Conception de circuits d'alimentations pour ordinateurs personnels. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Les alimentations à découpage (UPS) pour ordinateurs personnels présentent des avantages importants - petite taille et poids. Cependant, ils sont construits selon des schémas assez complexes, ce qui rend le dépannage difficile. L'auteur de l'article proposé, parlant du circuit de ces blocs, s'appuie sur l'expérience avec UPS, le format dit AT.

Les onduleurs des ordinateurs domestiques sont conçus pour fonctionner à partir d'un réseau alternatif monophasé (110/230 V, 60 Hz - importé, 127/220 V, 50 Hz - production nationale). Le réseau 220 V, 50 Hz étant généralement accepté en Russie, le problème du choix d'une unité pour la tension secteur souhaitée n'existe pas. Il vous suffit de vous assurer que l'interrupteur de tension secteur de l'appareil (le cas échéant) est réglé sur 220 ou 230 V. L'absence d'interrupteur indique que l'appareil est capable de fonctionner dans la plage de tension secteur indiquée sur son étiquette sans aucune commutation. Les onduleurs conçus pour 60 Hz fonctionnent parfaitement sur un réseau 50 Hz.

L'onduleur est connecté aux cartes mères au format AT avec deux faisceaux de câbles avec prises P8 et P9, illustrés à la fig. 1 (vue des nids). Les couleurs de fil indiquées entre parenthèses sont standard, bien que tous les fabricants d'onduleurs ne les suivent pas strictement. Pour orienter correctement les prises lors de la connexion aux prises de la carte mère, il existe une règle simple : les quatre fils noirs (circuit GND) qui vont aux deux prises doivent être situés côte à côte.

Les principaux circuits d'alimentation des cartes mères au format ATX sont concentrés dans le connecteur illustré à la fig. 2. Comme dans le cas précédent, vue du côté des prises de courant. Les onduleurs de ce format ont une entrée de télécommande (circuit PS-ON), lorsqu'ils sont connectés à un fil commun (circuit COM - "commun", équivalent à GND), l'unité connectée au réseau commence à fonctionner. Si le circuit PS-ON-COM est interrompu, il n'y a pas de tension aux sorties de l'onduleur, à l'exception du +5 V "en service" dans le circuit + 5VSB. Dans ce mode, la consommation électrique du réseau est très faible.

Les onduleurs ATX sont disponibles avec une prise de sortie supplémentaire illustrée à la fig. 3.

Le but de ses circuits est le suivant :

FanM - sortie du capteur de vitesse du ventilateur qui refroidit l'UPS (deux impulsions par tour) ;

FanC - entrée analogique (0...12 V) pour contrôler la vitesse de rotation de ce ventilateur. Si cette entrée est déconnectée des circuits externes ou si plus de 10 V CC lui sont appliqués, les performances du ventilateur sont maximales ;

3.3V Sense - Entrée de signal de rétroaction du régulateur de tension +3,3 V. Il est connecté par un fil séparé directement aux broches d'alimentation du microcircuit sur la carte système, ce qui vous permet de compenser la chute de tension sur les fils d'alimentation. S'il n'y a pas de prise supplémentaire, ce circuit est ramené à la prise 11 de la prise principale (voir Fig. 2) ;

1394R - moins la source de tension isolée du fil commun 8 ... 48 V pour alimenter les circuits de l'interface IEEE-1394;

1394V - plus la même source.

Les onduleurs de tout format doivent être équipés de plusieurs prises pour alimenter les lecteurs de disque et certains autres périphériques informatiques.

Chaque onduleur "ordinateur" émet un signal logique, appelé R G. (Power Good) dans les unités AT ou PW-OK (Power OK) dans les unités ATX, qui indique que toutes les tensions de sortie sont dans des limites acceptables. Sur la carte "carte mère" de l'ordinateur, ce signal participe à la formation du signal de réinitialisation du système (Reset). Après avoir allumé l'UPS, le niveau de signal RG. (PW-OK) reste faible pendant un certain temps, désactivant le processeur jusqu'à ce que les transitoires soient terminés dans les circuits d'alimentation.

En cas de coupure de courant ou de dysfonctionnement soudain de l'UPS, le niveau logique du signal PG (PW-OK) change avant que les tensions de sortie de l'unité ne tombent en dessous des valeurs acceptables. Cela provoque l'arrêt du processeur, empêche la corruption des données stockées en mémoire et d'autres opérations irréversibles.

