پاسخ : تحلیل و عیب یابی تغذیه تابلوهای روان
تحلیل تغذیه سوئیچینگ تابلوهای روان
تهیه ولتاژ یکسوی قرینه ( 155+ و 155-) از برق شهری 220 یا 110 ولت
این تغذیه با برق شهر 110 ولت و 220 ولت قابل استفاده است و در هرصورت ولتاژ قرینه متبت و منفی 155 ولت را بشرح زیر فراهم میکند تا انرژی لازم دستگاه از طریق ولتاژ قرینه 155+ و 155- ولت تامین گردد.
کلید برق شهر در حالت 220 ولت
اگر کلید ولتاژدر حالت 220 ولت باشد
دراینصورت برق شهر 220 ولتی توسط 4 دیود بصورت تمام موج یکسو میشه و ولتاژ یکسو شده به دو خازن سری C2 , C3 اعمال میشه .
و ازآنجاکه ماکزیمم ولتاژ برق شهر 220 ولتی ( یعنی 310 ولت ) به دو خازن سری C2 , C3 متصل شده لذا در هر خازن ولتاژ 155 ولت ذخیره میشه و پایه مشترک دو خازن درواقع گراند این دو ولتاژ قرینه محسوب میگردد .( 155- و 155 + )
[/img]
کلید در حالت 110 ولت
وقتی کلید در حالت 110 ولت باشه فاز را به سر مشترک دو خازن سری C2 , C3 متصل میکنه و گراند تغذیه محسوب میشه و لذا مطابق فلش های جریان که در نقشه فوق مشخص کردم همان ولتاژ قرینه 155- و 155 + بدست می آید .
زیرا ازآنجاکه ولتاژ c3 در جهت معگوس به دو سر D1 متصل میشه لذا D1 را بکلی برای همیشه خاموش میکنه
و متشابها ازآنجاکه ولتاژ c2 در جهت معگوس به دو سر D2 متصل میشه لذا D2 را نیز بکلی برای همیشه خاموش میکنه .
به این ترتیب هر زمانی که نول دارای ولتاژ مثبت بشه طبق مسیری که با فلش های آبی مشخص کردم از طریق D4 به پایه مثبت خازن C2 هدایت میشه و ازآنجاکه پایه منفی این خازن از طریق کلید ، مستقیما به فاز متصل شده لذا خازن C2 را به اندازه ماکزیمم ولتاژ برق شهر 110 ولتی ( یعنی 155 ولت ) شارژ میکنه
بعبارت دیگر وقتی نول دارای ولتاژ مثبت باشه برق شهر 110 ولتی فقط از طریق یک دیود D4 بصورت نیم موج ، خازن C2 را را با ولتاژ 155 ولت شارژ میکنه.
و در نیم سیکل بعد که نول دارای ولتاژ منفی و فاز دارای مثبت میشه طبق مسیری که با فلش های قرمز مشخص کردم از طریق D 3 به خازن C3 هدایت میشه و ازآنجاکه پایه مثبت این خازن از طریق کلید ، مستقیما به فاز متصل شده لذا خازن C3 را به اندازه ماکزیمم ولتاژ برق شهر 110 ولتی ( یعنی 155 ولت ) شارژ میکنه .
بعبارت دیگر وقتی نول دارای ولتاژ منفی باشه برق شهر 110 ولتی فقط از طریق یک دیود D3 بصورت نیم موج ، خازن C3 را با ولتاژ 155 ولت شارژ میکنه.
و به این ترتیب شبیه حالت 220 ولت باز هم دو ولتاژ قرینه 155- و 155 + ولت داریم که نقطه A دارای 155+ و نقطه C دارای 155- و نقطه B (سر مشترک دو خازن) صفر ولت یا گراند بخش یکسوساز خواهد بود
البته اگه کلید در حالت 110 ولت باشه و دستگاه را به برق 220 متصل کنید روی هر خازن 310 ولت و مجموعا 620 ولت داریم و بابای تغذیه درمیاد
لذا با توجه به برق کشور ، واجبه که این کلیدحذف بشه که همیشه در حالت 220 ولت ثابت باشه تا دست کسی به باباش نرسه.
