Источник дежурного напряжения питания - БП стандарта АТХ

Как известно, одним из отличий блоков питания (далее БП) стандарта АТХ от БП стандарта АТ является наличие в их составе источника дежурного напряжения питания. Напряжение "+5VSB", вырабатываемое этим источником через контакт 9 двадцатиконтактного разъема, т.н. Main ATX Power Connector, поступает на материнскую плату и используется для питания схемы управления БП. Схема управления осуществляет формирование сигнала "PS-ON" (контакт 14 Main ATX Power Connector), все выходные напряжения БП (+/-5 V; +/-12 V; +3.3 V) выключаются при установке лог. "1" на входе "PS-ON" БП.

Источник дежурного напряжения питания чаще всего выполняется в виде однотактного импульсного преобразователя по схеме блокинг-генератора. На рис.1 представлена схема источника дежурного напряжения питания БП "MaxUs" PM-230W Ver.2.01 фирмы "KEY MOUSE ELECTRONICS CO., LTD".

В данной схеме преобразователь работает на частоте, определяемой в основном параметрами трансформатора Т3 и номиналами элементов в базовой цепи ключевого транзистора Q5 - емкостью конденсатора С28 и сопротивлением резистора начального смещения R48 [1]. Положительная обратная связь на базу транзистора Q5 поступает с вспомогательной обмотки трансформатора Т2 через элементы С28 и R51. Отрицательное напряжение с этой же обмотки после выпрямителя на элементах D29 и С27, в случае если оно превышает напряжение стабилизации стабилитрона ZD1 (в данном случае 16 В) также подается на базу Q5, запрещая работу преобразователя. Таким способом выполняется контроль за уровнем выходного напряжения. Напряжение питания с сетевого выпрямителя на преобразователь поступает через токоограничительный резистор R45, который при его выходе из строя можно заменить предохранителем на ток 500 мА, либо исключить совсем. В схеме на рис.1 резистор R56 номиналом 0.5 Ом, включенный в эмиттер транзистора Q5 является датчиком тока, при превышении тока транзистора Q5 выше допустимого напряжение с него через резистор R54 поступает на базу транзистора Q9 типа 2SC945 (Uкбо=60 В; Iк=0.1 А; Pк=0.25 Вт; fгр=250 МГц; h21эmin=200; корпус TO-92; n-p-n) открывая его, и тем самым запрещая работу Q5. Подобным образом осуществляется дополнительная защита Q5 и первичной обмотки Т3. Цепочка R47C29 служит для защиты транзистора Q5 от выбросов напряжения. В качестве ключевого транзистора Q5 в указанной модели БП применяются транзисторы KSC5027-R (Uкбо=1100 В; Iк=3 А; Pк=50 Вт; fгр=15 МГц; h21эmin=15; корпус TO-220; n-p-n) фирмы "FAIRCHILD".

Выходное напряжение источника "+5 VSB" формируется при помощи интегрального стабилизатора U2 типа PJ7805 (аналог LM7805 фирмы "NATIONAL SEMICONDUCTOR"). Напряжение величиной 10 В на вход стабилизатора U2 поступает с одной из вторичных обмоток трансформатора Т3, после выпрямления диодом D31 типа FR154 (Iпр=1.5 А; Uобр=400 В; tвост=250 нс; Fast Recovery Diode, т.н. быстро восстанавливающийся диод;) и фильтрации конденсатором C31. Выпрямленное напряжение с другой вторичной обмотки Т3 используется для питания микросхемы KA7500B фирмы "FAIRCHILD" (аналог TL494 фирмы "TEXAS INSTRUMENTS") в дежурном режиме работы БП. Его величина составляет 21 В.

Встречается еще один вариант подобного БП - "Turbo - Power" PM-230W этой же фирмы "KEY MOUSE ELECTRONICS CO., LTD", его схема имеет следующие отличия: могут отсутствовать элементы Q9, R54, R56, J17; сопротивление резистора R51 - 100 Ом/0.125 Вт; сопротивление R50 - 1 кОм; установлен резистор R49 - 51 Ом/0.125 Вт; трансформатор Т3 - 22.10201003; транзистор Q5 - 2SC3150 (Uкбо=900 В; Iк=3 А; Pк=40 Вт; fгр=15 МГц; h21эmin=10; корпус TO-220АВ; n-p-n) фирмы "SANYO".

