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Reparação de fonte de alimentação faça você mesmo
Em detalhes: reparo de fonte de alimentação faça você mesmo de um verdadeiro mestre para o site my.housecope.com.
No mundo de hoje, o desenvolvimento e a obsolescência de componentes de computadores pessoais são muito rápidos. Ao mesmo tempo, um dos principais componentes de um PC - uma fonte de alimentação ATX - é praticamente não mudou seu design nos últimos 15 anos.
Portanto, a fonte de alimentação do computador de jogos ultramoderno e do antigo PC de escritório funciona com o mesmo princípio, possui técnicas comuns de solução de problemas.
Um circuito típico de fonte de alimentação ATX é mostrado na figura. Estruturalmente, é uma unidade de pulso clássica em um controlador TL494 PWM, acionada por um sinal PS-ON (Power Switch On) da placa-mãe. O resto do tempo, até que o pino PS-ON seja puxado para o terra, somente a Fonte Standby está ativa com +5 V na saída.
Considere a estrutura da fonte de alimentação ATX com mais detalhes. Seu primeiro elemento é retificador de rede:
Sua tarefa é converter a corrente alternada da rede elétrica em corrente contínua para alimentar o controlador PWM e a fonte de alimentação em espera. Estruturalmente, é composto pelos seguintes elementos:
Fusível F1 protege a fiação e a própria fonte de alimentação contra sobrecarga em caso de falha de PSU, levando a um aumento acentuado no consumo de corrente e, como resultado, a um aumento crítico na temperatura que pode levar a um incêndio.
Um termistor de proteção é instalado no circuito "neutro", o que reduz o pico de corrente quando a PSU está conectada à rede.
Em seguida, é instalado um filtro de ruído, composto por várias bobinas (L1, L2), capacitores (C1, C2, C3, C4) e uma bobina com contra-enrolamento Tr1. A necessidade de tal filtro se deve ao nível significativo de interferência que a unidade de pulso transmite à rede de energia - essa interferência não é apenas captada por receptores de televisão e rádio, mas em alguns casos pode levar ao mau funcionamento de equipamentos sensíveis.
Uma ponte de diodos é instalada atrás do filtro, que converte a corrente alternada em uma corrente contínua pulsante. As ondulações são suavizadas por um filtro capacitivo-indutivo.
Vídeo (clique para reproduzir).
Além disso, a tensão constante, que está presente o tempo todo enquanto a fonte de alimentação ATX está conectada à tomada, é fornecida aos circuitos de controle do controlador PWM e à fonte de alimentação em espera.
Fonte de alimentação em espera - Este é um conversor de pulso independente de baixa potência baseado no transistor T11, que gera pulsos, através de um transformador de isolação e um retificador de meia onda no diodo D24, alimentando um regulador de tensão integrado de baixa potência no chip 7805. circuito é, como se costuma dizer, testado ao longo do tempo, sua desvantagem significativa é a queda de alta tensão no estabilizador 7805, levando ao superaquecimento sob carga pesada. Por esse motivo, danos em circuitos alimentados por uma fonte de espera podem levar à sua falha e consequente incapacidade de ligar o computador.
A base do conversor de pulso é controlador PWM. Esta abreviatura já foi mencionada várias vezes, mas não decifrada. PWM é a modulação por largura de pulso, ou seja, alterando a duração dos pulsos de tensão em sua amplitude e frequência constantes. A tarefa da unidade PWM, baseada em um microcircuito especializado TL494 ou seus análogos funcionais, é converter uma tensão constante em pulsos de frequência apropriada, que, após um transformador de isolamento, são suavizados por filtros de saída.A estabilização da tensão na saída do conversor de pulso é realizada ajustando a duração dos pulsos gerados pelo controlador PWM.
Uma vantagem importante desse circuito de conversão de tensão é também a capacidade de trabalhar com frequências muito superiores a 50 Hz da rede elétrica. Quanto maior a frequência da corrente, menores são as dimensões do núcleo do transformador e o número de voltas dos enrolamentos. É por isso que as fontes de alimentação chaveadas são muito mais compactas e mais leves que os circuitos clássicos com um transformador abaixador de entrada.
