עיצוב מעגלים של ספקי כוח למחשבים אישיים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מחשבים

 הערות למאמר

למיתוג ספקי כוח (UPS) למחשבים אישיים יש יתרונות חשובים - גודל ומשקל קטן. עם זאת, הם בנויים על פי מעגלים מורכבים למדי, מה שמקשה על פתרון תקלות. מחבר מאמר זה, מדבר על עיצוב המעגלים של בלוקים אלה, מסתמך על ניסיון עם UPS, מה שנקרא פורמט AT.

UPS של מחשבים ביתיים מתוכננים לפעול מרשת זרם חילופין חד פאזי (110/230 וולט, 60 הרץ - יבוא, 127/220 וולט, 50 הרץ - בייצור מקומי). מכיוון שרשת 220 V, 50 הרץ מקובלת בדרך כלל ברוסיה, הבעיה של בחירת יחידה למתח הרשת הנדרש אינה קיימת. אתה רק צריך לוודא שמתג מתח הרשת ביחידה (אם יש כזה) מוגדר ל-220 או 230 V. היעדר מתג מעיד על כך שהיחידה מסוגלת לפעול בטווח מתח הרשת המצוין על התווית שלה ללא כל החלפה. UPS המיועדים ל-60 הרץ פועלים ללא רבב ברשת של 50 הרץ.

ה-UPS מחובר ללוחות אם בפורמט AT עם שתי רתמות תיל עם שקעים P8 ו-P9, המוצג באיור. 1 (מבט מהקנים). צבעי החוטים המצוינים בסוגריים הם סטנדרטיים, אם כי לא כל יצרני ה-UPS מקפידים עליהם. כדי לכוון נכון את השקעים בעת חיבור לתקעי לוח האם, יש כלל פשוט: ארבעת החוטים השחורים (מעגל GND) העוברים לשני השקעים חייבים להיות ממוקמים זה ליד זה.

מעגלי הכוח העיקריים של לוחות אם בפורמט ATX מרוכזים במחבר המוצג באיור. 2. כמו במקרה הקודם, מבט מהצד של השקעים. ל-UPS בפורמט זה יש כניסת שלט רחוק (מעגל PS-ON), כאשר הם מחוברים לחוט משותף (מעגל COM - "נפוץ", שווה ערך ל-GND), היחידה המחוברת לרשת מתחילה לפעול. אם מעגל ה-PS-ON-COM פתוח, אין מתח ביציאות UPS, למעט "המתנה" +5 V במעגל +5VSB. במצב זה, הכוח הנצרך מהרשת נמוך מאוד.

UPS בפורמט ATX מצוידים בשקע פלט נוסף, המוצג באיור. 3.

מטרת המעגלים שלו היא כדלקמן:

FanM - פלט של חיישן מהירות סיבוב המאוורר המקרר את ה-UPS (שני פולסים לכל סיבוב);

FanC - כניסה אנלוגית (0...12 V) לשליטה על מהירות הסיבוב של מאוורר זה. אם קלט זה מנותק ממעגלים חיצוניים או מופעל עליו מתח קבוע של יותר מ-10 וולט, ביצועי המאוורר הם מקסימליים;

3.3V Sense - כניסת אות משוב של מייצב המתח +3,3 V. הוא מחובר עם חוט נפרד ישירות לפיני החשמל של המיקרו-מעגלים בלוח המערכת, מה שמאפשר לפצות על ירידת המתח בחוטי האספקה. אם אין שקע נוסף, ניתן לנתב מעגל זה לשקע 11 של השקע הראשי (ראה איור 2);

1394R - מינוס מקור מתח של 8...48 V מבודד מהחוט המשותף כדי להפעיל את מעגלי הממשק של IEEE-1394;

1394V - פלוס אותו מקור.

UPS מכל פורמט חייב להיות מצויד במספר שקעים להפעלת כונני דיסקים וציוד היקפי אחר למחשב.

כל UPS "מחשב" מייצר אות לוגי הנקרא R G. (Power Good) בבלוקים AT או PW-OK (Power OK) בבלוקים ATX, שהרמה הגבוהה שלו מצביעה על כך שכל מתחי המוצא נמצאים בגבולות המקובלים. ב"לוח האם" של המחשב, אות זה מעורב ביצירת אות איפוס המערכת. לאחר הפעלת UPS, רמת האות RG. (PW-OK) נשאר נמוך למשך זמן מה, ואוסר על המעבד לפעול עד להשלמת התהליכים החולפים במעגלי החשמל.

כאשר מתח החשמל כבוי או מתרחשת תקלה פתאומית של ה-UPS, הרמה הלוגית של אות ה-PG (PW-OK) משתנה לפני שמתחי המוצא של היחידה יורדים מתחת לערכים המותרים. זה גורם למעבד להפסיק, מונע השחתה של הנתונים המאוחסנים בזיכרון ופעולות בלתי הפיכות אחרות.

ניתן להעריך את יכולת ההחלפה של UPS לפי הקריטריונים הבאים.

