Progettazione circuitale di alimentatori per personal computer. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Gli alimentatori a commutazione (UPS) per personal computer presentano importanti vantaggi: dimensioni e peso ridotti. Tuttavia, sono costruiti secondo circuiti piuttosto complessi, il che rende difficile la risoluzione dei problemi. L'autore di questo articolo, parlando della progettazione circuitale di questi blocchi, si affida all'esperienza con gli UPS, il cosiddetto formato AT.

Gli UPS dei computer domestici sono progettati per funzionare da una rete di corrente alternata monofase (110/230 V, 60 Hz - importata, 127/220 V, 50 Hz - prodotta internamente). Poiché in Russia è generalmente accettata la rete a 220 V, 50 Hz, non esiste il problema della scelta dell'unità per la tensione di rete richiesta. Devi solo assicurarti che l'interruttore della tensione di rete sull'unità (se presente) sia impostato su 220 o 230 V. L'assenza di un interruttore indica che l'unità è in grado di funzionare nell'intervallo di tensione di rete indicato sulla sua etichetta senza alcuna commutazione. Gli UPS progettati per 60 Hz funzionano perfettamente su una rete a 50 Hz.

L'UPS è collegato alle schede madri formato AT con due cablaggi con prese P8 e P9, mostrati in Fig. 1 (vista laterale dei nidi). I colori dei cavi indicati tra parentesi sono standard, sebbene non tutti i produttori di UPS li rispettino rigorosamente. Per orientare correttamente le prese quando si collegano alle spine della scheda madre, esiste una regola semplice: i quattro fili neri (circuito GND) che vanno ad entrambe le prese devono essere posizionati uno accanto all'altro.

I principali circuiti di alimentazione delle schede madri in formato ATX sono concentrati nel connettore mostrato in Fig. 2. Come nel caso precedente, vista dal lato delle prese. Gli UPS di questo formato hanno un ingresso per il controllo remoto (circuito PS-ON), quando collegato a un filo comune (circuito COM - “comune”, equivalente a GND), l'unità connessa alla rete inizia a funzionare. Se il circuito PS-ON-COM è aperto, non c'è tensione alle uscite dell'UPS, ad eccezione dei +5 V “standby” nel circuito +5VSB. In questa modalità, la potenza consumata dalla rete è molto bassa.

Gli UPS in formato ATX sono dotati di una presa di uscita aggiuntiva, mostrata in Fig. 3.

Lo scopo dei suoi circuiti è il seguente:

FanM - uscita del sensore di velocità di rotazione della ventola di raffreddamento dell'UPS (due impulsi per giro);

FanC - ingresso analogico (0...12 V) per il controllo della velocità di rotazione di questo ventilatore. Se questo ingresso viene disconnesso dai circuiti esterni o ad esso viene applicata una tensione costante superiore a 10 V, la prestazione del ventilatore è massima;

Senso 3.3 V: ingresso del segnale di feedback dello stabilizzatore di tensione +3,3 V. È collegato con un filo separato direttamente ai pin di alimentazione dei microcircuiti sulla scheda di sistema, che consente di compensare la caduta di tensione sui cavi di alimentazione. Se non è presente una presa aggiuntiva, questo circuito può essere instradato sulla presa 11 della presa principale (vedi Fig. 2);

1394R - negativo di una sorgente di tensione 8...48 V isolata dal filo comune per alimentare i circuiti di interfaccia IEEE-1394;

1394V - più la stessa sorgente.

Un UPS di qualsiasi formato deve essere dotato di diverse prese per alimentare le unità disco e alcune altre periferiche del computer.

Ogni UPS "computer" produce un segnale logico chiamato R G. (Power Good) nei blocchi AT o PW-OK (Power OK) nei blocchi ATX, il cui livello elevato indica che tutte le tensioni di uscita rientrano nei limiti accettabili. Sulla “scheda madre” del computer, questo segnale è coinvolto nella generazione del segnale di ripristino del sistema. Dopo aver acceso l'UPS, il livello del segnale RG. (PW-OK) rimane basso per qualche tempo, impedendo al processore di funzionare fino al completamento dei processi transitori nei circuiti di alimentazione.

Quando la tensione di rete viene interrotta o si verifica un improvviso malfunzionamento dell'UPS, il livello logico del segnale PG (PW-OK) cambia prima che le tensioni di uscita dell'unità scendano al di sotto dei valori consentiti. Ciò provoca l'arresto del processore, impedisce la corruzione dei dati archiviati in memoria e altre operazioni irreversibili.

L'intercambiabilità dell'UPS può essere valutata in base ai seguenti criteri.

Il numero di tensioni di uscita per alimentare un PC IBM in formato AT deve essere almeno quattro (+12 V, +5 V, -5 V e -12 V). Le correnti di uscita massima e minima sono regolate separatamente per ciascun canale. I loro valori abituali per fonti di varia potenza sono riportati nella tabella. 1.

I computer ATX richiedono inoltre +3,3 V e alcune altre tensioni (sono state menzionate sopra).

