Как убрать остаточное напряжение в блоке питания
Перейти к содержимому

Как убрать остаточное напряжение в блоке питания

  • автор:

Устраняем недостаток защиты блока питания

Устраняем недостатки

Продолжаем разбирать схему блока питания с регулируемым током защиты, начало тут. В предыдущей статье мы обсудили работу узла защиты. И, как упоминалось, у этой схемы есть один недостаток: после срабатывания защиты напряжение на выходе не падает до нуля. Сегодня поговорим о том, откуда берётся это остаточное напряжение и как с этим бороться.

Напомню схему, узел защиты выделен черным:

блок защиты

Защита блока питания

Если вы помните объяснения из предыдущей статьи, после срабатывания защиты цепочка R12 — VT1 шунтирует стабилитрон VD1. Тем самым падает напряжение на входе ОУ DA1.1, и, соответственно, на выходе схемы.

Но, проблема в том, что сопротивление R12, хоть и мало, но оно не нулевое. Поэтому, на нём будет падать небольшое напряжение. Какое именно, давайте посчитаем: ток идёт последовательно через R1, R12 и транзистор VT1. Сопротивление открытого транзистора мало, его можно не учитывать. Тогда получаем, что на R12 падает примерно 0.6 В. Связка DA1.1 — VT2 усилит это напряжение до примерно 1.58 В (помните, мы считали коэффициент усиления в одной из предыдущих статей). Это напряжение и будет на выходе блока питания — при условии, что регулятор R2 в находится в верхнем по схеме положении.

Если в питаемом устройстве короткое замыкание, ток ограничен только R13, и в данном случае составит около 4.8 А, что не очень хорошо. Да и вообще, зачем оставлять даже небольшое напряжение на выходе, если защита просигнализировала о проблемах?

Может, убрать вообще R12? Тогда транзистор VT1 надежно посадит стабилитрон на землю, и на выходе будет практически ноль. Но убирать R12 нельзя, из-за конденсатора C2.

Опять мы сталкиваемся с тем, что электролитический конденсатор достаточно инертен, он сильно замедляет процессы изменения напряжения в любую сторону.

Когда мы подключаем R12 параллельно стабилитрону VD1, мы подключаем его и параллельно C2. Стабилитрон и делитель R2-R3 сдались бы без боя, и мгновенно уронили бы напряжение. А C2 заряжен до 7.5 В, и ему надо куда-то разрядиться. Он разряжается через R12 и транзистор VT1. Если бы не было R12, весь удар C2 пришёлся бы на бедный VT1. Ток в пике через него составил бы около 1 А, при том, что максимально допустимый коллекторный ток у этого типа транзисторов на порядок меньше. То есть, транзистор почти гарантированно вышел бы из строя. Таким образом, R12 ограничивает ток через транзистор, больше ни зачем он не нужен.

Обратите внимание, на схеме указано, что R12, в отличие от большинства других резисторов, должен быть рассчитан на мощность 0.5 Вт. Откуда взялось это значение? Выше мы считали падение напряжения на нём, получалось 0.6 В, и тогда выделяемая мощность составит U 2 /R = 4.3 мВт. А запас по мощности нужен как раз на тот момент, когда к R12 окажется приложено напряжение 7.5 В от конденсатора C2, вот тогда на нём уже выделится 0.68 Вт, правда, на короткий промежуток времени.

Ещё одно неприятное следствие C2 — это то, что при срабатывании защиты напряжение на выходе падает плавно. Если нагрузку коротнуло, это тоже чревато весьма большими токами, которые вряд ли благоприятно скажутся и на блоке питания и на нагрузке.

Я долго смотрел на этот конденсатор C2 и не мог понять, зачем вообще он нужен в схеме. Вероятнее всего, он там стоит как дополнительный фильтр пульсаций и всяческих всплесков. Но кто там может сгенерить эти всплески? Стабилитрон? Резисторы? Всё остальное уже сглажено конденсатором C1, имеющим гораздо большую ёмкость.

Короче, решив, что от C2 больше вреда, чем пользы, я убрал его из схемы. Это позволило заменить R12 проволочной перемычкой. И вот тогда напряжение на выходе при срабатывании защиты стало падать действительно до нуля. И, к тому же, резко, ступенькой.

В следующей статье поговорим о настройке параметров блока питания.