מספר מתחי המוצא להפעלת מחשב IBM בפורמט AT חייב להיות לפחות ארבעה (+12 V, +5 V, -5 V ו-12 V). זרמי המוצא המקסימלי והמינימלי מוסדרים בנפרד עבור כל ערוץ. הערכים הרגילים שלהם למקורות של סמכויות שונות ניתנים בטבלה. 1.

מחשבי ATX דורשים בנוסף +3,3 וולט ועוד כמה מתחים (הם הוזכרו לעיל).

שימו לב שהפעלה רגילה של היחידה בעומס נמוך מהמינימום אינה מובטחת, ולפעמים מצב זה פשוט מסוכן. לכן, לא מומלץ לחבר את ה-UPS ללא עומס לרשת (לדוגמה, לצורך בדיקה).

הספק של ספק הכוח (סה"כ עבור כל מתחי המוצא) במחשב ביתי המצויד במלואו בהתקנים היקפיים חייב להיות לפחות 200 וואט. בפועל, יש צורך ב-230...250 W, ובעת התקנת כוננים קשיחים וכונני CD-ROM נוספים, ייתכן שיידרשו יותר. תקלות מחשב, במיוחד אלה המתרחשות כאשר המנועים החשמליים של המכשירים שהוזכרו מופעלים, קשורות לעתים קרובות לעומס יתר של ספק הכוח. מחשבים המשמשים כשרתי רשת מידע צורכים עד 350 W. UPS בעלי הספק נמוך (40...160 W) משמשים במחשבי שליטה מיוחדים, למשל, עם סט מוגבל של ציוד היקפי.

עוצמת הקול שתופסת UPS בדרך כלל גדלה עקב הגדילה של אורכו לכיוון הפאנל הקדמי של המחשב. מידות ההתקנה ונקודות ההרכבה של היחידה במארז המחשב נשארים ללא שינוי. לכן, ניתן להתקין כל בלוק (למעט חריגים נדירים) במקום הבלוק שנכשל.

הבסיס של רוב ה-UPS הוא מהפך חצי גשר דחיפה הפועל בתדר של כמה עשרות קילו-הרץ. מתח אספקת המהפך (כ-300 וולט) הוא מתח רשת מתוקן ומוחלק. המהפך עצמו מורכב מיחידת בקרה (מחולל פולסים עם שלב הגברת הספק ביניים) ושלב פלט חזק. האחרון נטען על שנאי כוח בתדר גבוה. מתחי המוצא מתקבלים באמצעות מיישרים המחוברים לפיתולים המשניים של שנאי זה. ייצוב מתח מתבצע באמצעות אפנון רוחב פולס (PWM) של פולסים שנוצרים על ידי המהפך. בדרך כלל, רק ערוץ פלט אחד מכוסה על ידי מערכת ההפעלה המייצבת, בדרך כלל +5 או +3,3 V. כתוצאה מכך, המתחים ביציאות אחרות אינם תלויים במתח הרשת, אלא נשארים כפופים להשפעת העומס. לפעמים הם מיוצבים בנוסף באמצעות שבבי מייצב קונבנציונליים.

מתקן רשת

ברוב המקרים, יחידה זו מבוצעת על פי סכימה דומה לזו המוצגת באיור. 4, ההבדלים הם רק בסוג גשר המיישר VD1 ובמספר גדול או קטן יותר של רכיבי הגנה ובטיחות.

לפעמים הגשר מורכב מדיודות בודדות. כאשר מתג S1 פתוח, המתאים ליחידה המופעלת מרשת 220...230 V, המיישר הוא מיישר גשר, המתח במוצא שלו (קבלים C4, C5 מחוברים בסדרה) קרוב לאמפליטודה של מתח הרשת. כשהם מופעלים מרשת של 110...127 וולט, על ידי סגירת המגעים של המתג, הם הופכים את המכשיר למיישר עם הכפלת המתח ומקבלים במוצאו מתח קבוע שהוא פי שניים מהמשרעת של מתח הרשת. מיתוג כזה מסופק ב-UPS, שהמייצבים שלהם שומרים על מתחי המוצא בגבולות מקובלים רק כאשר רשת החשמל סוטה ב-±20%. יחידות עם ייצוב יעיל יותר מסוגלות לפעול בכל מתח רשת (בדרך כלל בין 90 ל-260 וולט) ללא מיתוג.

נגדים R1, R4 ו-R5 נועדו לפרוק את קבלי המיישרים לאחר ניתוקם מהרשת, ו-C4 ו-C5, בנוסף, משווים את המתחים בקבלים C4 ו-C5. תרמיסטור R2 עם מקדם טמפרטורה שלילי מגביל את המשרעת של קבלי הטעינה של זרם הפריצה C4, C5 ברגע שהיחידה מופעלת. לאחר מכן, כתוצאה מחימום עצמי, ההתנגדות שלו יורדת, וזה למעשה אינו משפיע על פעולת המיישר. Varistor R3 עם מתח סיווג גדול מהמשרעת המקסימלית של הרשת מגן מפני עליות של זו האחרונה. למרבה הצער, וריסטור זה חסר תועלת אם יחידה עם מתג סגור S1 מופעלת בטעות ברשת 220 V. ניתן למנוע את ההשלכות החמורות של זה על ידי החלפת נגדים R4, R5 עם וריסטורים עם מתח סיווג של 180...220 V, שהתמוטטותו כרוכה בבעירה של ה-Fuse-Link FU1. לפעמים וריסטורים מחוברים במקביל לנגדים שצוינו או רק לאחד מהם.

