Reparación de fuente de alimentación de bricolaje

En detalle: reparación de bricolaje de fuentes de alimentación de un maestro real para el sitio my.housecope.com.

En el mundo moderno, el desarrollo y la obsolescencia de los componentes de las computadoras personales ocurren muy rápidamente. Al mismo tiempo, uno de los componentes principales de una PC, una fuente de alimentación ATX, es prácticamente no ha cambiado su diseño durante los últimos 15 años.

En consecuencia, la unidad de fuente de alimentación de la computadora de juegos ultramoderna y la antigua PC de oficina funcionan con el mismo principio y tienen técnicas de solución de problemas comunes.

Imagen - Reparación de fuente de alimentación de bricolaje

En la figura se muestra un circuito de suministro de energía ATX típico. Estructuralmente, es una unidad de pulso clásica en el controlador TL494 PWM, que se activa mediante una señal PS-ON (interruptor de encendido) de la placa base. El resto del tiempo, hasta que el pin PS-ON se tira a tierra, solo el suministro de reserva con un voltaje de +5 V en la salida está activo.

Echemos un vistazo más de cerca a la estructura de la fuente de alimentación ATX. Su primer elemento es
rectificador de red:

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Su tarea es convertir CA de la red a CC para alimentar el controlador PWM y la fuente de alimentación de reserva. Estructuralmente consta de los siguientes elementos:

  • Fusible F1 protege el cableado y la propia fuente de alimentación contra sobrecargas en caso de una falla en la fuente de alimentación, lo que lleva a un aumento brusco del consumo de corriente y, como resultado, a un aumento crítico de la temperatura que puede provocar un incendio.
  • Se instala un termistor de protección en el circuito "neutro", que reduce el aumento de corriente cuando la unidad de fuente de alimentación está conectada a la red.
  • A continuación, se instala un filtro de ruido, que consta de varios estranguladores (L1, L2), condensadores (C1, C2, C3, C4) y un estrangulador de contrabobinado Tr1... La necesidad de un filtro de este tipo se debe al nivel significativo de interferencia que la unidad de impulsos transmite a la red de suministro de energía; esta interferencia no solo es capturada por los receptores de televisión y radio, sino que, en algunos casos, también puede conducir a un funcionamiento incorrecto de equipos sensibles. .
  • Se instala un puente de diodos detrás del filtro, que convierte la corriente alterna en corriente continua pulsante. La ondulación se suaviza mediante un filtro capacitivo-inductivo.
Video (haga clic para reproducir).

Además, un voltaje constante, presente todo el tiempo que la fuente de alimentación ATX está conectada a la toma de corriente, va a los circuitos de control del controlador PWM y la fuente de alimentación de reserva.

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Fuente de alimentación en espera - este es un convertidor de pulsos independiente de baja potencia basado en el transistor T11, que genera pulsos, a través de un transformador de aislamiento y un rectificador de media onda en el diodo D24, alimentando un regulador de voltaje integrado de baja potencia en el microcircuito 7805. alto voltaje caer sobre el estabilizador 7805, que bajo una carga pesada conduce a un sobrecalentamiento. Por esta razón, el daño a los circuitos alimentados desde la fuente de reserva puede provocar su falla y la consiguiente imposibilidad de encender la computadora.

La base del convertidor de impulsos es Controlador PWM... Esta abreviatura ya se ha mencionado varias veces, pero no se ha descifrado. PWM es la modulación de ancho de pulso, es decir, el cambio en la duración de los pulsos de voltaje en su amplitud y frecuencia constantes. La tarea de la unidad PWM, basada en el microcircuito especializado TL494 o sus análogos funcionales, es convertir el voltaje constante en pulsos de la frecuencia apropiada, que, después del transformador de aislamiento, son suavizados por los filtros de salida.La estabilización de voltaje en la salida del convertidor de pulsos se lleva a cabo ajustando la duración de los pulsos generados por el controlador PWM.

Una ventaja importante de dicho esquema de conversión de voltaje es también la capacidad de trabajar con frecuencias significativamente superiores a 50 Hz de la red. Cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente, menores serán las dimensiones del núcleo del transformador y el número de vueltas del devanado. Es por eso que las fuentes de alimentación conmutadas son mucho más compactas y ligeras que los circuitos clásicos con un transformador reductor de entrada.