O circuito baseado no transistor T9 e nos estágios seguintes é responsável por ligar a fonte de alimentação ATX. No momento em que a fonte de alimentação é conectada à rede, uma tensão de 5V é fornecida à base do transistor através do resistor limitador de corrente R58 da saída da fonte de alimentação em espera, no momento em que o fio PS-ON é fechado ao terra, o circuito inicia o controlador PWM TL494. Neste caso, a falha da fonte de alimentação em standby levará à incerteza do funcionamento do circuito de inicialização da fonte de alimentação e à provável falha de ligação, conforme já mencionado.
A carga principal é suportada pelos estágios de saída do conversor. Em primeiro lugar, isso diz respeito aos transistores de comutação T2 e T4, instalados em radiadores de alumínio. Mas com carga alta, seu aquecimento, mesmo com resfriamento passivo, pode ser crítico, de modo que as fontes de alimentação são equipadas adicionalmente com um exaustor. Se falhar ou estiver muito empoeirado, a probabilidade de superaquecimento do estágio de saída aumenta significativamente.
Fontes de alimentação modernas estão usando cada vez mais poderosos interruptores MOSFET em vez de transistores bipolares, devido à resistência de estado aberto significativamente menor, proporcionando maior eficiência do conversor e, portanto, resfriamento menos exigente.
Vídeo sobre a fonte de alimentação do computador, seu diagnóstico e reparo
Inicialmente, as fontes de alimentação de computador padrão ATX usavam um conector de 20 pinos para conectar à placa-mãe (ATX 20 pinos). Agora só pode ser encontrado em equipamentos desatualizados. Posteriormente, o crescimento da potência dos computadores pessoais e, portanto, seu consumo de energia, levou ao uso de conectores adicionais de 4 pinos (4 pinos). Posteriormente, os conectores de 20 pinos e 4 pinos foram combinados estruturalmente em um conector de 24 pinos e, para muitas fontes de alimentação, a parte do conector com contatos adicionais pode ser separada para compatibilidade com placas-mãe antigas.
A atribuição de pinos dos conectores é padronizada no fator de forma ATX conforme a figura (o termo “controlado” refere-se àqueles pinos nos quais a tensão aparece apenas quando o PC está ligado e é estabilizado pelo controlador PWM):
A maioria dos equipamentos eletrônicos de consumo modernos possui em seu projeto módulos eletrônicos independentes ou localizados em uma placa separada que baixam e retificam a tensão da rede.
Existem várias razões para isso, mas as principais são:
flutuações de tensão de rede, para as quais esses dispositivos retificadores buck não são projetados;
descumprimento das regras de funcionamento;
conexão de uma carga para a qual os dispositivos não foram projetados.
Claro, pode ser muito decepcionante quando um trabalho urgente precisa ser feito, e a fonte de alimentação do computador está com defeito ou enquanto assiste ao seu programa de TV favorito, este dispositivo falha.
Você não deve entrar em pânico imediatamente e entrar em contato com uma oficina ou correr para um supermercado de eletrônicos para comprar uma nova unidade. Muitas vezes, as causas da inoperabilidade são tão triviais que podem ser eliminadas em casa, com custos financeiros e nervosos mínimos.
Obviamente, para tentar não apenas reparar uma fonte de alimentação de comutação, mas também determinar seu mau funcionamento, você deve ter conhecimentos básicos de eletrônica e certas habilidades elétricas.
Como parte de qualquer fonte de energia, seja embutida, como em uma TV, ou instalada como um dispositivo separado, como em um computador de mesa, existem dois blocos funcionais - alta tensão e baixa tensão.
Na caixa de alta tensão, a tensão da rede é convertida por uma ponte de diodos em uma constante e suavizada no capacitor para um nível de 300,0 ... 310,0 volts. Uma alta tensão constante é convertida em uma tensão de pulso, com uma frequência de 10,0 ... 100,0 kilohertz, o que permite abandonar transformadores abaixadores maciços de baixa frequência, substituindo-os por pulsos de pequeno porte.
Na unidade de baixa tensão, a tensão de impulso é reduzida ao nível necessário, retificada, estabilizada e suavizada. Na saída deste bloco, há uma ou mais voltagens necessárias para alimentar eletrodomésticos. Além disso, vários circuitos de controle são montados na unidade de baixa tensão para melhorar a confiabilidade do dispositivo e garantir a estabilidade dos parâmetros de saída.
Visualmente, em uma placa real, é muito fácil distinguir entre uma parte de alta e uma de baixa tensão. Os fios de rede chegam ao primeiro e os fios de energia partem do segundo.
