Меню

Блок питания с уменьшенной пульсацией

Блок питания с уменьшенной пульсацией

Доброго дня. Прошу помощи уважаемого сообщества. Имеется БП марки DSA-60PFB-12 от сетевого хранилища. Симптомы – пульсация выходного напряжения частотой где-то 2Гц под нагрузкой, светодиод мигает в такт. На холостом ходу 12.2В стабильно. При вскрытии ожидаемо обнаружил вспухшие конденсаторы на выходе. Заменил – результата нет. Опыта ремонта импульсных БП нет, начал по кругу проверять комплектуху. Что проверил:

В норме:
неэлектролитические конденсаторы C3, C5, C6, C9, C13, транзистор ME75N75T в холодной части (Q2), транзистор 10N60 в горячей (Q1), токозадающий резистор R12 (видимо такова его функция), диоды в горячей части D2, D3, D4. Заменил оптопару на всякий случай, электролиты C7, C8 (слегка ушли от нормы).
Что еще нашел неисправного:
Высоковольтный конденсатор C4 был мертвый в ноль, заменил. Конденсаторы С2 0,22мкФ (осталось 156нФ) и С1 0,1мкФ (осталось 11нФ), заменил оба. Результата нет.
SMD компоненты на обороте платы не проверял.
Я понимаю, что какой-то компонент видимо под нагрузкой пробивает, но при проверке без нагрузки это не проявляется. Скрины тестов транзисторов и их даташиты прилагаю.
Из инструментов тестер и китайский мультитестер-ESRметр.
Прошу прощения за корявую терминологию, буду признателен за любую помощь.

_________________
+7911 200 -2820 11-17 мск
» Можно я лягу?»(C)

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Приглашаем всех желающих 15 июля 2021 г. принять участие в бесплатном вебинаре, посвященном решениям Microchip и сервисам Microsoft для интернета вещей. На вебинаре будут рассмотрены наиболее перспективные решения Microchip, являющиеся своеобразными «кирпичиками» – готовыми узлами, из которых можно быстро собрать конечное устройство интернета вещей на базе микроконтроллеров и микропроцессоров производства Microchip. Особое внимание на вебинаре будет уделено облачным сервисам Microsoft для IoT.

_________________
Делай то, что тебе нравится и ты никогда не будешь работать

Приглашаем 07/07/2021 всех желающих принять участие в вебинаре, посвященном работе с графической библиотекой TouchGFX и новой линейке высокопроизводительных микроконтроллеров STM32H7A/B производства STMicroelectronics. На вебинаре будут разобраны ключевые преимущества линейки STM32H7A/B, а также показан пример создания проекта с помощью среды TouchGFX Designer и методы взаимодействия этой программы с экосистемой STM32Cube.

Даже на холостом ходе? В холостую-то не пульсирует.

В холостую на выходных банках сохраняется заряд и напруга не успевает просадиться. нагрузите их 10-50мА — и увидите, что тоже прыгает!

Добавлено after 1 minute 7 seconds:
Быллоо такое. Смотреть оптопару и TL431 — это цепь измерения/управления выходным напряжением.

_________________
90% времени уходит на отыскание неисправности,остальное — ждать когда нагреется паяльник!

В холостую на выходных банках сохраняется заряд и напруга не успевает просадиться. нагрузите их 10-50мА — и увидите, что тоже прыгает!

Добавлено after 1 minute 7 seconds:
Быллоо такое. Смотреть оптопару и TL431 — это цепь измерения/управления выходным напряжением.

Там нет транзюка TL431 в обычном корпусе. Есть один SMD с маркировкой что-то типа «треугольник EA1», к оптопаре одной ногой цепляется. Гугл говорит, что это TL431 и есть. Спасибо за наводку, обычный TL431 у меня есть, попробую заменить. И да, оптопару менял уже.

_________________
Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
Умный и у дурака научится, а дураку и ..
Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет. и МЧС опаздает
и таки теперь Дураки и Толерасты умирают по пятницам!

TL431 — это не транзюк! Это скорей уж ОУ. Но как раз в СМД корпусе он и есть! Он может даже и рабочий, а вот делитель его — резюки СМД могут «течь» — сопротивление может плыть. Или ваще в обрыве!

Добавлено after 2 minutes 6 seconds:
Я ваще такие БП делал всегда без Ослика. там особо нечего смотреть. Разве что наличие отсутствия генерации. Но в «горячей части» схемы — не люблю. Щипать может больно!

_________________
90% времени уходит на отыскание неисправности,остальное — ждать когда нагреется паяльник!

По крайней мере ясно, куда рыть дальше. Все проверю, отпишусь. Всем спасибо за участие.

_________________
— Русским человеком может быть только тот, у кого чего-нибудь нет, но не так нет, чтобы обязательно было, а нет — и хрен с ним.
«Русский человек может жить как в одну сторону, так и в другую. И в обоих случаях останется цел» А. Платонов

Корректора нету, нет его индуктивности, силовой электролит на 400 Вольт. На входе только дроссели подавления помех — синфазной и парафазной.
R12C9 — снаббер, другого не вижу. Пока живой, всерьёз ни на что не влияет. Если жёлтый конденсатор меньшей ёмкости, значит, были перенапряжения по входу, они от этого выгорают. До кучи мог подгореть и ВВ транзистор, но по прибору — нормально. Такие моргания светодиода говорят о том, что БП не выходит в рабочий режим.

