|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Thiết kế mạch cấp nguồn cho máy tính cá nhân. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Máy tính Bộ nguồn chuyển mạch (UPS) cho máy tính cá nhân có những ưu điểm quan trọng - kích thước và trọng lượng nhỏ. Tuy nhiên, chúng được xây dựng theo các sơ đồ khá phức tạp, khiến việc khắc phục sự cố trở nên khó khăn. Tác giả của bài báo được đề xuất, nói về mạch của các khối này, dựa trên kinh nghiệm với UPS, cái gọi là định dạng AT. UPS của máy tính gia đình được thiết kế để hoạt động từ mạng AC một pha (110/230 V, 60 Hz - nhập khẩu, 127/220 V, 50 Hz - sản xuất trong nước). Do mạng 220 V, 50 Hz thường được chấp nhận ở Nga nên không tồn tại vấn đề chọn một đơn vị cho điện áp lưới mong muốn. Bạn chỉ cần đảm bảo rằng công tắc điện áp nguồn trên thiết bị (nếu có) được đặt thành 220 hoặc 230 V. Việc không có công tắc cho biết thiết bị có khả năng hoạt động trong dải điện áp nguồn được ghi trên nhãn mà không cần bất kỳ chuyển mạch. Các UPS được thiết kế cho 60 Hz hoạt động hoàn hảo trên mạng 50 Hz. UPS được kết nối với bo mạch chủ định dạng AT bằng hai dây nịt có ổ cắm P8 và P9, như trong hình. 1 (xem từ tổ). Màu dây hiển thị trong ngoặc là tiêu chuẩn, mặc dù không phải tất cả các nhà sản xuất UPS đều tuân thủ nghiêm ngặt. Để định hướng chính xác các ổ cắm khi kết nối với phích cắm của bo mạch chủ, có một quy tắc đơn giản: bốn dây màu đen (mạch GND) đi đến cả hai ổ cắm phải được đặt cạnh nhau.
Các mạch cấp nguồn chính của bo mạch chủ định dạng ATX tập trung ở đầu nối như trong hình. 2. Như trong trường hợp trước, nhìn từ phía bên của ổ cắm. Các UPS có định dạng này có đầu vào điều khiển từ xa (mạch PS-ON), khi được kết nối với dây chung (mạch COM - "chung", tương đương với GND), thiết bị được kết nối với mạng sẽ bắt đầu hoạt động. Nếu mạch PS-ON-COM bị hỏng, thì không có điện áp ở đầu ra của UPS, ngoại trừ điện áp +5 V "đang làm nhiệm vụ" trong mạch + 5VSB. Ở chế độ này, điện năng tiêu thụ từ mạng rất thấp.
ATX UPS có sẵn với một ổ cắm đầu ra bổ sung được hiển thị trong hình. 3.
Mục đích của các mạch của nó như sau: FanM - đầu ra của cảm biến tốc độ quạt làm mát UPS (hai xung trên mỗi vòng quay); FanC - đầu vào tương tự (0...12 V) để điều khiển tốc độ quay của quạt này. Nếu đầu vào này bị ngắt kết nối với các mạch bên ngoài hoặc hơn 10 V DC được đặt vào nó, thì hiệu suất của quạt là tối đa; Cảm giác 3.3V - Đầu vào tín hiệu phản hồi của bộ điều chỉnh điện áp +3,3 V. Nó được kết nối trực tiếp bằng một dây riêng với các chân nguồn vi mạch trên bo mạch hệ thống, cho phép bạn bù cho sự sụt giảm điện áp trên các dây nguồn. Nếu không có ổ cắm bổ sung, mạch này được đưa ra ổ cắm 11 của ổ cắm chính (xem Hình 2); 1394R - trừ nguồn điện áp 8...48 V được cách ly khỏi dây chung để cấp nguồn cho các mạch giao diện IEEE-1394; 1394V - cộng với cùng một nguồn. UPS ở bất kỳ định dạng nào đều phải được trang bị một số ổ cắm để cấp nguồn cho ổ đĩa và một số thiết bị ngoại vi máy tính khác. Mỗi UPS "máy tính" phát ra một tín hiệu logic, được gọi là R G. (Power Good) trong các đơn vị AT hoặc PW-OK (Power OK) trong các đơn vị ATX, cho biết rằng tất cả các điện áp đầu ra đều nằm trong giới hạn chấp nhận được. Trên bo mạch chủ của máy tính, tín hiệu này có liên quan đến việc hình thành tín hiệu đặt lại hệ thống (Đặt lại). Sau khi bật UPS, mức tín hiệu RG. (PW-OK) ở mức thấp trong một thời gian, vô hiệu hóa bộ xử lý cho đến khi hoàn thành quá độ trong mạch nguồn. Trong trường hợp mất điện lưới hoặc UPS gặp trục trặc đột ngột, mức logic của tín hiệu PG (PW-OK) thay đổi trước khi điện áp đầu ra của thiết bị giảm xuống dưới giá trị chấp nhận được. Điều này khiến bộ xử lý dừng lại, ngăn ngừa hỏng dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ và các hoạt động không thể đảo ngược khác. Khả năng hoán đổi cho nhau của UPS có thể được đánh giá bằng các tiêu chí sau. Số lượng điện áp đầu ra để cấp nguồn cho PC IBM định dạng AT phải có ít nhất bốn (+12V, +5V, -5V và -12V). Dòng đầu ra tối đa và tối thiểu được quy định riêng cho từng kênh. Các giá trị thông thường của chúng đối với các nguồn năng lượng khác nhau được đưa ra trong Bảng. 1.
