За този блог

Компютри

Публикации в този блог

Daredevil_666

Ето че реших да напиша поредната си статия за толкова популярните днес компютърни захранвания ATX и с това да помогна на много от вас при диагностиката и поправката им, но тази информация спокойно може да ви послужи и за поправка на цялата фамилия импулсни захранвания от зората на компютърната ера.Като пример използвах моето собствено захранване на домашния си компютър марка CODEGEN, което е с мощност 300W.Няма да се спирам на описание на куплунгите и напреженията на ATX тъй като лесно можете да ги намерите в интернет или дори в книжката на вашата дънна платка.Ще наблегна най-вече на схемите.Да започнем с това как изглежда едно ATX захранване след като му свалите капака.

codegen_atx_supply.jpg

За незапознатите искам да кажа няколко думи за принципа на импулсното захранване.Идеята е, че мрежовото напрежение първо се изправя от диодна Грец схема (3), след това напрежението се "изглажда" чрез филтровите кондензатори (2) и чрез мощни високоволтови (най-често биполярни) транзистори се "накъсва" на правоъгълни импулси с висока честота (над 20KHz, при компютърните е около 35,5-40KHz, но това зависи най-вече от вида на импулсния траснсформатор).След това тези импулси се подават на феритен импулсен трансформатор (7), който както класическия мрежов има пърична и вторични намотки, но с тази разлика, че работи на много по-висока честота от него и от там идва голямата мощност при много малки тегло и обем, което е предимството на всички импулсни захранвания.На вторичните намотки, които както и първичната са изпълнени със средна точка се получават цяла гама от напрежения - +5V, +12V, +3,3V.... Тези напрежения се изправят от двуполупериодните изправители със средна точка (от по два диода) (8) и (9).Това задължително са мощни бързодействащи Шотки диоди комбинирани по два в един специален корпус (9) или класическо изпълнение с дискретни диоди (8).Това са точно изправителите отговарящи за изправяне на мощните +5 и +12V, които трябва да отдават голям ток (30A +5V) (13A +12V) за 300W ATX.Напрежението +3,3V с което обикновенно се захранва ядрото на съвременните процесори се получава, като се вземе напрежението +5V след изправителя и се стабилизира със импулсен стабилизатор на 3,3V от типа на схемата TL431C.Понякога обаче в някои модели 3,3V се получават от отделни секции на вторичната намотка.Отрицателните напрежения се получават от същите намотки както и положителните, но там изправителите са с маломощни шотки диоди (1А диоди), които не съм отбелязъл, но се намират в близост до дросела (12) и диодите им са обърнати наобратно.Така получените напрежения преминават през дросела (12) който е един с много намотки за всяко напрежение и постъпват на изходен L,C филтър (13).Често този филтър се спестява и се слагат само филтриращите кондензатори (13) както е в този случай.Пести се и от входния LC филтър който се слага веднага след предпазителя на 220V.Първият филтър предотвратява проникването на високочестотни смущения и техните хармоници в компютъра а втория-мрежовия на високочестотни смущения в захранващата мрежа.Излишно е да ви казвам, че е крайно добре ако и двата филтъра ги има, но уви в повечето тайвански захранвания те отцъстват.Намалени са капацитетите на всички филтрови кондензатори и повечето от тях направо са си спестени.В резултат се получава евтино, но лошокачествено захранване, което води до бърза амортизация на компютъра и най-вече на такива устройства като твърдите дискове.Доброто захранване при тях е много критично!Мощните ключови транзистори (1), защитата и изобщо цялото захранване се ръководят от вездесъщата схема TL494 (11), която неизменно присъства във всички комп. захранвания и се произвежда от много производители.Тази схема е специализиран широчинно-импулсен регулатор за фабрични импулсни захранвания и чипа съдържа два операционни усилвателя за грешка, вътрешен източник на опорно напрежение, вътрешен генератор на трионообразно напрежение и логически блок за управление на двата вградени Дарлингтон крайни транзистора.Чипа струва около 3,50лв.Захранва се с напрежение от 7-40V и от изходите и може да се черпи управляващ ток до 250mA.