Si noti che il normale funzionamento dell'unità con un carico inferiore al minimo non è garantito e talvolta questa modalità è semplicemente pericolosa. Pertanto, non è consigliabile collegare l'UPS senza carico alla rete (ad esempio, per eseguire test).

La potenza dell'alimentatore (totale per tutte le tensioni di uscita) in un PC domestico dotato di periferiche deve essere di almeno 200 W. È praticamente necessario disporre di 230...250 W e quando si installano dischi rigidi e unità CD-ROM aggiuntivi, potrebbe essere richiesto di più. I malfunzionamenti del PC, soprattutto quelli che si verificano all'accensione dei motori elettrici dei dispositivi citati, sono spesso associati ad un sovraccarico dell'alimentatore. I computer utilizzati come server della rete informatica consumano fino a 350 W. Gli UPS a bassa potenza (40...160 W) vengono utilizzati in computer di controllo specializzati, ad esempio, con un set limitato di periferiche.

Il volume occupato da un UPS solitamente aumenta a causa della sua lunghezza crescente verso il pannello frontale del PC. Le dimensioni di installazione e i punti di montaggio dell'unità nel case del computer rimangono invariati. Pertanto, qualsiasi blocco (con rare eccezioni) può essere installato al posto di quello guasto.

La base della maggior parte degli UPS è un inverter push-pull a mezzo ponte che funziona a una frequenza di diverse decine di kilohertz. La tensione di alimentazione dell'inverter (circa 300 V) viene raddrizzata e livellata. L'inverter stesso è costituito da un'unità di controllo (generatore di impulsi con uno stadio di amplificazione di potenza intermedio) e da un potente stadio di uscita. Quest'ultimo è caricato su un trasformatore di potenza ad alta frequenza. Le tensioni di uscita sono ottenute utilizzando raddrizzatori collegati agli avvolgimenti secondari di questo trasformatore. La stabilizzazione della tensione viene effettuata utilizzando la modulazione di larghezza di impulso (PWM) degli impulsi generati dall'inverter. Solitamente solo un canale di uscita è coperto dall'OS stabilizzatore, solitamente +5 o +3,3 V. Di conseguenza, le tensioni sulle altre uscite non dipendono dalla tensione di rete, ma rimangono soggette all'influenza del carico. A volte vengono ulteriormente stabilizzati utilizzando chip stabilizzatori convenzionali.

RADDRIZZATORE DI RETE

Nella maggior parte dei casi, questa unità viene eseguita secondo uno schema simile a quello mostrato in Fig. 4, le differenze stanno solo nella tipologia del ponte raddrizzatore VD1 e in un numero maggiore o minore di elementi di protezione e sicurezza.

A volte il ponte è assemblato da singoli diodi. Quando l'interruttore S1 è aperto, che corrisponde all'unità alimentata da una rete a 220...230 V, il raddrizzatore è un raddrizzatore a ponte, la tensione alla sua uscita (condensatori C4, C5 collegati in serie) è prossima all'ampiezza di la tensione di rete. Quando alimentati da una rete di 110...127 V, chiudendo i contatti dell'interruttore, trasformano il dispositivo in un raddrizzatore con il raddoppio della tensione e ottengono in uscita una tensione costante pari al doppio dell'ampiezza della tensione di rete. Tale commutazione è prevista negli UPS, i cui stabilizzatori mantengono le tensioni di uscita entro limiti accettabili solo con una deviazione della rete del ±20%. Le unità con stabilizzazione più efficace sono in grado di funzionare a qualsiasi tensione di rete (solitamente da 90 a 260 V) senza commutazione.

I resistori R1, R4 e R5 sono progettati per scaricare i condensatori del raddrizzatore dopo che è stato disconnesso dalla rete e C4 e C5, inoltre, equalizzano le tensioni sui condensatori C4 e C5. Il termistore R2 con un coefficiente di temperatura negativo limita l'ampiezza dei condensatori di carica della corrente di spunto C4, C5 nel momento in cui l'unità è accesa. Quindi, come risultato dell'autoriscaldamento, la sua resistenza diminuisce e praticamente non influisce sul funzionamento del raddrizzatore. Il varistore R3 con una tensione di classificazione superiore all'ampiezza massima della rete protegge dalle sovratensioni di quest'ultima. Sfortunatamente, questo varistore è inutile se un'unità con interruttore chiuso S1 viene accesa accidentalmente in una rete a 220 V. Le gravi conseguenze di ciò possono essere evitate sostituendo i resistori R4, R5 con varistori con una tensione di classificazione di 180...220 V, la cui rottura comporta la combustione del fusibile FU1. A volte i varistori sono collegati in parallelo ai resistori specificati o solo a uno di essi.

I condensatori C1 - C3 e l'induttore a due avvolgimenti L1 formano un filtro che protegge il computer dalle interferenze della rete e la rete dalle interferenze generate dal computer. Attraverso i condensatori C1 e C3, il case del computer è collegato tramite corrente alternata ai cavi della rete. Pertanto, la tensione al contatto con un computer senza messa a terra può raggiungere la metà della tensione di rete. Ciò non è pericoloso per la vita, poiché la reattanza dei condensatori è piuttosto elevata, ma spesso porta al guasto dei circuiti di interfaccia quando le periferiche sono collegate al computer.