بخش قدرت
مزیت قابل توجه بخش قدرت این تغذیه در امکان استفاده از خازن C10 است که در زمان بروز حادثه یا عیبی ، مانع ورود ولتاژ مضر و مرگبار DC به تغذیه میشه و لذا هرگونه ایرادی که موجب اختلال و توقف پالس درایور بشه خازن C10 پس از شارژ دیگه نمیتونه دشارژ بشه و لذا مسیر انتقال انرژی برق شهر از طریق خازن C10 مسدود میشه و انرژی به طبقه قدرت نمیرسه و به تبع آن انرژی به بخش های دیگر تغذیه هم وارد نمیشه و لذا از گسترش عیب جلوگیری میکنه مگر همین خازن C10 شورت بشه که دراینصورت ولتاژ DC براحتی میتونه به طبقه قدرت وارد بشه و دودشو دربیاره . بنابمراتب این احتمال که هر دو ترانزیستور قدرت بسوزه بسیار بسیار بعیده .
زمانیکه بیس ترانزیستور Q4 و Q1 توسط سیگنال لازم از طریق ترانس درایور تحریک بشه دراینصورت در نیم سیکل ترانزیستور Q4 روشن میشه و خازن C2 بعنوان منبع ولتاژ انجام وظیفه میکنه و جریانی که برنگ قرمز مشخص کردم ، از پایه مثبت خازن C2 و ترانس TR1 , TR2 و ترانزیستور Q4 به سمت منفی همین خازن C2 حرکت میکنه
(اگر خازن C10 کاملا شارژ بشه دراینصورت جریان قرمز متوقف میشه تا نیم سیکل بعدی بشرح زیر موجب دشارژ و شارژ معگوس آن بشه .)
در هر صورت پس از آنکه خازن C10 شارژ شد و نیم سیکل بعدی به بیس ترانزیستور Q1 اعمال بشه اینبار خازن C3 بعنوان منبع ولتاژ انجام وظیفه میکنه و لذا جریانی که برنگ سبز مشخص کردم از پایه مثبت خازن C3 و ترانس TR1 , TR2 و ترانزیستور Q1 به سمت منفی خازن C3 حرکت میکنه .
و به این ترتیب جهت جریان ترانس مدام در هر نیم سیکل عوض میشه و لذا ولتاژ متناوبی حاصل میشه که فرکانسش برابر با فرکانس سیگنالی است که به بیس ترانزیستورهای Q1 , Q4 اعمال کردیم.
توضیح اینکه دو سیم پیچ ثانویه TR1 که به بیس ترانزیستور Q1 , Q4 متصل شده عکس یکدیگرند و لذا زمانیکه یکی از آنها دارای نیم سیکل مثبت است و موجب روشن شدن یک ترانزیستور میشه ، سیم پیچ دیگر دارای همان نیم سیکل ولی بصورت معگوس و یا منفی است که موجب خاموش شدن ترانزیستور دوم میشه .
فلذا وقتی یک ترانزیستور روشن بشه دیگری حتما خاموش میشه.
بقیه قطعات بخش قدرت بمنظور تضعیف و خفه کردن ولتاژ بالا و مضر القایی و نیز بمنظور اطمینان بیشتر بابت پیشگیری از فعالیت همزمان ترانزیستورها و نیز نرم کردن ضربه هاست.
آی سی TL494
( که در بسیاری از پاورهای کامپیوتر نیز استفاده شده )
این آی سی دارای توانایی های قابل توجهی است و لذا طراح تغذیه با استفاده از این آی سی بسادگی میتونه سیستم های حفاظتی را برای تغذیه منظور کنه و اهداف خود را با دقت بالایی عملی و محقق کنه که در تشریح عملکرد آی سی بشرح آتی روشن و شفاف میشه.