Máy tính định dạng ATX cũng cần +3,3 V và một số điện áp khác (chúng đã được đề cập ở trên). Xin lưu ý rằng hoạt động bình thường của thiết bị khi tải nhỏ hơn mức tối thiểu không được đảm bảo và đôi khi chế độ này chỉ đơn giản là nguy hiểm. Do đó, không nên bật UPS không tải trong mạng (ví dụ: để thử nghiệm). Công suất của bộ cấp nguồn (tổng cho tất cả các điện áp đầu ra) trong PC tiêu dùng được trang bị đầy đủ các thiết bị ngoại vi tối thiểu phải là 200 watt. Thực tế cần phải có 230 ... 250 W và khi cài đặt thêm "ổ cứng" và ổ đĩa CD-ROM, có thể cần nhiều hơn. Sự cố của PC, đặc biệt là những sự cố xảy ra khi bật động cơ điện của các thiết bị được đề cập, thường liên quan chính xác đến việc quá tải nguồn điện. Máy tính được sử dụng làm máy chủ mạng thông tin tiêu thụ tới 350 watt. UPS công suất thấp (40 ... 160 W) được sử dụng trong các máy tính chuyên dụng, chẳng hạn như điều khiển với một bộ thiết bị ngoại vi hạn chế. Âm lượng chiếm dụng của UPS thường tăng lên bằng cách tăng chiều dài của nó về phía trước PC. Kích thước lắp đặt và điểm lắp đặt của thiết bị trong vỏ máy tính không thay đổi. Do đó, bất kỳ khối nào (với các ngoại lệ hiếm gặp) đều có thể được cài đặt thay cho khối bị lỗi. Cơ sở của hầu hết các UPS là một biến tần nửa cầu kéo đẩy hoạt động ở tần số vài chục kilohertz. Điện áp nguồn của biến tần (xấp xỉ 300 V) được chỉnh lưu và làm trơn nguồn điện. Bản thân biến tần bao gồm một bộ phận điều khiển (bộ tạo xung với tầng khuếch đại công suất trung gian) và tầng đầu ra mạnh mẽ. Cái sau được tải trên một máy biến áp điện tần số cao. Điện áp đầu ra thu được bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu được kết nối với cuộn dây thứ cấp của máy biến áp này. Ổn định điện áp được thực hiện bằng cách sử dụng điều chế độ rộng xung (PWM) của các xung do biến tần tạo ra. Thông thường, chỉ có một kênh đầu ra được bao phủ bởi phản hồi ổn định, thường là +5 hoặc +3,3 V. Do đó, điện áp trên các đầu ra khác không phụ thuộc vào điện áp nguồn mà vẫn chịu ảnh hưởng của tải. Đôi khi chúng được ổn định bổ sung bằng cách sử dụng các vi mạch ổn định thông thường. BỘ ĐIỀU CHỈNH MẠNG Trong hầu hết các trường hợp, nút này được thực hiện theo sơ đồ tương tự như trong Hình. 4, sự khác biệt chỉ ở loại cầu chỉnh lưu VD1 và ít nhiều các yếu tố bảo vệ và an toàn.