POTENTE INVERTER A CASCATA

Sulla fig. 5 mostra parte del diagramma schematico di un comune UPS GT-150W.

Gli impulsi generati dalla centralina vengono inviati attraverso il trasformatore T1 alle basi dei transistor VT1 e VT2, aprendoli alternativamente. I diodi VD4, VD5 proteggono i transistor dalla tensione di polarità inversa. I condensatori C6 e C7 corrispondono a C4 e C5 nel raddrizzatore (vedere Fig. 4). Le tensioni degli avvolgimenti secondari del trasformatore T2 vengono raddrizzate per ottenere l'uscita. Uno dei raddrizzatori (VD6, VD7 con filtro L1C5) è mostrato nello schema.

Gli UPS in cascata più potenti differiscono da quelli considerati solo per la tipologia dei transistor, che possono essere, ad esempio, ad effetto di campo o contenere diodi di protezione incorporati. Esistono diverse opzioni per la progettazione di circuiti di base (per bipolari) o circuiti gate (per transistor ad effetto di campo) con numeri, valori nominali e circuiti diversi per gli elementi di collegamento. Ad esempio, i resistori R4, R6 possono essere collegati direttamente alle basi dei transistor corrispondenti.

A regime l'unità di controllo dell'inverter è alimentata dalla tensione di uscita dell'UPS, ma al momento dell'accensione è assente. Esistono due modi principali per ottenere la tensione di alimentazione necessaria per avviare l'inverter. Il primo di essi è implementato nello schema in esame (Fig. 5). Immediatamente dopo aver acceso l'unità, la tensione di rete raddrizzata scorre attraverso il divisore resistivo R3 - R6 nei circuiti di base dei transistor VT1 e / T2, aprendoli leggermente, e i diodi VD1 e VD2 impediscono che le sezioni base-emettitore dei transistor vengano derivato dagli avvolgimenti II e III del trasformatore T1. Allo stesso tempo, i condensatori C4, C6 e C7 vengono caricati e la corrente di carica del condensatore C4, che scorre attraverso l'avvolgimento I del trasformatore T2 e attraverso parte dell'avvolgimento II del trasformatore T1, induce una tensione negli avvolgimenti II e III di quest'ultimo che apre uno dei transistor e chiude l'altro. Quale transistor si chiuderà e quale si aprirà dipende dall'asimmetria delle caratteristiche degli elementi della cascata.

Come risultato dell'azione del feedback positivo, il processo procede come una valanga e un impulso indotto nell'avvolgimento II del trasformatore T2 attraverso uno dei diodi VD6, VD7, il resistore R9 e il diodo VD3 carica il condensatore C3 ad una tensione sufficiente per l'avvio funzionamento della centralina. Successivamente viene alimentato dallo stesso circuito e la tensione raddrizzata dai diodi VD6, VD7, dopo aver livellato il filtro L1C5, viene fornita all'uscita +12 V dell'UPS.

La versione dei circuiti di avvio iniziale utilizzata nell'UPS LPS-02-150XT differisce solo per il fatto che la tensione al divisore, simile a R3 - R6 (Fig. 5), è fornita da un raddrizzatore a semionda separato della tensione di rete con un condensatore di filtro di piccola capacità. Di conseguenza, i transistor dell'inverter si aprono leggermente prima che i condensatori del filtro del raddrizzatore principale (C6, C7, vedere Fig. 5) vengano caricati, il che garantisce un avvio più affidabile.

Il secondo metodo per alimentare la centralina durante l'avvio prevede la presenza di uno speciale trasformatore step-down a bassa potenza con raddrizzatore, come mostrato nello schema di Fig. 6, utilizzato nell'UPS PS-200B. Il numero di giri dell'avvolgimento secondario del trasformatore è selezionato in modo tale che la tensione raddrizzata sia leggermente inferiore all'uscita nel canale +12 V dell'unità, ma sufficiente per il funzionamento dell'unità di controllo. Quando la tensione di uscita dell'UPS raggiunge il suo valore nominale, il diodo VD5 si apre, i diodi a ponte VD1 - VD4 rimangono chiusi durante tutto il periodo di tensione alternata e la centralina passa all'alimentazione con la tensione di uscita dell'inverter, senza consumare altro energia dal trasformatore “di avviamento”.

Negli stadi inverter ad alta potenza attivati ​​in questo modo, non è necessaria una polarizzazione iniziale alle basi dei transistor e un feedback positivo. Pertanto, i resistori R3, R5 non sono necessari, i diodi VD1, VD2 vengono sostituiti con ponticelli e l'avvolgimento II del trasformatore T1 è realizzato senza presa (vedere Fig. 5).

RADDRIZZATORI DI USCITA

Sulla fig. 7 mostra uno schema tipico di un gruppo raddrizzatore UPS a quattro canali.

