RIPARARE UN ATX SWITCHING POWER SUPPLY

stefanob70

RIPARARE UN ATX SWITCHING POWER SUPPLY

7 October 2013

Premessa

Vorrei dedicare questo argomento a tutti gli appassionati di alimentatori switching inparticolar modo degli ATX.

Perché ho deciso di pubblicare questo articolo?

Sono tante le persone che sul web pubblicano sempre qualche schema di qualchealimentatore ATX. Alcuni hanno anche apportato delle modifiche per farne unostrumento da laboratorio. Ma e' molto difficile capire a fondo tutti gli elementi diprogettazione, a meno che qualcuno non ce li spieghi.

Ma non ho mai trovato fino ad oggi un articolo esauriente sull'argomento.

switching.jpg

ELECTROYOU.IT

RIPARARE UN ATX SWITCHING POWER SUPPLY 1

www.princexml.com

Prince - Non-commercial License

This document was created with Prince, a great way of getting web content onto paper.

http://www.electroyou.it/image.php?id=11274


Sperando di condividere anche la vostra partecipazione e magari suggerire quelloche gia' sapete in merito.

Non ho la pretesa di scrivere un manuale sulle caratteristiche di progetto diquesto alimentatore, ma condividerne invece le procedure di test che nel corso deltempo, grazie anche alla risorse del Web mi hanno aiutato a capire meglio i concettifondamentali della vasta tecnologia switching.

Quindi tutte le procedure che ho pubblicato in queste pagine, di riparazione Misureelettriche, di frequenza, etc etc sono frutto della mia attivita' di sperimentazionepersonale e corrispondono solo a questa versione di Alimentatore.

Una breve introduzione sulla tecnica PWM

Dall'inglese Pulse Width Modulation e tradotto significa Modulazione a larghezzadi impulso. vediamo un banale esempio: Mantenendo la Frequenza costante delconvertitore si varia solo il tempo T on di chiusura del transistor.

aliment.jpg

ELECTROYOU.IT STEFANOB70




Se dovessimo ad esempio variare la velocita' di un motorino in DC,agiremo sullatensione di alimentazione?

Potrebbe essere un idea,ma lo svantaggio riguarderebbe anche la perdita di potenza.

Allora perché non adottare la tecnica PWM?

Guardando il grafico risulta chiaro che il ciclo utile(Duty Cycle)del segnale ad ondaquadra,riguarda:

-il Periodo T e la frequenza f=1/T

-il duty cycle δ=Ton/T

In pratica basta calcolare il rapporto tra il segnale a livello alto ed il periodo totaledel segnale stesso.

il tutto espresso in percentuale:

o se vogliamo meglio:

Quindi se un periodo totale dell'impulso dura 20mS avremo:



http://www.electroyou.it/fidocad/cache/d764f38d455cbdd93b58059409e3701007104b19_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/d764f38d455cbdd93b58059409e3701007104b19_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/a2c15a663970c43ebb8662531fbcbde81e7cf4d1_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/a2c15a663970c43ebb8662531fbcbde81e7cf4d1_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/1eabfd8d906c025b68e664c28eaa8fa472620898_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/1eabfd8d906c025b68e664c28eaa8fa472620898_3.png

naturalmente,se TON si allunga, TOFF diventa di conseguenza più breve.

1 periodo ON di 10mS

1 periodo OFF di 10 mS

Quindi un duty cycle del 50%

Piu' avanti vedremo come questo segnale e' utilizzato per il controllo della tensionedi uscita tramite un tensione di feedback al variare del carico:

Schema di principio

Il transistor agisce come switch e apre e chiude il passaggio della corrente.Attraverso l'induttanza L la corrente arriva al carico ed al condensatore che agisceda filtro. quando lo switch è chiuso (ON), la corrente attraversa l'induttanza ed arrivasia al condensatore C, caricandolo, che all'utilizzatore. Il diodo D risulta collegato insenso inverso, per cui è come se non ci fosse.

