Автор: Кашкаров А.П.
Теги: санитарно-техническое оборудование санитарно-техническое оборудование зданий и его монтаж электроэнергетика электротехника радиотехника
ISBN: 978-5-94074-941-7
Год: 2013
Текст
УДК 644:696.6
ББК 31.294.9
К31
Кашкаров А.П.
К31 Всё об источниках питания. Энциклопедия радиолюбителя. - М.:
ДМК Пресс, 2013. - 184 с: ил.
ISBN 978-5-94074-941-7
Ремонт и обслуживание импульсных источников электропи-
тания невозможны без знания принципов их работы и методов диа-
гностики неисправностей. В книге рассмотрены вопросы расчета
импульсных источников питания, подробно описаны их схемотех-
ника и принципы функционирования, различные способы стаби-
лизации выходных напряжений, способы защиты источников пи-
тания от перегрузок во вторичных цепях, типовые неисправности,
методы их диагностирования, рекомендации по ремонту и восста-
новлению бытовых электронных устройств, содержащих источни-
ки электропитания.
Книга предназначена для широкого круга специалистов, зани-
мающихся ремонтом и обслуживанием радиоэлектронной аппара-
туры с импульсными источниками питания, а также радиолюбите-
лей с высоким уровнем подготовки, применяющих оригинальные,
конструктивные, технологические и эксплуатационные решения.
УДК 644:696.6
ББК 31.294.6
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой
бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения
владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероят-
ность' технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать
абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство
не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.
© Кашкаров А.П., 2013
ISBN 978-5-94074-941-7 © Оформление, ДМК Пресс, 2013
СОДЕРЖАНИЕ
Благодарности 7
О технических рецензентах 8
К читателю 9
Меры безопасности при производстве ремонтных,
наладочных и электромонтажных работ 10
4 Блоки питания для компьютеров 12
-*■ 1.1. Общие сведения: структура, особенности, возможности 13
1.2. Принципы построения бестрансформаторных
источников питания 16
1.2.1. Автогенераторные каскады ВЧ-преобразователей 17
1.2.2. Основные схемы транзисторных усилителей
мощности 19
1.3. Схемотехника и особенности ИИП для компьютеров 21
1.3.1. Основные технические характеристики 22
1.3.2. Требования к условиям эксплуатации 24
1.4. Конструкция блока питания ПК 24
1.4.1. Принципиальная схема 29
1.4.2. Принцип работы источника питания 35
1.5. Мощный БП для домашней лаборатррии
из компьютерного GoldenPower моделей LC-B250ATX,
LC-B350ATX, а также InWin IP-P300AQ2, IP-P350AQ2,
IP-P400AQ2, IP-P350GJ20 и аналогичных на микросхеме
типа 2003 38
1.5.1. Методика простого тестирования АТХ блоков
питания на микросхеме 2003... 39
1.5.2. Как быстро восстановить «убитый» БПР
на микросхеме 2003 40
115.3. Особенности задержки Power Good 40
1.5.4. Увеличение мощности LC-B350ATX 41
1.5.5. Особенность БП на микросхеме 2003 и приоритет
защиты 46
1.6. Неисправности современных БП компьютеров 48
1.7. Восстановление нормальной работы системного
блока ПК 49
СОДЕРЖАНИЕ
1.7.1. Неисправность 49
1.7.2. Диагностика 50
1.7.3. Первый способ локализации 50
1.7.4. Второй способ локализации неисправности 51
1.7.5. Экономические выкладки 54
1.7.6. Область применения рекомендаций 54
О Особенности схемотехники, проверки
^ и тестирования ИИП на основе БП ПК 55
2.1. Организация и схемотехника вторичных цепей
источника питания 56
2.1.1. Особенности двухполупериодных схем
выпрямителей 57
2.1.2. Варианты схемотехники вторичных цепей ИИП 59
2.1.3. Схема выпрямителя и фильтра канала напряжения ....62
2.2. Цепи защиты и цепи формирования служебных
сигналов 64
2.2.1. Схемы построения каскадов защиты 65
2.2.2. Контроль защиты 69
2.2.3. Контроль длительности импульсов управления 78
2.2.4. Преобразователь в режиме перегрузки 79
2.2.5. Электронный узел вторичного компаратора 86
2.2.6. Схемы формирования сигнала POWERGOOD 93
2.3. Проверочные и тестовые работы
с блоками питания ПК 99
2.3.1. Проверка каскада ШИМ-преобразователя 100
2.3.2. Безопасная проверка функционирования
силового каскада 102
2.3.3. Окончательная проверка ИИП 103
2.4. Основные неисправности ИИП, методы их поиска
и устранения.., . 104
2.4.1. Анализ и способы локализации часто
встречающихся неисправностей ИИП 105
2.4.2. Особенные неисправности ИИП 111
О Эксплуатация и ремонт импульсных источников
^ бесперебойного питания 113
3.1. Особенности ИБП 114
СОДЕРЖАНИЕ
3.2. Обеспечение бесперебойного электропитания
в кризисной ситуации 122
3.2.1. Защита ИБП 128
3.2.2. Внутренности ИБП 128
3.2.3. Полезные рекомендации по доработке ИБП 129
3.2.4. Включение и управление ИБП 130
3.2.5. Подключение кабелей ИБП 130
3.2.6. Расшифровка сигналов индикаторов ИБП 131
3.2.7. Дополнительные возможности
для бесперебойного энергообеспечения 131
3.2.8. Дополнительная подстраховка для связи
с внешним миром 133
3.3. Однофазные промышленные источники бесперебойного
питания 134
3.3.1. Gaia-Series 1-3 kVa (модели GA1000R, GA2000R,
GA3000R) 134
3.3.2. Gaia-Series 5-11 kVa (модели GA5000RL,
GA7000RL, GA11000RL) 137
3.3.3. Delta N Series (модели GES102N, GES202N,
GES302N) 140
3.3.4. R-Series 1-3 kVa (модели GES102R, GES202R,
GES302R) 142
3.3.5. Amplon RT Series 5-10 kVA (модели RT5K, RT6K,
RT10K) 145
/ Электронные схемы источников питания своими
^* руками 147
4.1. Преобразователь напряжения для портативного
фонаря 148
4.1.1. Принцип работы устройства 148
4.1.2. О деталях 149
4.1.3. Иные варианты применения 150
4.2. Простой источник питания с автоматической зарядкой.... 150
4.3. Источник питания для светодиодного светильника 153
4.4. О самодельном «залитом» корпусе 156
Приложение 1 Элементная база для замены
радиодеталей i 157
СОДЕРЖАНИЕ
Приложение 2 Основные электрические параметры
серийно выпускаемых биполярных
транзисторов 161
Приложение 3 Мощные полевые транзисторы
в источниках питания 164
Приложение 4 Как подобрать пассивные
радиоэлектронные компоненты
для самодельного устройства или
для замены в процессе ремонта ИБП,
и не только 166
Список сокращений 182
Литература 183
Благодарности
Хотелось бы выразить благодарность всем, кто помогал мне рабо-
тать над этой книгой.
Прежде всего спасибо моей жене и партнеру Юлити. Несколько
лет назад Юлити стала академическим консультантом в ведущем
российском педагогическом университете. Недавно она защитила
кандидатскую диссертацию и теперь является признанным в науч-
ном сообществе экспертом в области дистанционного непрерывного
обучения и старшим специалистом в сфере контроля качества обуче-
ния. Очень горжусь женой и всем, что она сделала за последние не-
сколько лет. Кроме того, меня воодушевляет ее целеустремленность
в работе с детьми; как моя жена и мама для детей именно Юлити
позволяет мне время от времени заниматься любимым делом, ре-
зультаты которого вы сможете увидеть, прочтя эту книгу.
Кроме того, хочу от всего сердца поблагодарить издателя Дмит-
рия Алексеевича Мовчана, колоссальный опыт которого помог за-
полнить «белые пятна» этой книги.
Выражаю признательность техническим редакторам, которые
проверяли мою работу и уточняли каждую новую тему, что позво-
лило гарантировать высокий уровень достоверности и полноценный
охват материала.
Огромное спасибо всем читателям, которые отправляют по элект-
ронной почте свои комментарии, - я всегда их жду. Присылаемые
вами сведения помогают улучшить последующие издания моих
книг, расширить охватываемый материал и добавить новую инфор-
мацию. Постоянное взаимодействие с читателями дает возможность
представлять в книге все новейшие тенденции в мире радиоэлектро-
ники, имеющие отношение к любым устройствам и компонентам
современных бытовых приборов.
В заключение хочу поблагодарить всех тех, кто читал мои книги:
вы даже не представляете, сколь многому я научился у каждого из
вас!
О технических рецензентах
Ордин Юрий Вячеславович - ведущий инженер-электроник ПК
«Балтика», более 10 лет руководящий отделом АСУ.
Павловский Дмитрий Сергеевич - директор ООО «Радиосигнал
плюс».
Шехнер Валерий Яковлевич - к. т. н., доцент кафедры электрон-
ного приборостроения Санкт-петербургского технического универ-
ситета.
Ждем ваших отзывов!
Вы - читатель этой книги и главный ее критик и комментатор.
Я как автор ценю ваше мнение и хочу знать, что было сделано пра-
вильно, что можно было сделать лучше и что еще вы хотели бы
увидеть изданным в перспективе. Эта информация пригодится и из-
дательству, специализирующемуся в выпуске книг для радиолюби-
телей. Нам интересно услышать и любые другие замечания, которые
вам хотелось бы высказать в наш адрес.
Мы ждем ваших комментариев и надеемся на них. Вы можете
прислать электронное письмо либо просто посетить веб-сайт из-
дательства и оставить свои замечания там. Одним словом, любым
удобным для вас способом дайте нам знать, нравится ли вам эта
книга, а также выскажите свое мнение о том, как сделать книги
«ДМК Пресс» более интересными для вас.
Посылая письмо или сообщение, не забудьте указать название
книги и ее автора, а также ваш обратный адрес. Мы внимательно
ознакомимся с вашим мнением и обязательно учтем его при отборе
и подготовке к изданию последующих книг.
Отзывы прошу направлять на адрес электронной почты: exabito®
vandex.ru.
К читателю
В этой книге читатель найдет промышленные и радиолюбительские
электрические схемы, позволяющие разобраться в принципах дейст-
вия узлов импульсных источников питания, отремонтировать совре-
менную бытовую технику (в части узлов питания) - от стиральных
машин, холодильников, кулеров водоохлаждения, адаптеров, стаби-
лизаторов и преобразователей напряжения до телевизионных пане-
лей, радиоприемников и аппаратуры радиосвязи.
Все права на материалы, находящиеся в книге, охраняются в соот-
ветствии с законодательством Российской Федерации, в том числе
Законом РФ «Об авторском праве и смежных правах». При любом
использовании материалов книги и сателлитных проектов ссылка
на данную книгу обязательна.
О чем эта книга
Главная цель настоящего издания - помочь вам научиться модерни-
зировать, ремонтировать, обслуживать и диагностировать импульс-
ные источники питания, а также больше узнать о них в целом или
их аппаратном обеспечении в частности. В этой книге рассматри-
вается целая гамма источников питания - от самых «древних», за-
нимающих много места, до современных портативных адаптеров и
преобразователей.
Если вы желаете узнать все об .источниках питания, будь то им-
пульсные преобразователи для телевизоров или последняя модель
встраиваемых источников питания для ПК, эта книга даст всю не-
обходимую информацию.
В книге описаны устройства, собранные на современной элемент-
ной базе. На страницах данного издания можно найти подробное
описание принципа работы импульсного источника - от работы уз-
лов до параметров включения защиты.
Кроме того, в книге рассматривается и схемотехника отдельных
узлов блоков питания; это важно, поскольку в обеспечении стабиль-
ности и производительности важную роль играет каждый элемент
системы. Вы узнаете, почему подбор микросхем и стабилизаторов
для ИП может быть самой важной частью блока и что произойдет
при перегреве того или иного элемента. Кроме того, приводится по-
дробное описание работы наиболее популярных микросхем и мощ-
ных транзисторов, применяемых в источниках питания в период
2009 года по настоящее время.
Меры безопасности
при производстве ремонтных,
наладочных и электромонтажных
работ
Выполняя работы по конструированию или ремонту электронной
техники, вы должны всегда помнить несложные правила безопас-
ности.
Знание основных правил позволяет организовать свою работу
так, чтобы исключить либо свести к минимуму воздействие небла-
гоприятных факторов на себя и окружающих.
Работа с электричеством опасна тем, что оно не действует на ор-
ганы чувств до момента соприкосновения с токоведущими провод-
никами и контактами. Это затрудняет дистанционное обнаружение
опасности.
Прежде всего нужно соблюдать особую осторожность при работе
с электричеством, горючими и легковоспламеняющимися жидкостя-
ми, кислотами и щелочами, иными токсичными веществами. Эти
правила, по сути, знает любой школьник и конечно же специалист
радиодела. Но поскольку время от времени происходят трагедии
из-за пренебрежения ими, считаю нелишним напомнить основные
требования техники безопасности.
Электрическое напряжение свыше 40 В опасно для жизни. Сте-
пень поражения зависит от пути прохождения электрического тока
через тело человека и от силы тока, особенно той его части, которая
проходит через сердце. Наиболее опасны пути тока «рука - нога» и
«рука - рука». Поэтому при настройке радиоаппаратуры и поиске
неисправностей старайтесь работать одной рукой - во избежание
прикосновения к токоведущим частям обеими руками. Особую осто-
рожность необходимо соблюдать, когда устройство питается от ос-
ветительной сети 220 В по бестрансформаторной схеме, с помощью
импульсного преобразователя или через автотрансформатор. В этом
случае выход даже низковольтного источника вторичного питания
может оказаться под напряжением сети относительно «земли».
Важно изолировать себя от «земли», чтобы исключить поражение
электрическим током при случайном прикосновении к элементам
устройства или его общей шине (общему проводу).
Монтажные работы следует производить вдали от заземляющих
конструкций (водопроводных труб, радиаторов отопления) или при-
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РАБОТ 77
нять необходимые меры, чтобы исключить случайное прикоснове-
ние к ним.
Заменять вышедшие из строя или «подозрительные» детали сле-
дует только после отключения устройства от сети.
Нельзя проверять исправность предохранителей в устройстве,
включенном в сеть, путем их замыкания.
Следует помнить, что переутомление, опьянение, повышенная пот-
ливость, сердечные и нервные заболевания при прочих равных усло-
виях создают повышенную опасность тяжелого поражения элект-
рическим током. Поэтому занимайтесь любимым делом, отдохнув,
с воодушевлением (на то оно и любимое) и в хорошем настроении.
И все у вас получится.
Предостережение о мерах личной безопасности
Перед выполнением регулировочных операций под напряжением
необходимо принять следующие меры предосторожности:
• установить разделительный трансформатор в цепи питания
переменного тока;
• убедиться, что сетевое напряжение в пределах -230 В ± 10%,
50 Гц;
• перед подключением сетевой вилки убедиться, что кнопка
включения устройства находится в положении «Выключено».
Категорически запрещается во время проведения регулировоч-
ных и ремонтных работ непосредственно на печатных или монтаж-
ных платах «разрывать» или «закорачивать» какие-либо элементы
в электрической цепи при включенном в сеть источнике питания.
Всегда помните, что вы еще нужны вашим детям!
1
БЛОКИ ПИТАНИЯ
ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
2 Особенности схемотехники, проверки 55
и тестирования ИИП на основе БП ПК
3 Эксплуатация и ремонт импульсных 113
источников бесперебойного питания
4 Электронные схемы источников питания 147
своими руками
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ: СТРУКТУРА, ОСОБЕННОСТИ, ВОЗМОЖНОСТИ 13
Каждое электронное устройство оснащено источником вторичного
электропитания. Специфика исполнения источника и его техни-
ческие параметры определяются общесистемными требованиями
к устройству в целом и условиями его эксплуатации. В общем слу-
чае источники вторичного электропитания - это преобразовате-
ли первичной энергии в энергию, пригодную для работы данного
устройства, наделенного определенными пользовательскими функ-
циями. Дополнительной, необходимой функцией источника элект-
ропитания является обеспечение гальванической развязки между
источником первичного напряжения и нагрузочными цепями.
1.1. Общие сведения: структура,
Тип приборов под общим названием «источники питания» (далее -
ИП, ИИП) объединяет множество устройств. К их числу относятся
как простые, на первый взгляд (если не вдаваться в тонкости их
устройства), электрохимические элементы с заданными характе-
ристиками для переносных приборов, так и достаточно сложные,
стационарные преобразователи энергии. Последние выполнены на
основе узлов, способных осуществлять различные виды подстроек
и регулировок для защиты от внешних и внутренних дестабилизи-
рующих факторов. Качество работы и временная стабильность пара-
метров ИП зачастую являются определяющим фактором работоспо-
собности (и надежности) прибора в целом. Поэтому при проверке
технических характеристик того или иного устройства источнику
питания следует уделять особое внимание.
В конце XX века произошла замена традиционных источников
питания стационарного оборудования на основе силовых трансфор-
маторов, функционирующих на частоте питающей сети, импульс-
ными источниками питания, или так называемыми бестрансфор-
маторными преобразователями первичного сетевого напряжения.
Принцип их действия основан на преобразовании исходного пер-
вичного напряжения низкой частоты (десятки герц) при тающей
промышленной сети в более высокочастотные колебания (несколько
десятков килогерц) с последующей трансформацией. В настоящее
время преобразователи подобного типа составляют большинство ис-
точников вторичного электропитания устройств как бытового, так и
промышленного назначения.
14 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
Далее будут рассмотрены именно импульсные источники пита-
ния с бестрансформаторным подключением к первичной сети на-
пряжения 220 В, 50 Гц.
Переход на использование преимущественно импульсных ис-
точников питания обусловлен рядом технических и экономических
факторов, наиболее важными из которых являются следующие:
• источники бестрансформаторного питания (ИБП) мощностью
до 1000 Вт имеют существенно более высокие массогабарит-
ные характеристики, по сравнению с аналогами, изготовлен-
ными на основе сетевых трансформаторов;
• обмотки трансформаторов ВЧ колебаний ИБП имеют более
высокую плотность тока, при их изготовлении используется
гораздо меньше цветного металла, что приводит к снижению
затрат на производство и на исходньде материалы;
• высокая индукция насыщения и малые удельные потери ма-
териалов сердечников ВЧ-трансформаторов позволяют созда-
вать ИБП с общим КПД, превышающим 80%, что в обычных
источниках почти недостижимо;
• широкие возможности по автоматической регулировке номи-
налов выходных вторичных напряжений посредством воздей-
ствия на первичные цепи ВЧ-преобразователя.
Рассмотрим несколько примеров структурных схем построения
ИБП с напряжением первичной сети 220 В, 50 Гц.
На рис. 1.1 представлена структурная схема импульсного источ-
ника питания, выполненного по традиционной схеме.
Входной
•СетебоО
и фильтр
—*
■: • -.ВЧ- :.
преоб'розоболпель
и фильтр
—
в
Рис. 1.1. Структурная схема импульсного источника питания,
выполненного по традиционной схеме
Выпрямитель, фильтр и стабилизатор, имеющиеся во вторич-
ной цепи данного источника питания, построены на основе узлов,
встречающихся в обычных источниках электропитания. Названия
этих узлов раскрывают их назначение и не нуждаются в поясне-
нии. Способ реализации стабилизатора (линейный или импульс-
ный) в данном случае не так важен, по сравнению с его присутстви-
ем в качестве отдельного функционального узла. Вторичная цепь
электропитания в различных вариантах исполнения источника мо-
жет быть дополнена еще одним фильтром, который устанавливается
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ: СТРУКТУРА, ОСОБЕННОСТИ, ВОЗМОЖНОСТИ
15
между стабилизатором и нагрузкой. Основными узлами первичной
цепи являются: входной фильтр, выпрямитель сетевого напряже-
ния и ВЧ-преобразователь выпрямленного питающего напряжения
с трансформатором TV.
Необходимость использования входного фильтра обусловлена
тем, что, во-первых, этот фильтр должен устранять резкие кратко-
временные скачки питающего напряжения и импульсные поме-
хи, вызванные работой расположенных поблизости импульсных
устройств (ВЧ-помехи).
Существенным недостатком схемы может быть и очень высокая
чувствительность автогенераторов, совмещенных с силовым кас-
кадом ИБП, к величине нагрузки. Ее изменение может привести
к срыву ВЧ-колебаний и нестабильности работы источника питания
подобного рода.
Структурная схема сетевого ИП, построенного с учетом опти-
мальных принципов регулирования выходного напряжения, пред-
ставлена на рис. 1.2.
и (Punt.
зенераг
rn p
i
no у
Cxev
G
W
иг:
■Vi
Изм
»ppav.;.
Фиг
f
^■fi/
Я'СГ-
Рис. 1.2. Структурная схема источника питания
Принципиальное отличие данной структурной схемы от предыду-
щей - отсутствие стабилизатора вторичного напряжения.
Кроме того, в нее добавлены измерительная цепь, задающий
генератор, схема управления, а также изменены функции каскада
ВЧ-преобразователя. Силовой каскад работает в режиме усилителя
мощности колебаний, поступающих со схемы управления. Его на-
грузкой является ВЧ-трансформатор. Здесь ВЧ-преобразователем
можно назвать совокупность следующих узлов: задающий генера-
тор, схема управления, ВЧ-усилитель мощности, ВЧ-трансформатор
(TV). Источник, выполненный в соответствии ео структурной
схемой, приведенной на рис. 1.2, одновременно осуществляет две
функции - преобразование и стабилизацию напряжения. Схема
управления включает в себя широтно-импульсный модулятор и
полностью определяет режим работы УМ. Выходное напряжение
схемы управления имеет форму прямоугольных импульсов. Из-
N> БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
менение длительности паузы между этими импульсами регулирует
поступление энергии во вторичную цепь. Исходные параметры для
работы схемы управления - это сигналы ошибки, поступающие от
измерительной цепи, в которой производится сравнение эталонного
значения напряжения с реальным, присутствующим в данный мо-
мент на нагрузке. По сигналу ошибки схема управления изменяет
длительность паузы между импульсами в сторону ее увеличения
или уменьшения - в зависимости от величины отклонения реаль-
ного значения напряжения от номинального. В частности, в схему
управления может входить узел защиты каскада УМ от перегрузки
и короткого замыкания.
Наличие ШИМ-передаваемого напряжения предъявляет опре-
деленные требования к параметрам и построению сглаживающего
фильтра выпрямленного вторичного напряжения. Первым элемен-
том данного фильтра после выпрямителя должна быть катушка ин-
дуктивности в каждом канале вторичного напряжения.
На схеме, показанной на рис. 1.2, представлена структура одно-
канальной системы питания, реальные же источники имеют, как
правило, несколько вторичных каналов с различной нагрузочной
сцособностью. Измерительная цепь в таких случаях подключается
к каналу с самым большим потреблением. Стабилизация остальных
каналов производится с помощью отдельных стабилизаторов или
методов регулирования, основанных на взаимодействии магнитных
потоков. В других случаях применяются схемы выходных фильт-
ров, выполненных на общем для всех выходных каналов магнито-
проводе. Подстройка напряжения по неосновным каналам может
производиться в небольшом диапазоне и при относительно малых
изменениях нагрузки. При описании практических схем реализации
БП вопросы стабилизации вторичных напряжений одновременно по
нескольким каналам будут рассмотрены более подробно.
1.2. Принципы построения
бестрансформаторных источников
питания
Прежде чем перейти к обсуждению практических схем источников
питания, рассмотрим несколько возможных вариантов построения
отдельных функциональных узлов импульсных источников питания.
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫХ ИП
17
Это позволит лучше понять, почему при проектировании реаль-
ных схем предпочтение отдается тому или иному схемотехническо-
му решению.
1.2.1, Автогенераторные каскады
ВЧ-преобразователей
Как видно из рисунков структурных схем ИБП (см. рис. 1.1 и 1.2),
основным узлом, обязательно входящим в состав каждого подобного
источника питания, является ВЧ-преобразователь. Его назначение
состоит в формировании на обмотке трансформатора из выпрям-
ленного напряжения первичной сети импульсного напряжения тре-
буемой формы. Вид получаемого импульсного напряжения опреде-
ляется типом используемого трансформатора, с помощью которого
происходит передача энергии в нагрузку и обеспечивается гальвани-
ческая развязка от источника первичного напряжения. Собственно,
группа элементов формирователя напряжения специальной формы
вместе с трансформатором и составляют ВЧ-преобразователь. Его
параметры и надежность работы являются определяющим фактором
функционирования источника при подаче напряжения питания U
на схему.
Пример силового каскада, выполненного по автогенераторной
схеме, представлен на рис. 1.3.
TV
- о
VD
43-
W2 =г
Rh
Рис. 1.3. Силовой каскад
Каскад выполнен на транзисторе по схеме релаксационного им-
пульсного генератора. Схема содержит один трансформатор TV, на
котором размещены все обмотки. Входное напряжение питания
U поступает на коллектор транзистора VT через первичную об-
f8 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
мотку W1 трансформатора TV. Сигнал обратной связи подается
на базу транзистора VT с обмотки W3. Начало каждой обмотки
обозначено точкой. Ко вторичной обмотке WJ2 последовательно
подключены выпрямительный диод VD, конденсатор С tf услов-
ная нагрузка Rh.
Важной особенностью выполнения однотактных преобразовате-
лей является способ подключения выпрямительного диода во вто-
ричной цепи. Способ подключения диода, согласно рис. 1.3, называ-
ется обратным, так как диод VD открывается при закрытом транзис-
торе VT и закрывается при открывании транзистора VT.
Работа всех ИБП основана на том же принципе преобразования
энергии, а схемотехнические решения различаются способами под-
ключения ВЧ-трансформаторов к активной части преобразователей
и методами стабилизации выходного напряжения.
В книге рассмотрены преобразователи напряжения первичной
сети 220 В, 50 Гц с номинальной мощностью до 1100 Вт, поэтому
особое внимание при описании ВЧ-преобразователей уделено при-
менению высоковольтных активных компонентов - транзисторов и
диодов, - элементов для фильтрации выпрямленного напряжения,
а также критериям их подбора для использования в импульсных
источниках питания.
В современных ИБП применяются два основных типа ВЧ-преоб-
разователей- одно- и двухтактные.
Оба типа используются как в схемах с автогенератором на си-
ловых элементах (транзисторах), так и в схемах с внешним управ-
лением. Во втором случае силовые активные элементы работают
в режиме усилителей мощности.
Еще одним фактором, оказывающим большое влияние на работу
преобразователя, являются инерционные свойства диодов, установ-
ленных в выпрямителе вторичной цепи. Эти свойства характеризу-
ются временем рассасывания избыточных носителей заряда и вре-
менем восстановления обратного сопротивления. У диодов, исполь-
зуемых в выпрямителях импульсных преобразователей, значения
этих параметров должны иметь минимальную величину (порядка
нескольких наносекунд). Такими параметрами могут обладать вы-
сокочастотные или импульсные безынерционные диоды. В рабочем
режиме диоды выпрямителя находятся в открытом состоянии по-
переменно. В момент переключения оба диода на некоторое время
(доли секунды) закрываются. Так ситуативно и инерционно восста-
навливается их обратное сопротивление.
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫХ ИП
19
Величина емкости конденсатора сглаживающего фильтра обратно
пропорциональна длительности фронта импульса t. Следовательно,
уменьшая эту величину при заданном уровне пульсаций, получим
возможность применять конденсаторы меньшей емкости, снизить
массу и габариты источника питания. Одним из способов повыше-
ния эффективности этого параметра является применение в схеме
автогенератора с насыщающимся трансформатором единого базово-
го резистора R6. Вариант схемы автогенератора с таким резистором
представлен на рис. 1.4.
t.-o
л
I
(
1
Rcm [
R.6
2) ! сб
•
■ •
Рис. 1.4. Вариант схемы автогенератора
1.2.2. Основные схемы транзисторных
усилителей мощности
Основные положения по структуре каскадов, схемам включения
силовых активных и индуктивных элементов справедливы и для
случаев их использования в качестве усилителей мощности, то
есть основных узлов для преобразователей напряжения с внешним
управлением.
В заключение рассмотрим схему полумостового усилителя, широ-
ко применяющегося в импульсных источниках питания мощностью
до 800 Вт. Упрощенная схема полумостового усилителя мощности
представлена на рис. 1.5.
На рис. 1.16 представлены два силовых транзистора VT1 hVT2 и
два конденсатора С1 и С2, образующие мостовую схему. В диагональ
20
БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
JI
Сигнал
управления
- о~
Рис. 1.5. Упрощенная схема полумостового усилителя мощности
моста, между точкой соединения конденсаторов Cl, C2 и точкой
соединения эмиттера VT1 и коллектора VT2, подключается первич-
ная обмотка трансформатора TV. Действие схемы основано на по-
очередном открывании транзисторов VT1 и VT2, которые работают
в ключевом режиме. Вывод первичной обмотки трансформатора TV,
соединенный с транзисторами, попеременно подключается то к по-
ложительному полюсу первичного источника питания (VT1 открыт,
VT2 закрыт), то к отрицательному полюсу (VT2 открыт, VT1 за-
крыт). В первом случае ток протекает через транзистор VT1 - об-
мотку трансформатора TV - конденсатор С2. Во втором случае -
через конденсатор С1 - обмотку трансформатора TV - транзистор
VT2.
Таким образом, в каждом цикле работы преобразователя через
первичную обмотку трансформатора TV протекает ток - как в пря-
мом, так и в обратном направлениях. При одинаковых временных
интервалах открывания каждого из транзисторов и равенстве емко-
стей конденсаторов С1 и С2 в точке их соединения устанавливается
напряжение, равное половине напряжения питания.
Переменное напряжение на первичной обмотке TV представляет
собой импульсы прямоугольной формы. Таким образом, амплитуд-
ное значение импульсного тока, протекающего через транзисторы
VT1 и VT2, сопоставимо с аналогичным параметром для однотакт-
нрго преобразователя.
Последовательность открывания транзисторов устанавливается
внешней схемой управления, примером которой служит ШИМ-
регулятор. Схема, показанная на рис. 1.5, предполагает питание по-
стоянным или выпрямленным и отфильтрованным напряжением.
В качестве конденсаторов для С1 и С2 необходимо применять лако-
пленочные или бумажные конденсаторы, рассчитанные на примене-
ние в диапазоне частот работы высокочастотного преобразователя, <
СХЕМОТЕХНИКА И ОСОБЕННОСТИ ИИПДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ £/
при значительном напряжении пульсаций на них. Симметрирова-
ние работы силовых транзисторов благоприятно отражается на их
тепловом режиме. Максимальное напряжение коллектор - эмиттер
каждого из транзисторов в схеме полумостового усилителя равно
напряжению питания U.
Представленная в настоящем разделе схема имеет ряд неоспори-
мых достоинств. Основным считается способ включения трансфор-
матора TV в силовую цепь, при котором исключается насыщение его
сердечника вследствие разбросов по длительности и амплитуде воз-
действующих на него импульсов разной полярности. Используя схе-
му внешнего управления, можно исключить протекание сквозных
токов через транзисторы. Активные элементы, применяемые в по-
лумостовом усилителе, могут иметь низкие предельные параметры.
1.3. Схемотехника и особенности ИИП
С момента появления системных блоков персональных компьюте-
ров они практически все комплектовались импульсными источника-
ми питания, построенными на основе импульсных преобразователей
напряжения с бестрансформаторным подключением к первичной
сети. Функциональные усовершенствования привели к некоторой
стандартизации подхода в их разработке, повышению характерис-
тик надежности и показателей электромагнитной совместимости.
Значительно улучшились массогабаритные показатели источников
питания компьютеров и их мощность при тех же равных условиях.
Внедрение нового АТХ-формфактора в конструкцию системного
блока персонального компьютера, введенного фирмой IBM, было
направлено на стандартизацию и унификацию узлов, традиционно
входящих в состав ПЭВМ. Но введение нового стандарта повлия-
ло и на требования к расширению функциональных возможностей
отдельных компонентов. Определенным образом эти изменения за-
тронули и блоки вторичного электропитания системного модуля.
Современные блоки питания имеют функцию дистанционного
включения, независимый канал питания элементов дежурного ре-
жима с номиналом +5 В. В отличие от аналогичных устаревших
блоков питания, в блоках АТХ используется 20-контщстный разъ-
ем подключения к системной плате, на который выведены все вто-
ричные стабилизированные напряжения и служебные сигналы. До-
22 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
полнением в части вторичных напряжений в варианте АТХ-блока
является достаточно мощный канал с номинальным постоянным
напряжением +3,3 В.
1.3.1. Основные технические характеристики
Технические характеристики приведены для импульсного преобра-
зователя с максимальной мощностью 400 Вт (суммарная вторичная
мощность по всем каналам). Параметры, представленные в данном
разделе, являются стандартными для блоков АТХ-конструктива и
могут быть использованы при работе с аналогичными изделиями
других фирм-производителей. Распределение мощности в блоках
питания по отдельным вторичным каналам отличается в зависимо-
сти от максимальной мощности конкретного образца. Общие тре-
бования таковы:
• напряжения первичной питающей сети: 115 или 220 В;
• рабочий диапазон для первичных напряжений:
- для напряжения 115 В - 90-135 В;
- для напряжения 220 В - 180-265 В;
• диапазон частот первичного питающего напряжения - 47-
63 Гц;
• устойчивость к нестабильности сетевого напряжения (на час-
тотах 50-60 Гц), сохранение работоспособности при:
- изменении номинального значения напряжения на 10%
в течение 0-500 мс;
- изменении действующего значения напряжения на 15%
в течение 15 мин;
- провале/выбросе на 30% номинального значения напряже-
ния в течение 0-0,5 периода переменного напряжения;
- потере работоспособности с последующим самовосстановле-
нием при провале на 50%;
• действующее значение напряжения в течение 0-5 периодов
переменного напряжения;
• КПД источника при полной нагрузке - не менее 68%;
• параметры дежурного режима (на вход PS ON подан высокий
логический уровень):
- КПД канала дежурного режима 5VSB - не менее 50% при
токе нагрузки 500 мА;
- общая мощность потребления источника - не более 5 Вт
при входном напряжении 230 В;
СХЕМОТЕХНИКА И ОСОБЕННОСТИ ИИПДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
23
• размеры источника питания - 140x150x86 мм;
• диапазон рабочих температур - от +10 до 50 °С;
• максимальная влажность окружающей среды без конденсата -
не более 85%.
Номинальные значения каналов вторичных напряжений и их ос-
новные параметры приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Основные параметры вторичных каналов напряжений
Уровни фиксации
перегрузки, В
+ 5
+5
21
50
10 000
5,74
6,3
7
+ 12
+12
6-8
120
1000
15,6
-5
-5
10
0,3
100
350
-12
-12
10
350
+ 3,3
+3,3
0,3
14
50
6000
3,76
4,2
4,3
Питание
в дежурном
режиме
+5
0,72
50
350
Измерения вторичных напряжений необходимо проводить на кон-
тактах разъемных соединителей, предназначенных для подключения
к устройствам. Канал +3,3 В должен иметь запас по напряжению в
100 мВ для компенсации падения на соединительных проводниках!
и проводниках печатной платы.
Кроме того:
• суммарная мощность по каналам +5 В и +3,3 В не должна пре-
вышать 225 Вт;
• токовая нагрузка по каналу +5 В должна превышать или быть
эквивалентной нагрузке канала +3,3 В;
• разница времени нарастания напряжения канала +5 В до
минимального значения диапазона регулирования и соответ-
ствующего значения по каналу +3,3 В не должна быть более
20 мс;
• источник должен быть снабжен встроенной защитой цепей
преобразователя от короткого замыкания по каналам +5 В и
+12 В;
24 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
• общий провод питания вторичных каналов напряжения дол-
жен иметь соединение с металлическим корпусом источника
питания;
• преобразователь должен сохранять значения выходных напря-
жений в течение 17 мс после отключения первичного питаю-
щего напряжения;
• пульсации определяются как случайные или периодические
отклонения от номинального значения напряжения с часто-
тами в диапазоне от 10 Гц до 20 МГц. Для измерений должна
использоваться емкостная нагрузка из комбинации керамиче-.
ского конденсатора емкостью 0,1 мкФ и электролитического
конденсатора емкостью 10 мкФ.
1,3.2. Требования к условиям эксплуатации
Требования к условиям эксплуатации следующие:
• температура полупроводниковых элементов в источнике пита-
ния не должна превышать +110 °С при температуре окружаю-
щей среды +50 °С;
• корпус конденсаторов не должен нагреваться более 95% от
максимального значения, приведенного в паспорте;
• используемые резисторы должны иметь запас по мощности не
менее 30% от цаспортного значения;
• изменение параметров элементов по максимально допустимым
значениям напряжения и тока не должно быть более 10% при
температуре +50 °С.
При любом повреждении цепи первичного преобразователя ника-
кие части источника не должны воспламеняться, создавать задым-
ление, вызывать различного рода шум, печатная плата не должна
обугливаться и иметь оплавленные проводники.
Блоки питания для IBM-совместимых компьютеров выпускаются
в корпусах, унифицированных по габаритным и посадочным раз-
мерам. Все узлы блока питания расположены в металлическом кор-
пусе, который служит для механической защиты элементов блока
питания и электромагнитной экранировки.
Металлический корпус состоит из двух деталей: основания и
съемной крышки. Крышка и основание имеют П-образную форму,
КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА ПИТАНИЯ ПК 25
у каждой есть по две боковые стенки. В конструкции основания
предусмотрены резьбовые отверстия под винты-саморезы. Крыш-
ка соединяется с основанием четырьмя саморезами. На основании
винтами укрепляются все узлы блока питания. Электронные ком-
поненты блока питания располагаются на единой односторонней
печатной плате, закрепленной винтами на донной части основания.
Между платой и дном основания располагается изолирующая про-
кладка из синтетического материала. На одной из боковых стенок
основания закреплены: вентилятор, сетевая вилка типа IEC320
с тремя ножевыми контактами и аналогичная по конструкции ро-
зетка. Подключение сетевого напряжения к блоку производится
стандартным шнуром через вилку с тремя ножевыми контактами.
Розетка, установленная на корпусе, является транзитным разъемом
для подключения к ней шнура питания монитора или иного устрой-
ства. На эту розетку подается напряжение сети непосредственно от
корпусной вилки. Разводка питания на вилке и розетке осуществ-
ляется на одноименные крайние контакты. Средние (третьи) выво-
ды каждого из этих приборных частей разъемов соединены между
собой. К средним контактам подпаян проводник с металлическим
лепестком на конце. Лепесток механически соединяется с винтом,
закрепленным на донной части основания. Таким образом выпол-
няется подключение корпуса блока питания к контуру заземления
через стандартный шнур питания. Рядом с разъемами на той же
боковой стенке установлен вентилятор, который используется для
охлаждения элементов блока питания. Для прохождения направ-
ленного воздушного потока перед вентилятором в корпусе сделаны
отверстия (круглые или в виде закругленных прорезей). Воздуш-
ный поток движется из внутренней полости корпуса источника на-
ружу. Такое направление движения воздуха снижает уровень пыле-
вого загрязнения как блока питания, т^к и всего системного блока
ПК, в котором он установлен.
На этой же стенке установлен переключатель (селектор входного
напряжения), которым осуществляется выбор напряжения питаю-
щей сети 115 или 220 В. В модификациях источников питания,
имеющих узел автоматического определения напряжения питающей
сети, такой переключатель не устанавливается.
На второй боковой стенке основания имеются отверстия в виде
продольных жалюзей для вентиляции и два эллиптических отвер-
стия, через которые из блока питания выводятся кабели вторичных
напряжений.
26
БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
Для дополнительной электроизоляции кабели вторичного питания
выходят из блока питания через пластиковое кольцо* Это кольцо плот-
но зажимается стенками корпуса при сборке крышки и основания.
На концах кабелей вторичных напряжений монтируются розетки
разъемных соединителей трех типов. Все розетки имеют собствен-
ный «ключ» для правильного соединения с ответной частью. Про-
водники для каждого номинала напряжения и логического сигнала
снабжены индивидуальной цветовой маркировкой. Хотя к цветовой
гамме проводников нет твердых требований, большинство произво-
дителей придерживаются унификации.
Один 20-контактный разъем предназначен для подключения
к системной плате персонального компьютера. Тип такого разъем-
ного соединителя - MOLEX 39 01 2200 или аналогичный. Разводка
разъема стандартизована.
В табл. 1.2 приведена разводка вторичных напряжений и служеб-
ных сигналов по контактам этого разъема.
Таблица 1.2. Разводка системного разъема питания компьютера
Номер
контакта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
ГиГЫЛП HAUIIIlfin IHinnOWAUUfl R
+3,3
+3,3
Общий
+5
Общий
+5
Общий
Сигнал POWERGOOD (питание в норме)
+5VSB (питание в дежурном режиме)
+12
+3,3
-12
Общий
Сигнал PS-ON (дистанционное включение питания)
Общий
Общий
Общий
-5
+5
+5
Цвет
проводника
Коричневый
Коричневый
Черный
Красный
Черный
Красный
Черный
Оранжевый
Фиолетовый
Желтый
Коричневый
Голубой
Черный
Серый
Черный
Черный
Черный
Белый
Красный
Красный
КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА ПИТАНИЯ ПК 27
С помощью 4 контактных разъемов большего размера подключа-
ются периферийные устройства и вентилятор процессора. Тип этих
разъемов обязательно должен быть аналогичным AMP 1 480424 0
либо MOLEX 8981 04Р.