Per non violare la simmetria dell'inversione della magnetizzazione del circuito magnetico di un trasformatore di potenza, i raddrizzatori vengono costruiti solo utilizzando circuiti a onda intera e i raddrizzatori a ponte, caratterizzati da maggiori perdite, non vengono quasi mai utilizzati. La caratteristica principale dei raddrizzatori negli UPS è l'attenuazione dei filtri, a partire dall'induttanza (induttanza). La tensione all'uscita di un raddrizzatore con tale filtro dipende non solo dall'ampiezza, ma anche dal ciclo di lavoro (il rapporto tra la durata e il periodo di ripetizione) degli impulsi che arrivano all'ingresso. Ciò consente di stabilizzare la tensione di uscita modificando il ciclo di lavoro dell'ingresso. I raddrizzatori con filtri che iniziano con un condensatore, utilizzati in molti altri casi, non hanno questa proprietà. Il processo di modifica del ciclo di lavoro degli impulsi è solitamente chiamato PWM - modulazione della larghezza dell'impulso (PWM - Modulazione della larghezza dell'impulso).

Poiché l'ampiezza degli impulsi, proporzionale alla tensione nella rete di alimentazione, agli ingressi di tutti i raddrizzatori nel blocco cambia secondo la stessa legge, stabilizzando una delle tensioni di uscita mediante PWM stabilizza tutte le altre. Per potenziare questo effetto, le induttanze di filtro L1.1 - L1.4 di tutti i raddrizzatori sono avvolte su un nucleo magnetico comune. La connessione magnetica tra loro sincronizza inoltre i processi che si verificano nei raddrizzatori.

Per il corretto funzionamento di un raddrizzatore con filtro a L, è necessario che la sua corrente di carico superi un determinato valore minimo, a seconda dell'induttanza dell'induttanza del filtro e della frequenza degli impulsi. Questo carico iniziale è creato dai resistori R4 - R7, collegati in parallelo ai condensatori di uscita C5 - C8. Servono anche per accelerare la scarica dei condensatori dopo lo spegnimento dell'UPS.

A volte si ottiene una tensione di -5 V senza un raddrizzatore separato da una tensione di -12 V utilizzando uno stabilizzatore integrato della serie 7905. Gli analoghi domestici sono i microcircuiti KR1162EN5A, KR1179EN05. La corrente consumata dai nodi del computer lungo questo circuito di solito non supera diverse centinaia di milliampere.

In alcuni casi, gli stabilizzatori integrati sono installati in altri canali UPS. Questa soluzione elimina l'influenza di una variazione del carico sulle tensioni di uscita, ma riduce l'efficienza dell'unità e per questo motivo viene utilizzata solo in canali a potenza relativamente bassa. Un esempio è lo schema del gruppo raddrizzatore dell'UPS PS-6220C mostrato in Fig. 8. Diodi VD7 - VD10 - protettivi.

Come nella maggior parte degli altri apparecchi, anche qui il raddrizzatore di tensione +5 V contiene diodi a barriera Schottky (gruppo VD6), che sono caratterizzati da una caduta di tensione diretta e da un tempo di recupero della resistenza inversa inferiori rispetto ai diodi convenzionali. Entrambi questi fattori sono favorevoli per aumentare l’efficienza. Sfortunatamente, la tensione inversa consentita relativamente bassa non consente l'uso di diodi Schottky nel canale +12 V. Tuttavia, nell'unità in esame, questo problema viene risolto collegando due raddrizzatori in serie: i 5 V mancanti vengono aggiunti al 7 V da un raddrizzatore sul gruppo diodi Schottky VD5.

Per eliminare le sovratensioni pericolose per i diodi e che si verificano negli avvolgimenti del trasformatore sui fronti degli impulsi, vengono forniti i circuiti di smorzamento R1C1, R2C2, R3C3 e R4C4.

UNITÀ DI CONTROLLO

Nella maggior parte degli UPS "computer", questa unità è costruita sulla base del chip controller PWM TL494CN (analogo domestico - KR1114EU4) o sue modifiche. La parte principale dello schema di tale nodo è mostrata in Fig. 9, sono inoltre riportati gli elementi della struttura interna del citato microcircuito.

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Il generatore di tensione a dente di sega G1 funge da master. La sua frequenza dipende dalle valutazioni degli elementi esterni R8 e C3. La tensione generata viene fornita a due comparatori (A3 e A4), i cui impulsi di uscita vengono sommati dall'elemento OR D1. Successivamente, gli impulsi attraverso gli elementi NOR D5 e D6 vengono forniti ai transistor di uscita del microcircuito (V3, V4). Gli impulsi dall'uscita dell'elemento D1 arrivano anche all'ingresso di conteggio del trigger D2 e ​​ciascuno di essi modifica lo stato del trigger. Pertanto, se viene applicato un registro al pin 13 del microcircuito. 1 oppure, come nel caso in esame, viene lasciato libero, si alternano gli impulsi alle uscite degli elementi D5 e D6, necessari per controllare un inverter push-pull. Se il chip TL494 viene utilizzato in un convertitore di tensione single-ended, il pin 13 è collegato al filo comune, di conseguenza il trigger D2 non è più coinvolto nell'operazione e gli impulsi compaiono contemporaneamente su tutte le uscite.

