és az L1C5 szűrővel történő simítás után a VD6, VD7 diódákkal korrigált feszültséget az UPS + 12 V kimenetére tápláljuk.
Az UPS LPS-02-150XT-ben használt kezdeti indítási áramkörök változata csak abban különbözik, hogy az elválasztó feszültsége, hasonlóan az R3 ≈ R6-hoz (5. ábra), a hálózati feszültség egyetlen teljes hullám-egyenirányítójából egy kis kapacitású szűrő kondenzátorral van ellátva. Ennek eredményeképpen a frekvenciaváltó tranzisztorok korábban nyitva vannak, mint a fő egyenirányító szűrő kondenzátorai (C6, C7, lásd az 5. ábrát), ami magabiztosabb indítást biztosít.
A vezérlőegység bekapcsolásának második módja az indításkor egy speciális, alacsony energiaigényű lépcsős transzformátor jelenlétét biztosítja egyenirányítóval, amint az az ábrán látható. 6, amelyet a PS-200B UPS-ben alkalmaztak.
A transzformátor szekunder tekercsének fordulatszámát úgy választjuk meg, hogy az egyenirányított feszültség valamivel alacsonyabb legyen, mint a blokk +12 V-os csatorna kimeneti feszültsége, de elegendő ahhoz, hogy a vezérlőegység működjön. Amikor az UPS kimeneti feszültsége eléri a névleges értéket, a VD5 dióda kinyílik, a VD1 D VD4 híddiódák a váltakozó feszültség teljes időtartama alatt zárva maradnak, és a vezérlőegység a frekvenciaváltó kimeneti feszültségének táplálására kapcsol, anélkül, hogy több áramot fogyasztana az indító transzformátorból.
Az ilyen módon indított frekvenciaváltók teljesítményfokozataiban nincs szükség kezdeti torzításra a tranzisztorok alapjain és a pozitív visszacsatoláson. Ezért az R3, R5 ellenállások nem szükségesek, a VD1, VD2 diódák cseréjével cserélhetők, és a T1 transzformátor II tekercselése eltávolítás nélkül történik (lásd 5. ábra).
Az 1. ábrán A 7. ábrán egy tipikus négycsatornás UPS egyenirányító áramkör látható. Annak érdekében, hogy ne sértse meg a teljesítmény transzformátor mágneses áramkörének mágneses fordulatszimmetriáját, az egyenirányítók csak a teljes hullámú diagramok alapján épülnek fel, és a híd egyenirányítói, amelyekre nagyobb veszteségek jellemzőek, szinte nem használhatók. Az UPS egyenirányítóinak fő jellemzője a szűrők simítása, induktivitással (fojtószelep) kezdve. Az egyenirányító kimenetén lévő feszültség hasonló szűrővel nem csak a bejövő impulzusok amplitúdójától, hanem a működési ciklustól (az időtartam és az ismétlődési periódus arányától) függ. Ez lehetővé teszi a kimeneti feszültség stabilizálását, a bemenet működési ciklusának megváltoztatását. Az egyenirányítók, amelyeket sok más esetben használnak a kondenzátorral kezdődő szűrőkkel, nem rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal. Az impulzus-működési ciklus megváltoztatásának folyamatát általában PWM ≈ impulzusszélesség-modulációnak (angol PWM ≈ Pulse Width Modulation) nevezik.
Mivel az impulzusok amplitúdója, a tápegység feszültségével arányos, az egység valamennyi egyenirányítójának bemeneténél ugyanazon törvény szerint változik, az egyik kimeneti feszültség PWM használatával történő stabilizálás is stabilizálja a többit. Ennek a hatásnak a fokozása érdekében az összes egyenirányító L1.1 ≈ L1.4 szűrőfojtóját közös mágneses magra tekercselik. A köztük lévő mágneses csatlakozás szinkronizálja az egyenirányítókban előforduló folyamatokat.
Az L-szűrővel ellátott egyenirányító helyes működéséhez szükséges, hogy a terhelési áram meghaladjon egy bizonyos minimális értéket, a szűrő fojtószelepének induktivitásától és az impulzusok gyakoriságától függően. Ezt a kezdeti terhelést a C5 ≈ C8 kimeneti kondenzátorokkal párhuzamosan kapcsolt R4 ≈ R7 ellenállások hozzák létre. Ezenkívül felgyorsítja a kondenzátorok kibocsátását az UPS kikapcsolása után.