Цвет подводящих проводов и значение напряжений на контактах
разъемов следующие:
• 1 - желтый, +12 В;
• 2, 3 - черные, общий;
• 4 - красный, +5 В.
Самые маленькие розетки разъемов типа АМР171822 4 предна-
значены для соединения с другими устройствами и блоками. Цвет
подводящих проводов и значение напряжений на контактах для них
следующие:
• 1 - красный,+5 В;
• 2, 3 - черный, общий;
• 4 - желтый, +12 В.
Внимание, важно!
Для блоков питания с выходной мощностью более 400 Вт приме-
няется дополнительный разъем типа MOLEX 90331 0010. Цвет под-
водящих проводов и значение напряжений на контактах для него:
• 1, 2, 3 - черные, общий;
• 4, 5 - коричневый или оранжевый, +3,3 В;
• 6 - красный, +5 В.
На внешней стороне корпуса источника питания наклеена эти-
кетка, на которой приведена цветовая маркировка проводников вто-
ричного питания. В этом случае при работе следует использовать
сведения, приведенные на этикетке.
В корпусе системного модуля компьютера блок питания крепится
таким образом, что его стенка с установленными приборными частя-
ми разъемов и вентилятором выходят на тыльную сторону корпуса.
Противоположная боковая стенка основания и кабели вторичных
напряжений с разъемными соединителями находятся внутри кор-
пуса системного модуля.
Поскольку первичное напряжение питания подается на входные
цепи АТХ-блока питания непосредственно, сетевой выключатель
для него в компьютерной системе отсутствует. Системная пла-
та Компьютерре АТХ-конструктива содержит узел формирования
маломощных сигналов для управления состоянием входной цепи
28 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
PS ON блока питания. Узел находится постоянно под напряжени-
ем, поступающим от специального каскада блока питания - авто-
генераторного источника для питания элементов схемы дежурного
режима. Питание на узел подается независимо от режима работы
остальной схемы ПК. Включение/выключение блока питания и
устройств компьютера производится коммутацией кнопки Switch
power, установленной на лицевой панели системного модуля ПК.
Входное переменное напряжение 220 В, 50 Гц поступает на вход-
ной каскад импульсного преобразователя напряжения - на сетевой
фильтр. Этот узел предназначен для подавления помех, возникаю-
щих в промышленной сети переменного тока и проникающих на
вход данного источника питания. В направлении от данного ис-
точника питания в сеть распространяются помехи, производимые
самим преобразователем и частично импульсными устройствами
электронной схемы ПК.
Эта кондуктивная помеха может распространяться в проводах
питающей сети и по проводникам вторичного питания источника.
Помехи, распространяющиеся по проводам, могут быть симметрич-
ными и несимметричными. Так как заранее вид помехи предсказать
трудно, то схема фильтра строится в расчете на подавление обоих
видов помех.
К выходу сетевого фильтра подключается выпрямитель, выпол-
ненный по двухполупериодной схеме. В его состав входит селектор
входного питающего напряжения - переключатель, установленный
в корпусе источника питания. Позиции переключателя обозначены
на его движке.
Положение переключателя определяется по маркировке, которая
видна через специальное окошко. С его помощью осуществляется
выбор номинала напряжения питающей сети 115 или 220 В. На-
грузкой выпрямителя являются полумостовой усилитель мощности
основного высокочастотного преобразователя напряжения первич-
ной сети и маломощная схема автогенераторного вспомогательного
источника.
Во вторичную цепь АВИ включена схема линейного параметри-
ческого стабилизатора для формирования напряжения +5 В, обе-
спечивающая питание элементов компьютера в течение дежурного
режима.
Для гальванической развязки с вторичными напряжениями пита-
ния к усилителю мощности подключен импульсный трансформатор
ТЗ. Позиционное обозначение трансформатора соответствует прин-
КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА ПИТАНИЯ ПК 29
ципиальной схеме источника питания. Импульсные напряжения
со вторичных обмоток трансформатора поступают на блок выпрями-
телей. В схемах выпрямителей вторичных напряжений используют-
ся диоды различных модификаций, что определяется номинальной
токовой нагрузкой каждого отдельного канала. Во вторичном канале
напряжения +3,3 В введен дополнительный и достаточно эффектив-
ный стабилизатор. Регулировка и подстройка номиналов вторичных
напряжений по всем каналам осуществляются с помощью системы
обратной связи, которая подключена к выходам блока фильтров.
Для управления работой усилителя мощности в цепи обратной
связи применен каскад широтно-импульсного модулятора длитель-
ности импульсов возбуждения. После сравнения поступившего
сигнала с эталонным уровнем ШИМ-каскад формирует сигналы об
увеличении поступления энергии во вторичную цепь или о ее со-
кращении. В соответствии с этим производится модуляция длитель-
ности импульсов, которые через согласующий каскад, усиливающий
их, подаются на входные цепи усилителя мощности.
Воздействие на ШИМ-регулятор оказывается не только при из-
менении вторичных напряжений в пределах диапазона регулирова-
ния, соответствующего нормальной работе, но и в случае возник-
новения экстренной ситуации (неконтролируемого увеличения или
снижения напряжений на нагрузке).
Ключевая СИП воздействует на ШИМ-модулятор, блокируя его
работу в случае возникновения аномальных процессов в цепи на-
грузки.
1.4.1. Принципиальная схема
Полная принципиальная схема источника питания с максимальной
вторичной мощностью 600 Вт фирмы представлена на рис. 1.6.
Большинство современных ИП ПК собраны по типовой схеме.
К схемотехнике БП мы еще вернемся в главе 3, где будем рассмат-
ривать варианты защиты ИП.
Все элементы на принципиальной схеме расположены на одной
односторонней печатной плате. Здесь не показаны разъемы под-
ключения сетевого питания и выключатель, который находится на
системном модуле ПК. Элементная база рассчитана на нагрузочные
параметры, приведенные выше. Увеличение потребляемой от источ-
ника питания мощности сверх этих норм приведет к защитному от-
ключению преобразователя.
30
БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
Рис. 1.6. Электрическая схема ИПдля ПК
Для защитного отключения схемы первичного преобразования
входного напряжения при неисправностях во входной цепи перед
КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА ПИТАНИЯ ПК 31_
помехоподавляющим фильтром установлен плавкий предохрани-
тель; ток его срабатывания составляет 5 А при уровне питающего
напряжения 250 В.
Предельные параметры предохранителя выбраны с учетом техно-
логического запаса. Необходимость выбора предохранителя с таким
запасом обусловлена использованием емкостного фильтра, установ-
ленного после диодного выпрямителя. В соответствии с законом
коммутации напряжение на конденсаторе не может изменяться
мгновенно (скачком), то есть в начальный момент подключения
преобразователя к питающей сети конденсаторы фильтра С5 и С6
представляют собой коротко замкнутые элементы (для переменного
рода тока).
В этот момент через цепь входного фильтра происходит скачок то-
ка, который снижается по мере зарядки этих конденсаторов. В про-
цессе нормальной работы преобразователя общий ток потребления,
протекающий через предохранитель, определяется величиной под-
ключенной нагрузки и КПД источника.
Типономинал предохранителя выбирается с учетом максимально-.
го первоначального броска тока. В качестве ограничителя пускового
тока и для обеспечения плавной зарядки емкостей преобразователя
используется терморезистор NTCR1.
Терморезистор имеет отрицательный коэффициент сопротивле-
ния (обозначен на схеме -t), и при нагревании его сопротивление
уменьшается. В исходном (холодном) состоянии терморезистор
имеет сопротивление, равное нескольким омам, поэтому в началь-
ный (пусковой) момент он выполняет функции ограничителя тока.
В процессе работы схемы преобразователя происходит постепен-
ный разогрев терморезистора, при этом его сопротивление снижа-
ется до нескольких десятых долей ома. В рабочем режиме он не
оказывает заметного влияния не только на работу схемы, но и на
энергетические показатели источника питания.
Далее по схеме между предохранителем и диодным выпрямите-
лем включен индуктивно-емкостный сетевой фильтр, выполненный
на элементах С1, Т1, С2, Т5, СЗ и С4.
Фильтр осуществляет функции помехоподавления как для внеш-
них помех, проникающих из питающей сети на вход источника, так
и для внутренних, возникающих при работе ВЧ-преобразователя.
В фильтре использованы индуктивные элементы, изготовленные
с применением высокочастотных ферритовых сердечников - дрос-
селей Т1 и Т5.
32 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
Поскольку в современных аппаратных средствах вычислительной
техники применяются импульсные устройства (цифровые логиче-
ские элементы электронных схем, ИИП), основной спектр помех
смещен в область частот с нижней границей 20-30 кГц. Помехи,
проникающие в сеть от вычислительных средств, являются комби-
нацией частотных составляющих, появляющихся в результате им-
пульсных помех преобразователя напряжения и информационных
составляющих обрабатываемых данных.
Для подавления несимметричных помех используется звено
П-типа, состоящее из нескольких элементов: конденсатора С1, дрос-
селя Т1 и конденсатора С2.
Второе звено фильтра, выполненное на следующих элементах:
конденсаторе С2, дросселе Т5 с двумя обмотками, включенными
навстречу друг другу (отмечено на схеме точками), конденсаторах
С4 и СЗ, - предназначено для фильтрации симметричных помех.
Элементы фильтра выбраны таким образом, что затухание помех
по мере увеличения частоты их спектральных составляющих отно-
сительно частоты среза фильтра непрерывно возрастает.
Внимание, важно!
Энергия, накопленная в индуктивно-емкостных элементах входного
фильтра, позволяет компенсировать кратковременные сбои питаю-
щего. Точка соединения конденсаторов С4 и СЗ выведена на корпус
и подключается к защитному заземлению. Подобная конструкция по-
мехоподавляющего фильтра предполагает обязательное заземление
корпуса прибора. Если этого не сделать, то на корпусе будет присут-
ствовать потенциал, равный половине питающего напряжения.
В данной схеме ИП не применяется автоматическое опознавание
номинала напряжения первичной питающей сети. Значение входно-
го напряжения выбирает пользователь и устанавливает его комму-
тацией переключателя S1, который изображен на принципиальной
схеме над сетевым диодным выпрямителем на элементах D11-D14.
При напряжении первичной сети, равном 220 В, средний контакт
переключателя остается свободным и никуда не подключается. Если
работа источника питания должна производиться с питанием от на-
пряжения 115 В, то средний контакт переключателя при коммута-
ции соединяется с точкой соединения конденсаторов С5 и Сб.
Рассмотрим, как коммутация контактов переключателя воздей-
ствует на схему.
КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА ПИТАНИЯ ПК
33
В положении переключателя, соответствующем входному пере-
менному напряжению 220 В, в работе находятся все диоды двухпо-
лупериодного выпрямителя D11-D14. Действующее значение вы-
прямленного напряжения, измеренного на положительной обкладке
конденсатора С5 относительно отрицательной обкладки С6, состав-
ляет 220 В х 1,41 - 310 В.
Именно на напряжения, близкие к данной величине, рассчитаны
все рабочие режимы усилителя мощности, вторичные цепи и пара-
метры стабилизации ШИМ-формирователя. Если сохранять схему
выпрямителя без изменения, то при переходе на питание от пони-
женного напряжения (115 В) действующее значение напряжения
должно снизиться до уровня 115 Вх 1,41 в 162 В. Для того чтобы
значение выпрямленного напряжения не изменилось, переключате-
лем подключают один из фазных проводов первичной сети к точке
соединения конденсаторов С5 и Сб. В этом случае схема подключе-
ния питающего напряжения выглядит так, как показано на рис. 1.7а.
Переключатель S1 на этом рисунке показан в замкнутом положении.
'115В.
325В
325В
о~
Рис. 1.7. Схема подключения питающего напряжения
Согласно схеме, приведенной на рисунке, в активной выпрями-
тельной схеме реально работают только диоды D12 и D14. Диоды же
D11 и D13 не влияют на состояние схемы, так как они оказываются
шунтированными замкнутым переключателем S1.
34 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
Такой вид выпрямителя известен как схема с удвоением входно-
го напряжения. Выходное выпрямленное напряжение будет иметь
значение 325 В.
Условия работы основных каскадов по напряжению первичного
питания сохранены и выполняются. Общая мощность потребления
переменного тока источником питания от сети при изменении на-
пряжения сохраняет свое значение. Но при питании от напряжения
115 В ток потребления возрастает примерно в 2 раза (по сравнению
с аналогичными условиями работы при питании источника от на-
пряжения 220 В).
К установке переключателя селектора входного напряжения сле-
дует относиться осторожно. Если селектор напряжения будет уста-
новлен в положение 115 В и в таком состоянии источник питания
будет подключен к питающей сети на 220 В, то сработает схема
удвоения напряжения. Напряжение на положительной обкладке
конденсатора С5 будет стремиться к значению 220 Bxl,41x2:ss
= 620 В.
Уровни рабочих напряжений большинства элементов не рассчи-
таны на такой режим электропитания. Поэтому произойдет пробой
силовых транзисторов усилителя мощности, диодов выпрямитель-
ного моста, сгорит предохранитель и могут выйти из строя конден-
саторы сетевого фильтра С5 и С6, предельное напряжение которых
обычно не превышает более 200 В; предохранитель не сможет за-
щитить активные элементы схемы до их пробоя.
Менее критичным является включение источника питания в сеть
Ii5 В с переключателем, установленным в положение 220 В. В этом
случае значение входного напряжения будет ниже минимального
значения, определенного в основных технических характеристиках
в 180 В.
Условия работы схемы не будут выполнены, и преобразователь
не запустится.
Плавкий предохранитель F1 перегорает, когда через пробитые
транзисторы начинает протекать значительно увеличенный ток.
Сгоревший предохранитель не позволит развиваться процессу по-
вреждения источника питания. '
Контроль уровня входного напряжения выполняется с помощью
2 варисторов Z1 и Z2 (на некоторых схемах и платах обозначены как
ZU), установленных во входной цепи источника питания.
КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА ПИТАНИЯ ПК 35
Внимание, важно!
Варисторы - нелинейные элементы, сопротивление которых зависит
от приложенного к ним напряжения. Если напряжение на варисторе
не превышает определенного значения, то его сопротивление оста-
ется высоким и практически не изменяется. В случае повышения
напряжения его сопротивление резко снижается. Эта способность
варисторов используется и для создания узла защиты от повышения
входного питающего напряжения.
Наиболее распространенный тип варисторов, применяемых в ис-
точниках питания, - 07D241.
Первый варистор Z1 постоянно подключен параллельно входным
клеммам источника питания. Он рассчитан на срабатывание при на-
пряжении, превышающем значение 260 В, когда его сопротивление
снижается настолько, что увеличенный ток выжигает предохрани-
тель F1.
Варистор Z2 установлен между средней точкой конденсаторов С5
и С6 сетевого фильтра и корпусом источника питания. Этот элемент
выполняет защитные функции при попадании потенциала на корпус
прибора.
Напряжение на Z2 в нормальных рабочих условиях не превышает
170 В, или, если быть точным, 155 В при первичном питании от
220 В и 162 В при питании от 115 В. Попадание фазного напряже-
ния на корпус вызовет увеличение напряжения на Z2, его сопро-
тивление уменьшится, и предохранитель F1 сгорит.
7.4.2. Принцип работы источника питания
Общий принцип функционирования источника питания заключа-
ется в следующем. После подачи на вход источника переменного
напряжения питания, выпрямления его диодным мостом на диодах
D11-D14 и фильтрации на сглаживающем фильтре, образованном
дросселем Т и конденсаторами С5, С6, постоянное напряжение
с номинальным значением 310 В поступает на каскад усилителя
мощности, основными активными элементами которого являются
транзисторы Q9, Q10, и на каскад однотактного высокочастотного
преобразователя; последний выполнен на транзисторе Q3.
Если выпрямленное питающее напряжение превышает 180 В'х
х 1,41 = 254 В (уровень нижней границы питающего напряжения),
происходит самовозбуждение преобразователя на Q3.
36 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
В состав каскада этого автогенератора входит трансформатор Т6,
к вторичной обмотке которого подключены выпрямители на дио-
дах D8 и D9, с выхода которых снимается напряжение для пита-
ния ШИМ-формирователя и стабилизатора канала питания схемы
компьютера в дежурном режиме (+5 VSB).
Один вывод вторичной обмотки трансформатора Т6 подсоединен
к общему проводу вторичного питания. Выпрямители ШИМ-канала
и стабилизатора напряжения питания в дежурном режиме подклю-
чены к двум включенным последовательно полуобмоткам трансфор-
матора Т6. Выпрямитель ШИМ-формирователя образован диодом
D9. Фильтрация напряжения с выхода выпрямителя осуществля-
ется конденсатором С24. Выпрямитель и фильтр канала дежурно-
го режима (+5 VSB) образованы диодом D8 и конденсатором С14
соответственно. При поступлении питания ШИМ-преобразователь
запускается и начинает формировать импульсные сигналы для воз-
буждения усилителя мощности.
Усилитель мощности выполнен на транзисторах Q9 и Q10 по
полумостовой схеме. Для нормальной работы усилителя мощности
необходимо, чтобы транзисторы открывались по очереди и в разные
промежутки времени. Включение транзисторов в полумостовой схе-
ме требует, чтобы была исключена возможность их одновременного
открывания и протекания сквозного тока, так как это выведет их
из строя.
Обеспечение корректной работы транзисторов силового каскада
выполняется логикой формирования управляющих последователь-
ностей ШИМ-регулятора.
Со вторичных обмоток трансформатора ТЗ импульсные напряже-
ния поступают во вторичные цепи, где происходят их выпрямление
и фильтрация. Полученные напряжения затем стабилизируются и
используются для питания. К каналам вторичных напряжений под-
ключены датчики, выполняющие функции измерительных цепей по
выявлению короткого замыкания в нагрузке, неконтролируемого
повышения напряжений по каналам и контролю текущего уровня
основных вторичных напряжений. Сигналы этих датчиков воздей-
ствуют на ШИМ-преобразователь, определяя род его работы в каж-
дый момент времени.
Устройство всех основных узлов импульсного источника: ав-
тогенераторный вспомогательный источник на транзисторе Q3,
ШИМ-регулятор и относящиеся к нему цепи, усилитель мощно-
сти, каналы вторичных напряжений, цепи защиты источника пи-
КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА ПИТАНИЯ ПК
37
тания. Набор этих узлов является типовым для блоков питания
АТХ-формфактора. Их построение у разных фирм-производителей
может отличаться в деталях, но основные принципы остаются неиз-
менными. Ниже приводится информация, которая может служить
практической базой для изучения и работы с аналогичными ИИП.
Большой плюс компьютерного БП (БП ПК) в том, что он ста-
бильно работает при изменении сетевого напряжения в широких
пределах. От БП ПК мощностью 400 Вт реально получить полезный
ток нагрузки 15-17 А, а в импульсном (кратковременном режиме
повышенной нагрузки) - до 22 А. У компьютерных БП 550 Вт по-
лезный ток в нагрузке пропорционально возрастает.
Компьютерные БП типового ряда АТХ (см. рис. 1.8), предназна-
ченные для использования в ПК на базе процессоров Pentium IV,
выполнены на микросхемах 2003, AT2005Z, SG6105, КА3511, LPG-
899, DR-B2002, IW1688; содержат меньшее количество дискретных
элементов на плате, имеют меньшую стоимость, чем построенные на
основе популярного ШИМ - микросхемы TL494.
Рис. 1.8. Внешний вид БП ПК типового ряда АТХ12
38 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
1.5. Мощный БП для домашней
лаборатории из компьютерного
GoldenPower моделей LC-B250ATX,
LC-B350ATX, а также InWin IP-P300AQ2,
IP-P350AQ2, IP-P400AQ2, IP-P350GJ20
и аналогичных на микросхеме типа 2003
Отличительная особенность таких БП - 24-контактный разъем и
4 дополнительных контакта в виде отдельного штекера. Можно
ожидать, что в перспективе «бюджетные» компьютерные БП будут
выполняться на основе этих или подобных микросхем других фирм-
производителей. Однако сложность в том, что логотипа фирмы-про-
изводителя на корпусе микросхемы 2003 нет, поиск информации о
ней затруднен. Тем важнее передать наработанный опыт переделки
и ремонта таких БП всем заинтересованцым читателям.
БП ПК можно применять не только по прямому назначению, но
и в виде источников питания для широкого спектра электронных
конструкций для дома, требующих для своей работы постоянного
напряжения 5 и 12 В. Путем незначительной переделки, описанной
ниже, сделать это совсем не трудно. А приобрести БП ПК можно
отдельно как в магазине, так и бывший в употреблении - на любом
радиорынке (если не хватает собственных «закромов») - за симво-
лическую цену. Этим БП ПК выгодно отличаются в перспективе
применения в домашней лаборатории радиомастера от всех других
промышленных вариантов.
В блоке питания компьютера GoldenPower JNC моделей LC-
В250АТХ и LC-B350ATX, а также In Win IP-P300AQ2, IP-P350AQ2,
IP-P400AQ2, IP-P350GJ20 установлена микросхема 2003 IFF LFS
0237Е, в иных встречаются BAZ7822041H, 2003 BAY05370332H,
DR-B2002, SG6105. Все эти микросхемы конструктивно отличают-
ся друг от друга назначением выводов и «начинкой», но принцип
работы у них аналогичный - микросхема 2003 IFF LFS 0237E (да-
лее - 2003) - ШИМ (широтно-импульсный модулятор сигналов)
в корпусе DIP-16.
До недавнего времени большинство компьютерных БП производ-
ства китайских фирм выполнялись на основе микросхемы ШИМ-
контроллера TL494 фирмы TEXAS INSTRUMENTS (http://www.
МОЩНЫЙ БП ДЛЯ ДОМАШНЕЙ ЛАБОРАТОРИИ
39
ti.com) или ее аналогов других фирм-производителей, таких как:
MOTOROLA, TEXAS INSTRUMENTS TL494, FAIRCHILD A494,
SAMSUNG KA7500, FUJITSU MB3759, GL49, MB3759, NE5561,
SG3524S, UPC49, GL494, GM494, IR9494, TSM108, XR494, ECG172,
MB375, IR3M02, MB3759, UA494DC, UA494PC, UC494, UC494CN,
UPC494C, TL494CDR2, TL494CDR, ULN8194R, IR3M0, IR949,
M5T494, mA494PC, MB3759, UC494CN, UPC494C, XR-494CP,
ECG1729, MB3759, ULN8194A, UPC494C, MB375, ULQ8194R,
IR3M02, TA76494P, ULQ8194A, UA494DM, MB37. Эти же микро-
схемы имеют отечественный аналог КР1114ЕУ4 и КР1114ЕУЗ (цо-
колевка выводов в отечественном исполнении различная).
1.5.1. Методика простого тестирования АТХ
блоков питания на микросхеме 2003
Если блок питания не запускается, то нужно в первую очередь снять
крышку корпуса (вид на рис. 1.9) и проверить оксидные конденса-
торы и другие элементы на печатной плате внешним осмотром.
Рис. 1.9. Вид на БП ПК LC-B250ATX со снятой крышкой корпуса
40
БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
Рис. 1.10. Выявленные
внешним осмотром
неисправные оксидные
Оксидные (электролитические) кон-
денсаторы явно подлежат замене, если их
корпуса вздуты (как показано на рис. 1.10)
и если они имеют сопротивление менее
100 кОм - определяется «прозвонкой» ом-
метром, к примеру М830 в соответствую-
щем режиме измерений.
Вторым этапом проверяем диодные
сборки.
1.5.2. Как быстро
восстановить «убитый» БПР
на микросхеме 2003
Одна из часто встречающихся неисправно- конденсаторы по питанию
стей БП на основе микросхемы 2003 - от-
сутствие стабильного запуска. Запуск производится кнопкой Power
на передней панели системного блока, при этом контакты кнопки
замыкаются и вывод 9 микросхемы U2 (2003 и аналогичной) соеди-
няется с «корпусом» (общим проводом). В «косе» это, как правило,
зеленый и черный провода. Самое простое восстановление сводится
к отсоединению от печатной платы вывода 9 микросхемы U2. Теперь
БП ПК включается стабильно путем нажатия на «черную» клавишу
на задней панели системного блока. Этот метод хорош тем, что по-
зволяет и далее без ремонта (который не всегда выгоден) использо-
вать ^мopaльнo устаревший компьютерный БП, или тогда, когда БП
используется не по назначению, к примеру для питания электрон-
ных конструкций в домашней радиолюбительской лаборатории.
1.5.3. Особенности задержки Power Good
Если перед включением питания удерживать нажатой кнопку Re-
set и отпускать через несколько секунд, имитируется увеличение
задержки сигнала Power Good. Так можно проверить причины не-
исправности потери данных в CMOS (не всегда «виновата» бата-
рейка). Если данные (к примеру, время) периодически теряются,
проверьте задержку при отключении. Для этого Reset нажимают
перед отключением питания и удерживают еще несколько секунд,
имитируя ускорение снятия сигнала Power Good. Если при таком
выключении данные сохраняются, дело в большой задержке при вы-
ключении.
МОЩНЫЙ БП ДЛЯ ДОМАШНЕЙ ЛАБОРАТОРИИ 41
1.5 А. Увеличение мощности LC-B350ATX
Изменения в плате БП ПК
На печатной плате (рис. 1.9) установлены два высоковольтных
оксидных (электролитических) конденсатора емкостью 220 мкФ на
рабочее напряжение 200 В. Для улучшения фильтрации, ослабления
импульсных помехи в итоге для обеспечения устойчивости компью-
терного БП к максимальным нагрузкам эти конденсаторы заменяют
на аналоги большей емкости, к примеру 680 мкФ на рабочее на-
пряжение 350 В.
Замена оксидных конденсаторов
и установка вентилятора
Пробой, потеря емкости или обрыв оксидного конденсатора
в схеме БП ПК уменьшают или сводят на нет фильтрацию питаю-
щего напряжения. Напряжение на обкладках оксидного конден-
сатора в устройствах БП ПК порядка 200 В, емкость в диапазоне
200-400 мкФ. Китайский производитель (VITQ, Feron и др.) уста-
навливает, как правило, самые дешевые пленочные конденсаторы,
не сильно заботясь ни о температурном режиме, ни о надежности
устройства. Оксидный конденсатор в данном случае применяется
в устройстве БП в качестве высоковольтного фильтра питания, по-
этому должен быть высокотемпературны^ (105 °С).
Несмотря на рабочее напряжение, указанное на таком конденса-
торе, - 250-400 В (с запасом, как и положено), он все равно «сда-
ет»...
Высоковольтные конденсаторы фирм КХ, CapXon, HCY CD11GH
и ASH-ELB043 - это высоковольтный оксидный конденсатор, спе-
циально разработанный для применения в электронных устройствах
питания. Если даже нет неисправных, проверенных внешним осмот-
ром, следующим шагом все равно выпаиваем оксидные конденса-
торы на шине +12 В, вместо них устанавливаем аналоги большей
емкости: 4700 мкФ на рабочее напряжение 25 В. Участок печатной
платы БП ПК с оксидными конденсаторами по питанию, подлежа-
щими замене, представлен на рис. 1.11.
Вентилятор аккуратно снимаем и устанавливаем наоборот - так,
чтобы он дул вовнутрь, а не наружу; это нововведение улучшает
охлаждение радиоэлементов и в итоге повышает надежность устрой-
ства при длительной эксплуатации. Капля машинного (бытового)
масла, аккуратно зароненная во вращающиеся детали вентилятору
42
БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
Рис. 1.11. Участок печатной платы БП ПК
с оксидными конденсаторами по питанию
(между крыльчаткой и осью электродвигателя), не помешает; по мое-
му опыту, значительно уменьшился, шум от вращения.
Замена диодных сборок на более мощные
На печатной плате БП ПК диодные сборки установлены на радиа-
торах, их вид и участок платы представлены на рис. 1.12.
Рис. 1.12. Вид печатной платы с установленными диодными сборками,
подлежащими замене
МОЩНЫЙ БП ДЛЯ ДОМАШНЕЙ ЛАБОРАТОРИИ
43
В центре установлена сборка UF1002r (по питанию 12 В),
справа - рядом, на этом радиаторе, установлена диодная сборка
D92-02, обеспечивающая питание -5 В; если это напряжение в до-
машней лаборатории не нужно, данную сборку типа можно безвоз-
вратно выпаять. D92-02 рассчитана на ток до 20 А и напряжение
200 В (в импульсном кратковременном режиме в разы больший),
поэтому она вполне подходит для установки вместо UF1002 (ток
до 10 А).
На рис. 1.13 представлен внешний вид диодных сборок UF1002F
(корпус ТО-220) и более мощной D92-02 в корпусе ТО-247.
Рис. 1.13. Вид диодных сборок UF1002r(слева)
и более мощной 092-02 (справа)
Диодную сборку фирмы FUJI D92-02 можно заменить на
S16C40C, S15D40C, S30D40C, 40CPQ060, 30CPQ045 30CTQ060,
PSR16C40CT, S20C40C, SBL2040CT, SAC/D95-04 (напряжение
до 400 В) 20FL2CZ51A (300 В), 2SC2625, SB3040PT (ток 30 А),
S30D40C (40 В); все они в данном случае для замены подходят.
У диодов с барьером Шоттки меньше падение напряжения и, соот-
ветственно, нагрев.
Особенность замены - в том, что «штатная» диодная сборка по
выходу (шина 12 В) UF1002F имеет полностью пластмассовый кор-
пус из композита, поэтому крепится к общему радиатору (прово-
дящей ток платине) с помощью термопасты, но без ограничений.
А диодная сборка FUJI D92-02 (и аналогичные) имеет металличе-
44 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
скую пластину в корпусе, что предполагает особую осторожность
при ее установке на радиатор - через обязательную изолирующую
прокладку и диэлектрическую шайбу под винт.
Причина выхода из строя диодных сборок UF1002r - в выбросах
напряжения на диодах с амплитудой, увеличивающейся при работе
БП под нагрузкой. При малейшем превышении допустимого обрат-
ного напряжения диоды Шоттки получают необратимый пробой,
поэтому рекомендуемая замена на более мощные диодные сборки в
случае перспективного использования БП ПК с мощной нагрузкой
оправдана.
Вывод питания
Выводим две клеммы из БП для подключения внешней нагрузки.
Я сделал это с помощью двух (одинаковой длины) отрезков (ненуж-
ного) провода сетевого питания компьютерного БП и подключил
к клеммнику все три предварительно пропаянные жилы в каждом
проводнике (см. рис. 1.14).
Рис. 1.14. Подключение внешней клеммы к компьютерному БП
для мощной нагрузки
Для уменьшения потери мощности в проводниках, идущих от
БП к нагрузке, подойдет и другой электрический кабель с медной
(меньше потери) витой жилой (многожильный), к примеру ПВСН
2x2,5, где 2,5 - сечение одного проводника.
Также можно не выводить провода на клеммник, а выход 12 В
подключить в корпусе БП ПК к неиспользуемому разъему сетевого
кабеля монитора ПК.
Описание и принцип работы
Н&пряжение питания Vcc (вывод 1) на микросхему U2 поступает
от источника дежурного напряжения +5V_SB. На отрицательный
МОЩНЫЙ БП ДЛЯ ДОМАШНЕЙ ЛАБОРАТОРИИ
45
вход усилителя ошибки IN микросхемы (вывод 4) поступает сумма
выходных напряжений ИП +3,3 В, +5 В и +12 В, сумматор вы-
полнен соответственно на резисторах R57, R60, R62. Управляемый
стабилитрон микросхемы U2 используется в схеме оптронной об-
ратной связи в источнике дежурного напряжения +5VJSB, второй
стабилитрон используется в схеме стабилизации выходного напря-
жения +3.3V.
Назначение выводов микросхемы 2003 представлено в табл. 1.3.
Таблица 1.3. Назначение выводов микросхемы 2003
Обозначение
вывода
PSon
V33
V5
V12
ОР1/ОР2
PG
Vrefl
Fbl
GND
COMP
IN
SS
Ri
Vcc
PR
Номер
вывода 2003
2
3
4
6
8/7
9
11
10
12
13
14
15
16
1
5
Выполняемая функция
Вход сигнала PS_ON, управляющего работой БП:
PSon=0, БП включен, присутствуют все выходные
напряжения; PSon^l, БП выключен, присутствует
только дежурное напряжение +5V_SB
Вход напряжения +3.3 В
Вход напряжения +5 В
Вход напряжения +12 В
Выходы управления двухтактным полумостовым пре-
образователем БП
Тестирование. Выход с открытым коллектором сигна-
ла PG (Power Good): PG-O, одно или несколько вы-
ходных напряжений не соответствуют норме; PG-1,
выходные напряжения БП находятся в заданных
пределах
Управляющий электрод управляемого стабилитрона
Катод управляемого стабилитрона
Общий провод
Выход усилителя ошибки и отрицательный вход ком-
паратора ШИМ
Отрицательный вход усилителя ошибки
Положительный вход усилителя ошибки, подключен
к внутреннему источнику Uref~2,5 В. Вывод исполь-
зуется для организации «мягкого старта» преобра-
зователя
Вход для подключения внешнего резистора 75 кОм
Напряжение питания, подключается к дежурному
источнику +5V_SB
Вход для организации защиты БП
Схема управления выходным полумостовым преобразователем
БП выполнена по двухтактной схеме на транзисторах Ql, Q2 (обо-
46 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
значение на печатной плате) типа Е13009 и трансформаторе ТЗ ти-
па EL33-ASH (см. рис. 2), по стандартной схеме, применяемой в
компьютерных БП. Взаимозаменяемые транзисторы - MJE13005,
MJE13007, MJE13009 (фирмы Motorola) - выпускают многие зару-
бежные фирмы-производители, поэтому вместо аббревиатуры MJE
могут присутствовать в маркировке транзистора символы ST, РНЕ,
KSE, НА, MJF и др.
Для питания схемы используется отдельная обмотка трансформа-
тора дежурного режима Т2 типа EE-19N. Чем большую мощность
имеет трансформатор ТЗ (чем толще провод использован в обмот-
ках), тем больше выходной ток всего БП ПК. В различных печат-
ных платах, которые мне приходилось ремонтировать, «раскачиваю-
щие» транзисторы имели наименование 2SC945 и Н945Р, 2SC3447,
2SC3451, 2SC3457, 2SC3460(61), 2SC3866, 2SC4706, 2SC4744,
BUT11A, BUT12A, BUT18A, BUV46, MJE13005, а обозначение на
плате Q5 и Q6; при этом на плате всего 3 (!) транзистора. Так же как
и сама (единственная) микросхема 2003 IFF LFS 0237E обозначена
U2, при этом на плате нет ни одного обозначения U1 или U3. Од-
нако оставим эту странность в обозначении элементов на печатных
платах «на совести китайского производителя». Сами обозначения
не принципиальны. Главное отличие рассматриваемых блоков пита-
ния типа LC-B250ATX - наличие на плате одной микросхемы типа
2003 IFF LFS 0237E и внешний вид платы.
В микросхеме применен управляемый стабилитрон (выводы 10,
11), аналогичный TL431; он используется для стабилизации цепи
питания 3,3 В. Причем по практике моего ремонта БП ПК рассмат-
риваемых моделей именно это - самое слабое место в компьютерном
БП. Прежде чем менять микросхему 2003, рекомендую сначала про-
верить эту цепь.
1.5.5. Особенность БП на микросхеме 2003
и приоритет защиты
Сигнал, уровень которого пропорционален мощности нагрузки пре-
образователя, снимается со средней точки первичной обмотки раз-
делительного трансформатора ТЗ, далее через диод D11 и резистор
R35 поступает на корректирующую цепочку R42R43R65C33, после
которой подается на вывод PR микросхемы. Поэтому в данной схе-
ме устанавливать приоритет защиты по какому-либо одному на-
пряжению затруднительно; пришлось бы сильно изменить схему,
МОЩНЫЙ БП ДЛЯ ДОМАШНЕЙ ЛАБОРАТОРИИ 47
что нерентабельно по затратам времени. В других схемах компью-
терных БП, к примеру в LPK-2-4 (300 Вт), напряжение с катода
сдвоенного диода Шоттки типа S30D40C - выпрямителя выход-
ного напряжения +5 В - поступает на вход UVac микросхемы U2
и используется для контроля входного питающим переменным на-
пряжением БП.
Как повысить (изменить) выходное напряжение
Регулируемое выходное напряжение бывает полезно для домаш-
ней лаборатории. К примеру, для питания от компьютерного БП
электронных устройств для легкового автомобиля, где напряжение
в бортовой сети (при работающем двигателе) 12,5-14 В. Чем больше
уровень напряжения, тем больше полезная мощность электронно-
го устройства. Особенно это важно для радиостанций. Для приме-
ра рассмотрим адаптацию популярной радиостанции (трансивера)
к нашему БП LC-B250ATX - повышение напряжения по шине 12 В
до 13,5-13,8 В.
Припаиваем подстроечный резистор, к примеру СП5-28В (жела-
тельно с индексом «В» в обозначении - признак линейности харак-
теристики) сопротивлением 18-22 кОм, между выводом 6 микро-
схемы U2 и шиной +12 В.
На выход +12 В устанавливаем автомобильную лампочку 5-12 Вт
в качестве эквивалента нагрузки (можно подключить и постоянный
резистор 5-10 Ом с мощностью рассеяния от 5 Вт и выше).
После рассмотренной незначительной доработки БП ПК венти-
лятор можно не подключать и саму плату в корпус не вставлять.
Включаем БП, к шине +12 В подключаем вольтметр и контролируем
напряжение. Вращением движка переменного резистора устанавли-
ваем выходное напряжение 13,8 В.
Выключаем питайие и замеряем омметром получившееся сопро-
тивление подстроечного резистора. Теперь между шиной +12 В и
выводом 6 микросхемы U2 припаиваем постоянный резистор со-
ответствующего сопротивления. Таким же образом можно скоррек-
тировать напряжение по выходу +5 В; ограничительный резистор
подключают к выводу 4 микросхемы 2003 IFF LFS 0237E.
Проверка срабатывания защиты
Закоротите тонким проводом, к примеру, МГТФ-0,8 шину +12 В
на корпус (общий провод), напряжение должно пропасть. Чтобы оно
восстановилось, выключите БП на пару минут, для, разряда высоко-
вольтных конденсаторов в БП снимите шунт (перемычку), удалите
48 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
эквивалент нагрузки и включите БП снова; он заработает в штатном
режиме.
Переделанные таким образом компьютерные БП работают годами
в режиме 24 часа с полной нагрузкой.
1.6. Неисправности современных БП
1. Блок не запускается, транзисторы целые. Все микросхемы рабо-
тают нормально.
Причина - обрыв резистора сопротивлением 100 кОм в цепи ба-
зы одного из транзисторов.
2. Блок не запускается после замены транзисторов (высоковольт-
ных) аналогичными.
Причина - уменьшить сопротивления в цепи базы от 100 кОм
до 75 кОм.
3. БП на контроллере UC3842 не запускается. Все сигналы и на-
пряжения есть. Генерация на задающем генераторе присутствует,
обратные связи по току и напряжению заблокированы, на выво-
де питания нормальные скачки напряжения в диапазоне 9-17 В,
которые в данном частном случае надо признать нормальными и
ожидаемыми. Нет только импульсов на выходе. Замена микро-
схемы ничего не дала. Все резисторы в норме. При сравнении
сигналов с сигналами рабочей схемы обнаружил, что амплиту-
да пилообразной формы на выводе задающего генератора неис-
правного БП на 0,2 В ниже. Неисправным оказался конденсатор
2700 пФ в задающей RC цепи, который изначально тестером
определялся как исправный.
4. Не запускается АТХ блок питания компьютера. При нажатии на
кнопку Power слышен кратковременный свист. На выходе 5 В
напряжение поднимается примерно до 0,4 В, и БП отключает-
ся. На контакте Stand By напряжение около 5 В. Неисправным
оказался выпрямитель на выходе 12 В FEP16CT (пробой). Как
вариант его заменяют диодами КД213А или аналогичными.
JNC 400W
Примерно после 2 лет работы высыхает конденсатор 22x50, стоя-
щий возле радиатора силовых транзисторов и дежурного режима.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ РАБОТЫ СИСТЕМНОГО БЛОКА ПК 49
Причиной является сильное нагревание указанного радиатора в де-
журном режиме. Вследствие высыхания может взорваться конден-
сатор 47x25, стоящий возле 5 В стабилизатора, сгореть резисторы
в обвязке TL494, то есть БП «идет вразнос».
После чего достаточно часто «умирают» материнская плата, вин-
честер, видеокарта.
Как вариант лечения можно включать вентилятор БП и в дежур-
ном режиме, например подключив через диод +5 В дежурного ре-
жима на питание вентилятора.
SUNTEK PW-400ATXE
Постоянно включен и не отключается (PS-ON имеет низкий
уровень). Причина дефекта - неисправный керамический конден-
сатор С29 (0,01 мкФ, желтый, стоит около IC7), при замене можно
использовать любой керамический конденсатор (с емкостью 0,01-
0,068 мкФ).
1.7. Восстановление нормальной работы
си<^
7.7.1. Неисправность
Внезапно ПК перестает реагировать на нажатие клавиш клавиатуры
и перемещение мыши. При этом экран монитора «показывает», ра-
бота модема и общение с Интернетом не останавливаются, приводы
DVD и CD открывают/закрывают свою «пасть».
