Преобразователь напряжения.

В источнике питания персонального компьютера высокочастотный преобразователь выполнен по схеме двухтактного преобразователя полумостового типа. Активными элементами схемы являются транзисторные ключи с включёнными в обратном направлении диодами. Цепи управления преобразователя базы транзисторов подключены к вторичной обмотке согласующего трансформатора, а выход преобразователя нагружен на первичную обмотку импульсного трансформатора. Для уменьшения времени переключателя ключевых транзисторов (силовых, в цепь базы включают форсирующую резисторно-конденсаторную цепь). Диоды, включённые параллельно переходу коллектор-эммитер, силовых транзисторов защищают, их от пробоя обратного напряжения. Транзисторы силовых ключей выбираются с малым временем рассасывания основных носителей перехода база-эммитер. Большим рабочим напряжением коллектор-эммитер, большим рабочим и импульсными токами.

Каскад управления.

Управление транзисторами полумостового преобразователя осуществляется каскадом управления на транзисторах. Кроме этой функции схема управления осуществляет согласование и гальваническую развязку мощных силовых каскадов от маломощных цепей управления.

Формирователь сигнала (Напряжение питания в норме)PowerGood.

Блок питания не только вырабатывает необходимое для работы узлов компьютера напряжения, но и приостанавливает функционирование системы до тех пор, пока величина этого напряжения не достигнет значения, достаточного для нормальной работы. Иными словами, блок питания не позволит компьютеру работать при «нештатном» уровне напряжения питания. В каждом блоке питания перед получением разрешения на запуск системы выполняется внутренняя проверка и тестирование выходного напряжения. После этого на системную плату посылается специальный сигнал POWER_GOOD (питание в норме). Если такой сигнал не поступил, компьютер работать не будет. Уровень напряжения сигнала POWER_GOOD – около +5 В.(нормальной считается величина от +3 В. до +6 В.). Он вырабатывается блоком питания после выполнения внутренних проверок и выхода на номинальный режим и обычно появляется через 0,1 – 0,5 секунд после включения компьютера. Сигнал подаётся на системную плату, где микросхемой тактового генератора формируется сигнал начальной установки процессора. При отсутствии сигнала POWER_GOOD микросхема тактового генератора постоянно подаёт на процессор сигнал сброса, не позволяя компьютеру работать при «нештатном» не позволяя компьютеру работать при «нештатном» или нестабильном напряжении питания. Когда сигнал POWER_GOOD подаётся на генератор, сигнал сброса отключается и начинается выполнение программы, записанной по адресу: FFFF:0000 (обычно в ROM BIOS). Если выходные напряжения блока питания не соответствуют номинальным (например, при снижении напряжения сети), сигнал POWER_GOOD отключается и процессор автоматически перезапускается. При восстановлении выходных напряжений снова формируется сигнал POWER_GOOD и компьютер начинает работать так, будто его только включили. Благодаря быстрому отключению сигнала POWER_GOOD компьютер «не замечает» неполадок в системе питания, поскольку останавливает работу раньше, чем могут появиться ошибки чётности и другие проблемы, связанные с неустойчивостью напряжений питания. Иногда сигнал POWER_GOOD используется для сброса в ручную. Он подаётся на микросхему тактового генератора. Эта микросхема управляет формированием тактовых импульсов и вырабатывает сигнал начальной перегрузки. Если сигнальную цепь POWER_GOOD заземлить каким-либо переключателем, то генерация тактовых сигналов прекращается и процессор останавливается. В блоке питания формата АТ сигнал POWER_GOOD поступает через восьмой контакт 20-контактного разъёма блока питания. В правильно спроектированном блоке питания выдача сигнала POWER_GOOD задерживается до стабилизации напряжений во всех цепях после включения компьютера. В плохо спроектированных блоках питания (которые устанавливаются во многих дешёвых моделях) задержка сигнала POWER_GOOD составляет 0,1 – 0,5 секунд. В некоторых компьютерах ранняя подача сигнала POWER_GOOD приводит к искажению содержимого CMOS-памяти. В некоторых дешёвых блоках питания схемы формирования POWER_GOOD нет вообще и эта цепь просто подключена к источнику напряжения питания +5 В Одни системные платы более чувствительны к неправильной подаче сигнала POWER_GOOD, чем другие. Проблемы, связанные с запуском, часто возникают именно из-за недостаточной задержки этого сигнала. Иногда бывает так, что после замены системной платы компьютер перестаёт нормально запускаться. В такой ситуации довольно трудно разобраться, особенно неопытному пользователю, которому кажется причина кроется в новой плате. Но не торопитесь списывать её в неисправные – часто оказывается, что виноват блок питания: либо он не обеспечивает достаточной мощности для питания новой системной платы, либо не подведён или неправильно вырабатывается сигнал POWER_GOOD. В такой ситуации лучше заменить блок питания.

Цепи защиты и контроля.

Защита источников питания проявляется в критических режимах работы, а так же в тех случаях, когда действие обратной связи может привести к предельным режимам работам элементов схемы, предупреждая тем самым выход из строя силовых и дорогостоящих элементов схемы. К ним относятся транзисторы полумостового преобразователя и выходные выпрямители. В результате действия цепей защиты снимаются выходные управляющие сигналы с ШИМ-контроллера, транзисторы преобразователя находятся в выключенном состоянии, выходное вторичное напряжение отсутствует. Исключая внутренние цепи защиты ШИМ-контроллера рассмотрим действия внешних элементов схем защиты, встречающихся в типовых схемах преобразователей.

Следует различать такие цепи:

- от короткого замыкания в нагрузке;

- от чрезмерного тока в транзисторах полумостового преобразователя;

- защиту от превышения напряжения.

ШИМ-контроллер.

Выполняет следующие функции: исключение «сквозного» тока. Дополнительной мерой исключения явления «сквозного» тока в полумостовом преобразователе является фиксированное смещение компаратора «паузы» 0,12 В При напряжении пилообразного напряжения меньшем 0,12 В. и пулевом потенциале на выводе 4 на выходе компаратора будет сохраняться нулевой уровень, этот интервал соответствует максимальной длительности интервала «пауза», величена которой этом случае не будет превосходить 4% от периода пилообразного напряжения. Максимальная длительность паузы соответствует напряжению на выводе 4 микросхемы.

Режим «медленного пуска».

Кроме того, с помощью входа управления «паузой» довольно просто организуется режим «медленного пуска» преобразователя. Наличие этого режима позволяет плавно запустить преобразователь в первый момент включения в электрическую сеть. Следует помнить, что режим запуска является очень тяжёлым режимом работы преобразователя, все фильтровые конденсаторы разряжены, в связи с этим режим пуска близок к режиму короткого замыкания. Транзисторы преобразователя до момента окончательного заряда конденсаторов фильтров выпрямителей должны работать в критическом режиме максимальных токов. Обеспечить комфортную работу транзисторов во время запуска преобразователя до окончания заряда конденсаторов фильтров позволяет использование режима «медленного запуска». При этом длительность выходных каскадов плавно увеличивается до номинального режима работы выходных транзисторов преобразователя.