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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Diseño de circuitos de fuentes de alimentación para computadoras personales. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Компьютеры Las fuentes de alimentación conmutadas (UPS) para ordenadores personales tienen ventajas importantes: tamaño y peso reducidos. Sin embargo, están construidos según circuitos bastante complejos, lo que dificulta la resolución de problemas. El autor de este artículo, al hablar del diseño del circuito de estos bloques, se basa en su experiencia con UPS, el llamado formato AT. Los UPS de computadoras domésticas están diseñados para funcionar desde una red de corriente alterna monofásica (110/230 V, 60 Hz - importada, 127/220 V, 50 Hz - de producción nacional). Dado que en Rusia la red de 220 V y 50 Hz es generalmente aceptada, no existe el problema de elegir una unidad para la tensión de red requerida. Sólo hay que asegurarse de que el interruptor de tensión de red de la unidad (si lo hay) esté ajustado a 220 o 230 V. La ausencia de un interruptor indica que la unidad es capaz de funcionar en el rango de tensión de red indicado en su etiqueta. sin ningún cambio. Los UPS diseñados para 60 Hz funcionan perfectamente en una red de 50 Hz. El UPS se conecta a placas base de formato AT con dos mazos de cables con enchufes P8 y P9, como se muestra en la Fig. 1 (vista desde los nidos). Los colores de los cables indicados entre paréntesis son estándar, aunque no todos los fabricantes de UPS los respetan estrictamente. Para orientar correctamente los enchufes al conectarlos a los enchufes de la placa base, existe una regla simple: los cuatro cables negros (circuito GND) que van a ambos enchufes deben ubicarse uno al lado del otro.
Los principales circuitos de alimentación de las placas base de formato ATX se concentran en el conector que se muestra en la Fig. 2. Como en el caso anterior, vista desde el lateral de los enchufes. Los UPS de este formato tienen una entrada de control remoto (circuito PS-ON), cuando se conecta a un cable común (circuito COM - “común”, equivalente a GND), la unidad conectada a la red comienza a funcionar. Si el circuito PS-ON-COM está abierto, no hay voltaje en las salidas del UPS, con la excepción del +5 V “en espera” en el circuito +5VSB. En este modo, la energía consumida de la red es muy baja.
Los SAI de formato ATX están equipados con una toma de salida adicional, como se muestra en la Fig. 3.
El propósito de sus circuitos es el siguiente: FanM: salida del sensor de velocidad de rotación del ventilador que enfría el UPS (dos pulsos por revolución); FanC: entrada analógica (0...12 V) para controlar la velocidad de rotación de este ventilador. Si esta entrada se desconecta de circuitos externos o se le aplica un voltaje constante de más de 10 V, el rendimiento del ventilador es máximo; Sensor de 3.3 V: entrada de señal de retroalimentación del estabilizador de voltaje de +3,3 V. Está conectado con un cable separado directamente a los pines de alimentación de los microcircuitos en la placa del sistema, lo que le permite compensar la caída de voltaje en los cables de alimentación. Si no hay ninguna toma adicional, este circuito se puede encaminar a la toma 11 de la toma principal (ver Fig. 2); 1394R - menos una fuente de voltaje de 8...48 V aislada del cable común para alimentar los circuitos de interfaz IEEE-1394; 1394V - más la misma fuente. Un UPS de cualquier formato debe estar equipado con varios enchufes para alimentar unidades de disco y algunos otros periféricos de la computadora. Cada UPS "computadora" produce una señal lógica llamada R G. (Power Good) en bloques AT o PW-OK (Power OK) en bloques ATX, cuyo alto nivel indica que todos los voltajes de salida están dentro de límites aceptables. En la “placa base” de la computadora, esta señal participa en la generación de la señal de reinicio del sistema. Después de encender el UPS, el nivel de la señal RG. (PW-OK) permanece bajo durante algún tiempo, lo que impide que el procesador funcione hasta que se completen los procesos transitorios en los circuitos de alimentación. Cuando se corta el voltaje de la red o ocurre un mal funcionamiento repentino del UPS, el nivel lógico de la señal PG (PW-OK) cambia antes de que los voltajes de salida de la unidad caigan por debajo de los valores permitidos. Esto hace que el procesador se detenga, evita la corrupción de los datos almacenados en la memoria y otras operaciones irreversibles. La intercambiabilidad del SAI puede evaluarse mediante los siguientes criterios. El número de voltajes de salida para alimentar una PC IBM en formato AT debe ser al menos cuatro (+12 V, +5 V, -5 V y -12 V). Las corrientes de salida máxima y mínima se regulan por separado para cada canal. Sus valores habituales para fuentes de diversas potencias se dan en la tabla. 1.