Quando lo switch è aperto (OFF),la corrente nell'induttanza permane per un'istante



http://www.electroyou.it/fidocad/cache/d1f48cb6fbba648d9913719faa4b3fe0e3c62017_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/d1f48cb6fbba648d9913719faa4b3fe0e3c62017_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/c152321f9693bfa9e1298bae9ab18dda30fbcd2c_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/c152321f9693bfa9e1298bae9ab18dda30fbcd2c_3.png

e si crea ai capi di quest'ultima una tensione tale da continuare a mantenere lacorrente che era in circolo. La corrente fluisce allora nel carico, insieme alla correnteche adesso viene ceduta dal condensatore, e, attraverso il diodo D ritornaall'induttanza.

ATX FLYBACK

Il circuito in esame rientra nella configurazione di Flyback,poiche' la notevoledifferenza di Tensione di uscita rispetto a quella di entrata,richiede anche unisolamento galvanico.

La sezione power switch e' formata da due BJT si occupa di pilotare il trasformatoremediante un Onda Quadra fornita da un integrato apposito, e le basi del transistorsono separate galvanicamente dal trasformatore T2

Quando il transistor e' interdetto, il trasformatore mantiene il flusso di corrente perun brevissimo tempo,quindi la tensione ai capi della bobina del Trafi passa al segnoopposto, generando un impulso di tensione detto “back-EMF flyback”. Il Trafotrasferisce l'impulso dal primario al secondario, dove il diodo iniziera' a condurre eda caricare il condensatore all'uscita. La tensione Vout dipendera' oltre che al rapportodi spire tra primario e secondario,anche dal duty cycle

Il segnale di feedback prelevato all'uscita viene retroazionato dal controller che nemodifichera' il duty cycle ogni volta che varia la corrente di assorbimento perriportare la tensione di uscita alla valore nominale.



http://www.electroyou.it/fidocad/cache/12e3a43d27e2f824f0551dae600161ac8bcc6aa3_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/12e3a43d27e2f824f0551dae600161ac8bcc6aa3_3.png

Step 1

Sicurezza contro il rischio di scosse elettriche

Per quanto mi riguarda, lavorare su qualunque dispositivo alimentato direttamenteda rete elettrica va fatta una considerazione doverosa:

Prendere le dovute precauzioni, affinche' non ci si faccia male,sopratutto sulla partedel raddrizzatore dove sono connessi due grossi condensatori da 200 V in serie.

La tensione nominale supera i 300 Vcc quindi usate molta accortezza e cautela nelmaneggiare la scheda.

Inoltre per ragioni di sicurezza la scheda verra' alimentata con un Variac separatodalla rete elettrica.

Corpo dell'articolo assente

Step 2

Ingresso alimentazione

L'alimentatore accetta in ingresso una tensione di 115 V ac oppure 230 V ac tramiteun deviatore.



http://www.electroyou.it/fidocad/cache/a69eb9b9080beee73fadeb0ea01315ba8ed8813c_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/a69eb9b9080beee73fadeb0ea01315ba8ed8813c_3.png

Come si nota dallo schema elettrico, non e' presente il filtro 'EMI poiche' alcuniproduttori per risparmiare sul costo di produzione, lo eliminano aggiungendo deiponticelli laddove sarebbero dovuti essere montati i componenti.

la tensione di 230 V ac in ingresso viene raddrizzata dal ponte di Graetz e livellatadai due elettrolitici da 560uF/200V.In questo caso essendo collegati in serie, la tensione di lavoro diventa di 400V.

La tensione dopo il raddrizzatore in questo caso non e' piu' 230Vac ma bensi circa324Vcc Questo e' dovuto al valore di picco della tensione raddrizzata sinusoidale:

cc

Infine le due resistenze da 150k in parallelo ai condensantori, servono perscaricare la tensione residua accumulata durante lo spegnimento dell'alimentatore.

I due Varistori proteggono i condensatori dai picchi della tensione di rete. Ma anchequesta configurazione non viene sempre adottata, ed in genere si preferisc inserirein serie al fusibile un solo varistore.



http://www.electroyou.it/fidocad/cache/9eef48aee8ace8e482d497422764506d208afea8_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/9eef48aee8ace8e482d497422764506d208afea8_3.png

Misure preliminari stadio ingresso Alim.