Néha -5 V feszültséget kapunk külön egyenirányító nélkül -12 V feszültségből a 7905-ös sorozat integrált stabilizátorával, a hazai analógok a KR1162EN5A, KR1179EN05 chipek. A számítógépes csomópontok által ezen áramkörön elfogyasztott áram általában nem haladja meg a néhány száz milliamperet.
Bizonyos esetekben az integrált stabilizátorokat az UPS más csatornáiba telepítik. Ez a megoldás kiküszöböli a kimeneti feszültség változó terhelésének hatását, de csökkenti az egység hatékonyságát, és ezért csak viszonylag kis teljesítményű csatornákban használják. Példa erre a PS-6220C UPS egyenirányító szerelési áramkör Ábra. 8. VD7 dióda ≈ VD10 ≈ védő.
Ahogy a legtöbb más egységhez hasonlóan, a Schottky barrier diódák (VD6 szerelvény) a +5 V-os egyenirányítóba vannak beépítve, a feszültségcsökkenésben az előre irányban és a fordított ellenállás helyreállítási idejében különbözik, ami kisebb, mint a hagyományos diódáknál. Mindkét tényező kedvező a hatékonyság növelésére. Sajnos a viszonylag alacsony megengedett fordított feszültség nem teszi lehetővé a Schottky diódák használatát a +12 V-os csatornában, de a vizsgált csomópontban ez a probléma két soros egyenirányító csatlakoztatásával oldható meg: az 5 V-os egyenirányító a Schottky dióda szerelvényen 5 V.
A diódák veszélyeztetésének kiküszöbölése érdekében az R1C1, R2C2, R3C3 és R4C4 csillapító áramkörökhöz az impulzusok frontján lévő transzformátor tekercsekben keletkező feszültség-túlfeszültségek keletkeznek.
A legtöbb „számítógépes” UPS-ben ez a csomópont a TL494CN PWM vezérlő chip (a hazai analóg 11 KR1114EU4) vagy annak módosításai alapján épül. A hasonló csomópont rendszerének fő része a 3. ábrán látható. A 9. ábrán látható az említett chip belső eszközének elemei is.
A G1 fűrészfog generátor vezetőként működik. Gyakorisága a külső elemek R8 és СЗ besorolásától függ. A generált feszültséget két komparátorhoz (A3 és A4) szállítjuk, amelyek kimeneti impulzusait az OR D1 elem összegzi. Továbbá az OR NOT D5 és D6 elemeken átmenő impulzusokat a chip kimeneti tranzisztoraiba (V3, V4) adagoljuk. A D1 elem kimenetéből származó impulzusok a D2 trigger számláló bemenetére is érkeznek, és mindegyikük megváltoztatja a trigger állapotát. Így, ha a 13-as chip kimenete naplót nyújtott be. Az 1. ábrán, vagy a vizsgált esetben, szabadon marad, az impulzusok a D5 és D6 elemek kimenetein váltakoznak, ami szükséges a push-pull inverter vezérléséhez. Ha a TL494 chipet egy végű feszültség-átalakítóban használják, a 13-as érintkező a közös vezetékhez van csatlakoztatva, ezért a D2 trigger már nem vesz részt a műveletben, és az összes kimenet impulzusa egyidejűleg jelenik meg.
Elem A1 ≈ hiba jelerősítő az UPS kimeneti feszültség stabilizáló áramkörében. Ez az R1R2 ellenállás-elválasztón átmenő feszültség (ebben az esetben ≈ + 5 V) az erősítő egyik bemenetére megy. A második bemeneten chip a chipbe beágyazott A5 stabilizátorból kapott referencia feszültség az R3 ≈ R5 ellenállásos elválasztóval történik. Az A1 kimenet feszültsége a bemeneti különbséggel arányos, és az A4 komparátor működési küszöbét, és ennek következtében a teljesítményciklust határozza meg. Mivel a szünetmentes tápegység kimeneti feszültsége függ a terhelési aránytól (lásd fent), zárt rendszerben automatikusan megtartja egyenlőségét a modellel, figyelembe véve az R1R2 megoszlási arányt. Az R7C2 lánc a stabilizátor stabilitásához szükséges. Ebben az esetben a kulcsokból származó második erősítő (A2) nem vesz részt a megfelelő feszültségek ellátásában a bemeneteihez és működéséhez.