Ремонтируем блок питания компьютера

После разборки БП прозвонить на короткое замыкание ключевые транзисторы (типично BUT11A), резисторы на 1..3 ом в базе их на обрыв, мост на короткое/обрыв, пред-выходные транзисторы на кз/обрыв, диоды во вторичных цепях на пробой. В качестве пред-выходных при замене можно ставить наши КТ315, выходные или наши КТ872, КТ8114 (но тогда для самозапуска возможно потребуется снижение номинала резисторов между базой и коллектором их до 200к. 150к), или импортные типа этих: 2SC3447, 2SC3451, 2SC3457, 2SC3460(61), 2SC3866, 2SC4706, 2SC4744, BUT11A, BUT12A, BUT18A, BUV46, MJE13005 После смены неисправных деталей проверить исправность микросхемы ШИМ типа tl494 или ее аналога, если определено что она неисправна — сменить. Желательно для профилактики убрать переключатель 220/120в. При включении в сеть для проверки, необходимо вместо предохранителя включить лампу накаливания типа 100вт 220в, а в выходную цепь +5в резистор 2. 5ом 20вт Проверка микросхемы TL494 и ее аналогов (М1114ЕУ4, mPC494C, IR3M02). В состав этой ИС входит: задающий генератор пилообразного напряжения А1, частота генератора задается внешним резистором R1 конденсатором C1 и может быть приближенно определена по формуле f=1/(C1*R1). R1 включается между выводами 6 и 7, а C1 между выводами 5 и 7. Амплитуда пилы не зависит от номиналов R1 и C1 и приблизительно равна 4В; усилитель цепи обратной связи DA2; широтно-импульсный модулятор, выполненный на компараторе DA4; усилитель защиты преобразователя от перегрузки по току или короткого замыкания на нагрузке DA1; делитель частоты на два, выполненный на счетном тригере DD2; каскады совпадения на элементах DD1, DD5, DD6; каскад на компараторе DA3, позволяющий построить:
— схему исключения перенапряжения на выходе преобразователя в переходных режимах;
— схему ограничения диапазона изменения коэффициента заполнения в необходимых пределах;
— схему обеспечения плавного выхода преобразователя на режим;
— логические элементы DD3, DD4 предназначенные для задания режима управления либо однотактными либо двухтактными преобразователями;
— выходные транзисторы Q1 и Q2;
— встроенный непрерывный стабилизатор напряжения DA5 и реле напряжения (пороговое устойство) DA6;
— развязывающие диоды D1, D2 для обеспечения функции «ИЛИ» для выходных сигналов микросхем DA1, DA2. Микросхема управления работает следующим образом. Непрерывный стабилизатор напряжения обеспечивает питанием все функциональные узлы ИС и задает оптроне напряжение +5В (вывод 14) относительно общего вывода 7. Реле напряжения DA6 разрешает прохождение сигналов управления на базы транзисторов Q1 и Q2 только в том случае, если DA5 вышла на режим. Пилообразное напряжение (вывод 5), вырабатываемое генератором А1, поступает на вход компараторов DA3, DA4. На другой вход ШИМ-компаратора DA4, через развязывающий диод D2 поступает сигнал рассогласования с усилителя ошибки DA2. На один из входов DA2, непосредственно или через делитель, подключается источник опорного напряжения с вывода 14, а на другой вход поступает напряжение цепи обратной связи, т.е. выходное какого-либо канала (обычно с канала +5В). Между выводами 3 и 3, как правило, включается корректирующая RC-цепь для обеспечения устойчивой работы стабилизирующего преобразователя. С выхода ШИМ — компаратора прямоугольные импульсы поступают на один вход схемы совпадения DD1, с ее выхода импульсы проходят на счетный триггер DD2 и на схемы совпадения DD5, DD6. Если на управляющий вход элементов DD3, DD4 (вывод 13) подана логическая единица, то микросхема обеспечивает управление двухтактными преобразователями с паузами на нуле, а если на вывод 13 подан логический ноль (вывод 13 сеодинен с выводом 7), то DD2 не оказывает воздействие на работу ключей DD3, DD4 и в этом случае микросхема может быть использована для ШИМ или ЧИМ управления однотактными проебразователями. Для построения защиты по току, как отмечалось ранее, может быть использован DA1, при этом на один из его входов подается опорное напряжение, определяющее уровень срабатывания токовой защиты, а на второй вход подается сигнал с датчика тока. Узлы с использованием схем DA1 и DA3 могут быть самыми разнообразными. Некоторые примеры рассмотрены при описании нижеследующих схем блоков питания. Для увеличения выходной мощности микросхемы при управлении однотактниками транзисторы Q1 и Q2 могут быть запараллелены, поскольку в этом режиме они работают синхронно и синфазно. Выводы М1114ЕУ4 полностью соответствуют выше перечисленным зарубежным аналогам, а соответствие между выводами М1114ЕУ3 и М1114ЕУ4 представлено ниже.