Современные контроллеры имеют защиту в виде ограничения времени работы во время запуска. Если оптрон ООС не открывается за положенное время, значит, чип делает паузу перед очередным запуском. При живых электролитах это признак недостаточной мощности преобразователя. Если блок хорошо перегревался, может шить изоляция трансформатора, и вероятность этого выше на больших токах в первичке, т.е. как раз на большой мощности.

Цепь ООС проверяется оптом. Подключаем омметр к выходу оптрона, на стороне сети, а к выходу блока — лабораторный БП, и прогоняем напряжение на нём мимо выходного напряжения снизу вверх, не слишком превышая. В нужной точке оптрон должен открыться, что омметр и покажет.

Проще всего посмотреть напряжения на электролитах осциллографом. НО у всех современных общий сигнальный провод соединён с заземлением в розетке, поэтому чтобы по сетевой части лазить, питание осциллографа нужно развязать трансформатором 220/220. И помнить о допустимой амплитуде напряжения на сигнальном входе. На горячий провод не лазить вообще никак.

_________________
90% времени уходит на отыскание неисправности,остальное — ждать когда нагреется паяльник!

_________________
Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
Умный и у дурака научится, а дураку и ..
Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет. и МЧС опаздает
и таки теперь Дураки и Толерасты умирают по пятницам!

Да не, все нормально, сетевое хранилище тянет. Это я, дурак, проверял БП неподходящим устройством. Писали же мне:

Добавлено after 1 minute 20 seconds:

Я писал((:
«На холостом ходу 12.2В стабильно.»

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: Calm72 и гости: 23

Источник



Доработка компьютерных блоков питания ATX, модернизация, улучшение, повышение надежности, снижение помех и пульсаций

Статья основана на 12-летнем опыте ремонта и обслуживания компьютеров и их блоков питания.

Стабильная и надежная работа компьютера зависит от качества и свойств его комплектующих. С процессором, памятью, материнкой более-менее все понятно – чем больше мегагерц, гигабайт и т. д., тем лучше. А чем отличаются блоки питания за 15 $ и за, скажем, 60 $ ? Те же напряжения, та же мощность на этикетке – зачем платить больше? В результате приобретается блок питания с корпусом за 25-35 $ Себестоимость же блока питания в нем с учетом доставки из Китая, растаможки и перепродажи 2-3 посредниками, составляет всего 5-7 $ . В результате компьютер может глючить, зависать, перезагружаться ни с того ни с сего. Стабильность работы компьютерной сети также зависит от качества блоков питания компьютеров, ее составляющих. При работе с блоком бесперебойного питания, и в момент переключения его на внутреннюю батарею, перезагружаться. Но самое страшное, если в результате выхода из строя, такой блок питания похоронит еще пол-компьютера включая жесткий диск. Восстановление информации с жестких дисков, сожженных блоком питания, нередко превышает стоимость самого жесткого диска в 3-5 раз… Объясняется все просто – так, как качество блоков питания сложно сходу проконтролировать, особенно если они продаются внутри корпусов, то это повод для китайского дядюшки Ли сэкономить за счет качества и надежности – за наш счет.

А делается все чрезвычайно просто – наклейкой новых бирок с большей заявленной мощностью на старые блоки питания. Мощность на наклейках из года в год все больше и больше, а начинка блоков все та же. Этим грешат Codegen, JNC, Sunny, Ultra, разные «no name».

Типичный китайский дешевый блок питания ATX, который можно доработать

Рис. 1 Типичный китайский дешевый блок питания ATX. Доработка целесообразна.

Факт: новый блок питания Codegen 300W нагрузили на сбалансированную нагрузку 200 Вт. Через 4 минуты работы задымились его провода, ведущие к разъёму ATX. При этом наблюдался разбаланс выходных напряжений: по источнику +5В – 4, 82В, по +12В – 13,2В.

Чем конструктивно отличается хороший блок питания от тех «no name», что обычно покупаются? Даже не вскрывая крышку, как правило, можно заметить разницу в весе и толщине проводов. За редким исключением хороший блок питания тяжелее.

Но главные отличия внутри. На плате дорогого блока питания все детали на месте, достаточно плотный монтаж, основной трансформатор приличных размеров. В отличие от него, дешевый кажется полупустым. Вместо дросселей вторичных фильтров — перемычки, часть фильтрующих конденсаторов не запаяна вообще, сетевой фильтр отсутствует, трансформатор малых размеров, вторичные выпрямители тоже, либо выполнены на дискретных диодах. Наличие корректора фактора мощности вообще не предусмотрено.

Читайте также:  Блок питания live power оптом

Зачем нужен сетевой фильтр? Во время своей работы любой импульсный блок питания наводит высокочастотные пульсации как по входной (питающей) линии, так и по каждой из выходных. Компьютерная электроника весьма чувствительна к этим пульсациям, поэтому даже самый дешевый блок питания использует пусть упрощенные, минимально достаточные, но все же фильтры выходных напряжений. На сетевых фильтрах обычно экономят, что является причиной выброса в осветительную сеть и в эфир достаточно мощных радиочастотных помех. На что это влияет и к чему это приводит? В первую очередь это «необъяснимые» сбои в работе компьютерных сетей, коммуникаций. Появление дополнительных шумов и помех на радиоприемниках и телевизорах, особенно при приеме на комнатную антенну. Это может вызывать сбои в работе другой высокоточной измерительной аппаратуры, находящейся рядом, или включенной в ту же фазу сети.

