Cos'è ElectroYou | Login Iscriviti

ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

Ricerca personalizzata
35
voti

Riparare un ATX Switching Power Supply

switching.jpg

switching.jpg


Indice

Premessa

Vorrei dedicare questo argomento a tutti gli appassionati di alimentatori switching in particolar modo degli ATX.

Perché ho deciso di pubblicare questo articolo?

Sono tante le persone che sul web pubblicano sempre qualche schema di qualche alimentatore ATX. Alcuni hanno anche apportato delle modifiche per farne uno strumento da laboratorio. Ma e' molto difficile capire a fondo tutti gli elementi di progettazione, a meno che qualcuno non ce li spieghi.

Ma non ho mai trovato fino ad oggi un articolo esauriente sull'argomento.

Sperando di condividere anche la vostra partecipazione e magari suggerire quello che gia' sapete in merito.

Non ho la pretesa di scrivere un manuale sulle caratteristiche di progetto di questo alimentatore, ma condividerne invece le procedure di test che nel corso del tempo, grazie anche alla risorse del Web mi hanno aiutato a capire meglio i concetti fondamentali della vasta tecnologia switching.

Quindi tutte le procedure che ho pubblicato in queste pagine, di riparazione Misure elettriche, di frequenza, etc etc sono frutto della mia attivita' di sperimentazione personale e corrispondono solo a questa versione di Alimentatore.

aliment.jpg

aliment.jpg

Una breve introduzione sulla tecnica PWM

Dall'inglese Pulse Width Modulation e tradotto significa Modulazione a larghezza di impulso. vediamo un banale esempio: Mantenendo la Frequenza costante del convertitore si varia solo il tempo T on di chiusura del transistor.

Se dovessimo ad esempio variare la velocita' di un motorino in DC,agiremo sulla tensione di alimentazione?

Potrebbe essere un idea,ma lo svantaggio riguarderebbe anche la perdita di potenza.

Allora perché non adottare la tecnica PWM?

Guardando il grafico risulta chiaro che il ciclo utile(Duty Cycle)del segnale ad onda quadra,riguarda:

-il Periodo T e la frequenza f=1/T

-il duty cycle δ=Ton/T

In pratica basta calcolare il rapporto tra il segnale a livello alto ed il periodo totale del segnale stesso.

il tutto espresso in percentuale:

o se vogliamo meglio:

Quindi se un periodo totale dell'impulso dura 20mS avremo:

naturalmente,se TON si allunga, TOFF diventa di conseguenza più breve.

1 periodo ON di 10mS

1 periodo OFF di 10 mS

Quindi un duty cycle del 50%

Piu' avanti vedremo come questo segnale e' utilizzato per il controllo della tensione di uscita tramite un tensione di feedback al variare del carico:


Schema di principio

Il transistor agisce come switch e apre e chiude il passaggio della corrente. Attraverso l'induttanza L la corrente arriva al carico ed al condensatore che agisce da filtro. quando lo switch è chiuso (ON), la corrente attraversa l'induttanza ed arriva sia al condensatore C, caricandolo, che all'utilizzatore. Il diodo D risulta collegato in senso inverso, per cui è come se non ci fosse.


Quando lo switch è aperto (OFF),la corrente nell'induttanza permane per un'istante e si crea ai capi di quest'ultima una tensione tale da continuare a mantenere la corrente che era in circolo. La corrente fluisce allora nel carico, insieme alla corrente che adesso viene ceduta dal condensatore, e, attraverso il diodo D ritorna all'induttanza.


ATX FLYBACK

Il circuito in esame rientra nella configurazione di Flyback,poiche' la notevole differenza di Tensione di uscita rispetto a quella di entrata,richiede anche un isolamento galvanico.

La sezione power switch e' formata da due BJT si occupa di pilotare il trasformatore mediante un Onda Quadra fornita da un integrato apposito, e le basi del transistor sono separate galvanicamente dal trasformatore T2

Quando il transistor e' interdetto, il trasformatore mantiene il flusso di corrente per un brevissimo tempo,quindi la tensione ai capi della bobina del Trafi passa al segno opposto, generando un impulso di tensione detto “back-EMF flyback”. Il Trafo trasferisce l'impulso dal primario al secondario, dove il diodo iniziera' a condurre ed a caricare il condensatore all'uscita. La tensione Vout dipendera' oltre che al rapporto di spire tra primario e secondario,anche dal duty cycle

Il segnale di feedback prelevato all'uscita viene retroazionato dal controller che ne modifichera' il duty cycle ogni volta che varia la corrente di assorbimento per riportare la tensione di uscita alla valore nominale.