Una prima misurazione riguarda il fusibile di protezione. Questo fusibile nonprotegge in alcun modo i due transistor principali Q01 e Q02 connessi alla tensioneraddrizzata di rete.

Infatti se si crea un guasto, la giunzione dei transistor si fonde molto prima che ilfusibile salti. Lo scopo del fusibile infatti e' anche proteggere l'impianto a monte.

Se il fusibile e' saltato dobbiamo misurare necessariamente il ponteraddrizzatore:

Controllo fusibile.jpg



http://www.electroyou.it/fidocad/cache/f9ad15e0763a15ce3ecb10aa0b9869fc9ce3fcdc_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/f9ad15e0763a15ce3ecb10aa0b9869fc9ce3fcdc_3.png



Se la misura rientra grosso modo come quella visibile nella foto, il ponte e' buono:

Se il valore si avvicina allo Zero il ponte e' in corto.

ponte radd.jpg

misura diodi.jpg







Il Termistore

il modello e' un NTC MF72

NTC sta per coefficiente termico negativo. Quando non e' percorso da correnteelettrica la sua resistenza interna e' alta e quando accendiamo l'alimentatore, lacorrente iniziale di spunto e' molto alta, quindi la sua funzione e' di limitarlaall'accensione. Dopodiche' quando i due grossi elettrolitici hanno raggiunto la caricacompleta,la resistenza percorsa da corrente si scalda per effetto Joule e si riduce inmodo esponenziale fino a far passare tutta la corrente.

Lo Stadio Power Switch

Il Power Switch riguarda i due transistor di potenza che pilotano T1 il trasformatoremultitensione.

Quindi essendo soggetti alla tensione di rete raddrizzata e' facile che vadano fuoriuso.

La misura riguarda

base-collettore base-emettitore emettitore-collettore

Alcune Caratteristiche V e I:

Vmax=700V

NTC.jpg





Imax=12A

Se la resistenza e' prossima allo Zero il transistor e' fuori uso.

Esempio Transistor Buono

Esempio Transistor Rotto

Trans.jpg





Step 3

Il Cambiatensione

Ma perché alcuni alimentatori rispetto ad altri non hanno il commutatore del cambiatensione? Anche in questo caso la scelta e' determinata dal mercato di destinazionedell'alimentatore.

Ma e' doveroso chiarire anche l'aspetto circuitale di come avviene la possibilita' discegliere una tensione di 115Vac rispetto ad una tensione di 230Vac

transis.rotto.jpg





Quando il deviatore e' inserito sulla 115Vac , i condensatori vengono caricati inserie. Mentre quando il ponticello e' inserito la carica avviene in modo separato,ed in questo caso la tensione di lavoro sul singolo ramo del condensatore equivale acirca 115V.



http://www.electroyou.it/fidocad/cache/c2a34962e36054f62d755fb1fe874c4b30f63d35_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/c2a34962e36054f62d755fb1fe874c4b30f63d35_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/3abcd7caca3c4b943ccf770cb019744e316b85b8_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/3abcd7caca3c4b943ccf770cb019744e316b85b8_3.png

A questo punto prendete in considerazione che molte volte a causa di uno sbaglio,seil selettore e' posizionato a' 115 volt e lo alimentiamo a 220 V il condensatore visibilein foto diventa cosi:

condensatori primari.jpg

condens.jpg







Step 4

Prima di passare alla fase successiva bisogna cortocircuitare a massa il PS_ONaltrimenti l'alimentatore non si avvia. E' un cavetto di colore verde.

condens.jpg





Driver PWM TL494

ps_on copia.jpg

molex.jpg







Il controllo principale del segnale PWM e' Gestito dall'integrato TL494 ne riportoalcune caratteristiche:

- Contiene due amplificatori di errore

- Un oscillatore interno regolabile da 1 kHz a 300 kHz

- DTC Controller Dead Time

- Driver a transistor a Emettitore comune

- Temperatura di funzionamento da 0°C a 70°C

- Tensione di funzionamento min 7V Max 41V

Segnali corretti

I segnali di riferimento devono corrispondere alla seguente figura:

TL494_1.JPG





La prima verifica di funzionamento consiste nel misurare l'uscita dal piedino 8 e11 del TL494.