L'interchangeabilité des onduleurs peut être évaluée selon les critères suivants.

Le nombre de tensions de sortie pour alimenter un IBM PC au format AT doit être d'au moins quatre (+12V, +5V, -5V et -12V). Les courants de sortie maximum et minimum sont régulés séparément pour chaque canal. Leurs valeurs habituelles pour des sources de puissance différente sont données dans le tableau. 1.

Les ordinateurs au format ATX ont en outre besoin de +3,3 V et d'autres tensions (elles ont été mentionnées ci-dessus).

Veuillez noter que le fonctionnement normal de l'unité lorsque la charge est inférieure au minimum n'est pas garanti, et parfois ce mode est tout simplement dangereux. Par conséquent, il n'est pas recommandé d'allumer l'onduleur sans charge sur le réseau (par exemple, pour des tests).

La puissance du bloc d'alimentation (total pour toutes les tensions de sortie) dans un PC grand public entièrement équipé de périphériques doit être d'au moins 200 watts. Il est pratiquement nécessaire d'avoir 230 ... 250 W, et lors de l'installation de "disques durs" et de lecteurs de CD-ROM supplémentaires, davantage peut être nécessaire. Les dysfonctionnements du PC, en particulier ceux qui se produisent lorsque les moteurs électriques des appareils mentionnés sont allumés, sont souvent associés précisément à une surcharge de l'alimentation. Les ordinateurs utilisés comme serveurs de réseau d'information consomment jusqu'à 350 watts. Les onduleurs de faible puissance (40 ... 160 W) sont utilisés dans des ordinateurs de contrôle spécialisés, par exemple, avec un ensemble limité de périphériques.

Le volume occupé par l'onduleur augmente généralement en augmentant sa longueur vers l'avant du PC. Les dimensions de montage et les points de montage de l'unité dans le boîtier de l'ordinateur restent inchangés. Par conséquent, n'importe quel bloc (à de rares exceptions près) peut être installé à la place de celui qui a échoué.

La base de la plupart des onduleurs est un onduleur push-pull en demi-pont fonctionnant à une fréquence de plusieurs dizaines de kilohertz. La tension d'alimentation de l'onduleur (environ 300 V) est redressée et lissée sur le secteur. L'onduleur lui-même se compose d'une unité de contrôle (un générateur d'impulsions avec un étage d'amplification de puissance intermédiaire) et d'un étage de sortie puissant. Ce dernier est chargé sur un transformateur de puissance haute fréquence. Les tensions de sortie sont obtenues à l'aide de redresseurs connectés aux enroulements secondaires de ce transformateur. La stabilisation de la tension est effectuée à l'aide de la modulation de largeur d'impulsion (PWM) des impulsions générées par l'onduleur. Habituellement, un seul canal de sortie est couvert par la rétroaction stabilisatrice, généralement +5 ou +3,3 V. De ce fait, les tensions sur les autres sorties ne dépendent pas de la tension secteur, mais restent soumises à l'influence de la charge. Parfois, ils sont en outre stabilisés à l'aide de microcircuits stabilisateurs conventionnels.

REDRESSEUR RÉSEAU

Dans la plupart des cas, ce nœud est réalisé selon un schéma similaire à celui illustré à la Fig. 4, les différences ne concernent que le type de pont redresseur VD1 et plus ou moins d'éléments de protection et de sécurité.

Parfois, le pont est assemblé à partir de diodes individuelles. Avec l'interrupteur S1 ouvert, qui correspond à l'alimentation de l'unité à partir du réseau 220 ... 230 V, le redresseur est un pont, la tension à sa sortie (condensateurs C4, C5 connectés en série) est proche de l'amplitude du secteur. Lorsqu'ils sont alimentés à partir d'un réseau de 110 ... 127 V, en fermant les contacts de l'interrupteur, ils transforment l'appareil en redresseur avec une tension doublant et reçoivent une tension constante à sa sortie, deux fois l'amplitude du secteur. Une telle commutation est prévue dans l'ASI, dont les stabilisateurs maintiennent les tensions de sortie dans des limites acceptables uniquement si le secteur s'écarte de ± 20 %. Les unités avec une stabilisation plus efficace peuvent fonctionner à n'importe quelle tension secteur (généralement de 90 à 260 V) sans commutation.

Les résistances R1, R4 et R5 sont conçues pour décharger les condensateurs du redresseur après sa déconnexion du réseau, et C4 et C5, en outre, égalisent les tensions sur les condensateurs C4 et C5. La thermistance R2 à coefficient de température négatif limite l'amplitude de l'appel de courant de charge des condensateurs C4, C5 au moment de la mise sous tension de l'appareil. Ensuite, en raison de l'auto-échauffement, sa résistance chute et cela n'affecte pratiquement pas le fonctionnement du redresseur. La varistance R3 avec une tension de classification supérieure à l'amplitude maximale du secteur protège contre les surtensions de ce dernier. Malheureusement, cette varistance est inutile si le bloc avec l'interrupteur fermé S1 est accidentellement connecté au réseau 220 V. Le remplacement des résistances R4, R5 par des varistances avec une tension de classification de 180 ... Parfois, les varistances sont connectées en parallèle avec les résistances spécifiées ou une seule d'entre elles.

Les condensateurs C1 - C3 et une inductance à deux enroulements L1 forment un filtre qui protège l'ordinateur des interférences du réseau et le réseau des interférences générées par l'ordinateur. A travers les condensateurs C1 et C3, le boîtier de l'ordinateur est connecté en courant alternatif aux fils du réseau. Par conséquent, la tension de contact vers un ordinateur non mis à la terre peut atteindre la moitié de la tension du réseau. Cela ne met pas la vie en danger, car la réactance des condensateurs est assez importante, mais cela entraîne souvent une défaillance des circuits d'interface lorsque des périphériques sont connectés à l'ordinateur.

PUISSANTE CASCADE D'INVERSEURS

Sur la fig. 5 montre une partie du schéma d'un onduleur GT-150W commun.

Les impulsions générées par l'unité de commande sont transmises à travers le transformateur T1 aux bases des transistors VT1 et VT2, les ouvrant à leur tour. Les diodes VD4, VD5 protègent les transistors de la tension de polarité inverse. Les condensateurs C6 et C7 correspondent à C4 et C5 dans le redresseur (voir Fig. 4). Les tensions des enroulements secondaires du transformateur T2 sont redressées pour obtenir la sortie. L'un des redresseurs (VD6, VD7 avec filtre L1C5) est représenté sur le schéma.

Les étages UPS les plus puissants diffèrent de celui considéré uniquement par les types de transistors, qui peuvent être, par exemple, actionnés sur le terrain ou contenir des diodes de protection intégrées. Il existe plusieurs versions des circuits de base (pour les bipolaires) ou des circuits de grille (pour les transistors à effet de champ) avec des nombres, des calibres et des circuits de commutation d'éléments différents. Par exemple, les résistances R4, R6 peuvent être connectées directement aux bases des transistors respectifs.

En régime permanent, l'unité de contrôle de l'onduleur est alimentée par la tension de sortie de l'onduleur, mais au moment de la mise sous tension, elle est absente. Il existe deux manières principales d'obtenir la tension d'alimentation nécessaire au démarrage de l'onduleur. Le premier d'entre eux est mis en œuvre dans le schéma considéré (Fig. 5). Immédiatement après la mise sous tension de l'appareil, la tension secteur redressée est fournie via le diviseur résistif R3 - R6 aux circuits de base des transistors VT1 et / T2, en les ouvrant légèrement, et les diodes VD1 et VD2 empêchent le shunt des sections base-émetteur des transistors par les enroulements II et III du transformateur T1. Dans le même temps, les condensateurs C4, C6 et C7 se chargent et le courant de charge du condensateur C4, circulant dans l'enroulement I du transformateur T2 et dans l'enroulement II du transformateur T1, induit une tension dans les enroulements II et III de ce dernier, ouvrant un des transistors et fermant l'autre. Lequel des transistors se fermera et lequel s'ouvrira dépend de l'asymétrie des caractéristiques des éléments en cascade.

Sous l'action d'un OS positif, le processus se déroule comme une avalanche et l'impulsion induite dans l'enroulement II du transformateur T2 à travers l'une des diodes VD6, VD7, la résistance R9 et la diode VD3 charge le condensateur C3 à une tension suffisante pour démarrer le fonctionnement de l'unité de commande. À l'avenir, il est alimenté par le même circuit et la tension redressée par les diodes VD6, VD7, après lissage par le filtre L1C5, est fournie à la sortie + 12 V de l'onduleur.

La variante des circuits de démarrage initiaux utilisés dans l'onduleur LPS-02-150XT ne diffère que par le fait que la tension du diviseur, similaire à R3 - R6 (Fig. 5), est fournie par un redresseur de tension secteur demi-onde séparé avec un petit condensateur de filtrage. En conséquence, les transistors de l'inverseur s'ouvrent légèrement avant que les condensateurs du filtre redresseur principal (C6, C7, voir Fig. 5) ne soient chargés, ce qui permet un démarrage plus sûr.

La deuxième façon d'alimenter l'unité de commande lors du démarrage implique la présence d'un transformateur abaisseur spécial de faible puissance avec un redresseur, comme indiqué sur le schéma de la Fig. 6 appliqué dans l'UPS PS-200B. Le nombre de tours de l'enroulement secondaire du transformateur est choisi de manière à ce que la tension redressée soit légèrement inférieure à la sortie dans le canal +12 V de l'unité, mais suffisante pour le fonctionnement de l'unité de contrôle. Lorsque la tension de sortie de l'onduleur atteint sa valeur nominale, la diode VD5 s'ouvre, les diodes de pont VD1 - VD4 restent fermées pendant toute la durée de la tension alternative et l'unité de commande passe à la tension de sortie de l'onduleur, sans consommer plus d'énergie du transformateur "de départ".

Dans les étages onduleurs de forte puissance ainsi démarrés, il n'y a pas besoin de polarisation initiale sur les bases des transistors et de contre-réaction positive. Par conséquent, les résistances R3, R5 ne sont pas nécessaires, les diodes VD1, VD2 sont remplacées par des cavaliers et l'enroulement II du transformateur T1 est réalisé sans prise (voir Fig. 5).

REDRESSEURS DE SORTIE

Sur la fig. 7 montre un schéma typique d'un ensemble redresseur UPS à quatre canaux.

Afin de ne pas violer la symétrie de l'inversion de magnétisation du circuit magnétique d'un transformateur de puissance, les redresseurs sont construits uniquement selon des circuits pleine onde, et les redresseurs en pont, qui se caractérisent par des pertes accrues, ne sont presque jamais utilisés. La principale caractéristique des redresseurs UPS est le lissage des filtres, en commençant par une inductance (inductance). La tension à la sortie d'un redresseur avec un filtre similaire dépend non seulement de l'amplitude, mais également du rapport cyclique (le rapport de la durée à la période de répétition) des impulsions d'entrée. Cela permet de stabiliser la tension de sortie en modifiant le rapport cyclique de l'entrée. Utilisés dans de nombreux autres cas, les redresseurs avec filtres commençant par un condensateur n'ont pas cette propriété. Le processus de modification du rapport cyclique des impulsions est généralement appelé PWM - modulation de largeur d'impulsion (PWM - Modulation de largeur d'impulsion).

L'amplitude des impulsions, proportionnelle à la tension du réseau d'alimentation, aux entrées de tous les redresseurs de l'unité évoluant selon la même loi, la stabilisation par PWM d'une des tensions de sortie stabilise toutes les autres. Pour renforcer cet effet, les selfs de filtrage L1.1 - L1.4 de tous les redresseurs sont enroulées sur un circuit magnétique commun. La connexion magnétique entre eux synchronise en outre les processus se produisant dans les redresseurs.

Pour le bon fonctionnement d'un redresseur avec un filtre en L, il est nécessaire que son courant de charge dépasse une certaine valeur minimale, qui dépend de l'inductance de l'inductance du filtre et de la fréquence des impulsions. Cette charge initiale est créée par les résistances R4 - R7 connectées en parallèle avec les condensateurs de sortie C5 - C8. Ils servent également à accélérer la décharge des condensateurs après l'arrêt de l'onduleur.

Parfois, une tension de -5 V est obtenue sans redresseur séparé à partir d'une tension de -12 V à l'aide d'un stabilisateur intégré de la série 7905. Les analogues domestiques sont les microcircuits KR1162EN5A, KR1179EN05. Le courant consommé par les nœuds informatiques de ce circuit ne dépasse généralement pas quelques centaines de milliampères.

Dans certains cas, des stabilisateurs intégrés sont également installés dans d'autres canaux de l'ASI. Cette solution élimine l'influence d'une charge changeante sur les tensions de sortie, mais réduit l'efficacité de l'unité et, pour cette raison, n'est utilisée que dans des canaux de puissance relativement faible. Un exemple est le schéma de l'ensemble redresseur UPS PS-6220C, illustré à la fig. 8. Diodes VD7 - VD10 - protection.

Comme dans la plupart des autres blocs, des diodes à barrière Schottky (assemblage VD5) sont installées dans le redresseur de tension +6 V, qui se distinguent par une chute de tension plus faible dans le sens direct et un temps de récupération de la résistance inverse que les diodes conventionnelles. Ces deux facteurs sont favorables à l'augmentation de l'efficacité. Malheureusement, la tension inverse admissible relativement faible ne permet pas l'utilisation de diodes Schottky dans le canal +12 V. Cependant, dans le nœud considéré, ce problème est résolu en connectant deux redresseurs en série : à 5 V, le 7 V manquant est ajouté par un redresseur sur le montage des diodes Schottky VD5.

Pour éliminer les surtensions dangereuses pour les diodes qui se produisent dans les enroulements du transformateur aux fronts des impulsions, des circuits d'amortissement R1C1, R2C2, R3C3 et R4C4 sont fournis.

UNITÉ DE CONTRÔLE

Dans la plupart des onduleurs "informatiques", ce nœud est construit sur la base d'une puce de contrôleur PWM TL494CN (analogique domestique - KR1114EU4) ou de ses modifications. La partie principale du schéma d'un tel nœud est illustrée à la Fig. 9, elle montre également les éléments du dispositif interne dudit microcircuit.

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Le générateur de tension en dents de scie G1 sert de maître. Sa fréquence dépend des calibres des éléments extérieurs R8 et C3. La tension générée est fournie à deux comparateurs (A3 et A4), dont les impulsions de sortie sont résumées par l'élément OU D1. De plus, les impulsions à travers les éléments OR-NOT D5 et D6 sont envoyées aux transistors de sortie du microcircuit (V3, V4). Des impulsions provenant de la sortie de l'élément D1 arrivent également à l'entrée de comptage du déclencheur D2, et chacune d'elles change l'état du déclencheur. Ainsi, si un journal est appliqué à la broche 13 du microcircuit. 1 ou si, comme dans le cas considéré, on laisse libre, les impulsions aux sorties des éléments D5 et D6 alternent, ce qui est nécessaire pour commander l'inverseur push-pull. Si la puce TL494 est utilisée dans un convertisseur de tension à cycle unique, la broche 13 est connectée à un fil commun, par conséquent, le déclencheur D2 n'est plus impliqué dans le travail et des impulsions apparaissent simultanément sur toutes les sorties.

L'élément A1 est un amplificateur de signal d'erreur dans le circuit de stabilisation de la tension de sortie de l'ASI. Cette tension (dans ce cas - +5 V) à travers le diviseur résistif R1R2 est envoyée à l'une des entrées de l'amplificateur. Sur sa deuxième entrée, on trouve un exemple de tension obtenue à partir du stabilisateur A5 intégré au microcircuit à l'aide d'un diviseur résistif R3 - R5. La tension à la sortie A1, proportionnelle à la différence entre les entrées, fixe le seuil de fonctionnement du comparateur A4 et, par conséquent, le rapport cyclique des impulsions à sa sortie. Étant donné que la tension de sortie de l'onduleur dépend du rapport cyclique (voir ci-dessus), dans un système fermé, elle est automatiquement maintenue égale à celle de l'exemple, en tenant compte du facteur de division R1R2. La chaîne R7C2 est nécessaire à la stabilité du stabilisateur. Le deuxième amplificateur (A2) dans ce cas est désactivé en appliquant des tensions appropriées à ses entrées et n'est pas impliqué dans le travail.

Le comparateur A3 a pour fonction d'assurer une pause entre les impulsions en sortie de l'élément D1, même si la tension de sortie de l'amplificateur A1 est hors plage. Le seuil de déclenchement minimum A3 (lorsque la broche 4 est connectée au commun) est défini par la source de tension interne GV1. Lorsque la tension à la broche 4 augmente, le temps de pause minimum augmente, par conséquent, la tension de sortie maximale de l'onduleur chute.

Cette propriété est utilisée pour démarrer l'onduleur en douceur. Le fait est qu'au moment initial de fonctionnement de l'unité, les condensateurs de filtrage de ses redresseurs sont complètement déchargés, ce qui équivaut à fermer les sorties sur un fil commun. Le démarrage immédiat de l'onduleur "à pleine puissance" entraînera une énorme surcharge des transistors d'une puissante cascade et leur éventuelle défaillance. Le circuit C1R6 permet un démarrage en douceur et sans surcharge de l'onduleur.

Au premier instant après la mise sous tension, le condensateur C1 est déchargé et la tension sur la broche 4 de DA1 est proche de +5 V, reçue du stabilisateur A5. Cela garantit une pause de la durée maximale possible, jusqu'à l'absence totale d'impulsions à la sortie du microcircuit. Lorsque le condensateur C1 est chargé à travers la résistance R6, la tension à la broche 4 diminue, et avec elle la durée de la pause. Dans le même temps, la tension de sortie de l'ASI augmente. Cela continue jusqu'à ce qu'il s'approche de l'exemple et que la rétroaction stabilisatrice prenne effet. Une charge supplémentaire du condensateur C1 n'affecte pas les processus de l'onduleur. Étant donné que le condensateur C1 doit être complètement déchargé avant chaque mise sous tension de l'onduleur, dans de nombreux cas, des circuits pour sa décharge forcée sont prévus (non représentés sur la Fig. 9).

CASCADE INTERMÉDIAIRE

La tâche de cette cascade est d'amplifier les impulsions avant qu'elles ne soient transmises à de puissants transistors. Parfois, l'étage intermédiaire est absent en tant que nœud indépendant, faisant partie du microcircuit de l'oscillateur maître. Un schéma d'une telle cascade utilisée dans l'onduleur PS-200B est illustré à la fig. 10. Le transformateur d'adaptation T1 correspond ici à celui du même nom de la fig. 5.

L'UPS APPIS utilise un étage intermédiaire selon le schéma illustré à la fig. 11, qui diffère de celui discuté ci-dessus par la présence de deux transformateurs d'adaptation T1 et T2 - séparément pour chaque transistor puissant. La polarité de mise sous tension des enroulements des transformateurs est telle que le transistor de l'étage intermédiaire et le transistor puissant qui lui est associé sont à l'état ouvert en même temps. Si des mesures particulières ne sont pas prises, après plusieurs cycles de fonctionnement de l'onduleur, l'accumulation d'énergie dans les noyaux magnétiques des transformateurs entraînera une saturation de ces derniers et une diminution importante de l'inductance des enroulements.

Considérons comment ce problème est résolu, en utilisant l'exemple de l'une des "moitiés" de l'étage intermédiaire avec transformateur T1. Lorsque le transistor du microcircuit est ouvert, l'enroulement Ia est relié à une source d'alimentation et à un fil commun. Un courant croissant linéairement le traverse. Une tension positive est induite dans l'enroulement II, qui pénètre dans le circuit de base d'un transistor puissant et l'ouvre. Lorsque le transistor dans le microcircuit est fermé, le courant dans l'enroulement Ia sera interrompu. Mais le flux magnétique dans le circuit magnétique du transformateur ne peut pas changer instantanément, par conséquent, un courant décroissant linéairement apparaîtra dans l'enroulement Ib, traversant la diode ouverte VD1 du fil commun au plus de la source d'alimentation. Ainsi, l'énergie accumulée dans le champ magnétique pendant l'impulsion est restituée à la source pendant la pause. La tension sur l'enroulement II pendant la pause est négative et le puissant transistor est fermé. De la même manière, mais en antiphase, la deuxième "moitié" de la cascade avec le transformateur T2 fonctionne.

La présence de flux magnétiques pulsés à composante constante dans les circuits magnétiques conduit à la nécessité d'augmenter la masse et le volume des transformateurs T1 et T2. En général, l'étage intermédiaire à deux transformateurs n'a pas beaucoup de succès, même s'il s'est assez répandu.

Si la puissance des transistors de la puce TL494CN n'est pas suffisante pour contrôler directement l'étage de sortie de l'onduleur, un circuit similaire à celui illustré à la fig. 12, qui montre l'étage intermédiaire de l'onduleur KYP-150W. La moitié de l'enroulement I du transformateur T1 sert de charges de collecteur des transistors VT1 et VT2, qui sont alternativement ouverts par des impulsions provenant du microcircuit DA1. La résistance R5 limite le courant de collecteur des transistors à environ 20 mA. À l'aide des diodes VD1, VD2 et du condensateur C1 sur les émetteurs des transistors VT1 et VT2, la tension de +1,6 V est maintenue nécessaire à leur fermeture fiable.Les diodes VD4 et VD5 amortissent les oscillations qui se produisent aux moments de commutation des transistors dans le circuit formé par l'inductance de l'enroulement I du transformateur T1 et sa propre capacité. La diode VD3 se ferme si la surtension à la borne médiane de l'enroulement I dépasse la tension d'alimentation de la cascade.

Une autre version du circuit d'étage intermédiaire (UPS ESP-1003R) est illustrée à la fig. 13.

Dans ce cas, les transistors de sortie de la puce DA1 sont connectés selon un circuit collecteur commun. Les condensateurs C1 et C2 forcent. L'enroulement I du transformateur T1 n'a pas de sortie moyenne. Selon lequel des transistors VT1, VT2 est actuellement ouvert, le circuit d'enroulement est fermé à la source d'alimentation par une résistance R7 ou R8 connectée au collecteur d'un transistor fermé.

DÉPANNAGE

Avant de réparer l'onduleur, il doit être retiré de l'unité centrale informatique. Pour ce faire, déconnectez l'ordinateur du réseau en retirant la fiche de la prise. Après avoir ouvert le boîtier de l'ordinateur, relâchez tous les connecteurs de l'onduleur et, après avoir dévissé les quatre vis sur la paroi arrière de l'unité centrale, retirez l'onduleur. Retirez ensuite le couvercle en forme de U du boîtier de l'ASI en dévissant les vis qui le fixent. La carte de circuit imprimé peut être retirée en dévissant les trois vis "autotaraudeuses" qui la maintiennent. Une caractéristique des cartes de nombreux onduleurs est que le conducteur imprimé du fil commun est divisé en deux parties, qui ne sont connectées l'une à l'autre que par le boîtier métallique de l'unité. Sur la carte retirée du boîtier, ces pièces doivent être connectées avec un conducteur suspendu.

Si l'alimentation a été déconnectée de l'alimentation il y a moins d'une demi-heure, il est nécessaire de trouver et de décharger des condensateurs à oxyde 220 ou 470 uF x 250 V sur la carte (ce sont les plus gros condensateurs de l'unité). Pendant le processus de réparation, il est recommandé de répéter cette opération après chaque déconnexion de l'unité du réseau, ou de shunter temporairement les condensateurs avec des résistances de 100 ... 200 kOhm avec une puissance d'au moins 1 W.

Tout d'abord, ils inspectent les pièces de l'UPS et identifient celles qui sont manifestement défectueuses, par exemple, brûlées ou avec des fissures dans le boîtier. Si la panne de l'unité a été causée par un dysfonctionnement du ventilateur, vous devez vérifier les éléments installés sur les dissipateurs thermiques: puissants transistors inverseurs et assemblages de diodes Schottky des redresseurs de sortie. Lors de "l'explosion" des condensateurs à oxyde, leur électrolyte est pulvérisé dans tout le bloc. Pour éviter l'oxydation des pièces métalliques conductrices de courant, il est nécessaire de laver l'électrolyte avec une solution légèrement alcaline (par exemple, en diluant Fairy avec de l'eau dans un rapport de 1:50).

Après avoir connecté l'unité au réseau, tout d'abord, toutes ses tensions de sortie doivent être mesurées. S'il s'avère que la tension dans au moins une des voies de sortie est proche de la valeur nominale, il convient de rechercher le défaut dans les circuits de sortie des voies en défaut. Cependant, comme le montre la pratique, les circuits de sortie échouent rarement.

En cas de dysfonctionnement de tous les canaux, la procédure de dépannage est la suivante. Mesurez la tension entre la borne positive du condensateur C4 et la borne négative C5 (voir Fig. 4) ou le collecteur du transistor VT1 et l'émetteur VT2 (voir Fig. 5) Si la valeur mesurée est nettement inférieure à 310 V, vous il faut vérifier et, si nécessaire, remplacer le pont de diodes VD1 (voir Fig. 4) ou les diodes individuelles qui le composent. Si la tension redressée est normale et que l'unité ne fonctionne pas, il est fort probable qu'un ou les deux transistors de l'étage onduleur puissant (VT1, VT2, voir Fig. 5), qui sont soumis aux plus grandes surcharges thermiques, sont tombés en panne. Avec des transistors réparables, il reste à vérifier la puce TL494CN et les circuits qui lui sont associés.

Les transistors défectueux peuvent être remplacés par des homologues nationaux ou importés adaptés aux paramètres électriques, aux dimensions globales et d'installation, guidés par les données indiquées dans le tableau. 2.

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Les diodes de remplacement sont sélectionnées selon le tableau. 3.

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Les diodes de redressement du redresseur secteur (voir Fig. 4) peuvent être remplacées avec succès par des KD226G, KD226D domestiques. Si des condensateurs d'une capacité de 220 uF sont installés dans le redresseur secteur, il est conseillé de les remplacer par 470 uF, une place pour cela est généralement prévue sur la carte. Pour réduire les interférences, il est recommandé de shunter chacune des quatre diodes de redressement avec un condensateur de 1000 pF pour une tension de 400 ... 450 V.

Les transistors 2SC3039 peuvent être remplacés par des KT872A domestiques. Mais la diode d'amortissement PXPR1001 pour remplacer celle qui est défaillante est difficile à acheter même dans les grandes villes. Dans cette situation, vous pouvez utiliser trois diodes KD226G ou KD226D connectées en série. Il est possible de remplacer une diode défectueuse et un transistor puissant protégé par celle-ci par un transistor avec une diode d'amortissement intégrée, par exemple 2SD2333, 2SD1876, 2SD1877 ou 2SD1554. Il convient de noter que dans de nombreux onduleurs fabriqués après 1998, un tel remplacement a déjà été effectué.

Pour améliorer la fiabilité de l'IED, il peut être recommandé de connecter des selfs avec une inductance de 7 μH en parallèle avec les résistances R8 et R5 (voir Fig. 4). Ils peuvent être enroulés avec un fil d'un diamètre d'au moins 0,15 mm dans une isolation en soie sur tous les noyaux magnétiques annulaires. Le nombre de spires est calculé selon des formules connues.

Une résistance d'ajustement pour régler la tension de sortie (R3, voir Fig. 9) n'est pas disponible dans de nombreux onduleurs, une constante est installée à la place. Si un réglage est nécessaire, cela peut être fait en installant temporairement une résistance de réglage, puis en la remplaçant à nouveau par une valeur constante trouvée.

Pour améliorer la fiabilité, il est utile de remplacer les condensateurs à oxyde importés installés dans les filtres des redresseurs + 12 V et + 5 V les plus puissants par des condensateurs K50-29 équivalents en capacité et en tension. Il convient de noter que tous les condensateurs fournis par le circuit ne sont pas installés sur les cartes de nombreux onduleurs (apparemment par économie), ce qui affecte négativement les caractéristiques de l'unité. Il est recommandé d'installer les condensateurs manquants aux endroits qui leur sont destinés.

Lors de l'assemblage de l'unité après réparation, n'oubliez pas de retirer les cavaliers et les résistances installés temporairement, et connectez également le ventilateur intégré au connecteur correspondant.

littérature

1. Kulichkov A. Alimentations à découpage pour IBM PC. - M. : DMK, série "Réparation et SAV", 2000.
2. Guk M. Matériel IBM PC. - S.-Pb. : Peter, 2000.
3. Kunevich A.. Sidorov I. Éléments inductifs sur ferrites. - S.-Pb. : Lenizdat, 1997.
4. Nikulin S. Fiabilité des éléments de l'équipement radio-électronique. - M. : Énergie, 1979.

Auteur : R. Aleksandrov, Maloyaroslavets, région de Kalouga

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