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Un circuito basado en el transistor T9 y las siguientes etapas es responsable de encender la fuente de alimentación ATX. En el momento en que se conecta la fuente de alimentación a la red, se suministra un voltaje de 5V a la base del transistor a través de la resistencia limitadora de corriente R58 desde la salida de la fuente de alimentación de reserva, en el momento en que el cable PS-ON está en corto a tierra, el circuito enciende el controlador TL494 PWM. En este caso, el fallo de la fuente de alimentación de reserva dará lugar a la incertidumbre del funcionamiento del circuito de arranque de la fuente de alimentación y al probable fallo de encendido, que ya se ha mencionado.

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La carga principal la soportan las etapas de salida del convertidor. En primer lugar, se trata de los transistores de conmutación T2 y T4, que están instalados en disipadores de calor de aluminio. Pero a alta carga, su calentamiento, incluso con enfriamiento pasivo, puede ser crítico, por lo que las fuentes de alimentación están equipadas adicionalmente con un extractor de aire. Si falla o tiene mucho polvo, la probabilidad de sobrecalentamiento de la etapa de salida aumenta significativamente.

Las fuentes de alimentación modernas utilizan cada vez más potentes interruptores MOSFET en lugar de transistores bipolares, debido a la resistencia significativamente menor en el estado abierto, lo que proporciona una mayor eficiencia del convertidor y, por lo tanto, menos exigencia en la refrigeración.

Video sobre el dispositivo de suministro de energía de la computadora, su diagnóstico y reparación.

Inicialmente, las fuentes de alimentación de la computadora ATX usaban un conector de 20 pines (ATX de 20 pines). Ahora solo se puede encontrar en equipos obsoletos. Posteriormente, el aumento de la potencia de los ordenadores personales, y por tanto de su consumo energético, llevó al uso de conectores adicionales de 4 pines (4 pines). Posteriormente, los conectores de 20 y 4 pines se combinaron estructuralmente en un conector de 24 pines, y para muchas fuentes de alimentación, una parte del conector con pines adicionales podría separarse para compatibilidad con placas base más antiguas.

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La asignación de pines de los conectores está estandarizada en el factor de forma ATX de la siguiente manera, de acuerdo con la figura (el término "controlado" se refiere a aquellos pines en los que el voltaje aparece solo cuando la PC está encendida y estabilizada por el controlador PWM) :

La mayoría de los equipos electrónicos de consumo modernos tienen en su diseño módulos electrónicos independientes o ubicados en una placa separada que reducen y rectifican la tensión de red.

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Hay varias razones para esto, pero las principales son:

  • fluctuaciones en la tensión de red, para las cuales estos dispositivos rectificadores reductores no están diseñados;
  • incumplimiento de las reglas de funcionamiento;
  • conectar una carga para la que los dispositivos no están diseñados.

Por supuesto, puede ser muy ofensivo cuando necesita hacer un trabajo urgente y el módulo de alimentación de la computadora está defectuoso, o mientras mira su programa de televisión favorito, este dispositivo falla.

No entre en pánico inmediatamente y vaya a un taller de reparación o se apresure a un supermercado de electrónica para comprar una nueva unidad. A menudo, las razones de la inoperabilidad son tan triviales que pueden eliminarse en casa, con un gasto mínimo de recursos económicos y nervios.

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Por supuesto, para intentar no solo reparar la fuente de alimentación conmutada, sino también determinar su mal funcionamiento, debe tener conocimientos básicos de electrónica y ciertas habilidades eléctricas.

Como parte de cualquier fuente de alimentación, ya sea incorporada, como en un televisor o instalada como un dispositivo separado, como en una computadora de escritorio, hay dos bloques funcionales: alto voltaje y bajo voltaje.

En el lado de alto voltaje, el puente de diodos convierte el voltaje de la red en un voltaje constante y se suaviza en el capacitor al nivel de 300.0 ... 310.0 voltios. El alto voltaje constante se convierte en un voltaje de pulso con una frecuencia de 10.0 ... 100.0 kilohercios, lo que hace posible abandonar transformadores reductores de baja frecuencia masivos, reemplazándolos por pulsos de pequeño tamaño.

En la unidad de bajo voltaje, el voltaje de impulso se reduce al nivel requerido, se endereza, se estabiliza y se suaviza. A la salida de esta unidad, se requieren uno o más voltajes para alimentar los electrodomésticos. Además, varios circuitos de control están montados en la unidad de bajo voltaje, lo que permite aumentar la confiabilidad del dispositivo y garantizar la estabilidad de los parámetros de salida.

Visualmente, en una placa real, es bastante fácil distinguir entre las partes de alto voltaje y las de bajo voltaje. Los cables de red son adecuados para el primero y los cables de suministro van desde el segundo.

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Regulador de conmutación en la fuente de alimentación del transistor.