Las computadoras ATX requieren además +3,3 V y algunos otros voltajes (se mencionaron anteriormente). Tenga en cuenta que no se garantiza el funcionamiento normal de la unidad con una carga inferior al mínimo y, a veces, este modo es simplemente peligroso. Por lo tanto, no se recomienda conectar el UPS sin carga a la red (por ejemplo, para pruebas). La potencia de la fuente de alimentación (total para todos los voltajes de salida) en una PC doméstica completamente equipada con dispositivos periféricos debe ser de al menos 200 W. Es prácticamente necesario disponer de 230...250 W, y al instalar discos duros y unidades de CD-ROM adicionales, es posible que se necesiten más. Los fallos de funcionamiento de los ordenadores, especialmente los que se producen cuando se encienden los motores eléctricos de los dispositivos mencionados, suelen estar asociados a una sobrecarga de la fuente de alimentación. Los ordenadores utilizados como servidores de redes de información consumen hasta 350 W. Los UPS de bajo consumo (40...160 W) se utilizan en computadoras de control especializadas, por ejemplo, con un conjunto limitado de periféricos. El volumen ocupado por un SAI suele aumentar debido a que su longitud aumenta hacia el panel frontal del PC. Las dimensiones de instalación y los puntos de montaje de la unidad en la carcasa de la computadora permanecen sin cambios. Por lo tanto, cualquier bloque (con raras excepciones) se puede instalar en lugar del que falló. La base de la mayoría de los UPS es un inversor de medio puente push-pull que funciona a una frecuencia de varias decenas de kilohercios. La tensión de alimentación del inversor (aproximadamente 300 V) se rectifica y se alisa con la tensión de red. El propio inversor consta de una unidad de control (generador de impulsos con una etapa intermedia de amplificación de potencia) y una potente etapa de salida. Este último se carga en un transformador de potencia de alta frecuencia. Los voltajes de salida se obtienen mediante rectificadores conectados a los devanados secundarios de este transformador. La estabilización de voltaje se lleva a cabo mediante modulación de ancho de pulso (PWM) de los pulsos generados por el inversor. Normalmente, el sistema operativo estabilizador solo cubre un canal de salida, generalmente +5 o +3,3 V. Como resultado, los voltajes en otras salidas no dependen del voltaje de la red, sino que permanecen sujetos a la influencia de la carga. A veces se estabilizan adicionalmente mediante chips estabilizadores convencionales. RECTIFICADOR DE RED En la mayoría de los casos, esta unidad se realiza según un esquema similar al que se muestra en la Fig. 4, las diferencias están únicamente en el tipo de puente rectificador VD1 y en un mayor o menor número de elementos de protección y seguridad.