Đôi khi cây cầu được lắp ráp từ các điốt riêng lẻ. Với công tắc S1 mở, tương ứng với nguồn điện của thiết bị từ mạng 220 ... 230 V, bộ chỉnh lưu là cầu nối, điện áp ở đầu ra của nó (các tụ C4, C5 mắc nối tiếp) gần bằng biên độ của nguồn điện lưới. Khi được cấp nguồn từ nguồn điện 110 ... 127 V, bằng cách đóng các tiếp điểm của công tắc, thiết bị được biến thành bộ chỉnh lưu với điện áp tăng gấp đôi và điện áp không đổi thu được ở đầu ra của nó, gấp đôi biên độ của nguồn điện. Việc chuyển đổi như vậy được cung cấp trong UPS, bộ ổn định giữ điện áp đầu ra trong giới hạn chấp nhận được chỉ khi nguồn điện sai lệch ± 20%. Các thiết bị có ổn định hiệu quả hơn có thể hoạt động ở bất kỳ điện áp nguồn nào (thường là từ 90 đến 260 V) mà không cần chuyển đổi. Các điện trở R1, R4 và R5 được thiết kế để xả các tụ chỉnh lưu sau khi nó bị ngắt kết nối khỏi mạng, ngoài ra, C4 và C5 còn cân bằng điện áp trên các tụ C4 và C5. Thermistor R2 với hệ số nhiệt độ âm giới hạn biên độ tăng dòng sạc của tụ C4, C5 tại thời điểm bật thiết bị. Sau đó, do tự làm nóng, điện trở của nó giảm xuống và thực tế nó không ảnh hưởng đến hoạt động của bộ chỉnh lưu. Varistor R3 với điện áp phân loại lớn hơn biên độ tối đa của nguồn điện bảo vệ chống lại sự đột biến của nguồn điện sau. Thật không may, biến trở này là vô dụng nếu khối có công tắc đóng S1 vô tình được kết nối với mạng 220 V. Thay thế các điện trở R4, R5 bằng các biến trở có điện áp phân loại là 180 ... Đôi khi các biến trở được kết nối song song với các điện trở được chỉ định hoặc chỉ một trong số chúng. Tụ điện C1 - C3 và cuộn cảm L1 hai cuộn dây tạo thành bộ lọc bảo vệ máy tính khỏi nhiễu từ mạng và mạng khỏi nhiễu do máy tính tạo ra. Thông qua các tụ điện C1 và C3, vỏ máy tính được kết nối bằng dòng điện xoay chiều với dây của mạng. Do đó, điện áp chạm vào máy tính không nối đất có thể đạt tới một nửa điện áp mạng. Điều này không nguy hiểm đến tính mạng vì điện kháng của các tụ điện khá lớn, nhưng nó thường dẫn đến hỏng các mạch giao diện tại thời điểm các thiết bị ngoại vi được kết nối với máy tính. CASCADE INVERTER MẠNH MẼ Trên hình. 5 cho thấy một phần sơ đồ của bộ lưu điện GT-150W thông thường.
Các xung do bộ điều khiển tạo ra được đưa qua máy biến áp T1 đến các đế của bóng bán dẫn VT1 và VT2, lần lượt mở chúng. Điốt VD4, VD5 bảo vệ bóng bán dẫn khỏi điện áp phân cực ngược. Các tụ điện C6 và C7 tương ứng với C4 và C5 trong bộ chỉnh lưu (xem Hình 4). Điện áp của cuộn dây thứ cấp của máy biến áp T2 được chỉnh lưu để đạt được đầu ra. Một trong các bộ chỉnh lưu (VD6, VD7 với bộ lọc L1C5) được hiển thị trong sơ đồ. Hầu hết các giai đoạn mạnh mẽ của UPS khác với giai đoạn chỉ được xem xét trong các loại bóng bán dẫn, ví dụ, có thể được vận hành tại hiện trường hoặc chứa các điốt bảo vệ tích hợp. Có một số phiên bản của mạch cơ sở (dành cho lưỡng cực) hoặc mạch cổng (dành cho bóng bán dẫn hiệu ứng trường) với số lượng, xếp hạng và mạch chuyển mạch khác nhau của các phần tử. Ví dụ, các điện trở R4, R6 có thể được kết nối trực tiếp với đế của các bóng bán dẫn tương ứng. Ở trạng thái ổn định, bộ điều khiển biến tần được cung cấp bởi điện áp đầu ra của UPS, nhưng tại thời điểm bật, nó không có. Có hai cách chính để lấy điện áp cung cấp cần thiết để khởi động biến tần. Cái đầu tiên trong số chúng được triển khai trong sơ đồ đang được xem xét (Hình 5). Ngay sau khi bật thiết bị, điện áp nguồn được chỉnh lưu được cung cấp thông qua bộ chia điện trở R3 - R6 đến các mạch cơ sở của các bóng bán dẫn VT1 và / T2, mở nhẹ chúng và các điốt VD1 và VD2 ngăn chặn sự chuyển hướng của các phần bộ phát cơ sở. của các bóng bán dẫn bởi cuộn dây II và III của máy biến áp T1. Đồng thời, các tụ C4, C6 và C7 đang sạc và dòng điện sạc của tụ C4 chạy qua cuộn I của máy biến áp T2 và qua cuộn II của máy biến áp T1, tạo ra điện áp trong cuộn II và III của cuộn sau, mở một của các bóng bán dẫn và đóng cửa khác. Bóng bán dẫn nào sẽ đóng và bóng bán dẫn nào sẽ mở phụ thuộc vào tính không đối xứng của các đặc tính của các phần tử xếp tầng. Do hoạt động của hệ điều hành tích cực, quá trình diễn ra giống như một trận tuyết lở và xung được tạo ra trong cuộn dây II của máy biến áp