Estabilizador de comutação na fonte de alimentação em transistores
Uma pessoa que vai tentar reparar a fonte de alimentação de equipamentos eletrônicos de consumo deve estar preparada com antecedência para o fato de que nem todos os dispositivos de energia podem ser reparados. Hoje, alguns fabricantes produzem eletrônicos, cujos blocos não estão sujeitos a reparos, mas à substituição completa.
Nem um único mestre realizará o reparo de tal fonte de alimentação, porque inicialmente se destina à desmontagem completa do dispositivo antigo e à substituição por um novo. Muitas vezes, esses dispositivos eletrônicos são simplesmente preenchidos com algum tipo de composto, o que elimina imediatamente a questão de sua manutenção.
Como mostram as estatísticas, as principais avarias da fonte de alimentação são causadas por:
um mau funcionamento da parte de alta tensão (40,0%), que é expresso por uma quebra (queima) da ponte de diodos e falha do capacitor do filtro;
quebra de um campo de potência ou transistor bipolar (30,0%), que gera pulsos de alta frequência e está localizado na parte de alta tensão;
quebra da ponte de diodos (15,0%) na parte de baixa tensão;
avaria (burnout) dos enrolamentos do indutor do filtro de saída.
Em outros casos, o diagnóstico é bastante difícil e sem instrumentos especiais (osciloscópio, voltímetro digital) não será possível realizá-lo. Portanto, se a falha da fonte de alimentação não for causada pelos quatro principais motivos mencionados acima, você não deve fazer reparos em casa, mas chamar imediatamente o assistente para substituir ou comprar uma nova fonte de alimentação.
As avarias da parte de alta tensão são bastante fáceis de detectar. Eles são diagnosticados por um fusível queimado e uma falta de tensão depois dele. O terceiro e quarto casos podem ser assumidos se o fusível estiver em boas condições, a tensão na entrada da unidade de baixa tensão estiver presente, mas a entrada estiver ausente.
É aconselhável verificar todos os detalhes ao mesmo tempo. Se vários elementos eletrônicos queimarem ao substituir um deles por um que pode ser reparado, ele pode queimar novamente devido a um mau funcionamento complexo que não foi eliminado.
Depois de substituir as peças, você deve instalar um novo fusível e ligar a fonte de alimentação. Como regra, depois disso, a fonte de alimentação começa a funcionar.
Se o fusível não estiver queimado e não houver tensão na saída da fonte de alimentação, a causa do mau funcionamento é a quebra dos diodos retificadores da parte de baixa tensão, a queima do indutor ou a saída do os capacitores eletrolíticos da unidade retificadora secundária.
A falha dos capacitores é diagnosticada quando eles incham ou vazam líquido de seu corpo. Os diodos devem ser não soldados e verificados com um testador da mesma forma que a verificação da parte de alta tensão. A integridade do enrolamento do acelerador é verificada por um testador. Todas as peças defeituosas devem ser substituídas.
Se não for possível encontrar o indutor certo, alguns "artesãos" rebobinam o queimado, escolhendo um fio de diâmetro adequado e determinando o número de voltas. Esse trabalho é bastante meticuloso e geralmente é realizado apenas para fontes de alimentação exclusivas, é difícil encontrar um análogo para o qual seja difícil.
Como já mencionado, a maioria das fontes de alimentação de computadores e TVs modernos é construída de acordo com um esquema típico. Eles diferem no tamanho dos componentes eletrônicos usados e na potência de saída. Os procedimentos de diagnóstico e solução de problemas para esses dispositivos são idênticos.
No entanto, reparos de alta qualidade exigem uma ferramenta adequada, cuja gama inclui:
ferro de solda (de preferência com potência ajustável);
solda, fundente, álcool ou gasolina refinada ("Galosha");
um dispositivo para remoção de solda fundida (sucção de solda);
Jogo de chaves de fenda;
cortadores laterais (pinças);
multímetro doméstico (testador)
pinças;
Lâmpada incandescente de 100,0 watts (usada como carga de lastro).
Em princípio, TVs simples podem ser consertadas sem circuito, mas a principal dificuldade em consertar alguns modelos é que a fonte de alimentação gera toda a faixa de tensões - incluindo a de alta tensão usada para escanear o cinescópio. As fontes de alimentação para computadores domésticos são feitas de acordo com o mesmo tipo de esquema. Considere separadamente a metodologia para determinar o mau funcionamento e reparar a TV e a área de trabalho.