A veces, el puente se ensambla a partir de diodos individuales. Cuando el interruptor S1 está abierto, lo que corresponde a que la unidad se alimenta desde una red de 220...230 V, el rectificador es un puente rectificador, el voltaje en su salida (condensadores C4, C5 conectados en serie) es cercano a la amplitud de el voltaje de la red. Cuando se alimenta desde una red de 110... 127 V, al cerrar los contactos del interruptor, convierten el dispositivo en un rectificador con el doble de voltaje y obtienen en su salida un voltaje constante que es el doble de la amplitud del voltaje de la red. Esta conmutación se proporciona en los UPS, cuyos estabilizadores mantienen los voltajes de salida dentro de límites aceptables solo cuando la red se desvía en ±20%. Las unidades con una estabilización más efectiva pueden funcionar con cualquier voltaje de red (generalmente de 90 a 260 V) sin necesidad de conmutación. Las resistencias R1, R4 y R5 están diseñadas para descargar los condensadores del rectificador después de desconectarlo de la red, y C4 y C5, además, igualan los voltajes en los condensadores C4 y C5. El termistor R2 con un coeficiente de temperatura negativo limita la amplitud de la corriente de entrada que carga los condensadores C4, C5 en el momento de encender la unidad. Luego, como resultado del autocalentamiento, su resistencia cae y esto prácticamente no afecta el funcionamiento del rectificador. El varistor R3 con una tensión de clasificación superior a la amplitud máxima de la red protege contra sobretensiones de esta última. Desafortunadamente, este varistor es inútil si una unidad con un interruptor cerrado S1 se enciende accidentalmente en una red de 220 V. Las graves consecuencias de esto se pueden evitar reemplazando las resistencias R4, R5 por varistores con una tensión de clasificación de 180...220. V, cuya avería conlleva la combustión del fusible FU1. A veces, los varistores se conectan en paralelo con las resistencias especificadas o solo con una de ellas. Los condensadores C1 - C3 y el inductor de dos devanados L1 forman un filtro que protege a la computadora de la interferencia de la red y a la red de la interferencia creada por la computadora. A través de los condensadores C1 y C3, la carcasa de la computadora se conecta mediante corriente alterna a los cables de red. Por lo tanto, el voltaje al tocar una computadora sin conexión a tierra puede alcanzar la mitad del voltaje de la red. Esto no pone en peligro la vida, ya que la reactancia de los condensadores es bastante alta, pero a menudo provoca fallos en los circuitos de interfaz cuando se conectan dispositivos periféricos a la computadora. POTENTE CASCADA INVERSOR En la fig. 5 muestra parte del diagrama esquemático de un UPS GT-150W común.
Los pulsos generados por la centralita se envían a través del transformador T1 a las bases de los transistores VT1 y VT2, abriéndolos alternativamente. Los diodos VD4, VD5 protegen los transistores del voltaje de polaridad inversa. Los condensadores C6 y C7 corresponden a C4 y C5 en el rectificador (ver Fig. 4). Los voltajes de los devanados secundarios del transformador T2 se rectifican para obtener salida. Uno de los rectificadores (VD6, VD7 con filtro L1C5) se muestra en el diagrama. Las cascadas de UPS más potentes se diferencian de las consideradas únicamente en los tipos de transistores, que pueden ser, por ejemplo, de efecto de campo o contener diodos protectores incorporados. Existen varias opciones para el diseño de circuitos básicos (para bipolares) o circuitos de puerta (para transistores de efecto de campo) con diferentes números, clasificaciones y circuitos para conectar elementos. Por ejemplo, las resistencias R4, R6 se pueden conectar directamente a las bases de los transistores correspondientes. En estado estable, la unidad de control del inversor recibe la tensión de salida del UPS, pero en el momento del encendido está ausente. Hay dos formas principales de obtener la tensión de alimentación necesaria para arrancar el inversor. El primero de ellos se implementa en el esquema considerado (Fig. 5). Inmediatamente después de encender la unidad, la tensión de red rectificada fluye a través del divisor resistivo R3 - R6 hacia los circuitos base de los transistores VT1 y / T2, abriéndolos ligeramente, y los diodos VD1 y VD2 evitan que las secciones base-emisor de los transistores sean desviado por los devanados II y III del transformador T1. Al mismo tiempo, se cargan los condensadores C4, C6 y C7, y la corriente de carga del condensador C4, que fluye a través del devanado I del transformador T2 y a través de parte del devanado II del transformador T1, induce una tensión en los devanados II y III de este último. que abre uno de los transistores y cierra el otro. Qué transistor se cerrará y cuál se abrirá depende de la asimetría de las características de los elementos de la cascada. Como resultado de la acción de la retroalimentación