T2 thông qua một trong các điốt VD6, VD7, điện trở R9 và điốt VD3 sạc cho tụ điện C3 đến một điện áp đủ để bắt đầu hoạt động của thiết bị điều khiển. Trong tương lai, nó được cung cấp qua cùng một mạch và điện áp được chỉnh lưu bằng điốt VD6, VD7, sau khi được làm mịn bằng bộ lọc L1C5, được cung cấp cho đầu ra + 12 V của UPS. Biến thể mạch khởi động ban đầu được sử dụng trong UPS LPS-02-150XT chỉ khác ở chỗ điện áp tới bộ chia, tương tự như R3 - R6 (Hình 5), được cung cấp từ bộ chỉnh lưu điện áp nguồn nửa sóng riêng biệt với một tụ lọc nhỏ. Do đó, các bóng bán dẫn biến tần mở nhẹ trước khi các tụ lọc của bộ chỉnh lưu chính (C6, C7, xem Hình 5) được sạc, điều này đảm bảo khởi động tự tin hơn. Cách thứ hai để cấp nguồn cho thiết bị điều khiển trong quá trình khởi động liên quan đến sự hiện diện của một máy biến áp giảm áp công suất thấp đặc biệt với bộ chỉnh lưu, như thể hiện trong sơ đồ trong Hình. 6 được áp dụng trong UPS PS-200B. Số vòng dây của cuộn thứ cấp của máy biến áp được chọn sao cho điện áp chỉnh lưu nhỏ hơn một chút so với đầu ra trong kênh +12 V của thiết bị, nhưng đủ cho hoạt động của thiết bị điều khiển. Khi điện áp đầu ra của UPS đạt đến giá trị danh định, điốt VD5 sẽ mở ra, điốt cầu VD1 - VD4 vẫn đóng trong toàn bộ thời gian của điện áp xoay chiều và bộ điều khiển chuyển sang điện áp đầu ra của biến tần mà không tiêu tốn thêm năng lượng từ máy biến áp "khởi động".
Trong các giai đoạn biến tần công suất cao được bắt đầu theo cách này, không cần độ lệch ban đầu trên nền của các bóng bán dẫn và phản hồi tích cực. Do đó, không cần điện trở R3, R5, các điốt VD1, VD2 được thay thế bằng các nút nhảy và cuộn dây II của máy biến áp T1 được thực hiện mà không cần chạm (xem Hình 5). ĐIỀU CHỈNH ĐẦU RA Trên hình. 7 cho thấy một sơ đồ điển hình của một cụm chỉnh lưu UPS bốn kênh.
Để không vi phạm tính đối xứng của đảo ngược từ hóa của mạch từ của máy biến áp, bộ chỉnh lưu chỉ được chế tạo theo mạch toàn sóng và bộ chỉnh lưu cầu, được đặc trưng bởi tổn thất tăng, hầu như không bao giờ được sử dụng. Tính năng chính của bộ chỉnh lưu UPS là làm mịn các bộ lọc, bắt đầu bằng một cuộn cảm (cuộn cảm). Điện áp ở đầu ra của bộ chỉnh lưu có bộ lọc tương tự không chỉ phụ thuộc vào biên độ mà còn phụ thuộc vào chu kỳ làm việc (tỷ lệ giữa thời lượng và chu kỳ lặp lại) của các xung đầu vào. Điều này giúp ổn định điện áp đầu ra bằng cách thay đổi chu kỳ làm việc của đầu vào. Được sử dụng trong nhiều trường hợp khác, bộ chỉnh lưu có bộ lọc bắt đầu bằng tụ điện không có đặc tính này. Quá trình thay đổi chu kỳ nhiệm vụ của các xung thường được gọi là PWM - điều chế độ rộng xung (PWM - Pulse Width Modulation). Do biên độ của các xung tỷ lệ thuận với điện áp trong mạng cung cấp, ở đầu vào của tất cả các bộ chỉnh lưu trong thiết bị thay đổi theo cùng một quy luật, việc ổn định bằng cách sử dụng PWM của một trong các điện áp đầu ra sẽ ổn định tất cả các điện áp khác. Để tăng cường hiệu ứng này, cuộn cảm lọc L1.1 - L1.4 của tất cả các bộ chỉnh lưu được quấn trên một mạch từ chung. Kết nối từ tính giữa chúng đồng bộ hóa thêm các quá trình xảy ra trong bộ chỉnh lưu. Để bộ chỉnh lưu có bộ lọc L hoạt động chính xác, dòng tải của nó cần phải vượt quá một giá trị tối thiểu nhất định, giá trị này phụ thuộc vào độ tự cảm của cuộn cảm bộ lọc và tần số xung. Tải ban đầu này được tạo bởi các điện trở R4 - R7 được kết nối song song với các tụ điện đầu ra C5 - C8. Chúng cũng phục vụ để tăng tốc độ phóng điện của tụ điện sau khi tắt UPS. Đôi khi, điện áp -5 V thu được mà không cần bộ chỉnh lưu riêng từ điện áp -12 V bằng cách sử dụng bộ ổn định tích hợp của dòng 7905. Các chất tương tự trong nước là vi mạch KR1162EN5A, KR1179EN05. Dòng điện tiêu thụ bởi các nút máy tính trong mạch này thường không vượt quá vài trăm milliamp. Trong một số trường hợp, bộ ổn định tích hợp cũng được lắp đặt trong các kênh UPS khác. Giải pháp này giúp loại bỏ ảnh hưởng của tải thay đổi đối với điện áp đầu ra, nhưng làm giảm hiệu quả của thiết bị và vì lý do này, chỉ được sử dụng trong các kênh công suất tương đối thấp. Một ví dụ là sơ đồ lắp ráp bộ chỉnh lưu UPS PS-6220C, được hiển thị trong hình. 8. Điốt VD7 - VD10 - bảo vệ.