L'elemento A1 è un amplificatore del segnale di errore nel circuito di stabilizzazione della tensione di uscita dell'UPS. Questa tensione (in questo caso - +5 V) viene fornita a uno degli ingressi dell'amplificatore attraverso un partitore resistivo R1R2. Al suo secondo ingresso è presente una tensione di riferimento ottenuta dallo stabilizzatore A5 integrato nel chip utilizzando un partitore resistivo R3 - R5. La tensione all'uscita A1, proporzionale alla differenza tra quelle in ingresso, determina la soglia di funzionamento del comparatore A4 e, di conseguenza, il duty cycle degli impulsi alla sua uscita. Poiché la tensione di uscita dell'UPS dipende dal ciclo di lavoro (vedi sopra), in un sistema chiuso viene automaticamente mantenuta uguale alla tensione dell'esempio, tenendo conto del coefficiente di divisione R1R2. La catena R7C2 è necessaria per la stabilità dello stabilizzatore. Il secondo amplificatore (A2) in questo caso viene spento applicando le opportune tensioni ai suoi ingressi e non viene coinvolto nel funzionamento.

La funzione del comparatore A3 è garantire la presenza di una pausa tra gli impulsi all'uscita dell'elemento D1, anche se la tensione di uscita dell'amplificatore A1 è al di fuori dei limiti consentiti. La soglia di risposta minima A3 (quando si collega il pin 4 al comune) è impostata dalla sorgente di tensione interna GV1. All'aumentare della tensione sul pin 4, aumenta la durata minima della pausa, pertanto diminuisce la tensione di uscita massima dell'UPS.

Questa proprietà viene utilizzata per un avvio regolare dell'UPS. Il fatto è che nel momento iniziale di funzionamento dell'unità, i condensatori di filtro dei suoi raddrizzatori sono completamente scarichi, il che equivale a cortocircuitare le uscite al filo comune. L'avvio immediato dell'inverter “a piena potenza” comporterà un enorme sovraccarico dei transistor della potente cascata e il loro possibile guasto. Il circuito C1R6 garantisce un avvio regolare e senza sovraccarico dell'inverter.

Nel primo momento dopo l'accensione, il condensatore C1 viene scaricato e la tensione sul pin 4 di DA1 è vicina ai +5 V ricevuti dallo stabilizzatore A5. Ciò garantisce una pausa della massima durata possibile, fino alla completa assenza di impulsi all'uscita del microcircuito. Quando il condensatore C1 si carica attraverso il resistore R6, la tensione sul pin 4 diminuisce e con essa la durata della pausa. Allo stesso tempo, la tensione di uscita dell'UPS aumenta. Ciò continua finché non si avvicina a quello esemplare e entra in vigore il feedback stabilizzante. Un'ulteriore carica del condensatore C1 non influisce sui processi nell'UPS. Poiché il condensatore C1 deve essere completamente scarico prima dell'accensione di ciascun UPS, in molti casi sono previsti circuiti per la sua scarica forzata (non mostrati in Fig. 9).

CASCATA INTERMEDIA

Il compito di questa cascata è amplificare gli impulsi prima di trasmetterli a potenti transistor. A volte manca lo stadio intermedio come unità indipendente, essendo parte del microcircuito dell'oscillatore principale. Lo schema di tale cascata utilizzato nell'UPS PS-200B è mostrato in Fig. 10. Il trasformatore di adattamento T1 qui corrisponde a quello omonimo in Fig. 5.

L’UPS APPIS utilizza uno stadio intermedio secondo il circuito mostrato in Fig. 11, che differisce da quello sopra discusso per la presenza di due trasformatori di adattamento T1 e T2 - separatamente per ciascun transistor di potenza. La polarità degli avvolgimenti del trasformatore è tale che il transistor dello stadio intermedio e il transistor di potenza ad esso associato siano contemporaneamente nello stato aperto. Se non vengono adottati accorgimenti particolari, dopo alcuni cicli di funzionamento dell'inverter, l'accumulo di energia nei circuiti magnetici dei trasformatori porterà alla saturazione di questi ultimi e ad una notevole diminuzione dell'induttanza degli avvolgimenti.

Consideriamo come viene risolto questo problema, utilizzando l'esempio di una delle “metà” dello stadio intermedio con trasformatore T1. Quando il transistor del microcircuito è aperto, l'avvolgimento Ia è collegato alla fonte di alimentazione e al filo comune. Attraverso di esso scorre una corrente linearmente crescente. Nell'avvolgimento II viene indotta una tensione positiva che entra nel circuito di base del potente transistor e lo apre. Quando il transistor nel microcircuito è chiuso, la corrente nell'avvolgimento Ia verrà interrotta. Ma il flusso magnetico nel nucleo magnetico del trasformatore non può cambiare istantaneamente, quindi nell'avvolgimento Ib apparirà una corrente linearmente decrescente, che scorre attraverso il diodo aperto VD1 dal filo comune al positivo della fonte di alimentazione. Pertanto, l'energia accumulata nel campo magnetico durante l'impulso ritorna alla sorgente durante la pausa. La tensione sull'avvolgimento II durante una pausa è negativa e il potente transistor è chiuso. La seconda “metà” della cascata con trasformatore T2 funziona in modo simile, ma in controfase.