Факт: чтобы исключить влияние разных приборов друг на друга, вся медицинская техника проходит жесткий контроль на предмет электромагнитной совместимости. Хирургическая установка на базе персонального компьютера, которая всегда с успехом проходила эту проверку с большим запасом по характеристикам, оказалась забракованной по причине превышения предельно допустимого уровня помех в 65 раз. А там всего то в процессе ремонта был заменен блок питания компьютера на приобретенный в местном магазине.

Еще факт: медицинский лабораторный анализатор со встроенным персональным компьютером вышел из строя – в результате броска сгорел штатный блок питания ATX. Чтобы проверить, не сгорело ли еще что, на место сгоревшего подключили первый попавшийся китаец (оказался JNC-LC250). Нам так и не удалось запустить этот анализатор, хотя все напряжения, выдаваемые новым блоком питания и измеренные мультиметром, были в норме. Хорошо догадались снять и подключить блок питания ATX от другого мед прибора (тоже на базе компьютера).

Наилучший с точки зрения надежности вариант – изначально приобретение и использование качественного блока питания. Но что делать, если денег в обрез? Если голова и руки на месте, то неплохие результаты можно получить уже доработкой дешевых Китайцев. Они – люди экономные и предусмотрительные – спроектировали печатные платы по критерию максимальной универсальности, т. е. таким образом, чтобы в зависимости от количества установленных комплектующих можно было бы варьировать качеством и, соответственно, ценой. Другими словами, если мы установим те детали, на которых производитель сэкономил, и еще кое – что поменяем – получим неплохой блок средней ценовой категории. Конечно, это не сравнить с дорогими экземплярами, где топология печатных плат и схемотехника изначально рассчитывалась для получения хорошего качества, как и все детали. Но для среднестатистического домашнего компьютера вполне приемлемый вариант.

Итак, какой блок подойдет? Критерий первоначального отбора – величина самого большого ферритового трансформатора. Если он имеет бирку, на которой вначале идут цифры 33 или больше и имеет размеры 3х3х3 см или больше – имеет смысл возиться. В противном случае приемлемого баланса напряжений +5В и +12В при изменении нагрузки добиться не удастся, и кроме того трансформатор будет сильно греется, что значительно снизит надежность.

Дальше доработка, состоящая из следующих этапов:

    Заменяем 2 электролитических конденсатора по сетевому напряжению на максимально возможные, способные поместиться на посадочные места. Обычно в дешевых блоках их номиналы 200 µF х 200 V, 220 µF x 200 V или в лучшем случае 330 µF x 200 V. Меняем на 470 µF x 200 V или лучше на 680 µF x 200 V. Эти электролиты, как и любые другие в компьютерных блоках питания, ставить только из серии 105 градусов!

Высоковольтная часть блока питания, вклюсающая выпрямитель, полумостовой инвертор, электролиты на 200 V. Сетевой фильтр отсутствует.

Рис. 2 Высоковольтная часть блока питания, включающая выпрямитель, полумостовой инвертор, электролиты на 200 V (330 µF, 85 градусов). Сетевой фильтр отсутствует.

Установка конденсаторов и дросселей вторичных цепей. Дросселя можно взять из разборки на радиорынке или намотать на соответствующем куске феррита или кольце 10-15 витков провода в эмалевой изоляции диаметром 1,0-2,0 мм (больше лучше). Конденсаторы подойдут на 16 V, Low ESR типа, 105 градусов серия. Емкость следует выбирать максимальной, чтобы конденсатор смог поместиться на штатное место. Обычно 2200 µF. При мотаже соблюдаем полярность!

Низковольтная часть блока питания. Вторичные выпрямители, электролитические конденсаторы и дроссели, некоторые из них отсутствуют.

Рис. 3 Низковольтная часть блока питания. Вторичные выпрямители, электролитические конденсаторы и дроссели, некоторые из них отсутствуют.

Меняем выпрямительные диоды и модули вторичных выпрямителей на более мощные. В первую очередь это касается выпрямительных модулей на 12 V. Это обьясняется тем, что в последние 5-7 лет энергопотребление компьютеров, в частности материнских плат с процессором, возрастало в большей степени по шине + 12 V.

Выпрямительные модули для вторичных источников

Рис. 4 Выпрямительные модули для вторичных источников: 1 — наиболее предпочтительные модули. Устанавливаются в дорогих блоках питания; 2 — дешевые и менее надежные; 3 — 2 дискретных диода — самый экономный и ненадежный вариант, подлежащий замене.

  • Устанавливаем дроссель сетевого фильтра (место для его установки см. рис. 2).
  • Если радиаторы блока питания выполнены в виде пластин с прорезанными лепестками, разгибаем эти лепестки в разные стороны, чтобы максимально повысить эффективность радиаторов.