Như trong hầu hết các khối khác, điốt chắn Schottky (lắp ráp VD5) được lắp đặt trong bộ chỉnh lưu điện áp +6 V, được phân biệt bằng sự sụt giảm điện áp theo hướng thuận và thời gian phục hồi điện trở ngược thấp hơn so với điốt thông thường. Cả hai yếu tố này đều thuận lợi cho việc tăng hiệu quả. Thật không may, điện áp ngược cho phép tương đối thấp không cho phép sử dụng điốt Schottky trong kênh +12 V. Tuy nhiên, trong nút đang xem xét, vấn đề này được giải quyết bằng cách kết nối nối tiếp hai bộ chỉnh lưu: với 5 V, thiếu 7 V được thêm vào bởi một bộ chỉnh lưu trên cụm điốt Schottky VD5. Để loại bỏ các xung điện áp nguy hiểm đối với điốt xảy ra trong cuộn dây của máy biến áp ở phía trước các xung, các mạch giảm chấn R1C1, R2C2, R3C3 và R4C4 được cung cấp. BỘ ĐIỀU KHIỂN Trong hầu hết các UPS "máy tính", nút này được xây dựng trên cơ sở chip điều khiển TL494CN PWM (tương tự trong nước - KR1114EU4) hoặc các sửa đổi của nó. Phần chính của sơ đồ của một nút như vậy được hiển thị trong Hình. 9, nó cũng hiển thị các thành phần của thiết bị bên trong của vi mạch nói trên.
Máy phát điện áp răng cưa G1 đóng vai trò là máy chủ. Tần số của nó phụ thuộc vào xếp hạng của các phần tử bên ngoài R8 và C3. Điện áp được tạo ra được cung cấp cho hai bộ so sánh (A3 và A4), các xung đầu ra được tóm tắt bởi phần tử OR D1. Hơn nữa, các xung thông qua các phần tử HOẶC KHÔNG D5 và D6 được đưa đến các bóng bán dẫn đầu ra của vi mạch (V3, V4). Các xung từ đầu ra của phần tử D1 cũng đến đầu vào đếm của bộ kích hoạt D2 và mỗi xung sẽ thay đổi trạng thái của bộ kích hoạt. Do đó, nếu một bản ghi được áp dụng cho chân 13 của vi mạch. 1 hoặc nó, như trong trường hợp đang xem xét, được để tự do, các xung ở đầu ra của các phần tử D5 và D6 xen kẽ, điều này cần thiết để điều khiển biến tần kéo đẩy. Nếu chip TL494 được sử dụng trong bộ chuyển đổi điện áp một chu kỳ, thì chân 13 được kết nối với một dây chung, do đó, bộ kích hoạt D2 không còn tham gia vào công việc và các xung xuất hiện đồng thời ở tất cả các đầu ra. Phần tử A1 là bộ khuếch đại tín hiệu lỗi trong mạch ổn định điện áp đầu ra của UPS. Điện áp này (trong trường hợp này là - +5 V) thông qua bộ chia điện trở R1R2 được đưa đến một trong các đầu vào của bộ khuếch đại. Ở đầu vào thứ hai của nó, có một điện áp mẫu thu được từ bộ ổn định A5 được tích hợp trong vi mạch bằng cách sử dụng bộ chia điện trở R3 - R5. Điện áp ở đầu ra A1, tỷ lệ thuận với sự khác biệt giữa đầu vào, đặt ngưỡng cho hoạt động của bộ so sánh A4 và do đó, chu kỳ nhiệm vụ của các xung ở đầu ra của nó. Vì điện áp đầu ra của UPS phụ thuộc vào chu kỳ hoạt động (xem ở trên), nên trong một hệ thống kín, nó được tự động duy trì bằng với hệ thống mẫu, có tính đến hệ số phân chia R1R2. Chuỗi R7C2 là cần thiết cho sự ổn định của bộ ổn định. Bộ khuếch đại thứ hai (A2) trong trường hợp này được tắt bằng cách đặt điện áp thích hợp vào đầu vào của nó và không tham gia vào công việc. Chức năng của bộ so sánh A3 là đảm bảo rằng có một khoảng dừng giữa các xung ở đầu ra của phần tử D1, ngay cả khi điện áp đầu ra của bộ khuếch đại A1 nằm ngoài phạm vi. Ngưỡng kích hoạt tối thiểu A3 (khi chân 4 được kết nối chung) được đặt bởi nguồn điện áp bên trong GV1. Khi điện áp ở chân 4 tăng lên, thời gian tạm dừng tối thiểu tăng lên, do đó, điện áp đầu ra tối đa của UPS giảm xuống. Thuộc tính này được sử dụng để khởi động mềm UPS. Thực tế là tại thời điểm hoạt động ban đầu của thiết bị, các tụ lọc của bộ chỉnh lưu của nó đã được phóng điện hoàn toàn, tương đương với việc đóng các đầu ra vào một dây chung. Khởi động biến tần ngay lập tức "hết công suất" sẽ dẫn đến tình trạng quá tải lớn của các bóng bán dẫn của một tầng mạnh mẽ và khả năng hỏng hóc của chúng. Mạch C1R6 giúp biến tần