Курсор перестает мигать и стоит на месте. При принудительной
перезагрузке кнопкой на пацели системного блока Reset после
обычной проверки - сканирования секторов HDD и работоспо-
собности ОЗУ и однократного пика (ПК исправен) - происходит
нормальная установки операционной системы Windows, Создается
впечатление нормальной работы, но через 5-6 минут (независимо
от воздействия на клавиатуру или мышь) состояние «зависания»
повторяется.
В такое же состояние ПК входит и после длительного и прину-
дительного «покоя». Неисправность теперь проявляется почти сразу
после загрузки операционной системы. Могут быть две (наиболее
часто встречающиеся) причины данной неисправности. На данном
этапе важно правильно диагностировать систему.
50 : БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
1.7.2. Диагностика
Посмотрите на «часы» в правом нижнем углу экрана. Если время на
них сбито на несколько десятков минут или часов - как правило,
это неисправность устройства СМОС.
Удостовериться в этом можно не только так, но и внимательно
взглянув на экран монитора при перезагрузке компьютера. В пер-
вые моменты тестирования системы (тест ОЗУ) внизу экрана на
3-4 строках отображаются параметры различных напряжений пи-
тания (необходимых для нормальной работы ПК). Здесь, в частно-
сти, указывается напряжение питания батареи СМОС - оно должно
иметь значения 3,3-2,75 В.
Если этот параметр ниже или данное напряжение.колеблется,
батарею следует заменить. Контролировать это (и иные параметры
напряжения и температуры процессора) рекомендуется регуляр-
но, например раз в месяц акцентировать внимание на указанные
строки при перезагрузке (и включении) ПК. Батарея типа CR2032
- является автономным элементом питания микросхемы СМОС, ко-
торая отвечает за внутреннюю организацию работы ПК (система
и настройки BIOS). Средний срок службы заведомо новой и ис-
правной батареи в системе ПК - 3 года. Если этот срок с последней
замены или покупки ПК прошел, вероятность данной неисправ-
ности высока.
1.7.3. Первый способ локализации
1. Выключите питание. Подождите 10 минут. Аккуратно вскройте
корпус системного блока ПК и пинцетом удалите плоскую бата-
рейку типа CR2032 на материнской плате. Вид открытого корпуса
с материнской платой представлен на рис. 1.15.
Замените батарейку аналогичной (стоимость 40-100 руб. в зави-
симости от фирмы-производителя).
2. Если это не помогло (или часы доказывают правильное время,
тогда батарею менять не надо), как правило, неисправность нахо-
дится в цепи питания ПК. В частности, из-за увеличения пульсаций
напряжения источника питания +5 В, +12 В (и других) CPU (про-
цессор ПК) быстро перегревается, выходит из нормального темпе-
ратурного режима (который для CPU архиважен и также отражен
на экране монитора в режиме тестирования при включении и пере-
загрузке ПК) и перестает воспринимать сигналы от шины данных.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ РАБОТЫ СИСТЕМНОГО БЛОКА ПК
51
Рис. 1.15. Фото (внешний вид)
материнской платы
в стандартном корпусе ПК
Подтверждением тому служит заниженное (колеблющееся или за-
вышенное) напряжение, указанное при диагностике ПК в режиме
самотестирования (см. выше нижние 3-4 строки в режиме теста
включения (перезагрузки)). Далее подтверждение неисправности
определяют визуально. Как правило, на материнской плате оксид-
ные конденсаторы по питанию выходят из строя (теряют емкость),
и это заметно «невооруженным глазом».
7.7.4. Второй способ локализации
неисправности
Выключите питание. Подождите 10 минут. Аккуратно вскройте кор-
пус системного блока и обратите внимание на линейку оксидных
конденсаторов (внешний вид - бочонки диаметром 7-10 мм, высо-
той от платы 10-30 мм). На рис. 1.16 представлено фото (внешний
вид) материнской платы с участком, откуда выпаяны оксидные кон-
денсаторы, фильтрующие питание (справа пустые места).
52
БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
Рис. 1.16. Фото (внешний вид) материнской платы с участком,
откуда выпаяны оксидные конденсаторы, фильтрующие питание
Если на этом месте (или в других местах материнской платы)
внешним осмотром выявлены вздутые «бочонки», выгоревшие кон-
денсаторы (сверху корпуса видны выделения неизвестной серо-ко-
ричневой массы) или оксидные конденсаторы с нарушением геомет-
рии корпуса - это прямо указывает на их неисправность.
Необходимо снять все крепления материнской платы к корпусу
системного блока, отсоединить все проводники и кабели, идущие
ВОССТАНОВЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ РАБОТЫ СИСТЕМНОГО БЛОКА ПК 53
к материнской плате от других устройств ПК, в том числе от ис-
точника питания, расфиксировать и вынуть все устройства, встав-
ляемые в материнскую плату с помощью разъемов (оперативную
память, видеокарту, сетевой адаптер, модем и др.). После материн-
скую плату аккуратно (стараясь не трогать руками микросхемы и
брать плату только по краям) вынимают и переносят на рабочий
стол. Здесь потребуется паяльная станция (паяльник с тонким жа-
лом, с понижающим питанием и регулировкой температуры нагрева
жала), например фирмы Pasi. К сожалению, другими средствами или
паяльником с напряжением 220 В здесь действовать нельзя, так как
материнская плата имеет сложную конфигурацию печатного монта-
жа, высокоинтегрирована микросхемами и SMD-элементами (для
поверхностного монтажа), и любой перегрев может вывести основ-
ную плату ПК из строя.
Выбрав на паяльной станции нагрев в диапазоне «220-240 °С и
дождавшись, пока миниатюрный паяльник наберет заданную тем-
пературу, неисправные (по внешнему виду) оксидные конденсаторы
выпаивают из платы (держа корпус конденсатора с другой сторо-
ны печатной платы пинцетом или миниатюрными плоскогубцами,
утконосами). Как правило, емкость этих конденсаторов составляет
1500-2200 мкФ, и они рассчитаны на максимальное напряжение
6,3 В (в цепи питания +5 В). Эти конденсаторы включены в схеме
питания ПК параллельно, что увеличивает их емкость.
Вместо них в печатную плату на штатные места впаивают анало-
гичные (или большей емкости) оксидные конденсаторы количест-
вом, равным (или большем) штатным местам.
Это могут быть оксидные конденсаторы фирм Murata, EPS, Tesla
или аналогичные. Рекомендую вместо неисправных установить ок-
сидные конденсаторы большей емкости от 4700 мкФ и более каж-
дый, рассчитанные на большее рабочее напряжение 25 В. Это уве-
личит надежность вашего ПК в дальнейшем.
На рис. 1.10 (выше) представлены вышедшие из строя оксидные
конденсаторы по питанию, выпаенные с материнской платы ПК.
Кроме емкости оксидного конденсатора и его рабочего (макси-
мального) напряжения, эти параметры указываются на корпусе
конденсатора, в данном случае и в иных случаях плотного монтажа
также важна максимальная температура нагрева. Она также указа-
на на корпусе оксидного конденсатора. Лучшим вариантом (для на-
дежности работы) при замене оксидных конденсаторов является как
можно большая рабочая температура, указанная на его корпусе. То
54 БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРОВ
есть оксидные конденсаторы в данном конкретном случае следует
использовать с рабочей температурой 105 °С, в крайнем случае 85 °С
и не ниже.
7.7.5. Экономические выкладки
После локализации неисправности приведенным методом ПК ра-
ботает исправно и без сбоев. Срок службы ПК до момента возник-
новения указанной неисправности - в данном случае 2,5 года. Эти
данные даются здесь в качестве общей информации.
Автор провел маркетинг цен на услуги по ремонту ПК в регионе
Санкт-Петербурга, Россия (с данной неисправностью), и выяснил,
что они составили бы 2800 руб. за работу плюс стоимость деталей.
Стоимость оксидных конденсаторов фирмы EPS 10 000 мкФ на ра-
бочее напряжение 16 В в том же регионе составляет 22 руб. за 1 шт.
Выводы напрашиваются сами.
7.7.6. Область применения рекомендаций
Универсально. Независимо от типа (версии) операционной системы
Windows и материнской платы ПК.
Блоки питания для компьютеров
12
2
ОСОБЕННОСТИ
СХЕМОТЕХНИКИ,
ПРОВЕРКИ
И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
НА ОСНОВЕ БП ПК
3 Эксплуатация и ремонт импульсных
источников бесперебойного питания
113
4 Электронные схемы источников питания 147
своими руками
56 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
В предыдущих разделах настоящей книги достаточно подробно рас-
смотрены основные способы подключения оборудования и методика
подачи питающих напряжений на импульсные блоки питания. Цель
дальнейших рекомендаций заключается в том, чтобы максимально
обезопасить процесс проведения измерений и диагностики. Общие
положения и рекомендации по методике работ с импульсными бес-
трансформаторными источниками питания универсальны и приме-
нимы для узлов, описанию которых посвящена вторая глава.
2.1. Организация и схемотехника
Блок-схема организации узлов ИИП с несколькими выходными на-
пряжениями представлена на рис. 2.1.
Селектор
Сходного
напряжения
(S1)
-220/115 В
Сетевой
фильтр
(С1, Т1)
Выпрямитель
(D5 - D8)
Промежуточный
импульсный
усилитель
(Q3. Q4, Т2)
Узел защита
и блокировки
(ТЗ, R13,
R14. Q1)
преобразователь
L.
Полумостооой
усилитель
мощности,
схеме
оотозопуско
<D6. D7)
Импульсний
трансформатор
Уэел
упраЬлвния
(IC1)
Блок
выпрямителей
(SBD1, SBD2,
D19 - D22)
Блок
фильтров
<L1 - U,
С2Д - СЗО)
[Вентилятор
- CFAN 1)
ФормироЬатело
сигнала
+5 Вт
+ 12 В •
-5 В
-12 В
"питание
6 норме" (Q7)
PG
Рис. 2.1. Блок-схема.организации узлов ИИП
ОРГАНИЗАЦИЯ И СХЕМОТЕХНИКА ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЕЙ ИП 57
Выпрямленное, отфильтрованное и стабилизированное напря-
жение подается в нагрузку с выхода вторичных цепей источника
питания. В импульсных источниках для ПК во вторичной цепи
формируются четыре номинала постоянных напряжений и особый
служебный сигнал «питание в норме». Оригинальное наименование
этого сигнала - POWERGOOD или сокращенно PG.
Значения вторичных напряжений и допустимые уровни их воз-
можных отклонений от номиналов приведены выше. Вторичные
каналы обладают различной токовой нагрузочной способностью.
Самая большая нагрузка падает на вторичный канал напряжения
+5 В. Максимально возможный ток по каналу зависит от общей
мощности источника питания.
2.1.1. Особенности двухполупериодных схем
выпрямителей
Силовой трансформатор Т4 источника, выполненного по принци-
пиальной схеме (см. рис. 2.2), имеет две вторичные обмотки.
Каждая полная вторичная обмотка состоит из двух полуобмоток.
Точка их соединения подключена к общему проводу вторичной цепи
питания. Одна вторичная обмотка используется для получения на-
пряжений +5 и -5 В, вторая является источником напряжения для
каналов +12 и -12 В.
Вторичные обмотки силового трансформатора Т4 нагружены на
двухполупериодные диодные выпрямители. Импульсные источни-
ки питания компьютеров всех модификаций во вторичных цепях
используют двухполупериодные выпрямительные схемы. Такое ре-
шение обеспечивает симметричное распределение нагрузки обоих
транзисторов усилителя мощности. Работа транзисторов в иден-
тичных режимах исключает развитие неконтролируемых процессов,
возникающих вследствие разбаланса нагрузки с постепенным раз-
рушением структуры сначала одного транзистора, а затем и другого.
Каждый выпрямитель выполнен по однотипной схеме на основе
пары диодов, соединенных с выводами вторичных обмоток. Диоды
выпрямительных схем с положительными выходными напряжения-
ми подключены к обмоткам своими анодами, а диоды выпрями-
тельных схем для каналов с отрицательными уровнями напряже-
ний - к выводам обмоток катодными выводами. Двухполупериод-
ные схемы выпрямления на своем выходе формируют импульсные
последовательности, в которых частота импульсов равна удвоенной
58
ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
Рис. 2.2. Принципиальная схема ИИП
ОРГАНИЗАЦИЯ И СХЕМОТЕХНИКА ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЕЙ ИП 59
частоте коммутации каждого из силовых транзисторов Q5 и Q6. Та-
кой метод построения выпрямителя облегчает задачу фильтрации
вторичных напряжений, а также способствует более равномерной
подаче энергии в цепи нагрузки. Схема фильтрации импульсного на-
пряжения каждого канала в данном варианте исполнения источника
питания содержит только пассивные индуктивные и емкостные эле-
менты. Обмотки дросселя L1 намотаны на общем магнитопроводе.
Этим обеспечивается магнитная связь электромагнитных потоков,
вызываемых токами, протекающими по каждой цепи вторичных на-
пряжений. Обмотка дросселя L1 в цепи фильтрации напряжения
+5 В является единственным индуктивным элементом в канале.
В остальных цепях вторичных каналов напряжений включено по
отдельному дополнительному дросселю.
Канал +5 В также содержит наибольшее количество оксидных
конденсаторов, установленных на выходе этой цепи. Резисторы
R39-R41, подключенные по выходам каждого вторичного канала,
обеспечивают возможность работы импульсного преобразователя
без обязательного подключения внешней нагрузки. Резисторы соз-
дают контур разряда выходных фильтрующих конденсаторов, ис-
ключая увеличение выходных напряжений до амплитудных уровней
импульсов, поступающих от выпрямительных элементов.
Максимальное рабочее напряжение конденсаторов, установлен-
ных в фильтрах вторичных каналов, hq превышает 25 В. Амплитуда
импульсов может быть выше этого предельного уровня. В отсут-
ствие резисторов может происходить заряд выходных конденсато-
ров до уровня, превышающего предельный, что в итоге приведет
(и на практике приводит!) к их повреждению, как описано в главе 1
настоящей книги.
Номиналы балансных резисторов, устанавливаемых параллельно
выходным фильтрующим конденсаторам, выбираются так, чтобы
обеспечивать нагрузочный ток по каналу на уровне 50 мА.
Далее рассмотрим реализованные на практике вторичные цепи
импульсных источников питания.
2.7.2. Варианты схемотехники
вторичных цепей ИИП
В предельных режимах эксплуатации источника питания токовая
нагрузка по каналу +5 В имеет значение в десятки ампер. На вы-
прямительных элементах в этом случае происходит выделение зна-
60 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
чительной тепловой мощности. Для повышения общего КПД ис-
точника и улучшения работы его теплового режима в импульсных
преобразователях применяются матрицы на основе диодов Шоттки.
Эти диоды обладают улучшенными импульсными рабочими харак-
теристиками, что способствует снижению временного интервала на-
хождения обоих выпрямительных диодов в проводящем состоянии
во время изменения полярности импульсного напряжения. Прямое
падение напряжения на них - не выше 0,6 В.
Параллельно каждому из диодов в сборке SBD1 подключены
демпфирующие RC цепочки, снижающие уровень паразитных ко-
лебаний, возникающих на фронтах импульсов. К выводам обмоток
W4 и W5 трансформатора подключен пропорционально интегри-
рующий фильтр на элементах R33 и С21. В схеме выпрямителей
каналов +12и-12В применяются обычные диоды с улучшенными
импульсными характеристиками. С помощью пропорционально ин-
тегрирующего фильтра R33, С21 происходит «затягивание» фронтов
импульсов и создаются более благоприятные условия для переклю-
чения диодов как в сборке SBD2, так и диодов D21 и D22. В течение
увеличенного фронта импульса происходит восстановление полного
обратного сопротивления диодов.
К выходу стабилизированного напряжения +12 В подключен
вентилятор блока питания, используемый для охлаждения металли-
ческих радиаторов, на которых установлены силовые транзисторы
Q5, Q6 и диодные сборки выпрямителей SBD1 и SBD2. На общем
радиаторе могут устанавливаться элементы с различными напряже-
ниями на корпусе. Поэтому все компоненты крепятся на радиаторах
через электроизолирующие теплопроводящие прокладки.
Для улучшения теплового контакта с радиатором дополнитель-
но применяется теплопроводящая паста, изготовленная на основе
кремнийорганических соединений.
С точки соединения катодов диодов сборки SBD2, выхода вы-
прямителя канала +12 В, снимается импульсное напряжение и через
диод D18 подается на емкостной фильтр на элементах С17, С18 и
R31. Выход этого фильтра соединяется с выводом 1С 1/12 внутрен-
него питания микросхемы ШИМ-преобразователя.
Представленное схемотехническое решение (см. рис. 2.2) реали-
зации вторичных цепей импульсных источников питания не явля-
ется единственным. Разнообразие наблюдается в выполнении схем
выпрямителей и в использовании дополнительных интегральных
стабилизаторов для поддержания постоянного уровня напряжения
ОРГАНИЗАЦИЯ И СХЕМОТЕХНИКА ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЕЙ ИП
61
в каналах с наименьшей токовой на грузкой. Дополнительные ста-
билизаторы устанавливаются в канале -5 В.
На рис. 2.3 представлен вариант принципиальной схемы вторич-
ной цепи импульсного источника питания.
■R2- ''•••.:С2-;
•■Питание1 ШИИ
+■12-В-
~Г2 В..
Рис. 2.3. Другой вариант электрической схемы вторичной цепи ИИП
Схема имеет ряд особенностей, по сравнению с рассмотренной
выше. Вторичная цепь также содержит две вторичные обмотки W1
и W2 трансформатора Т. Средняя точка каждой из них соединена
с общим проводом вторичной цепи. Обмотка W1 полностью ис-
пользуется только для формирования напряжения +5 В. Остальные
вторичные напряжения получают после выпрямления и преобразо-
вания исходного импульсного напряжения обмотки W2. Причем
фильтрация отрицательных напряжений производится общей цепью
Г-образного индуктивно-емкостного фильтра на элементах LI, L3,
С7. Для обеспечения групповой стабилизации вторичных напряже-
ний в схему фильтра введен дроссель L1, который содержит три об-
мотки, намотанные в одном направлении на общем магнитопроводе.
Две обмотки дросселя L1 включены в цепи фильтрации напряжений
+5 и +12 В, третьи - в цепь сглаживающего фильтра отрицательных
напряжений.
62 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
В канале фильтрации напряжения +5 В использованы два по-
следовательно соединенных Г-образных фильтра. Первый включает
в себя обмотку дросселя L1 и конденсатор С4, параллельно кото-
рому установлен балансный резистор R4. Второй фильтр образован
дискретным дросселем L4 и группой электролитических конденса-
торов С8, С9 и СЮ. Стабилизация напряжений вторичной цепи про-
изводится слежением за состоянием выходного уровня канала +5 В.
2.1.3. Схема выпрямителя и фильтра канала
напряжения
Вернемся к схеме, приведенной на рис. 2.2. Вентилятор подключа-
ется к выходу стабилизированного напряжения. Последовательно
с вентилятором включен токоограничивающий резистор R7. Типо-
вое значение номинала этого резистора составляет 10 Ом при мак-
симальной рассеиваемой мощности 0,5 Вт.
Наибольшее отличие от других схемотехнических решений наблю-
дается в построении каналов с отрицательными номиналами выход-
ных напряжений. Общий фильтр для двух отрицательных напряже-
ний также выполнен в виде двух ^-образных индуктивно-емкрстных
фильтров. К выходу стабилизированного напряжения -12 В через
диод D5 подключен интегральный стабилизатор на микросхеме IC1
типа 7905. Схема интегрального стабилизатора для канала -12 В од-
новременно выполняет роль балансного резистора, обеспечивающего
частичный разряд конденсатора С7. Выходное напряжение -5 В па-
раметрического стабилизатора на IC1 дополнительно сглаживается
конденсатором СИ.
В схемах, где средняя точка обмотки напряжения +12 В соеди-
нена с выходом канала +5 В (такое решение используется и в схе-
мотехнике источников для компьютеров класса XT/AT), есть не-
которые особенности.
Такой вариант включения обмотки (см. рис. 2.4) позволяет при-
менить в выпрямительной схеме канала +12 В диоды Шоттки.
В этих диодах при работе с импульсными напряжениями 50 В
происходит возрастание обратных токов, что и диктует необходи-
мость снижения импульсного напряжения на них. При включении
выпрямителя согласно схеме, приведенной на рис. 2.4, снижается
амплитуда импульсов, воздействующих на выпрямительную схему,
до уровня, при котором диоды сборки работают уже достаточно эф-
фективно.
ОРГАНИЗАЦИЯ И СХЕМОТЕХНИКА ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЕЙ ИП
63
R1 С1
•!--5 В
•И 2 В
■12 В
-5 В
Рис. 2.4. Вариант включения обмотки транформатора
Источниками вторичных импульсных напряжений являются три
обмотки Wl, W2 и W3 трансформатора Т. Обмотка W1 использу-
ется для получения только напряжения +5 В.
С обмотки W2 снимается импульсное напряжение, из которого
после фильтрации получают стабилизированное постоянное напря-
жение +12 В. Обе обмотки W1 и W2 нагружены на выпрямительные
сборки, состоящие из диодов Шоттки.
Цепи фильтрации импульсного входного напряжения во всех кана-
лах построены на основе индуктивно-емкостных Г-образных фильт-
ров. В канале напряжения +5 В единственным индуктивным элемен-
том в фильтре является одна из обмоток дросселя L1. Все остальные
каналы дополнены отдельными дросселями, включенными последо-
вательно с обмотками дросселя групповой стабилизации L1.
Выводы комбинированной обмотки W3 присоединяются к като-
дам обычных импульсных выпрямительных диодов D1-D4. Средняя
точка обмотки W3 подключена к общему проводу вторичной цепи
64 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
питания. Диоды D1 и D4 образуют двухполупериодный выпрями-
тель канала напряжения -12 В. Аналогичная выпрямительная схема
для канала -5 В выполнена на диодах D2 и D3. Во вторичную цепь
введен дроссель L1 групповой стабилизации вторичных напряжений
по взаимным магнитным потокам. Несмотря на это, в каждом канале
напряжений с отрицательными значениями включены интегральные
стабилизаторы на 1С 1 и IC2. Между входом и выходом каждого ин-
тегрального стабилизатора подключаются демпфирующие диоды.
В схемах, где возбуждение микросхемы управления TL494 произ-
водится первичным импульсом, напряжение питания этой микросхе-
мы и промежуточного усилителя снимается с выхода выпрямитель-
ной схемы канала +12 В. Каскады фильтрации данного напряжения
аналогичны приведенным ранее. Амплитуда импульсов на выходе
выпрямителя составляет 60 В, Уровень отфильтрованного постоян-
ного напряжения непосредственно на ШИМ-преобразователе зави-
сит от длительности выпрямленного импульса и промежутка между
импульсами «мертвой зоны». Диапазон изменения постоянного на-
пряжения составляет примерно от +25 до +30 В.
2.2. Цепи защиты и цепи формирования
Энергетические характеристики силовых элементов импульсно-
го преобразователя были выбраны, исходя из предположения, что
в установившемся режиме работы на предельной мощности они не
превысят предельно допустимых норм для данного прибора. Наи-
более критичными являются режимы работы силовых транзисторов.
Полумостовые импульсные преобразователи характеризуются тем,
что максимальное напряжение на силовых транзисторах этой схемы
равно напряжению питания каскада. Броски напряжения, возникаю-
щие в моменты коммутации транзисторов, устраняются включением
защитных диодов между коллектором и эмиттером каждого сило-
вого транзистора. Такими диодами на принципиальной схеме, при-
. веденной на рис. 2.2, являются D6 и D7.
Существующие нормы рекомендуют применять полупроводнико-
вые приборы в цепях, предельные режимы эксплуатации которых
имеют уровень 0,8 от максимального значения тока или напряже-
ния. При выполнении этого требования, как правило, изготовители
элементной базы гарантируют надежную работу приборов.
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ 65
Наиболее критичным для работы силовых элементов (транзисто-
ров) в усилителе мощности оказывается неконтролируемое возрас-
тание нагрузки по вторичным каналам напряжения, которое пре-
выщает установленный предельный уровень. Увеличение нагрузки
приводит к росту тока, коммутируемого транзисторами полумосто-
вого усилителя мощности.
Процесс неконтролируемого нарастания тока и превышения мак-
симально допустимых значений может быть только следствием не-
исправности и возникновения экстренной ситуации в нагрузочной
цепи. Иногда это может быть обусловлено неправильным исполь-
зованием преобразователя в режимах, не предусмотренных техни-
ческими характеристиками.
Для предотвращения повреждения элементов импульсного преоб-
разователя в схему вводятся каскады, предназначенные для отклю-
чения формирователя ШИМ-последовательностей. После останов-
ки работы ШИМ-регулятора прекращается подача управляющих
импульсов в силовые цепи. Оба транзистора полумоста «замирают»
в закрытом состоянии, их коммутация прекращается. Защита ис-
точника питания от перегрузки по вторичным цепям выполняется
остановкой преобразователя. Прекращение коммутации силовых
транзисторов вызывает понижение напряжения питания на ШИМ-
каскаде.
Если не происходит выгорание сетевого предохранителя, то един-
ственным каскадом, остающимся под напряжением питания, будет
усилитель мощности.
Все выходные цепи имеют гальваническую развязку от первичной
сети, поэтому в отсутствие импульсных колебаний на входе усили-
теля мощности напряжения на них будут отсутствовать.
2.2. 1. Схемы построения каскадов защиты
Существуют различные схемы построения каскадов защиты. Об-
щим для всех схем является то, что их действие вызывает оста-
новку функционирования маломощной схемы ШИМ-регулятора
при возникновении перегрузки в выходных цепях. Перегрузка ис-
точника питания по каждому каналу проявляется индивидуально.
В соответствии с этим строится система блокировки работы ШИМ-
преобразователя. В системе защиты учитывается поведение схемы
при увеличении нагрузки по сильноточным каналам, то есть +5 и
+12 В.
66 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
По мере возрастания нагрузки по этим каналам происходит за-
метное увеличение длительности импульсов управления усилите-
лем мощности. Комплексная система защиты производит слежение
за их длительностью.
В качестве датчика контроля длительности управляющих им-
пульсов в схеме, приведенной на рис. 2.2, используется узел, основу
которого составляют трансформатор ТЗ и схема на диодах D9 и D10.
Первичная обмотка W3 трансформатора ТЗ включена в первичную
цепь. Через нее протекает такой же импульсный ток, как и через
первичную обмотку силового трансформатора. Вторичные обмотки
W1 и W2 этого трансформатора присоединены к анодам диодов D9
и D10, катоды которых подключены к общему проводу вторичной
цепи питания. Этими диодами образован двухполупериодный вы-
прямитель. Вторичные обмотки соединены последовательно. С точ-
ки соединения обмоток снимается сигнальное импульсное напряже-
ние отрицательной полярности, которое сглаживается на фильтре,
образованном элементами R19 и С7. Через балансный резистор R12
происходит частичный разряд конденсатора С7 при текущей рабо-
те и полный разряд при отключении источника питания от сети.
В процессе работы преобразователя, когда происходит нормальная
коммутация силовых транзисторов, на отрицательной обкладке кон-
денсатора С7 накапливается заряд, пропорциональный длительно-
сти импульсов. Напряжение с этой обкладки через резистор R14
подается на вывод IC1/15. Туда же через резистор R13 подводится
напряжение вторичного канала источника питания +5 В.
Согласно функциональной схеме, представленной на рис. 2.5,
вывод IC1/15 является инвертирующим входом внутреннего уси-
лителя ошибки DA4 ШИМ-преобразователя. Выходы внутренних
усилителей DA3 и DA4 микросхемы TL494 объединены по схеме
монтажного ИЛИ через диоды развязки. Неинвертирующий вход
внутреннего усилителя DA4 (вывод IC1/16) подсоединен к общему
проводу.
Внутренний усилитель DA4 включен в режиме компаратора на-
пряжения. Компаратор производит сравнение потенциалов на сво-
их входах. В зависимости от их соотношения выходное напряжение
принимает значения низкого или высокого уровня, быстро минуя
промежуточные стадии переключения. Пока напряжение на выводе
1С 1/15 положительное, выход усилителя DA4 имеет низкий уровень
напряжения, которым устанавливается обратное смещение на диоде
D2. В таком режиме этот усилитель не оказывает влияния на рабо-
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ
67
Kb мл ара тор.
"мертЬоп зонь "
: 7 14Л2---Т0- •• •. 11 • --9 ■ ...'
Рис. 2.5. Функциональная схема
ту ШИМ-компаратора DA2 и усилителя ошибки, выполненного на
усилителе DA3.
Когда напряжение на входе IC1/15 понижается до отрицательно-
го уровня, происходит изменение состояния выхода DA4. На нем
устанавливается положительное напряжение, практически равное
по величине напряжению питания этого усилителя. Происходит от-
крывание диода D2, и положительное напряжение поступает на не-
инвертирующий вход ШИМ-компаратора DA2. Этим положитель-
ным напряжением запирается диод D1. Таким образом, отключается
внутренний усилитель ошибки на DA3. На выходе внутреннего ком-
паратора DA2 появляется устойчивый положительный потенциал,
являющийся запрещающим для работы внутреннего логического
элемента на DD1. Через элемент DD1 прекращается подача им-
пульсов на цифровой тракт микросхемы IC1, и, следовательно, вы-
работка импульсов на выходных контактах ШИМ-преобразователя
останавливается.
68 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
Делитель напряжения образован резисторами R13 и R14, подклю-
ченными к выводу IC1/15. Один вывод делителя соединен с источ-
ником положительного напряжения вторичного канала +5 В, а вто-
рой - с источником отрицательного напряжения, формируемого
на конденсаторе С7. На конденсатор С7 подается выпрямленное и
отфильтрованное напряжение, источником которого являются вто-
ричные обмотки трансформатора ТЗ. Уровень напряжения на отри-
цательной обкладке конденсатора С7 пропорционален длительности
импульсов, формируемых ШИМ-преобразователем.
Время нахождения силовых транзисторов усилителя мощности
в активном состоянии, а следовательно, и длительность импульсов
зависят от уровня нагрузки вторичной цепи. Повышение нагрузки
вызывает увеличение интервалов, в течение которых транзисторы
находятся в открытом состоянии. При снижении нагрузки этот ин-
тервал уменьшается. Косвенное слежение за уровнем нагрузки по
вторичной цепи проводится с помощью контроля за напряжени-
ем на конденсаторе С7. Изменение напряжения на выводе IC1/15
является следствием вариации потенциала на конденсаторе С7.
Повышение нагрузки вторичной цепи вызывает рост отрицатель-
ного напряжения на С7, которое через резистор R14 передается
на IC1/15. Когда отрицательная составляющая напряжения в ре-
зисторном делителе на R13 и R14 начинает преобладать над поло-
жительной, потенциал на 1С 1/15 становится отрицательным. Это
вызывает переключение внутреннего компаратора DA4 микросхе-
мы ШИМ-преобразователя и полную блокировку работы каскада
управления.
Внимание, важно!
Таким образом, на базе трансформатора ТЗ собран узел защиты ис-
точника питания от перегрузки по основным каналам импульсного
источника питания. Оценка уровня нагрузки проводится по ширине
импульсов, коммутируемых силовыми транзисторами полумостово-
го усилителя мощности.
Описанный узел может выполнять защитные функции только по >
основным каналам вторичных напряжений, где перегрузка вызыва-
ет заметное изменение интервалов импульсов. Вариации нагрузки,
подключенной к относительно слаботочным каналам отрицатель-
ных напряжений, такого влияния на силовой каскад оказать не мо-
гут. Поэтому для слежения за состоянием уровней напряжения по
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ 69
этим каналам используется отдельный электронный узел, который
выполнен на основе транзистора Q1.
2.2.2. Контроль защиты
Контроль осуществляется по отрицательным каналам напряжения
и вторичной цепи +12 В. Вторичные каналы подключаются к эмит-
терной цепи транзистора Q1. Выход канала +12 В соединяется
с эмиттером Q1 через стабилитрон D1. Напряжение -5 В подво-
дится через диод D2, выходное напряжение -12 В подключается
к делителю, состоящему из резисторов R1-R3. Транзисторный кас-
кад защиты через диод D4 подсоединен к выводу 1С 1/4 - неин-
вертирующему входу внутреннего компаратора DA2 микросхемы
ШИМ-преобразователя.
Действие механизма защиты направлено на увеличение потенциа-
ла этого входа в случае возникновения нештатной ситуации в нагру-
зочных цепях вторичных каналов. Если напряжение на неинверти-
рующем входе DA1 превысит уровень пилообразного напряжения,
действующего на втором входе компаратора, произойдет остановка
формирователя ШИМ-последовательностей на выходах IC1. Воз-
растание напряжения на 1С 1/4 допускается только во время дейст-
вия дестабилизирующих факторов в нагрузочных цепях. Во время
нормального рабочего цикла преобразователя напряжение на этом
входе не должно увеличиваться и вносить изменения в работу ис-
точника питания.
Уровень напряжения на 1С 1/4 определяется резистивным дели-
телем из R6 и R16 за вычетом напряжения, равного падению на-
пряжения на диоде D4, а также состоянием переходов коллектор -
эмиттер транзисторов Q1 и Q2. Резистор R6 подключен к источнику
опорного напряжения схемы IC1. Транзисторы Q1 и Q2 соединены
коллекторными электродами по схеме ИЛИ. Постоянное положи-
тельное смещение в базовую цепь транзистора Q2 не подается. В те-
чение рабочего цикла этот транзистор остается закрытым и на уро-
вень смещения на входе 1С 1/4 влияния не оказывает. Регулировка
потенциала производится схемой на Q1. Для обеспечения процесса
формирования импульсных последовательностей микросхемой IC1
на коллекторе Q1 должно устанавливаться напряжение, близкое
к потенциалу общего провода либо с отрицательным уровнем. Та-
кой режим транзистора поддерживается, если в его эмиттёрнои цепи
напряжение имеет отрицательный уровень.
70 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
База транзистора Q1 подключена к общему проводу, поэтому
управление проводится по эмиттерному электроду. Отрицательным
напряжением на эмиттере транзистор Q1 переводится в проводящее
состояние или насыщение. В этом случае напряжение на его кол-
лекторе также имеет низкий уровень и шунтирует положительный
потенциал, создаваемый резистивным делителем на R6 и R16. Отри-
цательное смещение на эмиттере Q1 устанавливается резистивным
делителем. Резистор R2 в этом делителе подсоединен непосредствен-
но к выходу канала -12 В. В точке соединения резистора R2 и катода
диода D2 напряжение имеет значение -5,8 В. При выбранном соот-
ношении номиналов резисторов R1 и R3 транзистор Q1 находится
в режиме насыщения, и напряжение на его эмиттере обусловлено
открытым переходом база - эмиттер и равно примерно -0,8 В. Сле-
довательно, напряжение на коллекторе имеет уровень, близкий к по-
тенциалу общего провода. Напряжение +12 В не оказывает влияния
на формирование напряжения на эмиттерном электроде, так как ста-
билитрон D1 выбирается с напряжением стабилизации 14-16 В. Ес-
ли во вторичной цепи происходит, КЗ по одному из каналов с отри-
цательным номиналом, то напряжение на эмиттере будет повышаться
и приблизится к уровню общего провода. Если КЗ произойдет в ка-
нале -5 В, то на катоде диода D2 напряжение составит -0,7...-0,8 В.
При этом на эмиттере Q1 потенциал будет иметь уровень примерно
-0,2...- 0,4 В, что недостаточно для перевода транзистора в активный
режим. Короткое замыкание напряжения -12 В вызовет блокировку
диодом D2 подачи напряжения -5 В в эмиттерную цепь транзистора
Q1, так как диод находится под воздействием потенциала, вызываю-
щего обратное смещение p-n-перехода. В обоих случаях замыкания
транзистор Q1 будет закрываться, это вызовет и рост напряжения на
его коллекторе. Увеличение напряжения передастся на вывод 1С 1/4,
к которому подключен резистор R16. Значение сопротивления R16
в несколько.раз превышает номинал R6, поэтому основное падение
напряжения будет именно на R16, то есть на выводе IC1/4. Если
напряжение на этом выводе превысит уровень +3 В, то произойдет
блокировка цифрового тракта микросхемы IC1 и генерация импуль-
сов на выводах 1С 1/8,11 прекратится.
Вторичные обмотки силового импульсного трансформатора вы-
полняются проводами с различным сечением. Сечение провода об-
моток маломощных каналов меньше, чем сечение основных каналов.
Внутреннее сопротивление источника напряжения, который образу-
ет вторичная обмотка, у маломощных каналов более высокое. Зна-
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ 77
чительное увеличение потребления тока по этим каналам вызовет
заметное падение напряжения на нагрузке, поэтому схема защиты
может среагировать на резкое изменение выходного уровня до по-
явления чистого КЗ и отключит блок питания.
Активное групповое слежение за состоянием вторичных напря-
жений в источнике питания производится сравнением выходного
напряжения канала +5 В с уровнем опорного напряжения, форми-
руемого внутренним узлом микросхемы IC1. Если во вторичных
цепях возникает большой разбаланс нагрузки, то напряжение в ка-
нале +12 В может сильно отличаться от номинальной величины.
В качестве защитной меры от повышения напряжения в этой цепи
к эмиттеру Q1 подключен датчик напряжения канала +12 В на ста-
билитроне D1. Когда значение выходного напряжения в этом канале
превышает напряжение стабилизации стабилитрона D1, происходит
пробой последнего, и отрицательное напряжение на эмиттере Q1 на-
чинает компенсироваться положительным потенциалом, поступаю-
щим через D1. Снижение отрицательного напряжения в этой точке
приведет к запиранию транзистора Q1 и возрастанию положитель-
ного уровня на R16. Дальнейшее воздействие на IC1/4 остановит
ШИМ-преобразователь.
В начальный момент подачи электропитания на микросхему IC1
на всех вторичных каналах напряжения отсутствуют. Поэтому тран-
зистор Q1 не может находиться в активном состоянии и принимать
участие в запуске схемы преобразователя. В это время на IC1/14 по-
является опорное напряжение, которое через делитель из R6 и R16
поступит на 1С 1/4 и блокирует работу микросхемы. Для обеспече-
ния нормального запуска IC1 применяется ключевой каскад на Q2,
который начинает работать сразу после появления напряжения пи-
тания на выводе IC1/12. В базовую цепь Q2 включены резисторы R4
и R5. Резистор R4 через конденсатор С5 соединен с цепью питания
микросхемы IC1/12. Когда происходит формирование начального
импульса питания ШИМ-преобразователя, положительное напря-
жение через разряженный конденсатор С5 поступает на резистор R4
и через него попадает на базу транзистора Q2. Возникшим импуль-
сом транзистор открывается, и напряжение на коллекторе Q2 резко
понижается до нулевого уровня. По мере заряда конденсатора С5
на его отрицательной обкладке происходит экспоненциальный спад
положительного напряжения.
Снижение положительного напряжения вызывает постепенное
закрывание транзистора Q2. Постоянная времени разряда конденса-
72^ ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
тора определяется номиналами элементов С5 и R4 и параллельного
соединения открытого перехода база - эмиттер транзистора Q2 и
резистора R5. Параметры пассивных элементов должны выбираться
таким образом, чтобы закрывание транзистора происходило после
появления отрицательных напряжений вторичных каналов на ре-
зисторе R2 и диоде D2. Если это условие соблюдается, то после
закрывания транзистора Q2 напряжение на аноде D4 не примет по-
ложительного значения и сбоя в работе источника питания не про-
изойдет.
Диод D4 выполняет функции развязывающего элемента, отделяю-
щего элементы схемы «медленного» запуска от узла защиты и схемы
на Q2. Присутствие этого диода является необходимым условием
плавного запуска ШИМ-преобразователя, так как его наличие ис-
ключает шунтирование положительного потенциала на отрицатель-
ной обкладке конденсатора Сб открытым транзистором Q2. После
завершения процедуры «медленного» запуска, если нагрузочные
цепи в порядке, управление напряжением на выводе 1С 1/4 сначала
переходит к транзистору Q2, а затем к Q1.
Основное назначение схем защиты источника питания - исклю-
чение повреждений компонентов самого преобразователя при воз-
никновении во вторичной цепи неконтролируемого увеличения на-
грузки выше уровня, оговоренного условиями технической эксплуа-
тации. Существует различный подход как к организации защиты,
так и к применению электронных элементов.
В схемотехнике узлов защиты производится разделение каска-
дов, отвечающих за контроль работы основных вторичных каналов
и маломощных цепей. Во внутренней структуре микросхемы TL494
введено несколько функциональных узлов, через которые можно
оказывать воздействие на основной тракт формирования ШИМ-
последовательностей от принудительного ограничения длительно-
сти выходных импульсов до полной блокировки схемы. В зависи-
мости от организации схемы защиты влияние на работу основной
схемы может быть оказано через один или несколько таких узлов.
Каждая схема преобразователя содержит элементы защиты, но вы-
полнены они по-разному. На приведенных ниже схемах защиты по-
казаны разные варианты практической реализации данного узла.
На рис. 2.6 представлен один из вариантов системы комплексной
защиты импульсного преобразователя напряжения.