    Блок питания ATX с доработанными радиаторами охлаждения

    Рис. 5 Блок питания ATX с доработанными радиаторами охлаждения.
    Одной рукой держим подвергающийся доработке радиатор, другой рукой с помощью плоскогубец с тонкими кончиками отгибаем лепестки радиатора. Держать за печатную плату не следует — высока вероятность повредить пайку деталей, находящихся на радиаторе и вокруг него. Эти повреждения могут быть не видны невооруженным глазом и привести к печальным последствиям.

    Таким образом, вложив в модернизацию дешевого блока питания ATX 6-10$, можно получить неплохой БП для домашнего компьютера.

    Блоки питания боятся нагрева, который приводит к выходу из строя полупроводников и электролитических конденсаторов. Усугубляется это тем, что воздух проходит через компьютерный блок питания уже предварительно нагретый элементами системного блока. Рекомендую вовремя чистить блок питания от пыли изнутри и за одно проверять, нет ли вздутых электролитов внутри.

    Вышедшие из строя, вздувшиеся электролиты

    Рис. 6 Вышедшие из строя электролитические конденсаторы — вздувшиеся верхушки корпусов.

    В случае обнаружения последних, меняем на новые и радуемся, что все осталось целым. Это же относится и ко всему системному блоку.

    Внимание — бракованные конденсаторы CapXon! Электролитические конденсаторы фирмы CapXon серии LZ 105 o C (устанавливаемые в материнские платы и компьютерные блоки питания), пролежавшие в отапливаемом жилом помещении от 1 до 6-ти месяцев вздулись, из некоторых выступил электролит (рис. 7). Электролиты в употреблении не были, находились на хранении, как и остальные детали мастерской. Измеренное эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) оказалось в среднем на 2 порядка! выше предельного для этой серии.

    Бракованные, вздувшиеся электролиты CapXon

    Рис. 7 Бракованные электролитические конденсаторы CapXon — вздувшиеся верхушки корпусов и завышенное эквивалентное последовательное сопротивление (ESR).

    Интересное замечание: вероятно ввиду низкого качества конденсаторы CapXon не встречаются в аппаратуре высокой надежности: блоках питания серверов, роутеров, медицинской аппаратуры и т. д. Исходя из этого в нашей мастерской в поступающей аппаратуре с электролитами CapXon поступают как с заведомо неисправными — сразу меняют на другие.

    Источник

    Импульсные блоки питания: принципы работы для новичков — обзор 7 правил построения схемы

    Домашний мастер часто сталкивается с поломками сложной бытовой техники из-за отказов ее электрической схемы. Не всегда удается сразу выполнить такой ремонт. Часто требуются знания про импульсные блоки питания, принципы работы их составных частей.

    Такие работники популярны, всегда востребованы, заслуживают уважения. Однако не все так сложно в этом вопросе, как кажется на первый взгляд.

    Я выделил 7 правил, по которым работает любой ИБП, постарался объяснить их простыми словами для новичков. А что получилось — оценивайте сами.

    Блоки питания — это электротехнические устройства, которые изменяют характеристики промышленной электроэнергии до уровня параметров, необходимых для работы конечных механизмов.

    Они подразделяются на трансформаторные и импульсные изделия.

    Силовой трансформатор понижает входное напряжение и одновременно обеспечивает гальваническую развязку между электрической энергией первичной и вторичной цепи.

    Трансформаторные модули тратят значительную часть мощности на электромагнитные преобразования и нагрев, имеют повышенные габариты, вес.

    Импульсные блоки питания: как работает структурная схема и взаимодействуют ее части — краткое пояснение

    Правило №1 всех ИБП: чем выше рабочая частота, тем лучше. Преобразование электроэнергии выполняется не на промышленных 50 герц, а на более высоких сигналах в пределах 1÷100кГц.

    За счет этого снижаются потери и общий вес всех элементов, но усложняется технология. Принципы работы импульсного блока питания помогает понять его структурная схема.

    Показываю ее составные части прямоугольниками, связи стрелками, а форму выходного сигнала из каждого блока — мнемонической фигурой преобразованного напряжения (темно синий цвет сверху).

    Сетевой фильтр пропускает через себя промышленную синусоиду. Одновременно он отделяет из нее все посторонние помехи.

    Очищенная от помех синусоида поступает на выпрямитель со сглаживающим фильтром. Он превращает полученную гармонику в сигнал напряжения строго постоянной формы действующей величины.

    Следующим этапом начинается работа инвертора. Он из постоянного стабилизированного сигнала формирует высокочастотные колебания уже не синусоидальной, а практически строго прямоугольной формы.

    Преобразованная в подобный вид электрическая энергия поступает на силовой высокочастотный трансформатор, который, как и обычный аналоговый, видоизменяет ее на пониженное напряжение с увеличенным током.

    После силового трансформатора наступает очередь работы выходного выпрямителя.

    Заключительным звеном работает сглаживающий выходной фильтр. После него на блок управления бытового прибора поступает стабилизированное напряжение постоянной величины.

    Читайте также:  Блок питания creative va 1242

    Качество работы импульсного блока поддерживается за счет создания в рабочем состоянии обратной связи, реализованной в блоке управления инвертора. Она компенсирует все посадки и броски напряжения, вызываемые колебаниями входной величины или коммутациями нагрузок.

    Пример монтажа деталей показан на фотографии платы импульсного блока питания ниже.