קבלים C1 - C3 ומשרן דו-פתיל L1 יוצרים מסנן המגן על המחשב מהפרעות מהרשת, ועל הרשת מהפרעות שנוצרות על ידי המחשב. דרך הקבלים C1 ו-C3, מארז המחשב מחובר באמצעות זרם חילופין לחוטי הרשת. לכן, המתח של נגיעה במחשב לא מוארק יכול להגיע למחצית ממתח הרשת. זה לא מסכן חיים, שכן התגובה של הקבלים גבוהה למדי, אבל זה מוביל לעתים קרובות לכשל במעגלי הממשק כאשר התקנים היקפיים מחוברים למחשב.

מפל אינוורטר חזק

על איור. 5 מציג חלק מהדיאגרמה הסכמטית של UPS GT-150W נפוץ.

הפולסים הנוצרים על ידי יחידת הבקרה נשלחים דרך שנאי T1 לבסיסי הטרנזיסטורים VT1 ו-VT2, ופותחים אותם לסירוגין. דיודות VD4, VD5 מגנות על טרנזיסטורים ממתח קוטביות הפוכה. קבלים C6 ו-C7 תואמים ל-C4 ו-C5 במיישר (ראה איור 4). המתחים של הפיתולים המשניים של שנאי T2 מתוקנים כדי לקבל פלט. אחד המיישרים (VD6, VD7 עם מסנן L1C5) מוצג בתרשים.

מפלי ה-UPS החזקים ביותר שונים מאלו הנחשבים רק בסוגי הטרנזיסטורים, שיכולים להיות, למשל, בעלי אפקט שדה או להכיל דיודות הגנה מובנות. ישנן מספר אפשרויות לתכנון של מעגלים בסיסיים (לדו-קוטביים) או מעגלי שער (עבור טרנזיסטורי שדה) עם מספרים, דירוגים ומעגלים שונים לחיבור אלמנטים. לדוגמה, נגדים R4, R6 יכולים להיות מחוברים ישירות לבסיסי הטרנזיסטורים המתאימים.

במצב יציב, יחידת בקרת המהפך מסופקת עם מתח המוצא של UPS, אך ברגע ההפעלה היא נעדרת. ישנן שתי דרכים עיקריות להשיג את מתח האספקה ​​הדרוש להפעלת המהפך. הראשון שבהם מיושם בתכנית הנבדקת (איור 5). מיד לאחר הפעלת היחידה, מתח הרשת המיושר זורם דרך המחלק ההתנגדות R3 - R6 לתוך מעגלי הבסיס של הטרנזיסטורים VT1 ו-/T2, פותח אותם מעט, ודיודות VD1 ו-VD2 מונעות מחלקי הבסיס של הטרנזיסטורים להיות מנותק על ידי פיתולים II ו-III של שנאי T1. במקביל, הקבלים C4, C6 ו-C7 נטענים, וזרם הטעינה של קבל C4, הזורם דרך פיתול I של שנאי T2 ודרך חלק מפיתול II של שנאי T1, גורם למתח בפיתולים II ו-III של האחרון. שפותח את אחד הטרנזיסטורים וסוגר את השני. איזה טרנזיסטור ייסגר ואיזה ייפתח תלוי באסימטריה של המאפיינים של אלמנטי המפל.

כתוצאה מפעולת המשוב החיובי, התהליך ממשיך כמו מפולת שלגים, ופולס המושרה בפיתול II של שנאי T2 דרך אחת הדיודות VD6, VD7, הנגד R9 והדיודה VD3 מטעין את הקבל C3 למתח מספיק כדי להתחיל תפעול יחידת הבקרה. לאחר מכן, הוא מופעל על ידי אותו מעגל, והמתח המתושר על ידי דיודות VD6, VD7, לאחר החלקה על ידי מסנן L1C5, מסופק לפלט +12 V של UPS.

הגרסה של מעגלי האתחול הראשוניים המשמשים ב-UPS LPS-02-150XT שונה רק בכך שהמתח למחלק, בדומה ל-R3 - R6 (איור 5), מסופק ממיישר חצי גל נפרד של מתח הרשת. עם קבל סינון בעל קיבולת קטנה. כתוצאה מכך, טרנזיסטורי המהפך נפתחים מעט לפני טעינת קבלי מסנן המיישר הראשי (C6, C7, ראה איור 5), מה שמבטיח התחלה אמינה יותר.