Step 1

Sicurezza contro il rischio di scosse elettriche

Per quanto mi riguarda, lavorare su qualunque dispositivo alimentato direttamente da rete elettrica va fatta una considerazione doverosa:

Prendere le dovute precauzioni, affinche' non ci si faccia male,sopratutto sulla parte del raddrizzatore dove sono connessi due grossi condensatori da 200 V in serie.

La tensione nominale supera i 300 Vcc quindi usate molta accortezza e cautela nel maneggiare la scheda.

Inoltre per ragioni di sicurezza la scheda verra' alimentata con un Variac separato dalla rete elettrica.

Corpo dell'articolo assente


Step 2

Ingresso alimentazione

L'alimentatore accetta in ingresso una tensione di 115 V ac oppure 230 V ac tramite un deviatore.


Come si nota dallo schema elettrico, non e' presente il filtro 'EMI poiche' alcuni produttori per risparmiare sul costo di produzione, lo eliminano aggiungendo dei ponticelli laddove sarebbero dovuti essere montati i componenti.


la tensione di 230 V ac in ingresso viene raddrizzata dal ponte di Graetz e livellata dai due elettrolitici da 560uF/200V.
In questo caso essendo collegati in serie, la tensione di lavoro diventa di 400V.

La tensione dopo il raddrizzatore in questo caso non e' piu' 230Vac ma bensi circa 324Vcc Questo e' dovuto al valore di picco della tensione raddrizzata sinusoidale:

V_p=V_{eff} \cdot \sqrt {2}=324 \, \rm{V}  cc

Infine le due resistenze da 150k in parallelo ai condensantori, servono per scaricare la tensione residua accumulata durante lo spegnimento dell'alimentatore.

I due Varistori proteggono i condensatori dai picchi della tensione di rete. Ma anche questa configurazione non viene sempre adottata, ed in genere si preferisc inserire in serie al fusibile un solo varistore.

Misure preliminari stadio ingresso Alim.

Una prima misurazione riguarda il fusibile di protezione. Questo fusibile non protegge in alcun modo i due transistor principali Q01 e Q02 connessi alla tensione raddrizzata di rete.

Infatti se si crea un guasto, la giunzione dei transistor si fonde molto prima che il fusibile salti. Lo scopo del fusibile infatti e' anche proteggere l'impianto a monte.

Controllo fusibile.jpg

Controllo fusibile.jpg

Se il fusibile e' saltato dobbiamo misurare necessariamente il ponte raddrizzatore:

ponte radd.jpg

ponte radd.jpg


Se la misura rientra grosso modo come quella visibile nella foto, il ponte e' buono:

misura diodi.jpg

misura diodi.jpg

Se il valore si avvicina allo Zero il ponte e' in corto.

Il Termistore

il modello e' un NTC MF72

NTC sta per coefficiente termico negativo. Quando non e' percorso da corrente elettrica la sua resistenza interna e' alta e quando accendiamo l'alimentatore, la corrente iniziale di spunto e' molto alta, quindi la sua funzione e' di limitarla all'accensione. Dopodiche' quando i due grossi elettrolitici hanno raggiunto la carica completa,la resistenza percorsa da corrente si scalda per effetto Joule e si riduce in modo esponenziale fino a far passare tutta la corrente.

NTC.jpg

NTC.jpg

Lo Stadio Power Switch

Il Power Switch riguarda i due transistor di potenza che pilotano T1 il trasformatore multitensione.

Quindi essendo soggetti alla tensione di rete raddrizzata e' facile che vadano fuori uso.

La misura riguarda

base-collettore base-emettitore  emettitore-collettore

Alcune Caratteristiche V e I:

Vmax=700V

Imax=12A


Se la resistenza e' prossima allo Zero il transistor e' fuori uso.