Piedino8

segnali_corretti.jpg







Piedino11

Dallo schema si puo' vedere il pilotaggio dei due transistor Q3 E Q4

In questo caso il segnale a circa 24 kHz come visibili in foto e' un buon segno.

L'oscillatore del TL494 sta facendo il suo dovere.

TL494 misura.jpg

TL494.jpg





Le corrispondenze dei due transistor Pilota:

PILOT.jpg

Q3_Q4 copia.jpg







Step 5

Lo stadio oscillatore

Lo stadio oscillatore e' racchiuso nell'integrato TL494.

Come viene scelta la frequenza dell'oscillatore?

Come dice un manuale di alimentatore switching bisogna fare le dovuteconsiderazioni:

Bisogna ricordare che nei convertitori e SMPS push-pull, a ponte intero e mezzoponte la frequenza va però raddoppiata (considerate i digarm, che vi mostrerò e poicapite perchè), quindi bisogna dimensionare o la resistenza o il condensatore di 1/2 valore rispetto a quello calcolato (o fare il calcolo prendendo in considerazione2Fosc). Facendo riferimento al costruttore ed al datasheets,possiamo modificare anostro piacimento,la frequenza dell'oscillatore intervenendo su due parametri:

R e C

Nel caso dell circuito in esame R vale 18 kohm e C vale 1nF

Per rendere piu' pratica la lettura ho volutamente sostituito dal datasheets originalei valori espressi in uF(microfarad) con nF(nanofarad) per evitare le noiosetrasposizioni dei sottomultipli: Nella figura in basso,e' possibile vedere appunto ivalori di R e di C e la frequenza di funzionamento.



http://www.electroyou.it/fidocad/cache/e9f109292ce1dbee6845b1737370a3f475b7c534_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/e9f109292ce1dbee6845b1737370a3f475b7c534_3.png

Da notare anche il Df delta frequency cioe' lo scostamento di frequenza che varia infunziona della temperatura ambiente: Nell'esempio del datasheets la temperaturae' di25°C ed una tensione di alimentazione di 15V.

oscill_2





Step 6

Lo stadio di pilotaggio

Questa configurazione mantiene separato il pilotaggio dal trasformatore principaleT1.

RC

24kkH







Nei due quadretti evidenziati di verde,potete vedere i due transistor pilota Q01 EQ02 in configurazione Half-Bridge.

Il progettista dell'alimentatore ha reso necessario separare dalla Rete lo stadiooscillatore composto da il TL494 + Q3 e Q4 dal pilotaggio dei due transistorcollegati all'uscita del raddrizzatore ai transistor Q01 e Q02 visibili nei quadrettiverdi.

La frequenza scelta per pilotare T1 il trasformatore principale multitensione e' circaa 24 kHz.

Segnale pilota T1

segnal tra primario.jpg

trafo pilota_1.jpg







Trasformatore reale:

Step 7

Il trasformatore multitensione

Il trasformatore T1 provvede sul secondario diverse tensioni. Si nota la presacentrale dove sono raggruppati tutti i secondari. La forma d'onda presenta delle

T1 E T2.jpg

T2.jpg







risonanze,ripidi guizzi di commutazione, e fronti non perfettamente squadrati causatidall'induttanza del trasformatore.

Ma una volta che mettiamo il piccolo carico il fronte sembra squadrarsi quasiperfettamente. Questo e' il fenomeno del trasformatore che si scarica attraversoil carico,nel momento in cui cede energia. Ovviamente piu' sale la corrente diassorbimento piu' il fronte e' squadrato. Questo video mostra il segnale all'uscita deltrasformatore in un primo momento in assenza di carico e pochi secondi dopo con uncarico.

Flash

Confronto a sinistra del fronte a cuneo in assenza di carico e a destra con un piccolocarico.

forme d





Un altra curiosita' che ho compreso dopo aver visto un video dal titolo"Diode Turn-On Time Induced Failures in Switching Regulators" Video qui e' il tempo diaccensione dei diodi fast.