البته ازآنجاکه دیتاشیت های مختلف و مغایری در خصوص این آی سی منتشر شده که به همین علت قابل اعتماد نیستند لذا بناگزیر پس از آزمایشات لازم و دریافت پاسخ آی سی و اطمینان از عملکرد آی سی بشرح زیر تقدیم میکنم
و ازآنجاکه در زمان آزمایشات عملی ، ضرورتی برای کشف کاربرد پایه ۱۳ احساس نشد لذا این پایه مغفول ماند اگرچه کوچکترین خللی بر تحلیل و عیب یابی وارد نمیکنه و در این تغذیه نیاز به اطلاع از عملکرد این پایه نیست.
پایه 12 پایه تغذیه این آی سی است و با ولتاژ
7 الی 40 ولت کار میکنه.
پایه 7 پایه گراند آی سی است .
پایه 5 و 6 بترتیب محل خازن C و مقاومت R است که از رابطه
F = 1.1 / RC فرکانس اسیلاتور را تعیین میکنه .
پایه 1 و 2 و 15 و 16 ورودی های دو تا از آپ امپ های این آی سی است که بعنوان ارور آمپلیفایر استفاده شده و ورودی های این دو آپ امپ برای مقاصد دلخواه در اختیار طراح قرار میگیره بطوریکه :
پایه 1 ورودی مثبت و پایه 2 ورودی منفی یکی از ارور آمپلیفایرهاست.
پایه 16 ورودی مثبت و پایه 15 ورودی منفی یکی دیگر از ارور آمپلیفایرهاست.
بزبان ساده اگر به هر دلیلی خروجی هر کدام از این دو آپ امپ بالا بره نهایتا ولتاژ خروجی تغذیه را پایین میکشه.
و لذا باید یکی از ورودی های آپ امپ ها را بعنوان ملاک یا مرجع انتخاب کنیم یعنی ولتاژ ثابتی به یکی از ورودی های آپ امپ بدیم تا بفهمه ورودی دیگر بالاتر از این ولتاژه یا پایین تر از این ولتاژه که عکس العمل نشون بده
.
پایه 1 و 2
طراح این تغذیه ولتاژ 5 ولتی را با استفاده از دو مقاومت سری R30 , R34 نصف کرده و این ولتاژ ثابت 2.5 ولتی را به پایه 2 ( ورودی منفی ) داده و لذا اگه پایه 1 ( ورودی مثبت ) بالاتر از 2.5 ولت بشه ولتاژ خروجی این آپ امپ ( ارور آمپلیفایر ) بالا میره و لذا مطابق بند 1 (که با قلم قرمز مشخص کردم ) ، ولتاژ خروجی تغذیه کم میشه
و یا اگه پایه 1 ( ورودی مثبت ) کمتر از 2.5 ولت بشه ولتاژ خروجی همین آپ امپ ( ارور آمپلیفایر ) کم میشه و پایین میره و لذا مطابق بند 1 ولتاژ خروجی تغذیه بالا میره
بنابرین همانطور که در نقشه ملاحظه میکنید از پایه 1 برای تثبیت ولتاژ استفاده شده
یعنی نمونه ای از ولتاژ خروجی تغذیه را از طریق مقاومت های تقسیم ولتاژ ( R39 , R40 , R32 , VR1 ) به پایه 1 متصل کرده تا در شرایطی که خروجی تغذیه ولتاژ دلخواه 12 ولت تولید میکنه مقدار 2.5 ولت به پایه 1 برسونه
حالا
اگه ولتاژ تغذیه بیشتر از 12 ولت بشه در اینصورت پایه 1 هم ذره ای بالاتر از 2.5 ولت میشه و لذا چون بیشتر از ولتاژ پایه 2 ( ورودی منفی ) میشه بنابرین
خروجی این آپ امپ بالا میره و همانطور که در بند 1 برنگ قرمز گفتیم ولتاژ
خروجی تغذیه را پایین میکشه که همون 12 ولت بشه.