    Сетевой выпрямитель имеет в своем составе предохранитель на основе плавкой вставки, диодный мост, электромеханический фильтр, набор дросселей, конденсаторы развязки со статикой.

    Накопительная емкость сглаживает пульсации.

    Генератор инвертора на основе силового ключевого транзистора
    в комплекте с импульсным трансформатором выдает напряжение на выходной
    выпрямитель с диодами, конденсаторами и дросселями.

    Оптопара в узле обратной связи обеспечивает оптическую развязку электрических сигналов.

    Разберем все эти части подробнее.

    Схемы сетевых фильтров импульсных и высокочастотных помех: 4 типа конструкций

    Правило №2: у качественных ИБП в конструкции блока должен работать надежный фильтр в/ч сигналов.

    Важно понимать, что импульсы высокой частоты играют двоякую роль:

    1. в/ч помехи могут приходить из бытовой сети в блок питания;
    2. импульсы высокочастотного тока генерируются встроенным преобразователем и выходят из него в домашнюю проводку.

    Причины появления помех в бытовой сети:

    • апериодические составляющие переходных процессов, возникающие от коммутации мощных нагрузок;
    • работы близкорасположенных приборов с сильными электромагнитными полями, например, сварочных аппаратов, мощных тяговых электродвигателей, силовых трансформаторов;
    • последствия погашенных импульсов атмосферных разрядов и других факторов, включая наложение высокочастотных гармоник.

    Помехи ухудшают работу радиоэлектронной аппаратуры, мобильных устройств и цифровых гаджетов. Их необходимо подавлять и блокировать внутри конструкции импульсного блока питания.

    Основу фильтра составляет дроссель, выполненный двумя обмотками на одном сердечнике.

    Дроссели могут быть выполнены разными габаритами, намотаны толстой или тонкой проволокой на больших или маленьких сердечниках.

    Начинающему мастеру достаточно запомнить простое правило: лучше работает фильтр с дросселем большого магнитопровода, увеличенным числом витков и поперечным сечением проволоки. (Принцип: чем больше — тем и лучше.)

    Дроссель обладает индуктивным сопротивлением, которое резко ограничивает высокочастотный сигнал, протекающий по проводу фазы или нуля. В то же время оно не оказывает особого влияния на ток бытовой сети.

    Работу дросселя эффективно дополняют емкостные сопротивления.

    Конденсаторы подобраны так, что закорачивают ослабленные дросселем в/ч сигналы помех, направляя их на потенциал земли.

    Принцип работы фильтра в/ч помех от проникновения на блок питания входных сигналов показан на картинке ниже.

    Между потенциалами земли с нулем и фазой устанавливают Y конденсаторы. Их конструктивная особенность — они при пробое не способны создать внутреннее короткое замыкание и подать 220 вольт на корпус прибора.

    Между цепями фазы и нуля ставят конденсаторы, способные выдерживать 400 вольт, а лучше — 630. Они обычно имеют форму параллепипеда.

    Однако следует хорошо представлять, что ИБП в преобразователе напряжения сами выправляют сигнал и помехи им практически не мешают. Поэтому такая система актуальна для обычных аналоговых блоков со стабилизацией выходного сигнала.

    У импульсного блока питания важно предотвратить выход в/ч помех в бытовую сеть. Эту возможность реализует другое решение.

    Как видите, принцип тот же. Просто емкостные сопротивления всегда располагаются по пути движения помехи за дросселем.

    Третья схема в/ч фильтра считается универсальной. Она объединила элементы первых двух. Y конденсаторы в ней просто работают с двух сторон каждого дросселя.

    У самых дорогих и надежных устройств используется сложный фильтр с дополнительно подключенными дросселями и конденсаторами.

    Сразу же показываю схему расположения фильтров на всех цепочках блока питания: входе и выходе.

    Обратите внимание, что на кабель, выходящий из ИБП и подключаемый к электронному прибору, может быть дополнительно установлен ферритовый фильтр, состоящий из двух разъемных полуцилиндров или выполненный цельной конструкцией.

    Примером его использования является импульсный блок питания ноутбука. Это уже четвертый вариант применения фильтра.

    Сетевой выпрямитель напряжения: самая популярная конструкция

    Правило №3: после выхода с фильтра напряжение подается на схему выпрямителя, состоящего в базовой версии из диодного моста и электролитического конденсатора.

    В ходе электрического преобразования форма синусоиды, состоящая из полуволн противоположных знаков, вначале меняется на сигнал положительного направления после диодной сборки, а затем эти пульсации сглаживаются до практически постоянной амплитудной величины 311 вольт.

    Такой сетевой выпрямитель напряжения заложен в работу всех блоков питания.

    Преобразователь импульсного напряжения: объяснение простыми словами с поясняющими картинками

    Правило №4: выпрямленный сигнал подвергается широтно-импульсной модуляции на силовом ключе под управлением ШИМ контроллера.

    Силовой ключ выполняется первичной обмоткой высокочастотного трансформатора. Для эффективной трансформации в/ч импульсов до 100 килогерц конструкцию магнитопровода делают из альсифера или ферритов.

    На обмотку трансформатора от цепей управления через в/ч транзистор поступают импульсы сигналов в несколько десятков килогерц.

    Прямоугольные импульсы тока подаются по времени, чередуются с паузами, обозначаются единицей (1) и нулем (0).