Нумерация элементов относится только к компонентам этого ри-
сунка. На схеме показаны первичная цепь каскада промежуточного
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ
73
но . igujibmjj питания ЩИИ каскада
45В
Рис. 2.6. Основные элементы узла защиты
усилителя с согласующим трансформатором Т, упрощенная схема
включения микросхемы TL494. Узел защиты представлен полнофунк-
циональной схемой; он выполняет следующие основные функции:
• контроль длительности импульсов управления силовым каска-
дом;
• блокировка работы узла ШИМ-преобразователя в случае воз-
никновения КЗ в каналах с отрицательными номиналами на-
пряжений.
Оценка временного интервала, занимаемого положительным им-
пульсом, проводится схемой постоянно. Слежение осуществляется
с помощью элементов, подключенных к средней точке первичной
обмотки согласующего трансформатора Т.
На среднем выводе первичной обмотки действует сигнал, форма
которого представлена на рис. 2.7.
Резистор R14, диод D5 и конденсатор СЗ образуют схему выпря-
мителя и пассивного RC-фильтра импульсного сигнала. В итоге на
конденсаторе СЗ появится положительное напряжение.
Рис. 2.7. Форма сигнала
74 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
Уровень этого напряжения прямо пропорционален длительности
импульсов управления, формируемых микросхемой ШИМ-преобра-
зователя типа TL494. Напряжение, выделенное на конденсаторе СЗ,
через резистор R10 подается на неинвертирующий вход внутреннего
усилителя DA4 микросхемы TL494. На второй вход этого усилите-
ля через вывод TL494/15 непосредственно поступает напряжение
опорного источника +5 В.
Логика работы этого каскада в части контроля длительности им-
пульсов похожа на функционирование аналогичного узла из схемы,
приведенной выше на рис. 2.2.
Процесс контроля длительности импульсов управления включает
в себя несколько этапов рабочего цикла узла защиты. На внутрен-
нем усилителе DA4 производится постоянное сравнение уровней
напряжений, действующих на его входах. Усилитель не оказывает
влияния на работу ШИМ-преобразователя, пока напряжение на вы-
воде TL494/16 не превышает опорного уровня, постоянно установ-
ленного на выводе TL494/15.
Увеличение нагрузки вторичной цепи источника питания будет
отражаться на уровне напряжения, выделяемого на конденсаторе
СЗ. Ширина управляющих импульсов будет возрастать, что вызовет
увеличение напряжения на СЗ.
Напряжение с конденсатора постоянно поступает на вход усили-
теля DA4.
Пока оно ниже уровня, установленного на инвертирующем- вхо-
де DA4, выходное напряжение усилителя равно нулю. Увеличение
длительности выше установленного порога вызывает включение ме-
ханизма ее постепенного ограничения.
Усилитель на DA4 не охвачен обратной связью, поэтому на его
выходе значение напряжения очень быстро изменяется. Повышение
уровня на выходе усилителя DA4 приведет к блокировке усилителя
ошибки DA3.
На неинвертирующем входе ШИМ-компаратора DA2 положи-
тельное напряжение также будет повышаться. При этом будет про-
исходить принудительное ограничение длительности импульсов,
формируемых схемой ШИМ-преобразователя. Механизм активной
защиты элементов источника питания включается с момента повы-
шения напряжения на TL494/16 до уровня +5 В, когда напряжение
на выходе DA4 начинает принимать положительное значение.
Сначала наступает этап принудительного ограничения длитель-
ности импульсов управления. Сигнал рассогласования от DA3 рас-
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ 75
тет, и ШИМ-преобразователь старается компенсировать падение на-
пряжения во вторичной цепи увеличением длительности импульсов
управления. Когда происходит блокировка усилителя ошибки уров-
нем от DA4, продолжительность импульсов принудительно ограни-
чивается. Если причина неконтролируемого увеличения потребле-
ния во вторичной цепи не устранена, то при достижении сигналом
от усилителя DA4 уровня +3,2 В на выходе ШИМ-компаратора
появляется устойчивый высокий уровень. Импульсных сигналов
нет. Генерация выходных импульсов ШИМ-преобразователем оста-
навливается. Источник питания прекращает подачу энергии во вто-
ричные цепи.
Фрагмент принципиальной схемы этого узла защиты (см. рис. 2.6)
демонстрирует реализацию узла, ограничивающего длительности
импульсов управления преобразователем, по сигналу датчика, пол-
ностью установленного во вторичной цепи источника питания.
В предыдущем случае датчик располагался в силовой части схе-
мы, а обработка его сигнала полностью была отнесена во вторичную
цепь.
В случае возникновения КЗ по любому из каналов с отрицатель-
ными значениями напряжений сигнал оповещения узла управле-
ния вырабатывается с помощью транзисторной схемы на Q1 и Q2.
В базовой цепи транзистора Q1 включен делитель напряжения на
резисторах R1 и R2. Питание делителя напряжения производится
от разнополярных источников напряжения. Резистор R1 подключен
к источнику опорного напряжения микросхемы TL494 с уровнем
+5 В. Нижний по схеме вывод резистора R2 через резистор R3 со-
единен с цепью -12 В и через диод D1 - с цепью -5 В. Номиналы
сопротивлений резисторов R1 и R2 равны, поэтому напряжение на
базе транзистора Q1 будет имеет небольшое отрицательное зна-
чение. Эмиттер этого транзистора соединен с общим проводом, и,
следовательно, переход база - эмиттер находится под напряжением
обратного смещения. Транзистор закрыт, напряжение на коллекторе
Q1 имеет высокий уровень. Поддерживание напряжения на базе, за-
крывающего транзистор Q1, возможно только в том случае, когда
выдерживается расчетное соотношение напряжений -5 и -12 В.
Если во вторичных цепях происходит КЗ, в результате которого
одно из отрицательных напряжений изменяет свой уровень, то по-
тенциал на базе транзистора Q1 возрастает. В результате замыкания
напряжения -12 В на диоде D1 появляется обратное смещение и
блокируется подача напряжения -5 В на резистор R2. Базовый по-
76 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
тенциал транзистора Q1 получит приращение положительного на-
пряжения, подаваемого через R1. Аналогичная ситуация возникает
при изменении напряжения -5 В до нулевого уровня.
Диод D1 находится под воздействием отпирающего напряжения.
Его анод подключается к общему проводу, а напряжение на като-
де приобретает значение -0,7...-0,8 В. Это небольшое напряжение
мало отличается от нулевого потенциала. На базе транзистора Q1
преобладающим оказывается положительный потенциал, которым
транзистор открывается. Ключевая схема на транзисторе Q2 являет-
ся нагрузкой транзисторного каскада на Q1. Коллектор транзистора
Q2 через резистор R5 соединен с шиной питания ШИМ-преобра-
зователя, напряжение на которой в установившемся режиме нахо-
дится в диапазоне +25...+30 В.
Состояние ключа на Q2 является определяющим для функциони-
рования микросхемы ШИМ-преобразователя. В нормальном состоя-
нии схемы защиты, когда в нагрузочной цепи уровни напряжений
соответствуют номинальным, транзистор Q2 открыт и находится
в насыщении. В этом состоянии происходит подключение резистора
R5 через открытый транзистор Q2 к общему проводу. Диод D2 за-
крыт. Вывод 4 микросхемы TL494 через резистор R6 соединен с об-
щим проводом. Внешние элементы не оказывают действия на работу
ШИМ-преобразователя. Когда происходит КЗ и последовательное
переключение транзисторных ключей, напряжение на коллекторе
закрытого транзистора определяется соотношением сопротивлений
R6 и R5. Оно выбирается таким образом, чтобы уровень напряжения
на выводе 4 схемы TL494 в момент срабатывания защиты составлял
+5 В. Переключение транзисторов происходит достаточно быстро,
поэтому напряжение на TL494/4 изменяется практически скачком.
Резкое возрастание напряжения на неинвертирующем входе ком-
паратора «мертвой зоны» блокирует логический элемент DD1. Ра-
бота схемы управления останавливается.
Запуск ШИМ-преобразователя возможен только после выключе-
ния и повторного подключения напряжения первичного питания,
если предварительно устранена причина, вызывавшая КЗ или не-
нормированную перегрузку.
Работа схем защиты источника питания, представленных на
рис. 2.2 и 2.6, характеризуется тем, что воздействие на ШИМ-пре-
образователь при возникновении перегрузки по основным каналам
и в случае КЗ слаботочных цепей производится по различным внут-
ренним цепям схемы TL494.
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ
77
Узел защиты схемы, показанной на рис. 2.8, выполнен таким об-
разом, что блокировка схемы управления производится по общему
входу компаратора «мертвой зоны».
W .06.
i о;'
,:.
' 08
Рис. 2.8. Узел защиты преобразователя
На данном рисунке приведены основные элементы, непосред-
ственно относящиеся к каскаду защиты, а также датчик - измери-
тель длительности импульсов управления.
Схема защиты, построенная в соответствии с рис. 2.8, выполняет
отключение системы управления блоком питания при возникнове-.
нии КЗ по любому из каналов с отрицательными номиналами на-
пряжения, а также в случае увеличения длительности импульсов
управления выше установленного интервала. После инициализации
схемы ШИМ-преобразователя процедурой «медленного» запуска
транзисторные каскады на Q1 и Q2 определяют состояние схемы
управления импульсного усилителя мощности. Цикл «медленного»
запуска заканчивается, и схема управления находится в нормальном
рабочем режиме, когда оба транзистора Q1 и Q2 закрыты, а напряже-
ние на выводе 4 микросхемы TL494 не будет превышать порогового
Уровня. Отключение ШИМ-преобразователя и полная блокировка
происходят при появлении на базе транзистора Q1 напряжения
с положительным уровнем, равным 0,7-0,8 В. Действие всех датчи-
ков состояния канальных напряжений направлено на формирование
такого напряжения на базе Q1, когда возникает увеличение нагрузки
в какой-либо вторичной цепи, превышающее уровень, заданный тех-
78 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
ническими характеристиками источника питания. Далее происходит
последовательное переключение активных элементов, которое при-
водит к появлению высокого логического уровня на выводе TL494/4
и отключению этой микросхемы.
2.2.3. Контроль длительности
импульсов управления
Контроль длительности импульсов управления осуществляется
с помощью узла, собранного на элементах, подключенных к обмотке
W2 согласующего трансформатора Т. Специальная обмотка W2 не
используется в схеме формирования импульсных сигналов, а явля-
ется дополнительным элементом, выполняющим функции датчика
длительности положительных импульсов управления источником
питания.
Один вывод обмотки W2 соединен с общим проводом вторич-
ной цепи. Ко второму ее выводу подключен диод D8, образующий
выпрямитель импульсного сигнала положительной полярности. На-
грузкой выпрямителя является емкостный фильтр на конденсаторе
С5, на котором выделяется положительное напряжение, пропорцио-
нальное длительности импульсов управления. Далее в электриче-
ской цепи установлены резисторы R1 и R15 и подстроечный резис-
тор R14. Цепью этих резисторов задается уровень напряжения на
конденсаторе С5, при котором происходит открывание транзистора
Q1. То есть соотношение резисторов в делителе определяет мини-
мальную ширину импульсов управляющего сигнала, при которой
происходит открывание транзистора Q1.
В канале защиты применяются биполярные транзисторы разных
типов проводимости, включенные по схеме электронных ключей.
Транзистор Q1 открывается положительным напряжением от-
носительно потенциала общего провода. Эмиттер транзистора Q2
соединен с выводом опорного напряжения схемы TL494. Его от-
пирание происходит, когда на базе действует напряжение, уровень
которого ниже потенциала эмиттера. В режиме нормального функ-
ционирования возможно частичное открывание транзистора Q1, но
оно не приводит к переключению Q2 из закрытого состояния в на-
сыщение. В таком режиме напряжение на коллекторе Q2 мало изме-
няется и остается на уровне, близком к потенциалу общего провода.
Низкое напряжение на аноде диода D4 не может его открыть, по-
этому приращения напряжения на выводе 4 микросхемы TL494 не
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ 79
происходит. Потенциал этого вывода определяется падением только
на резисторе R8.
Повышение нагрузки в основных каналах вторичной цепи приво-
дит к тому, что схема управления усилителем мощности увеличивает
длительность импульсов для компенсации энергетических потерь.
2.2.4. Преобразователь в режиме перегрузки
На дополнительной обмотке W2 согласующего трансформатора
наводится ЭДС, форма которой полностью повторяет вид сигна-
ла управления. Импульсный сигнал детектируется выпрямителем
на D8 и фильтруется конденсатором С5. Если источник питания
работает в режиме перегрузки, то постепенно напряжение на кон-
денсаторе достигнет уровня, при котором на базе Q1 появится от-
крывающий положительный потенциал. Нарастающее напряжение
на базе Q1 плавно открывает транзистор, и напряжение на его кол-
лекторе понижается. В коллекторной цепи Q1 включен делитель на
резисторах R2 и R3, средняя точка которого подсоединена к базе
Q2. Понижение напряжения на коллекторе Q2 через R3 передается
на базу Q2, открывая его. Собственное сопротивление транзистора
Q2 уменьшается, положительное напряжение на его коллекторе на-
чинает расти.
Если источник перегрузки вторичной цепи не устранен, то рост
напряжения на базе Q2 приведет к полному его открыванию и пере-
ключению транзистора в насыщение. Напряжение на аноде диода
D4 будет равно опорному, имеющему значение +5 В, за вычетом
падения на открытом транзисторе Q2. Через открытый диод D4 на-
пряжение опорного источника поступает на вывод TL494/4, где его
уровень будет составлять примерно +3,9 В. Это значение превышает
максимальцый уровень пилообразного напряжения, поэтому фор-
мирование импульсного сигнала на выходах ШИМ-преобразователя
будет блокировано. Импульсы возбуждения не будут подаваться на
усилитель мощности, передача энергии через импульсный силовой
трансформатор во вторичную цепь прекратится. Постепенно прои-
зойдет спад всех вторичных напряжений до нулевого уровня. Возоб-
новление работы преобразователя возможно только после переклю-
чения сетевого выключателя и нормальной генерации импульса на-
чального питания ШИМ-преобразователя.
Аналогичное воздействие на транзисторные каскады схемы за-
щиты будет вызвано резким падением уровня любого из каналов
80 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
с отрицательными номиналами напряжений, подключенных к схеме
через диод D3 и резистор R7. Принцип действия узла защиты от КЗ
по слаботочным каналам основан на функционировании вентиль-
ной схемы, основным элементом которой является диод D2. Диод
включен между датчиками уровней напряжений отрицательных
уровней и базой транзистора Q1. Катоды диодов D2 и D5 соеди-
нены по схеме ИЛИ. Переключение транзисторных ключей на Q1
и Q2 будет выполняться, если в точке соединения диодов появится
потенциал, достаточный для открывания транзистора Q1. При нор-
мальной работе основных каналов, когда ширина импульсов управ-
ления укладывается в допуск, такое напряжение может быть подано
только через диод D2. Уровень напряжения на аноде D2 опреде-
ляется соотношением сопротивлений резисторов R6 и R5. В точке
соединения резистора R7 и диода D3 напряжение имеет значение
-5,8 В. Резистор R5 одним выводом подключен к источнику опор-
ного напряжения микросхемы TL494 с номинальным уровнем +5 В,
вторым - к аноду D2.
Для того чтобы на катод диода D2 не поступало положительное
напряжение, потенциал на аноде D2 должен быть нулевым или от-
рицательным. Для большей чувствительности схемы защиты потен-
циал выбирается именно нулевым. Для поддержания нулевого уров-
ня на аноде диода D2 у резистора R6 должно быть сопротивление
на 15% больше, чем у R5.
В установившемся режиме, когда все напряжения имеют номи-
нальный уровень, элементы, соединенные с D2, не влияют на со-
стояние ключевой транзисторной схемы.
Если в нагрузочной цепи каналов -5 или -12 В возникает ситуа-
ция, при которой происходит значительное падение уровней этих
напряжений, происходит перераспределение напряжений в делителе
из R5 и R6. Отрицательный потенциал, компенсирующий положи-
тельное напряжение опорного источника, в точку соединения этих
резисторов поступать не будет. На анод D2 будет проходить только
положительное напряжение через R5, которым последовательно от-
кроются диод D2, а затем оба транзисторных ключа на Q1 и Q2. Это
приведет к появлению напряжения +3,9 В на выводе 4 микросхемы
TL494 и вызовет блокировку ШИМ-преобразователя и отключение
источника питания.
Диоды Dl, D2 и D5 выполняют функции элементов развязки и
исключают взаимное влияние формируемых датчиками напряже-
ний, возникающих при различных перегрузках источника питания.
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ
81
Один из вариантов узла полной защиты источника питания по
основным каналам вторичных напряжений представлен на рис. 2.9.
310В
шим
4 ) преобразоВагпель
TL494
D1 D2
+5В « М Ы
+ 12В
Рис. 2.9. Вариант узла полной защиты источника питания
по основным каналам вторичных напряжений
Главная особенность данной схемы - в том, что из нее полностью
исключены элементы, используемые в каскадах защиты слаботоч-
ных каналов с отрицательными уровнями напряжений. Узел состоит
из датчиков ширины импульсов управления и датчиков повышения
уровней напряжений по каналам +5 В и +12 В. Оценка функциони-
рования маломощных каналов может производиться по ширине им-
пульсов. Такое схемотехническое решение может быть использовано
в источнике питания, где применена дополнительная стабилизация
вторичных каналов отрицательных напряжений.
Интегральные стабилизаторы имеют внутренние схемы ограниче-
ния выходного тока в случае возникновения перегрузок.
Внимание, важно!
Включение защиты интегрального стабилизатора может быть вызва-
но также перегревом корпуса стабилизатора.
При получении сигнала об отклонении работы преобразователя
от номинального режима схема защиты вырабатывает сигнал по-
ложительного уровня, который подается на вывод 4 микросхемы
TL494. Остальные внутренние элементы ШИМ-преобразователя
для его блокировки не используются. Формирование сигнала о на-
рушении рабочего режима производится двухкаскадным усилите-
82 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
лем на транзисторах Q1 и Q2. В исходном состоянии оба транзис-
тора закрыты.
Напряжение на выводе 4 схемы TL494 задается соотношением со-
противлений резистивного делителя, состоящего из R10 и R11. Со-
противление резистора R10 значительно больше, чем у R11, поэтому
в установившемся режиме, в отсутствие перегрузки, напряжение ,на
TL494/4 близко к потенциалу общего провода.
В качестве датчика ширины импульсов управления используются
трансформатор Т1 и элементы R3, VD4 и С4. Первичная обмотка
трансформатора Т1 включена в диагональ полумостового усилите-
ля мощности последовательно с первичной обмоткой силового им-
пульсного трансформатора Т2. К вторичной обмотке трансформа-
тора Т1 подключена выпрямительная схема с однополупериодным
выпрямителем на диоде D4 и емкостным фильтром - конденсатором
С4. На конденсаторе С4 выделяется положительное напряжение,
пропорциональное длительности импульсов управления.
К резистору R11, кроме сопротивления R10, присоединена цепь,
состоящая из резисторов R4, R6 и диода D6. Параметры резистрров
R4 и R6 подобраны так, чтобы колебания напряжения на конденса-
торе С4 не влияли на уровень напряжения на резисторе R11. Анод
диода D6 соединен с коллектором транзистора Q4 и через резистор
R9 с базой транзистора Q3, являющегося первым ключевым элемен-
том в цепи формирования сигнала блокировки микросхемы TL494.
Прежде чем положительное напряжение на аноде D6 нарастет до
уровня его отпирания, оно постепенно откроет транзистор Q3. Кол-
лектор транзистора Q4 соединен через резистор R9 с базой Q3, поэто-
му изменение напряжения на коллекторе первого транзистора будет
сразу передаваться на базу второго. Повышение напряжения в этой
точке может быть следствием увеличения нагрузки вторичных цепей
и расширением положительных импульсов управления. Постепенное
открывание транзистора Q3 сопровождается понижением его кол-
лекторного напряжения и потенциала базы Q4. Передача положи-
тельного напряжения происходит через открывающийся транзистор
Q4 на базу Q3. Один транзистор подпитывает базу второго, процесс
открывания обоих активных элементов развивается лавинообразно и
в итоге приводит к полному открыванию двух транзисторов. Через
насыщенный транзистор Q4, диод D4 и резистор R11 протекает ток.
Уровень напряжения, который устанавливается после открывания
Q4 на резисторе R11, составляет примерно +3,9 В. Это напряжение
превышает амплитуду пилообразного сигнала, действующего на ин-
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ 83
вертирующем входе внутреннего компаратора «мертвой зоны» DA1,
входящего в состав микросхемы TL494. Происходят блокировка пи-
лообразного напряжения на этом компараторе и остановка генера-
ции импульсов на выходах микросхемы ШИМ-преобразователя. Та-
кая последовательность действий осуществляется при увеличении
нагрузки источника питания, когда система управления стремится
компенсировать падение выходных уровней напряжений, увеличи-
вая интервал активного состояния силовых транзисторов.
Цепи на элементах D1-D3, R1 и R2 выполняют функции детек-
торов увеличения напряжений основных вторичных каналов выше
установленного предела. К выходам каналов с напряжениями +5 и
+12 В подключены пороговые схемы на стабилитронах D1 и D3 со-
ответственно.
В данном случае используется свойство стабилитронов пропус-
кать электрический ток, когда напряжение на них превышает уро-
вень стабилизации. Пока напряжения на стабилитронах будут ниже
уровня стабилизации, ток через них протекать не будет, и на поло-
жительной обкладке конденсатора С5 потенциал останется близким
нулю. Диод D5 закрыт, и никакого воздействия на базу транзистора
Q3 не оказывается. Пороговый уровень, включения защитного ме-
ханизма по вторичному каналу +5 В составляет +6,3 В. Фиксация
возрастания напряжения выше номинального значения по каналу
+12 В должна производиться на уровне примерно +15 В. Напряже-
ние стабилизации Ш составляет +5,1 В, а диода D3 - +14 В.
Если одно из положительных напряжений вторичных каналов
достигает своего предельного уровня, то происходит «пробой» со-
ответствующего стабилитрона, и напряжение на конденсаторе С5
повышается, открывая диод D5. ртпирание диода и появление по-
ложительного потенциала на базе Q3 происходят, когда на конден-
саторе С5 напряжение достигает положительного уровня, равного
0,7-0,8 В. Если напряжение продолжает повышаться, то растет по-
ложительный уровень и на базе Q3. Выполняются условия для пере-
ключения бистабильной транзисторной схемы на ключах Q3 и Q4.
Каждый из транзисторов открывается, и на вывод 4 микросхемы
TL494 подается положительное напряжение +3,9 В, появление кото-
рого вызывает прекращение работы импульсного преобразователя.
Для устойчивой работы схемы защиты в базовую цепь транзис-
тора Q3 включен керамический конденсатор Сб. Он обеспечивает
фильтрацию кратковременных импульсных помех, которые могут
привести к переключению транзисторной схемы. В начальный мо-
84
ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
мент, когда преобразователь подключает схему управления к напря-
жению питания, благодаря наличию конденсатора С5 происходит
задержка включения транзисторного каскада. Диод D5 применяется
для развязки каскадов, вырабатывающих сигналы воздействия на
базу Q3 при различных проявлениях отклонения вторичных напря-
жений от номинальных уровней.
Во всех примерах схем защиты датчики и схемы воздействия на
элементы управления преобразователем строились на основе дис-
кретных элементов.
В следующих примерах приведены схемы, в которых в качест-
ве первичных узлов, формирующих сигналы отключения ШИМ-
преобразователя, применяются интегральные компараторы. Первая
из схем приведена на рис. 2.10.
-12В
Рис. 2.10. Вариант схемы с интегральным компаратором
На схеме (рис. 2.10) показаны узлы, рассмотренные й в предыду-
щих вариантах исполнения каскадов защиты. Схема осуществляет
контроль за длительностью управляющих импульсов, за коротким
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ 85
замыканием по каналам с отрицательными номиналами напряже-
ний, а также слежение за превышением установленного уровня на-
пряжения в канале +5 В.
Взаимодействие с микросхемой ШИМ-управления TL494 выпол-
няется только по входу 4. Использование внутреннего усилителя
DA4 для принудительного ограничения ширины импульсов управ-
ления не предусмотрено. В каскаде защиты используются два ком-
паратора DA1 и DA2 из микросхемы типа LM339, выходы которых
объединены по схеме ИЛИ. В установившемся режиме оба выхода
имеют высокий уровень. Транзистор Q1 при этом закрыт, а напря-
жение на выводе TL494/4 определяется падением напряжения на
резисторе R14, вызванным протеканием через него входного тока.
Датчик контроля длительности импульсов управления (транс-
форматор Т1 и элементы D3, Е)4, RIO, R7 и С1) введен в первич-
ную цепь преобразователя. Первичная обмотка трансформатора Т1
включена в диагональ полумостового усилителя. Через эту обмотку
протекает тот же ток, что и через первичную обмотку силового им-
пульсного трансформатора Т2.
Форма сигнала на Т1 полностью совпадает с импульсами управле-
ния преобразователем. Трехуровневый импульсный сигнал появля-
ется на вторичной обмотке трансформатора Т1. Вторичная обмотка
имеет три вывода. Со среднего вывода снимается сигнальное напря-
жение. Крайние выводы обмотки подключены к катодам диодов D3
и D4 двухполупериодного выпрямителя. Аноды диодов соединены
с общим проводом вторичной цепи. На среднем выводе обмотки
W2 присутствуют импульсы положительной полярности. Частота
следования импульсов в этой точке в два раза превышает частоту
следования импульсов по каждому из выходов микросхемы TL494.
Импульсное напряжение сглаживается RC-фильтром на элемен-
тах R7 и С1. Уровень напряжения на конденсаторе С1 зависит от
длительности импульсов управления преобразователем. Повышение
нагрузки вторичных цепей автоматически приводит к росту этого
напряжения. Конденсатор С1 подключен к одному из выводов ре-
зистора R4. Второй вывод резистора R4 через диод D1 подсоединен
к шине вторичного напряжения канала +5 В. Резистивным делите-
лем, образованным элементами R4-R6, задается уровень на инверти-
рующем входе компаратора DA1/4, входящего в состав микросхемы
типа LM339. Компаратор производит сравнение этого напряжения
с потенциалом на DA1/5, установленным резистивным делителем на
R8, R9. Делитель включен между выходом опорного напряжения, вы-
86 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
рабатываемого микросхемой TL494 на выводе 4, и общим проводом
вторичной цепи. Средняя точка делителя присоединена к неинвер-
тирующему входу компаратора DA1/5. На резисторе R4 происходит
суммирование части вторичного напряжения от канала +5 В и напря-
жения, поступающего от датчика ширины импульсов управления на
трансформаторе Т1. Сумма напряжений делится пропорционально
величинам сопротивлений резисторов R5 и R6. Точка соединения
этих резисторов подключена к входу компаратора DA1/4. При нор-
мальном рабочем режиме источника питания уровень опорного на-
пряжения на входе DA1/5 несколько больше, чем на входе DA1/4.
Напряжение на выходе компаратора близко по значению к опорно-
му. Повышение одного из напряжений, суммируемых на R4, вызовет
пропорциональное возрастание потенциала на DA1/4. Когда напря-
жение на инвертирующем входе компаратора станет больше, чем на
другом его входе, произойдет быстрое переключение компаратора.
На выходе установится низкий уровень. Нагрузкой, соединенной с
выходами компараторов, являются последовательно соединенные ре-
зисторы R11 и R12. К точке их соединения присоединена база тран-
зистора Q1. Когда происходит переключение выхода компаратора от
высокого уровня к низкому, база Q1 оказывается под открывающим
потенциалом. Транзистор Q1 открывается, напряжение на его кол-
лекторе повышается. Возрастающее напряжение с коллектора Q1
подается через диод D5 на вход компаратора DA2/8.
Повышение напряжения на входе компаратора DA2/8 вызывает
его переключение. С этого момента выходы обоих компараторов име-
ют низкие уровни. Высокий уровень напряжения на выводе TL494/4
приводит к отключению ШИМ-преобразователя в соответствии
с описанной выше последовательностью действий внутри TL494.
Начальное переключение компаратора DA1 происходит либо при
повышении выходного уровня во вторичном канале +5 В, либо из-за
увеличения нагрузки по основным вторичным каналам сверх уста-
новленного предела. Компаратор DA1 совмещает в себе функции
вторичного датчика уровня напряжения в канале +5 В и длитель-
ности импульсов управления усилителем мощности.
2.2.5. Электронный узел
вторичного компаратора
На втором компараторе микросхемы LM339 собран ключевой эле-
мент, выполняющий слежение за состоянием каналов с отрица-
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ 87
тельными номиналами напряжений. В нормальном состоянии де-
лителями напряжений на входах устанавливаются потенциалы, при
которых выходной уровень напряжения компаратора - высокий
(напряжение на DA2/9 больше, чем на DA2/8). Резисторами дели-
телей, подключенных к входам компаратора DA2, выбирается порог
чувствительности схемы. Малой разницей напряжений на входах
обеспечивается быстрое переключение компаратора, но схема мо-
жет быть слишком чувствительна к случайным кратковременным
помехам. Исходная разность потенциалов по входам выбирается 1 В.
Опорный уровень на входе DA2/9 формируется из опорного на-
пряжения, вырабатываемого на выходе TL494/14. Когда происходит
КЗ по одному из контролируемых каналов, напряжения на входах
компаратора перераспределяются, в результате знак разности их
потенциалов изменяется. Происходит переключение компаратора
с последующим открыванием транзистора Q1. Открытый Q1 пред-
ставляет собой малое сопротивление, через которое анод диода D5
подключается к опорному напряжению. Диод D5 используется как
элемент обратной связи между входом DA2/8 и выходом схемы за-
щиты - коллектором Q1. Положительный потенциал от коллектора
Q1 передается на инвертирующий вход компаратора DA2, еще бо-
лее увеличивая разность потенциалов между его входами. Система
защиты после переключения компаратора и транзистора Q1 при-
ходит в равновесное состояние. Вывести систему защиты из состоя-
ния блокировки микросхемы TL494 можно только переключением
первичного напряжения питания и выполнением полного цикла на-
чальной инициализации всей схемы источника питания.
На рис. 2.11 представлена комплексная схема защиты источника
питания, последняя в данном подразделе, на которой компоненты
узла защиты изображены полностью, а схемы включения полумос-
тового усилителя мощности и ШИМ-преобразователя - микросхе-
мы TL494 - условно.
Схема реализует самый полный комплекс мер по защите элемент-
ной базЬ1 источника питания. Данный каскад защиты реагирует на
увеличенное потребление энергии по основным каналам вторичных
напряжений, чрезмерное возрастание уровня напряжения в канале
+12 В, а также на КЗ по всем вторичным каналам. Ни в одной из
схем защиты не рассматривался вариант, содержащий отдельные
Датчики, настроенные на контроль превышения уровня вторичного
напряжения для канала +5 В. Основная нагрузка, как правило, под-
ключается именно к выходу этого канала, и функции слежения за
88
ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
но фильтр . пигшния ШИМ . кеюкодо
Рис. 2.11. Комплексная схема защиты источника питания
значением его напряжения возложены на.узлы микросхемы TL494.
При рассмотрении работы функциональных узлов этой микросхемы
будут использованы обозначения, принятые на рис. 2.5.
Регулирование длительности импульсов управления усилителя
мощности может выполняться как с помощью усилителя DA3, так
и по сигналам DA4. Принципиальной разницы нет, но традиционно
(что видно по всем приведенным примерам) сигнал рассогласования
вырабатывается усилителем DA3, а усилитель DA4 используется
в составе схемы защиты для принудительного ограничения длитель-
ности импульсов управления и блокировки ШИМ-преобразователя.
В схеме, представленной на рис. 2.11, слежение за выходным уров-
нем этого канала выполняется с помощью операционного усилителя
DA3, входы которого выведены через выводы TL494/1 и TL494/2.
Выходы усилителей соединены через развязывающие диоды. При
нормальном режиме работы источника питания на выходе усилителя
DA4 установлено нулевое напряжение, и оно не оказывает влияния
на сигнал, действующий на выходе усилителя DA3. Усилитель DA4
не охвачен обратной связью, поэтому его работа аналогична функ-
ционированию компаратора - выход этого усилителя может иметь
только два состояния: низкого и высокого уровней. Процесс перехода
из одного состояния в другое происходит достаточно быстро.
При низком уровне на выходе DA4 диод D2 закрыт, а при высоком
уровне этот диод открывается. Выходной уровень усилителя зависит
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ 89
от соотношения напряжений на выводах TL494/16 и TL494/15, через
которые подводятся входные сигналы к усилителю DA4. В схеме,
приведенной на рис. 2.11, вывод TL494/16 подключен к общему про-
воду вторичной цепи. На вход TL494/15 подведено напряжение от
делителя на резисторах R24 и R25. Резисторы делителя запитывают-
ся от датчика ширины импульсов управления (подводится к точке
соединения R24 и R25) и источника напряжения, подключенного
между выходом вторичного канала +5 В и выводом TL494/14. От
датчика длительности импульсов управления на делитель поступает
отрицательное напряжение, которое формируется на конденсаторе
С7, куда оно подается от датчика, выполненного на трансформато-
ре Т1.
Во вторичной цепи трансформатора включен двухполупериодный
выпрямитель, с помощью которого выделяются импульсы отрица-
тельной полярности. Импульсный сигнал сглаживается фильтром,
состоящим из резистора R23 и конденсатора С7. Соотношение ре-
зисторов R24-R27, подключенных к входу TL494/15, выбрано так,
чтобы в режиме нормальной работы напряжение на этом выводе
было положительным. Этим обеспечивается установка нулевого
уровня на выходе DA4,
При возникновении перегрузки и расширении импульсов управ-
ления силовым каскадом отрицательное напряжение на конденса-
торе С7 повышается. Рост отрицательного напряжения приводит
к снижению положительного потенциала на выводе TL494/15. Ког-
да напряжение на этом выводе уменьшится до нулевого уровня,
усилитель DA4 переключится, и на его выходе появится высокое
напряжение. Его значение превышает выходной уровень усилите-
ля DA3, диод D1 оказывается закрытым, а выход DA3 - блокиро-
ванным. Переключение DA4 протекает быстро и проходит через
стадию, в течение которой нарастающим напряжением вызывается
принудительное ограничение длительности выходных импульсов
ШИМ-преобразователя. Перед полной блокировкой ширина им-
пульсов плавно, но достаточно быстро уменьшается до нуля. Гене-
рация импульсов прекращается, ритмичное переключение силовых
транзисторов останавливается. Передача энергии через импульсный
трансформатор отсутствует, вторичные цепи обесточиваются.
С помощью усилителя DA4 в схеме защиты выполняется сле-
жение только за длительностью импульсов управления. Осталь-
ные функциональные узлы контроля состояния вторичных цепей
воздействуют на микросхему TL494 через неинвертирующий вход
90 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
внутреннего компаратора мертвой зоны DA1, соединенный с выво-
дом 4 этой микросхемы.
К выводу TL494/4 подключены схемы «медленного» запуска,
выход схемы защиты и каскад, шунтирующий схему защиты в те-
чение инициализации узлов источника питания. «Медленный» за-
пуск обеспечивается за счет применения дифференцирующей цепи
на конденсаторе С2 и резисторе R14. Выходным активным элемен-
том системы защиты является транзистор Q2. К его коллектору по
схеме ИЛИ подключен ключевой транзистор Q1. К базе этого тран-
зистора подсоединен резистивный делитель R7 и R8. Верхний по
схеме резистор R7 делителя через конденсатор С1 соединен с шиной
питания микросхемы TL494. Когда на этой шине появляется питаю-
щее напряжение, на базе транзистора Q1 возникает положительный
импульс. Положительным импульсом транзистор Q1 открывается, и
в течение времени перезарядки конденсатора С1 на его коллекторе
поддерживается напряжение, близкое к потенциалу общего прово-
да. Вторичные напряжения нарастают с задержкой относительно
всех напряжений питания каскадов защиты и микросхемы ШИМ-
управления TL494.
Благодаря работе транзистора Q1 в начальный момент исключа-
ется, возможность появления положительного потенциала на вхо-
де TL494/4. Только после появления нормальных уровней в цепях
вторичных каналов транзистор Q1 переключается и остается в за-
крытом состоянии до конца рабочего цикла источника питания. За-
крытый транзистор не мешает работе выходного каскада системы "
защиты на Q2.
Рабочее состояние источника питания сохраняется до тех пор,
пока на коллекторе Q2 не появится положительный потенциал,
который через диод D4 передается на вход TL494/4. С появлени-
ем этого напряжения прекращается функционирование импульс-
ного преобразователя. Положительное напряжение достаточного '
уровня для блокировки микросхемы TL494 будет присутствовать
на коллекторе Q2, если он окажется в закрытом состоянии. База
транзистора Q2 постоянно подключена к общему проводу, поэтому
для поддержания его в проводящем состоянии на эмиттере должен
быть установлен потенциал, равный примерно -0,7...-0,8 В. Для
формирования такого напряжения используется схема, состоящая
из элементов D9, R21, R22, R13 и D6. На диоде D9 и резисто-
ре R22 собран датчик фиксации КЗ, а на стабилитроне - датчик
превышения уровня напряжения по каналу +12 В. Если уровни
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ 91_
напряжений по выходам отрицательных каналов нормальны, то
в точке соединения диода D9 и резистора R22 напряжение состав-
ляет -5,8 В. Делителем напряжения, состоящим из резисторов R13
и R21, на эмиттере транзистора Q2 устанавливается напряжение
-0,7...-0,8 В. Пока уровень напряжения в канале +12 В находится
в допустимых пределах, наличие стабилитрона D6 на работу тран-
зисторного каскада на Q2 влияния не оказывает. Переключение
транзистора Q2 может произойти только в случае резкого паде-
ния уровня любого из вторичных каналов с отрицательными но-
миналами напряжений. При этом напряжение на катоде диода D9
приблизится к потенциалу общего провода, что также отразится
на уровне напряжения на эмиттере Q2. Транзистор закроется, и
напряжение опорного источника от TL494/14 через диод D4 по-
ступит на бход TL494/4. Второе условие, которое окажется доста-
точным для увеличения положительного потенциала на эмиттере
Q2, - рост напряжения по каналу +12 В выше уровня стабилиза-
ции стабилитрона D6, которое составляет 15 В. Если это условие
выполняется, то, несмотря на нормальное состояние напряжений
по отрицательным каналам, потенциал на эмиттере Q2 будет ну-
левым или даже положительным. Транзистор закроется, и далее
заблокируется микросхема TL494.
Наряду с рассмотренными каскадами к эмиттеру Q2 подключе-
ны датчики короткого замыкания по основным вторичным каналам.
Выполнены они на двух компараторах DA1 и DA2 из состава мик-
росхемы LM339. На неинвертирующих входах каждого из компа-
раторов установлен общий опорный уровень, сформированный от
стабильного напряжения, вырабатываемого на выводе TL494/14. На
инвертирующие входы компараторов поданы напряжения, пропор-
циональные уровням выходов по каналам +5 и +12 В.
В исходном состоянии уровень опорного напряжения на входах
DA1/7 и DA2/5 ниже, чем на инвертирующих входах. Напряжение
на выходах низкое. Каждый выход подключен к эмиттеру Q2 через
диоды развязки. Падение напряжения в одном или обоих основ-
ных каналах вызовет переключение выходного уровня компарато-
ра. Через соответствующий диод развязки D2 или D3 и диод D5
положительное напряжение поступит на эмиттер Q2, вызывая его
запирание. С момента запирания транзистора Q2 начинаются по-
следовательные переключения внутренних элементов микросхемы
TL494, которые приводят к отключению ее выходных каскадов и
обесточиванию вторичных цепей.
92 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
Логика микропроцессорной системы ПК организована таким об-
разом, что для инициализации ее нормального функционирования
требуется подача не только определенного напряжения питания, но
и служебных сигналов. Импульсный преобразователь напряжения
вырабатывает сигнал высокого логического уровня ддя информиро-
вания центрального процессора системного блока о том, что,напря-
жения питания приняли номинальное значение и компьютер может
начинать свою работу.
Вернемся назад и вспомним, что в схеме, представленной на
рис. 2.2, узлом на транзисторе Q7 вырабатывается сигнал «Питание
в норме» (POWERGOOD). Сигнал снимается с коллектора транзис-
тора Q7. В исходном состоянии вторичных цепей, когда напряжения
на них отсутствуют, каскад на Q7 обесточен. Питание коллекторной
цепи транзистора Q7 осуществляется от выходной цепи вторичного
напряжения канала +5 В. Принцип срабатывания каскада на этом
транзисторе аналогичен функционированию узла на транзисторе
Q2. Базовая цепь транзистора Q7 соединена с выходом канала +5 В
через оксидный конденсатор С22. Появление положительного на-
пряжения на выходе; этого канала сопровождается возникновением
положительного потенциала на отрицательной обкладке С22. Этот
потенциал через резистор R36 поступает на базу транзистора Q7.
Эмиттер транзистора Q7 соединен с общим проводом, поэтому воз-
растающее базовое напряжение открывает транзистор. Когда по-
тенциал на базе увеличивается до уровня 0,7...0,8 В, транзистор Q7
переходит в насыщение, и напряжение на его коллекторе падает до
Низкого логического уровня. По мере заряда конденсатора С22 на-
пряжение на базе транзистора Q7 снижается, и он закрывается. На-
пряжение на коллекторе транзистора возрастает до уровня питания,
равного +5 В.
Внимание, важно!