Esempio Transistor Buono

Trans.jpg

Trans.jpg

Esempio Transistor Rotto

transis.rotto.jpg

transis.rotto.jpg

Step 3

Il Cambiatensione

Ma perché alcuni alimentatori rispetto ad altri non hanno il commutatore del cambia tensione? Anche in questo caso la scelta e' determinata dal mercato di destinazione dell'alimentatore.

Ma e' doveroso chiarire anche l'aspetto circuitale di come avviene la possibilita' di scegliere una tensione di 115Vac rispetto ad una tensione di 230Vac

Quando il deviatore e' inserito sulla 115Vac , i condensatori vengono caricati in serie. Mentre quando il ponticello e' inserito la carica avviene in modo separato, ed in questo caso la tensione di lavoro sul singolo ramo del condensatore equivale a circa 115V.

condensatori primari.jpg

condensatori primari.jpg

A questo punto prendete in considerazione che molte volte a causa di uno sbaglio,se il selettore e' posizionato a' 115 volt e lo alimentiamo a 220 V il condensatore visibile in foto diventa cosi:

condens.jpg

condens.jpg

condens.jpg

condens.jpg

Step 4

Prima di passare alla fase successiva bisogna cortocircuitare a massa il PS_ON altrimenti l'alimentatore non si avvia. E' un cavetto di colore verde.

ps_on copia.jpg

ps_on copia.jpg

molex.jpg

molex.jpg



Driver PWM TL494

Il controllo principale del segnale PWM e' Gestito dall'integrato TL494 ne riporto alcune caratteristiche:

TL494_1.JPG

TL494_1.JPG


- Contiene due amplificatori di errore

- Un oscillatore interno regolabile da 1 kHz a 300 kHz

- DTC Controller Dead Time

- Driver a transistor a Emettitore comune

- Temperatura di funzionamento da 0°C a 70°C

- Tensione di funzionamento min 7V Max 41V

Segnali corretti

I segnali di riferimento devono corrispondere alla seguente figura:

segnali_corretti.jpg

segnali_corretti.jpg


La prima verifica di funzionamento consiste nel misurare l'uscita dal piedino 8 e 11 del TL494.


Piedino8

TL494 misura.jpg

TL494 misura.jpg

Piedino11

TL494.jpg

TL494.jpg

Dallo schema si puo' vedere il pilotaggio dei due transistor Q3 E Q4

In questo caso il segnale a circa 24 kHz come visibili in foto e' un buon segno.

L'oscillatore del TL494 sta facendo il suo dovere.

PILOT.jpg

PILOT.jpg


Le corrispondenze dei due transistor Pilota:

Q3_Q4 copia.jpg

Q3_Q4 copia.jpg

Step 5

Lo stadio oscillatore

Lo stadio oscillatore e' racchiuso nell'integrato TL494.


Come viene scelta la frequenza dell'oscillatore?

Come dice un manuale di alimentatore switching bisogna fare le dovute considerazioni:

Bisogna ricordare che nei convertitori e SMPS push-pull, a ponte intero e mezzo ponte la frequenza va però raddoppiata (considerate i digarm, che vi mostrerò e poi capite perchè), quindi bisogna dimensionare o la resistenza o il condensatore di 1/2 valore rispetto a quello calcolato (o fare il calcolo prendendo in considerazione 2Fosc). Facendo riferimento al costruttore ed al datasheets,possiamo modificare a nostro piacimento,la frequenza dell'oscillatore intervenendo su due parametri:

R e C

Nel caso dell circuito in esame R vale 18 kohm e C vale 1nF

Per rendere piu' pratica la lettura ho volutamente sostituito dal datasheets originale i valori espressi in uF(microfarad) con nF(nanofarad) per evitare le noiose trasposizioni dei sottomultipli: Nella figura in basso,e' possibile vedere appunto i valori di R e di C e la frequenza di funzionamento.

oscill_2

oscill_2


Da notare anche il Df delta frequency cioe' lo scostamento di frequenza che varia in funziona della temperatura ambiente: Nell'esempio del datasheets la temperatura e' di25°C ed una tensione di alimentazione di 15V.


RC

RC

24kkH

24kkH

Step 6

Lo stadio di pilotaggio

Questa configurazione mantiene separato il pilotaggio dal trasformatore principale T1.

Nei due quadretti evidenziati di verde,potete vedere i due transistor pilota Q01 E Q02 in configurazione Half-Bridge.