    Продолжительность протекания импульса или его ширина в каждый момент низкочастотного синусоидального напряжения соответствует его амплитуде: чем она больше, тем шире ШИМ. И наоборот.

    ШИМ контроллер отслеживает величину подключенной нагрузки на выходе импульсного блока питания. По ее значению он вырабатывает импульсы, кратковременно открывающие силовой транзистор.

    Если подключенная к ИБП мощность начинает возрастать, то схема управления увеличивает длительность импульсов управления, а когда она снижается, то — уменьшает.

    За счет работы этой конструкции производится стабилизация напряжения на выходе блока в строго определенном диапазоне.

    Импульсный трансформатор: принцип работы одного импульса в 2 такта

    Правило №5: импульсный трансформатор для блока питания передает каждый ШИМ импульс за счет двух преобразований электромагнитной энергии.

    Во время преобразования электрической энергии в магнитную и обратно в электрическую с пониженным напряжением обеспечивается гальваническое разделение первичных входных цепей с вторичной выходной схемой.

    Каждый ШИМ импульс тока, поступающий при кратковременном открытии силового транзистора, протекает по замкнутой цепи первичной обмотки трансформатора.

    Его энергия расходуется:

    1. вначале на намагничивание сердечника магнитопровода;
    2. затем на его размагничивание с протеканием тока по вторичной обмотке и дополнительной подзарядкой конденсатора.

    По этому принципу каждый ШИМ импульс из первичной сети подзаряжает накопительный конденсатор.

    Генераторы ИБП могут работать по простой однотактной или более сложной двухтактной технологии построения.

    Однотактная схема импульсного блока питания: состав и принцип работы

    На стороне 220 расположены: предохранитель, выпрямительный диодный мост, сглаживающий конденсатор, биполярный транзистор, цепочки колебательного контура и коллекторного тока, а также обмотки импульсного трансформатора.

    Однотактная схема импульсного блока питания создается для передачи мощности 10÷50 ватт, не более. По ней изготавливают зарядные устройства мобильных телефонов, планшетов и других цифровых гаджетов.

    В выходной цепочке трансформатора используется выпрямительный диод Д7. Он может быть включен в прямом направлении, как показано на картинке, или обратно, что важно учитывать.

    При прямом включении импульсный трансформатор накапливает индуктивную энергию и передает ее в выходную цепь к подключенной нагрузке с задержкой по времени.

    Если диод включен обратно, то трансформация энергии из первичной схемы во вторичную цепь происходит во время закрытого состояния транзистора.

    Однотактная схема ИБП отмечается простотой конструкции, но большими амплитудами напряжения, приложенными к виткам первичной обмотки импульсного трансформатора.

    Их защита осуществляется дополнительными цепочками из
    резисторов R2÷R4 и конденсаторов С2, С3.

    Двухтактная схема импульсного блока питания: 3 варианта исполнения

    Более высокий КПД и пониженные потери мощности являются неоспоримыми преимуществами этих ИБП по сравнению с однотактными моделями.

    Простейший вариант исполнения двухполупериодной методики показан на картинке.

    Если в нее дополнительно подключить два диода и один сглаживающий конденсатор, то на этом же трансформаторе получается двухполярная схема.

    Она распространена в усилителях мощности, работает по обратноходовому принципу. В ней через каждую емкость протекают меньшие токи, обеспечивающие повышенный ресурс конденсаторов при эксплуатации.

    Продлить ресурс работы электролитических конденсаторов в ИБП можно заменой одного большой мощности несколькими составными. Ток будет распределяться по всем, что вызовет меньший нагрев. А отвод тепла с каждого отдельного происходит лучше.

    Прямоходовая схема блока питания имеет в своей конструкции дроссель, который выполняет функцию накопления энергии. Для этого два диода направляют поступающие импульсы ШИМ на его вход в одной полярности.

    Дроссель этих устройств изготавливается большими габаритами и устанавливается отдельно внутри платы ИБП. Он дополняет работу накопительного конденсатора.

    Это наглядно видно по верхней форме сигнала, показанного осциллограммой выпрямления одного и того же блока без дросселя и с ним.

    Прямоходовая схема используется в мощных блоках питания, например, внутри компьютера.

    В ней выпрямлением тока занимаются диоды Шоттки. Их применяют за счет:

    • уменьшенного падения напряжения на прямом включении;
    • и повышенного быстродействия во время обработки высокочастотных импульсов.

    3 схемы силовых каскадов двухтактных ИБП

    По порядку сложности их исполнения генераторы выполняют по:

    • полумостовому;
    • мостовому;
    • или пушпульному принципу построения выходного каскада.

    Полумостовая схема импульсного блока питания: обзор

    Конденсаторы С1, С2 собраны последовательно емкостным делителем. На него и переходы коллектор-эмиттер транзисторов Т1, Т2 подается напряжение постоянного питания.

    К средней точке емкостного делителя и транзисторов подключена первичная обмотка трансформатора Тр2. С ее вторичной обмотки снимается выходное напряжение генератора, которое пропорционально входному сигналу ТР1, трансформируемому на базы Т1 и Т2.

    Полумостовая схема ИБП работает для нагрузок от нескольких ватт до киловатт. Ее недостатком является возможность повреждения элементов при перегрузках, что требует использования сложных защит.