Questo il commento di questo ingegnere:

Meno comunemente riconosciuto nelle applicazioni switching e' il tempo diconduzione dei diodi. Il parametro descrive il tempo richiesto per un diodo percondurre e bloccare a sua caduta di tensione diretta.

Si puo' notare dalla foto la tensione di circa 2V del tempo di accensione del diodo.

tempo accensione diodi.jpg



http://www.youtube.com/watch?v=7Ld8ms3h6w8





Si possono notare i multi avvolgimenti in base alla tensione di uscita richiesta,enonché dalla corrente nominale che il trasformatore deve erogare. Questo riduceanche la resistenza dell'avvolgimento sfruttando appunto il parallelo.

Step 8

I Diodi raddrizzatori Fast

In questo caso l'alta velocita' di commutazione richiede dei diodi raddrizzatoriparticolari SCHOTTKY come evidenziato nello schema dai quadrati rossi.

Ad esempio un diodo Fast utilizzato nel circuito ha un Reverse-Recovery_Time di35ns(nanosecondi)

T1.jpg

spire.jpg





La configurazione adottata e' a doppia semionda,sfruttando la presa centrale deltrasformatore.

diodi fast.jpg

diodi fast_2.jpg







In questo caso si evita di mettere ulteriori diodi o un ponte raddrizzatore.

Misura ohmica dei diodi

Se uno dei tre Diodi e' guasto ne risulta che l'alimentatore non eroga nessunatensione di uscita. Questo perché essendo tutte le tensioni comuni ad un partitore equindi retroazionate al piedino di controllo 2 dell'integrato LM339 (Vedi Step12),ilPS_ON non sortisce alcun effetto.

Pertanto e' bene stabilire una corretta misura ohmica sui diodi come nell'esempio diun diodo guasto:

I diodi hanno tre uscite:

due Anodi separati ed il Katodo in comune:

Sempre in parallelo ai Diodi e' possibile vedere dei condensatori e resistenze,questiformano un filtro RC per mettere a OFF eventuali Transitori dovuti alla velocita' dicommutazione.

Elenco dei Diodi Fast utilizzati:

misura diodo.jpg



http://www.electroyou.it/fidocad/cache/5cad0e9498be05d91d2254962e2a1418400ac447_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/5cad0e9498be05d91d2254962e2a1418400ac447_3.png



D21=SBL2030CT Da 20 ampere Alimenta la +3,3Vcc

D22=ESAC83-004 Da 30 ampere Alimenta la +5Vcc

D23=10DL2CZ Da 10 ampere ALimenta la +12Vcc

Step 9

Filtro LC

Segue poi L1.

L1 e' un induttore dove sono avvolti diverse spire di Rame smaltato che insieme aicondensatori elettrolitici costituiscono un Filtro LC.

Lo scopo e' quello di ridurre il Forte Ripple all'uscita del raddrizzatore, in modo dalivellare il piu' possibile le varie tensioni in uscita.

Questa misura ne e' un esempio di come si presenta una tensione all'uscita sultrasformatore e poi sul raddrizzatore senza filtro LC.

Foto induttore:

Ripple Out





Collegamento con il circuito:

Visibilmente ogni Spira presenta un diametro maggiore e minore in base allacorrente di assorbimento richiesto dalla tensione di uscita.

La +5V ad esempio e' un parallelo di due Spire, questo perché ne riduce la resistenza,aumentando la sezione. E' chiaro che la corrente prelevata di uscita sara' maggiorerispetto ad esempio la -12V o -5V.

Step10

Il controllo del duty cycle

L_1.jpg

L1.jpg







Come accennato all'inizio per controllare la tensione di uscita si usa regolare gliimpulsi di Ton per il periodo T Durante la Fase di Ton quando il transistor Q01 eQ02 sono saturi il trasformatore T1 accumula energia nella fase di Toff.

In questo modo si somma alla tensione di ingresso,una tensione aggiuntiva e neconsegue una tensione maggiore.

Questo controllo rappresenta sia la parte di anello di controllo del feedback e anchequella degli amplificatori di errori come vedremo più avanti.