positiva, el proceso avanza como una avalancha, y un pulso inducido en el devanado II del transformador T2 a través de uno de los diodos VD6, VD7, la resistencia R9 y el diodo VD3 carga el condensador C3 a un voltaje suficiente para arrancar. funcionamiento de la unidad de control. Posteriormente, se alimenta por el mismo circuito, y la tensión rectificada por los diodos VD6, VD7, después del filtrado por el filtro L1C5, se suministra a la salida de +12 V del SAI. La versión de los circuitos de arranque inicial utilizados en el UPS LPS-02-150XT se diferencia solo en que el voltaje al divisor, similar a R3 - R6 (Fig.5), se suministra desde un rectificador de voltaje de red de media onda separado. con un condensador de filtro de pequeña capacidad. Como resultado, los transistores inversores se abren ligeramente antes de que se carguen los condensadores del filtro rectificador principal (C6, C7, ver Fig. 5), lo que garantiza un arranque más confiable. El segundo método para alimentar la unidad de control durante el arranque implica la presencia de un transformador reductor especial de baja potencia con un rectificador, como se muestra en el diagrama de la Fig. 6, utilizado en el UPS PS-200B. El número de vueltas del devanado secundario del transformador se selecciona de modo que el voltaje rectificado sea ligeramente menor que la salida en el canal de +12 V de la unidad, pero suficiente para el funcionamiento de la unidad de control. Cuando la tensión de salida del SAI alcanza su valor nominal, el diodo VD5 se abre, los diodos puente VD1 - VD4 permanecen cerrados durante todo el periodo de tensión alterna, y la unidad de control pasa a alimentación con la tensión de salida del inversor, sin consumir más energía del transformador de “arranque”.
En las etapas del inversor de alta potencia activadas de esta manera, no hay necesidad de polarización inicial en las bases de los transistores ni retroalimentación positiva. Por lo tanto, no se requieren resistencias R3, R5, los diodos VD1, VD2 se reemplazan con puentes y el devanado II del transformador T1 se realiza sin derivación (ver Fig. 5). RECTIFICADORES DE SALIDA En la fig. 7 muestra un diagrama típico de un conjunto de rectificador UPS de cuatro canales.
Para no violar la simetría de la inversión de magnetización del circuito magnético de un transformador de potencia, los rectificadores se construyen únicamente utilizando circuitos de onda completa, y casi nunca se utilizan puentes rectificadores, que se caracterizan por mayores pérdidas. La característica principal de los rectificadores en los UPS es el filtrado de filtros, comenzando por la inductancia (estrangulador). El voltaje en la salida de un rectificador con dicho filtro depende no solo de la amplitud, sino también del ciclo de trabajo (la relación entre la duración y el período de repetición) de los pulsos que llegan a la entrada. Esto permite estabilizar el voltaje de salida cambiando el ciclo de trabajo de la entrada. Los rectificadores con filtros a partir de un condensador, utilizados en muchos otros casos, no tienen esta propiedad. El proceso de cambiar el ciclo de trabajo de los pulsos generalmente se llama PWM - modulación de ancho de pulso (PWM - modulación de ancho de pulso). Dado que la amplitud de los pulsos, proporcional al voltaje en la red de suministro, en las entradas de todos los rectificadores del bloque cambia según la misma ley, la estabilización de uno de los voltajes de salida mediante PWM estabiliza todos los demás. Para mejorar este efecto, las bobinas de filtro L1.1 - L1.4 de todos los rectificadores están enrolladas en un núcleo magnético común. La conexión magnética entre ellos sincroniza además los procesos que tienen lugar en los rectificadores. Para el correcto funcionamiento de un rectificador con filtro L, es necesario que su corriente de carga supere un cierto valor mínimo, dependiendo de la inductancia del inductor del filtro y la frecuencia de pulso. Esta carga inicial es creada por las resistencias R4 - R7, conectadas en paralelo con los condensadores de salida C5 - C8. También sirven para acelerar la descarga de los condensadores una vez apagado el SAI. A veces, se obtiene un voltaje de -5 V sin un rectificador separado a partir de un voltaje de -12 V utilizando un estabilizador integrado de la serie 7905. Los análogos domésticos son los microcircuitos KR1162EN5A, KR1179EN05. La corriente consumida por los nodos de computadora a lo largo de este circuito no suele exceder varios cientos de miliamperios. En algunos casos, se instalan estabilizadores integrados en otros canales del UPS. Esta solución elimina la influencia de una carga cambiante en los voltajes de salida, pero reduce la eficiencia de la unidad y por esta razón se usa solo en canales de potencia relativamente baja. Un ejemplo es el diagrama del conjunto rectificador UPS PS-6220C que se muestra en la Fig. 8. Diodos VD7 - VD10 - protectores.