La presenza di flussi magnetici pulsanti con una componente costante nei circuiti magnetici porta alla necessità di aumentare la massa e il volume dei trasformatori T1 e T2. In generale, uno stadio intermedio con due trasformatori non ha molto successo, sebbene sia diventato piuttosto diffuso.

Se la potenza dei transistor del microcircuito TL494CN non è sufficiente per controllare direttamente lo stadio di uscita dell'inverter, utilizzare un circuito simile a quello mostrato in Fig. 12, che mostra la fase intermedia dell'UPS KYP-150W. Le metà dell'avvolgimento I del trasformatore T1 fungono da carichi di collettore dei transistor VT1 e VT2, aperti alternativamente da impulsi provenienti dal microcircuito DA1. Il resistore R5 limita la corrente di collettore dei transistor a circa 20 mA. Utilizzando i diodi VD1, VD2 e il condensatore C1 sugli emettitori dei transistor VT1 e VT2, la tensione richiesta per la loro chiusura affidabile è +1,6 V. I diodi VD4 e VD5 smorzano le oscillazioni che si verificano durante la commutazione dei transistor nel circuito formato dall'induttanza dell'avvolgimento I del trasformatore T1 e la propria capacità. Il diodo VD3 si chiude se il picco di tensione sul terminale centrale dell'avvolgimento I supera la tensione di alimentazione in cascata.

Un'altra versione del circuito dello stadio intermedio (UPS ESP-1003R) è mostrata in Fig. 13.

In questo caso, i transistor di uscita del microcircuito DA1 sono collegati secondo un circuito collettore comune. I condensatori C1 e C2 sono in fase di potenziamento. L'avvolgimento I del trasformatore T1 non ha un terminale centrale. A seconda di quale dei transistor VT1, VT2 è attualmente aperto, il circuito di avvolgimento è chiuso alla fonte di alimentazione tramite il resistore R7 o R8 collegato al collettore del transistor chiuso.

RISOLUZIONE DEI PROBLEMI

Prima di riparare l'UPS, è necessario rimuoverlo dall'unità del sistema informatico. Per fare ciò, disconnettere il computer dalla rete rimuovendo la spina dalla presa. Dopo aver aperto il case del computer, rilasciare tutti i connettori dell'UPS e, svitando le quattro viti sulla parete posteriore dell'unità di sistema, rimuovere l'UPS. Rimuovere quindi il coperchio a forma di U del case dell'UPS svitando le viti che lo fissano. Il circuito stampato può essere rimosso svitando le tre viti autofilettanti che lo fissano. Una caratteristica di molte schede UPS è che il conduttore stampato del filo comune è diviso in due parti, collegate tra loro solo tramite il corpo metallico dell'unità. Sulla scheda rimossa dalla custodia, queste parti devono essere collegate con un conduttore aereo.

Se l'alimentatore è stato scollegato dalla rete meno di mezz'ora fa, è necessario trovare e scaricare sulla scheda condensatori di ossido da 220 o 470 uF x 250 V (questi sono i condensatori più grandi nel blocco). Durante il processo di riparazione si consiglia di ripetere questa operazione dopo ogni disconnessione dell'unità dalla rete, oppure di bypassare temporaneamente i condensatori con resistenze da 100...200 kOhm con una potenza di almeno 1 W.

Innanzitutto ispezionano le parti dell'UPS e identificano quelle chiaramente difettose, ad esempio quelle bruciate o che presentano crepe nella custodia. Se il guasto dell'unità è stato causato da un malfunzionamento della ventola, è necessario controllare gli elementi installati sui dissipatori di calore: potenti transistor dell'inverter e gruppi di diodi Schottky dei raddrizzatori di uscita. Quando i condensatori all'ossido “esplodono”, il loro elettrolita viene spruzzato in tutta l'unità. Per evitare l'ossidazione delle parti metalliche attive è necessario lavare via l'elettrolita con una soluzione leggermente alcalina (ad esempio diluendo il prodotto “Fairy” con acqua in rapporto 1:50).

Dopo aver collegato l'unità alla rete, prima di tutto dovresti misurare tutte le sue tensioni di uscita. Se si scopre che in almeno uno dei canali di uscita la tensione è vicina al valore nominale, il guasto va ricercato nei circuiti di uscita dei canali guasti. Tuttavia, come dimostra la pratica, i circuiti di uscita raramente si guastano.

In caso di malfunzionamento di tutti i canali, il metodo per determinare i guasti è il seguente. Misurare la tensione tra il terminale positivo del condensatore C4 e il terminale negativo di C5 (vedi Fig. 4) o il collettore del transistor VT1 e l'emettitore VT2 (vedi Fig. 5). Se il valore misurato è significativamente inferiore a 310 V, è necessario controllare ed eventualmente sostituire il ponte di diodi VD1 (vedi Fig. 4) o i singoli diodi che lo compongono. Se la tensione raddrizzata è normale, ma l'unità non funziona, molto probabilmente uno o entrambi i transistor del potente stadio inverter (VT1, VT2, vedere Fig. 5), che sono soggetti ai maggiori sovraccarichi termici, sono guasti. Se i transistor funzionano, non resta che controllare il microcircuito TL494CN e i circuiti associati.