השיטה השנייה להפעלת יחידת הבקרה במהלך האתחול כוללת נוכחות של שנאי מיוחד להורדת הספק נמוך עם מיישר, כפי שמוצג בתרשים באיור. 6, בשימוש ב-PS-200B UPS. מספר הסיבובים של הפיתול המשני של השנאי נבחר כך שהמתח המיושר קטן מעט מהפלט בערוץ +12 V של היחידה, אך מספיק לפעולת יחידת הבקרה. כאשר מתח המוצא של ה-UPS מגיע לערכו הנומינלי, דיודה VD5 נפתחת, דיודות הגשר VD1 - VD4 נשארות סגורות במשך כל תקופת מתח החילופין, ויחידת הבקרה עוברת לאספקת חשמל עם מתח המוצא של המהפך, מבלי לצרוך יותר אנרגיה מהשנאי ה"מתחיל".

בשלבי אינוורטר בעלי הספק גבוה המופעלים בצורה זו, אין צורך בהטיה ראשונית בבסיסי הטרנזיסטורים ובמשוב חיובי. לכן, נגדים R3, R5 אינם נדרשים, דיודות VD1, VD2 מוחלפות במגשרים, ופיתול II של שנאי T1 נעשה ללא ברז (ראה איור 5).

מתקן פלט

על איור. 7 מציג תרשים טיפוסי של מכלול מיישר UPS בעל ארבעה ערוצים.

כדי לא להפר את הסימטריה של היפוך מגנטיזציה של המעגל המגנטי של שנאי כוח, מיישרים בנויים רק באמצעות מעגלים של גל מלא, ומיישרים גשרים, המאופיינים בהפסדים מוגברים, כמעט ולא נמצאים בשימוש. המאפיין העיקרי של מיישרים ב-UPS הוא החלקת מסננים, החל מהשראות (חנק). המתח במוצא של מיישר עם מסנן כזה תלוי לא רק באמפליטודה, אלא גם במחזור העבודה (היחס בין משך הזמן לתקופת החזרה) של הפולסים המגיעים לכניסה. זה מאפשר לייצב את מתח המוצא על ידי שינוי מחזור העבודה של הקלט. למיישרים עם מסננים שמתחילים בקבל, המשמשים במקרים רבים אחרים, אין תכונה זו. תהליך שינוי מחזור העבודה של הפולסים נקרא בדרך כלל PWM - pulse width modulation (PWM - Pulse Width Modulation).

מאחר שמשרעת הפולסים, פרופורציונלית למתח ברשת האספקה, בכניסות כל המיישרים בבלוק משתנה לפי אותו חוק, ייצוב אחד ממתחי המוצא באמצעות PWM מייצב את כל האחרים. כדי להגביר את האפקט הזה, משנקי סינון L1.1 - L1.4 של כל המיישרים כרוכים על ליבה מגנטית משותפת. החיבור המגנטי ביניהם מסנכרן בנוסף את התהליכים המתרחשים במיישרים.

לפעולה תקינה של מיישר עם מסנן L, יש צורך שזרם העומס שלו יעלה על ערך מינימלי מסוים, בהתאם להשראת משנק המסנן ותדירות הדופק. עומס ראשוני זה נוצר על ידי נגדים R4 - R7, המחוברים במקביל עם קבלי המוצא C5 - C8. הם גם משמשים להאיץ את פריקת הקבלים לאחר כיבוי ה-UPS.

לפעמים מתקבל מתח של -5 V ללא מיישר נפרד ממתח של -12 V באמצעות מייצב משולב מסדרת 7905. אנלוגים ביתיים הם מיקרו-מעגלים KR1162EN5A, KR1179EN05. הזרם הנצרך על ידי צמתי מחשב לאורך מעגל זה בדרך כלל אינו עולה על כמה מאות מיליאמפר.

במקרים מסוימים, מייצבים משולבים מותקנים בערוצי UPS אחרים. פתרון זה מבטל את ההשפעה של עומס משתנה על מתחי המוצא, אך מפחית את יעילות היחידה ומסיבה זו משמש רק בערוצים בעלי הספק נמוך יחסית. דוגמה לכך היא הדיאגרמה של מכלול מיישר UPS PS-6220C המוצג באיור. 8. דיודות VD7 - VD10 - מגן.

כמו ברוב היחידות האחרות, מיישר המתח +5 V כאן מכיל דיודות מחסום Schottky (מכלול VD6), המתאפיינות במפלת מתח קדמית נמוכה יותר ובזמן התאוששות התנגדות הפוכה מאשר דיודות קונבנציונליות. שני הגורמים הללו טובים להגברת היעילות. למרבה הצער, המתח ההפוך המותר הנמוך יחסית אינו מאפשר שימוש בדיודות Schottky בערוץ +12 V. עם זאת, ביחידה הנבדקת נפתרת בעיה זו על ידי חיבור שני מיישרים בסדרה: ה-5 V החסרים מתווספים ל- 7 V על ידי מיישר על מכלול דיודות Schottky VD5.

כדי לחסל עליות מתח המסוכנות לדיודות ומתרחשות בפיתולי השנאי בחזיתות הדופק, מסופקים מעגלי דעיכה R1C1, R2C2, R3C3 ו-R4C4.

