Неисправности схем защиты источников питания персональных компьютеров

Неисправности в схемах защи­ты источников питания (ИП) компьютеров случаются не столь уж часто, но последствия от них могут быть очень серьезные, и не столько для самих ИП, сколько для блоков и устройств компьютера. В компьютерах многих фирм широко применяются ИП типов AT и АТХ, уп­равляемые микросхемой TL494 или ее аналогами — IR3M02, КА7500, КР114ЕУ4. Схема TL494, помимо формирования управляющих им­пульсов и осуществления стабилиза­ции выходных напряжений +5, +12, -5 и -12 В, обеспечивает также за­щиту ИП от коротких замыканий. Известны несколько вариантов схем контроля и защиты, о которых по­дробно рассказано в литературе [1 ]. Для анализа характера неисправно­стей схем защиты ИП рассмотрим ее упрощенный вариант на основе мик­росхемы TL494 (рис. 1).

Помимо ми­кросхемы TL494 схема содержит узел контроля шин питания на тран­зисторах или на микросхемах типа НА17339, выполняющих функции операционных усилителей, а также согласующий каскад на транзисто­рах типа С945 и импульсный транс­форматор. С отдельной обмотки трансформатора снимается импульс­ное напряжение, которое выпрямля­ется и поступает на выв. 16 микро­схемы TL494 — вход схемы защиты в ее составе.

Схема защиты работает следую­щим образом. Если ток в нагрузке по шине +5 В возрастает по причи­не короткого замыкания, то напря­жение +5 В начинает падать. Шири­на импульсов на выв. 8 и 11 микро­схемы TL494 начинает расти, при этом возрастает и напряжение на импульсном трансформаторе. На­ступает момент, когда напряжение на выв. 16 микросхемы сравнивает­ся с опорным напряжением +5 В на выв. 15. Напряжение на выходе уси­лителя DA4 микросхемы продолжа­ет расти, а на выходе DA3 умень­шаться. После того как напряжение на выходе усилителя DA4 превысит падающее напряжение усилителя DA3, происходит передача управ­ления процессом стабилизации только усилителю DA4. При этом ширина управляющих импульсов на выв. 8 и 11 микросхемы уменьшает­ся. Так как короткое замыкание в нагрузке продолжает влиять на про­цесс падения напряжения и на уп­равление процессом стабилизации, то выходные напряжения ИП быстро падают. В результате блокируется работа микросхемы TL494, т.е. пре­кращается формирование импуль­сов управления на ее выв. 8 и 11. При этом через согласующий кас­кад не поступают импульсы на клю­чевые транзисторы Q1 и Q2, и ИП переходит в режим защиты.

Если короткое замыкание возни­кает на шинах —5 В и —12 В ИП, то узел контроля (см. рис. 1) вырабаты­вает потенциал +5 В, который через выв. 4 микросхемы TL494 и далее че­рез усилитель DA1 блокирует про­цесс широтно-импульсной модуляции и прекращает формирование им­пульсов на выв. 8 и 11 микросхемы.

Рассмотрим примеры неис­правностей схем защиты ИП ком­пьютеров.

Нередки случаи неправильной сборки узлов ИП малоизвестными производителями, приводящие со временем к тому, что схема защиты не работает.

На компьютере жесткий диск оказался полностью в не­работающем состоянии. Пред­положительно, произошло кратко­временное короткое замыкание по шине +5 В.

Как видно из схемы рис. 2, при такой аварийной ситуации отсут­ствует контроль ширины управляю­щих импульсов, поступающих с выв. 6 и 10 микросхемы TL494 на мощные ключевые транзисторы. В этом случае, в отличие от описанного выше варианта схемы защиты, кон­троль за напряжением +5 В ИП отсут­ствует.

Испытание схемы защиты ИП при работе его на эквивалентную на­грузку путем кратковременного замыкания шины +5 В но общий вывод показало, что отключения микросхе­мы TL494 не происходит. Но, что са­мое неприятное, все остальные на­пряжения ИП (+12, -12, -5 В) увели­чивают свои значения на 20...30%.