I transistor guasti possono essere sostituiti con analoghi domestici o importati adatti in termini di parametri elettrici, dimensioni complessive e di installazione, guidati dai dati riportati nella tabella. 2.

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I diodi sostitutivi vengono selezionati in base alla tabella. 3.

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I diodi raddrizzatori del raddrizzatore di rete (vedi Fig. 4) possono essere sostituiti con successo con KD226G, KD226D domestici. Se il raddrizzatore di rete dispone di condensatori con una capacità di 220 μF, è consigliabile sostituirli con 470 μF, di solito c'è spazio per questo sulla scheda. Per ridurre le interferenze, si consiglia di bypassare ciascuno dei quattro diodi raddrizzatori con un condensatore da 1000 pF ad una tensione di 400...450 V.

I transistor 2SC3039 possono essere sostituiti con KT872A domestico. Ma il diodo di smorzamento PXPR1001 per sostituire quello guasto è difficile da acquistare anche nelle grandi città. In questa situazione è possibile utilizzare tre diodi KD226G o KD226D collegati in serie. È possibile sostituire il diodo guasto e il potente transistor da esso protetto installando un transistor con un diodo di smorzamento incorporato, ad esempio 2SD2333, 2SD1876, 2SD1877 o 2SD1554. Va notato che molti UPS rilasciati dopo il 1998 hanno già subito tale sostituzione.

Per aumentare l'affidabilità del funzionamento IEP, si consiglia di collegare induttanze con un'induttanza di 7 μH in parallelo ai resistori R8 e R5 (vedere Fig. 4). Possono essere avvolti con filo di diametro non inferiore a 0,15 mm con isolamento in seta su qualsiasi nucleo magnetico dell'anello. Il numero di giri viene calcolato utilizzando formule note.

Molti UPS non dispongono di una resistenza di sintonizzazione per la regolazione della tensione di uscita (R3, vedere Fig. 9), ma ne è installata una costante. Se è necessaria una regolazione, è possibile effettuarla installando temporaneamente un resistore di regolazione e quindi sostituendolo nuovamente con una costante del valore trovato.

Per aumentare l'affidabilità è utile sostituire i condensatori all'ossido importati installati nei filtri dei più potenti raddrizzatori + 12 V e +5 V con condensatori K50-29 equivalenti per capacità e tensione. Va notato che sulle schede di molti UPS non sono installati tutti i condensatori previsti nel circuito (apparentemente per risparmiare denaro), il che influisce negativamente sulle caratteristiche dell'unità. Si consiglia di installare i condensatori mancanti nei luoghi designati.

Quando si monta l'unità dopo la riparazione, non dimenticare di rimuovere i ponticelli e i resistori installati temporaneamente e collegare anche la ventola integrata al connettore corrispondente.

Letteratura

1. Kulichkov A. Alimentatori a commutazione per PC IBM. - M.: DMK, serie "Riparazione e assistenza", 2000.
2. Guk M. Hardware PC IBM. - S.-Pb.: Peter, 2000.
3. Kunevich A.. Sidorov I. Elementi induttivi su ferriti. - San Pietroburgo: Lenizdat, 1997.
4. Nikulin S. Affidabilità degli elementi delle apparecchiature elettroniche. - M.: Energia, 1979.

Autore: R. Aleksandrov, Maloyaroslavets, regione di Kaluga

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Macchina per diradare i fiori nei giardini 02.05.2024

Nell'agricoltura moderna si sta sviluppando il progresso tecnologico volto ad aumentare l'efficienza dei processi di cura delle piante. Presentata in Italia l'innovativa macchina per il diradamento dei fiori Florix, progettata per ottimizzare la fase di raccolta. Questo attrezzo è dotato di bracci mobili, che permettono di adattarlo facilmente alle esigenze del giardino. L'operatore può regolare la velocità dei fili sottili controllandoli dalla cabina del trattore tramite joystick. Questo approccio aumenta significativamente l'efficienza del processo di diradamento dei fiori, offrendo la possibilità di adattamento individuale alle condizioni specifiche del giardino, nonché alla varietà e al tipo di frutto in esso coltivato. Dopo due anni di test della macchina Florix su diverse tipologie di frutta, i risultati sono stati molto incoraggianti. Agricoltori come Filiberto Montanari, che utilizza una macchina Florix da diversi anni, hanno riscontrato una significativa riduzione del tempo e della manodopera necessari per diluire i fiori. ... >>