Il seguente video chiarira' l'esempio:

Collegando una semplice lampadina sulla +12V, e facendo assorbire una certacorrente il Duty Cicle variera' la percentuale di ciclo utile (Ton) per stabilizzare ilpiu' possibile la +12V alla variazione della corrente assorbita.

Flash

Esempio_1

Senza nessun carico applicato,il tempo di Ton e' del 95% questo significa che inuscita avremo una tensione massima di circa 13V:



Esempio_2

schema_3.jpg

schema_V_I.jpg







Esempio_3

Schema2.jpg

schema_2.jpg







Step 11

Il Power Gold

Rappresenta il consenso positivo dell'alimentatore dopo aver verificato che tuttele tensioni corrispondono al valore nominale.

Se per qualche ragione una delle tensioni presenta un problema il Power Gold inviaun segnale di livello basso sulla sua uscita.Questo servira' a proteggere tutte leperiferiche connesse alla +3.3V/+5V/+12V.

Foto esempio:

schema_1.jpg





Step 12

L'integrato LM324

LM324 e' un Quadruplo Operazionale, utilizzato in questo circuito in diverseconfigurazioni a stadi differenziali per proteggere il circuito da:

-Cortocircuiti

-Sovracorrenti

-Power Gold

-Avvio alimentazioni

-Regolazione di Feedback

Analizziamo per il momento il PS_ON.

Per funzionare l'alimentatore richiede una chiusura verso "GND" sul partitoreformato dalle resistenze R33 e R37 da 10 kohm.

Senza il GND sul partitore c'e' una tensione di circa 4,4V.





Sul piedino invertente 6 sempre in "Off" e' presente una tensione di circa3,4Vmentre sul piedino non invertente 7 e' presente una tensione di 1,9V,mentresull'uscita piedino 1 avremo 0V.

Quando chiudiamo l'interruttore il partitore viene chiuso a GND e sul piedino1 avremo un uscita a livello alto circa 4,6V Questa uscita a livello altodell'operazionale, comandera' il DTC(come vedremo piu' avanti)a lasciare spentol'alimentatore.

Come in figura:

Mentre nella condizione di interruttore chiuso le tensioni saranno:

Con l'uscita a livello alto e l'ON dell'alimentatore al segnale di feedback.

Se colleghiamo le parti del circuito nel riferimento del datasheets risultera'che ilfeedback e' a livello alto mentre il DTC al livello basso, l'alimentatore e' acceso.

interruttore aperto

interruttore chiuso







Qui un esempio pratico nel chiudere a "GND" il PS_ON

Flash

Circuito





Step 13

Il Feedback and DTC

Nel video che segue e' possibile vedere la tensione di feedback normalmente a 80mVcon il PWM quando entra in gioco un assorbimento maggiore:

Flash

il segnale di Feedback visto al voltmetro

Adesso vediamo per mezzo del seguente video come la variazione di un carico,portaad una variazione del segnale di feedback del piedino 3 dell'integrato e del suo DutyCycle dei piedini 11 e 8:

Inizialmente la tensione di Feedback e' di circa 2,5V e la tensione sul Carico e' di 12Vpoi la corrente assorbita aumenta e di conseguenza la tensione di feedback scendea circa 2,3V facendo variare il Duty Cycle(aumentando la frequenza di pilotaggio)per mantenere la +12Vcc.

Video variazione della tensione di Feedback



Flash

Prova senza feedback

Un'ulteriore prova di quanto sia importante controllare gli impulsi PWM,permantenere piu' stabile possibile la tensione di uscita e' dimostrato da questoesperimento:

Ho tolto il pilotaggio del TL494 e sostituito con un onda quadra a 25KHz ed uncarico fittizio da 2 Ohm

Al'inizio con la semplice lampadina avremo una tensione di: 12V con un carico di 5W,in seguito inserisco un carico di circa70W.

