только запуск автогенераторного каскада. На другие первичные цепи сначала подается только выпрямленное сетевое напряжение. От вторичной цепи автогенераторного каскада положительное напряжение питания IC1 поступает на вывод IC1/12. На выходе IC1/14 формируется постоянное стабилизированное напряжение с номинальным значением +5 В. Этот вывод в схеме (см. рис. 2.2) соединен с выводами ICl/13,15 микросхемы TL494 и эмиттерами транзисторов Q1 и Q5. Коллектор транзистора Q5 непосредственно, а коллектор транзистора Q1 через диод D10 подключены по схеме монтажного ИЛИ к выводу 1С 1/4 микросхемы ШИМ регулятора. К выводу 1С 1/4 подсоединен неинвертирующий вход внутреннего компаратора DA1 (по рис. 2.7). Выходной сигнал DA1 зависит от соотношения подаваемых на его входы напряжений. На инвертирующий вход DA1 поступает пилообразное напряжение. Пока на микросхе-L MylCl подается постоянное положительное напря-кние с уровнем не ниже +7 В, его формирование ИЬисходит непрерывно. Амплитуда пилообразно-Н[ сигнала ~3 В. Если на неинвертирующий вход П)к\ поступит положительное напряжение по уровню, превышающее амплитуду пилы , то на его выходе установится постоянное высокое напряжение, которое передается на вход элемента DDI. Элемент DDI блокируется этим уровнем, а значит на его выходе будет поддерживается постоянный высокий уровень независимо от состояния второго его входа. Следовательно, импульсный сигнал отключится от триггера DD2 и на базах транзисторов VT1 и VT2 будет напряжение низкого логического уровня. Формирование ШИМ выходного сигнала будет приостановлено. Транзисторы промежуточ-

iHoro усилителя Q8 и Q7 замрут в открытом состоянии. Передача импульсного сигнала в базовые цепи Q9 и Q10 прекратится. Остановится процесс ВЧ преобразования и подача энергии во вторичные цепи. В такой последовательности будет развиваться процесс остановки работы всего источника питания, если хотя бы один из транзисторов Q1 или Q5 будет находиться в открытом состоянии. Через любой из этих открытых транзисторов на вывод IC1/4 будет подаваться напряжение высокого логического уровня, превышающее амплитудное значение пилообразного напряжения на IC1/5 (и соответственно на инвертирующем входе компаратора DA1).

Выход канала дежурного питания +5VSB через резистор R22 подключается к базовой цепи транзистора Q2. В этой цепи возникает положительный потенциал практически сразу после включения питания. Транзистор Q2 переходит в состояние насыщения и резистор R16 через него подключается

к общему проводу вторичного питания. При этом происходит открывание транзистора Q5, через малое сопротивление которого вывод 1С 1/4 подключается к источнику питания +5 В - вывод IC1/14. Микросхема IC1 устанавливается в режиме ожидания и удерживается в нем до поступления на вход PS-ON (базовая цепь Q2) низкого логического ур вня. Запуск микросхемы IC1 происходит при подаче сигнала низкого логического уровня в точку PS-ON и последовательного закрывания транзисторов Q1 и Q5. Вывод 1С 1/4 отключается от источника положительного напряжения, снимается блокировка элемента DDI и на выходах 1С1/8,11 начинают формироваться импульсы управления.

В процессе работы или в начальный момент подключения источника питания к нагрузке в любой вторичной цепи может произойти короткое замыкание (КЗ). Оно приводит к резкому неконтролируемому увеличению тока. Допустим, что КЗ возникло в произвольном канале положительного вторичного напряжения. В начальный момент увеличения нагрузки импульсный преобразователь будет стараться компенсировать снижение уровня выходного напряжения. По цепи обратной связи микросхема IC1 получает сигнал о снижении уровня вторичного напряжения. После сравнения поступившего уровня сигнала с опорным уровнем на выходе усилителя рассогласования возрастет напряжение ошибки. Длительность импульсов управления с выхода ШИМ формирователя начнет быстро увеличиваться. Соответственно станут больше и интервалы времени, в течение которых силовые транзисторы находятся в открытом состоянии. Ток, протекающий через них, также повысится из-за снижения эквивалентного сопротивления импульсного трансформатора, пересчитанного к первичной обмотке. При увеличении длительности импульсов сокращаются паузы между ними. Напряжение в тоцке соединения анода диода D18 и катода диода D19 интегрируется керамическим конденсатором С19. Уровень напряжения на конденсаторе С19 также начинает повышаться. С увеличением уровня этого напряжения растет положительный потенциал на базе транзистора Q6, величина которого определяется соотношением резисторов делителя, состоящего из сопротивлений R20 и R21. Сопротивление перехода коллектор-эмиттер транзистора Q6 вгспючено последовательно с резисторами R13 и R14. Эти три сопротивления образуют базовый делитель транзистора Q1. С повышением напряжения на базе Q6 сопротивление его перехода коллектор-эмиттер уменьшается. Когда оно примет значение, равное ~1 кОм, произойдет открывание транзистора Q1. Таким образом, как только возникает короткое замыкание