    Мостовая схема импульсного блока питания: краткое пояснение

    Вместо емкостного делителя предыдущей технологии здесь работают транзисторы T3 и T4. Они попарно открываются совместно с Т1 и Т2: (пара Т1-Т4), (пара Т2-Т3).

    Читайте также:  Выбивает блок питания при нагрузке

    Напряжение переходов эмиттер-коллектор у закрытых транзисторов не выше величины питающего напряжения, а на обмотке w1 ТР3 оно возрастает до значения U пит. За счет этого увеличивается величина КПД.

    Мостовая схема сложна в наладке из-за трудностей с настройкой цепей управления транзисторов Т1÷Т4.

    Пушпульная схема: важные особенности

    Первичная обмотка выходного ТР2 имеет средний вывод, на который подается плюсовой потенциал источника питания, а его минус — на среднюю точку вторичной обмотки Т1.

    Во время прохождения одного полупериода колебания работает один из транзисторов Т1 или Т2 и соответствующая ему часть полуобмотки трансформатора.

    Здесь создается самый высокий КПД, малые пульсации и низкие помехи. Амплитудное значение импульсного напряжения на любой половине обмотки w1 ТР2 достигает величины U пит.

    К напряжению перехода коллектор-эмиттер каждого транзистора добавляется ЭДС самоиндукции, и оно возрастает до 2U пит. Поэтому Т1 и Т2 надо подбирать на 600÷700 вольт.

    Пушпульная схема ключевого каскада пользуется большей популярностью. Она применяется в наиболее мощных преобразователях.

    Выходной выпрямитель: самое популярное устройство

    Правило №6: сигнал, поступающий с выхода ИБП, выпрямляется и сглаживается.

    Простейшая схема выпрямителя, состоящая из диода и накапливающего конденсатора, показана картинкой ниже.

    Она может дорабатываться подключением дополнительных конденсаторов, дросселей, элементов фильтров.

    Схема стабилизации напряжения: как работает

    Правило №7: оптимальные условия для работы нагрузки при изменяющихся условиях эксплуатации обеспечивает принцип стабилизации вторичного напряжения.

    Самая примитивная схема стабилизации выходного напряжения создается на дополнительной обмотке импульсного трансформатора.

    С нее снимается напряжение и подается для корректировки величины сигнала первичной обмотки.

    Лучшая стабилизация создается за счет контроля выходного сигнала с вторичной обмотки и отделения его гальванической связи через оптопару.

    В ней используется светодиод, через который проходит ток, пропорциональный значению выходного напряжения. Его свечение воспринимается фототранзистором, который посылает соответствующий электрический сигнал на схему управления генератора ключевого каскада.

    Повысить качество стабилизации выходного напряжения позволяет последовательное дополнение к оптопаре стабилитрона, как показано на примере микросхемы TL431 на картинке ниже.

    Для закрепления материала в памяти рекомендую посмотреть видеоролик владельца Паяльник TV, который хорошо объясняет информацию про импульсные блоки питания: принципы работы на примере конкретной модели.

    Надеюсь, что моя статья поможет вам выполнить ремонт ИБП своими руками за 7 шагов, которые я изложил в другой статье.

    Задавайте возникшие вопросы в разделе комментариев, высказывайте свое мнение. Его будет полезно знать другим людям.

    Источник

    Блок питания с уменьшенной пульсацией

    Доброго дня. Прошу помощи уважаемого сообщества. Имеется БП марки DSA-60PFB-12 от сетевого хранилища. Симптомы – пульсация выходного напряжения частотой где-то 2Гц под нагрузкой, светодиод мигает в такт. На холостом ходу 12.2В стабильно. При вскрытии ожидаемо обнаружил вспухшие конденсаторы на выходе. Заменил – результата нет. Опыта ремонта импульсных БП нет, начал по кругу проверять комплектуху. Что проверил:

    В норме:
    неэлектролитические конденсаторы C3, C5, C6, C9, C13, транзистор ME75N75T в холодной части (Q2), транзистор 10N60 в горячей (Q1), токозадающий резистор R12 (видимо такова его функция), диоды в горячей части D2, D3, D4. Заменил оптопару на всякий случай, электролиты C7, C8 (слегка ушли от нормы).
    Что еще нашел неисправного:
    Высоковольтный конденсатор C4 был мертвый в ноль, заменил. Конденсаторы С2 0,22мкФ (осталось 156нФ) и С1 0,1мкФ (осталось 11нФ), заменил оба. Результата нет.
    SMD компоненты на обороте платы не проверял.
    Я понимаю, что какой-то компонент видимо под нагрузкой пробивает, но при проверке без нагрузки это не проявляется. Скрины тестов транзисторов и их даташиты прилагаю.
    Из инструментов тестер и китайский мультитестер-ESRметр.
    Прошу прощения за корявую терминологию, буду признателен за любую помощь.

    _________________
    +7911 200 -2820 11-17 мск
    » Можно я лягу?»(C)

    JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

    Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

    Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

    Приглашаем всех желающих 15 июля 2021 г. принять участие в бесплатном вебинаре, посвященном решениям Microchip и сервисам Microsoft для интернета вещей. На вебинаре будут рассмотрены наиболее перспективные решения Microchip, являющиеся своеобразными «кирпичиками» – готовыми узлами, из которых можно быстро собрать конечное устройство интернета вещей на базе микроконтроллеров и микропроцессоров производства Microchip. Особое внимание на вебинаре будет уделено облачным сервисам Microsoft для IoT.