В нашия случай с единия операционен усилвател е изградена защитата от късо съединение и претоварване на захранването а с другата обратна връзка по напрежение от изходното с цел то да се поддаржа стабилно при натоварване чрез промяна на широчината на управляващите импулси на ключовите транзистори.Това е така нареченият широчинно-импулсен метод за управление.Честотата на работа на захранването се определя от схемата,а то зависи от външно включените резистор и кондензатор на крачета 5 и 6 на схемата.Останалите резистори, кондензатори и транзистори около схемата, които виждате на снимката са организирането на токовата защита.Малкото импулсно транфроматорче (5) е всъщност разделителен трансформатор между изходите на интегралната схема и базите на ключовите транзистори тъй като не трябва да се забравя, че галваническото раделяне на първична от вторична част е абсолютно задължителна и се прави дори и в управляващите вериги.Интересно е каква роля изпълнява трансформатора (6).Това е така нареченият спомагателен автогенератор преобразувател.Неговата роля е да произвежда непрекъснато напрежение +5VSB (voltage stand by) с помощта и на линейния стабилизатор тип 7805,което е необходимо на дъното за първоначалното стартиране и то присъства винаги когато вашият компютър е включен в контакта независимо дали ATX работи или не.Макс. ток, който осигурява този еднотактен преобразувател е само 1,2A, но той има и още една по-важна роля.От този трансформатор се взема напрежение и за захранване на интегралата TL494, тъй като за да тръгне захранването тя трябва да е захранена постоянно и едва след неговото запускане захранването и се поема от изходното напрежение на захранването чрез еднотактен изправител с един диод и филтриращ кондензатор.Разбирате, че не може захранването да захранва само себе си преди да е стартирало.Този стартиращ еднотактен преобразувател (може да направите аналогия със стартера при колите) има мощен високоволтов ключов транзистор (4).Използва се автогенериращ еднотактен преобразувател с обратна връзка - намотка в трансформаторчето.Понякога както се вижда и от тази снимка освен мощния транзистор (4) в преобразувателчето участват и още няколко спомагателни маломощни транзистори.На схемата генераторът е начертан само с един транзистор, но всяко захранване има малки различия.Разбира се самият автогенериращ преобразувател също трябва да се захранва и това е направено лесно като се взема постоянното напрежение направо от изхода на входния Грец и филтровите кондензатори.До тук беше малко на теория а сега е време да видим и пълната схема.Взаимствал съм я от руски източник (ама те са най-добрите няма как).Повечето захранвания са по тази схема, но често има и малки различия, но в основни линии нещата са същите.Ако разучите тази схема добре няма да имате проблеми и с други различни захранвания.Това е между другото и единствената схема, която намерих с пълно описание на стойностите на елементите.Схемата е доста големичка и затова не можах направо да я публикувам в страницата.За да я видите щтракнете ТУК.Сега за ремонта.Ако в компютърни фирми са ви казвали, че ремонтът на захранването не си заслужава това не е съвсем така.Понякога повредата е съвсем дребна и ремонтът е евтин.Разбира се ако е станала тотална експлозия и са изгорели ключовите транзистори, импулсния трансформатор и изправителните групи не си заслужава много, но ето и възможните повреди.Преди всичко за да пуснем в работа едно ATX захранване без компютър е нужно да дадем накъсо неговите зелен и черен изходни кабели от голямата правоъгълна букса, която се включва към дъното с многото кабели.Черните кабели са маси GND а зеления кабел е така нареченият PC_ON#.При изключено захранване на него има логическа 1 ца.За да се стартира захранването трябва да му се подаде логическа 0 а това става най-лесно като го свържете постоянно към черния проводник - маса. При това захранването трябва да тръгне. Не е зле преди това да го отворите и най-малкото да проверите дали е здрав бушона на 220V. Ако го включите и той не изгори това е добре. Проверете на изходните клеми с мултицет дали има напрежение на червения проводник +5V а на жълтия +12V.