Az A3 komparátor funkciója az, hogy biztosítsuk a szünetet az impulzusok között a D1 elem kimeneténél, még akkor is, ha az A1 erősítő kimeneti feszültsége nem elfogadható határok között van. Az A3 művelet minimális küszöbértékét (amikor a 4-es csatlakozót a közös vezetékhez csatlakoztatja) a GV1 belső feszültségforrás határozza meg. A 4-es érintkezőnél növekvő feszültség mellett a minimális szünet hossza nő, ezért az UPS maximális kimeneti feszültsége csökken.
Ezt a funkciót a sima indításhoz használják. Az a tény, hogy az egység működésének kezdeti pillanatában az egyenirányítók szűrőinek kondenzátorai teljesen lemerülnek, ami megegyezik a kimeneteknek a közös vezetéken történő lezárásával. A frekvenciaváltó azonnal "teljes teljesítményű" indítása a hatalmas kaszkád tranzisztorainak hatalmas túlterheléséhez és lehetséges meghibásodásához vezet. A C1R6 áramkör biztosítja a sima, túlterhelés nélküli indítást az inverteren.
Először a C1 kondenzátor bekapcsolása után lemerül, és a DA1 4-es érintkezőjének feszültsége közelít az +5 V-hoz, amelyet az A5 stabilizátorból nyerünk. Ez garantálja a maximális lehetséges időtartam szünetét, egészen az impulzusok teljes hiányáig a chip kimeneténél. Mivel a C1 kondenzátor az R6 ellenálláson töltődik, a 4-es érintkező feszültsége csökken, és ezzel együtt a szünet időtartama. Ugyanakkor az UPS kimeneti feszültsége nő. Ez addig folytatódik, amíg megközelíti a példakénti példát, és stabilizálódik a visszacsatolás. A C1 kondenzátor további feltöltése nem befolyásolja az UPS folyamatát. Mivel minden egyes alkalommal, amikor az UPS be van kapcsolva, a C1 kondenzátort teljesen ki kell tölteni, sok esetben a kényszerkibocsátási körökre van felszerelve (a 9. ábrán nem látható).
Ennek a kaszkádnak az a feladata, hogy erősítse az impulzusokat, mielőtt azokat erőteljes tranzisztorokba táplálnák. Néha a köztes kaszkád független csomópontként van jelen, ami a master oszcillátor chipének része. Az ilyen kaszkád diagramja a PS-200B UPS-ben látható. 10. A T1 illesztő transzformátor itt megfelel az 1. ábrán látható transzformátornak. 5.
Az APPIS UPS-ben egy köztes kaszkádot használunk az 1. ábrán látható sémának megfelelően. 11, amely különbözik a fentiekben leírtaktól, két T1 és T2 transzformátor jelenlétével - külön-külön minden egyes erőátviteli tranzisztorhoz. A transzformátor tekercsek kapcsolási polaritása olyan, hogy a közbenső fokozatú tranzisztor és a hozzá kapcsolódó erős tranzisztor egy időben nyitott állapotban vannak. Ha nem hajt végre különleges intézkedéseket, az inverter több ciklusa után a transzformátorok mágneses áramkörében az energia felhalmozódása az utóbbi telítettségéhez és a tekercsek induktivitásának jelentős csökkenéséhez fog vezetni.
Vizsgálja meg, hogyan oldja meg ezt a problémát, például a közbenső szakasz egyik felét egy T1 transzformátorral. Amikor a tranzisztor-chip nyitva van, az Ia tekercs egy áramforráshoz és egy közös vezetékhez van csatlakoztatva. Ez keresztül lineárisan növekvő áramot áramol. A II tekercsben egy pozitív feszültség keletkezik, amely belép a nagy teljesítményű tranzisztor fő áramkörébe, és kinyitja. Amikor a mikroszintű tranzisztor zárva van, az Ia tekercs áramát megszakítjuk. De a mágneses áram a transzformátor mágneses magjában nem tud azonnal megváltozni, ezért az IB tekercsben egy lineárisan csökkenő áram folyik át a nyitott VD1 diódán keresztül a közös vezetékből a pozitív áramforrásba. Így az impulzus során mágneses mezőben felhalmozódott energiát szünetben visszaküldi a forrásnak. A szünet alatt a II tekercs feszültsége negatív, és a nagy teljesítményű tranzisztor zárva van. Hasonlóképpen, de az antifázisban a kaszkád második „fele” a T2 transzformátorral működik.