Como en la mayoría de las otras unidades, el rectificador de voltaje de +5 V contiene diodos de barrera Schottky (conjunto VD6), que se caracterizan por una menor caída de voltaje directo y un tiempo de recuperación de resistencia inversa más bajos que los diodos convencionales. Ambos factores son favorables para aumentar la eficiencia. Desafortunadamente, el voltaje inverso relativamente bajo permitido no permite el uso de diodos Schottky en el canal de +12 V. Sin embargo, en la unidad considerada, este problema se resuelve conectando dos rectificadores en serie: los 5 V que faltan se suman a los 7 V mediante un rectificador en el conjunto de diodos Schottky VD5. Para eliminar las sobretensiones que son peligrosas para los diodos y que ocurren en los devanados del transformador en los frentes de pulso, se proporcionan los circuitos de amortiguación R1C1, R2C2, R3C3 y R4C4. UNIDAD DE CONTROL En la mayoría de los UPS "computadores", esta unidad se construye sobre la base del chip controlador TL494CN PWM (análogo doméstico - KR1114EU4) o sus modificaciones. La parte principal del diagrama de dicho nodo se muestra en la Fig. 9, también muestra los elementos de la estructura interna del citado microcircuito.
El generador de tensión en diente de sierra G1 sirve como maestro. Su frecuencia depende de las capacidades de los elementos externos R8 y C3. El voltaje generado se suministra a dos comparadores (A3 y A4), cuyos pulsos de salida se suman por el elemento OR D1. A continuación, los pulsos a través de los elementos NOR D5 y D6 se suministran a los transistores de salida del microcircuito (V3, V4). Los pulsos de la salida del elemento D1 también llegan a la entrada de conteo del disparador D2, y cada uno de ellos cambia el estado del disparador. Por lo tanto, si se aplica un registro al pin 13 del microcircuito. 1 o, como en el caso considerado, se deja libre, se alternan los pulsos en las salidas de los elementos D5 y D6, lo cual es necesario para controlar un inversor push-pull. Si se usa el chip TL494 en un convertidor de voltaje de un solo extremo, el pin 13 está conectado al cable común, como resultado, el disparador D2 ya no participa en la operación y aparecen pulsos en todas las salidas simultáneamente. El elemento A1 es un amplificador de señal de error en el circuito de estabilización de voltaje de salida del UPS. Este voltaje (en este caso - +5 V) se suministra a una de las entradas del amplificador a través de un divisor resistivo R1R2. En su segunda entrada hay un voltaje de referencia obtenido del estabilizador A5 integrado en el chip mediante un divisor resistivo R3 - R5. La tensión en la salida A1, proporcional a la diferencia entre las entradas, fija el umbral de funcionamiento del comparador A4 y, en consecuencia, el ciclo de trabajo de los pulsos en su salida. Dado que el voltaje de salida del UPS depende del ciclo de trabajo (ver arriba), en un sistema cerrado se mantiene automáticamente igual al voltaje ejemplar, teniendo en cuenta el coeficiente de división R1R2. La cadena R7C2 es necesaria