اما اگه به هر دلیلی ولتاژ خروجی کمتر از 12 ولت بشه دراینصورت ، روند فوق بصورت معگوس عمل میکنه یعنی ولتاژ خروجی این آپ امپ پایین میاد و لذا ولتاژ خروجی تغذیه را بالا میبره تا همون 12 ولت بشه .
پایه 15 و 16 ارور آمپلیفایر
از این آپ امپ برای محدود سازی جریان استفاده شده بطوریکه پایه 16 ( ورودی مثبت ) را از طریق R24 به گراند یا صفر ولت متصل کرده
و پایه 15 ( ورودی منفی ) را از طریق R35 به شنت ها متصل کرده بطوریکه تقریبا شنت ها بین پایه 15 و 16 متصل شده
بطوریکه اگه جریانی از شنت ها عبور کنه پایه 16 بزرگتر از پایه 15 میشه و لذا خروجی آپ امپ بالا میره و ولتاژ خروجی را پایین میکشه که جریان کمتر بشه
اما ازآنجا که به این ترتیب با کمترین جریان هم عکس العمل نشون میده و نمیذاره جریانی بکشیم لذا تشریح ساده ترفند این قسمت اینه که ولتاژ ناچیز معگوسی با R21 , R35 به پایه 15 داده تا ولتاژ شنت ها با تلفیق این ولتاژ به پایه 15 بره و لذا تا زمانیکه ولتاژ شنت ها قادر به خنثی کردن این ولتاژ معگوس نباشه ، نمیتونه کمترین اثری بر آپ امپ بذاره اما اگه جریان عبوری از شنت ها بقدری باشه که ولتاژی معگوس حاصله بزرگتر از ولتاژ اولیه پایه 15 بشه دراینصورت پایه 15 منفی تر میشه و خروجی آپ امپ بالا میره و ولتاژ تغذیه بمیزانی کم میشه که ولتاژ پایه 15 و 16 مساوی بشه و اینجا همون حداکثر جریانی است که براش تعیین کردیم .
البته واقع قضیه اینه که همیشه جریان ثابتی از R35 عبور میکنه و جریان شنت ها باید بتونه موجب عبور جریان معگوس بیشتری از R35 بشه تا آپ امپ جریان عکس العمل نشون بده
به این ترتیب تازمانیکه جریان دلخواه و تعیین شده از شنت ها عبور نکنه اساسا ولتاژ پایه 15 آپ امپ به مرز عکس العمل آپ امپ نمیرسه که موجب خلل و ممانعتی در عبور جریان بشه و لذا تا مادامیکه جریان مجاز از شنت ها عبور میکنه این آپ امپ جریان بکلی بی اثره.
پایه 3 : خروجی آپ امپ ها یا ارور آمپلیفایرهای فوق درواقع ورودی مقایسه کننده ای است که مستقیما از طریق پایه 3 نیز در دسترس قرار گرفته است.
پایه 14
همانطور که گفتیم برای پایه 2 به ولتاژ فوق العاده صاف و ثابتی نیاز داریم که ملاک آپ امپ قرار بگیره که در الکترونیک با اصطلاح ولتاژ مرجع میشناسیم.
برای تهیه این ولتاژ مرجع نیاز به منبع جداگانه ای نداریم زیرا این ولتاژ صاف ، داخل این آی سی پیش بینی شده بطوریکه وقتی ولتاژی به پایه تغذیه آی سی بدهید در پایه 14 ، ولتاژ 5 ولت را در اختیارمون میذاره .