    _________________
    Делай то, что тебе нравится и ты никогда не будешь работать

    Приглашаем 07/07/2021 всех желающих принять участие в вебинаре, посвященном работе с графической библиотекой TouchGFX и новой линейке высокопроизводительных микроконтроллеров STM32H7A/B производства STMicroelectronics. На вебинаре будут разобраны ключевые преимущества линейки STM32H7A/B, а также показан пример создания проекта с помощью среды TouchGFX Designer и методы взаимодействия этой программы с экосистемой STM32Cube.

    Даже на холостом ходе? В холостую-то не пульсирует.

    В холостую на выходных банках сохраняется заряд и напруга не успевает просадиться. нагрузите их 10-50мА — и увидите, что тоже прыгает!

    Добавлено after 1 minute 7 seconds:
    Быллоо такое. Смотреть оптопару и TL431 — это цепь измерения/управления выходным напряжением.

    _________________
    90% времени уходит на отыскание неисправности,остальное — ждать когда нагреется паяльник!

    В холостую на выходных банках сохраняется заряд и напруга не успевает просадиться. нагрузите их 10-50мА — и увидите, что тоже прыгает!

    Добавлено after 1 minute 7 seconds:
    Быллоо такое. Смотреть оптопару и TL431 — это цепь измерения/управления выходным напряжением.

    Там нет транзюка TL431 в обычном корпусе. Есть один SMD с маркировкой что-то типа «треугольник EA1», к оптопаре одной ногой цепляется. Гугл говорит, что это TL431 и есть. Спасибо за наводку, обычный TL431 у меня есть, попробую заменить. И да, оптопару менял уже.

    _________________
    Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
    Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
    Умный и у дурака научится, а дураку и ..
    Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет. и МЧС опаздает
    и таки теперь Дураки и Толерасты умирают по пятницам!

    TL431 — это не транзюк! Это скорей уж ОУ. Но как раз в СМД корпусе он и есть! Он может даже и рабочий, а вот делитель его — резюки СМД могут «течь» — сопротивление может плыть. Или ваще в обрыве!

    Добавлено after 2 minutes 6 seconds:
    Я ваще такие БП делал всегда без Ослика. там особо нечего смотреть. Разве что наличие отсутствия генерации. Но в «горячей части» схемы — не люблю. Щипать может больно!

    _________________
    90% времени уходит на отыскание неисправности,остальное — ждать когда нагреется паяльник!

    По крайней мере ясно, куда рыть дальше. Все проверю, отпишусь. Всем спасибо за участие.

    _________________
    — Русским человеком может быть только тот, у кого чего-нибудь нет, но не так нет, чтобы обязательно было, а нет — и хрен с ним.
    «Русский человек может жить как в одну сторону, так и в другую. И в обоих случаях останется цел» А. Платонов

    Корректора нету, нет его индуктивности, силовой электролит на 400 Вольт. На входе только дроссели подавления помех — синфазной и парафазной.
    R12C9 — снаббер, другого не вижу. Пока живой, всерьёз ни на что не влияет. Если жёлтый конденсатор меньшей ёмкости, значит, были перенапряжения по входу, они от этого выгорают. До кучи мог подгореть и ВВ транзистор, но по прибору — нормально. Такие моргания светодиода говорят о том, что БП не выходит в рабочий режим.

    Современные контроллеры имеют защиту в виде ограничения времени работы во время запуска. Если оптрон ООС не открывается за положенное время, значит, чип делает паузу перед очередным запуском. При живых электролитах это признак недостаточной мощности преобразователя. Если блок хорошо перегревался, может шить изоляция трансформатора, и вероятность этого выше на больших токах в первичке, т.е. как раз на большой мощности.

    Цепь ООС проверяется оптом. Подключаем омметр к выходу оптрона, на стороне сети, а к выходу блока — лабораторный БП, и прогоняем напряжение на нём мимо выходного напряжения снизу вверх, не слишком превышая. В нужной точке оптрон должен открыться, что омметр и покажет.

    Проще всего посмотреть напряжения на электролитах осциллографом. НО у всех современных общий сигнальный провод соединён с заземлением в розетке, поэтому чтобы по сетевой части лазить, питание осциллографа нужно развязать трансформатором 220/220. И помнить о допустимой амплитуде напряжения на сигнальном входе. На горячий провод не лазить вообще никак.

    _________________
    90% времени уходит на отыскание неисправности,остальное — ждать когда нагреется паяльник!

    _________________
    Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
    Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
    Умный и у дурака научится, а дураку и ..
    Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет. и МЧС опаздает
    и таки теперь Дураки и Толерасты умирают по пятницам!

    Да не, все нормально, сетевое хранилище тянет. Это я, дурак, проверял БП неподходящим устройством. Писали же мне:

    Добавлено after 1 minute 20 seconds:

    Я писал((:
    «На холостом ходу 12.2В стабильно.»

    Часовой пояс: UTC + 3 часа

    Кто сейчас на форуме

    Сейчас этот форум просматривают: Calm72 и гости: 23

    Источник