para la estabilidad del estabilizador. El segundo amplificador (A2) en este caso se apaga aplicando los voltajes apropiados a sus entradas y no interviene en la operación. La función del comparador A3 es garantizar la presencia de una pausa entre pulsos en la salida del elemento D1, incluso si el voltaje de salida del amplificador A1 está fuera de los límites permitidos. El umbral mínimo de respuesta A3 (cuando se conecta el pin 4 al común) lo establece la fuente de voltaje interna GV1. A medida que aumenta el voltaje en el pin 4, la duración mínima de la pausa aumenta y, por lo tanto, el voltaje de salida máximo del UPS cae. Esta propiedad se utiliza para un arranque fluido del UPS. El caso es que en el momento inicial de funcionamiento de la unidad, los condensadores de filtro de sus rectificadores están completamente descargados, lo que equivale a cortocircuitar las salidas al cable común. Arrancar el inversor inmediatamente "a máxima potencia" provocará una enorme sobrecarga de los transistores de la potente cascada y su posible falla. El circuito C1R6 garantiza un arranque suave y sin sobrecargas del inversor. En el primer momento después del encendido, el condensador C1 se descarga y el voltaje en el pin 4 de DA1 se acerca a los +5 V recibidos del estabilizador A5. Esto garantiza una pausa de la máxima duración posible, hasta la ausencia total de pulsos en la salida del microcircuito. A medida que el condensador C1 se carga a través de la resistencia R6, el voltaje en el pin 4 disminuye y con él la duración de la pausa. Al mismo tiempo, aumenta el voltaje de salida del UPS. Esto continúa hasta que se acerca al ejemplar y entra en vigor la retroalimentación estabilizadora. La carga adicional del condensador C1 no afecta los procesos en el UPS. Dado que el condensador C1 debe descargarse completamente antes de encender cada UPS, en muchos casos se proporcionan circuitos para su descarga forzada (no se muestran en la Fig. 9). CASCADA INTERMEDIA La tarea de esta cascada es amplificar los pulsos antes de alimentarlos a potentes transistores. A veces falta la etapa intermedia como unidad independiente, formando parte del microcircuito del oscilador maestro. El diagrama de dicha cascada utilizada en el UPS PS-200B se muestra en la Fig. 10. El transformador T1 correspondiente aquí corresponde al del mismo nombre en la Fig. 5.
El SAI APPIS utiliza una etapa intermedia según el circuito mostrado en la Fig. 11, que se diferencia del discutido anteriormente por la presencia de dos transformadores coincidentes T1 y T2, por separado para cada transistor de potencia. La polaridad de los devanados del transformador es tal que el transistor de etapa intermedia y el transistor de potencia asociado a él están en estado abierto al mismo tiempo. Si no se toman medidas especiales, después de algunos ciclos de funcionamiento del inversor, la acumulación de energía en los circuitos magnéticos de los transformadores provocará la saturación de estos últimos y una disminución significativa de la inductancia de los devanados.