Il progettista dell'alimentatore ha reso necessario separare dalla Rete lo stadio oscillatore composto da il TL494 + Q3 e Q4 dal pilotaggio dei due transistor collegati all'uscita del raddrizzatore ai transistor Q01 e Q02 visibili nei quadretti verdi.

La frequenza scelta per pilotare T1 il trasformatore principale multitensione e' circa a 24 kHz.

Segnale pilota T1

segnal tra primario.jpg

segnal tra primario.jpg

trafo pilota_1.jpg

trafo pilota_1.jpg

T1 E T2.jpg

T1 E T2.jpg

Trasformatore reale:

T2.jpg

T2.jpg


Step 7

Il trasformatore multitensione

Il trasformatore T1 provvede sul secondario diverse tensioni. Si nota la presa centrale dove sono raggruppati tutti i secondari. La forma d'onda presenta delle risonanze,ripidi guizzi di commutazione, e fronti non perfettamente squadrati causati dall'induttanza del trasformatore.

Ma una volta che mettiamo il piccolo carico il fronte sembra squadrarsi quasi perfettamente. Questo e' il fenomeno del trasformatore che si scarica attraverso il carico,nel momento in cui cede energia. Ovviamente piu' sale la corrente di assorbimento piu' il fronte e' squadrato. Questo video mostra il segnale all'uscita del trasformatore in un primo momento in assenza di carico e pochi secondi dopo con un carico.

Confronto a sinistra del fronte a cuneo in assenza di carico e a destra con un piccolo carico.

forme d

forme d

Un altra curiosita' che ho compreso dopo aver visto un video dal titolo"Diode Turn-On Time Induced Failures in Switching Regulators" Video qui e' il tempo di accensione dei diodi fast.

Questo il commento di questo ingegnere:

Meno comunemente riconosciuto nelle applicazioni switching e' il tempo di conduzione dei diodi. Il parametro descrive il tempo richiesto per un diodo per condurre e bloccare a sua caduta di tensione diretta.

Si puo' notare dalla foto la tensione di circa 2V del tempo di accensione del diodo.

tempo accensione diodi.jpg

tempo accensione diodi.jpg


T1.jpg

T1.jpg


Si possono notare i multi avvolgimenti in base alla tensione di uscita richiesta,e nonché dalla corrente nominale che il trasformatore deve erogare. Questo riduce anche la resistenza dell'avvolgimento sfruttando appunto il parallelo.


spire.jpg

spire.jpg

Step 8

I Diodi raddrizzatori Fast

In questo caso l'alta velocita' di commutazione richiede dei diodi raddrizzatori particolari SCHOTTKY come evidenziato nello schema dai quadrati rossi.

Ad esempio un diodo Fast utilizzato nel circuito ha un Reverse-Recovery_Time di 35ns(nanosecondi)

diodi fast.jpg

diodi fast.jpg

diodi fast_2.jpg

diodi fast_2.jpg


La configurazione adottata e' a doppia semionda,sfruttando la presa centrale del trasformatore.

In questo caso si evita di mettere ulteriori diodi o un ponte raddrizzatore.

Misura ohmica dei diodi

Se uno dei tre Diodi e' guasto ne risulta che l'alimentatore non eroga nessuna tensione di uscita. Questo perché essendo tutte le tensioni comuni ad un partitore e quindi retroazionate al piedino di controllo 2 dell'integrato LM339 (Vedi Step12),il PS_ON non sortisce alcun effetto.

Pertanto e' bene stabilire una corretta misura ohmica sui diodi come nell'esempio di un diodo guasto:

misura diodo.jpg

misura diodo.jpg


I diodi hanno tre uscite:

due Anodi separati ed il Katodo in comune:

Sempre in parallelo ai Diodi e' possibile vedere dei condensatori e resistenze,questi formano un filtro RC per mettere a OFF eventuali Transitori dovuti alla velocita' di commutazione.

Elenco dei Diodi Fast utilizzati:

D21=SBL2030CT Da 20 ampere Alimenta la +3,3Vcc

D22=ESAC83-004 Da 30 ampere Alimenta la +5Vcc

D23=10DL2CZ Da 10 ampere ALimenta la +12Vcc

Step 9

Filtro LC

Segue poi L1.