Сигнал «Питание в норме» вырабатывается при каждом включении
источника питания. Если через короткий промежуток времени по-
является необходимость повторного включения источника питания,
то необходимо полностью разрядить конденсатор С22. В цепь уско-
ренного разряда конденсатора введен диод D23, шунтирующий со-
противления резистивного делителя на R36 и R37. Разряд этого кон-
денсатора после отключения электропитания осуществляется через
диод D23, минуя резистивные элементы.
Это важно учитывать при использовании блоков питания для ПК
в непрофильных целях, к примеру так, как часто использую их я, -
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ
93
в качестве блоков питания для различных электронных самоделок и
даже для питания относительно мощной (в режиме «передача», ток
10 А) радиостанции.
2.2.6. Схемы формирования сигнала
POWERGOOD
Существует определенное разнообразие схем формирования сигна-
ла POWERGOOD. Они отличаются сложностью схемотехники и
алгоритмом работы.
Так, для формирования сигнала «Питание в норме» в различных
схемах часто применяется интегральная микросхема типа LM339,
структурная схема которой представлена на рис. 2.12.
Рис, 2.12. Структурная схема LM339
Разводка выводов приведена для исполнения в пластиковом кор-
пусе типа DIP.
Микросхема содержит четыре одинаковых компаратора напряже-
ний.
Выходные каскады в них имеют транзисторные ключи с откры-
тым коллектором. Для нормального функционирования выход ком-
паратора подключается к источнику положительного напряжения
через токозадающий резистор. Положительное напряжение питания
на все элементы микросхемы подается через вывод 3. Общий прозод
схемы, соединенный с выводом 12, подключается к отрицательному
полюсу источника питания.
Высокий уровень сигнала «Питание в норме» устанавливается
при достижении вторичными напряжениями номинальных величин.
Используется несколько способов формирования сигнала «Пита-
ние в норме». Он может выполняться прямым измерением порога-
94
ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
вым устройством выходного напряжения в канале +5 В или приме-
нением каскада, обеспечивающего задержку нарастания основного
напряжения на выходе схемы и подачи .его на вывод PG.
В схеме, представленной на рис. 2.13, генерация сигнала «Пита-
ние в норме» происходит в результате косвенной оценки уровня на-
пряжения вторичного канала +5 В.
Рис. 2.13. Схема для генерации сигнала «Питание в норме»
В электронном каскаде применены один интегральный компара-
тор из состава микросхемы LM339 и эмиттерный повторитель на-
пряжения на Q1. Благодаря применению компаратора на шине PG
сигнал имеет ступенчатый характер с крутым фронтом. Этим ис-
ключается неустойчивая работа цифровых схем нагрузки, возмож-
ная при плавном нарастании уровней импульсов.
В начальный момент работы схемы напряжение питания появ-
ляется на микросхеме ШИМ-преобразователя TL494. Внутренний
источник опорного напряжения на выводе TL494/14 формирует
опорное стабилизированное напряжение +5 В, которое через ре-
зистивный делитель 'на R3, R4 подается на инвертирующий вход
усилителя DA3 микросхемы TL494. Пока на выходе вторичного
канала +5 В напряжение не достигнет номинального значения, на-
пряжение на выходе усилителя DA3 будет иметь низкий уровень.
К выходу TL494/3 подключена база эмиттерного повторителя на-
пряжения. Низкий уровень с этого выхода микросхемы передается
в эмиттерную цепь транзистора и далее на неинвертирующии вход
компаратора микросхемы LM339. На втором входе выставлен опор-
ный уровень напряжения, снимаемый с резистивного делителя на-
пряжения на резисторах R9 и R10.
Резистивный делитель включен между выходом TL494/14 и об-
щим проводом. Напряжение на входе LM339/6 компаратора превы-
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ Jtf
шает уровень, установленный на выводе 7. Напряжение на выходе
компаратора низкое. В процессе «медленного» запуска источника
питания происходит постепенное повышение напряжения на выхо-
де канала +5 В, которое передается на вход TL494/1 внутреннего
усилителя ошибки DA3. По мере увеличения разности потенциалов
между входами усилителя DA3 на его выходе происходит изменение
напряжения.
Оно получает положительное приращение и достигает уровня,
при котором открывается диод D1. Через открытый диод поло-
жительный потенциал проходит на внутренние каскады микросхе-
мы TL494, а также на базу транзистора Q1. Повышение базового
напряжения повторяется на эмиттере Q1 и передается на вход 7
компаратора микросхемы LM339. Когда напряжение на этом входе
сравняется с уровнем, установленным на втором входе, - выводе 6,
произойдет переключение компаратора, и на его выходе возникнет
потенциал, близкий по значению выходному напряжению канала
+5 В. Напряжение на выходе 1 компаратора появляется с задержкой
относительно момента установки выходных уровней во вторичных
каналах источника питания. Дополнительная задержка обеспечива-
ется подключением к эмиттеру транзистора Q1 оксидного конден-
сатора С2. Заряд на конденсаторе нарастает плавно, задержку по-
явления высокого уровня сигнала «Питание в норме» можно регу-
лировать как величиной емкости конденсатора С2, так и номиналом
резистора R7, через который происходит процесс заряда.
Таким образом, данная схема не содержит элементов слежения за
уровнем напряжения непосредственно на выходе канала +5 В (за
исключением усилителя DA3 микросхемы TL494). Решение о до-.
стижении вторичными напряжениями номинальных уровней при-
нимается по виду сигнала на выводе TL494/3 в момент начала их
активной регулировки микросхемой TL494.
В схеме, элементы которой изображены на рис. 2.14, формиро-
вание сигнала «Питание в норме» производится при предполагае-
мом условии, что во вторичных цепях все процессы протекают
нормально.
Уровни вторичных напряжений в схеме не оцениваются. Схема
разработана с учетом последовательности появления напряжений
питания каскада ШИМ-управления. Положительный перепад сиг-
нала вырабатывается пороговыми схемами. Выходной каскад вы-
полнен на транзисторном ключе, коллекторная нагрузка которого
(резистор R6) подключена к напряжению вторичного канала +5 В.
96
ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
Принцип работы электрической схемы, приведенной на рис. 2.14,
становится понятным, если проследить динамику процесса появле-
ния питающих напряжений в каскаде ШИМ-преобразователя.
Питание
норме
Рис. 2.14. Электрическая схема ШИМ-управления
Когда источник питания подключается к первичной сети, воз-
буждается схема обеспечения начального питания каскада ШИМ-
управления. Появляется напряжение питания этого каскада, посту-
пающее на TL494/12. При достижении этим напряжением уровня
+7 В происходит запуск внутренних функциональных узлов схемы
ШИМ-преобразователя, а на его вывод 14 поступает опорное напря-
жение с номинальным уровнем +5 В. Этим опорным напряжением
запитывается микросхема компаратора, и от него же устанавливает-
ся уровень напряжения на выводах 5 и 6. В это время продолжается
увеличение потенциала на TL494/14 и, соответственно, на стабилит-
роне D1. Пока его напряжение не превысит уровня стабилизации,
потенциал на резисторе R1 будет оставаться нулевым.
Уровень на выходе верхнего по схеме компаратора также нулевой.
На аноде диода D3, соединецном с входом 4 второго компаратора,
напряжение имеет значение +0,8 В, до этого уровня через резистор
R4 и заряжается конденсатор С1. Так как опорное напряжение на
входе 5 больше уровня на входе 4, на выходе второго компаратора
устанавливается напряжение, равное опорному.
ЦЕПИ ЗАЩИТЫ И ЦЕПИ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ
97
Транзисторным ключом Q1 высокий уровень инвертируется. Ког-
да происходит «пробой» стабилитрона и напряжение на резисторе
R1 достигает уровня опоры, установленной на входе DA1/7, ком-
паратор переключается. Диод D3 оказывается под закрывающим
напряжением. Напряжение на аноде D3 плавно повышается благо-
даря заряду конденсатора С1. Постоянная времени заряда зависит
от значения емкости самого конденсатора С1 и резистора R4. По-
тенциал на С1 нарастает до уровня опорного напряжения. В мо-
мент сравнения напряжений на входах DA2/4 и DA2/5 компаратор
DA2 опрокидывается, и на его выходе уровень спадает практиче-
ски до потенциала общего провода. Транзисторный ключ на Q1 за-
крывается, на его коллекторе напряжение равно уровню, который
в данный момент достигнут во вторичном канале +5 В. Применение
компараторов в схеме обеспечивает формирование выходного сиг-
нала с крутым фронтом. Без них изменение напряжения в цепи PG
происходило бы плавно, отслеживая нарастание или спад уровня на
конденсаторе С1.
На рис. 2.15 показан фрагмент принципиальной схемы вторичной
цепи импульсного источника питания.
fc* |и
ОГ • R1
1
kc, СКО
R8.
Рис. 2.15. Фрагмент принципиальной схемы вторичной цепи ИИП
В состав фрагмента включена цепь выпрямления и фильтрации
напряжения канала +5 В, а также узел, вырабатывающий сигнал
POWERGOOD, выполненный с применением компараторов из мик-
росхемы LM339.
Особенность данной схемы состоит в том, что при включении
источника питания происходит формирование сигнала «Питание
98 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКОЙ ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
в норме» с задержкой относительно вторичных напряжений, а при
отключении блока питания от сети этот служебный сигнал снима-
ется до спада уровней вторичных напряжений.
Для работы узла формирования сигнала «Питание в норме» ис-
пользуются только вторичные напряжения источника питания.
Питание компараторов микросхемы LM339 осуществляется от ста-
билизированного напряжения канала +5 В. Этим же напряжением
устанавливаются опорные уровни на входах компаратора. К одному
из выводов вторичной обмотки канала +5 В подключен однополу-
периодный выпрямитель положительного напряжения на диоде D1.
Выпрямитель нагружен на RC фильтр (элементы Rl, C1) и ре-
зистивный делитель на резисторах R2 и R3. Керамический конден-
сатор С1 имеет относительно небольшую емкость (несколько тысяч
пикофарад), по сравнению с фильтрующими конденсаторами, уста-
новленными на выходе канала +5 В. Заряд С1 происходит очень
быстро и достигает уровня, равного амплитуде действующих на вто-
ричной обмотке импульсов, то есть 10 В.
Когда напряжение на выводе LM339/3 возрастет до минимально-
го уровня питания компараторов, на входе LM339/9 начнет действо-
вать потенциал, превышающий значение напряжения на LM339/8.
Напряжение на выходе компаратора DA1/14 в этой ситуации име-
ет высокий уровень, его абсолютное значение определяется сте- .
пенью заряда выходных конденсаторов канала +5 В. С некоторой
задержкой относительно вывода 9 напряжение нарастает на входе
10, а уровень напряжения на LM339/11 зависит от времени заря-
да конденсатора С5. Заряд происходит через резистор R9. Емкость
конденсатора С5 может составлять несколько микрофарад, а сопро-
тивление резистора R9 - примерно 50 кОм. Между выводами ,9 и
11 включен резистор R7 достаточно большого номинала, благодаря
которому обеспечивается развязка, а также разнесение по времени
нарастания напряжений на них.
В начальный момент работы схемы, когда заряд на конденсаторе
С5 полностью отсутствует и ток, протекающий через него, максима-
лен, напряжение на выводе LM339/11 определяется соотношением
сопротивлений резисторов R7 и R8. Сопротивление R8 во много
раз меньше, чем у резистора R7, поэтому потенциал в точке их со-
единения близок к уровню общего провода.
Цепь заряда конденсатора С4 также имеет меньшую постоянную
времени, чем цепь заряда конденсатора С5, поэтому более высокий
уровень напряжения первоначально появляется на входе LM339/10.
ПРОВЕРОЧНЫЕ И ТЕСТОВЫЕ РАБОТЫ С БЛОКАМИ ПИТАНИЯ ПК 99
Выходное напряжение компаратора DA2 практически сразу после
включения источника имеет на выходе низкий уровень. Через со-
противления резисторов R8 и R9 заряжается конденсатор С5. Когда
напряжение на нем превысит потенциал на конденсаторе С4, про-
изойдет переключение DA2, и на его выходе скачком появится вы-
сокий уровень напряжения.
Конденсаторы цепи фильтрации импульсного напряжения канала
+5 В имеют достаточно большую емкость, чтобы сохранять заряд
после отключения источника питания от сети. В цепи выпрямителя
на диоде D1 установлен конденсатор небольшой емкости, уровень
напряжения на котором быстро изменяется при флуктуациях на-
пряжения на вторичной обмотке трансформатора Т.
В результате исчезновения импульсов напряжения на вторичной
обмотке конденсатор С1 быстро разрядится. В точке соединения ре-
зисторов R2 и R3 уровень также упадет раньше, чем это произойдет
на входе LM339/8. Уровень на выходе компаратора DA1 изменится
от высокого к низкому. Выходной транзистор компаратора DA1 бу-
дет открыт, и через него начнется разряд конденсатора С5. Посто-
янная времени разряда этого конденсатора зависит от его собствен-
ной емкости и величины сопротивления резистора R8. Однако она
значительно меньше, чем постоянная времени разряда конденсатора
С4. Спад напряжения на С5 произойдет быстрее, чем на С4. На вы-
ходе компаратора DA2 высокий уровень также изменится на низ-
кий. Сброс активного уровня на шине «Питание в норме» инфор-
мирует центральный процессор системного блока о необходимости
завершения рабочего цикла и остановки.
2.3. Проверочные и тестовые работы
с блоками питания ПК
Безусловно, каждое изделие имеет свои особенности тестирования,
кроме того, организация рабочего места требует индивидуального
подхода. Материал данного раздела посвящен конкретным особен-
ностям работы с импульсными источниками питания, построенны-
ми на основе принципиальной схемы, соответствующей рис. 2.2.
Внимание, важно!
Все предварительные проверки функционирования отдельных уз-
лов импульсного преобразователя должны производиться только от
100 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
внешних источников питания. Применение иных источников питания
и особенно подключение преобразователя непосредственно к сети
переменного тока 220 В может привести к дальнейшему поврежде-
нию тестируемого прибора.
2.3.1. Проверка каскада ШИМ-преобразователя
Если в процессе функционирования источника питания отмечены
отклонения от его нормального режима работы или произошел пол-
ный его отказ, проверку работоспособности преобразователя следу-
ет производить поэтапно, последовательно включая узлы схемы.
Последовательная проверка необходима как для локализации неис-
правности, так и для обеспечения максимальной личной безопас-
ности.
Для облегчения собственной работы по проверке функциониро-
вания каскадов формирования ШИМ-последовательностей следует
предварительно выяснить следующие ключевые моменты:
• какЬй способ подачи питания на ШИМ-преобразователь при-
меняется в данном изделии;
• какая схема защиты используется; при этом необходимо опре-
делить цепи микросхемы TL494, к которым подключаются кас-
кады защиты.
Правильная идентификация типа схемы позволит правильно под-
ключить внешние источники питания и измерительные приборы.
На начальном этапе целесообразно проконтролировать коррект-
ность процесса генерации импульсных последовательностей на вы-
ходах микросхемы IC1 и формирования сигналов внешнего воз-
буждения промежуточным усилителем на транзисторах Q3 и Q4.
Для проверки работоспособности этих узлов достаточно двух ис-
точников стабилизированных положительных напряжений, а также
любого осциллографа.
При подключении оборудования электропитания все приборы
должны быть обесточены. Схема подключения стабилизированных
источников питания к узлу ШИМ-преобразователя для проверки
его функционирования приведена на рис. 2.16.
Позиционные обозначения элементов соответствуют их обозначе-
нию на принципиальной схеме, представленной на рис. 2.2.
На схеме показано, что диод D4 исключен из цепи, в которой он
установлен. Это сделать необходимо, иначе во время проверки в от-
сутствие вторичных напряжений будет происходить срабатывание
ПРОВЕРОЧНЫЕ И ТЕСТОВЫЕ РАБОТЫ С БЛОКАМИ ПИТАНИЯ ПК
101
0 0-
"!■'
.?5 8
Сггю б и л щи ро 6а н н ь» й .'.
источник 2 \
' ■ : Ъ В ' -:. ' . ..■■;!" •
Импульсный блок 'питаний.
.IC1
^
|R-6v
■ Rt3 .
2.16. Схема подключения стабилизированных источников питания
к узлу ШИМ-преобразователя
защиты и возникнет блокировка выходных каскадод микросхемы
TL494. Остальные элементы преобразователя не окажут влияния на
ход проверки.
Внимание, важно!
Отключение системы защиты необходимо произвести при рабо-
те с любым преобразователем. Предварительно следует опре-
делить тип схемы защиты, элементы, входящие в ее состав, что-
бы при отключении не внести изменений в работу каскада ШИМ-
преобразователя.
Напряжение питания, подаваемое от внешнего стабилизирован-
ного источника 1, должно составлять +22...25 В. Уровень напряже-
ния на источнике 2 должен быть равен +5 В.
Оба внешних источника питания должны включаться одновре-
менно. После включения источника 1 напряжение будет подано на
микросхему IC1 и промежуточный усилитель на транзисторах Q3
и Q4. После подачи питания микросхема IC1 перейдет в режим ав-
томатической генерации импульсных последовательностей на своих
выходах 1С 1/8 и 1С 1/11. Измерение параметров сигналов и конт-
роль режимов работы элементов следует проводить относительно
общего провода вторичной цепи (отрицательный полюс внешнего
источника). Прохождение импульсных сигналов в данном режиме
питания схемы преобразователя можно проверить через согласую-
щий трансформатор ТЗ, также их можно найти в базовых цепях си-
ловых транзисторов усилителя мощности.
102 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
Характеристики импульсов в базовой цепи транзистора Q5 из-
меряются относительно эмиттера Q5. Точно так же все измерения
в базовой цепи Q6 производятся относительно эмиттера Q6. Ис-
точник питания 2 имитирует работу выходных цепей вторичного
канала +5 В. Изменением (в небольших пределах) напряжения этого
источника проверяется функция слежения ШИМ-преобразователя
за уровнем вторичного канала. При понижении уровня напряжения
источника 2 положительные импульсы на коллекторах транзисторов
Q3 и Q4 должны расширяться. При повышении напряжения источ-
ника выше номинального значения длительность положительных
импульсов сокращается.
2.3.2. Безопасная проверка функционирования
силового каскада
Если при проверке функционирования каскадов ШИМ-преобразова-
теля и промежуточного усилителя не обнаружено отклонений от
нормального режима, можно подключать питающее напряжение
к усилителю мощности. Для этого отрицательный полюс источника
питания 1 следует соединить с эмиттернои цепью транзистора Q6,
а положительный полюс этого же источника подключить к коллек-
торной цепи транзистора Q5. При этом все соединения, выполнен-
ные для проверки ШИМ-преобразователя, должны быть сохранены.
После одновременного включения обоих внешних стабилизиро-
ванных источников питания должна запуститься микросхема IC1.
Если в каскаде усилителя мощности нет поврежденных элементов,
то в точке соединения конденсаторов сетевого фильтра СЮ и СИ
уровень напряжения будет равен половине напряжения источника 1.
На коллекторе транзистора Q6 должен наблюдаться трехуров-
невый импульсный сигнал, полный размах которого равен напря-
жению питания усилителя мощности. Измерения режимов работы
усилителя мощности следует проводить относительно эмиттернои
цепи транзистора Q6.
При использовании внешних низковольтных источников посто-
янного напряжения на вторичных обмотках силового трансформато-
ра Т4 будут присутствовать импульсные колебания с пониженными
уровнями, а именно трехуровневые колебания с паузой, наблюдае-
мой при переходе сигнала через нулевой уровень. На выходах вы-
прямителей появятся униполярные импульсы. По частоте их следо-
вания можно оценить правильность работы каждого из диодой вы-
ПРОВЕРОЧНЫЕ И ТЕСТОВЫЕ РАБОТЫ С БЛОКАМИ ПИТАНИЯ ПК
103
прямителя. В указанном режиме подключения источников питания
импульсы на выходе выпрямителя канала +5 В будут отсутствовать.
По окончании проверки необходимо отключить все источники
питания от преобразователя, а также восстановить все соединения,
нарушенные в процессе подготовки к проведению диагностики.
2.3.3. Окончательная проверка ИИП
Завершающий этап контроля параметров импульсного источника
питания следует выполнять только после предварительного прогона
отдельных узлов от дополнительных внешних источников постоян-
ного напряжения. На последней стадии все каскады преобразовате-
ля проверяются при подключении к источнику переменного напря-
жения номинального уровня, поэтому все неисправности должны
быть устранены в процессе предварительной проверки.
Проведение проверки работоспособности всех функциональных
узлов и проведение измерений с применением осциллографа следу-
ет выполнять при подключении тестируемого изделия к первичной
сети через развязывающий трансформатор (ЛАТР).
Схема, демонстрирующая такое подключение, приведена на
рис. 2.17.
РазбязьЕюющий
трансформатор
Рис. 2.17. Схема подключения ИИП для проверки
через развязывающий трансформатор
Трансформатор VT первичной обмоткой соединен с первичной
сетью 220 В. К вторичной обмотке подключен тестируемый им-
пульсный источник питания. Напряжение вторичной обмотки
трансформатора должно укладываться в допуск на входное напря-
жение ИИП. При соблюдении этого условия вторичные напряже-
ния будут иметь номинальные уровни напряжений, все пороговые
устройства системы защиты будут корректно работать. Измерения
104 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
с помощью осциллографа можно производить относительно любой
точки схемы.
Внимание, важно!
Несмотря на наличие развязывающего трансформатора, все рабо-
ты следует выполнять, соблюдая общепринятые меры предосто-
рожности.
Будьте предельно внимательны, так как действующие напряжения
первичной цепи преобразователя имеют уровни, превышающие
310 В. Когда источник находится под напряжением питания, кате-
горически запрещается трогать руками элементы первичной сети.
2.4. Основные неисправности ИИП,
Проведение ремонтных работ любого электронного устройства в
большинстве случаев имеет комплексный характер. Поиск неис-
правности, ее локализация и устранение проводятся с помощью
контрольно-диагностических измерительных приборов.
После любого вида ремонтно-восстановительных работ необхо-
димо проводить тщательную предварительную проверку функцио-
нирования узлов блока питания по методике, приведенной в пре-
дыдущем разделе.
В некоторых случаях постепенная проверка каскадов позволяет
обнаружить дефекты, не выявленные ранее, и проконтролировать
правильность проведенных замен элементов. Все операции по изме-
рению электрических режимов работы элементов силового каскада
следует проводить согласно рис. 2.17 при подключении источника
питания к сети через трансформатор развязки.
При проведении диагностики основных полупроводниковых
приборов необходимо проверять и пассивные элементы, задающие
электрические режимы функционирования активных компонентов.
В приложении на этот счет представлена дополнительная информа-
ция по отбору и методике проверки пассивных электронных компо-
нентов и выбора мощных транзисторов для ИИП.
Нередко дефект, вызванный отказом именно пассивных элемен-
тов, является причиной потери работоспособности узла на активных
приборах. Перед принятием окончательного решения по поводу за-
мены того или иного элемента убедитесь в нормальном состоянии
ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ИИП, МЕТОДЫ ИХ ПОИСКА И УСТРАНЕНИЯ 105
печатных проводников платы и пассивных элементов (проведя их
визуальный внешний осмотр).
В качестве рекомендаций по проведению ремонтных работ осо-
бо отмечаю необходимость всестороннего анализа причин, которые
могли привести к появлению дефекта или отказу работоспособно1
сти. При выявлении причины нужно восстановить логику действий,
вызвавших тот или иной отказ, на основании которых легче спрог-
нозировать возможные неисправности элементов и локализовать их.
Если возникает необходимость замены элементов, ее следует про-
водить с использованием оригинальных компонентов или самых
близких функциональных аналогов (см. приложение).
При этом подборе элементов в первую очередь учитываются па-
раметры, наиболее критичные для функционирования в конкрет-
ных условиях. К ним относятся тепловые режимы, максимальные
величины тока или напряжения используемого прибора. Локализо-
вать неисправный узел можно по внешним признакам проявления
дефекта и, соответственно, наметить план действий по выявлению
возникшей неисправности.
Далее разберем несколько возможных (часто встречающихся) не-
исправностей ИИП.
2.4.7. Анализ и способы локализации
часто встречающихся неисправностей ИИП
При включении блока питания сгорает предохранитель
Возможная причина: в каскаде усилителя мощности неисправны си-
ловые транзисторы.
Алгоритм поиска неисправности:
1. При отключенном электропитании импульсного преобразо-
вателя тестером провести проверку целостности внутренней
структуры силовых транзисторов Q5 и Q6. Дополнительно
проверить отсутствие электрического контакта корпусов этих*
транзисторов с радиатором. Во время проверки транзисторов
следует учитывать, что во внутренней структуре мощных по-
лупроводниковых приборов могут быть включены дополни-
тельные диоды между эмиттером и коллектором или между
эмиттером и базой (что оказывает влияние на замер сопро-
тивлений между переходами).
2. Если требуется замена транзисторов, то аналоги должны со-
ответствовать оригинальным приборам по рабочим уровням
напряжений, тока, а также по частотным характеристикам. Вы-
106 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
ход из строя силовых транзисторов может повлечь за собой
отказ пассивных элементов, установленных в базовых цепях
транзисторов Q5 и Q6. Перед проведением контрольных про-
гонов при подключенном напряжении питания эти элементы
также должны быть предварительно проверены.
Возможная причина: выход из строя элементов, обеспечивающих
режим «медленного» запуска источника питания.
Алгоритм поиска неисправности:
1. Убедиться в целостности печатных проводников, соединяю-
щих элементы R16 и С6 с соответствующими выводами мик-
росхемы IC1.
2. Обязательно проконтролировать соответствие обозначенных
на элементах номиналов реальным параметрам, а также от-
сутствие повреждений на них.
3. Влияние указанных элементов на неисправность можно объ-
яснить следующими обстоятельствами. При подключении
источника питания к сети конденсаторы вторичных каналов
разряжены и находятся в состоянии КЗ. На начальном эта-
пе запуска схемы преобразователя включается узел принуди-
тельного ограничения длительности импульсов управления.
Работа узла основана на постепенном заряде конденсатора
С6, включенного в дифференцирующую цепь последовательно
с резистором R16. Принцип работы узла «медленного» запуска
описан в главе 2 выше.
4. Если произошло нарушение соединения конденсатора Сб и
резистора R16, то в начальный момент включения источника
на выводе 1С 1/4 спадающий положительный импульс появ-
ляться не будет. При отсутствии этого напряжения на 1С 1/4
компаратор «мертвой зоны» DA1 не будет оказывать влияния
на параметры последовательности импульсов. Длительность
импульсов возбуждения усилителя мощности будет макси-
мальна, так как источник питания работает практически на
короткозамкнутую нагрузку.
Возможная причина: переключатель S1 установлен неправильно,
вследствие чего уровень входного напряжения не соответствует но-
миналу.
Алгоритм поиска неисправности:
1. Если селектор входного напряжения S1 установлен в положе-
ние, соответствующее 115 В, то выпрямитель и сетевой фильтр
ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ИИП, МЕТОДЫ ИХ ПОИСКА И УСТРАНЕНИЯ 107
сконфигурированы для, работы по схеме удвоителя напряже-
ния. Включение такого источника в сеть 220 В приведет к по-
вышению постоянного напряжения на усилителе мощности
до уровня, превышающего 600 В, и повреждению оксидных
конденсаторов СЮ и СИ, транзисторов Q5 и Q6 и элементов
в базовых цепях силовых транзисторов.
2. После замены неисправных элементов перед включением ис-
точника в реальную сеть питания проведите полный комплекс
, проверок функционирования усилителя мощности в соответ-
ствии с методикой, изложенной выше в главе 2.
После подачи питания запуска источника не происходит
Возможная причина: неисправность в цепи фильтрации импульса
начального питания.
Алгоритм поиска неисправности:
1. В схеме с самовозбуждением уЗел начального питания ШИМ-
преобразователя IC1 подключается к выходу выпрямителя
канала +12 В. В схеме на рис. 2.2 это диод D18 и RC-фильтр
на С17, С18 и R31. Если есть повреждение в цепи, связываю-
щей указанные элементы, то начальный импульс не дойдет
до микросхемы IC1. Если же существуют повреждения кон-
денсаторов в цепи фильтрации, то импульс, действующий на
IC1/12, будет очень коротким, и внутренняя логика микро-
схемы не успеет выработать импульсы возбуждения усилите-
ля мощности.
2. Для проверки работы цепи подачи первичного питания на
микросхему IC1 при подключении источника питания к сети
переменного тока проконтролируйте появление положитель-
ного импульса на конденсаторе С18, его сглаживание на С17 и
подачу этого напряжения на вывод IC1/12. Контроль появле-
ния импульса начального питания, его преобразование в цепи
выпрямления и фильтрации и прохождение положительного
напряжения на IC1/12 проводить относительно общего про-
вода вторичной цепи.
Возможная причина: отказ элементов каскада задержки включения
защиты на транзисторе Q2.
Алгоритм поиска неисправности:
1. В начальный момент включения источника питания вслед-
ствие появления импульса положительной полярности на базе
108 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
Q2 транзистор открывается и шунтирует каскад датчиков пе-
регрузки вторичных цепей на Q1. Если импульс не появляется
или неисправен транзистор Q2, шунтирование не происходит.
В отсутствие вторичных напряжений транзистор Q1 закрыт,
и на его коллекторе устанавливается напряжение, равное по
уровню опорному, выработанному на 1С 1/14. Высокий уро-
вень напряжения через диод D4 поступит на 1С 1/4 и вызовет
блокировку ШИМ-преобразователя.
2. Контроль срабатывания каскада на транзисторе Q2 необхо-
димо проводить при подключении источника питания к се-
тевому питающему напряжению. Измерения осуществлять
относительно общего провода вторичной цепи питания. При
нормальной работе каскада на Q2 после появления импульса
начального питания на IC1/12 через конденсатор С5 проходит
положительный импульс, уровень которого делится на резис-
торах R4 и R5. Напряжение, пропорциональное соотношению
этих сопротивлений, поступает на базу Q2 и открывает его.
Транзистор переходит в состояние насыщения. По мере пере-
заряда конденсатора С5 напряжение на базе Q2 снижается, и
синхронцо с ним закрывается транзистор Q2. Для выявления
неисправного элемента необходимо проверить логику сраба-
тывания элементов в каскаде на транзисторе.
3. Если обнаружено, что в базовой цепи Q2 присутствуют отказав-
шие пассивные компоненты, замените их на элементы, аналогич-
ные по параметрам, так как их номиналы задают временные ха-
рактеристики начального шунтирования цепи защиты. В случае
отказа транзистора Q2 его можно заменить п-р-п-транзистором
малой мощности, к примеру КТ3102 в пластиковом корпусе
с любым буквенным индексом.
Возможная причина: после включения происходит блокировка
ШИМ-преобразователя.
Алгоритм поиска неисправности:
1. Блокировка ШИМ-преобразователя может возникать из-за
сигналов, поступающих на входы IC1/15 и IC1/4. Ложное сра-
батывание защиты по входу IC1/15 может возникнуть, если
нарушены связи между резисторами R13 R15. Если из трех
резисторов с IC1/15 соединен только один R14, то на этом
выводе будет отрицательное напряжение, поступающее от дат-
чика длительности импульсов управления на трансформаторе
ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ИИП, МЕТОДЫ ИХ ПОИСКА И УСТРАНЕНИЯ 109
ТЗ. Напряжение на IC1/15 будет ниже уровня общего провода,
к которому подключен вывод IC1/16. При таком соотношении
напряжений на указанных входах произойдет блокировка им-
пульсных последовательностей на выходах IC1.
2. Для проверки данного узла следует при выключенном источ-
нике питания проверить все соединения элементов, подклю-
ченных к IC1/15, на соответствие принципиальной схеме. Если
обнаружены повреждения печатных проводников, их следует
восстановить. В случае повреждения элементов их необходимо
заменить.
Возможная причина: происходит ложное срабатывание защиты из-за
нарушения электрических связей между элементами в эмиттерной
цепи Q1.
Алгоритм поиска неисправности:
1. При нормальном режиме работы источника питания транзис-
тор Q1 находится в проводящем состоянии. Уровень напряже-
ния на его коллекторе близок к потенциалу общего провода.
Если транзистор Q1 неисправен или нарушены связи между
эле?ментами, подключенными к его эмиттеру, напряжение на
коллекторе имеет положительный уровень. Через диод D4 оно
подается на вывод IC1/4 и приводит к блокировке ШИМ-пре-
образователя. После подачи питания отключение преобразова-
теля в случае неисправности элементов каскада на Q1 проис-
ходит довольно быстро, поэтому обычными измерительными
приборами зафиксировать момент появления положительного
напряжения на аноде D4 достаточно сложно.
2. Чтобы убедиться в исправности этого каскада, нужно при вы-
ключенном питании проверить правильность соединений эле-
ментов, подключенных к эмиттеру Q1. Проверить сам транзис-
тор Q1. Если обнаружен неисправный элемент, его заменяют
на аналогичный по параметрам. Так, транзистор Q1 можно за-
менить на отечественный аналог КТ3107 с любым буквенным
индексом.
Возможная причина: отказ микросхемы ШИМ-преобразователя или
элементов промежуточного усилителя.
Алгоритм поиска неиспрарности:
1. При отсутствии воздействий по входам IC1/4 и IC1/15, при-
водящим к блокировке ШИОД-преобразователя, микросхема
110 t ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИП
IC1 функционирует сразу после подачи питания на ее вывод
12. Проверку исправности микросхемы IC1 следует проводить,
предварительно отключив все элементы, воздействующие на
входы блокировки работы ШИМ-преобразователя. Все нагруз-
ки каналов вторичных напряжений должны быть отсоединены.
Для отключения элементов защиты по выводу 1С 1/4 нужно
отпаять один из выводов диода D4. При этом останутся вклю-
ченными элементы, обеспечивающие процесс «медленного»
запуска. Отпаяйте также один из выводов резистора R14, при
этом будет отключен датчик контроля длительности импуль-
сов возбуждения силового каскада.
2. Включите источник питания. Проверьте генерацию импульса
начального питания по появлению положительного напряже-
ния на выводе IC1/14. На выводе IC1/12 должно появиться
напряжение +5 В. Появление пилообразного напряжения на
выводе 1С 1/5 свидетельствует о нормальном запуске внутрен-
него генератора.
3. Если все предыдущие проверки дали положительный ре-
зультат, проконтролируйте появление импульсов на выводах
IC1/11 и IC1/8. Кратковременное появление импульсов на
выходах микросхемы может служить признаком нормального
ее запуска, но затем она может отключаться вследствие по-
явления сигнала блокировки.
4. Если такой эффект наблюдается, проверьте работоспособность
всех элементов, подключенных к выводам 1С 1/1,2,4,15. Полное
отсутствие переменных сигналов на сигнальных выводах и на-
пряжения +5 В на IC1/14 указывает на отказ микросхемы и
необходимость ее замены.
5. После проведения необходимых замен элементов все соедине-
ния восстановите.
6. Окончательное тестирование отремонтированного источника
питания должно проводиться при полной комплектации с под-
ключением всех узлов защиты.
Возможная причина: выход из строя резисторов смещения в базовых
цепях силовых транзисторов.
Алгоритм поиска неисправности:
1. Если в результате проверок предыдущих пунктов обнаружено
отсутствие импульса начального питания микросхемы IC1, не-
обходимо проверить исправность элементов в базовых цепях
ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ИИП, МЕТОДЫ ИХ ПОИСКА И УСТРАНЕНИЯ 111
силоЬых транзисторов. Отсутствие положительного смещения
в базовых цепях Q5 и Q6 приведет к нарушению условий ав-
тогенерации начального импульса питания и к невозможности
запуска.
2. Проверку проводить при отключенном напряжении питания.
Возможная причина: выход из строя резисторов в делителе на R7
hR8.
Алгоритм поиска неисправности:
1. Если неисправен резистор R7, то вывод IC1/1 постоянно
подключен к общему проводу через R8. На входах усилителя
ошибки DA3 (схема на рис. 2.5) постоянно будет присутство-
вать сигнал рассогласования, заставляющий ШИМ-преобра-
зователь увеличивать длительность импульсов управления
силовыми транзисторами. В результате напряжения во вторич-
ных каналах будут чрезмерно возрастать, и включится защита
по каналу +12 В. Либо от датчика на трансформаторе ТЗ на
микросхему IC1 поступит сигнал, свидетельствующий о слиш-
ком большой длительности импульсов управления, что также
вызовет блокировку ШИМ-преобразователя.
2. Отказ резистора R8 приведет к тому, что во вторичных кана-
лах уровни напряжений не будут повышаться до номинальных
значений. Сопротивления резисторов в плечах делителей на
R7, R8 и R9, R10 должны быть примерно одинаковы. Проверь-
те правильность соединений этих резисторов и их номиналы.
3. Неисправные резисторы несложно выявить на плате даже ви-
зуальным осмотром.
2.4.2. Особенные неисправности ИИП
В этом разделе рассмотрим сложные неисправности источников пи-
тания ПК, связанные с выходом из строя внутренних узлов.
Короткое замыкание в канале с отрицательным номиналом напря-
жения не вызывает блокировки источника
Возможная причина: нарушение электрических связей в канале за-
щиты от перегрузки на Q1.
Алгоритм поиска неисправности:
Такой эффект может возникнуть при КЗ в канале -5 В, если
неисправен диод D2 или он не подсоединен к выходу этого кана-
112 ОСОБЕННОСТИ СХЕМОТЕХНИКИ, ПРОВЕРКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ИИТ),
ла. Проверьте исправность диода и корректность его подключения
в электрической цепц.
Вторичные напряжения в норме, но с данным блоком питания
компьютер не включается
Возможная причина: нарушение работы узла формирования сигнала
«Питание в норме».
Алгоритм поиска неисправности:
1. Каскад на транзисторе Q7 вырабатывает сигнал высокого
логического уровня с задержкой относительно времени уста-
новления вторичных напряжений. При включении источника
питания и появлении вторичного напряжения +5 В на базе Q7
возникает положительный импульс, открывающий транзистор.
На его коллекторе устанавливается напряжение, близкое к по-
тенциалу общего провода. Постепенно положительный заряд
на отрицательной обкладке конденсатора С22 спадает, и тран-
зистор Q7 закрывается. На коллекторе появляется напряже-
ние, уровень которого равен значению, установившемуся во
вторичном канале +5 В. В отсутствие этого сигнала не про-
изойдет инициализации логики компьютерной системы.
2. Для того чтобы идентифицировать неисправность в каскаде
формирования сигнала «Питание в норме», при включении
источника проследите за срабатыванием элементов, подклю-
ченных к транзистору Q7, и самого транзистора. Отказавший
элемент замените.
В одном из вторичных каналов напряжение не достигает номи-
нального уровня
Возможная причина: отказ одного из диодов выпрямителя или от-
сутствие у него электрической связи с вторичной обмоткой.
Алгоритм поиска неисправности:
1. Если произошел отказ выпрямительного диода, то в контро-
лируемый канал будет поступать энергии в два раза меньше
номинального уровня.
2. Проверьте электрические соединения выпрямительных диодов
и их исправность. В случае отказа замените на аналогичные по
параметрам.
Блоки питания для компьютеров
12
2 Особенности схемотехники, проверки 55
и тестирования ИИП на основе БП ПК
3
ЭКСПЛУАТАЦИЯ
И РЕМОНТ
ИМПУЛЬСНЫХ
источников
БЕСПЕРЕБОЙНОГО
ПИТАНИЯ
4 Электронные схемы источников питания
своими руками
147
114 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
3.1. Особенности ИБП
Бесперебойные источники питания (ИБП) прочно вбшли в нашу
жизнь почти повсеместно. Они обеспечивают нормальную работу
персонального компьютера в течение 10-60 минут (в зависимости
от мощности ПК) и собственной конфигурации. Их же называют
еще UPS-Unit Power Supply - по первым буквам сокращения.
Вероятность отказа ИБП при частом отключении электроэнер-
гии невелика, тем не менее ИБП все чаще выходят из строя при
включении 220 В после аварии (после отключения электросети) -
из-за резонансных явлений, вызывающих перегрузку выходных и
входных цепей ИБП.
Для нормальной работы ПК необходимо, чтобы напряжение сети
220 В было достаточно стабильным, а уровень помех не превышал
определенной величины. При выборе способа подключения ИБП
к электросети и потребителям энергии (ПК, монитору, другим быто-
вым устройствам - при необходимости подобных преобразований)
необходимо учитывать следующие рекомендации:
• по возможности включайте ИБП к отдельным линиям элект-
ропитания со своими защитными автоматами;
• проверьте сопротивление шицы заземления (доли ома);
• убедитесь в отсутствии помех, бросков и провалов напряжения
питания;
• уровень помех в осветительной сети возрастает при увеличе-
нии внутреннего сопротивления линии электропитания, по-
этому не пользуйтесь (без крайней необходимости) удлини-
телями;
• не подключайте- к одному выходу (розетке) ИБП несколько
потребителей (ПК и другую бытовую технику - телевизор).
ИБП обычно рассчитан на работу в двух режимах сети перемен-
ного тока 115-127 В и 220-240 В и имеет мощность 350-2000 Вт.
Для подачи сетевого питания предусмотрен набор трехжильных
кабелей с стандартными разъемами. Кабель сетевого питания подсо-
единяется к разъему на задней стенке корпуса ИБП, на которой так-
же имеется гнездо для подключения кабеля питания дисплея. А мо-
жет такой ИБП «защищать» и достаточно дорогую телевизионную
панель, какую сегодня можно встретить почти в каждом доме (см.