М1114ЕУ4 -- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 М1114ЕУ3 -- 4 5 6 7 8 9 15 10 11 12 13 14 16 1 2 3 Основные параметры М1114ЕУ3, М1114ЕУ4 Uпит.микросхемы(вывод 12) - Uпит.min=9В; Uпит.max=40В Допустимое напряжение на входе DA1, DA2 не более Uпит/2 Допустимые параметры выходных транзисторов Q1, Q2: Uнас менее 1.3В; Uкэ менее 40В; Iк.max менее 250мА Остаточное напряжение коллектор-эммитер выходных транзисторов не более 1.3В. I потребляемый микросхемой - 10-12мА Допустимая мощность рассеивания: 0.8Вт при температуре окр.среды +25С; 0.3Вт при температуре окр.среды +70С. Частота встроенного опорного генератора не более 100кГц. окр.среды +70С. Частота встроенного опорного генератора не более 100кГц.
  • При подаче внешнего напряжения осциллографируем напряжение на 14-ом выводе, оно должно быть +5В(+/-5%) и оставаться стабильным при изменении напряжения на 12-ом выводе от +9В до +15В. Если этого не происходит, то значит вышел из строя внутренний стабилизатор напряжения DA5
  • С помощью осциллографа наблюдаем наличие пилообразного напряжения на выводе 5 (см.рис.1.1а UвхDA4) если оно отсутствует или имеет искаженную форму, то необходимо проверить исправность времязадающих элементов C1 и R1 подключаемых соответственно к 5-му и 6-му выводам, если эти элементы исправны, то неисправен встроенный генератор и необходима замена ИС.
  • Проверяем наличие прямоугольных импульсов на выводах 8 и 11. Они должны соответствовать диаграмме 5 и 5′ на рис.1.1а. Если импульсы отсутствуют, то ИС неисправна, а если присутствуют, то проверяем работоспособность других узлов ИС.
  • Соединив проводником 4-й вывод с 7-м, мы должны увидеть, что ширина импульсов на 8-м и 11-м выводах увеличилась; соединив 4-й вывод с 14-м импульсы должны исчезнуть, если этого не наблюдается, то надо менять ИС. Снизив напряжение внешнего до 5В, мы должны увидеть, что импульсы исчезли (это говорит, что сработало реле напряжения DA6), а подняв напряжение до +9В. +15В импульсы должны снова появиться, если этого не произошло и импульсы (которые могут быть произвольными) присутствуют на 8 и 11, то значит в ИС неисправно реле напряжения и необходима замена микросхемы.
  • Проверка работоспособности DA2. Снимаем ранее установленную перемычку между 4-м и 7-м выводом, подаем на 12-й вывод напряжение питания в пределах +9В. +15В и соединив 1-й вывод с 14-м мы должны увидеть, что на 8-м и 11-м выводах ширина импульсом стала равгой нулю, если этого не происходит, то DA2 неисправна и надо менять ИС.
  • В БП на рис.2, рис.3, рис3.4, DA1 используется в узлах токовой защиты и если предыдущие тесты показали, что все другие узлы ИС функционируют нормально, то проверка исправности DA1 осуществляется следующим образом: подаем на 12-й вывод +9В. +15В и наблюдаем на 8 и 11 примоугольные импульсы. От другого источника питания подаем отрицательное напряжение на 15 вывод (относительно 7-го) при этом импульсы на 8 и 11 должны исчезнуть. Если этого не происходит, то значит не работает узел защиты на DA1.

none Опубликована: 2004 г. 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Оценить статью

  • Техническая грамотность

Оценить Сбросить

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (0) | Я собрал ( 0 ) | Подписаться

Для добавления Вашей сборки необходима регистрация

Статью еще никто не комментировал. Вы можете стать первым.