لذا وظیفه پایه 14 فقط همینه که ولتاژ 5 ولت ایده آل را بعنوان ولتاژ مرجع در اختیارمون بذاره .
به این ترتیب طراح این تغذیه با استفاده از این ولتاژ 5 ولتی و دو مقاومت R30 , R34 ولتاژ 2.5 ولت صاف و ثابت را برای پایه 2 آماده کرده تا ملاک این ارور آمپلیفایر قرار بگیره .
انتخاب ولتاژ
پتانسیومتر VR1 بمنظور دستیابی به ولتاژ خروجی 10 الی 15 ولت تعبیه شده
یعنی اگه پتانسیومتر فوق صفر اهم باشه با محاسبه ولتاژ مقاومت های R39 , R40 , R32 , VR1 خواهید دید ولتاژ دو سر R40 ( که به پایه 1میره ) در صورتی 2.5 ولت میشه که ولتاژ تغذیه 15 ولت بشه .
و اگه مقاومت پتانسیومتر فوق حداکثر یعنی 1 کیلو اهم باشه با محاسبه ولتاژ مقاومت های R39 , R40 , R32 , VR1 خواهید دید که مجموع ولتاژ دو مقاومت R40 و VR1 ( که به پایه 1میره ) در صورتی 2.5 ولت میشه که ولتاژ تغذیه 10 ولت بشه .
به این ترتیب انتخاب ولتاژ بین 10 الی 15 ولت با تنظیم پتانسیومتر VR1 میسر میشه.
پایه 8 و 11
پایه 8 و 11 پالس های خروجی های آی سی را در دسترس میگذارند که عکس یکدیگرند یعنی در مدت زمانی که ورودی های آی سی بعنوان زمان روشن شدن پالس تعیین میکنند فقط در این مدت زمان ، چنانچه پایه 8 ، ماکزیمم یا H باشه پایه 11 ، می نیمم ( L یا صفر ولت ) است و الباقی پالس هر دو صفر هستند .
به این ترتیب ترانزیستورهای درایور q2 , q3 در هر پالس ، بصورت متوالی یکبار روشن و خاموش میشه و لذا با تداوم پالس ها ، مدام جهت جریان اولیه ترانس درایور عوض میشه و مطابق جهت سیم پیچ ترانس اولیه که نقشه مشخص کرده q3 فقط میتونه Q4 را روشن کنه و q2 فقط میتونه Q1 را روشن کنه .
پایه 4
پایه 4 زمان خاموشی پالس را کنترل میکنه و طراح این تغذیه برای محافظت از اتصال کوتاه از این پایه استفاده کرده .
به اینصورت که اگر ولتاژ خروجی مقداری باشه که ولتاژ R38 بحد کافی قادر به تحریک بیس و روشن کردن Q5 بشه دراینصورت مطابق شکل زیر کلکتور Q5 به امیتر و لذا به گراند متصل و لذا صفر ولت میشه و در اینصورت ولتاژی به پایه 4 نمیرسه و به این ترتیب پایه 4 به زمان خاموشی پالس کاری نداره و تغذیه بحالت عادی کار میکنه و زمان خاموشی با دیگر ورودی ها معین میشه.
اما در صورت بروز اتصال کوتاه ، ولتاژ کافی به بیس Q5 نمیرسه و لذا Q5 خاموش و کلکتورش قطع میشه و مطابق فلش های قرمز که در شکل زیر مشخص کردم ولتاژ به پایه 4 میره و زمان خاموشی پالس را حداکثر میکنه و لذا پالس بکلی خاموش میشه و خروجی تغذیه بسمت صفر ولت میره و از جاری شدن جریان اتصال کوتاه جلوگیری میکنه .