L1 e' un induttore dove sono avvolti diverse spire di Rame smaltato che insieme ai condensatori elettrolitici costituiscono un Filtro LC.

Lo scopo e' quello di ridurre il Forte Ripple all'uscita del raddrizzatore, in modo da livellare il piu' possibile le varie tensioni in uscita.

Questa misura ne e' un esempio di come si presenta una tensione all'uscita sul trasformatore e poi sul raddrizzatore senza filtro LC.

Ripple Out

Ripple Out

Foto induttore:

L_1.jpg

L_1.jpg

Collegamento con il circuito:

L1.jpg

L1.jpg


Visibilmente ogni Spira presenta un diametro maggiore e minore in base alla corrente di assorbimento richiesto dalla tensione di uscita.

La +5V ad esempio e' un parallelo di due Spire, questo perché ne riduce la resistenza, aumentando la sezione. E' chiaro che la corrente prelevata di uscita sara' maggiore rispetto ad esempio la -12V o -5V.

Step10

Il controllo del duty cycle

Come accennato all'inizio per controllare la tensione di uscita si usa regolare gli impulsi di Ton per il periodo T Durante la Fase di Ton quando il transistor Q01 e Q02 sono saturi il trasformatore T1 accumula energia nella fase di Toff.

In questo modo si somma alla tensione di ingresso,una tensione aggiuntiva e ne consegue una tensione maggiore.

Questo controllo rappresenta sia la parte di anello di controllo del feedback e anche quella degli amplificatori di errori come vedremo più avanti.


Il seguente video chiarira' l'esempio:

Collegando una semplice lampadina sulla +12V, e facendo assorbire una certa corrente il Duty Cicle variera' la percentuale di ciclo utile (Ton) per stabilizzare il piu' possibile la +12V alla variazione della corrente assorbita.


Esempio_1

Senza nessun carico applicato,il tempo di Ton e' del 95% questo significa che in uscita avremo una tensione massima di circa 13V:

schema_3.jpg

schema_3.jpg


Esempio_2


schema_V_I.jpg

schema_V_I.jpg

Schema2.jpg

Schema2.jpg

Esempio_3

schema_2.jpg

schema_2.jpg

schema_1.jpg

schema_1.jpg

Step 11

Il Power Gold

Rappresenta il consenso positivo dell'alimentatore dopo aver verificato che tutte le tensioni corrispondono al valore nominale.

Se per qualche ragione una delle tensioni presenta un problema il Power Gold invia un segnale di livello basso sulla sua uscita.Questo servira' a proteggere tutte le periferiche connesse alla +3.3V/+5V/+12V.

Foto esempio:

Step 12

L'integrato LM324

LM324 e' un Quadruplo Operazionale, utilizzato in questo circuito in diverse configurazioni a stadi differenziali per proteggere il circuito da:

-Cortocircuiti

-Sovracorrenti

-Power Gold

-Avvio alimentazioni


-Regolazione di Feedback


Analizziamo per il momento il PS_ON.

Per funzionare l'alimentatore richiede una chiusura verso "GND" sul partitore formato dalle resistenze R33 e R37 da 10 kohm.

Senza il GND sul partitore c'e' una tensione di circa 4,4V.

Sul piedino invertente 6 sempre in "Off" e' presente una tensione di circa 3,4Vmentre sul piedino non invertente 7 e' presente una tensione di 1,9V,mentre sull'uscita piedino 1 avremo 0V.

Quando chiudiamo l'interruttore il partitore viene chiuso a GND e sul piedino 1 avremo un uscita a livello alto circa 4,6V Questa uscita a livello alto dell'operazionale, comandera' il DTC(come vedremo piu' avanti)a lasciare spento l'alimentatore.

Come in figura:

interruttore aperto

interruttore aperto

Mentre nella condizione di interruttore chiuso le tensioni saranno:

interruttore chiuso

interruttore chiuso

Con l'uscita a livello alto e l'ON dell'alimentatore al segnale di feedback.

Se colleghiamo le parti del circuito nel riferimento del datasheets risultera'che il feedback e' a livello alto mentre il DTC al livello basso, l'alimentatore e' acceso.