יחידת בקרה

ברוב ה-UPS "מחשבים", יחידה זו בנויה על בסיס שבב הבקר TL494CN PWM (אנלוגי מקומי - KR1114EU4) או השינויים שלו. החלק העיקרי של התרשים של צומת כזה מוצג באיור. 9, זה גם מציג את האלמנטים של המבנה הפנימי של המיקרו-מעגל שהוזכר.

(לחץ להגדלה)

מחולל מתח שן המסור G1 משמש כמאסטר. התדירות שלו תלויה בדירוגים של אלמנטים חיצוניים R8 ו-C3. המתח שנוצר מסופק לשני משווים (A3 ו-A4), שפולסי המוצא שלהם מסוכמים על ידי אלמנט ה-OR D1. לאחר מכן, הפולסים דרך אלמנטי NOR D5 ו-D6 מסופקים לטרנזיסטורי המוצא של המיקרו-מעגל (V3, V4). פולסים מהמוצא של אלמנט D1 מגיעים גם לכניסת הספירה של טריגר D2, וכל אחד מהם משנה את מצב ההדק. לפיכך, אם יומן מוחל על פין 13 של המיקרו-מעגל. 1 או, כמו במקרה הנדון, הוא נותר פנוי, הפולסים ביציאות של אלמנטים D5 ו-D6 מתחלפים, דבר הדרוש לשליטה במהפך דחיפה. אם נעשה שימוש בשבב TL494 בממיר מתח חד-קצה, פין 13 מחובר לחוט המשותף, כתוצאה מכך, טריגר D2 אינו מעורב עוד בפעולה, ופולסים מופיעים בכל היציאות בו זמנית.

אלמנט A1 הוא מגבר אות שגיאה במעגל ייצוב מתח היציאה של UPS. מתח זה (במקרה זה - +5 V) מסופק לאחת מכניסות המגבר דרך מחלק התנגדות R1R2. בכניסה השנייה שלו יש מתח ייחוס המתקבל מהמייצב A5 המובנה בשבב באמצעות מחלק התנגדות R3 - R5. המתח במוצא A1, פרופורציונלי להפרש בין הקלטים, קובע את סף הפעולה של המשווה A4, וכתוצאה מכך, את מחזור העבודה של הפולסים במוצאו. מכיוון שמתח המוצא של ה-UPS תלוי במחזור העבודה (ראה לעיל), במערכת סגורה הוא נשמר באופן אוטומטי שווה למתח לדוגמה, תוך התחשבות במקדם החלוקה R1R2. שרשרת R7C2 נחוצה ליציבות המייצב. המגבר השני (A2) במקרה זה כבוי על ידי הפעלת המתחים המתאימים לכניסות שלו ואינו מעורב בפעולה.

תפקידו של המשווה A3 הוא להבטיח נוכחות של הפסקה בין פולסים במוצא של אלמנט D1, גם אם מתח המוצא של מגבר A1 הוא מחוץ לגבולות המותרים. סף התגובה המינימלי A3 (בעת חיבור פין 4 למשותף) נקבע על ידי מקור המתח הפנימי GV1. ככל שהמתח בפין 4 גדל, משך ההפסקה המינימלי גדל, לכן מתח המוצא המרבי של ה-UPS יורד.

מאפיין זה משמש לאתחול חלק של UPS. העובדה היא שברגע ההפעלה הראשוני של היחידה, קבלי המסנן של המיישרים שלה פרוקים לחלוטין, וזה שווה ערך לקיצור היציאות לחוט המשותף. הפעלת המהפך באופן מיידי "במלוא הספק" תוביל לעומס יתר עצום של הטרנזיסטורים של המפל העוצמתי ולכשל האפשרי שלהם. מעגל C1R6 מבטיח התחלה חלקה וללא עומס יתר של המהפך.

ברגע הראשון לאחר ההפעלה, הקבל C1 פרוק, והמתח בפין 4 של DA1 קרוב ל-+5 V המתקבל מהמייצב A5. זה מבטיח הפסקה של משך הזמן המקסימלי האפשרי, עד להיעדר מוחלט של פולסים במוצא המיקרו-מעגל. כאשר הקבל C1 נטען דרך הנגד R6, המתח בפין 4 יורד, ואיתו משך ההפסקה. במקביל, מתח המוצא של ה-UPS עולה. זה נמשך עד שהוא מתקרב לזה המופתי ומשוב מייצב נכנס לתוקף. טעינה נוספת של קבל C1 אינה משפיעה על התהליכים ב-UPS. מכיוון שקבל C1 חייב להיות פרוק לחלוטין לפני הפעלת כל UPS, במקרים רבים מסופקים מעגלים לפריקה הכפויה שלו (לא מוצג באיור 9).

מפל ביניים

המשימה של מפל זה היא להגביר את הפולסים לפני הזנתם לטרנזיסטורים רבי עוצמה. לפעמים שלב הביניים חסר כיחידה עצמאית, בהיותו חלק ממיקרו-מעגל המתנד הראשי. התרשים של מפל כזה בשימוש ב-PS-200B UPS מוצג באיור. 10. שנאי T1 התואם כאן מתאים לזה בעל אותו השם באיור. 5.