Най-вероятно обаче да няма нито едно напрежение. Проверете дали има +5VSB на виолетовия проводник (всички измервания са спрямо черен проводник-маса).Това напрежение трябва да го има дори при неработещо захранване нужно е само кабела му да е включен към мрежата. Без него захранването не може да се запусне дори да е изправно. Ако липсва причината е някъде в автогенератора- изгорял трансформатор (6), ключовия транзистор (4) или самият стабилизатор 7805 (понякога е в миниатюрен транзисторен корпус а не в добре познатия TO220).Проверете и четирите изправителни диода на този генератор. Корпусите на транзисторите на горния радиатор трябва да са изолирани от радиатора, най-малкото тези на високоволтовите транзистори.Проверете и дали тази изолация е здрава.Друга възможна повреда е изгаряне на диодите от входната Грец схема (3).Проверете всеки поотделно и при нужда го заменете с Si тип за 2A/500V (не стават 1N4007) защото са за 1А. Може обаче да замените всеки оргинален диод с по два паралелно свързани 1N4007 и така токът през тях е допустим.Важно е само диодите да са едни и същи. Ако до тук всичко е наред след изправителя трябва да имате изправено напрежение 220V, което освен това е и "изгладено" от големите филтрови кондензатории става около 300V.Няколко думи и за тях. Те са високоволтови на 200V и е малко трудно да се намерят по магазините тъй като това е американо- японски стандарт.Стойността им е между 220 и 470uF (колкото по-голям капацитет по-добре).В схемата те са свързани последователно и така пробивното им напрежение става 400V но еквивалентния капацитет е наполовина.Ако до тук е OK, трябва да имаме около 300V постоянно напрежение върху крайните транзистори (между колектора на горния и емитера на долния по схемата).Проверете и самите високоволтови транзистори дали са здрави. Най-вече това е най-честата повреда - изгаря единия от тях или и двата. При замяната и двата трябва да са един и същ тип.Проверете дали първичната намотка на импулсния трансформатор (7) е здрава.Тя е само една и няма средна точка. Първична и вторична част от захранването много ясно са раделени и на платката. Проверете и здравината на вторичните намотки.Средната точка към маса е всички проводници усукани в дебел сноп (средна точка на всички вторични намотки,свързани са към маса).След това наред за проверка са диодните изправители.Проверете поотделно всеки диод.Имайте в предвид шунтиращото действие на намотките и ги свалете за проверката.При всички положения дори и ATX да не работи TL494 трябва да е захранена и между нейните крачета 7 GND и 12 VCC трябва да има напр. от 7-40V.По време на нейната нормална работа на крачета 8 и 11 се получават правоъгълни импулси с амплитуда близка до VCC на схемата, но импулсите са малко разместени по време.Чрез два маломощни NPN транзистора те управляват прехвърлещия трансформатор и ако той е здрав във вторичните му намотки се получават правоъгълни управляващи импулси. Проверете и изправителните диоди към базите на трнзисторите. Ако имаме +5V а нямаме +3,3V причината най-вероятно е стабилизатора (10). В някои захранвания това напрежение се получава от отделна секция на вторичната намотка и на мястото на стабиливатора (10) има Шотки диоден изправител в същия корпус така, че проверете и това.Малко е играчка проверката на всеки елемент от защитата, но с малък анализ на схемата и няколко замервания можете да локализирате дефекта.В много редки случаи гори и самата TL494. Честотата на работа на преобразувателя освен, че може да се измери може и да се изчисли като се знаят стойностите на кондензатора и резистора на крачета 5 и 6 по формулата, която ще намерите в PDF файла на схемата.Изтеглете си го от http://www.chipinfo.ru/ защото ще ви е полезен.При нормална работа освен шума от вентилатора не трябва да се чува никакво пищене или свирене от трансформаторите.Честотата на работа определено е извун чуваемия звуков диапазон.Не се ръководете 100% по тази снимка и схема при ремонт, тъй като при различните модели има малки разлики и някои спомагателни напрежения са получават по различни от описаните тук начини.