khởi động trơn tru, không bị quá tải. Tại thời điểm đầu tiên sau khi bật, tụ điện C1 được phóng điện và điện áp ở chân 4 của DA1 gần bằng +5 V, thu được từ bộ ổn định A5. Điều này đảm bảo tạm dừng trong khoảng thời gian tối đa có thể, cho đến khi hoàn toàn không có xung ở đầu ra của vi mạch. Khi tụ điện C1 được sạc qua điện trở R6, điện áp ở chân 4 giảm và kéo theo thời gian tạm dừng. Đồng thời, điện áp đầu ra của UPS tăng lên. Điều này tiếp tục cho đến khi nó tiến gần đến ví dụ mẫu và phản hồi ổn định có hiệu lực. Việc sạc thêm tụ điện C1 không ảnh hưởng đến các quy trình trong UPS. Vì tụ điện C1 phải được phóng điện hoàn toàn trước mỗi lần bật UPS, nên trong nhiều trường hợp, các mạch để phóng điện cưỡng bức của nó được cung cấp (không thể hiện trong Hình 9). CASCADE TRUNG GIAN Nhiệm vụ của tầng này là khuếch đại các xung trước khi chúng được đưa đến các bóng bán dẫn mạnh mẽ. Đôi khi giai đoạn trung gian vắng mặt như một nút độc lập, là một phần của vi mạch bộ tạo dao động chính. Sơ đồ của một tầng như vậy được sử dụng trong PS-200B UPS được hiển thị trong hình. 10. Máy biến áp phù hợp T1 ở đây tương ứng với máy biến áp cùng tên trong hình. 5.
APPIS UPS sử dụng một tầng trung gian theo sơ đồ minh họa trong hình. 11, khác với cái đã thảo luận ở trên bởi sự hiện diện của hai máy biến áp phù hợp T1 và T2 - riêng cho từng bóng bán dẫn mạnh. Cực của công tắc trên cuộn dây của máy biến áp sao cho bóng bán dẫn của tầng trung gian và bóng bán dẫn mạnh liên kết với nó ở trạng thái mở cùng một lúc. Nếu không thực hiện các biện pháp đặc biệt, sau một vài chu kỳ hoạt động của biến tần, sự tích tụ năng lượng trong lõi từ của máy biến áp sẽ dẫn đến bão hòa lõi từ và giảm đáng kể độ tự cảm của cuộn dây.
Hãy xem xét cách giải quyết vấn đề này, sử dụng ví dụ về một trong những "một nửa" của tầng trung gian với máy biến áp T1. Khi bóng bán dẫn của vi mạch mở, cuộn dây Ia được kết nối với nguồn điện và dây chung. Một dòng điện tăng tuyến tính chạy qua nó. Một điện áp dương được tạo ra trong cuộn dây II, đi vào mạch cơ sở của một bóng bán dẫn mạnh và mở nó ra. Khi đóng bóng bán dẫn trong vi mạch, dòng điện trong cuộn dây Ia sẽ bị gián đoạn. Nhưng từ thông trong mạch từ của máy biến áp không thể thay đổi ngay lập tức, do đó, dòng điện giảm tuyến tính sẽ xuất hiện trong cuộn dây Ib, chạy qua diode VD1 đã mở từ dây chung đến điểm cộng của nguồn điện. Do đó, năng lượng tích lũy trong từ trường trong xung được đưa trở lại nguồn trong thời gian tạm dừng. Điện áp trên cuộn dây II trong thời gian tạm dừng là âm và bóng bán dẫn mạnh được đóng lại. Theo cách tương tự, nhưng trong antiphase, "nửa" thứ hai của tầng với máy biến áp T2 hoạt động. Sự hiện diện của các từ thông xung với thành phần không đổi trong mạch từ dẫn đến nhu cầu tăng khối lượng và thể tích của máy biến áp T1 và T2. Nhìn chung, giai đoạn trung gian với hai máy biến áp không thành công lắm, mặc dù nó đã trở nên khá phổ biến. Nếu công suất của các bóng bán dẫn của chip TL494CN không đủ để điều khiển trực tiếp giai đoạn đầu ra của biến tần, một mạch tương tự như trong hình. 12, thể hiện giai đoạn trung gian của UPS KYP-150W. Một nửa cuộn dây I của máy biến áp T1 đóng vai trò là tải thu của các bóng bán dẫn VT1 và VT2, được mở luân phiên bởi các xung đến từ vi mạch DA1. Điện trở R5 giới hạn dòng thu của bóng bán dẫn ở mức xấp xỉ 20 mA. Với sự trợ giúp của các điốt VD1, VD2 và tụ điện C1 trên các bộ phát của bóng bán dẫn VT1 và VT2, điện áp +1,6 V được duy trì cần thiết để chúng đóng lại một cách đáng tin cậy. mạch được hình thành bởi cuộn cảm của cuộn dây I của máy biến áp T4 và công suất riêng của nó. Điốt VD5 đóng lại nếu điện áp tăng đột biến ở đầu giữa của cuộn dây I vượt quá điện áp cung cấp của tầng.