рис. 3.1). О защите телевизоров можно сказать особо: при перепадах
сетевого напряжения бытовая техника, подключенная к сети даже
в дежурном режиме, может выйти из строя (особенно при грозе).
ОСОБЕННОСТИ ИБП
115
Рис. 3.1. ИБП WAR- 1000А защищает телевизор
Поэтому иногда проще предотвращать неприятности, чем потом их
локализовывать; в этом ИБП нет равных.
Если при активной эксплуатации ИБП (особенно в летнее время)
происходят перегрев устройства и его отключение из-за перегрузки,
обеспечьте дополнительное внешнее охлаждение, к примеру венти-
лятором или кондиционером. Во избежание нарушений оптималь-
ной циркуляции воздуха внутри корпуса ИБП проверьте наличие
всех заглушек на задней панели ПК.
Стабильная и гарантированная работа ИБП определяется со-
хранением емкости внутреннего аккумулятора и временем его не-
прерывной работы. В зависимости от конструкции, мощности, схе-
мотехнических решений при прочих равнозначных факторах срок
службы аккумулятора ИБП составляет 3-5 лет. При выходе ИБП
из строя он становится полностью неработоспособным. Чтобы про-
длить время безотказной работы ИБП и устройств, «нагруженных»
на него, необходимо использовать сетевые фильтры и дополнитель-
116
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
ные стабилизаторы напряжения - особенно в сельской местности -
при нестабильности напряжения в осветительной сети 220 В.
Главная часть современного ИБП - импульсный преобразователь
напряжения. Поэтому ИБП имеют небольшие габариты и завидный
КПД, а также коэффициенты стабилизации по току и напряжению.
ИБП включает в себя встроенный сетевой фильтр, выпрямитель,
мощные ключевые транзисторы со схемой управления, работающей
по принципу широтно-импульсного (ЩИМ) генератора, схему об-
ратной связи, соединенную с датчиками во вторичных цепях пре-
образователя.
Если ИБП вышел из строя, подберите источник в том же кон-
структивйом исполнении, той же мощности (указана на корпусе).
Прежде чем приступить к ремонту, соблюдайте осторожность - на
ИБП подается напряжение электросети 220 В. Откройте крышку
корпуса; вид представлен.на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Вид на ИБП со снятой крышкой корпуса
В блоке питания имеется возможность регулировать амплитуду
выходных напряжений, уровень срабатыбания защиты, выходное на-
пряжение линейных стабилизаторов. Регулировка осуществляется
подстроечными резисторами, которые имеют разное обозначение на
печатных платах (в разных источниках бесперебойного питания даже
одного модельного ряда), поэтому в данной статье не приводятся.
Все неисправности ИБП в зависимости от причины их возникно-
вения разделим на два вида:
ОСОБЕННОСТИ ИБП
117
• вызванные внешними помехами в сети 220 В и увеличением
нагрузок по выходу;
• вызванные внутренними нагрузками, замыканиями или естест-
венным износом ИБП.
Типовые неисправности ИБП приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1. Типовые неисправности
ИБП
Тип неисправности
Не светится индика-
тор питания
После замены предо-
хранитель при вклю-
чении питания вновь
перегорает
Предохранитель ис-
правен, но ИБП все
равно не работает
Отсутствует выходное
напряжение 220 В,
светодиод светится
То же
Не запускается
преобразователь
частоты
ИБП работает
1 -2 сек. и отключа-
ется
Нет выходного на-
пряжения
Выходное напряжение
220 В присутствует,
но имеет высокий
уровень пульсаций
Возможная причина
Перегорел предохранитель
Вышли из строя элементы входных
цепей преобразователя ИБП
Неисправны МКТ или схема
управления
Пробита микросхема
ШИМ-генератора TL497, TDA4601
(отечественный аналог 1033ЕУ1
или ТОА4605)
Пробит конденсатор в схеме
управления М1СГ, неисправны
диоды в схеме обратной связи
преобразователя
Пробит импульсный трансформатор
или произошло короткое замыкание
в обмотке (межвитковое замыкание
импульсного трансформатора пре-
образователя ИБП)
Срабатывает защита от перегрузки
Неисправность вторичных цепей
одной из обмоток импульсного
трансформатора
Неисправность в фильтрующих
и стабилизирующих цепях
Способ устранения
Заменить предохранитель
Проверить входные цепи
ИБП
Проверить исправность
схемы управления
Заменить соответствую-
щую микросхему
Заменить конденсатор,
проверить элементы пре-
образователя
Заменить импульсный
трансформатор
Проверить цепь нагрузки
Отремонтировать вто-
ричные цепи
Отремонтировать фильт-
ры и стабилизаторы
Поскольку ИБП обеспечивают непрерывное электропитание ПК
при всех видах нарушений в осветительной сети 220 В, определены
три основных режима работы ИБП.
118 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП,
Питание нагрузки при наличии напряжения во входной сети -
основной режим работы любого ИБП. При работе от сети 220 В ис-
точник выступает для нагрузки подавителем сетевых полей, а также
и стабилизатором выходного напряжения.
Питание нагрузки при работе от встроенного аккумулятора (АКБ -
аккумуляторная батарея с номинальным напряжением 12 В). При
полном отключении питания или выходе напряжения сети за опре-
деленный диапазон (чрезмерном повышении или понижении) ИБП
переходит на работу от встроенной АКБ. В этом случае переменный
ток преобразуется в пульсирующий из постоянного, получаемого от
АКБ. Форма и стабильность генерируемого ИБП напряжения явля-
ются основополагающей характеристикой ИБП при работе от батарей.
Идеальной формой выходного сигнала является гладкая синусоида.
Переход на аккумуляторы и обратно. Любой ИБП имеет диапа-
зон напряжения, при котором он способен работать без перехода
на АКБ. Другой основополагающей характеристикой ИБП является
время перехода на работу от аккумулятора и обратно. По сути, от
этой характеристики (измеряется в миллисекундах) во многом за-
висят качество ИБП и его цена. Большинство бюджетных ИБП не
в состоянии обеспечить непрерывность выходного сигнала, ибо чем
шире диапазон допустимого выходного напряжения, тем реже ИБП
переходит на работу от встроенной АКБ. Важно, чтобы этот переход
был как можно более быстрым.
Все имеющиеся на рынке ИБП/UPS можно условно разделить
на 3 класса:
1. Off-line (от англ. термина «вне линии») или Stand-by (дежур-
ные) ИБП. Принцип их работы понятен из названия - нагруз-
ка напрямую связана с осветительной электросетью перемен-
ного тока с напряжением 220 В. К недостаткам этих устройств
относятся:
- отсутствие хорошей фильтрации и стабилизации характерис-
тик входного напряжения (электрического сигнала);
- даже при незначительных падениях и бросках напряжения
ИБП переходит в режим работы от встроенных аккумуля-
торов;
- время перехода на работу от аккумуляторов и обратно -
12-40 мс (зависит от нескольких факторов, в том числе от
мощности ИБП);
- большинство моделей при работе от АКБ не воспроизводят
на выходе напряжение синусоидальной формы.
ОСОБЕННОСТИ ИБП Ц9
2, Гибридные (Line Interactive, Ferrqresonant, Triport) устройства
напоминают анахронизм эпохи. Принцип действия в основном
аналогичен рассмотренным выше, с целью подавления некото-
рых видов полей и улучшения работы ИБП при длительном
падении напряжения в их конструкции используются различ-
ные дополнительные устройства (к примеру, бустеры). Их ста-
билизирующие напряжение узлы могут порождать устойчивые
искажения выходного сигнала и непредсказуемые переходные
процессы.
3. On-line устройства ИБП (от англ. термина «в линию»); наибо-
лее распространенный сегодня тип. Принцип их работы таков:
ИБП преобразует поступающее на вход сетевое (220 В) напряже-
ние переменного тока в постоянный ток, а затем выполняет обрат-
ное преобразование. Внутренние схемы таких ИБП всегда работают
в линии между входом, запитанным от обычной сети, и выходом,
питающим критическую нагрузку, - ПК.
ИБП класса On-line обеспечивают прецизионную стабилизацию
выходных характеристик электрического сигнала и почти полную
фильтрацию любых помех, возникающих в электросети. При перехо-
де на автономную работу от АКБ или обратно выходная синусоида
не имеет разрывов. Форма выходного напряжения всегда синусои-
дальна. Выходное напряжение и частота стабильны и не зависят от
формы, частоты и величины входного напряжения.
Некоторые рекомендации
Йеред работой желательно снять с рук кольца и перстни, часы
с металлическим браслетом и прочие подобные предметы. Помни-
те, что даже небольшой свинцовый аккумулятор способен дать ток
короткого замыкания в сотни ампер, так что, случайно закоротив
клеммы, можно получить весьма серьезные ожоги от нагревшихся
проводников и брызг расплавленного металла, не говоря уже о том,
что это может вывести из строя аккумулятор и электрическую схему
ИБП.
Многие модели ИБП под управлением специализированного
программного обеспечения могут также давать: автоматическое от-
ключение обслуживаемого оборудования при продолжительном от-
сутствии напряжения в сети, а также перезапуск оборудования при
восстановлении сетевого питания, мониторинг и запись в log-файл
состояния источника питания (температура, уровень заряда батарей
и другие параметры), отображение уровня напряжения и частоты
120 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
переменного тока в питающей электросети, выходного питающего
напряжения и мощности, потребляемой нагрузкой, отслеживание
аварийных ситуаций и выдачу предупреждающих сигналов (звуко-
вые сигналы, запуск внешних программ и т. п.), включение и вы-
ключение нагрузки по внутреннему таймеру в заданное время. Для
реализации этих функций ИБП должен быть снабжен интерфейс-
ным разъемом для связи с компьютером.
Полезно периодически тестировать UPS. Наиболее удобное время
для этого - сразу после полного backup'a системы. Сделайте переза-
грузку системы и нажмите кнопку Pause на клавиатуре, остановив
работу ПК до момента загрузки ОС. Отключите шнур питания UPS
из розетки, чтобы имитировать пропадание питающего напряжения,
убедитесь, что никаких проблем с переходом на батарейное питание
не возникло.
Интересно иногда контролировать время, в течение которого UPS
может питать оборудование от батарей. Если проводить такую опе-
рацию примерно один раз в пару месяцев, это поможет в несколько
раз продлить срок службы батарей ИБП, вовремя заметить их не-
исправность, заменить элементы на новые и быть уверенным в том,
что периферийное оборудование надежно защищено от проблем
с питанием. Так производится проверка самых простых устройств,
не имеющих связи с компьютером.
Если в ИБП предусмотрена возможность подключения к систем-
ному блоку, лучше для тренировки воспользоваться возможностя-
ми, заложенными в программе для мониторинга состояния UPS.
Во многих подобных программах есть функция наподобие «Battery
Calibration» или «Runtime Calibration».
Срок службы любых аккумуляторов ограничен; ничего вечного
попросту не существует. Через 2-3 года в зависимости от условий
эксплуатации и частоты применения (а нередко бывает, что и рань-
ше) возникает необходимость их замены. Для большинства моделей
ИБП эта операция не представляет большой сложности и доступна
практически любому человеку, способному уверенно держать в руках
отвертку; в первой части главы 3 я дал рекомендации, как это сделать.
Все же есть несколько дополнительных рекомендаций общего ха-
рактера, которые надо обязательно выполнять.
Внимание, важно!
Отнеситесь к этой процедуре с надлежащей осторожностью и акку-
ратностью - выключите UPS, отсоедините его от питающей сети и
ОСОБЕННОСТИ ИБП 121
нагрузки (или переведите в режим «manual bypass», если сие реко-
мендовано в инструкции) и следуйте всем указаниям инструкции по
замене. Некоторые модели допускают замену батарей без отключе-
ния от сети и обесточивания нагрузки - в этом случае вниматель-
но изучите раздел руководства пользователя, где описана данная
процедура.
Приобретая «новую» аккумуляторную батарею для замены, об-
ращайте внимание на дату ее изготовления. Зачастую встречается
ситуация, когда АКБ может долго пролежать на складе торгующей
организации и потерять часть своей емкости. После установки бата-
реи в ИБП перед вводом ее в эксплуатацию рекомендуется провести
ее тренировку.
Тренировка заключается в проведении нескольких циклов заря-
да-разряда на номинальной нагрузке, это позволяет восстановить
емкость батареи, снизившуюся во время долгого хранения.
Большинство производителей свинцово-кислотных герметичных
(«sealed» или «valve-regulated») батарей, применяемых в UPS, за-
являют на них срок службы до 5 лет при условии соблюдения реко-
мендуемых режимов эксплуатации. В реальной жизни срок их служ-
бы колеблется от 2 до 3 лет. К концу этого срока емкость даже самых
«крепких» из них снижается (иногда до 35% и менее от начальной).
Отслужившие свой срок герметичные батареи «реанимации» не
поддаются и подлежат замене на новые.
Чтобы не ускорять выход батареи из строя, необходимо избегать
эксплуатации при повышенной температуре окружающей среды.
Оптимальная температура - +10...25 "С.
При повышении температуры до +40 °С прогнозируемый срок
службы сокращается до 0,5-1 года. Температура +50 °С - критиче-
ская дешевых батарей этого типа, при ее превышении аккумулятор
может выйти из строя уже через несколько месяцев.
Не стоит допускать глубоких разрядов батареи, превышения
рекомендованного изготовителем зарядного тока и конечного на-
пряжения заряда. Впрочем, заряд и разряд батарей контролиру-
ются электроникой UPS, и конечный пользователь не в состоянии
влиять на установки этих параметров. Поэтому если в вашем ИБП
подозрительно быстро и без очевидных причин «сдохли» штатные
батареи, есть смысл для их замены обратиться в сервис-центр, что-
бы там проверили на исправность весь UPS, а не просто поменяли
АКБ (хотя это может вылиться на сегодняшний будничный день
122 ЭКСПЛУАТАЦИЯ^ РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
в копеечку, сопоставимую со стоимостью дешевого ИБП, - цены по
Санкт-Петербургу на такую процедуру до полутора тысяч рублей).
Хранить батареи необходимо в полностью заряженном состоянии.
Не стоит оставлять батареи разряженными даже на несколько дней.
При замене батарей в UPS меняйте их все разом, даже если часть
батарей еще «подает признаки жизни».
Послед9вательное соединение старой и новой батарей приведет
к тому, что из-за существенного разброса характеристик они будут
подвергаться систематическому недозаряду или перезаряду, поэтому
даже несколько новых батарей, близких по характеристикам, но от
разных производителей, нежелательно устанавливать в один UPS.
3.2. Обеспечение бесперебойного
Аварии электросети, локальные, техногенные и масштабные ката-
строфы могут вмиг вывести из строя всю отлаженную систему энер-
гообеспечения, связи и комфорта в вашем доме, каким бы «умным»
он ни был. Такая опасность присутствует не только в сельской мест-
ности (где электричество до сих пор отключается с поразительной
периодичностью), но и в крупных городах-мегаполисах, где сколько
ни желай - нет возможности установить в подвале многоквартир-
ного дома собственный «запасной» источник электроэнергии в виде
дизельного генератора. Тем не менее мы не лишены простого спо-
соба применения альтернативных видов электроэнергии с исполь-
зованием промышленных источников бесперебойного питания и
генераторов; об их простой доработке пойдет речь далее.
Большинство современных электронных устройств (от радиопри-
емников и радиотелефонов до стационарных телефонов, телевизоров,
радиостанций и персональных компьютеров, исключая ноутбуки)
«завязаны» на сетевое питание 220 В и теряют все свои разреклами-
рованные «плюсы», только лишь пропадет «сеть». К сожалению, это
до сих пор является бедствием, даже в 11-м году XXI века, когда на
несколько дней (!) могут остаться без электричества и света целые
регионы с населением в много тысяч жителей. Причем опасность
даже не столько в том, что при отключении электроэнергии людям
(особенно зимой) становится банально темно, сколько в том, что
из-за зависимости большинства приведенных в пример электрон-
ных устройств бытового предназначения от осветительной сети 220
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ 123
В нарушается связь, информационный поток прерывается, затруд-
няется получение важной для жизни и безопасности оперативной
информации (к примеру, предупреждений о катастрофе). У насе-
ления в незначительном количестве остались старые стационарные
телефоны с дисковым номеронабирателем и телефоны, питающиеся
непосредственно от напряжения телефонной сети (при снятии труб-
ки напряжение падает до 5-6 В, этого достаточно для функциони-
рования отдельных моделей и современных телефонных аппаратов),
но... если бы речь шла только о телефонной связи. Совершенно по-
нятно, что в случае масштабной катастрофы как телефонные линии
и подземные кабели, радиотрансляция по проводам, так и сотовые
операторы и даже Интернет могут быть «заблокированы» форс-
мажорными обстоятельствами либо намеренно (в случае масштаб-
ных военных действий).
В такой ситуации очень важно иметь внешнюю (хотя бы одно-
стороннюю - в качестве потребителя информации) связь с миром.
Благодаря бесперебойному источнику питания и некоторым до-
полнительным доработкам можно чувствовать себя более безопасно,
обеспечив себя, относительно беспечных соседей, средствами связи
(получения информации по телевидению, из радиоэфира), электро-
энергией для зарядки фонарей, освещения и даже приготовления
пищи.
Источник бесперебойного питания (далее - ИБП) - это не прос-
то «железо» компьютерной периферии, это многофункциональное
устройство, которое можно с успехом применить для обеспечения
работы Другой электронной специализированной дорогостоящей
техники. ИБП обеспечит автономную работу с выходной мощно-
стью до 1000 Вт в течение нескольких десятков минут за счет внут-
реннего (резервного) аккумулятора, что может сохранить не только
оборудование, но и жизнь саму в случае техногенной или мировой
катастрофы. Из модельного ряда линейно-интерактивных источни-
ков бесперебойного питания можно выделить серию Warrior фирмы
Powercom; источники этой серии отличаются неплохими техниче-
скими характеристиками при относительно небольшой стоимости
(до 3000 руб.).
На рис. 3.3 представлен внешний вид ИБП WAR-1000А.
Приобрести ИБП сегодня можно в любом магазине компьютер-
ных товаров.
Этот ИБП обладает поистине завидными параметрами при отно-
сительно низкой цене: выходная мощность 500 Вт обеспечивается
124
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
Рис. 3.3. Внешний вид ИБП WAR- 1000А
при колебании входного напряжения 220 В в диапазоне ±25%. Обес-
печивается автоматическое определение частоты переменного тока
(сети) на входе, что позволяет использовать ИБП в сетях с частотой
60 Гц (некоторые страны за границей РФ). Отклонение по частоте
допускается ±20%. Устройство автоматически повышает выходное
напряжение на 15% при уменьшении входного сетевого напряжения
в диапазоне 9-25%. При несанкционированном повышении выход-
ного напряжения ИБП автоматически реагирует: уменьшает выход-
ное напряжение. Таким образом, ИБП работает как полноценный
стабилизатор напряжения. Это его второстепенное, хотя и не менее
важное предназначение удобно там, где сеть 220 В не стабильна,
к примеру в сельской местности, где ИБП может защитить даже
от грозовых разрядов (в части колебаний напряжения в сети из-за
грозы). Почему это происходит?
ИБП изначально создавался как быстро реагирующее устройство
на колебания и пропадания входного напряжения и предназначался
для возможности продолжения работы на ПК при внезапном от-
ключении сетевого напряжения. В этом случае ИБП полностью себя
оправдывает: позволяет сохранить документы (иногда особо важ-
ные). Время срабатывания (переключения) в автономный режим -
всего 4 мс (включая время обнаружения пропадания входного на-
пряжения).
На рис. 3.4 представлен вид ИБП со стороны задней стенки -
в месте подсоединения кабелей: сетевого и двух нагрузочных.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
125
Рис. ЗА. Вид ИБП со стороны задней стенки -
в месте подсоединения кабелей:
сетевого и двух нагрузочных
Нижнее (по рисунку) гнездо предназначено для подключения се-
тевого кабеля 220 В. Два гнезда справа - идентичные - для подклю-
чения устройств нагрузки с максимальной мощностью до 1000 Вт.
На рис. 3.5 представлена электрическая схема ИБП WAP-1000A.
Модели WAP-400A, -500А, -600А, -1000А, -100АР имеют, соответ-
ственно, разную выходную мощность. Буквы АР в конце обозначе-
ния ИБП WAP-1000AP указывают на то, что в этой модели доступно
подключение к порту USB 2.0, а также с помощью разъемов RJ11/
RJ45 осуществляется защита компьютерного оборудования от, теле:
фонной линии и сети Интернет (при несанкционированных бросках
напряжения от .телефонной сети). Интерфейс USB создает возмож-
ность реагировать на изменения сетевого напряжения еще быстрее,
а значит, более эффективно защищать ПК и его периферию. Кроме
того, ИБП является очень эффективным сетевым фильтром, благо-
даря своим преобразователям напряжения он отсекает сетевые по-
мехи как по низкой (помехи от включения мощных потребителей -
126
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
Рис. 3.5а. Электрическая схема ИБП WAP-1000А
(из двух частей, разорванная по линии сгиба)
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
127
I0' -1° "Те МЛ° "СП I t-i"i»e-i"i
Рис. 3.56. Электрическая схема ИБП WAP-1000А
(из двух частей, разорванная по линии сгиба)
128 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
электрочайников, утюгов, тепловентиляторов), так и по высокой
(импульсные помехи других источников питания) частоте.
Для удобства пользования системой с ИБП рекомендую с других
концов на обоих кабелях (UPS outs) поддержки нагрузки устано-
вить евророзетки - для подключения различных унифицированных
потребителей (чтобы не «перекраивать» провода).
3.2.1. Защита ИБП
Кроме плавкого предохранителя (замена через переднюю панель),
защищающего источник от перепадов входного напряжения, име-
ется встроенная автоматическая электронная защита* ИБП автома-
тически отключится при превышении максимальной мощности по
выходу на 105% в течение 60 сек. и в течение 3 сек. - при превы-
шении мощности на 130%. Выход ИБП также защищен от короткого
замыкания (что очень важно).
3.2.2. Внутренности ИБП
ИБП представляет собой двойной преобразователь. Во-первых, пре-
образователь переменного тока в постоянный - для зарядки внут-
реннего резервного герметичного необслуживаемого аккумулятора
(далее - АКБ) типа FP-1250 с энергоемкостью 5 А/ч и мощностью
60 Вт (номинальное напряжение АКБ - 12 В). Эта свинцово-кислот-
ная батарея заряжается до 90% емкости в течение 6 ч. Электроника
ИБП имеет встроенную защиту: чтобы защитить АКБ от глубокого
разряда (что чревато заметным уменьшением емкости), устройство
отключится при критически низком напряжении АКБ.
Во-вторых, при отключении сети 220 В внутренняя схема пита-
ется от АКБ, включается обратный модулятор-преобразователь, ко-
торый обеспечивает преобразование постоянного напряжения 12 В
(напряжение АКБ) в 220 В с возможным отклонением ±5%. Форма
выходного сигнала - прямоугольный импульс с соответствующим
действующим значением напряжения.
ИБП со снятой крышкой корпуса показан ранее - на рис. 3.2.
Внимание, важно!
Если ИБП долго не используется по назначению, рекомендую его
отключать для сохранения емкости батарей.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ 129
3.2.3. Полезные рекомендации по доработке ИБП
На моей практике ИБП тестировался на длительность обеспечения
резервной энергией. При отключении осветительной сети 220 В авто-
номная работа при активной нагрузке 600 Вт (в качестве которой были
плазменный телевизор, профессиональный трансивер (радиостанция
KB) Icon IC-718 в режиме «прием», радиотелефон и энергосберегаю-
щая осветительная лампа 200 Вт) продолжается в течение 31 мин.
К слову, этого времени вполне достаточно, чтобы при необходи-
мости получить свежую оперативную информацию из эфира и ор-
ганизовать бесперебойное обеспечение электроэнергией с помощью
бензинового (дизельного) генератора - как источника автономного
энергообеспечения (о нем ниже).
Однако время автономной работы ИБП прямо зависит от емкости
резервной АКБ. Если установить совместно со штатной параллельно
10 аналогичных АКБ FP-1250, время автономной работы устройства
возрастет пропорционально его повысившейся (в 10 раз) энергоем-
кости. Энергоемкость, сравнимая с емкостью автомобильной АКБ
(55 А/ч против 50 А/ч описанной разработки), позволит снабжать
нагрузку электроэнергией почти в 10 раз больше по времени. При
этом время полного заряда совмещенной батареи из 10 аналогич-
ных АКБ также возрастет в разы. К сожалению, в этой части нельзя
сказать, что выходная мощность увеличится; этого це произойдет,
поскольку электронный преобразователь напряжения АКБ в сете-
вое остается прежним. Хранить объединенную батарею можно в спе-
циальном «аварийном» чемодане (см. рис. 3.6); с такими же ходят
врачи скорой помощи - на вызовы.
В параллельном соединении для данной разработки может быть
и больше батарей, по сути, их количество ничем не ограничивает-
ся. Соединения между выводами (клеммами) АКБ нужно прово-
дить многожильным (желательно медным) электрическим проводом
в качественной изоляции сечением жилы не менее 2,5 мм. Длина
проводников должна стремиться к минимуму. Все это необходимо
для уменьшения потерь энергии в проводах от батареи АКБ к пре-
образователю ИБП. При подключении максимальной по мощности
нагрузки эти потери могут быть существенными, что окажет влия-
ние на всю отдаваемую в нагрузку полезную мощность.
Таким же образом, для более продолжительного автономного
энергообеспечения в случае аварии, можно использовать любую дру-
гую аккумуляторную батарею, включая автомобильную, к примеру
130
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
Рис. 3.6. «Аварийный» чемодан
с 10 параллельно соединенными АКБ FP-1250
«6СТ-55» или даже танковую «6СТ-190». Поэтому внутри корпуса
ИБП рекомендованным методом подключают дополнительные про-
водники и выводят их наружу (корпуса ИБП) - для подключения
дополнительных АКБ. Во время нормальной работы и при сетевом
напряжении 220 В ИБП работает как зарядное устройство для всех
подключенных АКБ.
Автомобильная АКБ для эффективной работы должна быть «све-
жей»; с плотностью электролита не менее 1,26-1,28.
3.2Л. Включение и управление ИБП
Управлять ИБП несложно. Для включения ИБП нажмите кнопку
«вкл/выкл» на передней панели устройства и удерживайте ее в те-
чении 2 сек., до окончания звучания сигнала. Для отключения звука
в автономном режиме работы от батарей коротко нажмите ту же
кнопку (менее 2 сек.). Для полного отключения ИБП удерживайте
нажатой кнопку более 5 сек.
3.2.5. Подключение кабелей ИБП
Подключение кабелей выходного напряжения производится после
подключения сетевого кабеля ИБП в сеть 220 В и его включения
(как было рассмотрено выше),
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ 131
Для экономии ресурса аккумулятора при нормальном напряже-
нии в осветительной сети 220 В и отключенной в течение 4 мин.
нагрузки на выходе ИБП автоматически перейдет в режим «Green
Mode» - функция отключения при отсутствии подключенной на-
грузки. Этот режим сбережения батарей можно отключить прину-
дительно, удерживая кнопку Вкл/выкл более 5 сек. до появления
звуковых сигналов: длинный сигнал, пауза 2 сек., затем два коротких
сигнала.
3.2.6. Расшифровка сигналов индикаторов ИБП
В ИБП, аналогичных рассмотренному, присутствуют звуковой и
световой (светодиодный) индикаторы. Расшифровываются их «по-
казания» так:
Зеленый свет светового индикатора и отсутствие звуков сви-
детельствуют о нормальном режиме работы ИБП, задействованы
системы фильтрации помех, защиты от перегрузок, работает авто-
матический регулятор напряжения (стабилизатор выходного напря-
жения).
Желтый цвет свечения - совместно со звуковой сигнализацией
(звучит одновременно со вспыхиванием светодиода каждые 2 сек.) -
автономная работа от АКБ, отсутствие входного напряжения 220 В.
Чем чаще мигание и звуковые сигналы, тем меньше остаточная
энергоемкость внутренней АКБ, к примеру 1 раз в 5 сек. (требу-
ется подзарядка АКБ, устройство вскоре отключится от обеспече-
ния нагрузки в автономном режиме). То же самое (частое мигание)
свидетельствует о перегрузке по выходу (подключены потребители,
рассчитанные на мощность выше, чем может дать ИБП).
Если световой индикатор мигает каждые 4 сек. или не горит во-
все - это аварийное состояние, показывающее, что ИБП не может
нормально функционировать, выключен либо неисправен.
3.2.7. Дополнительные возможности
для бесперебойного энергообеспечения
Для дополнительного энергообеспечения при аварии энергосетей,
с учетом ограниченности времени работы от рассмотренного ИБП,
разумно применять портативные бензогенераторы (дизель-генерато-
ры), к примеру Hammer GNR-800A, имеющий бесщеточный одно-
фазный электрогенератор с выходным переменным напряжением
132 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
220 В, 50 Гц (выходная мощность 800 Вт) и постоянным модифи-
цированным напряжением 12 В (полезный ток 3 А, мощность 36 Вт).
На рис. 3.7 представлен внешний вид бензогенератора Hammer
GNR-800A.
Рис. 3.7. Бензогенератор Hammer GNR-800A
Генератор имеет расход 0,33 л бензина А-92 (смешанного с маслом
в пропорции 50:1) в час при емкости бензобака 4,5 л. Производи-
телем предусмотрена защита от тепловой перегрузки, срабатываю-
щая по истечении 6 часов непрерывной работы. На корпусе имеется
вольтметр, показывающий колебания выходного напряжения. Оно
достаточно стабильно, тем не менее работа данного бензогенератора
в связке с рассмотренным выше ИБП для достижения бесперебой-
ного энергообеспечения дает на выходе стабильное напряжение. Та-
ким образом, есть два пути применения бензогенератора совместно
с ИБП:
• ИБП подключается к выходу бензогенератора и выдает в на-
грузку стабилизированное и отфильтрованное напряжение
220 В. Время работы такой автономной установки -6 ч. (огра-
ничение бесперебойной работы бензогенератора) плюс ресурс
внутренних АКБ ИБП;
• ИБП и бензогенератор работают (обеспечивают автономное
питание) попеременно. ИБП работает от своих (и дополни-
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ 733
тельных) АКБ на нагрузку, в то же время бензогенератор
заряжает мощные АКБ (постоянным напряжением 12 В, со-
единительный кабель от разъема 12 В с зажимами типа «кро-
кодил» на концах предусмотрен в комплекте), которые потом
подключаются в качестве резервных к внутреннему (штатному
АКБ) ИБП.
Оба способа бесперебойного обеспечения электропитания реаль-
но проверены. Звуковое давление (громкость) работы Hammer
GNR-800A не превышает 30 дБ, что вполне допустимо на лоджии го-
родской квартиры (чтобы не дышать выхлопными газами). Остается
позаботиться только о запасе бензина и периодически наполнять бак
бензогенератора, следить за перестановкой АКБ (еслр выбран вто-
рой вариант взаимодействия источников бесперебойного питания).
В таком режиме можно жить и работать не только «при свечах»
длительное время. А с учетом развитой территории покрытия со-
товых операторов, при условии их нормальной работы, обеспечив
энергопитание своей аппаратуре, включая и ПК, применив модем,
можно оперативно получать информацию с помощью интернет-тех-
нологий. Таким образом, обеспечена связь с внешним миром.
3.2.8. Дополнительная подстраховка
для связи с внешним миром
Локальные аварии ограничены по времени, а с помощью рассмот-
ренных способов их отрицательное воздействие для своей семьи
можно минимизировать. Но в случае масштабных катастроф нужен
альтернативный источник не только напряжения, но и связи. Таким
источником (для приема и передачи информации по радиоэфиру)
может служить радиостанция на ультракоротких и коротких волнах,
к примеру профессиональный трансивер IC-718, представленный на
рис. 3.8.
Как уже было отмечено выше, при блокировке сотовых операто-
ров, телевидения и массового радиовещания с помощью таких ра-
диостанций на коротких волнах можно общаться на очень дальние
расстояния (десятки тысяч километров). Дальность связи завит от
настройки трансивера, в том числе от хорошо согласованного антен-
ного хозяйства, местоположения антенны и самого корреспондента
(в городе помех больше, в том числе из-за плотной застройки, чем на
ровной местности, пустыре), прохождения радиоволн в эфире (ме-
теоусловий). Эффективность общения зависит также и от квалифи-
134 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
Рис. 3.8. Граней вер 1С- 718
кации оператора, знания международных языков й правил радиолю-
бительского обмена. История знает много фактов, когда с помощью
подобных устройств радиолюбители в период «железного занавеса»
могли получать (и получали) оперативную информацию от зару-
бежных коллег. В критической аварийной ситуации рассмотренный
альтернативный способ связи и получения оперативной информа-
ции не помешает, а возможно, и сохранит жизни людей.
3.3. Однофазные промышленные
В этой главе будут рассмотрены технические характеристики одно-
фазных ИБП выпуска 2009-2011 гг., предназначенные для стаби-
лизации работы в режиме «24 часа» и защиты от перегрузок сети и
температурного режима серверов, сетевого и телекоммуникацион-
ного оборудования.
ЗшЗ.1. Gaia-Series 1-3 kVa (модели GA1OOOR,
GA2000R, GA3000R)
GAIA-Series - ИБП с двойным преобразованием, для универсаль-
ной установки (горизонтально или вертикально). Рекомендованы
ОДНОФАЗНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИБП
135
для защиты серверов, сетевого или телекоммуникационного обо-
рудования.
ИБП GAIA-Series имеют встроенные батареи, обеспечивающие
постоянное и устойчивое электропитание критической нагрузки при
перебоях в электроснабжении. Для увеличения времени резервного
электропитания есть возможность подключения дополнительных
батарейных модулей.
Технические возможности GAIA-Series:
• технология двойного преобразования, обеспечивает полную
защиту 24 часа в сутки 7 дней в неделю;
• встроенные батареи для номинального времени автономной
работы;
• возможность запуска от аккумуляторов без питающей элект-
росети;
• RS232 и USB, совместимое с Window Vista ПО;'
• встроенный модуль защиты линий передачи данных для теле-
фона/факса/модема/сетевого порта.
Особенности установки и подключения:
• установка горизонтально (в стойку 19 дюймов) или вертикально;
• возможность подключения дополнительных батарейных мо-
дулей;
• универсальный слот (Smart-slot) для расширенных возможно-
стей мониторинга и управления;
• программируемое управление выходными розетками для эф-
фективного энергопотребления;
• низкие эксплуатационные затраты;
• широкий диапазон входного напряжения и регулируемый ток
заряда увеличивают срок службы батарей;
• высокий коэффициент мощности (КМ > 0,97);
• контролируемый разряд батарей увеличивает срок службы.
В табл. 3.2 представлены модели Gl, G2, G3 и их технические
характеристики.
Таблица 3*2* Особенности моделей Gl, G2, G3 и их технические
характеристики
Модель
Мощность
Вход
Номинальное
напряжение
В
6-1
(GA1000R)
1 kVo/800 W
G-2
(GA2000R)
2kVa/1600W
G-3
(GA3000R)
3kVa/2100W
200/208/220/230/240, однофазный
136
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
Таблица 3.2. Особенности моделей Gl, G2, G3 и их технические
характеристики (продолжение)
Модель
Выход
Батареи
Экран
Интерфейс
Диапазон входного
напряжения
Частота
Коэффициент
мощности
Входное
подключение
Напряжение
Пределы регулиро-
вания напряжения
Суммарный коэффи-
циент гармоник
Частота
Форма напряжения
Переходная
характеристика
Перегрузочная
способность
Выходные разъемы
Встроенные аккуму-
ляторы
Ток заряда
Время автономной
работы
Светодиод
Стандарт
Дополнительные
опции
В
Гц
В
%
%
%
В
А
G-1
(GA1000R)
G-2
(GA2000R)
G-3
(GA3000R)
160-275 (при полной нагрузке); 130-160 В
(при 50-100%)
50/60 (±5)
>0,97
Сетевой ка-
бель питания
(IEC320C14)
Сетевой кабель питания
(IEC320 С20)
200/208/220/230(поумолчанию)/240/
однофазный
±2
3 (при линейной нагрузке),
6 (при компьютерной нагрузке)
50/60 ± 0,05
Синусоидальный сигнал
<8%
< 105%: продолжительная;
105-125%: 3 минуты;
125-150%: 30 сек.; > 150%: 0,5 сек.
IEC320
С13x3x2
12В/8,5А,
2 шт.
IEC320 С13x3x2;
1ЕС320С19х1
12В/8,5А,
4 шт.
0,6-1,2 (по умолчанию 0,8А)
4 мин. при
полной на-
грузке и
12 мин. при
50%-ной на-
грузке
4 мин. при
полной на-
грузке и
13 мин. (при
50%-ной на-
грузке)
12В/8,5А,
6 шт.
0,74-1,38 (по
умолчанию 1 А)
4 мин. при
полной на-
грузке и
15 мин. при
50%-ной на-
грузке
Онлайн, байпас, питание от АКБ, перегрузка,
низкий заряд АКБ, отказ, замена АКБ, уро-
вень заряда АКБ, уровень нагрузки
RS232xl, SNMP Slotxl, USBxl
SNMP-карта, Modbus-карта, плата линейных
входов и выходов, блок датчиков окружающей
среды, концентратор SNMP + 5 портов
ОДНОФАЗНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИБП
Таблица 3.2. Особенности моделей Gl, G2, G3 и их технические
характеристики (окончание)
137
Модель
Соответ-
ствие стан-
дартам
Прочее
Общие
характе-
ристики
Безопасность
ЭМС
Дополнительный
батарейный модуль
Запуск
от аккумулятора
Крепление
для установки
в стойку
Комплект для уста-
новки вертикально
Защита информаци-
онной линии
Эффективность
двойного
преобразования
Рабочая
температура
Относительная
влажность
Уровень шума
(на расстоянии 1 м)
Габаритные размеры
(ШхГхВ)
Вес ИБП/Батарей-
ный блок
%
°С
%
Дба
мм
кг
G-1
(GA1000R)
G-2
(GA2000R)
G-3
(GA3000R)
СЕ, EN62040-1-1
EN62040-2/ 1TN62040-2, класс А
класс В j
RJ11 -соеденитель
Опция
Да
Опция
Да
Встроенный RJ11/RJ45, один вход/один выход
>87
0-40
5-95 (без образования конденсата)
46
440x335x89
13/16
50
440x432x89
21/29
60
440x610x89
31/43
3.3.2. Gala-Series 5-11 kVa (модели GA5000RL,
GA7000RL, GA11000RL)
GAIA-Series - более мощный, относительно рассмотренного выше
ИБП, GAIA-Series с высоким коэффициентом входной мощности,
малыми гармоническими искажениями входного тока, а также со-
временной архитектурой. Возможности Gaia-Series 5-11 kVa рас-
ширены. К примеру, этот ИБП имеет автоматическое определение
частоты входного сигнала (50 или 60 Гц), а также возможность за-
пуска - как от сети, так и от АКБ.
138
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
Возможно параллельное резервирование по схеме «1+1» без уста-
новки дополнительного оборудования.
Допустимое входное напряжение без перехода на батареи - от
100 В до 330 В переменного тока. ИБП подходит для жестких ус-
ловий эксплуатации.
В табл. 3.3 рассмотрены аналогичные параметры ИБП серии Gaia-
Series 5-11 kVa.
Таблица 3.3. Параметры ИБП серии Gaia-Series
Модель
Мощность
Вход
Выход
Батареи
Экран
Номинальное
напряжение
Диапазон входного
напряжения
Частота
Суммарный коэф-
фициент гармоник
Защита от всплеска
напряжения
Коэффициент
мощности
Входное
подключение
Напряжение
Пределы регулиро-
вания напряжения
Суммарный коэф-
фициент гармоник
Частота
Перегрузочная
способность
Выходные разъемы
Напряжение
Электрическое
соединение
Ток заряда
Светодиод
В
В
Гц
%
В
В
%
%
Гц
В
G-5
(GA5000RL)
5 kVa/3,5 kW
5-11 kVa
G-7
(GA7000RL)
7 kVa/4,9 kW
G-ll
(GA11000RL)
11 kVa/8 kW
200/208/220/230/240, однофазный
100-300 (при полной нагрузке);
100-156 (при 50-100%)
50/60 (40-70)
< 5 при полной нагрузке
330 ±10
Опция
>0,99
Терминальные клеммы
200/208/220/230 (по умолчанию)/240,
однофазный
± 1 (статическое); ± 2 (типичное)
2 (при линейной нагрузке)
50/60 ± 0,05
< 105%: продолжительная; 105-125%: 3 мину-
ты; 125-150%: 30 сек.; > 150%: 0 сек.