по одному из основных каналов потребления энергии, последовательно открываются транзисторы Q6 и Q1. Через открывающийся транзистор Q1 положительное напряжение, образованное внутренним источником микросхемы TL494, с вывода 1С1/ 14 подается на вывод 1С 1/4. Напряжение на выводе 1С 1/4 также постепенно нарастает. Изменение структуры сигналов управления при этом можно проследить по диаграммам работы ШИМ регулятора (см. рис. 2.8). В описываемом случае на диаграмме 2 происходило бы постепенное увеличение длительности положительного импульса вследствие превышения уровня напряжения, отмеченного горизонтальной линией. Ширина же положительных импульсов на диаграмме 4 (выход компаратора DA2) имела бы минимальную ширину. Обе последовательности поступают на входы элемента DDI. Параметры результирующей выходной импульсной последовательности определяют длительность открытого состояния силовых транзисторов. Временной интервал, в течение которого силовой транзистор открыт, равен паузе между импульсами последовательности с меньшей длительностью паузы. С возрастанием напряжения на входе IC1/4 происходит уменьшение паузы в последовательности на выходе элемента DDI и, как следствие, сокращение времени активного состояния силовых транзисторов. Микросхема IC1 постепенно переводит силовые транзисторы Q9 и Q10 в режим работы с ограниченной длительностью активного состояния. Сначала передаваемая во вторичную цепь снижается до минимума, что приводит к резкому снижению уровней выходных напряжений по всем каналам, а затем происходит полная блокировка импульсов на выходах 1С 1 и остановка преобразователя. После того как транзистор Q1 откроется через диод D3, в базовую цепь транзистора Q4 поступит положительное напряжение, переводящее его в состояние насыщения. Теперь в базовой цепи транзистора Q1 два транзистора Q4 и Q6 находятся в открытом состоянии. Уменьшение длительности импульсов, открывающих транзисторы Q9 и Q10, а также остановка преобразователя приведут к понижению напряжения на конденсаторе С19. Транзистор Q6 закроется, но напряжение на выводе 1С 1/4 будет поддерживаться высоким, так как транзистор Q1 будет удерживаться в открытом состоянии, благодаря открывшемуся транзистору Q4. Таким образом, последовательное срабатывание транзисторов Q6 и Q1 приводит к блокировке выходов IC1. Использование же Q4 в базовой цепи транзистора Q1 позволяет сохранить это состояние.

Силовая часть схемы и элементы управления в этом режиме блокируются полностью. Даже если причина КЗ будет устранена, источник питания

самостоятельно не запустится. Повторный запуск потребует выключения питания и выдерживания определенной паузы для разряда конденсатора С8, подключенного между базой транзистора Q1 и общим проводом. В режиме ожидания питание микросхемы IC1 вновь возобновляется от автогенератора на транзисторе Q3. В микросхеме IC1 продолжают работать только генератор пилообразного напряжения и внутренний источник опорного напряжения, формирующий на выводе 1С 1/14 напряжение +5 В.

Каскад для защиты схемы от К1э в цепях каналов с отрицательными выходными напряжениями собран на элементах D1, R2, R8, R9, D4 и Q4. Эти элементы образуют сумматор напряжений по каналам -5, -12, +5 В. Номиналы резистивных элементов подобраны так, чтобы в случае возникновения КЗ по одному из отрицательных номиналов, положительное напряжение на аноде диода D4 тгревыси-ло бы уровень 1,2-1,3 В. Этого будет достаточно для открывания транзистора Q4. Следом за этим транзистором в состояние насыщения переходит и транзистор Q1. Через открытый транзистор Q1 и диод D3 положительный потенциал подается, как и в выше описанном случае, в базовую цепь транзистора Q4. С коллектора транзистора Q4 через диод D10 положительное напряжение поступает на вход IC1/4. Выходы этой микросхемы и работа силового каскада блокируются. После снижения уровня выходного напряжения канала +5 В оба транзистора Q1 и Q4 в цепи защиты находятся в открытом состоянии.