USB-реле (2 канала)

USB-реле (2 канала)

ELM327 OBD II — адаптер с поддержкой CAN Тестер ESR, полупроводников, резисторов, индуктивностей

1999-2024 Сайт-ПАЯЛЬНИК ‘cxem.net’
При использовании материалов сайта, обязательна
ссылка на сайт ПАЯЛЬНИК и первоисточник

Остатки электричества в системном блоке

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Всем привет.
Некоторое время меня мучает один вопрос, вследствие чего и решил тут зарегаться. Учусь я в техникуме и подрабатываю там системником. Ну как подрабатываю, вся работа сводится к перенеси компьютер из одного кабинета в другой или заменить что-либо в системном блоке.
Так собственно меня мучает следующее: Менять что-то в системном блоке или подключать что-то новое приходится сразу после выключения компьютера. Следовательно вначале я отключаю провод питания на системном блоке. Но так как я боюсь получить разряд себе в руку, я перестраховываюсь и нажимаю кнопку включения (тем самым оставшееся в устройствах электричество используется, все кулеры пару секунд крутятся и всё затихает).
Но тут недавно случайно прочитал, что если выключать комп не через завершение работы, а через кнопку на передней стенке корпуса или убирать так остатки напряжения, то могут повредиться детали компьютера.
Может кто из специалистов просветить по данной теме. Всё-таки не хочется испортить компьютер какого-нибудь студента))

94731 / 64177 / 26122

Как долго после выключения сохраняется электрический заряд на компонентах системы?

Как долго после выключения сохраняется электрический заряд на компонентах системы?

Существует правило – любые манипуляции с компонентами компьютерной системы в современном компьютере должны выполняться при отключенном кабеле питания. Но даже если вы это сделали, компьютер остается подключенным к источнику тока. Даже несмотря на маленькое значение остаточного заряда, его достаточно для того, чтобы повредить электронные компоненты настольной системы.

Блок питания стандарта AT

Начиная с знаменитого процессора 8086, на котором компания IBM построила свой компьютер (а многие другие впоследствии клонировали эту архитектуру) и продолжая процессорами 80486, блоки питания проектировались так, чтобы полностью обесточивать все компоненты системы по нажатию кнопки выключения питания. Этот класс блоков питания, который был отнесен к стандарту IBM/AT, получил в народе название «AT» и был оборудован большим, обычно красным, выключателем, который контролирует поступление питания на компоненты компьютера.

Недостатки стандарта AT

Одной из главных проблем этого стандарта является полное отключение питания от материнской платы, что приводит к обесточиванию чипа CMOS. Эта микросхема нуждается в получении небольшого тока для того, чтобы хранить информацию об установленном в компьютер оборудовании. Старые модели компьютеров вынуждены были полагаться на отдельную батарейку, которая генерировала ток для микросхемы CMOS при выключенном блоке питания. Но, когда компьютер оставался длительное время в выключенном состоянии, или батарейка выходила из строя, информация в CMOS стиралась, что каждый раз заставляло пользователя обновлять данные о конфигурации и системном времени.

Блок питания стандарта ATX

Блоки питания стандарта ATX, которые пришли на смену AT, устраняют главную проблему старого стандарта – нестабильность питания чипа CMOS. В новых БП небольшое количество электрического тока поступает на этот чип даже когда компьютер выключен. Низковольтное дежурное напряжение постоянно подзаряжает батарейку CMOS и обеспечивает стабильное питание чипа. Единственным способом прервать работу схемы дежурного питания является полное отключение блока питания от сетевой розетки.

Другие преимущества стандарта ATX

Помимо обеспечения более стабильной работы микросхемы CMOS и увеличения срока службы батарейки питания CMOS, дежурная схема питания материнской платы позволяет включать компьютер удаленно. Сетевые карты с поддержкой функции Wake-on-LAN позволяют включать и выключать компьютер из любого места сети. В том случае, если компьютер выключен, но получает питание от сетевой розетки или ноутбук имеет заряженный аккумулятор, материнская плата таких систем остается способной принимать по сети сигнал пробуждения «wake-up». Когда сигнал пробуждения поступает на сетевую карту, она посылает команду на блок питания для восстановления полного питания компьютера и активируется процесс загрузки системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *