Статьи по блокам питания

Основные правила работы при диагностике и ремонте блоков питания принтеров.

Основные правила работы при диагностике и ремонте блоков питания принтеров. В принтерах применяются импульсные блоки питания, преобразующие переменное напряжение сети в несколько выходных шин питания постоянного тока для различных компонентов принтера см. рис. 1. Блоки питания располагаются внутри принтера на отдельной плате или на плате источников питания вместе с высоковольтными источниками питания для системы создания изображения (узла первичного заряда, узла проявки, узла переноса и т.д.). Силовая часть блока питания чаще других представлена импульсным обратноходовым преобразователем напряжения с управляющей микросхемой или без нее. Регулировка и стабилизация выходных напряжений источника осуществляется методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и осуществляется, как правило, специализированной микросхемой ШИМ-контроллером на основе сигнала обратной связи. Так как микросхема ШИМ – контроллер включена в первичную цепь блока питания, обратная связь снимаемая с одной или нескольких выходных шин питания подается на микросхему через гальваническую развязку - оптопару.

Система электропитания современных компонентов системных плат.

Система электропитания современных компонентов системных плат. Процессоры Hassvell и Skylake.

Сглаживающие LC-фильтры: индуктивности (дроссели) и емкости.

Сглаживающие LC-фильтры: индуктивности (дроссели) и емкости. Импульсный понижающий преобразователь напряжения питания содержит в своей основе PWM-контроллер (ШИМ-контроллер), электронный ключ, который управляется PWM-контроллером и периодически подключает и отключает нагрузку к линии входного напряжения, а также индуктивно-емкостной LC-фильтр для сглаживания пульсаций выходного напряжения. Сглаживающий, или низкочастотный, фильтр представляет собой LC-фильтр, то есть индуктивность, включенную последовательно с нагрузкой, и емкость, включенную параллельно нагрузке (рис. 1). Дроссели. Если говорить об ограничениях фазы импульсного регулятора напряжения питания, то оно заключается и в том, что индуктивности (дроссели), и емкости тоже имеют ограничение по максимальном току, который через них можно пропускать. Например, дроссель PA2080.161NL компании PULSE налагает на фазу питания ограничение по току 40 A (рис. 2). Твердотельные конденсаторы. Твердотельные конденсаторы Solid CAP (рис. 4) стали основными в системных платах класса high end, обеспечивая, благодаря своей алюминиевой сердцевине, низкое последовательное сопротивление (ESR), а также 10-летний срок службы. Эти конденсаторы обладают непревзойденной стабильностью и позволяют более эффективно использовать энергию, выделяя меньше нежелательного тепла и снижая потенциальный риск аварийного вытекания жидкости, характерного для старых электролитических конденсаторов. Использование твердотельные конденсаторы Solid CAP устранило проблему взрывающихся конденсаторов и обеспечило колоссальное увеличение срока службы.

DrMOS-микросхемы.

DrMOS-микросхемы. Технология DrMOS была разработана компанией Intel и буквально означает Driver + MOSFETs, т. е. используется одна микросхема, объединяющая и силовые транзисторы, и драйвер. Естественно, что при этом также применяются отдельные дроссели и конденсаторы, а для управления всеми фазами служит многоканальный PWM-контроллер. DrMOS-микросхемы Renesas R2J20602 используются на новых платах MSI для процессоров семейства Intel Core i7 (рис. 1). Например, на плате MSI Eclipse Plus используется 6-фазный регулятор напряжения питания процессора на базе 6-канального PWM-контроллера Intersil ISL6336A и DrMOS-микросхем Renesas R2J20602.

Измерение сопротивления нагрузки между контактами номиналов вторичного напряжения.

Измерение сопротивления нагрузки между контактами номиналов вторичного напряжения. Еще до включения электропитания возможно получение важной диагностической информации. До включения электропитания необходимо произвести измерение сопротивления нагрузки между контактами номиналов вторичного напряжения (например, +5 вольт) и «землей» и др. на разъеме электропитания, что позволяет определить ненормальную (повышенную) нагрузку на источник электропитания, а это может быть вызвано пробоем на землю или источника питания, или одного из выводов микросхемы, запитаной от этого источника (обычно, при прямом и обратном измерении сопротивления между «плюсом» источника вторичного напряжения и землей, должна быть видна разница измеренного сопротивления в соотношении примерно 3:2). Условное название «прямое» подключение означает, что минус клеммы прибора был подсоединен к общему контакту системной платы, а плюс клеммы прибора применялся в конкретной точке замера; условное название «обратное» подключение означает, что плюс клеммы прибора был подсоединен к общему контакту системной платы, а минус клеммы прибора применялся в конкретной точке замера. Как видно из полученных нагрузочных сопротивлений занесенных в таблицу 1, сопротивление нагрузки уменьшается для положительных напряжений, если используется «обратное» подключение измерительного прибора. Для наглядности приведем ниже примеры таких замеров. О возможном замыкании или наличии повышенной нагрузки в цепи питания для устройств, размещенных на данной плате можно судить, используя информацию, полученную измерением сопротивления нагрузок (в прямом и обратном включении омметра) с разъема ATX и ATX -12 вольт (рис. 1, рис. 2).

Технология DrMOS II.

Технология DrMOS II. Технология DrMOS II представляет новое поколение микросхемы 3-в-1 Driver MOSFET, которые по сравнению со стандартными транзисторами MOSFET обеспечивают: - экономию электроэнергии - почти на 30% эффективней; - сниженную температуру - меньше на 16°C; - быстрый отклик - переход от экстремального к энергосберегающему режиму в два раза быстрее; - стабильное электропитание - на 50% ниже уровень помех. Компания Fairchild Semiconductor представила новое семейство второго поколения XS™ DrMOS (MOSFET-транзистор + драйвер) для разработчиков источников питания. Высокие характеристики эффективности и удельной плотности мощности позволяют разработчикам применять их во множестве различных приложений. DrMOS выпускаются в миниатюрных высокотехнологичных корпусах PQFN размером 6 ? 6 мм и обеспечивают КПД до 91.5% при входном напряжении 12 В, выходном напряжении 1 В и токе 1 А, а их максимальный КПД может достигать 94%. DrMOS работают с частотой переключения до 2 МГц и способны управлять токами до 50 А.

Особенности контроллеров зарядки литиево-ионных (Li-Ion) аккумуляторов.

Особенности контроллеров зарядки литиево-ионных (Li-Ion) аккумуляторов, созданных на базе импульсных стабилизаторов. Чтобы уменьшить нежелательный нагрев кристалла контроллера в процессе зарядки аккумулятора, необходимо повышать КПД контроллера, что достигается при использовании контроллеров с импульсным регулированием. Кроме того, их применение позволяет потенциально ускорить продолжительность зарядки. Контроллеры зарядки литиево-ионных аккумуляторов, за счет применения в них импульсного регулятора обеспечивают не только высокий КПД, но и реализацию технологии разделения путей протекания токов нагрузки и зарядки (Switching PowerPath). Например, микросхемы LTC4088/LTC4098 (контроллеры зарядки литиево-ионных аккумуляторов) содержат импульсный понижающий напряжение регулятор и линейный регулятор тока зарядки аккумулятора. В конфигурации, приведенной на рис. 1, разница напряжения VIN – VOUT сохраняется, однако потери мощности существенно меньше, т.к. КПД регулятора достаточно высок (примерно, 92% при выходном токе 300 мА). Напряжение VOUT лишь на несколько сотен милливольт выше VBAT. Принятые в этих микросхемах меры обеспечивают незначительные потери мощности.

Общая методика и рекомендации по ремонту источников питания персональных компьютеров.

Общая методика и рекомендации по ремонту источников питания персональных компьютеров. Источник питания современного (ПК) представляет собой достаточно сложное радиоэлектронное устройство, ремонт которого можно осуществлять, только зная принципы его построения и работы, а также владея навыками нахождения и устранения дефектов в радиоэлектронных устройствах. Практика показывает, что из всех элементов системного блока персонального компьютера (ПК) наибольшее число отказов приходится на блоки питания. Наибольшее число отказов блоков питания обычно связано с "человеческим фактором", т. е. с неисправностями, к которым относятся ошибочное подключение напряжения питания и включение блока в сеть с неправильно установленным переключателем напряжения питания (переключатель установлен на 115В, а включается блок питания в сеть 220В, в результате - взрыв конденсаторов низкочастотного фильтра, сгоранием термистора, предохранителя). Поэтому перед первым включением источника питания обратите внимание на положение переключателя типа питающей сети (рекомендуется сразу адаптировать аппарат под нашу сеть, исключив (методом выпаивания) все элементы, связанные с возможностью ошибочного включения источника). При ремонте источников питания рекомендуется комплексное использование всех доступных способов поиска неисправностей. Любой ремонт начинается с очень внимательного предварительного внешнего осмотра ремонтируемого объекта. В большинстве случаев это позволяет отремонтировать блок питания даже при отсутствии достаточной информации. При осмотре необходимо обращать внимание на исправность предохранителей и на любое изменение внешнего вида элементов электрической схемы (цвета корпуса элемента, вздутость корпуса, обрывы соединений и др.). При определении неисправного элемента следует обратить внимание на исправность всех элементов, подключенных к определенной цепи. Необходимо помнить, что источник импульсного питания не работает без нагрузки, подсоединение к сети должно происходить только через развязывающий трансформатор, и помните, что лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) развязывающим трансформатором не является. Ремонт следует проводить технически исправными приборами, с использованием низковольтных паяльников, питающихся через разделительный трансформатор. Для блока питания мощностью 200 Вт рекомендуется использовать для источника питания +5 В нагрузку сопротивлением 4,8 Ом (50 Вт), а для источника +12 В нагрузку 14 Ом (12 Вт), в качестве достаточной нагрузки источника питания по каналу +12 В могут быть использованы автомобильные лампочки на 12 В. Во время пробных включений источника питания (во время ремонта и после проведения его ремонта) рекомендуется вместо предохранителя включить лампу накаливания на 250В/ 100Вт. Этот прием дает реальный шанс не пожечь силовые транзисторы высокочастотного преобразователя. Если при включении питания лампа будет гореть тускло, то можно установить предохранитель на место, а в случае яркого свечения лампы, питание необходимо выключить и продолжить поиски неисправности. Проявления неисправности блока питания могут быть очевидными и неочевидными, например: - компьютер вообще не работает; - появление дыма и запаха при включении питания; - сгорает предохранитель на распределительном щите и др. В случае неочевидных причин неисправности для определения неисправного элемента требуется дополнительная диагностика системы, т.к. явно они не проявляют себя, но влияют на работоспособность источника питания. Например, могут наблюдаться ряд ошибок системы, которые не указывают на неисправность блока питания: - различного рода ошибки и зависания при включении электропитания; - неожиданная перезагрузка системы и периодические зависания во время обычной работы; - хаотически возникающие ошибки четности данных и другие ошибки оперативной памяти; - одновременная остановка жесткого диска и вентилятора, перегрев компьютера из-за выхода из строя вентилятора (из-за того, что отсутствует напряжение +12 В); - перезагрузка системы при незначительном снижении напряжения сети 220 В; - "удары" электрического тока во время прикосновения рукой к корпусу компьютера или к разъемам; - небольшие статические разряды, нарушающие работу сети; - ранняя подача сигнала "Питание в норме" (из-за неисправности в цепи формирования этого сигнала) может приводить к искажениям CMOS-памяти.

Пример проверки работоспособности шим-контроллера.

Пример проверки работоспособности шим-контроллера. Шим-контроллер считают "сердцем" источников питания. Долгое время использовали микросхему TL494, а затем и ее аналоги (MB3759, KA7500B KA3511, SG6105 и др.). Проверку работоспособности такой микросхемы, например, TL494 (рис. 1) можно произвести, не включая блок питания. При этом микросхему необходимо запитать от внешнего источника напряжением +9 ...+20В. Напряжение подается на вывод 12 относительно выв. 7 через маломощный выпрямительный диод. Все измерения тоже должны проводиться относительно выв. 7. При подаче питания на микросхему контролируем напряжение на выв. 5. Оно должно составлять +5 В (±5%) и быть стабильным при изменении напряжения питания на выв. 12 В пределах +9 ...+20 В. В противном случае неисправен внутренний стабилизатор напряжения микросхемы.

Особенности аккумуляторных батарей мобильных компьютеров.

Особенности аккумуляторных батарей мобильных компьютеров. Объем оборудования и количество новых компонентов в ноутбуках постоянно увеличивается, поэтому проблема их автономного электроснабжения постоянно актуальна. Реальный срок безотказной работы аккумуляторной батареи ноутбука редко превышает год-полтора, и эта неприятная реальность связана с особенностями требований, предъявляемых к этому классу аккумуляторов (габариты, вес, мощность, безопасность). Батареи становятся все совершеннее и совершеннее, однако характеристики даже самых дорогих и продвинутых образцов все еще очень далеки от идеальных: они пока "капризны", недолговечны и требуют квалифицированного обслуживания. Если ноутбук будет часто использоваться вдали от сети переменного тока, то хорошим вариантом может быть использование второго аккумулятор: либо такой же, как установлен в ноутбуке, а еще лучше купить усиленный. Практически все производители выпускают усиленные батареи для своих моделей ноутбуков. Для выбора батареи и понимания маркировок, используемых для обозначения аккумуляторов необходимо учитывать, что в настоящее время применяются аккумуляторы еще 5-и различных электрохимических систем: - герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы (сокращенно SLA); - никель-кадмиевые аккумуляторы (сокращенно NiCd); - никель-металл-гидридные аккумуляторы (сокращенно NiMH); - литий-ионные аккумуляторы (сокращенно Li-ion); - литий-полимерные аккумуляторы (сокращенно Li-Pol). Современный аккумулятор построен из большого количества элементов. Каждый элемент состоит из двух электродов (положительного и отрицательного), электролита и корпуса. Накопление энергии в аккумуляторе происходит при протекании химической реакции окисления-восстановления электродов. При разряде аккумулятора происходят обратные процессы. Напряжение аккумулятора - это разность потенциалов между полюсами аккумулятора при фиксированной нагрузке. Для получения достаточно больших значений напряжений или заряда отдельные элементы аккумулятора соединяются между собой последовательно или параллельно. Существует ряд общепринятых напряжений для аккумуляторных батарей: 2; 4; 6; 12; 24 В. Расчетное напряжение одного элемента составляет 2 В. Номинальное напряжение аккумуляторной батареи равно числу элементов, умноженному на 2 В. Реальное напряжение может колебаться от 2,5 В до 1,2 В. В обозначении аккумулятора обычно указывается количество последовательно соединенных элементов в батарее и номинальная емкость при 10-часовом разряде при температуре +20 ... 25°С. Например, емкость 8 ампер-часов (обозначается буквой С) означает, что аккумулятор в течение 10 часов будет питать нагрузку током 0,8 А, а напряжение на клеммах 12-вольтового аккумулятора (6 элементов) снизится от 12,5 до 10,5 В. При уменьшении разрядного тока отдаваемая емкость несколько увеличивается, при увеличении существенно снижается. Конечное напряжение разряда принимается от 1,7 ... 1,8 В на элемент (при 10-часовом режиме). Маркировка SLA-аккумуляторов содержит условное цифровое и графическое обозначение. Цифровое обозначение состоит: - первая буква и три следующие за ней цифры - тип аккумулятора; - последующие цифры - номинальная емкость, Ач; - последние буквы - тип вывода аккумулятора (согласно DIN 72311, предельные токи разряда достигаются только при использовании штатного контакта) (см. рис. 1). Графические обозначения (рис. 2) показывают на тип аккумулятора, срок службы, исполнение аккумулятора, обслуживание, возможность вторичной переработки.

Описание напряжений на материнских платах - Процессоры Intel. Обзор и пояснение значений всех напряжений на материнских платах

Первыми путаницу в данном вопросе вносят производители материнских плат. Притом, что производители CPU и наборов микросхем дают официальные названия всех напряжений, каждый производитель материнских плат, по непонятным причинам, присваивает им свои названия. И что самое интересное, в мануалах к платам производитель обычно не объясняет значение того или иного параметра. Зачастую объяснение в руководстве к материнской плате ограничивается простым повторением, что эта величина позволяет менять эту "величину". Чтобы лучше понять информацию о различных напряжениях материнской платы, сначала рассмотрим, какие названия напряжений производители CPU дают своим продуктам.

Примеры типичных неисправностей источников питания персональных компьютеров