Microscopio infrarosso avanzato 02.05.2024

I microscopi svolgono un ruolo importante nella ricerca scientifica, consentendo agli scienziati di approfondire strutture e processi invisibili all'occhio. Tuttavia, vari metodi di microscopia hanno i loro limiti e tra questi c'è la limitazione della risoluzione quando si utilizza la gamma degli infrarossi. Ma gli ultimi risultati dei ricercatori giapponesi dell'Università di Tokyo aprono nuove prospettive per lo studio del micromondo. Gli scienziati dell'Università di Tokyo hanno presentato un nuovo microscopio che rivoluzionerà le capacità della microscopia a infrarossi. Questo strumento avanzato consente di vedere le strutture interne dei batteri viventi con sorprendente chiarezza su scala nanometrica. In genere, i microscopi nel medio infrarosso sono limitati dalla bassa risoluzione, ma l’ultimo sviluppo dei ricercatori giapponesi supera queste limitazioni. Secondo gli scienziati, il microscopio sviluppato consente di creare immagini con una risoluzione fino a 120 nanometri, ovvero 30 volte superiore alla risoluzione dei microscopi tradizionali. ... >>

Trappola d'aria per insetti 01.05.2024

L’agricoltura è uno dei settori chiave dell’economia e il controllo dei parassiti è parte integrante di questo processo. Un team di scienziati dell’Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, ha trovato una soluzione innovativa a questo problema: una trappola per insetti alimentata dal vento. Questo dispositivo risolve le carenze dei metodi tradizionali di controllo dei parassiti fornendo dati sulla popolazione di insetti in tempo reale. La trappola è alimentata interamente dall'energia eolica, il che la rende una soluzione ecologica che non richiede energia. Il suo design unico consente il monitoraggio sia degli insetti dannosi che utili, fornendo una panoramica completa della popolazione in qualsiasi area agricola. “Valutando i parassiti target al momento giusto, possiamo adottare le misure necessarie per controllare sia i parassiti che le malattie”, afferma Kapil ... >>

Notizie casuali dall'Archivio L'altruismo allevia lo stress 17.01.2016 Immagina che la giornata non sia iniziata molto bene: hai dormito troppo, sei in ritardo al lavoro e già a metà della metro ti accorgi all'improvviso di aver dimenticato di portare un documento importante in fretta e furia. E proprio quando i tuoi livelli di ormone dello stress dovrebbero raggiungere i record, all'improvviso vedi un uomo più anziano tra la folla davanti a te lasciar cadere il portafoglio. Lo aiuterai a raccoglierlo o passerai oltre? Tutto sommato, la tua condizione non sembra favorevole all'altruismo. Tuttavia, secondo gli psicologi di Yale, in una situazione del genere vale la pena sopraffare te stesso e aiutare un'altra persona, poiché una buona azione aiuterà solo a ridurre i livelli di stress. Uno studio di Emily Ansell e colleghi ha rilevato che in un periodo di due settimane, dozzine di adulti di età compresa tra i 18 e i 44 anni hanno riferito del loro stato emotivo e del bene che hanno fatto in un giorno in termini di aiuto agli altri. . L'altruismo non doveva essere su larga scala, era sufficiente per aiutare qualcuno a capire come raggiungere la strada giusta, o tenere l'ascensore per qualcuno che non aveva tempo per entrarci, raccogliere qualcosa che qualcuno caduto, ecc. In quei giorni in cui una persona aiutava spesso qualcuno, l'umore dell'aiutante migliorava e, in risposta allo stress, aveva una "negatività" emotiva meno. (Presumibilmente si è tenuto conto anche del livello di stress, altrimenti tutto ciò non avrebbe avuto alcun senso.) E in questo caso, il punto non è confrontare in filantropia con qualche ideale, ma che basta essere più gentili di di solito lo capisci. In precedenza, tale lavoro veniva svolto, ma solo in determinati gruppi, ad esempio tra le coppie sposate in cui un coniuge doveva prendersi cura di un altro gravemente malato. Tuttavia, a quanto pare, il fenomeno psicologico descritto è caratteristico di tutte le persone. In generale, c'è un'opinione, sempre suffragata da alcune osservazioni, che gli altruisti si sentano meglio e vivano più a lungo. Per quanto riguarda il meccanismo specifico di tali benefici emotivi dalla gentilezza, qui possiamo solo supporre. Una spiegazione è che aiutando gli altri, ci distraiamo dal pensare a quanto siano brutte le cose per noi, e questo modo di distrarci funziona in modo molto più efficace rispetto, diciamo, a guardare programmi TV o navigare in Internet. Da un punto di vista neuroscientifico, le azioni altruistiche possono stimolare il rilascio di neurotrasmettitori appropriati che servono i centri emotivi. Comunque sia, ora gli psicologi stanno già pensando se può essere in qualche modo utilizzato nel trattamento dell'ansia ossessiva, della depressione, ecc., In modo che una persona possa letteralmente far fronte ai suoi pensieri cupi con l'aiuto di buone azioni.

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▪ sezione del sito Rivelatori di intensità di campo. Selezione dell'articolo

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▪ articolo Perché gli opossum portano prole? Risposta dettagliata

▪ Articolo Rabarbaro palmato. Leggende, coltivazione, metodi di applicazione

▪ articolo Inchiostro all'anilina. Ricette e consigli semplici

▪ articolo Perfezionamento dello stabilizzatore di tensione di rete LPS-2500RV. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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