ה-APPIS UPS משתמש בשלב ביניים בהתאם למעגל המוצג באיור. 11, השונה מזה שנדון לעיל בנוכחותם של שני שנאים תואמים T1 ו-T2 - בנפרד עבור כל טרנזיסטור כוח. הקוטביות של פיתולי השנאי היא כזו שטרנזיסטור שלב הביניים וטרנזיסטור הכוח המשויך אליו נמצאים במצב פתוח בו-זמנית. אם לא יינקטו אמצעים מיוחדים, לאחר מספר מחזורים של פעולת מהפך, הצטברות האנרגיה במעגלים המגנטיים של השנאים תוביל לרוויה של האחרונים ולירידה משמעותית בהשראות הפיתולים.

הבה נבחן כיצד נפתרת בעיה זו, באמצעות הדוגמה של אחד ה"חציים" של שלב הביניים עם שנאי T1. כאשר הטרנזיסטור של המיקרו-מעגל פתוח, מתפתל Ia מחובר למקור הכוח ולחוט המשותף. זרם הגובר ליניארי זורם דרכו. מתח חיובי מושרה בפיתול II, הנכנס למעגל הבסיס של הטרנזיסטור החזק ופותח אותו. כאשר הטרנזיסטור במעגל המיקרו סגור, הזרם בפיתול Ia יופסק. אבל השטף המגנטי בליבה המגנטית של השנאי לא יכול להשתנות באופן מיידי, ולכן זרם יורד באופן ליניארי יופיע בפיתול Ib, שזורם דרך הדיודה הפתוחה VD1 מהחוט המשותף לפלוס של מקור הכוח. לפיכך, האנרגיה שנצברה בשדה המגנטי במהלך הפולס חוזרת למקור בזמן ההפסקה. המתח בפיתול II במהלך הפסקה הוא שלילי, והטרנזיסטור החזק סגור. ה"חצי" השני של המפל עם שנאי T2 פועל בצורה דומה, אך באנטיפזה.

נוכחותם של שטפים מגנטיים פועמים עם מרכיב קבוע במעגלים מגנטיים מובילה לצורך להגדיל את המסה והנפח של השנאים T1 ו-T2. באופן כללי, שלב ביניים עם שני שנאים אינו מוצלח במיוחד, אם כי הוא הפך נפוץ למדי.

אם הספק של הטרנזיסטורים של מעגל המיקרו TL494CN אינו מספיק כדי לשלוט ישירות על שלב המוצא של המהפך, השתמש במעגל דומה לזה שמוצג באיור. 12, המציגה את שלב הביניים של UPS KYP-150W. חצאי הפיתול I של השנאי T1 משמשים כעומסי אספן של טרנזיסטורים VT1 ו-VT2, הנפתחים לסירוגין על ידי פולסים המגיעים ממעגל המיקרו DA1. הנגד R5 מגביל את זרם הקולטור של הטרנזיסטורים לכ-20 mA. באמצעות דיודות VD1, VD2 וקבלים C1 על פולטי הטרנזיסטורים VT1 ו-VT2, המתח הנדרש לסגירתם האמינה הוא +1,6 V. דיודות VD4 ו-VD5 מחליפות את התנודות המתרחשות בעת מיתוג טרנזיסטורים במעגל הנוצר על ידי השראות של פיתול. I של שנאי T1 והקיבולת שלו. דיודה VD3 נסגרת אם נחשול המתח במסוף האמצעי של פיתול I חורג ממתח האספקה ​​במפל.

גרסה נוספת של מעגל שלב הביניים (UPS ESP-1003R) מוצגת באיור. 13.

במקרה זה, טרנזיסטורי המוצא של המיקרו-מעגל DA1 מחוברים לפי מעגל אספן משותף. הקבלים C1 ו-C2 מתגברים. לפיתול I של שנאי T1 אין מסוף אמצעי. תלוי איזה מהטרנזיסטורים VT1, VT2 פתוח כרגע, מעגל המתפתל סגור למקור הכוח דרך הנגד R7 או R8 המחובר לקולט של הטרנזיסטור הסגור.

פתרון תקלות

לפני תיקון UPS, יש להסירו מיחידת מערכת המחשב. לשם כך, נתק את המחשב מהרשת על ידי הוצאת התקע מהשקע. לאחר פתיחת מארז המחשב, שחרר את כל מחברי ה-UPS ובאמצעות שחרור ארבעת הברגים בדופן האחורית של יחידת המערכת, הסר את ה-UPS. לאחר מכן הסר את הכיסוי בצורת U של מארז UPS על ידי שחרור הברגים המאבטחים אותו. ניתן להסיר את המעגל המודפס על-ידי שחרור שלושת הברגים המודפסים המאבטחים אותו. תכונה של לוחות UPS רבים היא שהמוליך המודפס של החוט המשותף מחולק לשני חלקים, המחוברים זה לזה רק דרך גוף המתכת של היחידה. על הלוח שהוסר מהמארז, חלקים אלה חייבים להיות מחוברים עם מנצח עילי.