A mágneses magokban lévő állandó komponensű impulzus mágneses fluxusok miatt szükség van a T1 és T2 transzformátorok tömegének és térfogatának növelésére. Általánosságban elmondható, hogy a két transzformátoros közbenső szakasz nem túl sikeres, bár elterjedt.
Ha a TL494CN chipen lévő tranzisztorok teljesítménye nem elegendő az inverter kimeneti szakaszának közvetlen vezérléséhez, akkor használja az 1. ábrán láthatóhoz hasonló áramkört. 12, ahol a KYP-150W UPS látható. A T1 transzformátor I tekercsének fele a VT1 és VT2 tranzisztorok gyűjtőterheként szolgál, váltakozva a DA1 chipből származó impulzusokkal. Az R5 ellenállás a tranzisztorok kollektoráramát körülbelül 20 mA-re korlátozza. A VD1, VD2 és C1 kondenzátorok segítségével a VT1 és VT2 tranzisztorok kibocsátói támogatják a megbízható záráshoz szükséges feszültséget +1,6 V. saját kapacitása. A VD3 dióda akkor záródik, ha az I. középső tekercscsatlakozó túlfeszültsége meghaladja a kaszkád tápfeszültségét.
A közbenső fázisú áramkör (UPS ESP-1003R) egy másik változata a 2. ábrán látható. 13. Ebben az esetben a DA1 chip kimeneti tranzisztorait egy közös gyűjtővel ellátott áramkörben csatlakoztatják. C1 és C2 kondenzátorok kényszerítik. A T1 transzformátor I tekercsének nincs középső kimenete. Attól függően, hogy a VT1, VT2 tranzisztorok közül melyik van nyitva, a tekercskör a zárt tranzisztor gyűjtőjéhez csatlakoztatott R7 vagy R8 ellenálláson keresztül zárva van az áramforráshoz.
A szünetmentes tápegység javítása előtt el kell távolítani a számítógép rendszeregységéről. Ehhez húzza ki a számítógépet a hálózatról úgy, hogy eltávolítja a dugót a konnektorból. Nyissa ki a számítógépházat, engedje fel az UPS összes csatlakozóját, és távolítsa el a négy csavart a rendszeregység hátoldalán, vegye ki az UPS-t. Ezután távolítsa el az UPS U alakú burkolatát, és csavarja le a rögzítőcsavarokat. A PCB-t eltávolíthatja a három rögzítő csavarral. A sok UPS lemezeinek egyik jellemzője, hogy a közös vezeték nyomtatott vezetője két részre van osztva, amelyek csak az egység fémházán keresztül vannak összekapcsolva. Az esetről eltávolított táblán ezeket az alkatrészeket csatlakoztatott vezetővel kell összekötni.
Ha a tápegységet kevesebb, mint fél órával ezelőtt leválasztották a tápegységről, meg kell találni a táblán a 220 vagy 470 uF x 250 V-os oxigén kondenzátorokat (ezek a legnagyobb kondenzátorok az egységben). A javítási folyamat során ajánlatos ismételten megismételni ezt a műveletet az egység leválasztása után a hálózatról, vagy ideiglenesen áthidalni a kondenzátorokat 100 ... 200 kΩ ellenállással, legalább 1 W kapacitással.
Először is ellenőrizze az UPS adatait, és egyértelműen azonosítsa a hibás, például égett vagy repedezett esetet. Ha a készülék ventilátorhiba miatt meghibásodott, ellenőrizze a hűtőbordákra szerelt elemeket: a frekvenciaváltó teljesítményátviteli tranzisztorait és a kimeneti egyenirányítók Schottky diódáinak összeállításait. Az oxidkondenzátorok "robbanása" alatt az elektrolitot az egész egységre permetezik. A fémáramú alkatrészek oxidációjának elkerülése érdekében az elektrolitot gyengén lúgos oldattal kell lemosni (például a „Fairy” terméket vízzel hígítva 1:50 arányban).
Az egységet hálózatba kapcsolva először mérjük meg az összes kimeneti feszültséget. Ha kiderül, hogy a kimeneti csatornák legalább egy feszültsége közel van a névleges értékhez, a hibát a hibás csatornák kimeneti áramkörében kell keresni. A gyakorlat azonban azt mutatja, hogy a kimeneti áramkörök ritkán fordulnak elő.