Một phiên bản khác của mạch giai đoạn trung gian (UPS ESP-1003R) được hiển thị trong hình. 13.
Trong trường hợp này, các bóng bán dẫn đầu ra của chip DA1 được kết nối theo một mạch thu chung. Tụ C1 và C2 đang cưỡng bức. Cuộn dây I của máy biến áp T1 không có đầu ra trung bình. Tùy thuộc vào bóng bán dẫn nào VT1, VT2 hiện đang mở, mạch cuộn dây được đóng vào nguồn điện thông qua một điện trở R7 hoặc R8 được kết nối với bộ thu của bóng bán dẫn đóng. XỬ LÝ SỰ CỐ Trước khi sửa chữa UPS, nó phải được gỡ bỏ khỏi bộ phận hệ thống máy tính. Để thực hiện việc này, hãy ngắt kết nối máy tính khỏi mạng bằng cách rút phích cắm ra khỏi ổ cắm. Sau khi mở vỏ máy tính, hãy tháo tất cả các đầu nối UPS và tháo bốn vít trên thành phía sau của thiết bị hệ thống, tháo UPS. Sau đó, tháo nắp hình chữ U của hộp UPS bằng cách vặn các vít đang giữ nắp. Có thể tháo bảng mạch in bằng cách vặn ba con vít "tự khai thác" đang giữ chặt bảng mạch. Một tính năng của bo mạch của nhiều UPS là dây dẫn in của dây chung được chia thành hai phần, chỉ được kết nối với nhau thông qua vỏ kim loại của thiết bị. Trên bo mạch được tháo ra khỏi vỏ, các bộ phận này phải được kết nối bằng dây dẫn treo. Nếu nguồn điện bị ngắt kết nối với nguồn điện cách đây chưa đầy nửa giờ, thì cần phải tìm và xả các tụ điện oxit 220 hoặc 470 uF x 250 V trên bo mạch (đây là những tụ điện lớn nhất trong thiết bị). Trong quá trình sửa chữa, nên lặp lại thao tác này sau mỗi lần ngắt kết nối thiết bị khỏi mạng hoặc ngắt tạm thời các tụ điện có điện trở 100 ... 200 kOhm với công suất ít nhất 1 W. Trước hết, họ kiểm tra các bộ phận của UPS và xác định rõ ràng những bộ phận bị lỗi, chẳng hạn như bị cháy hoặc có vết nứt trên vỏ. Nếu sự cố của thiết bị là do sự cố của quạt, bạn nên kiểm tra các bộ phận được lắp đặt trên bộ tản nhiệt: bóng bán dẫn biến tần mạnh mẽ và cụm diode Schottky của bộ chỉnh lưu đầu ra. Trong quá trình "bùng nổ" các tụ oxit, chất điện phân của chúng được phun khắp khối. Để tránh quá trình oxy hóa các bộ phận mang dòng điện bằng kim loại, cần rửa sạch chất điện phân bằng dung dịch kiềm nhẹ (ví dụ, bằng cách pha loãng Fairy với nước theo tỷ lệ 1:50). Sau khi kết nối thiết bị với mạng, trước hết, phải đo tất cả các điện áp đầu ra của thiết bị. Nếu hóa ra điện áp ở ít nhất một trong các kênh đầu ra gần với giá trị danh định, thì lỗi nên được tìm kiếm trong các mạch đầu ra của các kênh bị lỗi. Tuy nhiên, như thực tế cho thấy, các mạch đầu ra hiếm khi bị lỗi. Trong trường hợp có sự cố của tất cả các kênh, quy trình khắc phục sự cố như sau. Đo điện áp giữa cực dương của tụ điện C4 và cực âm C5 (xem Hình 4) hoặc cực thu của bóng bán dẫn VT1 và cực phát VT2 (xem Hình 5) Nếu giá trị đo được nhỏ hơn đáng kể so với 310 V, bạn cần kiểm tra và nếu cần, thay thế cầu điốt VD1 (xem Hình 4) hoặc các điốt riêng lẻ cấu thành nó. Nếu điện áp được chỉnh lưu là bình thường và thiết bị không hoạt động, rất có thể một hoặc cả hai bóng bán dẫn của tầng biến tần mạnh (VT1, VT2, xem Hình 5), chịu quá tải nhiệt lớn nhất, đã bị hỏng. Với các bóng bán dẫn có thể sử dụng được, vẫn còn phải kiểm tra chip TL494CN và các mạch liên kết với nó. Các bóng bán dẫn bị lỗi có thể được thay thế bằng các bóng bán dẫn trong nước hoặc nhập khẩu phù hợp với các thông số điện, kích thước tổng thể và lắp đặt, được hướng dẫn bởi dữ liệu trong Bảng. 2.