אם ספק הכוח נותק מאספקת החשמל לפני פחות מחצי שעה, אתה צריך למצוא ולפרוק קבלים תחמוצת 220 או 470 uF x 250 V על הלוח (אלה הם הקבלים הגדולים ביותר בבלוק). במהלך תהליך התיקון, מומלץ לחזור על פעולה זו לאחר כל ניתוק של היחידה מהרשת, או לעקוף זמנית את הקבלים עם נגדים של 100...200 קילו אוהם בהספק של לפחות 1 W.

קודם כל, הם בודקים את חלקי ה-UPS ומזהים את אלה שהם פגומים בעליל, למשל, אלה שרופים או שיש להם סדקים במארז. אם הכשל ביחידה נגרם כתוצאה מתקלה במאוורר, עליך לבדוק את האלמנטים המותקנים על גופי הקירור: טרנזיסטורים רבי עוצמה של מכלול דיודות המהפך ו- Schottky של מיישרי המוצא. כאשר קבלי תחמוצת "מתפוצצים", האלקטרוליט שלהם מרוסס בכל היחידה. כדי למנוע חמצון של חלקי מתכת חיים, יש צורך לשטוף את האלקטרוליט עם תמיסה מעט בסיסית (לדוגמה, דילול המוצר "פיה" במים ביחס של 1:50).

לאחר שחיברת את היחידה לרשת, קודם כל עליך למדוד את כל מתחי המוצא שלה. אם מתברר שלפחות באחד מערוצי המוצא המתח קרוב לערך הנומינלי, יש לחפש את התקלה במעגלי המוצא של הערוצים הפגומים. עם זאת, כפי שמראה בפועל, מעגלי פלט לעתים נדירות נכשלים.

במקרה של תקלה בכל הערוצים, השיטה לקביעת תקלות היא כדלקמן. למדוד את המתח בין המסוף החיובי של הקבל C4 למסוף השלילי של C5 (ראה איור 4) או הקולט של הטרנזיסטור VT1 והפולט VT2 (ראה איור 5). אם הערך הנמדד נמוך משמעותית מ-310 V, עליך לבדוק ובמידת הצורך להחליף את גשר הדיודה VD1 (ראה איור 4) או את הדיודות הבודדות המרכיבות אותו. אם המתח המיושר נורמלי, אך היחידה אינה פועלת, ככל הנראה, אחד או שני הטרנזיסטורים של שלב המהפך החזק (VT1, VT2, ראה איור 5), הכפופים לעומסי יתר התרמיים הגדולים ביותר, נכשלו. אם הטרנזיסטורים פועלים, כל שנותר הוא לבדוק את המיקרו-מעגל TL494CN ואת המעגלים הנלווים.

ניתן להחליף טרנזיסטורים שנכשלו באנלוגים ביתיים או מיובאים המתאימים מבחינת פרמטרים חשמליים, ממדי התקנה, בהנחיית הנתונים המופיעים בטבלה. 2.

(לחץ להגדלה)

דיודות חלופיות נבחרות בהתאם לטבלה. 3.

(לחץ להגדלה)

ניתן להחליף בהצלחה את דיודות המיישר של מיישר הרשת (ראה איור 4) עם KD226G, KD226D ביתי. אם למיישר הרשת יש קבלים בקיבולת 220 μF, רצוי להחליפם ב-470 μF, בדרך כלל יש לכך מקום על הלוח. כדי להפחית הפרעות, מומלץ לעקוף כל אחת מארבע דיודות המיישר עם קבל של 1000 pF למתח של 400...450 V.

ניתן להחליף טרנזיסטורים 2SC3039 ב-KT872A ביתי. אבל את דיודת השיכוך PXPR1001 שתחליף את הכושל קשה לרכוש אפילו בערים הגדולות. במצב זה, אתה יכול להשתמש בשלוש דיודות KD226G או KD226D המחוברות בסדרה. אפשר להחליף את הדיודה הכושלת ואת הטרנזיסטור החזק המוגן על ידה על ידי התקנת טרנזיסטור עם דיודת שיכוך מובנית, למשל 2SD2333, 2SD1876, 2SD1877 או 2SD1554. יש לציין כי UPS רבים שיצאו לאחר 1998 כבר עברו החלפה כזו.

כדי להגביר את האמינות של פעולת IEP, מומלץ לחבר משנקים עם השראות של 7 μH במקביל לנגדים R8 ו-R5 (ראה איור 4). ניתן ללפף אותם עם חוט בקוטר של לפחות 0,15 מ"מ בבידוד משי על כל ליבות מגנטיות טבעת. מספר הסיבובים מחושב באמצעות נוסחאות ידועות.

ל-UPS רבים אין נגד כוונון לכוונון מתח המוצא (R3, ראה איור 9); במקום מותקן אחד קבוע. אם נדרשת התאמה, ניתן לעשות זאת על ידי התקנה זמנית של נגד לקצץ, ואז שוב החלפתו בקבוע של הערך שנמצא.