Circuito

Circuito


Qui un esempio pratico nel chiudere a "GND" il PS_ON


Step 13

Il Feedback and DTC

Nel video che segue e' possibile vedere la tensione di feedback normalmente a 80mV con il PWM quando entra in gioco un assorbimento maggiore:

il segnale di Feedback visto al voltmetro

Adesso vediamo per mezzo del seguente video come la variazione di un carico,porta ad una variazione del segnale di feedback del piedino 3 dell'integrato e del suo Duty Cycle dei piedini 11 e 8:

Inizialmente la tensione di Feedback e' di circa 2,5V e la tensione sul Carico e' di 12V poi la corrente assorbita aumenta e di conseguenza la tensione di feedback scende a circa 2,3V facendo variare il Duty Cycle(aumentando la frequenza di pilotaggio) per mantenere la +12Vcc.

Video variazione della tensione di Feedback

Prova senza feedback

Un'ulteriore prova di quanto sia importante controllare gli impulsi PWM,per mantenere piu' stabile possibile la tensione di uscita e' dimostrato da questo esperimento:

Ho tolto il pilotaggio del TL494 e sostituito con un onda quadra a 25KHz ed un carico fittizio da 2 Ohm

Al'inizio con la semplice lampadina avremo una tensione di: 12V con un carico di 5W, in seguito inserisco un carico di circa70W.

In questo caso in assenza di controllo del pwm la tensione scende in base all'assorbimento ma non rimane stabile a +12V


Step 14

Dead-Time Control

DTC_.jpg

DTC_.jpg

Il DTC ci permettere di limitare il duty-cycle sui transistor,in questo modo la potenza sull'uscita puo' essere ridotta. Ma puo' anche essere configurato come protezione da "Sovracorrente"(Over- Voltage)

Se sul piedino 4 facciamo variare una tensione compresa tra 0 e 3V possiamo regolare il duty cycle. Quando invece e' presenta una tensione prossima allo 0V il DTC si trova al minimo, ovvero permette un'escursione che va dallo 0% al 45%. Se invece la tensione e'maggiore > di 3V il DTC è al massimo, ed il duty cycle non salirà oltre allo 0%.

Si può calcolare il duty-cycle massimo con questa formula:

Dente di sega

Sul piedino 6 c'e' l'oscillatore a dente di sega, questo serve per generare la rampa di tensione che il vero e proprio comparatore PWM utilizzerà per attivare i dispositivi.

confronto segnali del Timing Diagram:

grafico.JPG

grafico.JPG

ct-c1-c2.jpg

ct-c1-c2.jpg

Controllo del PS_ON

Tutte le alimentazioni formano un riferimento sul piedino 2 dell'LM334.

controllo_ alime_.jpg

controllo_ alime_.jpg


Se le tensioni di uscita non vengono erogate per qualsiasi motivo,ne consegue una caduta di tensione preimpostata su tale partitore,e avremo un uscita alta al piedino 1. In questo caso portando il Dead_Time_Control a livello alto il circuito si spegne.


Esempio : Con PS_OFF:

Con PS_ON:

Step15

la tensione di riferimento Vref

L'integrato offre attraverso un regolatore interno una 5V stabilizzata di riferimento per qualsiasi applicazione.

Nel caso di questo alimentatore come si vede dall'immagine sopra la Vref e' collegata al piedino 13 e al 15 vediamo a cosa servono:

tensione di Vref.jpg

tensione di Vref.jpg


Step16

Gli amplificatori di errore

esempio error amplifier.JPG

esempio error amplifier.JPG

Questi 2 comparatori sono stati progettati per permettere di confrontare la tensione in uscita dell'alimentatore con una tensione di riferimento che servira' a modificare il valore di uscita del piedino 3 di feedback


Esempio 1 con un carico molto basso:

error amplifier_2.jpg

error amplifier_2.jpg


Come e' possibile vedere dallo schema in alto tutte le tensioni sono riferite agli ingressi degli operazionali che fungono da "amplificatori di errore". Quindi ci permettono di confrontare le tensioni di uscita che in questo caso sono la +12V e la +5V collegate al piedino non invertente 1tramite delle resistenze di limitazione. Nel piedino 2 invece troviamo un riferimento calcolato in base alla resistenza R47 in serie alla +5V del riferimento.