نقش خازن c24
زمان استارت
زمان استارت که ولتاژ تغذیه آی سی برقرار میشه دراینصورت 5 ولت رگلاتور داخلی آی سی هم در پایه 14 ظاهر میشه
و ازآنجاکه خازن ها در برابر تغییر ناگهانی ولتاژ ( ضربه ) شبیه سیم عمل میکنن لذا 5 ولت از پایه مثبت خازن C24 به پایه منفی خازن میره البته اگه مثلا یک پایه خازنی 50 ولت باشه و ناگهان 52 ولت بشه فقط 2 ولت را به پایه دیگر منتقل میکنه نه کل 52 ولت را
زیرا فقط 2 ولت بصورت ناگهانی زیاد شده و لذا فقط برای 2 ولت شبیه سیم میشه نه برای 52 ولت .
بنابمراتب ابتدا 5 ولت از طریق خازن C24 به پایه 4 میرسه و ازآنجاکه قبلا گفتیم ولتاژ پایه 4 زمان خاموشی پالس را کنترل میکنه و هر چه ولتاژ این پایه بالاتر بره خاموشی پالس بیشتر و ولتاژ خروجی کمتر میشه لذا پالس تولیدی آی سی در لحظه اول استارت بکلی خاموشه (چون پایه 4 بدلیل یاد شده بیشترین ولتاژ ممکن یعنی 5 ولته ) و ازآنجاکه با شارژ تدریجی خازن c24 ، ولتاژ پایه 4 کمتر و کمتر میشه لذا بتدریج ، زمان خاموشی پالس هم کمتر و کمتر میشه و نهایتا نزدیک به صفر ولت میشه و فعالیت عادی آی سی آغاز میشه
به این ترتیب در لحظه استارت ، زمان خاموشی پالس بسیار زیاد و بتدریج کم میشه و نهایتا آی سی را آزاد میکنه و لذا باوجودیکه تغذیه آی سی لز ابتدا برقراره
اما ابتدا ولتاژی تولید نمیکنه و کم کم و به آهستگی ، ولتاژ خروجی بالا و بالاتر میره تا بمقدار نرمال برسه .
زمان اتصال کوتاه یا قطع برق شهر
در زمان خاموش شدن دستگاه ، چه با قطع برق شهر و چه در شرایط اتصال کوتاه ، ولتاژ خروجی تغذیه کم میشه و بیس Q5 بحد کفایت تحریک نمیشه و Q5 خاموش میشه و لذا CE آن قطع و خازن C30 بتدریج شارژ میشه و بمقداری میرسه که میتونه از D13 عبور کنه که اینجا با خازن C24 مواجه میشه که اجازه تغییر ناگهانی ولتاژ را نمیده و لذا ولتاژ پایه منفی C24 ( که به 4 متصله ) بتدریج بالا میره و لذا زمان خاموشی پالس را زیاد و زیادتر و بتبع آن ولتاژ خروجی تغذیه را کمتر و کمتر میکنه
به این ترتیب ولتاژ خروجی و درواقع جریان خروجی بتدریج صفر میشه . (چون ممکنه ولتاژ خروجی بموجب اتصال کوتاه کم باشه ولی جریان زیاد باشه )
اما در این بخش وجود زینر 6.2 ولت ZD3 که بین ولتاژ راه انداز و کلکتور Q5 واقع شده قابل تامل است و فلسفه حضور آن در پست های آتی پس از پرسش و پاسخ کافی تقدیم میگردد.
قابل توجه تعمیرکاران : با توجه به موقعیت آی سی ، احتمال صدمه آی سی و ترانزیستورهای درایور ( Q2 , Q3 ) در این تغذیه بسیار بسیار بعید است .( مگر با عوامل خارجی از جمله اتصالات ناخواسته ناشی از دستکاری )
سوال 3
وظیفه زینر ZD3
پاسخ در پست ۳۸۹
سوال 2 در خصوص بخش محافظت از اتصال کوتاه
وظیفه C24 چیه ؟
سوال 1 در خصوص ارور آمپلیفایر
وظیفهارور آمپلیفایر (پایه 15 و 16 ) ؟