Consideremos cómo se resuelve este problema, usando el ejemplo de una de las "mitades" de la etapa intermedia con el transformador T1. Cuando el transistor del microcircuito está abierto, el devanado Ia se conecta a la fuente de alimentación y al cable común. Por él circula una corriente linealmente creciente. Se induce un voltaje positivo en el devanado II, que ingresa al circuito base del potente transistor y lo abre. Cuando el transistor en el microcircuito está cerrado, se interrumpirá la corriente en el devanado Ia. Pero el flujo magnético en el núcleo magnético del transformador no puede cambiar instantáneamente, por lo que aparecerá una corriente linealmente decreciente en el devanado Ib, que fluye a través del diodo abierto VD1 desde el cable común hasta el plus de la fuente de alimentación. Así, la energía acumulada en el campo magnético durante el pulso regresa a la fuente durante la pausa. El voltaje en el devanado II durante una pausa es negativo y el potente transistor está cerrado. La segunda “mitad” de la cascada con transformador T2 funciona de manera similar, pero en antifase. La presencia de flujos magnéticos pulsantes con componente constante en los circuitos magnéticos conduce a la necesidad de aumentar la masa y el volumen de los transformadores T1 y T2. En general, una etapa intermedia con dos transformadores no tiene mucho éxito, aunque se ha generalizado bastante. Si la potencia de los transistores del microcircuito TL494CN no es suficiente para controlar directamente la etapa de salida del inversor, utilice un circuito similar al que se muestra en la Fig. 12, que muestra la etapa intermedia del UPS KYP-150W. Las mitades del devanado I del transformador T1 sirven como cargas colectoras de los transistores VT1 y VT2, abiertos alternativamente por pulsos provenientes del microcircuito DA1. La resistencia R5 limita la corriente del colector de los transistores a aproximadamente 20 mA. Usando los diodos VD1, VD2 y el capacitor C1 en los emisores de los transistores VT1 y VT2, el voltaje requerido para su cierre confiable es de +1,6 V. Los diodos VD4 y VD5 amortiguan las oscilaciones que ocurren al cambiar los transistores en el circuito formado por la inductancia del devanado. I del transformador T1 y su propia capacidad. El diodo VD3 se cierra si el aumento de voltaje en el terminal medio del devanado I excede el voltaje de suministro en cascada.
Otra versión del circuito de etapa intermedia (UPS ESP-1003R) se muestra en la Fig. 13.
En este caso, los transistores de salida del microcircuito DA1 están conectados según un circuito colector común. Los condensadores C1 y C2 están aumentando. El devanado I del transformador T1 no tiene terminal intermedio. Dependiendo de cuál de los transistores VT1, VT2 esté actualmente abierto, el circuito de devanado se cierra a la fuente de alimentación a través de la resistencia R7 o R8 conectada al colector del transistor cerrado. SOLUCIÓN DE PROBLEMAS Antes de reparar el UPS, se debe retirar de la unidad del sistema informático. Para hacer esto, desconecte la computadora de la red quitando el enchufe del tomacorriente. Después de abrir la carcasa de la computadora, suelte todos los conectores del UPS y, desatornillando los cuatro tornillos en la pared posterior de la unidad del sistema, retire el UPS. Luego retire la cubierta en forma de U de la caja del UPS desatornillando los tornillos que la sujetan. La placa de circuito impreso se puede retirar desatornillando los tres tornillos autorroscantes que la fijan. Una característica de muchas placas UPS es que el conductor impreso del cable común se divide en dos partes, que están conectadas entre sí solo a través del cuerpo metálico de la unidad. En la placa extraída de la carcasa, estas piezas deben conectarse con un conductor aéreo. Si la fuente de alimentación se desconectó de la fuente de alimentación hace menos de media hora, debe buscar y descargar condensadores de óxido de 220 o 470 uF x 250 V en la placa (estos son los condensadores más grandes del bloque). Durante el proceso de reparación, se recomienda repetir esta operación después de cada desconexión de la unidad de la red, o puentear temporalmente los condensadores con resistencias de 100...200 kOhm con una potencia de al menos 1 W. En primer lugar, inspeccionan las piezas del SAI e identifican aquellas que están claramente defectuosas, por ejemplo, aquellas que están quemadas o tienen grietas en la carcasa. Si la falla de la unidad fue