Reparação de fonte de alimentação DIY

Em detalhes: reparo DIY de fontes de alimentação de um verdadeiro mestre para o site my.housecope.com.

No mundo moderno, o desenvolvimento e a obsolescência de componentes de computadores pessoais ocorrem muito rapidamente. 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.

Consequentemente, a fonte de alimentação do computador de jogos ultramoderno e do antigo PC de escritório funcionam com o mesmo princípio e possuem técnicas comuns de solução de problemas.

Imagem - Reparo de fonte de alimentação faça você mesmo

Um circuito típico de fonte de alimentação ATX é mostrado na figura. Estruturalmente, é uma unidade de pulso clássica no controlador TL494 PWM, que é 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 com uma tensão de +5 V na saída está ativa.

Vamos dar uma olhada na estrutura da fonte de alimentação ATX. Seu primeiro elemento é
retificador de rede:

Imagem - Reparo de fonte de alimentação faça você mesmo

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 alimentação, levando a um aumento acentuado no consumo de corrente e, como resultado, a um aumento crítico de 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 fonte de alimentação está conectada à rede.
  • Em seguida, é instalado um filtro de ruído, composto por várias bobinas (L1, L2), capacitores (C1, C2, C3, C4) e um estrangulador de contra-enrolamento Tr1... A necessidade de tal filtro se deve ao nível significativo de interferência que a unidade de impulso transmite à rede de alimentação - essa interferência não é apenas capturada por receptores de televisão e rádio, mas em alguns casos também pode levar à operação incorreta de equipamentos sensíveis .
  • Uma ponte de diodos é instalada atrás do filtro, que converte a corrente alternada em corrente contínua pulsante. A ondulação é suavizada por um filtro capacitivo-indutivo.
Vídeo (clique para reproduzir).

Além disso, uma tensão constante, presente sempre que a fonte de alimentação ATX está conectada à tomada, vai para os circuitos de controle do controlador PWM e da fonte de alimentação em espera.

Imagem - Reparo de fonte de alimentação faça você mesmo

Fonte de alimentação em espera - trata-se de um conversor de pulso independente de baixa potência baseado no transistor T11, que gera pulsos, através de um transformador de isolamento e um retificador de meia onda no diodo D24, fornecendo um regulador de tensão integrado de baixa potência no microcircuito 7805. alta tensão cair no regulador 7805, que sob carga pesada leva ao superaquecimento. Por esse motivo, danos aos circuitos alimentados pela fonte de espera podem levar à sua falha e à consequente impossibilidade de ligar o computador.

A base do conversor de pulso é controlador PWM... Esta abreviatura já foi mencionada várias vezes, mas não foi decifrada. PWM é a modulação por largura de pulso, ou seja, a mudança na duração dos pulsos de tensão em sua amplitude e frequência constantes. A tarefa da unidade PWM, baseada no microcircuito especializado TL494 ou seus análogos funcionais, é converter a tensão constante em pulsos de frequência apropriada, que, após o transformador de isolamento, são suavizados pelos 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.

Imagem - Reparo de fonte de alimentação faça você mesmo

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.

Imagem - Reparo de fonte de alimentação faça você mesmo

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.

Imagem - Reparo de fonte de alimentação faça você mesmo

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.

Leia também:  Reparação de serras circulares Hitachi faça você mesmo

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 o módulo de energia 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.

Imagem - Reparo de fonte de alimentação faça você mesmo

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 alimentação, 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.

No lado de alta tensão, a tensão da rede é convertida por uma ponte de diodos em uma tensão constante e suavizada em um capacitor para um nível de 300,0 ... 310,0 volts. A alta tensão constante é convertida em uma tensão de pulso com uma frequência de 10,0 ... 100,0 kilohertz, o que permite abandonar os 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, endireitada, estabilizada e suavizada. Na saída desta unidade, há uma ou mais voltagens necessárias para alimentar eletrodomésticos. Além disso, vários circuitos de controle são montados na unidade de baixa tensão, o que permite aumentar a confiabilidade do dispositivo e garantir a estabilidade dos parâmetros de saída.

Visualmente, em uma placa real, é muito fácil distinguir entre as partes de alta e baixa tensão. Os fios de rede são adequados para o primeiro e os fios de alimentação vão para o segundo.

Imagem - Reparo de fonte de alimentação faça você mesmo

Regulador de comutação na fonte de alimentação do transistor

Uma pessoa que vai tentar consertar uma fonte de alimentação para eletrodomésticos deve estar preparada com antecedência para que nem todos os dispositivos de alimentação possam ser reparados. Hoje, alguns fabricantes produzem eletrônicos, cujos blocos não são passíveis de reparo, mas de substituição completa.

Nem um único mestre realizará o reparo de tal fonte de alimentação, porque inicialmente se destina à desmontagem completa do dispositivo antigo com 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:

  • mau funcionamento da parte de alta tensão (40,0%), que são expressos pela quebra (burnout) da ponte de diodos e pela falha do capacitor de filtragem;
  • quebra de um transistor de efeito de campo de potência ou transistor bipolar (30,0%), que forma 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 de estrangulamento do filtro de saída.

Em outros casos, o diagnóstico é bastante difícil e sem dispositivos especiais (osciloscópio, voltímetro digital) não será possível realizá-lo. Portanto, se o mau funcionamento da fonte de alimentação não for causado pelos quatro motivos principais mencionados acima, você não deve realizar reparos em casa, mas chamar imediatamente um mestre para substituição ou comprar uma nova fonte de alimentação.

Falhas na seção de alta tensão são 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 bom, a tensão na entrada da unidade de baixa tensão estiver presente e a tensão de entrada estiver ausente.

É aconselhável verificar todos os detalhes ao mesmo tempo. Se vários elementos eletrônicos estiverem queimados, quando um deles for substituído por um reparável, 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 queimar 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 capacitores eletrolíticos da unidade retificadora secundária.

O mau funcionamento dos capacitores é diagnosticado quando eles estão inchados ou vazam fluidos para fora do corpo. Os diodos devem ser evaporados e verificados com um testador da mesma forma que a verificação da parte de alta tensão. A integridade do enrolamento do estrangulador é verificada por um testador. Todas as peças defeituosas devem ser substituídas.

Se você não conseguir encontrar o estrangulamento desejado, alguns "artesãos" rebobinam o queimado, pegando 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.

Como já mencionado, a maioria das fontes de alimentação para computadores e TVs modernos é construída de acordo com um esquema típico. Eles diferem no tamanho das peças eletrônicas usadas e na potência de saída. Os procedimentos de diagnóstico e solução de problemas para esses dispositivos são idênticos.

No entanto, um reparo de alta qualidade requer uma ferramenta apropriada, cuja gama inclui:

  • ferro de solda (de preferência com potência ajustável);
  • solda, fundente, álcool ou gasolina refinada (Galosha);
  • dispositivo para remoção de solda fundida (bomba de dessoldagem);
  • 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 o dispositivo de alimentação gera toda a faixa de tensões - incluindo a alta tensão usada para escanear o cinescópio. As fontes de alimentação para computadores domésticos são feitas de acordo com o mesmo tipo de esquema. Vamos considerar separadamente a metodologia para determinar o mau funcionamento e reparar a TV e a área de trabalho.