Una persona que va a intentar reparar una unidad de suministro de energía para equipos electrónicos domésticos debe estar preparada de antemano para que no todos los dispositivos de suministro de energía puedan repararse. Hoy en día, algunos fabricantes producen productos electrónicos, cuyos bloques no están sujetos a reparación, sino a un reemplazo completo.

Ni un solo maestro se encargará de la reparación de dicha unidad de fuente de alimentación, porque inicialmente está destinada al desmantelamiento completo del dispositivo antiguo con reemplazo por uno nuevo. A menudo, estos dispositivos electrónicos simplemente se llenan con algún tipo de compuesto, lo que elimina inmediatamente la cuestión de su capacidad de mantenimiento.

Como muestran las estadísticas, los principales fallos de funcionamiento de la fuente de alimentación se deben a:

  • mal funcionamiento de la parte de alto voltaje (40.0%), que se expresa por la ruptura (quemado) del puente de diodos y la falla del condensador del filtro;
  • ruptura de un transistor bipolar o de efecto de campo de potencia (30,0%), que forma pulsos de alta frecuencia y se ubica en la parte de alta tensión;
  • avería del puente de diodos (15,0%) en la parte de baja tensión;
  • avería (quemado) de los devanados del estrangulador del filtro de salida.

En otros casos, el diagnóstico es bastante difícil y sin dispositivos especiales (osciloscopio, voltímetro digital) no será posible realizarlo. Por lo tanto, si el mal funcionamiento de la fuente de alimentación no es causado por las cuatro razones principales mencionadas anteriormente, no debe realizar reparaciones en el hogar, sino llamar inmediatamente a un maestro para que lo reemplace o comprar un nuevo dispositivo de fuente de alimentación.

Las fallas en la sección de alto voltaje son fáciles de detectar. Se diagnostican por un fusible quemado y una falta de voltaje posterior. Se pueden asumir los casos tercero y cuarto si el fusible funciona correctamente, el voltaje en la entrada de la unidad de bajo voltaje está presente, pero el voltaje de entrada está ausente.

Es recomendable comprobar todos los detalles al mismo tiempo. Si se queman varios elementos electrónicos, cuando uno de ellos se reemplaza por uno en buen estado, puede volver a quemarse debido a un mal funcionamiento complejo que no ha sido eliminado.

Después de reemplazar las piezas, debe instalar un fusible nuevo y encender la fuente de alimentación. Como regla general, después de esto, la fuente de alimentación comienza a funcionar.

Si el fusible no se ha fundido y no hay voltaje en la salida de la fuente de alimentación, entonces la causa del mal funcionamiento es la ruptura de los diodos rectificadores de la parte de bajo voltaje, el quemado del inductor o la salida del Condensadores electrolíticos de la unidad rectificadora secundaria.

El mal funcionamiento de los condensadores se diagnostica cuando están hinchados o se filtra líquido fuera de su cuerpo. Los diodos deben evaporarse y verificarse con un probador de la misma manera que se verifica la parte de alto voltaje. Un probador verifica la integridad del devanado del estrangulador. Todas las piezas defectuosas deben reemplazarse.

Si no puede encontrar el estrangulador deseado, algunos "artesanos" rebobinan el quemado, recogen un cable de un diámetro adecuado y determinan el número de vueltas. Dicho trabajo es bastante meticuloso y generalmente se realiza solo para fuentes de alimentación únicas, es difícil encontrar un análogo para el cual.

Como ya se mencionó, la mayoría de las fuentes de alimentación para computadoras y televisores modernos se construyen de acuerdo con un esquema típico. Se diferencian en el tamaño de las partes electrónicas utilizadas y en la potencia de salida. Los procedimientos de diagnóstico y resolución de problemas de estos dispositivos son idénticos.

Sin embargo, una reparación de alta calidad requiere una herramienta adecuada, cuya gama incluye:

  • soldador (preferiblemente con potencia ajustable);
  • soldadura, fundente, alcohol o gasolina refinada (Galosha);
  • dispositivo para eliminar la soldadura fundida (bomba desoldadora);
  • Juego de destornilladores;
  • cortadores laterales (tenazas);
  • multímetro doméstico (probador)
  • pinzas;
  • Lámpara incandescente de 100,0 vatios (utilizada como carga de lastre).

En principio, los televisores simples se pueden reparar sin un circuito, pero la principal dificultad para reparar algunos modelos es que el dispositivo de suministro de energía genera todo el rango de voltajes, incluido el alto voltaje utilizado para escanear el cinescopio. Las fuentes de alimentación para computadoras domésticas se fabrican de acuerdo con el mismo tipo de esquema. Consideremos por separado la metodología para determinar el mal funcionamiento y la reparación del televisor y el escritorio.