Nello stato di funzionamento sul piedino 1 e' presente una tensione di rif 4,41V e si mantiene stabile fintantoche' non avviene una caduta di tensione dovuta ad una assorbimento sull'uscita,come vediamo piu' avanti.

Invece il piedino 15invertente e' collegato al riferimento +5V ed il piedino non invertente 16 e' collegato all'uscita centrale del primario trasformatore pilota T2 e raddrizzata attraverso un diodo per ottenere un riferimento ogniqualvolta gli impulsi PWM vanno controllati.

Esempio 1 con un carico molto alto:

errore amplifier 1.jpg

errore amplifier 1.jpg

Come si nota dalla tensione di 2,4V con un carico basso e una tensione di 2,2V con un carico Alto al piedino 16 non invertente. Con questo sistema e' possibile controllare e proteggere l'alimentatore da una sovracorrente oppure limitare la tensione massima di funzionamento.

Vediamo attraverso l'ausilio di un video come al piedino 16 non invertente all'aumentare del carico sale la tensione di uscita:

22

Commenti e note

Inserisci un commento

di ,

Molto probabilmente produce i 5 V presenti anche ad alimentatore spento che servono anche ad alimentare PS On e ad innescare tutto il resto.

Rispondi

di ,

Non esiste perché l'articolo è ancora incompleto,come puoi notare. ciao.

Rispondi

di ,

il t3 non esiste.....eppure mi sembra di vederlo!!!!

Rispondi

di ,

Ciao Ottima Guida, vorrei chiederti se puoi indirizzarmi sulla risoluzione di un guasto che ho con un alimentatore di questo tipo, in pratica ho una perdita di voltaggio sui 12V quando c'è la ventola collegata, la tensione scende a 11,90V e a questo punto ho un malfunzionamento delle periferiche, senza ventola collegata la tensione è giusta. Grazie Anticipatamente

Rispondi

di ,

ottimo e utile!!

Rispondi

di ,

Bel lavoretto :) :)

Rispondi

di ,

No, francamente non mi è molto chiara la differenza di cui tu parli, Stefano. Ho messo un post nel forum "Fisica generale" per sollecitare un po' di risposte ....

Rispondi

di ,

Quindi: Efficienza=rapporto tra il consumo disperso in calore e sottratto all'ingresso dell'alimentazione fornita all'alimentatore per ottenere una potenza dissipata in uscita maggiore. Rendimento=rapporto tra perdite di potenza dissipata sugli elementi attivi di controllo per ottenere la stessa potenza in uscita.

Rispondi

di ,

Provo a spiegarlo a parole mie.... I concetti potrebbero anche essere simili,ma a me hanno sempre spiegato che c'e' differenza. esprimendo il concetto in questo modo: E' la forma di conversione di potenza che rende efficente un alimentatore dissipando il minino possibile il calore e richiedere meno potenza di assorbimento in ingresso di quanta ne serva in uscita. Nel rendimento sto considerando il rapporto tra la potenza dissipata dallo stabilizzatore per ottenere una certa potenza in uscita ed il rapporto e'sempre molto basso compreso tra il 30-50%,il che vuol dire che la restante parte del 50% non sara' energia utile ma energia dispersa(trasformata) in calore. Mentre nell'efficenza energetica sto considerando il rapporto tra il consumo che richiede l'alimentatore collegato alla rete elettrica per fornire una determinata potenza in uscita e che questa non viene sempre dispersa in calore. Se questa potenza di uscita e' molto maggiore rispetto a quella assorbita all'entrata vuol dire che l'efficenza sara' piu alta.

Rispondi

di ,

Allora, stefanob70, la domanda secca è: che DIFFERENZA c'è tra "efficienza" e "rendimento"?

Rispondi

di ,

Scusami ho mal interpretato la tua domanda: L'efficienza energetica riguarda il rapporto tra la potenza erogata dell'alimentatore rispetto a quella assorbita dalla rete elettrica. Un esempio pratico: ho un alimentatore da 300 W con un efficenza pari al 90%. dalla rete assorbe 400 W avro' un efficenza del 10% e cioe' 400-10%=40W trasformati in calore. Nei moderni ATX esistono dei parametri di efficenza stabiliti da un organizzazione che effettua delle vere e proprie misure di carico alla potenza massima dell'alimentatore e vengono rilasciate 5 dichiarazioni. Ovviamente piu' si sale con l'efficienza più sale il prezzo di acquisto.