Điốt thay thế được chọn theo bảng. 3.
Có thể thay thế thành công các điốt chỉnh lưu của bộ chỉnh lưu nguồn (xem Hình 4) bằng KD226G, KD226D trong nước. Nếu các tụ điện có công suất 220 uF được lắp đặt trong bộ chỉnh lưu chính, thì nên thay thế chúng bằng 470 uF, một vị trí cho việc này thường được cung cấp trên bo mạch. Để giảm nhiễu, nên ngắt từng điốt trong số bốn điốt chỉnh lưu bằng tụ điện 1000 pF cho điện áp 400 ... 450 V. Bóng bán dẫn 2SC3039 có thể được thay thế bằng KT872A trong nước. Nhưng đi-ốt giảm chấn PXPR1001 để thay thế cho cái bị hỏng rất khó mua ngay cả ở các thành phố lớn. Trong tình huống này, bạn có thể sử dụng ba điốt KD226G hoặc KD226D mắc nối tiếp. Có thể thay thế một đi-ốt bị lỗi và một bóng bán dẫn mạnh được bảo vệ bởi nó bằng một bóng bán dẫn có đi-ốt giảm chấn tích hợp, ví dụ: 2SD2333, 2SD1876, 2SD1877 hoặc 2SD1554. Cần lưu ý rằng trong nhiều UPS được sản xuất sau năm 1998, việc thay thế như vậy đã được thực hiện. Để cải thiện độ tin cậy của IED, có thể khuyến nghị kết nối các cuộn cảm có độ tự cảm 7 μH song song với các điện trở R8 và R5 (xem Hình 4). Chúng có thể được quấn bằng dây có đường kính ít nhất 0,15 mm bằng lụa cách điện trên bất kỳ lõi từ tính vòng nào. Số lượt được tính theo các công thức đã biết. Điện trở cắt để điều chỉnh điện áp đầu ra (R3, xem Hình 9) không có sẵn trong nhiều UPS; thay vào đó, một điện trở không đổi được lắp đặt. Nếu cần điều chỉnh, thì có thể thực hiện bằng cách cài đặt tạm thời một điện trở điều chỉnh, sau đó thay thế lại bằng một giá trị không đổi được tìm thấy. Để cải thiện độ tin cậy, nên thay thế các tụ oxit nhập khẩu được lắp trong bộ lọc của các bộ chỉnh lưu + 12 V và + 5 V mạnh nhất bằng các tụ K50-29 tương đương về điện dung và điện áp. Cần lưu ý rằng không phải tất cả các tụ điện do mạch cung cấp đều được lắp đặt trên bo mạch của nhiều UPS (dường như không tiết kiệm), điều này ảnh hưởng tiêu cực đến các đặc tính của thiết bị. Nên lắp đặt các tụ điện bị thiếu ở những nơi dành cho chúng. Khi lắp ráp thiết bị sau khi sửa chữa, đừng quên tháo các cầu nối và điện trở đã lắp tạm thời, đồng thời kết nối quạt tích hợp với đầu nối tương ứng. Văn chương
Tác giả: R. Aleksandrov, Maloyaroslavets, Vùng Kaluga
Máy tỉa hoa trong vườn
02.05.2024 Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến
02.05.2024 Bẫy không khí cho côn trùng
01.05.2024
▪ Mọi người yêu mèo nghịch ngợm ▪ SpaceX sẽ đưa các phi hành gia lên mặt trăng
▪ phần video nghệ thuật của trang web. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết của Publius Virgil Maro. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ bài viết Làm việc với các công cụ chế biến gỗ thủ công. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết Xi măng để kết dính các khoáng chất khác nhau. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên ▪ bài báo Máy thu phát Radio-76. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này