Терминальные клеммы
192
240
Кабель
Встроено: макс. 4 А; дополнительное ЗУ: 4 А
(внутренняя установка)
АС вход/выход, байпас, инвертор,
перегрузка, заряд АКБ, отказ, замена АКБ
ОДНОФАЗНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИБП
Таблица 3*3. Параметры ИБП серии Gaia-Series 5-11 kVa (окончание)
139
Модель
Интерфейс
Соответ-
ствие стан-
дартам
Прочее
Общие
характери-
стики
LCD (многоязычный)
Стандарт
Дополнительные
опции
Безопасность
ЭМС
REPO
Дополнительные
опции
Параллельное
подключение
Эффективность
двойного
преобразования
Рабочая
температура
Относительная
влажность
Уровень шума
(на расстоянии 1 м)
Габаритные
размеры (ШхГхВ)
ИБП/БК
Вес ИБП/Батарей-
ный блок
%
вС
%
Дба
мм
кг
G-5
(GA5000RL)
G-7
(GA7000RL)
G-11
(GA11000RL)
Вход/выход, байпас, инвертор, частота,
нагрузка и напряжение АКБ, аварийные со-
общения и интеллектуальная самодиагностика
RS232xl,SNMPSIotx1,USBx1
SNMP-карта, Modbus-карта, плата линейных
входов и выходов, блок датчиков окружающей
среды, концентратор SNMP,
мини-SNMP-KapTa, USB-карта, TVSS-карта
CE,EN62040-l-l,TUV
CISPR22miaccA
RJ11-соединитель
Крепление для установки ИБП в стойку,
дополнительный батарейный кабинет,
модуль внешнего сервисного байпаса
1+1
92 при полной нагрузке нормального режима,
96 при полной нагрузке в экорежиме
0-45
5-95 (без образования конденсата)
55
440x670x89/440x610x89
14,5/40
15/40
60
440x628x131/
440x595x131
20,5/66
Низкие эксплуатационные затраты рассматриваемого блока пред-
полагают:
высокий коэффициент входной мощности (pf > 0,99) и низкое
гармоническое искажение (iTHD < 5%);
широкий диапазон входного напряжения и регулируемый ток
заряда увеличивают срок службы батареи;
совместное использование батареи при двух параллельно рабо-
тающих ИБП обеспечивает снижение себестоимости.
140 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
3.3.3. Delta N Series (модели GES102N,
GES202N, GES302N)
Эти полезные устройства, ориентированные на бесперебойное элект-
ропитание небольших, но важных приложений Delta-серии N, - это
ИБП с двойным преобразованием энергии (true on-line), разрабо-
танный для важных приложений малого и среднего масштаба. Это
легкий, высокопроизводительный, автоматически конфигурируе-
мый (plug-and-play) источник питания с развитыми интеллектуаль-
ными средствами самодиагностики.
Имеет микропроцессорное управление. Технология двойного пре-
образования электроэнергии с IGBT-инвертером обеспечивает чис-
то синусоидальный выходной сигнал при высокой надежности и
эффективности.
Компенсация коэффициента входной мощности до единицы
(PF =1) снижает входной ток, что уменьшает расходы на электро-
энергию и минимизирует гармонические искажения, делая его пол-
ностью совместимым с генератором.
Высокий КПД преобразования переменного тока в переменный
ток приводит к снижению эксплуатационных расходов, более тихой
работе и уменьшению нагрузки на системы кондиционирования, де-
лая его действительно «зеленым» ИБП.
, Очень широкий диапазон входных напряжений для работы
в электросетях при напряжениях от 80 В, позволяющий обеспечи-
вать приведенное в норму энергопитание даже в условиях длитель-
ной работы при пониженном напряжении в сети. Батареи задейству-
ются только при абсолютной необходимости, что увеличивает время
автономной работы и продлевает срок службы батарей.
Увеличенное время работы от батарей - до 2 ч. в стандартном
исполнении (масштабируется до 10 ч. - для удаленных и необслу-
живаемых применений).
Возможность управления по SNMP (опция): совместимость
с SNMP позволяет осуществлять полный удаленный мониторинг и
управление ИБП. В случае продолжительного, отсутствия, энергии
имеется возможность дать команду неограниченному числу систем
последовательно завершить работу. Позволяет наблюдать за работой
и управлять удаленными ИБП при помощи веб-браузера или стан-
дартной промышленной системы сетевого управления.
UPSentry-программное обеспечение через интерфейс обмена дан-
ными RS 232 предоставляет информацию об электрических пара-
ОДНОФАЗНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИБП
141
метрах в реальном времени, а также дает возможность произвести
корректное автоматическое завершение работы нескольких серверов
и рабочих станций.
В табл. 3.4 представлены электрические характеристики ИБП
Delta N Series.
Таблица 3.4. Электрические характеристики ИБП Delta N Series
Модель
Мощность
Вход
Выход
Соединение
Батареи
Коммутация
Напряжение
Диапазон напряжения
Частота
Коэффициент мощности
Напряжение
Частота
Диапазон
регулирования
напряжения
Форма напряжения
Переходная
характеристика
КНИ
Перегрузка
Коэффициент пика
нагрузки
КПД (АС-АС)
Розетки
Напряжение
Батареи
(свинцово-кислотные)
Время автономной
работы
'Время зарядки
Время коммутации
GES102N
1 кВА/700 Вт
GES202N 1 ^GK302N
2 кВА/МООВтТз1кВА/2100 Вт
230 В
175 V - 280 V (100% нагрузка ИБП)
80 V - 175 V (50% - 100% нагрузка ИБП)
50 Hz ± 5 Гц
> 0,97
230 В
50 Hz ± 0,05 Гц
±2%
Синусоидальный сигнал
± 8% (10-90 % линейная нагрузка)
< 3% (линейная нагрузка);
< 6% (компьютерная нагрузка)
105-125%
3 мин.
125-150% !>150%1сек.
30 сек. 1
3:1
> 87%
1ЕС320х4
36 В
12В/7Ач
5 мин.
(700 Вт)
8 ч. с момен-
та полной
разрядки до
80%-го вос-
становления
1ЕС320х4х2
72 В
12В/7Ач
5 мин.
(1400 Вт)
8 ч. с момен-
та полной
разрядки до
90%-го вос-
становления
1ЕС320х4х2
72 В
12В/9Ач
5 мин.
(2100 Вт) _:
8 ч. с момен-
та полной
разрядки до
90%-го вос-
становления
Обрыв и восстановление входной цепи - 0 мс.
С инвертора на байпас и обратно < 4 мс
142
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
Таблица 3,4. Электрические характеристики ИБП Delta N Series (окончание)
Индикация
Интерфейс
Климатиче-
ские условия
Стандарты
Дополни-
тельные воз-
можности
Размеры
Модель
Индикация состояния
Авария
DB9
SNMP
Уровень звука
(на расстоянии 1 м)
Рабочий диапазон
температуры
Влажность
Безопасность
ЭМС
Молниезащита
Холодный старт
Дополнительный
батарейный блок
Исполнение
с увеличенным
временем автономии
ШхГхВ, мм
Вес (стандартно)
Вес (исполнение
с увеличенным
временем автономии)
GES102N j GES202N | GES302N
Инвертор, байпас, батареи, перегрузка ИБП,
низкий уровень заряда батарей, авария ИБП,
заменить батареи, уровень заряда батарей,
уровень нагрузки ИБП
Звуковой сигнал
RS232
Внешний
40 дБ
Внутренний
47 дБ
!
Внутренний
47 дБ
0-40 °С
0%
- 90% (без ,
учета потерь
мощности)
IEC62040-l-1.CB,GS
EN50091-2, EN55022 класс А, СЕ
IEEE 62.41 категория А
Есть i
Есть (по выбору, для исполнения с увеличен-
ным временем автономии)
Есть (по выбору)
140x363x242
15 кг
6 кг
140x422x373
140x422x373
29 кг 29 кг
15,2 кг
15,2 кг
Область применения Delta N Series
Серверы, рабочие станции, сетевые устройства: концентраторы,
маршрутизаторы, АТС, оборудование узлов связи, медицинское из-
мерительное и диагностическое оборудование, АСУ ТП, серверы
голосовой и электронной почты, системы безопасности и др.
3.3.4. R-Series 1-3 kVa (модели GES102R,
GES202R, GES302R)
R-Series - ИБП с двойным преобразованием, для универсальной
установки. Рекомендованы для защиты серверов, медицинского, се-
ОДНОФАЗНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИБП
143
тевого и телекоммуникационного оборудования. R-Series специаль-
но разработан для ответственных приложений с большим временем
автономной работы. Мощное зарядное устройство обеспечивает эф-
фективный заряд батареи большой емкости.
Возможности этих ИБП, реализованных с технологией двойного
преобразования, полностью аналогичны ИБП GAIA-Series (см. выше).
Особое отличие - коэффициент входной мощности (КМ > 0,99).
В табл. 3.5 представлены электрические характеристики ИБП
R-Series 1-3 kVa.
Таблица 3.5. Электрические характеристики ИБП R-Series 1-3 kVa
Модель
Мощность
Вход
Выход
Аккумулятор
Номинальное
напряжение
Диапазон
входного
напряжения
Частота
Коэффициент
мощности
Входное
подключение
Напряжение
Пределы
регулирования
напряжения
Суммарный
коэффициент
гармоник
Частота
Форма
напряжения
Переходная
характеристика
Перегрузочная
способность
Выходные разъемы
Напряжение
Ток заряда
В
В
Гц
В
%
%
Гц
%
В
А
R-1
(6ES1O2R)
1 kVa/700 W
R-2
(GES202R)
2kVa/1400W
R-3
(GES302R)
3kVa/2100W
220/230/240, однофазный
175-280 (при полной нагрузке);
80-175 В (при 50-100%)
50/60 (±5)
0,99
Сетевой ка-
бель питания
(IEC320C14)
Сетевой кабель питания
(IEC320 С20)
220/230/240, однофазный
±2
< 3 (при линейной нагрузке)
50/60 ± 0,05
Неискаженная гармоническая
< 8% (при лине*
от номинальной
1ной нагрузке 10-90%
< 105%: продолжается; 105-125%: 3 минуты;
125-150%: 30 сек.; > 150%: 1 сек.
1ЕС320С13х4
36
3 А (макс. 4,5)
IEC320C13x8;IEC320C19xl
72
3,4 А (макс. 4)
144
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
Таблица 3.5. Электрические характеристики ИБП R-Series 1-3 kVa (окончание)
Модель
Экран
Интерфейс
Соответ-
ствие стан-
дартам
Прочее
Общие
характерис-
тики
Дополнительное
зарядное
устройство
Входное
подключение
Светодиод
Стандарт
Дополнительные
опции
Безопасность
ЭМС
Запуск
от аккумулятора
Крепление
для установки
в стойку
Комплект
для установки
вертикально
Защита
информационной
линии
Эффективность
двойного
преобразования
Рабочая
температура
Относительная
влажность
Уровень шума
(на расстоянии 1 м)
Габаритные
размеры (ШхГхВ)
Вес
%
°С
%
Дба
мм
кг
R-1
(GES102R)
R-2
(GES202R)
R-3
(GES302R)
5 А (устанавливается вовнутрь)
Кабель
Онлайн, байпас, питание от АКБ, перегрузка,
низкий заряд АКБ, отказ, замена АКБ, уровень
заряда АКБ, уровень нагрузки
RS232x1,SNMPSIotxl
SNMP-карта, Modbus-карта, плата линейных
входов и выходов, блок датчиков окружающей
среды, концентратор SNMP + 5 портов
CE,EN62040-l-l
CISPR 22 Class A
Да
Да
Опция
Опция
>87
0-40
5-95 (без образования конденсата)
46
47
55
440x450x89
6,7
9,2
ОДНОФАЗНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИБП
145
3.3.5. Amplon RT Series 5-10 kVA (модели RT5K,
RT6K, RT10K)
ИБП серии Amplon RT 5-10kVA выпускаются мощностью 5, 6 и
10 кВА. Для повышения надежности их устанавливают по схеме
«1+1» для «параллельного резервирования». Возможна универ-
сальная установка горизонтально (в стойку) или вертикально (все
эти параметры аналогичны рассмотренным выше ИБП). RT Series
5-10 kVA оборудованы ЖК-дисплеем (многоязычный с голубой
подсветкой) и идеально подходят для дата-центров, сетевого и теле-
коммуникационного оборудования.
Коэффициент мощности на выходе 0,9 - большая доля активной
мощности.
Высокий коэффициент мощности на входе (pf > 0,99) и низкое
гармоническое искажение (iTHD < 5%).
В табл. 3.6 приведены электрические характеристики ИБП мо-
дельного ряда Amplon RT 5-10kVA.
Таблица 3.6. Электрические характеристики ИБП модельного ряда
Amplon RT 5- WkVA
Модель
Номинальное напряжение
Диапазон напряжения
Входное/Выходное подключение
Номинальное напряжение батареи
Ток заряда батареи
Дополнительное зарядное
устройство
Внутренняя батарея
Интерфейс
Крепление для установки ИБП
в стойку
Параллельное резервирование
Внешний батарейный кабинет
5 kBA: RT5K
6 кВА: RT6K
ЮкВА: RT10K
200/208/220/230/240 В, однофазное
100-300 Vac
Термальные клеммы
5kVA:12V/5Ahxl6
6kVA:12V/5Ahxl6
10 kVA: 12 V/9 Ah или 12 V/34 W x 20
макс. 4 A
макс. 4 A
Отсутствует! Возможность самостоятельно устано-
вить батарею соответствующей мощности
RS232xl, SNMP slotxl, Smart slotxl
Опция
1 + 1
Опция
146
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ БП
Таблица 3.6. Электрические характеристики ИБП модельного ряда
Amplon RT 5-10kVA (окончание)
ИБП (ШхГхВ)
ЕВС (ШхГхВ)
Вес ИБПЛ
Вес ЕВС
5 кВА: 40x671x89 мм
6kVA: 440x671x89 мм
10 kVA: 440x623x131 мм
5 кВА: 40x638x89 мм
6 кВА: 440x638x89 мм
10 кВА: 440x595x131 мм
5кВА:15,5кг
бкВА: 15,5 кг ;
10кВА:21,Зкг
5 kVA: 37 кг
6 кВА: 37 кг
10кВА:66кг
Блоки питания для компьютеров
12
2 Особенности схемотехники, проверки
и тестирования ИИП на основе БП ПК
55
Эксплуатация и ремонт импульсных
источников бесперебойного питания
113
4
ЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ
ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
СВОИМИ РУКАМИ
148
ЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ
4.1. Преобразователь напряжения
для портативного фонаря
Можно самостоятельно сделать простой импульсный источник пи-
тания для подсветки с помощью энергосберегающей лампы (далее -
ЭЛ) типа Osram Dulux S7W, к слову, весьма удобное устройство
для многих целей. С помощью локальной подсветки можно читать
в палатке, в турпоходе, в походных условиях достаточно долго -
в течение 6-9 ч. - пока хватит емкости полностью заряженного ак-
кумулятора. Мне представляется схемное решение преобразователя
напряжения весьма удачным и ценным для повторения в других
конструкциях и для применения готовой платы преобразователя
для питания ЭЛ мощностью до 8 Вт - в аквариумном светильнике.
Электрическая схема устройства преобразователя представлена на
рис. 4.1.
R4.R51K VT1.VT2IRFZ44N
VD1, VD2
Т1 HER307
С2 220 мкФ х 16 В С2, СЗ 220 МКФ X 250 В
Рис. 4.1. Электрическая схема устройства
4.1.1. Принцип работы устройства
Устройство, реализованное по схеме двухтактного импульсного пре-
образователя напряжения, работает с'частотой примерно 112 кГц.
В основе схемы - микросхема TL494 - готовый широтно-импульс-
ный модулятор сигналов, поэтому схема и устройство в целом по-
лучаются весьма простыми. На выходе схемы установлены высоко-
вольтные выпрямительные диоды, удваивающие преобразованное
напряжение. В преобразователе в качестве Т1 используется готовый
высокочастотный трансформатор марки из блока питания «устарев-
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ПОРТАТИВНОГО ФОНАРЯ Ш
шего» принтера Canon BJC-2000, марки EL33-ASH. После замера
сопротивления обмоток относительно друг друга ясно, что соотно-
шение их (I к II) равно 1:20. Отвод в первичной обмотке сделан
ровно от ее середины (то есть первичная обмотка в данном случае
состоит из двух половинок). Поскольку таких трансформаторов ти-
па EL33-ASH от старых БП принтеров у меня скопилось несколько,
я разобрал один из них и могу констатировать, что вторичная обмот-
ка его состоит из 220 витков провода диаметром 0,3 мм.
Постоянные резисторы R1 и R2 задают ширину импульсов на вы-
ходе преобразователя. Схему можно упростить и не использовать
Rl, R2, при этом 4-й вывод DA1 надо соединить с общим проводом
(минусом питания).
Резистор R3 (совместно с конденсатором С1) задает рабочую
частоту. В незначительных пределах ее можно регулировать. При
уменьшении сопротивления резистора R1 частота генератора пре-
образователя увеличивается. При увеличении емкости конденсатора
С1 частота уменьшается, и наоборот.
4.1.2. О деталях
Микросхему TL494 можно заменить на 1114ЕУ4; это полный ана-
лог. Мощные МОП-полевые транзисторы VT1, VT2 характеризу-
ются малым временем переключения и простой схемой управления.
Их можно заменить на IRFZ44N, IRFZ46N, IRFZ48N (чем больше
цифра в маркировке - тем мощнее по току аналог).
Вместо выпрямительных импульсных диодов HER307 подойдут
HER304-HER306 или КД213 с любым буквенным индексом.
Оксидные высоковольтные конденсаторы СЗ и С4 - с рабочим
напряжением не менее 200 В, типа КХ, CapXon, HCY CD11GH,
ASH-ELB043.
Питание преобразователя осуществляется от портативного акку-
мулятора (рис. 4.2) с напряжением 6 В и емкостью 1,2 А/ч.
Защиту схемы от перегрузки и обратного включения питания
(при применении готовой платы в других конструкциях) можно
реализовать через предохранитель и диод, включенный в прямом
направлении на входе.
Выход, как видно из схемы (рис. 4.1), отличается высокой раз-
ницей потенциалов; и он не зашунтирован резистором. Поэтому
при подключении схемы и ее эксплуатации рекомендую соблюдать
меры безопасности, поскольку высоковольтный заряд напряжения
150
ЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ
Рис. 4.2. Вид портативного аккумулятора
сохраняется в течение одних суток. Не включайте данный преоб-
разователь без нагрузки.
4.1.3. Иные варианты применения
ЭЛ, управляемые с помощью рассмотренного преобразователя, мож-
но использовать для локальной подсветки гаража, аквариума, салона
автомобиля и во многих сходных случаях.
4.2. Простой источник питания
С развитием индустрии сотовых телефонов в ряде случаев возникает
необходимость их использования в круглосуточном режиме актив-
ности (при подключении к оператору связи) и, как следствие этого,
необходимость бесперебойного питания в режиме 24 часа в сутки.
Почти все операторы сотовой связи сегодня предоставляют удоб-
ный спектр услуг, развитую сеть (зону) обслуживания и выгодные
тарифы.
ПРОСТОЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЗАРЯДКОЙ
151
Несмотря на то что многие модели сотовых телефонов оснащены
внутренним устройством самоотключения от подзарядки, длитель-
ное насыщение аккумуляторной батареи зарядным током сокращает
срок службы штатного аккумулятора. Таким образом, передо мной
стояла задача разработать такое устройство, которое бы заряжало
аккумулятор сотового телефона допустимым током, когда батарея
разряжена или близка к разряду, и автоматически прекращало бы
зарядку при достижении батареи максимальной емкости.
Для сотового телефона, установленного в качестве базовой точки
связи садоводческого массива, разработан источник питания, схема
которого показана на рис. A3.
телефон
VD5 PI
KC139A 120 мк А
Ю0
Рис, 4.3. Простой источник подзарядки для сотового телефона
Источник питания служит одновременно для питания мобильно-
го телефона (с напряжением аккумулятора 3,6 В) и для автоматиче-
ского заряда аккумуляторной батареи. Во время заряда аккумулято-
ра ток 100-105 мА течет через регулирующий транзистор VT1. При
достижении номинального уровня заряда аккумулятора на сотовый
телефон с аккумулятором подается только буферный ток в преде-
лах 5-6 мА. Это значение регулируется переменным резистором R2.
Как только аккумулятор телефона изменит емкость накопленного
заряда, а это произойдет при вызовах и переговорах по телефону,
приоткроется туннельный диод VD6, и на аккумулятор телефона
вновь станет поступать зарядный ток.
Автором опробована зарядка 10 аккумуляторов фирмы Motorola
с помощью данного устройства. По правилам зарядки аккумулято-
152 ЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ
ров, рекомендованным в руководстве пользователя сотового телефо-
на, следует производить зарядку в течение 14 часов током 130 мА.
Такой ток заряда рекомендуется, исходя из формулы 0,10 х С, где
С - емкость аккумулятора. Однако если ток заряда понизить и
использовать формулу 0,08 х С (как в данном случае), ток заря-
да получится 104 мА. Таким током аккумулятор следует заряжать
несколько дольше - 20 часов, но это оправдывает себя. Во время
зарядки одного и того же полностью разряженного аккумулятора
разными токами во время эксперимента фиксировалась температура
нагрева аккумулятора.
Результаты говорят о меньшем температурном разогреве акку-
мулятора сотового телефона в режиме зарядки малым током (100-
105 мА вместо 130 рекомендованных), хотя в конце цикла зарядки
(по окончании 20 часов и 14 часов соответственно) наблюдался
нагрев в обоих случаях. В конце зарядки напряжение на заряжен-
ном малым током аккумуляторе достигало 4 В против 3,5 В в стан-
дартном режиме зарядки. Отсюда можно сделать вывод о большей
эффективности зарядки аккумуляторов сотовых телефонов токами
1з = 0,08 х С. Благодаря применению в качестве зарядного такого
устройства с пониженным током зарядки увеличивается долговеч-
ность эффективной работы аккумуляторов, более длительное время
сохраняется их емкость, возрастает количество рабочих циклов раз-
ряд - заряд.
О деталях
Трансформатор источника питания должен обеспечивать на вы-
ходе переменное напряжение 5-8 В. Транзистор VT1 - кремниевый,
типа КТ361, КТ3107 с любым буквенным индексом. Оксидные кон-
денсаторы, сглаживающие всплески напряжения по питанию типа
K5Q-20 на рабочее напряжение 12-16 В. Постоянные резисторы ти-
па МЛТ-0,25. Выпрямительный диодный мост - любой из серии
КЦ. Переменный резистор R2 - многооборотный, типа СПЗ-1ВБ.
Элементы узла широко распространены и имеют недорогую стои-
мость. Собрать этот прибор сможет даже начинающий радиолюби-
тель.
При подключении узла к мобильному телефону следует соблю-
дать полярность.
Настройка зарядного устройства сводится к установке значения
буферного тока. Для этого на выход источника питания включают
сотовый телефон с заведомо заряженным аккумулятором. В разрыв
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ СВЕТОДИОДНОГО СВЕТИЛЬНИКА 15?
положительного полюса включают миллиамперметр. Регулировкой
переменного резистора R2 добиваются значения тока 5-6 мА. Стре-
лочный прибор Р1 с током полного отклонения 100-120 мкА - сла-
боточный. Я использую стрелочный индикатор уровня записи от
старого кассетного магнитофона. Этот прибор в данной схеме ис-
полняет роль индикатора тока. Печатная плата для устройства не
разрабатывалась, учитывая малочисленность деталей схемы. Эле-
менты монтируются на перфорированной монтажной плате.
Устройство проверено безопасной эксплуатацией в течение 3 ме-
сяцев беспрерывного питания сотового телефона в режиме 24 часа.
Для адаптации автоматического зарядного устройства к моделям
сотовых телефонов, имеющих аккумуляторные батареи с напря-
жением питания выше, чем указано на схеме, необходимо приме-
нять соответствующие стабилитроны и пересчитать сопротивления
резисторов R1 и R3.
4.3. Источник питания
С помощью ненужного зарядного устройства производства КНР и
неисправной энергосберегающей газоразрядной лампы мощностью
26 Вт можно изготовить замечательный светильник. Потребуется
самая малость - «распотрошить» китайское ЗУ, оставив только пе-
чатную плату, выпрямительные диоды типа 1N4007 и один мало-
мощный транзистор n-p-n-типа (аналог ВС337). С другой стороны,
из преобразователя газоразрядной лампы извлекаем силовой дрос-
сель, конденсатор фильтра (8,2 мкФ х 400 В) и мощный транзистор
в корпусе ТО220 (аналог MJE13005). Электрическую схему устрой-
ства представляю на рис. 4.4.
Дроссель, переделанный в трансформатор, на плате не помес-
тился, поэтому он размещается вне печатной платы на удлиняю-
щих проводниках (не более 10 см каждый - для купирования
наводок). Уникальной особенностью этого устройства является
наличие цепи регулирования R4, VD5, которая позволяет обес-
печить практически постоянную силу света при изменении на-
пряжения в сети в пределах 120-240 В. Указанные параметры га-
рантируются при питании 8-10 белых светодиодов, включенных
последовательно.
Как сделать из дросселя импульсный трансформатор?
154
ЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ
НАГРУЗКА
VD1-VD4-1N4007 VD2
VD4
Рис. 4.4. Электрическая схема устройства ИП,
скомпонованного из старого ЗУ и преобразователя энергосберегающей лампы
Вокруг основной обмотки дросселя, в имеющихся промежутках
между обмоткой и боковыми кернами сердечника,4 дополнительно
намотаны 20 витков МГТФ сечением 0,04 мм2. Собственная обмотка
дросселя содержит примерно 300 витков, ее индуктивность 2,5 мГн.
Сердечник примерно соответствует 1115x5 из феррита Ф2000НМ
с зазором. Постоянный резистор R1 имеет мощность 1 Вт; R3, R6 -
0,5 Вт.
Внимание, важно!
Устройство не обеспечивает гальванической развязки от сети, по-
этому при испытаниях не следует забывать о безопасности. Основ1
ные моменты и правила личной безопасности при электромонтаж-
ных работах, связанных с напряжением осветительной сети 220 В,
рассмотрены в начале книги.
Первое включение устройства необходимо осуществлять через
ЛАТР, используя в качестве нагрузки шунт - параллельно соеди-
ненные резистор сопротивлением 75-100 Ом с мощностью рассея-
ния не менее 10 Вт и неполярный конденсатор емкостью 47 мкФ
на рабочее напряжение 100 В.
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ СВЕТОДИОДНОГО СВЕТИЛЬНИКА 155
После проверки наличия генерации следует подать полное на-
пряжение и проконтролировать величину тока через нагрузку, за-
мерив на ней напряжение и воспользовавшись законом Ома. Если
полученное значение тока не устраивает, изменяют сопротивление
резистора R6.
Внимание, важно!
Если при увеличении напряжения от 0 до 30 В устройство не генери-
рует импульсов, его следует отключить от сети и поменять местами
выводы любой из обмоток.
Также не рекомендую увеличивать величину тока более 0,4 А, по-
скольку возможно насыщение сердечника дросселя и, как след-
ствие, чрезмерный нагрев ключевого транзистора. Последовательно
с группой светодиодов следует включить плавкий предохранитель
на ток 0,5 А.
Количество последовательно включенных однотипных светодиодов,
которые можно питать от этого устройства, - от 5 до 20 шт.
Несколько слов о светодиодах для устройства
По описаниям в справочной литературе, допустимая температура
кристалла светодирда (она же Star, PSB) у разных производите-
лей колеблется и может достигать 120 °С. Среднее значение, при
котором светодиод будет служить долго, как и заложено в его па-
спортных данных, - не более 70 °С; этот параметр надо обязательно
соблюдать.
Иногда путают мощность тепловую (рассеяния) и мощность, свя-
занную с током потребления. В виде тепла, как правило, рассеива-
ется больше половины потребляемой светодиодом мощности - от
источника питания.
Светодиод требует питания постоянным током, поэтому профес-
сиональные источники питания (драйверы) для них выполняются
как генераторы стабильного тока. Питание импульсным током хо-
рошо при необходимости регулировки яркости. На сверхъяркие све-
тодиоды лучше подавать прямоугольные импульсы с регулируемой
скважностью. При этом светодиоды нагреваются в разы меньше и
служат дольше. Обычно так и делается в приличных схемах управ-
ления, одна из которых представлена на рис. 4.4.
Кроме того, довольно емкую и разностороннюю подборку схем
с подробными описаниями по теме, к примеру «Преобразователь
напряжения для портативного фонаря», «Преобразователь напря-
156 ЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ
жения от автомобильного аккумулятора», «Замена высоковольтных
транзисторов при ремонте сетевых адаптеров» и многие другие -
для самостоятельного изготовления радиоэлектронных устройств,
можно найти в новой книге издательства «ДМК Пресс»: Кашка-
ров А. П., Колдунов А. С. Оригинальные конструкции источников
питания. - М.: ДМК Пресс, 2010. - 144 с. - ISBN 978-5-94074-634-8.
4.4. Осамодед»ьном^
Этот способ подходит для простых конструкций не только импульс-
ных источников питания, не нуждающихся в дальнейших доработке
и ремонте. По сути, речь идет о сплошном заливании компаундом,
эпоксидной смолой или аналогичными прочными составами собран-
ной схемы. Особенно этот способ хорош для импульсных транс-
форматоров, поскольку увеличивает звукоизоляцию высокочастот-
ного «писка» при работе последнего и одновременно обеспечивает
устройству пожарную безопасность.
Из пластилина вылепливается необходимая форма, в которую
помещают схему (плату, если монтаж выполнен не навесным спо-
собом), заливают эпоксидным ?слеем. После засыхания клея (спустя
12 часов) пластилин снимают. В результате получается довольно
прочный и даже оригинальный на вид корпус, но его невозможно
разбирать для ремонта.
. При необходимости сделать отсек для батареек вместе со схемой
в форму кладут картонную коробочку под размер батареек. Крыш-
ку можно сделать из того же клея, предварительно разлив тонким
слоем на ровной горизонтальной поверхности: она держится без до-
полнительных креплений.
После подсыхания клея получившийся корпус можно отшлифо-
вать и покрасить.
Приложение 1
ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА
ДЛЯ ЗАМЕНЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ
При проведении ремонтных работ нередко возникают ситуации,
когда нет возможности заменить вышедшие из строя элементы на
оригинальные комплектующие. По большей части это относится к
полупроводниковым приборам. В настоящее время отечественной
промышленностью выпускается достаточно широкий ассортимент
диодов и транзисторов, используя которые, можно решить возни-
кающие проблемы с элементной базой.
Ниже предлагается сводная таблица по активным компонентам,
наиболее часто применяемым в импульсных источниках питания,
их основные параметры и наиболее близкие отечественные аналоги.
В графе «Основные параметры» приведены минимальные харак-
теристики параметров, определяющие возможность использования
прибора в конкретной цепи.
Таблица 1. Полупроводниковые приборы и их отечественные аналоги-
Наимено-
вание
Транзистор
2SC9457
Транзистор
2SC4242
Транзистор
2SC945
Транзистор
2SA733
Транзистор
2SA1015
Транзистор
2SC3039
Диод
1N5406
Диод
1N4148
Узел источника
литания
Вспомогательный
автогенератор
Усилитель мощ-
ности '
Промежуточный
усилитель каскады
защиты
Каскады защиты
Стабилизатор
канала +3,3 В
Усилитель мощ-
ности
Выпрямитель
сетевого
напряжения
Цепи импульсного
сигнала
Основные
параметры
1 китах в 7,5 А,
Ukmax-1200 В
1китах * 7 А,
U - 850 В
frp « 15 МГц
Налах = ЮОмА,
Ukmax « 50 В
Ь21э«200
Ikmax» ЮОмА,
Ukmax - 25 В
Ь21э~150
1ктах« ЮОмА,
Ukmax - 50 В
И21э= 150
1китах в 14 А,
Ukmax - 500 В
frp « 15 МГц
Inp.max ■ 2 А,
Uo6p - 400 В
Inp.max « 200 мА,
Uo6p - 75 В
твост.3» 4 не
Отечественный
аналог
КТ8127(А11В1)
Приме-
чание
КТ8108(А11В1)КТ8127(А11В1)
КТ3102БМ,ЕМ
КТ3107
КТ3107Б,Е
КТ81Ю(А,Б)
КД240(В,Е,И,К)
2Д253
2Д522Б, 2Д509А
158
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Таблица 1, Полупроводниковые приборы и их отечественные аналоги
(окончание)
Наимено-
вание
Диод FR155
ДиодР1*102
Узел источника
питания
Усилитель мощ-
ности
Промежуточный
усилитель, выпря-
мители
Основные
параметры
Imax - 5 A, Uo6p
- 400 В, teocT. =
200 нс
Imax8* 1,5 А,
Uo6p - 200 В,
tBocr. - 200 не
Сборки диодов Шоттки
СТВ34М,СТХ128
Сборки
диодов
CTL22S
Микросхе-
ма TL494
Микросхе-
ма 7805
Микросхе-
ма 7812
Микросхе-
ма 7905
Микросхе-
ма 7912
Выпрямитель
канала +12 В
ШЙМ-
преобразователь
Стабилизатор
+5 В
Стабилизатор
+12В
Стабилизатор
-5 В
Стабилизатор
-12В
Inp.max* 10 А,
Uo6p - 200 В
11вых - +5±0,2 В
11вых«+12±0,5В
11вых - -5±0,2 В
ивых = -12±0/5В
Отечественный
аналог
2Д253, 2Д254
2Д254
2МДШ 145140X10,3
МПДЧ145П6Х
КР1114ЕУ4
КР142ЕН5А,В
КР142ЕН8Б,Д
КР1162ЕН5А,Б
КР1162ЕН12А,Б
Приме-
чание
См. прим. 1
См. прим. 2
Конструк-
тивная
и функцио-
нальная сов-
местимость
Конструк-
тивная
и функцио-
нальная сов-
местимость
Конструк-
тивная
и функцио-
нальная сов-
местимость
Конструк-
тивная
и функцио-
нальная сов-
местимость
Конструк-
тивная
и функцио-
нальная сов-
местимость
Примечания:
1. Отечественные сборки являются функциональными аналогами, но конструктив-
но не совместимы с оригинальными выпрямительными элементами. Конструк-
тивным и функциональным аналогом считается сборка на основе диодов Шоттки
фирмы Philips типа PBYR3045PT.
2. Отечественные сборки являются функциональными аналогами, но конструктив-
но не совместимы с оригинальными выпрямительными элементами. Конструк-
тивным и функциональным аналогом считается диодная сборка фирмы Philips
типа BYQ28 200.
При подборе элементов замены особое внимание следует уде-
лять конструктивной совместимости полупроводниковых приборов.
ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ДЛЯ ЗАМЕНЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ
159
Прежде всего должны учитываться функциональное назначение вы-
водов и способ крепления прибора на теплоотводе. Сборки на осно-
ве диодов Шоттки в схемах выпрямителей канала +5 В могут быть
использованы и в цепях канала +3,3 В.
В современных электронных приборах широко применяются ре-
зисторы с маркировкой в виде цветных полос. Отечественные резис-
торы типа С2 23 также выпускаются с аналогичной маркировкой.
Номиналы резисторов кодируются четырьмя или пятью полосами.
Пять полос имеют резисторы, номиналы которых определяются
с точностью до третьего знака. Внешний вид резисторов с марки-
ровкой полосками представлен на, рис. П.1.
Множитель
Множитель
Допуск
1-я полоса 1 1-я полоса \ 3- я полоса
2-я полоса 2-я полоса
Рис. П. 1. Внешний вид резистора с нанесенной маркировкой полосами
Расшифровка кодовых обозначений цветовой маркировки при-
ведена в табл. 2.
Определение номиналов резисторов с четырьмя и пятью полоса-
ми проводится на основе данных, приведенных в табл. 2.
Таблица 2,
Цвет
Черный
Коричневый
Красный
Оранжевый
Желтый
Зеленый
Синий
Фиолетовый
Серый
Белый
Золотистый
Серебряный
Цветовая маркировка резисторов
1-я полоса
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2-я полоса
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3-я полоса
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Множитель
1
10
100
1К
юк
шок
1М
ЮМ
0,1
0,01
Допуск
±1%
±2%
±0,5%
±0,25%
±o,i%
±0,05%
±5%
±10%
160 ПРИЛОЖЕНИЕ 1
У резисторов с четырьмя полосами первая и вторая полосы опре-
деляют соответственно первую и вторую цифры номинала сопротив-
ления, третья полоса - множитель, на который следует умножить
значение первых двух цифр. Три первые полосы у пятиполосных
резисторов обозначают три цифры номинала, четвертая полоса -
множитель.
Последняя полоса для каждого типа маркировки - это допуск.
Множитель - число десять в степени, показатель которой опреде-
ляется цветом соответствующей полосы. В табл. 2 коэффициент
«К» обозначает тысячу (третья степень числа 10), а «М» - миллион
(шестая степень числа 10).
Приложение 2
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ПАРАМЕТРЫ СЕРИЙНО
ВЫПУСКАЕМЫХ БИПОЛЯРНЫХ
ТРАНЗИСТОРОВ
Основные электрические параметры серийно выпускаемых бипо-
лярных транзисторов с «приемкой 5» представлены в табл. 3 и 4.
Таблица 3. Основные электрические параметры мощных составных
транзисторов Дарлингтона
|
допустимые параметры
t
if
Основные электрические
параметры
*
2Т812А-
2Т812Б
КТ-9
350
700
10
12
50
5-30
£3,5
350
500
10
12
50
5-30
<2,5
<3,5
£1,3
£1,3
2Т826А-
2Т826В
КТ-9
500
700
1,0
1,0
15
10-120
<2,5
£3,0
600
700
1,0
15
10-120
£2,5
500
700
1,0
1,0
15
10-120
£2,5
£1,5
2Т827А-5
б/к
100
100
20
40
>750
£2,0
<4,5
£1,2
2Т827А-
2Т827В
КТ-9
100
100
20
40
125
>750
£2,0
£4,5
80
80
20
40
125
>750
<2,0
£4,5
60
60
20
40
125
>750
£2,0
£4,5
£1,2
2Т827А5
б/к
100
100
20
40
>750
£2,0
£4,5
2Т834А-
2Т834В
КТ-9
400
500
15
20
100
>150
£2,0
£6,0
350
450
15
20
100
>150
£2,0
£6,0
300
400
15
20
100
>150
£2,0
£6,0
£0,5
£0,5
£0,5
2Т839А
КТ-9
700
1500
10
10
50
>5
£1,5
£10
£1,5
2Т844А
КТ-9
250
250
10
20
50
10-50
£2,5
£2,0
£0,3
2Т845А
КТ-9
400
400
5,0
7,5
40
15-100
«1,5
£4,0
£0,35
2Т847А
КТ-9
360
650
15
25
125
>8
£1,5
£3,0
£0,8
2Т926А
КТ-10
200
15
25
50
10-60
£2,5
2Т935Б
КТ-97В
70
130
20
30
90
12-55
£1,0
£1,5
£0,2
2Т935Б1
КТ-19АЗ
70
130
20
30
90
12-55
£1,0
£1,5
£0,2
2Т9123А-
2Т9123Б
КТ-9
36
36
70
60
12,5
12,5
30
30
60
60
>1800
>1800
£1,5
£1,5
£0,25
£0,25
£0,07
£0,07
162
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Таблица 3. Основные электрические параметры мощных составных
транзисторов Дарлингтона (окончание)
а
i
2Т945А-
2Т945Г
2Т949А
2Т9123А
Б
2Т9138А
2Т998А
2Т993А
2Т8294А-
2Т8294Б
2Т8294А1
2Т8294Б1
Тип корпуса
КТ-9
КТ-19А2
КТ-9
КТ-19АЗ
КТ-10
КТ-19А2
КТ-9
КТ-97С
КТ-97С
Максимальные
допустимые параметры
ffi
t
i
200
150
150
150
35
36
36
100
55
70
450
4Q0
450
400
Транзисторные сборки
2Т8295АС
2Т8295БС
2Т8295ВС
КТ-19АЗ
КТ-19АЗ
КТ-19АЗ
-
-
-
Uk6o
проб, В
200
150
150
150
65
70
60
200
100
150
700
650
700
650
850
850
850
I
М
15
15
15
15
20
12,5
12,5
5,0
15,0
5,0
15
15
15
15
4
8
4
1к,и мах, А
25
15
25
25
30
30
30
10
15,0
10,0
25
25
25
25
4
8
4
Рк мах, Вт
50
50
50
50
60
60
60
50
40
50
125
125
125
125-
50
100
50
Основные электрические
параметры
5
10-60
10-60
10-60
12-60
£10
>1800
>30
>10
£10
>8
>8
>8
>8
-
-
-
а
j
£2,5
£2,5
£2,5
£2,5
£3,0
£1,5
£1,5
£1,5
£1,0
£2,0
£1,0
£1,0
£1,0
£1,0
£1,2
£1,5
£1,2
J
£1,1
£1,1
<Ы
£1,1
£0,12
£0,25
£0,25
£0,25
£0,15
£0,15
£3,0
£3,0
£3,0
£3,0
£1,0
£1,5
£1,0
i
£0,24
£0,24
£0,24
£0,24
£0,02
£0,07
£0,07
£0,05
£0,02
£0,02
£0,15
£0,15
£0,15
£0,15
£0,1
£0,1
£0,1
Таблица 4. Основные электрические параметры мощных составных
транзисторов Дарлингтона
Максимально
допустимые параметры
е-
о
I
&
i
Основные электрические
параметры
КТ704А
КТ704Б
КТ704В
КТ-10
1000
700
500
2,5
4,0
15
10-100
£5,0
КТ8108А
КТ8108Б
КТ-28
500
850
7,0
70
10-50
40-80
£1,0
£4,0
£0,3
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
163
Таблица 4. Основные электрические параметры мощных составных
транзисторов Дарлингтона (окончание)
Максимально
допустимые параметры
О
>
> с
Основные электрические
параметры
*
J
КТ8175А1
КТ-28
400
700
3,0
25
8-40
<0,5
£1,8
<;о,з
КТ8181А
КТ-28
400
700
8,0
50
10-60
<0,5
<0,3
КТ8182А
КТ-28
400
700
16,0
70
8-60
<0,5
<2,0
<0,3
КТ846А
КТ846Б
КТ846В
КТ-9
700
600
700
1500
1200
1500
7,5
52
6-35
<5,0
<5,0
КТ857А
КТ-28
J50
250
10
40
£7,5
КТ858А
КТ-28
200
400
10
60
£0,7
КТ859А
КТ-28
400
400
40
<3,5
<0,3
КТ945Б
КТ-9
150
150
15
25
50
10-60
<2,5
<0,2
КТ965А1
КТ-17-2
18
36
32
10-60
КТ957А1
КТ-19А-3
60
60
20
20
120
10-80
КТ997А
КТ997Б
КТ-28
45
45
10
20
50
>40
<0,5
Таблица 5. Мощные ЮВТ-транзисторы
Наименование
изделия
КЕ802А
КЕ802Б
КЕ802В
КЕ802Г
2Е802А
2Е802А1
2Е802Б
Тип
корпуса
КТ-9
КТ-9
КТ-9
КТ-9
КТ-9
КТ-97В
КТ-97С
11кэк шах,
В
600
600
600
600
600
600
600
. Основные электрические параметры
1к шах,
А
23
23
23
23
23
23
45
1к и шах,
А
46
46
46
46
46
46
67
*с„'
МКС
1,5
0,6
0,3
0,15
±20
±20
±20
Рк шах,
Вт
100
100
100
100
100
100
140
Приложение 3
МОЩНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
В ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ
Мощные n-канальные полевые транзисторы с изолированным за-
твором 2П7160 с буквенными индексами А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, И,
К по АЕЯР.432140.374ТУ обладают повышенной устойчивостью в
ситуациях специального назначения (их особое отличие - стойкость
к радиации) и космического пррстранства, что является фактором
дополнительной надежности. Замена ранее используемых МОП-
транзисторов на вновь разработанные позволяет уменьшить вес и
габариты устройств, существенно повысить надежность радиоэлект-
ронной аппаратуры, снизить энергопотребление.
