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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.
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:
Sua tarefa é converter CA da rede elétrica para CC 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.
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 estabilizador 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 isolação, 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 esquema de conversão de tensão é também a capacidade de trabalhar com frequências significativamente 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 do enrolamento. 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.
Um 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 ligada 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 em curto com o terra, o circuito inicia o controlador TL494 PWM. 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, o que já foi mencionado.
A carga principal é suportada pelos estágios de saída do conversor. Isso diz respeito principalmente aos transistores de comutação T2 e T4, instalados em radiadores de alumínio. Mas em alta carga, 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 significativamente menor no estado aberto, proporcionando uma maior eficiência do conversor e, portanto, menos exigente em resfriamento.
Vídeo sobre o dispositivo de alimentação do computador, seu diagnóstico e reparo
Inicialmente, as fontes de alimentação de computador ATX usavam um conector de 20 pinos (ATX 20 pinos). Agora só pode ser encontrado em equipamentos desatualizados. Posteriormente, o aumento 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 e 4 pinos foram combinados estruturalmente em um conector de 24 pinos e, para muitas fontes de alimentação, uma parte do conector com pinos adicionais pode ser separada para compatibilidade com placas-mãe mais antigas.
A atribuição de pinos dos conectores é padronizada no fator de forma ATX da seguinte forma, conforme a figura (o termo "controlado" refere-se àqueles pinos nos quais a tensão aparece apenas quando o PC é ligado e é estabilizado pelo controlador PWM) :
Um dos componentes importantes de um computador pessoal moderno é uma unidade de fonte de alimentação (PSU). O computador não funcionará se não houver energia.
Por outro lado, se a fonte de alimentação gerar uma tensão além dos limites permitidos, isso pode causar a falha de componentes importantes e caros.
Em tal unidade, com a ajuda de um inversor, a tensão da rede retificada é convertida em alta frequência alternada, a partir da qual são formados os fluxos de baixa tensão necessários para a operação do computador.
O circuito ATX da fonte de alimentação consiste em 2 nós - um retificador de tensão de rede e um conversor de tensão para um computador.
Retificador de rede é um circuito em ponte com um filtro capacitivo. Na saída do dispositivo, é gerada uma tensão constante de 260 a 340 V.
Os principais elementos da composição conversor de voltagem são:
um inversor que converte tensão contínua em tensão alternada;
transformador de alta frequência operando em 60 kHz;
retificadores de baixa tensão com filtros;
dispositivo de controle.
Além disso, o conversor inclui uma fonte de alimentação de tensão de reserva, amplificadores de um sinal de controle para transistores chave, circuitos de proteção e estabilização e outros elementos.
As razões para falhas na fonte de alimentação podem ser:
picos e flutuações de energia;
fabricação de produtos de baixa qualidade;
superaquecimento associado ao mau funcionamento do ventilador.
As falhas geralmente levam ao fato de que a unidade de sistema do computador para de iniciar ou, após um curto período de tempo, desliga. Em outros casos, apesar da operação de outras unidades, a placa-mãe não inicia.
Antes de iniciar o reparo, você deve finalmente certificar-se de que é a fonte de alimentação que está com defeito. Neste caso, você deve primeiro verifique a funcionalidade do cabo de alimentação e do interruptor de alimentação... Depois de certificar-se de que estão em boas condições de funcionamento, você pode desconectar os cabos e remover a fonte de alimentação do gabinete da unidade de sistema.
Antes de reativar a fonte de alimentação de forma autônoma, é necessário conectar a carga a ela. Para fazer isso, você precisa de resistores conectados aos terminais correspondentes.
Primeiro você precisa verificar efeito placa-mãe... Para fazer isso, você precisa fechar dois contatos no conector da fonte de alimentação. Em um conector de 20 pinos, este seria o pino 14 (o fio pelo qual o sinal Power On passa) e o pino 15 (o fio que corresponde ao pino GND - Terra). Para um conector de 24 pinos, seriam os pinos 16 e 17, respectivamente.
Depois de remover a tampa da fonte de alimentação, você deve usar imediatamente um aspirador de pó para limpar toda a poeira dela. É por causa da poeira que as peças do rádio geralmente falham, pois a poeira, cobrindo a peça com uma camada espessa, causa superaquecimento dessas peças.
O próximo passo na identificação de falhas é uma inspeção completa de todos os elementos. Atenção especial deve ser dada aos capacitores eletrolíticos. A razão para sua quebra pode ser um regime de temperatura severo. Capacitores defeituosos geralmente incham e vazam eletrólito.
Essas peças devem ser substituídas por novas com as mesmas classificações e tensões de operação. Às vezes, a aparência de um capacitor não indica um mau funcionamento. Se, por indicações indiretas, houver suspeita de mau desempenho, você poderá verificar o capacitor com um multímetro. Mas para isso ele precisa ser removido do circuito.
Uma fonte de alimentação defeituosa também pode estar associada a diodos de baixa tensão defeituosos. Para verificar, você precisa medir a resistência das transições direta e reversa dos elementos com um multímetro. Para substituir diodos defeituosos, você deve usar os mesmos diodos Schottky.
O próximo mau funcionamento, que pode ser determinado visualmente, é a formação de rachaduras nos anéis, que quebram os contatos. Para encontrar esses defeitos, você precisa olhar com muito cuidado na placa de circuito impresso. Para eliminar esses defeitos, é necessário usar uma solda cuidadosa das rachaduras (para isso, você precisa saber como soldar corretamente com um ferro de solda).
Resistores, fusíveis, indutores, transformadores são inspecionados da mesma maneira.
No caso de um fusível queimar, ele pode ser substituído por outro ou reparado. A fonte de alimentação usa um elemento especial com cabos de solda. Para reparar um fusível defeituoso, ele é soldado do circuito. Em seguida, os copos de metal são aquecidos e removidos do tubo de vidro. Em seguida, um fio do diâmetro necessário é selecionado.
O diâmetro do fio necessário para uma determinada corrente pode ser encontrado nas tabelas. Para o fusível de 5A usado no circuito de alimentação ATX, o diâmetro do fio de cobre será de 0,175 mm. Em seguida, o fio é inserido nos orifícios dos fusíveis e fixado por solda. O fusível reparado pode ser soldado no circuito.
O acima considerado o mau funcionamento mais simples de uma fonte de alimentação de computador.
Um dos elementos mais importantes de um PC é a fonte de alimentação, se falhar, o computador para de funcionar.
A fonte de alimentação do computador é um dispositivo bastante complexo, mas em alguns casos pode ser reparado manualmente.