In questo caso in assenza di controllo del pwm la tensione scende in baseall'assorbimento ma non rimane stabile a +12V



Flash

Step 14

Dead-Time Control

Il DTC ci permettere di limitare il duty-cycle sui transistor,in questo modo la potenzasull'uscita puo' essere ridotta. Ma puo' anche essere configurato come protezione da"Sovracorrente"(Over- Voltage)

DTC_.jpg





Se sul piedino 4 facciamo variare una tensione compresa tra 0 e 3V possiamoregolare il duty cycle. Quando invece e' presenta una tensione prossima allo 0V ilDTC si trova al minimo, ovvero permette un'escursione che va dallo 0% al 45%. Seinvece la tensione e'maggiore > di 3V il DTC è al massimo, ed il duty cycle non saliràoltre allo 0%.

Si può calcolare il duty-cycle massimo con questa formula:

Dente di sega

Sul piedino 6 c'e' l'oscillatore a dente di sega, questo serve per generare la rampa ditensione che il vero e proprio comparatore PWM utilizzerà per attivare i dispositivi.

confronto segnali del Timing Diagram:

grafico.JPG



http://www.electroyou.it/fidocad/cache/a380eac2b6cdfd0e4c7817f3cdb1b7afacd6cb64_3.png

http://www.electroyou.it/fidocad/cache/a380eac2b6cdfd0e4c7817f3cdb1b7afacd6cb64_3.png



Controllo del PS_ON

Tutte le alimentazioni formano un riferimento sul piedino 2 dell'LM334.

ct-c1-c2.jpg

controllo_ alime_.jpg







Se le tensioni di uscita non vengono erogate per qualsiasi motivo,ne consegue unacaduta di tensione preimpostata su tale partitore,e avremo un uscita alta al piedino1. In questo caso portando il Dead_Time_Control a livello alto il circuito si spegne.

Esempio : Con PS_OFF:

Con PS_ON:





Step15

la tensione di riferimento Vref

L'integrato offre attraverso un regolatore interno una 5V stabilizzata di riferimentoper qualsiasi applicazione.

Nel caso di questo alimentatore come si vede dall'immagine sopra la Vref e' collegataal piedino 13 e al 15 vediamo a cosa servono:






Step16

Gli amplificatori di errore

Questi 2 comparatori sono stati progettati per permettere di confrontare la tensionein uscita dell'alimentatore con una tensione di riferimento che servira' a modificare ilvalore di uscita del piedino 3 di feedback

tensione di Vref.jpg

esempio error amplifier.JPG







Esempio 1 con un carico molto basso:

Come e' possibile vedere dallo schema in alto tutte le tensioni sono riferite agliingressi degli operazionali che fungono da "amplificatori di errore". Quindi cipermettono di confrontare le tensioni di uscita che in questo caso sono la +12V ela +5V collegate al piedino non invertente 1tramite delle resistenze di limitazione.Nel piedino 2 invece troviamo un riferimento calcolato in base alla resistenza R47 inserie alla +5V del riferimento.

Nello stato di funzionamento sul piedino 1 e' presente una tensione di rif 4,41V esi mantiene stabile fintantoche' non avviene una caduta di tensione dovuta ad unaassorbimento sull'uscita,come vediamo piu' avanti.

Invece il piedino 15invertente e' collegato al riferimento +5V ed il piedino noninvertente 16 e' collegato all'uscita centrale del primario trasformatore pilota T2 eraddrizzata attraverso un diodo per ottenere un riferimento ogniqualvolta gli impulsiPWM vanno controllati.

Esempio 1 con un carico molto alto:

error amplifier_2.jpg





Come si nota dalla tensione di 2,4V con un carico basso e una tensione di 2,2V con uncarico Alto al piedino 16 non invertente. Con questo sistema e' possibile controllare eproteggere l'alimentatore da una sovracorrente oppure limitare la tensione massimadi funzionamento.

Vediamo attraverso l'ausilio di un video come al piedino 16 non invertenteall'aumentare del carico sale la tensione di uscita:

errore amplifier 1.jpg





Flash

Estratto da "http://www.electroyou.it/mediawiki/index.php?title=UsersPages:Stefanob70:come-riparare-un-atx-switching-power-supply"



http://www.electroyou.it/mediawiki/index.php?title=UsersPages:Stefanob70:come-riparare-un-atx-switching-power-supply



RIPARARE UN ATX SWITCHING POWER SUPPLY

Documents

Transcript of RIPARARE UN ATX SWITCHING POWER SUPPLY