Rispondi

di ,

Grazie della tua risposta stefanob70, che contiene ulteriori spiegazioni, indubbiamente sempre utili. Ma io volevo solo porre una questione di termini: ho sempre trovato nella letteratura tecnica una sostanziale equivalenza tra "efficienza" e "rendimento" (in inglese infatti si usa "efficiency"), salvo qualche voce discorde qua e là, di fatto poco argomentata, mi pare. Dato che invece tu ribadisci "ho erroneamente scritto (poi l'ho corretto) efficienza anziché rendimento" mi piacerebbe che spiegassi quale è per te la differenza tra i due termini.

Rispondi

di ,

Buongiorno clavicordo,ho erroneamente scritto(poi l'ho corretto) efficienza anziché rendimento. Il rendimento energetico negli alim.lineari e' compreso tra il 30-50% rispetto all'80-90% di un PWMS Ovvero usando un "regolatore lineare" significa che il transistor lavorando in zona lineare,ha bisogno di una tensione che hai suoi capi deve essere maggiore della VCESAT. Faccio un esempio con un classico LM7805: tensione di ingresso= 7-35V tensione di uscita=4,8-5,2V IcMax=1A Se vogliamo ottenere all'uscita una "tensione stabilizzata" di 5V,dobbiamo alimentare l'ingresso del regolatore con una tensione non inferiore a 7,5V. E se volessimo prelevare una corrente di 1A,dovremo tener conto della "potenza dissipata"dal regolatore che in questo caso considerando una tensione di ingresso di 10V avremo: POTENZA DISSIPATA:Pd=Ic(Vi*Vo)=1(10-5)=5W POTENZA DISSIPATA SUL CARICO:Pl=Vl*Ic=5*1=5W POTENZA FORNITA ALLO STABILIZZATORE PA=Pd+Pl=5+5=10W Il rendimento vale: η=Pl/Pa=5/10=0,5% η=50% Invece per gli alimentatori PWMS,tutte queste considerazioni non valgono,poiche'sfruttano la regolazione a 'Commutazione' e questo fa in modo di non dissipare potenza sul transistor come fa' il Lineare,senza aggiungere enormi dissipatori per smaltire il calore prodotto dai lineari.

Rispondi

di ,

Bell'articolo e chiaro. Vorrei però, Stefanob, che mi spiegassi la differenza tra "efficienza" e "rendimento" che tu stesso poni nella risposta su Lineari vs. Switching

Rispondi

di ,

Grazie davvero ragazzi per l'apprezzamento dell'articolo!!!

Rispondi

di ,

Voto positivo strameritato! Ottimo articolo, come i precedenti del resto. :-)

Rispondi

di ,

Grazie, l'articolo mi è stato utilissimo!

Rispondi

di ,

Già, proprio per quello ultimamente ne sono rimasto colpito :D Ciao e complimenti ancora :)

Rispondi

di ,

Mi correggo da solo: Intendevo che i Lineari hanno un rendimento (non efficienza) piu' basso rispetto ad uno switching.

Rispondi

di ,

Complimenti stefano,gran bel lavoro ed articolo,veramente ben fatto,conoscenza elettronica applicata allo stato puro... :) e tanto interessanto quanto utile. Grazie.

Rispondi

di ,

Ciao thunderbolt128,per quanto riguarda i Lineari rimangono sempre cmq affidabili,ma di contro un efficienza molto bassa rispetto ad uno switching,ed un ingombro del trasformatore non indifferente,cosa che si puo' invece ridurre in questa nuova tecnologia, adottando frequenze maggiori di pilotaggio al trasformatore.

Rispondi

di ,

Complimenti stefano, è un articolo molto gradevole da leggere perché tratta tutto in modo completo riuscendo allo stesso tempo ad essere di facile comprensione. Fino a questo momento ho lasciato un po' troppo da parte gli switching a favore dei lineari e forse dovrei iniziare a studiarci un po' su :) Ciao :D

Rispondi

Inserisci un commento

Per inserire commenti è necessario iscriversi ad ElectroYou. Se sei già iscritto, effettua il login.