Minden csatorna meghibásodása esetén a hibák meghatározásának módja a következő Mérje meg a feszültséget a C4 kondenzátor pozitív kapcsa és a negatív C5 (lásd 4. ábra) vagy a VT1 tranzisztor gyűjtője és a VT2 emittere között (lásd 5. ábra) Ha a mért érték lényegesen kisebb, mint 310 V, ellenőrizni kell és szükség esetén cserélje ki a VD1 dióda-hídot (lásd 4. ábra) vagy a diódák egyes összetevői. Ha a korrigált feszültség normális, és az egység nem működik, akkor a nagy teljesítményű inverteres szakasz egyik vagy mindkét tranzisztora valószínűleg meghibásodott (VT1, VT2, lásd az 5. ábrát), amelyek a legnagyobb hőterhelésnek vannak kitéve. Jó tranzisztorok esetén a TL494CN chipet és a hozzá tartozó áramköröket ellenőrizni kell.
A meghibásodott tranzisztorokat helyettesítheti a hazai vagy importált kollekciók, amelyek alkalmasak az elektromos paraméterek, a teljes és a szerelési méretek számára, a táblázatban megadott adatok alapján. 2. A diódák cseréje a táblázat szerint történik. 3.
A hálózati egyenirányító (lásd 4. ábra) egyenirányító diódái sikeresen helyettesíthetők a hazai KD226G, KD226D. Ha a 220 egyenáramú kapacitású kondenzátorok telepítve vannak a hálózati egyenirányítóban, akkor kívánatos, hogy 470 mikroszálcával cseréljék ki őket, ez a hely általában a táblán található. Az interferencia csökkentése érdekében ajánlatos, hogy a négy egyenirányító dióda mindegyikét 1000 pF kondenzátorral áthidalja 400 ... 450 V feszültségen.
A 2SC3039 tranzisztorokat helyettesítheti a hazai KT872A. De a PXPR1001 csillapító dióda a sikertelen helyettesítésre nehezen beszerezhető, még a nagyvárosokban sem. Ebben a helyzetben a KD226G vagy a KD226D sorozatba csatlakoztatott három diódát használhatja. Lehetőség van egy meghibásodott dióda és az általa védett nagy teljesítményű tranzisztor cseréjére egy integrált csillapító diódával, például 2SD2333, 2SD1876, 2SD1877 vagy 2SD1554 tranzisztor telepítésére. Meg kell jegyezni, hogy sok 1998-ban kiadott UPS-ben ilyen cseréje már megtörtént.
Nagyításhoz kattintson a képre (új ablakban nyílik meg)
Az IEP megbízhatóságának javítása az R7 és R8 ellenállásokkal párhuzamosan ajánlott (lásd 5. ábra) 4 μH induktorok induktorait csatlakoztatva. A gyűrűs mágneses áramkörökön legalább 0,15 mm átmérőjű huzallal lehet csavarozni. A fordulatok számát az ismert képletekkel számítjuk ki.
A kimeneti feszültség (R3, lásd a 9. ábrát) beállítására szolgáló vágóellenállás sok UPS-ben nincs, helyette állandó. Ha szükség van egy beállításra, akkor azt a beállítási ellenállás ideiglenes beállításával lehet elvégezni, majd az állandó értékkel helyettesíteni.
A megbízhatóság javítása érdekében hasznos a leghatékonyabb egyenirányítók + 12 V és + 5 V szűrőkbe beépített importált oxid kondenzátorok cseréje K50-29 kondenzátorok egyenértékű kapacitással és feszültséggel. Meg kell jegyezni, hogy nem minden áramkör által biztosított kondenzátor telepítve van sok UPS-nek (valószínűleg megtakarításból), ami hátrányosan befolyásolja az egység jellemzőit. Javasoljuk, hogy a hiányzó kondenzátorokat a kívánt helyre telepítse.
A javítás után az egység összeszerelése után ne felejtse el eltávolítani az ideiglenesen telepített jumpereket és ellenállásokat, és csatlakoztassa a beépített ventilátort a megfelelő csatlakozóhoz.
IRODALOM
1. Kulichkov A. Impulzus tápegység az IBM PC-hez. - M: DMK, javítási és szerviz sorozat, 2000.
2. Guk M. Hardware IBM PC. - S.-Pb., Peter, 2000.
3. Kunevich A., Sidorov I. Induktív elemek a ferriteken. - S.-Pb., Lenizdat, 1997.
4. Nikulin S. Az elektronikus berendezések elemeinek megbízhatósága. - M.: Energia, 1979.