כדי להגביר את האמינות, כדאי להחליף את קבלי התחמוצת המיובאים המותקנים במסננים של מיישרים + 12 וולט ו-+5 וולט החזקים ביותר עם קבלים K50-29 שווים בקיבולת ובמתח. יש לציין שבלוחות של UPS רבים, לא כל הקבלים הניתנים במעגל מותקנים (ככל הנראה, כדי לחסוך כסף), מה שמשפיע לרעה על מאפייני היחידה. מומלץ להתקין את הקבלים החסרים במקומות המיועדים להם.

בעת הרכבת היחידה לאחר תיקון, אל תשכח להסיר את המגשרים והנגדים המותקנים באופן זמני, וגם לחבר את המאוורר המובנה למחבר המתאים.

ספרות

1. Kulichkov A. החלפת ספקי כוח עבור IBM PC. - מ.: DMK, סדרה "תיקון ושירות", 2000.
2. Guk M. Hardware IBM PC. - S.-Pb.: Peter, 2000.
3. Kunevich A.. Sidorov I. אלמנטים אינדוקטיביים על פריטים. - סנט פטרסבורג: לניזדאט, 1997.
4. Nikulin S. אמינות של רכיבי ציוד אלקטרוני. - מ.: אנרגיה, 1979.

מחבר: R. Aleksandrov, Maloyaroslavets, אזור Kaluga

ראה מאמרים אחרים סעיף מחשבים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון מדענים גילו יהלומים מפרוטופלנט מת במטאוריט 27.04.2018 אסטרואיד קטן 2008 TC3 נפל לתוך המדבר הנובי בצפון סודן ב-7 באוקטובר 2008. היא נקראה אלמהטה סיטה, שפירושה בערבית "תחנה שישית" (זהו שמה של תחנת הרכבת, שנמצאת בסמוך למקום נפילת המטאוריט). זהו המקרה הראשון בהיסטוריה שבו חזו התנגשות של גוף שמימי עם כדור הארץ: אסטרואיד התגלה במצפה הר למון (ארה"ב, אריזונה) יום לפני הנפילה. מסת כל שבריו הפזורים על פני המדבר מגיעה לכשלושה קילוגרמים. אסטרואיד זה ייחודי גם בכך שהוא שייך לסוג נדיר של מטאוריטי אבן - אוריאלייט, בעל הרכב מינרלוגי ייחודי. Ureylite מכיל אחוז גבוה של פחמן, הכלול באבן בצורה של גרפיט וננו-יהלומים - מבנה בעל מבנה סריג קריסטלי הדומה ליהלומים. זמן רב לא היה ידוע בדיוק מה מקורם של היהלומים שנמצאו באסטרואיד - ובהתאם, מקורו של עצם השמים עצמו. גילוי של מדענים מבית הספר הפדרלי לפוליטכני בלוזאן (שוויץ) שופך אור על אירוע זה. בסך הכל ידועות שלוש תיאוריות של היווצרות גבישי יהלומים. הראשון הוא "הלם": תכלילים של גבישים יקרים אלה יכולים להיווצר במהלך התנגשות של גרמי שמים. אחר אומר שהם נוצרים עקב שקיעה כימית של אדי פחמן. השלישי טוען שיהלומים הופיעו במעיים של פרוטופלנטות. ניתוח של שברי מטאוריטים שנמצאו בסודן מראה שגודלם של כמה תכלילי יהלומים מגיע עד ל-100 מיקרון. מדענים אומרים שהלחץ הנדרש ליצירת גבישים כה גדולים אינו יכול להיות נמוך מ-20 ג'יגה-פסקל (כ-200 אלף אטמוספרות). תנאים כאלה יכולים להיווצר רק על כוכב לכת גדול הדומה למאדים או מרקורי. לפיכך, מדענים אישרו את התיאוריה השלישית והוכיחו שהאסטרואיד הוא שבר של פרוטופלנט קדום. ממצא זה מאפשר לנו להתקרב להבנה כיצד נוצרה מערכת השמש שלנו. החוקרים מציעים שכל האסטרואידים האוריליטים עשויים להיות שרידים של אותו פרוטופלנט שהתקיים הרבה לפני היווצרות כוכבי הלכת המוכרים לנו.

עוד חדשות מעניינות:

▪ דלק אצות

▪ נמצאה סיבה לעידן הקרח

▪ טאבלט קשיח של Getac EX80

▪ סוללה ניידת Xiaomi Mi Powerbank Pro עם יציאת USB Type-C

▪ מבני הרכבה סולאריים עשויים מלהבי טורבינת רוח ממוחזרים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר ביוגרפיות של מדענים גדולים. בחירת מאמרים

▪ מאמר אנשים נבחרים. ביטוי עממי

▪ מאמר איך נמלים בוחרות מלכה מכמה מתמודדים? תשובה מפורטת

▪ מאמר חיזוי מזג האוויר בים. עצות לטיול

▪ כתבה תצפיות רדיו עם לוויינים עבור מבשרי רעידות אדמה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ כתבה חיבור ספקי כוח 120 וולט מרחוק בגודל קטן לרשת 220 V. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר

www.diagram.com.ua
2000-2024