Электрические параметры разработанных изделий представлены
в табл. 6.
Таблица 6. Электрические параметры мощных n-канальных полевых
транзисторов с изолированным затвором 2П7151А, 2П7160А-2П7160К
Наиме-
нование
изделия
2П7151А
2П7160А
2П7160Б
2П7160В
2П7160Г
2П7160Д
2П7160Е
2П7160Ж
Тип
кор-
пуса
КТ-97А
КТ-97С
КТ-97А
КТ-97В
КТ-97С
КТ-97С
КТ-97В
КТ-97А
Покрытие
корпуса
Аи или Ni
Аи или Ni
Аи или Ni
Аи или Ni
Аи или Ni
Аи или Ni
Аи или №
Аи или Ni
Ucm.
max,
В
30
30
100
200
400
500
60
100
Icmax,
А
20
46
20
35
23
20
35
20
1с(и)тах,
А
50
70
50
70
46
46
70
50
Иси.отк,
Ом
0,02
(1С-5 А)
0,006
(1с - 20 А,
изи=12В)
0,048
(1с=15А,
изи=10В)
0,080
(1с-12А,
изи-ЮВ)
0,200
(Ic-lOA,
изи-ЮВ)
0,230
{1с-10А,
изи=10В)
0,008
(1с-15А,
11зи«10В)
0,036
(1с-15А,
Usm-IOB)
Рстах,
Вт
50
125
75
125
150
150
150
100
МОЩНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ В ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ
165
Таблица 6. Электрические параметры мощных n-канальных полевых
транзисторов с изолированным затвором 2П7151 А, 2П7160А-2П7160К
(окончание)
Наиме-
нование
изделия
2П7160И
2П7160К
Тип
кор-
пуса
КТ-97С
КТ-97С
Покрытие
корпуса
Аи или Ni
Аи или Ni
Ucm.
шах,
В
200
600
Icmax,
А
35
20
1с(и)тах,
А
70
46
Нси.отк,
Ом
0,055
(1с~12А,
изи«10В)
0,230
(1с«10А,
изи-ЮВ)
Рстах,
Вт
150
150
Примечание:
МОП-транзисторы изготавливаются с золотым или никелевым покрытием кор-
пуса.
МОП-транзисторы изготавливаются для монтажа в отверстия
и для поверхностного монтажа - в металлостеклянных корпусах
КТ97А, КТ-97В, КТ-97С с планарными выводами с золотым или
никелевым покрытием, для изготовления которых используется
прецизионный стальной профиль. Масса транзистора в корпусе
КТ-97А - 5 г, КТ-97В - 8,5 г, КТ-97С —10 г.
С 2011 года МОП-транзисторы выпускаются также в керами-
ко-полимерных корпусах КТ-111А-1,2, КТ-111В-1,2, КТ-111С-1,2
с изолированным коллектором и плоскими выводами (масса тран-
зистора - от 1,5 г), а также на керамической подложке со сплошной
заливкой герметичным компаундом - бескорпусная модификация
«2» с гибкими выводами.
Монтаж транзисторов в аппаратуре может осуществляться мето-
дом пайки или с помощью теплопроводящего клея.
Приложение 4
КАК ПОДОБРАТЬ ПАССИВНЫЕ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ
КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ САМОДЕЛЬНОГО
УСТРОЙСТВА ИЛИ ДЛЯ ЗАМЕНЫ
В ПРОЦЕССЕ РЕМОНТА ИБП,
И НЕ ТОЛЬКО
Если проанализировать длительную работу любых аудио- и видео-
усилителей, собранных на дискретных компонентах или с примене-
нием таковых, окажется, что шумовые помехообразующие свойства
данных усилителей (без исключения, самодельного и промышлен-
ного производства) в разной степени неудовлетворительны для тре-
бовательного слуха меломана или просто внимательного слушателя,
привыкшего к комфорту.
Одним из основных требований, предъявляемых к усилителям,
является минимальный шум на выходе. В паспортных данных про-
мышленно изготовленного усилителя, как правило, поставленного на
конвейерную сборку, присутствует такой параметр, как отношение
сигнал/шум. Чем ниже этот показатель, тем качественнее усилитель.
Наверное, радиолюбители замечали, что сразу после приобретения
нового усилителя среднего класса А или В его шумовые характе-
ристики практически удовлетворительны, то есть в динамических
головках трудно зафиксировать на слух шум самого усилителя.
В процессе эксплуатации этот параметр постепенно ухудшается,
и вот уже на полной громкости усилителя слышен то ли «шум ка-
мыша», то ли иной постоянный шорох.
Как правило, бывший в ремонте усилитель имеет худшие качест-
венные параметры относительно нового.
Объяснений тому может быть несколько - от установки в виде заме-
ны тех элементов, что есть в наличии, а не тех, которые необходимы по
заданным параметрам (это касается всех радиоэлементов), до целого
комплекса других причин. После повторной пайки усилители (как по-
казывает практика) начинают больше шуметь даже с установленными
высококачественными элементами. Основное усиление в усилителях
прямого преобразования осуществляется на низких частотах. Поэтому
особо важно при сборке усилителя применять те компоненты, которые
впоследствии дадут меньше шумовых эффектов.
КАК ПОДОБРАТЬ ПАССИВНЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ 167
Источники шумов
По источнику возникновения шумы усилителей можно разде-
лить на внешние и внутренние. С помехами и наводками, вызван-
ными внешними причинами, можно успешно бороться известными
способами - с помощью оптимального расположения элементов,
экранирования корпуса устройства, фильтрами и фильтрующими
оксидными конденсаторами по питанию. От вйутренних шумов,
возникающих в процессе усиления сигнала, избавиться не просто.
Внутренние шумы усилителя зависят от схемотехники усилителя
(совместимости транзисторов и целых каскадов) и возникают при
прохождении тока через пассивные (резисторы, катушки индуктив-
ности и конденсаторы) и активные (транзисторы) элементы схемы.
При разработке или повторении высококачественного усилителя
звуковой частоты, кроме оптимального выбора вида схемы, важно
правильно подобрать элементную базу и оптимизировать режим ра-
боты каскадов усилителя.
В каждом усилителе источником внутренних шумов являются
тепловые и токовые шумы постоянных и переменных резисторов,
фликкер-шумы конденсаторов, диодов и стабилитронов, флуктуа-
ционные шумы активных элементов, вибрационные и контактные
шумы. v
Контактные шумы возникают при некачественной, пайке (про-
изведенной с нарушением температурного режима), в местах со-
единения разъемов Ичотслоений контактных площадок печатного
монтажа. Количество всевозможных разъемов в усилительной ап-
паратуре должно быть сведено к минимуму. Вибрационные шумы -
это разновидность контактных шумов. Они могут проявляться при
эксплуатации усилителя на подвижных объектах, с вибрацией поч->
вы (основания), в автомобиле и при неоправданно близком распо-
ложении мощных динамических головок к конструкции усилителя.
Такие шумы возникают из-за передачи механических колебаний на
обкладки конденсаторов, на которые воздействует приложенное на-
пряжение. Особенно подвержены данному недостатку керамические
конденсаторы (К10, К15 и др.) с емкостью более 0,01 мкФ, установ-
ленные во входных цепях усилителя и выполняющие роль раздели-
тельных. Спектр помехи находится в диапазоне низких частот. Для
борьбы с этим явлением желательно применять амортизацию всей
конструкции. В оксидных конденсаторах такие помехи не возника-
ют. Например, звуковой эффект эхо-сигнала - когда в динамических
головках (учитывая стереоэффект) отчетливо слышно повторение
168 ПРИЛОЖЕНИЕ4
сигнала. Для некоторых меломанов такой эффект даже приятен и
необычен, но, по сути, это является недостатком усилителя, хотя бы
потому, что его невозможно выключить (устранить).
При прямом прохождении тока собственные шумы диодов ми-
нимальны. Небольшой уровень шумов все же имеет место быть -
при действии обратного напряжения образуется ток утечки, и чем
он меньше, тем меньше шумовые свойства прибора. Стабилитроны
и стабисторы дают больший шумовой эффект (с помощью таких
полупроводников даже строят устройства со специальными эффек-
тами - имитаторами шума прибоя, генераторы «белого» и «розо-
вого» шума). Чем большее сопротивление имеет ограничительный
резистор в цепи стабилитрона (работа на малых токах), тем больше
вероятность проявления внутренних шумов стабилитрона.
Рассмотрим шумы, возникающие от пассивных элементов - ре-
зистороз и конденсаторов.
Шумы резисторов
Собственные шумы резисторов складываются из тепловых и то-
ковых шумов. Тепловые шумы вызваны движением электронов в то-
копроводящем слое, из которого частично состоит резистор. Такие
шумы увеличиваются с увеличением температуры нагрева резистора
и даже температуры окружающей среды. Если на резистор не дей-
ствует напряжение, то ЭДС его шумов (мкВ) определяется соот-
ношением
Eiu=0,0125(f1-f2)R,
где (ft - f2) - полоса частот кГц, R - сопротивление, кОм.
При протекании через резистор тока возникают токовые шумы.
Шумовое напряжение появляется из-за эффекта флуктуации кон-
тактных сопротивлений между проводниками, оно линейно зави-
сит от приложенного напряжения. Шумовые свойства резисторов
характеризуются отношением действующего значения переменной
составляющей напряжения шумов (мкВ) к приложенному напря-
жению (В): Em/U.
Частотный спектр тепловых и токовых шумов непрерывный, но
есть и различия. У теплового шума он равномерно распределен по
всей полосе частот, а у токового шума спадает с примерно 10 МГц.
Общая величина шума пропорциональна квадратному корню сопро-
тивления, поэтому у резисторов с низким сопротивлением шумовые
качества лучше (менее значимы).
КАК ПОДОБРАТЬ ПАССИВНЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
169
Кроме того, определяющее значение имеет материал, из которого
изготовлены резисторы.
Есть несколько способов борьбы с шумами резисторов. Примене-
ние тех типов резисторов, в которых за счет технологии изготовле-
ния шумовые свойства менее значимы. У непроволочных резисторов
токовые шумы значительно больше тепловых. Общий уровень шума
для разных типов резисторов находится в диапазоне 0,1-100 мкВ/В.
Подстроечные и переменные резисторы шумят больше постоян-
ных, поэтому их лучше применять с небольшими номиналами или
стремиться вообще исключить. Тепловые шумы можно значительно
сократить, если применять резистор большей мощности рассеяния,
чем это технологически требуется. Тот же эффект достигается при-
нудительным охлаждением резисторов, например с помощью уста-
новленного непосредственно рядом с элементами вентилятора или
помещением всей монтажной платы в холодильник. Параллельное
или последовательное включение резисторов для этой цели дает
ощутимо меньший эффект, так как возрастает количество контакт-
ных соединений, что приводит к увеличению влияния контактных
шумов.
Для сравнения шумовых свойств некоторых популярных резисто-
ров обратимся к табл. 7.
Таблица 7* Шумовые свойства некоторых резисторов
Тип
БЛП
С2-13
С2-29В
С2-50
МЛТ
ОМЛТ
С2-23
С2-33
С2-26
СПЗ-4
СПЗ-19
СПЗ-23
Технология
Бороуглеродистые
Металлодиэлектрические
Металлодиэлектрические
Металлодиэлектрические
Металлоокисные
Пленочные композиционные
Уровень шума, мкВ/В
0,5
1,0
1,5
1-5
0,5
47-100
25-47
25-47
Из нее видно, что наиболее эффективно использовать в высоко-
качественном малошумящем усилителе звуковой частоты резисторы
типов С2-26, С2-29В,С2-33 и резисторы в чип-исполнении (бескор-
пусные) С1-4. Как наиболее шумовые из популярных резисторов,
170
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
кроме переменных и подстроенных, показали себя популярные и
распространенные типы МЛТ, ОМЛТ.
Резисторы, применяемые в колебательных контурах, усилителях
высокой частоты, должны обладать только активным сопротивле-
нием, то есть не изменять свое сопротивление в рабочем диапазоне
частот. Пограцичная частота, на которой будет эффективно работать
резистор, зависит от его сопротивления и собственной емкости и
определяется соотношением
Собственные емкости резисторов С2-6, С2-13, С2-14, С2-23, С2-
33, ОМЛТ находятся в интервале 0,1-1,1 пФ. Постоянные резисто-
ры имеют допуск отклонения сопротивления от номинальной вели-
чины. Здесь важно понимать, что чем больше допустимый разброс
в отклонении от номинального сопротивления резистора, тем менее
стабильной может оказаться его работа. В усилителях желательно
применить постоянные резисторы с допуском отклонения 0,001—
2% марки С2-23. Допуск в отечественных резисторах обозначается
третьим или четвертым элементом в маркировке.
В табл. 8 приводятся обозначения допусков в постоянных резис-
торах отечественного производства.
Таблица 8« Маркировка постоянного резистора, обозначающая величину
допуска в %
Буква
Допуск
Е
±0,001
L
±0,002
R
±0,005
Р
±0,01
и
±0,02
В(Ж)
±0.1
С(У)
±0,25
Буква
Допуск
±0,5
F(P)
±1
в(Л)
±2
J(H)
±5
К(С)
±10
М(В)
±20
Н(Ф)
±30
Величина допуска может быть нанесена и под номиналом, во
второй строке. Что касается резисторов, на которых маркировка
читается в виде цветных полос, то для нашего случая это еще про-
ще - постоянные резисторы с малой величиной допуска (0,1-10%)
маркируются пятью цветовыми кольцами на корпусе прибора. При
этом первые три - численная величина сопротивления в омах; чет-
вертое кольцо - множитель, а пятое - допуск. Для нашего варианта
пятая полоса должна иметь цвет: золотистый (±5%), коричневый
(±1%), красный (±2%), зеленый (+0,5%), голубой (+0,25%), фиоле-
товый (+0,1%). Резисторы с более широким допуском маркируются
четырьмя полосами.
КАК ПОДОБРАТЬ ПАССИВНЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ 777
Маркировочные знаки на резисторах сдвинуты к одному из вы-
водов и читаются слева направо. Если размеры резистора не позво-
ляют разместить маркировку ближе к одному из выводов, ширина
полосы первого знака делается несколько больше других.
Современные резисторы маркируются по ОСТ 11.074.009-88.
Маркировка резисторов
Первый элемент - буква или сочетание букв, обозначающих под-
класс резисторов (в этом материале рассмотрим только резисторы,
имеющие значения для усилительной и высококачественной техни-
ки). Р - резисторы постоянные, РП - переменные.
Второй элемент - группа по материалу изготовления. 1 - непро-
волочные, 2 - проволочные, или металлофольговые.
Третий элемент - цифра, обозначающая регистрационный номер
разработки. Между вторым и третьим элементами ставится дефис,
например Р1-4. Кроме того, четвертым обозначением (не всегда)
ставится климатическое исполнение, что важно для высококачест-
венных усилителей: В - всеклиматическое, Т - тропическое испол-
нение. Совершенно естественно, что в относительно жарком клима-
те надежней резистор исполнения «Т».
По классификации до 1980 года обозначение отечественных посто-
янных резисторов начиналось с буквы «С» - сопротивления (СП -
переменные резисторы). Вторая цифра указывает на особенности то-
конесущей части: 1 - непроволочные тонкослойные углеродистые и
бороуглеродистые, 2 - непроволочные тонкослойные металлодиэлект-
рические или металлоокисные, 3 - непроволочные композиционные
пленочные, 4 - непроволочные композиционные объемные, 5 - про-
волочные, б - непроволочные тонкослойные металлизированные.
Единая структура условных обозначений всех резисторов, выпус-
каемых за рубежом, отсутствует. Поэтому каждая уважающая себя
фирма обозначает резисторы по своему стандарту. Чтобы перечис-
лить все возможные обозначения (особо важны материал резистора
и технология изготовления), потребовалось бы опубликовать не-
сколько книг.
То же справедливо относительно цветовой маркировки зарубеж-
ных резисторов. Поэтому в данной книге отмечу лишь один зару-
бежный стандарт обозначения (MIL).
Первый элемент обозначает серию резистора. Второй, третий,
четвертый и пятый элементы - цифровой код, номинальное сопро-
тивление. Эти данные сведены в табл. 9.
172
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Таблица 9. Стандарт обозначения зарубежных резисторов MIL
Серия
RL
RN
RE
RNC
RLR
RB
RBR
RW
RNR
RNN
RCR
М55342
Стандартные металлопленочные резисторы (допуск ±2%, ±5%)
Металлопленочные прецизионные резисторы
Мощные проволочные резисторы с алюминиевым радиатором
Металлопленочные резисторы с уровнем надежности S
Металлопленочные резисторы с уровнем надежности Р
Проволочные прецизионные миниатюрные и субминиатюрные
Проволочные прецизионные резисторы с уровнем надежности R
Проволочные мощные резисторы для поверхностного монтажа
Металлопленочные прецизионные резисторы с герметичным уплотнением
Углеродистые композиционные резисторы
Тонкопленочные кристаллы резисторов с уровнем надежности R
Шестой элемент - буквенный код, которым обозначается уровень
надежности резисторов в течение 1000 часов. Для пояснения этого
параметра обратите внимание на табл. 10.
Таблица 10. Уровень надежности резисторовв течение 1000 часов
Код
Уровень надежности (число отказов в %)
М
1
Р
0,1
R
0,01
S
0,001
В последнее время пользуются популярностью металлопленочные
резисторы ME Материал основы - особо чистая керамика, резис-
тивный слой - осажденный Ni-Cr сплав. Выводы таких резисторов
из луженной меди. Температурный диапазон -55...+155 °С. Темпе-
ратурный коэффициент сопротивления ±15...±50 ррт/°С. Выпуска-
ются с мощностью рассеяния 0,125-3 Вт. Особо малогабаритные
варианты данного типа постоянных резисторов маркируются MF-S.
Точность сопротивления (допуск отклонения) в пределах 0,1-5%,
что позволяет использовать их в высококачественных усилителях.
Точность сопротивления и другие электрические параметры марки-
руются цветовыми полосами так, как рассмотрено выше.
Еще один вариант подходящих постоянных резисторов для высо-
кокачественных усилителей звуковой частоты - металлооксидные
резисторы МО. Основа та же. Резистивный слой - металлооксидная
пленка - дает название самому типу данных резисторов. Кроме от-
личий по электрическим характеристикам, данный тип резисторов
имеет огнеупорное покрытие, что позволяет строить на их основе
КАК ПОДОБРАТЬ ПАССИВНЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
173
устройства, работающие с высоким уровнем температуры возду-
ха, например пожарной сигнализации. Малогабаритные варианты
маркируются MO-S. Мощность рассеяния до 5 Вт при температу-
ре +70 °С. Температурный коэффициент сопротивления чуть хуже:
±200 ррт/°С. Точность сопротивления (допуск) также уступает по-
стоянным резисторам серии MF - только ±5%. Температурный диа-
пазон -55...+200 °С.
Постоянные резисторы серий KNP (проволочные резисторы),
а также SQP и PRW (мощные проволочные резисторы с высокой
перегрузочной способностью, закатанные в литой цементный кор-
пус) для работы в высококачественном усилителе нежелательны
из-за комплекса причин, одной из которых является чрезмерно не-
стабильный (для усилителей класса А) их температурный коэффи-
циент сопротивления ±300 ррт/°С.
Проволочные резисторы
Кроме постоянных и переменных резисторов (наиболее попу-
лярных в практике радиолюбителя), существует отдельный подвид
резисторов - проволочные. В табл. И представлены сведения, ка-
сающиеся материалов для изготовления проволочных резисторов.
Таблица 11. Материалы и их удельные сопротивления,
применяемые для изготовления проволочных резисторов
Диаметр
провода, мм
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
R, Ом (при длине 30 мм)
Нихром
3,00
1,80
1,10
0,76
0,56
Константин
1,35
0,76
0,49
0,34
0,25
Манганин
1,27
0,71 -
0,46
0,32
0,23
Используя справочные данные, приведенные в табл. 11, можно
самостоятельно изготовить проволочный резистор из соответствую-
щего материала.
Шумы конденсаторов
Для переменного тока конденсатор представляет собой сопро-
тивление, величина которого уменьшается с ростом частоты. В кон-
денсаторах источником фликкер-шумов является ток утечки. Наи-
больший ток утечки - у оксидных конденсаторов большой емкости.
174
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Замечено, что утечка увеличивается с увеличением емкости и сни-
жается с увеличением допустимого рабочего напряжения Upa6. Ок-
сидные конденсаторы, установленные на входе и выходе усилителя
в качестве разделительных (не пропускают постоянную составляю-
щую напряжения и уменьшают влияние нагрузки или выходных
каскадов предварительного усилителя на работу основного усили-
теля), существенно увеличивают внутренние шумы усилителя. По-
этому желательно вместо них применять пленочные конденсаторы
(например, К10-17, К10-28, К10-23, КТ4-23, К73-3, К73-9, К73-17,
К76-3, К10У-5, КД-1, К76-П2, КМ-5, КМ-6, из импортных - KWC),
хотя это, во-первых, приведет к существенному увеличению разме-
ров конструкции, а во-вторых, выходные конденсаторы таким об-
разом заменить не удастся из-за относительно больших емкостей.
Оксидные конденсаторы вообще являются значительным источни-
ком фликкер-шумов, которые образуются в усилителе с течением
времени. По этой же причине желательно избегать их применения
в цепях прохождения сигнала.
В табл. 12 сведены данные о некоторых популярных оксидных
конденсаторах, изучив которые, можно определить те или иные
прерогативы в использовании данных конденсаторов. Наименьшие
токи утечки среди оксидных конденсаторов имеют К53-1А, К53-18,
К53-16, К52-18, К53-4.
Таблица 12* Справочные данные некоторых оксидных конденсаторов
Тип
К50-6
К50-16
К50-24
К52-1
К52-2
К52-18
К53-1
К53-1А
К53-4
К53-18
К53-19
К53-30
ЭТО
Технология
Алюминиевые оксидно-электролитические
Танталовые оксидные объемно-пористые
Танталовые оксидно-полупроводниковые
Танталовые
Рабочая
температура, °С
-10...+85
-20...+70
-25...+70
-60...+85
-50...+155
-60...+155
-80...+85
-60...+125
-50...+100
-60...+125
-60...+120
-60...+135
-50...+80
Ток утечки,
мкА
4...5000
4...5000
18...3200
1,2...8,5
2...30
1 ...30
2...5
1...8
2...10
1...63
1...10
0Д..5
5...100
При выборе компонентов для высококачественного усилителя не-
обходимо принимать во внимание, кроме электрических параметров,
КАК ПОДОБРАТЬ ПАССИВНЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ 175
срок изготовления и фирму-производителя. Как правило, произво-
дитель гарантирует паспортные параметры в течение ограниченного
срока - 3-8 лет.
При длительном периоде хранения оксидных конденсаторов до
введения их в рабочий режим их токи утечки заметно возраста-
ют. Учитывая это, при использовании долгое время хранившихся
на консервации конденсаторов необходимо постепенно повышать
воздействующее на них напряжение до указанного в паспортных
данных номинального значения. Так как токи утечки конденсато-
ра возрастают при увеличении температуры, сдедует хранить кон-
денсаторы в недоступном для прямых солнечных лучей месте, при
температуре окружающей среды в диапазоне -40...+40 °С. Для того
чтобы подбирать конденсаторы для той или иной радиоэлектронной
аппаратуры, необходимо знать их обозначения и сведения, опреде-
ляющие их электрические параметры, такие как емкость, рабочее
напряжение, материал изготовления, группу ТКЕ (температурного
коэффициента емкости). Обозначения отечественных конденсато-
ров следующие:
Обозначения конденсаторов
Первый элемент обозначения - буква или сочетание букв, опре-
деляющих тип конденсатора (К - постоянной емкости, КТ - под-
строечный, КП - переменный, КС - конденсаторные сборки - не
путайте с начальным обозначением микросхем, например серии
КС193ИЕ2).
Второй элемент - используемый вид материала (диэлектрика).
Далее некоторые сведения, относящиеся к конденсаторам, приме-
няемым в усилителях различного назначения:
10 - керамические;
20 - кварцевые;
21 - стеклянные;
22 - стеклокерамические;
23 - стеклоэмалевые;
26 - тонкопленочные с неорганическим диэлектриком;
31, 32 - слюдяные;
40 - бумажные и фольговые;
42 - бумажные металлизированные;
50 - оксидные (электролитические) алюминиевые;
51 - оксидные танталовые и ниобиевые;
176 ПРИЛОЖЕНИЕ 4
52 - оксидные танталовые объемопористые;
53 - оксидно-полупроводниковые;
58 - с двойным электрическим слоем, они же ионисторы;
60 - воздушные;
61 - вакуумные;
70 - полистирольные с металлизированными обкладками;
72 - второпластовые;
73, 74 - полиэтилентерефталатные.
Ионисторы
Это оксидные конденсаторы большой общей емкости (в несколь-
ко десятков и сотен фарад, рассчитанные на рабочее напряжение 10-
50 В). В современных усилителях применение ионисторов оправ-
дано в качестве фильтрующих элементов по питанию. Эквивалент
электрической схемы ионистора в последовательном соединении
(в прямом направлении) кремниевого диода, ограничительного ре-
зистора, конденсатора большой емкости (отрицательная обкладка
подключена к общему проводу) и параллельно ему RHarp. Как при-
меры ионисторов - распространенные приборы К58-3 и К58-9.
Третий элемент в обозначении конденсатора - порядковый но-
мер разработки: П - для работы в цепях постоянного и переменного
тока, Ч - для работы в цепях переменного тока, У - для работы
в цепях переменного тока и в импульсных режимах, И - для работы
в импульсных режимах.
Из старых типов встречаются обозначения: КД - конденсаторы
дисковые, КМ - конденсаторы керамические монолитные, КЛС -
керамические литые секционные, КСО - конденсаторы слюдяные
опресованные, СГМ - рлюдяные герметизированное малогаба-
ритные, КБГИ - бумажные герметизированные изолированные,
МБГЧ - металлобумажные герметизированные высокочастотные,
КЭГ - электролитические герметизированные, ЭТО - электроли-
тические танталовые объемно-пористые.
Типы (КД, КЛС, КСО, КГМ, КБГИ, МБГЧ, КЭГ) в усилителях
желательно не применять по причине их иного предназначения и
повышенным внутренним шумам.
Конденсаторы, как и постоянные резисторы, разделяются по
группам допуска отклонения от номинальной емкости. Эти данные
сведены в табл. 13. В табл. 14 представлены данные буквенного обо-
значения напряжения (маркировки) на конденсаторах.
КАК ПОДОБРАТЬ ПАССИВНЫЕ Р/ЩИОЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
177
Таблица 13. Буквенное обозначение допуска конденсаторов постоянной
емкости
Буква
%
Буква
%
Е
±0,001
L
±0,002
С(У)
±0,2
D(A)
±0,5
R
±0,005
F(P)
±1
Р
±0,01
О(П)
±2
и
±0,02
J(W)
±5
X
±0,05
В(Ж)
±0,1
К{С)
±10
М(В)
±20
Буква
%
Ы(Ф)
±30
Q
-10+30
Т(Э)
-10+50
Y(K>)
-10+100
S(B)
-20+50
Z(A)
-20+80
В скобках указан старый (до 1990 года) код обозначения.
Таблица 14. Буквенное обозначение номинального напряжения
для конденсаторов
и, в
1
2,5
3,2
4
Буква
1
М
А
С
и,в
6,3
10
16
20
Буква
В
D
Е
F
и,в
40
50
63
80
Буква
S
J
К
L
и, в
100
125
160
315
Буква
N
Р
Q
X
Малогабаритные конденсаторы с малой величиной допуска
(0,001-10%), рекомендуемые к применению в высококачественных
усилителях, маркируются шестью цветовыми кольцами на корпусе.
Первые три кольца - численная величина емкости в пикофарадах,
четвертое кольцо - множитель, пятое - допуск, шестое - ТКЕ.
Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) характеризует от-
носительное изменение емкости от номинального значения при из-
менении температуры окружающей среды. Буквенное обозначение
ТКЕ может быть: М - отрицательное, П - положительное, МП -
близкое к нулю, Н - не нормируется. Следующие за буквой Н циф-
ры определяют допустимые изменения емкости в интервале рабо-
чих температур. У слюдяных конденсаторов ТКЕ обозначен первой
буквой на корпусе, у керамических - каждой группе соответствует
определенный цвет корпуса или цветовая точка на корпусе. В уси-
лителях керамические конденсаторы группы «Н» по ТКЕ приме-
няют в качестве шунтирующих, фильтровых элементов и для связи
между каскадами на низкой частоте сигнала. Как и любые проводни-
ки, конденсаторы обладают некоторой индуктивностью. Чем больше
емкость и размеры обкладок конденсаторов, тем больше паразитная
индуктивность.
178 ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Зарубежные производители конденсаторов не имеют единой си-
стемы обозначения своих приборов. Конденсаторы малой емкости
используются в усилительной технике в качестве разделительных
между каскадами усилителя. Не желательно для этой цели приме-
нять лакопленочные, пленочные, металлопленочные и однослойные
металлобумажные Конденсаторы, так как при эксплуатации на ма-
лых (менее 1 В) напряжениях у данных типов наблюдается неста-
бильность сопротивления изоляции.
Выбор оксидного конденсатора для ИП
При выборе оксидного конденсатора для ИП необходимо стремить-
ся к тому, чтобы ток утечки не превышал значения 0,1 мА/1 мкФ.
Рабочее напряжение такого конденсатора должно в два раза пре-
вышать максимальное расчетное напряжение в действующей цепи.
Подача напряжения обратной полярности недопустима. Несоблю-
дение полярности алюминиевых оксидных конденсаторов (К50-29,
К50-20, К50-24, К50-35 и аналогичные) приводит к короткому за-
мыканию цепи и нередко заканчивается взрывом конденсатора, если
он находится под напряжением.
Для предотвращения несчастных случаев, которые возможны при
несоблюдении полярности конденсатора, желательно использовать
конденсаторы с предохранительными отверстиями на корпусе. В це-
пях с переменной полярностью следует применять керамические не-
полярные конденсаторы. При эксплуатации оксидных конденсато-
ров в качестве разделительных при малых напряжениях учитывают
наличие у них собственной ЭДС с действующим значением до 1 В.
Это значение может совпадать или не совпадать с полярностью кон-
денсатора.
Практика показывает, что оксидные конденсаторы типов К50-26,
К50-20 могут изменять полярность на противоположную с течением
времени. Это вносит в работу усилителя некачественные (нежела-
тельные) изменения, влияющие на шумы, передачу сигналов между
каскадами и в целом на нормальную работу устройства. Тантало-
вые конденсаторы типа К52-2, К52-5, ЭТО и другие при встречном
включении (как неполярные) допускают работу в цепях переменно-
го тока с частотой до 20 кГц при действующем значении напряжения
доЗ В.
Не допускайте, чтобы оксидный конденсатор находился под на-
пряжением, превышающим его рабочее напряжение (допустимо
только кратковременное перенапряжение, несколько секунд). При
КАК ПОДОБРАТЬ ПАССИВНЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ 179
прохождении через конденсатор импульсного тока обращают вни-
мание на максимальное напряжение на конденсаторе (сумма по-
стоянного напряжения и напряжения пульсаций - если конденса-
тор включен в электрическую цепь как сглаживающий пульсации
фильтр), чтобы оно не превышало номинального значения. В про-
тивном случае это приводит к преждевременному отклонению
электрических характеристик конденсаторов (особенно оксидных)
от номинальных. Например, оксидный алюминиевый^ конденсатор
К50-24 рассчитан на работу в течение 2000 час. После этого времени
предприятие-изготовитель не гарантирует сохранения номинальной
емкости, тока утечки и прочих важных параметров. 2000 часов - это
примерно 83 суток. Естественно, что для высококачественного уси-
лителя нежелательно использовать такого рода конденсаторы. Прак-
тикой установлено, что эксплуатируемые при комнатной темпера-
туре усилители и приборы имеют более долговременную историю
стабильной и эффективной работы, чем те, которые используются
при разных (в том числе отрицательных) температурах окружающей
среды. Это объясняется тем, что рабочий температурный диапазон
широко популярных оксидных конденсаторов «привязан» к темпе-
ратуре +10...+70 °С.
Использование конденсатора при комнатной температуре гаран-
тирует длительный срок его полезной службы. Сумма постоянного
обратного напряжения и амплитуды пульсаций не должна превы-
шать значение 2 В.
Для каждой серии современных конденсаторов указывается мак-
симальное значение тангенса угла потерь (tgS), которое, как правило,
измеряется на частоте сигнала 120 Гц при температуре окружающей
среды +20 °С. Отсюда вычисляется эквивалентное последовательное
сопротивление (ESR) по формуле
ESR = tg8/2rcfC,
где f - частота, при которой производились измерения, Гц; С - ем-
кость конденсатора, Ф.
В электрических цепях, где процесс заряда-разряда происходит
с высокой частотой, значение емкости (по определению конденса-
тора) может уменьшаться. Если через конденсатор протекает им-
пульсный ток, значение которого превышает номинальное значение
тока конденсатора, то на конденсаторе выделяется избыточное тепло
(его можно зафиксировать «невооруженными» руками, прикоснове-
нием), его емкость уменьшается, срок службы сокращается.
180
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Во время пайки дискретных и чип-элементов необходимо соблю-
дение осторожности. Температура пайки выводов конденсаторов не
должна превышать 260 °С, а контакт с жалом паяльника - не более
5-7 сек.
Допустимы!* ток пульсации для оксидного электролитического
конденсатора необходимо учитывать (он указывается персонально
для каждой серии) для использования таких конденсаторов в ка-
честве фильтрующих элементов в источниках питания мощных уси-
лителей. Сумма постоянного напряжения на обкладках конденса-
тора и напряжения пульсации не должна превышать номинального
рабочего напряжения. Номинально допустимые параметры опреде-
ляются при окружающей температуре +85 °С и на частоте сигнала
120 Гц. При другой температуре окружающей среды и другой час-
тоте сигнала в качестве максимально допустимого тока пульсации
применяется значение тока пульсации, умноженное на коэффици-
ент в табл. 9 и табл. 15.
Таблица 15* Расчет тока пульсации оксидных конденсаторов
в зависимости от температуры
Температура, °С
Коэффициент
40
1,9
60
1,5
70
1,3
85
1,0
105
0,6
Таблица 16. Расчет тока пульсации оксидных конденсаторов в зависимости
от частоты действующего сигнала
Частота, Гц
Коэффициент
60
0,7
120
1,0
300
U
1000
1,3
10 000
1,4
100 000
1,4
Представленные данные подтверждены многолетней практикой
ремонта усилителей и справочниками.
Символьная маркировка неполярных конденсаторов представле-
на в табл. 17.
Таблица 17. Символьная маркировка неполярных конденсаторов
Множитель
ю-12
109
ю-6
ю-3
1
Код
Р
п
и
m
F
Значение
пикофарады
нанофарады
микрофарады
миллифарады
фарады
КАК ПОДОБРАТЬ ПАССИВНЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
181
В табл. 18 представлены значения допуска для неполярных кон-
денсаторов с ненормированным ТКЕ.
Таблица 18* Допуск неполярных конденсаторов с ненормируемым ТКЕ
Группа ТКЕ
НЮ
Н20
НЗО
Н50
Н70
Н90
в интервале t -60...+80 °С
±10
±20
±30
±50
±70
±90
Код
В
Z
D
X
Е
F
Для керамических и стеклянных неполярных конденсаторов ана-
логичные сведения представлены в табл. 19.
Таблица 19. Допуск неполярных керамических и стеклянных конденсаторов
с ненормируемым ТКЕ
Группа ТКЕ
moo
П60
пзз
мпо
мзз
М47
М75
Ml 50
М220
МЗЗО
М470
М750
Ml 500
М2200
М3300
Номинальное значение ТКЕ (x1Q-*/°C)
+100
+60
+33
0
-33
-47
-75
-150
-220
-330
-470
-750
-1500
-2200
-3300
Код
А
G
N
С
Н
М
L
Р
R
S
Т
и
V
К
Y
Список сокращений
АВИ - автогенераторный вспомогательный источник
БП - бестрансформаторный преобразователь
ВЧ - высокая частота, высокочастотный
ИБП - импульсный блок питания
ИОН - источник опорного напряжения
КЗ - короткое замыкание
КПД - коэффициент полезного действия
КС - каскад сопряжения
НЧ - низкая частота, низкочастотный
ПК - персональный компьютер
ПН - преобразователь напряжения
СИП - схема измерения перенапряжения
СК - согласующий каскад
УМ - усилитель мощности
ФПН - формирователь пилообразного напряжения
ЧИМ - частотно-импульсная модуляция
ШИМ - широтно-импульсная модуляция
ЭДС - электродвижущая сила
Литература
Кашкаров А. П. Радиолюбителям: электронные узлы. - М.: ИП
РадиоСофт, 2006. - 270 с: ил. (Книжная полка радиолюбителя.
Вып. 10.)
Кашкаров А. П. КР1006ВИ1 в режиме прерывистой генерации //
Радио. - 2005. - № 2. - С. 55.
Кашкаров А. Система видеонаблюдения для охранного телевиде-
ния на основе видеоконтроллера TW2700 фирмы Techwell Inc. //
Компоненты и технологии. - 2008. - № 9. - С. 26.
Кашкаров А. П., Колдунов А. С. Импульсные источники питания:
достоинства и недостатки // Электрик. - 2009. - № 10. - С. 60.
' Кашкаров А. П. Ты и диод. Ремонт и модернизация бюджетных
источников питания // Железо. - 2010. - № 5. - С. 98-102.
Кашкаров А. П. Ветрогенераторы, солнечные батареи и другие
полезные конструкции. - М.: ДМК-Пресс, 2011. - 144 с. - ISBN
978-5-94074-662-1.
Кашкаров А. П. Установка, ремонт и обслуживание кондиционе-
ров. - М: ДМК-Пресс, 2011. - 156 с. - ISBN: 978-5-94074-666-9.
Кашкаров А. П. Современные обогреватели: типы, расчет мощ-
ности, ремонт - для дома, офиса и не только. - М.: ДМК-Пресс,
2011. - 152 с. - ISBN 978-5-94074-690-4.
Куличков А. В. Импульсные блоки питания для IBM PC. - М.:
ДМК-Пресс. - 120 с: ил. (Ремонт и обслуживание. Вып. 22.)
Кашкаров А. П., Колдунов А. С. Оригинальные конструкции ис-
точников питания. - М.: ДМК-Пресс, 2010. - 144 с. - ISBN 978-5-
94074-634-8.
Справочный материал использован из каталогов:
1. Semiconductor Short Form. - Temic Semiconductor, 2007.
2. Farnell. Der Elektronik Katalog. - Germany, 2010.
3. Small-Signal Semiconductors. Short Form Catalog. - Siemens, 2011.
4. Motorola Semiconductor Master Selection Guide. - Motorola, 2009.
5. Setron. Technischer Katalog. - Germany, 2010.
6. Communications Components Designer's Catalog. - Hewlett Pa-
ckard Co., 2011.
7. Pan Jit. Data Book. - CD-ROM, 2008.
8. Seiko Instruments Inc. Sll Components. - CD-ROM, 2010.
10. Analog Devices. Designers Reference Manual. Winter 2009/2010. -
CD-ROM, 2011.