К сожалению, cледует отметить, что в целях максимального уменьшения себестоимости БП (это относится к обеим упоминавшимся выше моделям БП, но в большей мере - к модели "Turbo - Power" PM-230W), а также в связи с тем, что описываемые БП выполнены в корпусах размерами меньше стандартных, фирма устанавливает в источнике дежурного напряжения малогабаритные элементы работающие на пределе (а скорее всего и с превышением) своих электрических характеристик. В результате, после непродолжительного времени работы эти элементы выходят из строя. В частности в ремонт поступило достаточно большое количество БП "Turbo - Power", в которых вышли из строя резисторы R49, R51, R52, конденсатор С27, диоды D29 и D30, стабилитрон ZD1. Кроме того, от постоянного нагрева, "подгорает" участок платы БП, на котором выполнен источник. При ремонте БП с такой неисправностью рекомендуется заменять резисторы R49, R51, R52 (а по возможности и все остальные) на резисторы мощностью 0.5 Вт например, МЛТ-0.5. Кроме указанных на схеме можно применять резисторы следующих номиналов: R49 - 51 или 62 Ома; R52 - 620 или 680 ом. Стабилитрон TZX16В фирмы "VISHAY"- (Uст=15.7:16.5 В; Rст=45 Ом (при Iст=5 мА); Pмакс=500 мВт) можно заменить на два включенных последовательно стабилитрона Д814А, Д814Б, или одним - типа КС515А, диоды D29 и D30 - 1N4148А (Iпр=150 мА; Uобр=100 В; tвост=4 нс; импульсный диод) на КД522А. Электролитический конденсатор С27 следует выбирать из температурной группы 105°С. Транзистор Q9 можно, например, заменить на транзисторы КТ3102, КТ315 и др. На месте Q5 также был практически опробован транзистор BUT11AF (Uкбо=850 В; Iк=5 А; Pк=30 Вт; fгр=10 МГц; h21эmin=25; изолированный корпус TO-220; n-p-n) фирмы "PHILIPS", возможно также применение 2SC5353 (Uкбо=900 В; Iк=3 А; Pк=25 Вт; h21эmin=10; корпус TO-220АВ; n-p-n) фирмы "TOSHIBA".

Еще одной характерной неисправностью БП "Turbo - Power" PM-230W можно считать выход из строя электролитических конденсаторов С31 (220 мкФ_16 В) и реже С32 (220 мкФ_10 В). Судя по всему, их выход из строя обусловлен тяжелым температурным режимом работы, поскольку конденсаторы расположены очень близко от радиатора, на котором установлены выпрямительные диоды цепей +5 и +12 В, полевой транзистор схемы формирования напряжения +3.3 В, а также интегральный стабилизатор PJ7805. При замене С31, С32 рекомендуется использовать конденсаторы LOW E.S.R. (Equivalent Series Resistance - эквивалентное последовательное сопротивление) из температурной группы 105°С.

Все вышеуказанные замены были проверены на практике, при ремонте БП "Turbo - Power" PM-230W, как впрочем, и некоторых других БП, схемы которых весьма похожи и отличаются лишь позиционными обозначениями элементов и некоторыми вариациями их номиналов.

Все вышесказанное имеет смысл лишь в случае исправности импульсного трансформатора Т3. Если же трансформатор поврежден, то можно попытаться его восстановить, аккуратно разобрав и перемотав поврежденную (чаще всего первичную) обмотку. Но данная процедура достаточно сложна и требует некоторого опыта. Поэтому другим, зачастую более доступным вариантом ремонта БП с вышедшим из строя импульсным трансформатором является отказ от импульсного преобразователя напряжения и применение понижающего трансформатора на напряжение 9:12 В, ток понижающей обмотки следует выбирать исходя из того, что согласно новой спецификации стандарта АТХ версии 2.01 ток потребления по цепи +5VSB может достигать 720 мА. Главным параметром при выборе будут являться его габариты, поскольку трансформатор необходимо установить в корпусе БП.

Вариант с использованием в АТХ БП понижающего трансформатора не является чем-то особенным, например, один ранних БП этого стандарта СWT-250ATX фирмы "CHANNEL WELL TECNOLOGY CO., LTD" выполнен подобным образом (см.рис.2).

А на рис.3 приведена схема подключения понижающего трансформатора в схеме БП "MaxUs" и "Turbo - Power" PM-230W, красным цветом показаны вносимые в схему изменения.

Выводы первичной обмотки понижающего трансформатора удобнее всего подключить на плате БП в свободные отверстия, предназначенные для конденсатора сетевого фильтра Cx, поскольку в большинстве случаев этот конденсатор не устанавливается. В качестве диодного моста DB можно использовать практически любые выпрямительные диоды с Iпр_1 А и Uобр_50 В.

Литература:

Родин А.В., Тюнин Н.А., Воронов М.А. Ремонт мониторов. М.: Солон, 1997. - 288 с., ил. - (Серия "Ремонт"; Вып. 12)

Кишков Дмитрий Владимирович
Инженер фирмы "MM-Company" (г.Омск)