causada por un mal funcionamiento del ventilador, se deben verificar los elementos instalados en los disipadores de calor: potentes transistores del inversor y conjuntos de diodos Schottky de los rectificadores de salida. Cuando los condensadores de óxido "explotan", su electrolito se rocía por toda la unidad. Para evitar la oxidación de las partes metálicas vivas, es necesario lavar el electrolito con una solución ligeramente alcalina (por ejemplo, diluyendo el producto "Fairy" con agua en una proporción de 1:50). Después de conectar la unidad a la red, primero debe medir todos sus voltajes de salida. Si resulta que en al menos uno de los canales de salida el voltaje está cerca del valor nominal, se debe buscar la falla en los circuitos de salida de los canales defectuosos. Sin embargo, como muestra la práctica, los circuitos de salida rara vez fallan. En caso de mal funcionamiento de todos los canales, el método para determinar las fallas es el siguiente. Mida el voltaje entre el terminal positivo del condensador C4 y el terminal negativo de C5 (ver Fig. 4) o el colector del transistor VT1 y el emisor VT2 (ver Fig. 5). Si el valor medido es significativamente menor que 310 V, es necesario verificar y, si es necesario, reemplazar el puente de diodos VD1 (ver Fig. 4) o los diodos individuales que lo componen. Si el voltaje rectificado es normal, pero la unidad no funciona, lo más probable es que hayan fallado uno o ambos transistores de la potente etapa del inversor (VT1, VT2, ver Fig. 5), que están sujetos a las mayores sobrecargas térmicas. Si los transistores están funcionando, solo queda comprobar el microcircuito TL494CN y los circuitos asociados. Los transistores averiados se pueden reemplazar con análogos nacionales o importados que sean adecuados en términos de parámetros eléctricos, dimensiones generales y de instalación, guiados por los datos que figuran en la tabla. 2.
Los diodos de repuesto se seleccionan según la tabla. 3.
Los diodos rectificadores del rectificador de red (ver Fig. 4) se pueden reemplazar con éxito por KD226G, KD226D domésticos. Si el rectificador de red tiene condensadores con una capacidad de 220 μF, es recomendable sustituirlos por 470 μF, suele haber espacio para ello en la placa. Para reducir la interferencia, se recomienda puentear cada uno de los cuatro diodos rectificadores con un condensador de 1000 pF a un voltaje de 400...450 V. Los transistores 2SC3039 se pueden reemplazar por KT872A doméstico. Pero el diodo amortiguador PXPR1001 para reemplazar el averiado es difícil de comprar incluso en las grandes ciudades. En esta situación, puede utilizar tres diodos KD226G o KD226D conectados en serie. Es posible reemplazar el diodo averiado y el potente transistor protegido por él instalando un transistor con un diodo amortiguador incorporado, por ejemplo, 2SD2333, 2SD1876, 2SD1877 o 2SD1554. Cabe señalar que muchos UPS fabricados después de 1998 ya han sido objeto de dicho reemplazo. Para aumentar la confiabilidad del funcionamiento del IEP, se recomienda conectar bobinas con una inductancia de 7 μH en paralelo con las resistencias R8 y R5 (ver Fig. 4). Se pueden enrollar con alambre con un diámetro de al menos 0,15 mm en aislamiento de seda en cualquier núcleo magnético anular. El número de vueltas se calcula mediante fórmulas conocidas. Muchos UPS no tienen una resistencia de sintonización para ajustar el voltaje de salida (R3, ver Fig. 9), sino que se instala una constante. Si es necesario realizar un ajuste, se puede realizar instalando temporalmente una resistencia de ajuste y luego reemplazándola nuevamente con una constante del valor encontrado. Para aumentar la confiabilidad, es útil reemplazar los capacitores de óxido importados instalados en los filtros de los rectificadores más potentes de + 12 V y +5 V por capacitores K50-29 equivalentes en capacidad y voltaje. Cabe señalar que en las placas de muchos UPS no están instalados todos los condensadores previstos en el circuito (aparentemente, para ahorrar dinero), lo que afecta negativamente las características de la unidad. Se recomienda instalar los condensadores faltantes en sus lugares designados. Al ensamblar la unidad después de la reparación, no olvide quitar los puentes y resistencias instalados temporalmente, y también conectar el ventilador incorporado al conector correspondiente. Literatura
Autor: R. Aleksandrov, Maloyaroslavets, región de Kaluga
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