Маломощные стабилитроны ZD1 и ZD3 подключены катодами к выходам каналов напряжений +5 В и +3,3 В соответственно. Их аноды объединены и через резистор R3 подсоединены к общему проводу питания. Такое соединение кроме суммирования сигналов датчиков обеспечивает развязку между каналами. Через диод D5 аноды стабилитронов подсоединены также к базе транзистора Q4. Эти элементы являются датчиками уровней вторичных каналов положительных напряжений и используются для включения защитного механизма в случае превышения напряжениями этих цепей верхнего допустимого предела, установленного техническими характеристиками источника питания. Номинальный уровень фиксации неконтролируемого превышения напряжения в канале +5 В составляет +6,3 В, а для канала +3,3 В равен +4,2 В. Работа обеих защитных цепей строится по одному и тому же принципу. Он заключается в том, что при достижении выходным напряжением уровня защитной фиксации, напряжение в точке соединения анодов стабилитронов должно иметь значение 1,2-1,3 В, то есть достаточное для последовательного открывания диода D5 и транзистора Q4. Далее открывается Q4

и процесс включения защиты происходит по выше описанному алгоритму. Переключения элементов приводят к полной блокировке системы ШИМ регулирования. Для срабатывания схемы защиты при указанных предельных значениях напряжений использованы стабилитроны с напряжением стабилизации 5 и 3 В для каналов с выходным напряжени-к-ем соответственно +5 и +3,3 В. Каждый источник питания для персонального компьютера должен устанавливать сигнал оповещения вычислительной системы о завершении переходного процесса и достижения выходными вторичными напряжениями номинальных значений. Наименование этого сигнала в оригинальной транскрипции - POWERGOOD. В активном состоянии он имеет высокий логический уровень, который I появляется на выходе каскада-формирователя с за- держкой от 100 до 500 мс относительно вторичных напряжений. В схеме, приведенной на рис. 2.2, этот I каскад построен на микросхеме IC2, состоящей из двух компараторов напряжения. Структурная схема микросхемы IC2 представлена на рис. 2.18.

Вывод питания IC2/8 подключен к источнигсу стабильного напряжения, сформированному на вы-воде IC1/14 микросхемы TL494. Опорное напряже-ie2,5 В со средней точки делителя, образованного юторами R23 и R24, поступает на входы IC2/2 фтирующий вход DA1) и IC2/5 (неинвертиру-1Й вход DA2). Компараторы микросхемы IC2 шчены последовательно. Выход компаратора IC2/7 подгслючен к неинвертирующему входу l1 IC2/3 через интегрирующую цепочку, образо-Ьную элементами R35 и С23. Компаратор DA2 1кросхемы IC2 отслеживает уровень сигнала PS-(Поступающий на его вход IC2/6 через резистор [З. Пока сигнал PS-ON будет иметь высокий уровень, поданный от IC3 через резистор R22, напряжение на выходе IC2/7 будет низкого логического уровня. Этот уровень через буферный элемент на компараторе DA1 транслируется на его выход -IC2/1. При переключении сигнала PS-ON в состояние низкого логического уровня, выход компаратора DA2IC2/7 изменит свое состояние, на нем появится уровень, близкий к +5 В, что соответствует высокому логическому уровню. Выходным током

8;-( 7 )-( 6 )-{ 5 Un

Общий 1 )-( 2 }-( 3 Ь-(Т

Рис. 2.18. Структурная схема микросхемы LM393

компаратора начинается заряд конденсатора С23. Когда напряжение на нем повысится до уровня, превышающего +2,5 В, напряжение на выходе компаратора DA1 IC2/1 также достигнет высокого логического уровня. Таким образом, для выработки сигнала POWRGOOD должно выполниться несколько условий:

1. До.Лкен включиться автогенератор на Q3, должны исправно работать его вторичные цепи и формирователь стабильного напряжения в1С1.

2. На вход сигнала PS-ON должен быть подан низкий уровень.

3. Вторичное напряжение +5 В должно успеть нарасти до номинального уровня.

Таким образом, мы обсудили основные схемы источника питания (см. рис. 2.2) и принципы построения источника питания АТХ форм-фактора. Но прежде, чем перейти к рассмотрению возможных неисправностей этого источника питания, следует уделить внимание методам проведения работ по их выявлению и устранению. Практическое применение положений следующего раздела позволит производить ремонтные работы с максимальной безопасностью и эффективностью.

2.5. Проведение работ с блоками питания конаруктива АТХ

Структурное построение бестрансформаторных источников питания имеет ряд особенностей, отличающих их от преобразователей первичной энергии сети переменного тока, содержащих низкочастотный трансформатор на входе. DiaBHoe отличие заключается в том, что силовая часть бестрансформаторного преобразователя не имеет гальванической развязки с первичной питающей сетью. Питание силовых каскадов осуществляется выпрямленным напряжением сети. Некоторые каскады, такие, например, как автогенераторные схемы, рассчитаны на работу именно при питании сетевым напряжением 220 В и не функционируют при пониженном. Максимальное напряжение на силовых элементах схемы превышает действующее значение напряжения первичной сети практически в полтора раза. Пренебрежение мерами безопасности при работе с такими высокими напряжениями может привести к поражению электротоком. Неправильное подключение к- источнику питания стационарных измерительных приборов при работе с ним может вызвать дальнейшее его повреждение. Избежать

8-504