Анализирайте внимателно вашата платка и търсете аналогията.Според мен 50% е анализ и 50% употребата на подходящите измервателни уреди за локализиране на повредата.В момента не се сещам за други евентуални повреди, но ако се сетя ще ги добавя.Ако имате и вие опит с поправката на такива захранвания не се колебайте да ми пишете на е-мейла и да го споделите с мен. Искам да завърша с още няколко реда.Преди всичко искам да ви кажа да не приемате за достоверни стойностите на допустимите максимални токове, които можете да черпите от намотките.Тези стойности са написани на етикета на захранването, но са повече от абсурдни защото нито диодните изправители, нито пистите, нито кабелите могат да издържат такива токове.Обикновенно максимално допустимите токове са не повече от 80% от обявените.Също недейте да разчитате на защитата при късо съединение.При тайванските и китайски захранвания тя или не сработва коректно а често и изобщо не сработва при екстремно късо.При такива къси съединения настъпват повреди в полупроводниците на ключовите транзистори и диодните изправители вследствие на темературния шок, на който са били подложени и след известно време дават дефекти дори захранването да рабти добре известно време след аварията.Кристалите на тези полупроводници са извънредно малки и имат топлинна инертност затова не могат моментално да отведат топлината към корпуса на елемента (топлопроводимостта е физически бавен процес) и кристалът ако не изгори получава вътрешни увреждания и пукнатини в структурата си, което дава дефект след време.Ако електронната защита не сработи остава единствено стопяемия предпазител, който може да спаси евентуално импулсния трансформатор, но не и двата ключови транзистора и изправителните групи.Този предпазител и защитата са безполезни също ако охлаждащия вентилатор блокира.Това е най-честата причина за повреда тъй като тези вентилатори са нискокачествени и безлагерни (чудно е как въобще се въртят).Вследствие на блокажа прегряват полупроводниците на високоволтовите транзистори а често заедно с тях и импулсния трансформатор и диодните групи и този процес е сравнително бавен така, че бушона евентуално изгаря едва когато от захранването се отделя дим и то не може да бъде поправено, затова помислете за направата на схема сигнализираща със звук при блокиране на вентилатора.Захранването може да издържи със спрял вентилатор поне десетина минути (критична температура на Si полупроводници - 130 градуса по Целзии).А и още нещо - при токово претоварване или късо съединение често копчето на компютъра се оказва напълно безполезно тъй като "увисва" (губи се +5VSB) и в рискови ситуации бъдете готови директно да извадите захранващия кабел от контакта.Това е от мен.Качествените захранвания определено струват над 20$ !!!

Допълнение: Добре е да знаете, че изправно захранване включено на празен ход, не може да изгори защото има задължителните товари вътре в него.Това са 1W резистори от по 100 ома, който са достатачни за нормалната му работа.При това положение обаче напрежението 5V нормално е около 5,10-5,20V , а 12V и 3,3V са под тази стойност и то с обезпокоителен процент отклонение.При нормална работа не трябва да има повече от 5% отклонение от номиналните стойности на всички напрежения.Напреженията се нормализират в границите едва след като натоварите изхода +5V с по-голям ток отколкото го товари резистора вътре в захранаването.При ток от 500mA и повече консумирани от +5V останалите напрежения се повишават и влизат в границите си.Истинска проверка на точността на тези напрежения се прави само при номинално натоварване - това е включен компютър.Ако има отклонение с повече от 10% от номиналните стойности нещо определено не е наред.Отклонение до 5% все още е в границите на нормалното.За пробите използвайте силно активни товари като товарни резистори или автомобилни крушки за фарове.Избягвайте да товарите захранването със силно индуктивни товари като постояннотокови електродвигатели.Добра работа за товар вършат дори крушки за осветление на 220V примерно 40 или 60W, които в студено състояние имат ниско съпротивление.Все пак не прекалявайте с товара!