Меню

Шим контроллер 3528 регулировка выходных напряжений

МИР ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ ПК

технический журнал для специалистов сервисных служб

Микросхема ШИМ-контроллера FSP3528 и субмодуль управления системным блоком питания на ее основе

C микросхемой FSP3528 приходилось встречаться в следующих моделях системных блоков питания:

Рис.1 Цоколевка микросхемы FSP3528

Но так как выпуск микросхем имеет смысл только при массовых количествах, то нужно быть готовым к тому, что она может встретиться и в других моделях блоков питания фирмы FSP. Прямых аналогов этой микросхемы пока не приходилось встречать, поэтому в случае ее отказа, замену необходимо осуществлять на точно такую же микросхему. Однако в розничной торговой сети приобрести FSP3528 не представляется возможным, поэтому найти ее можно лишь в системных блоках питания FSP, отбракованных по каким-либо другим соображениям.

Рис.2 Функциональная схема ШИМ-контроллера FSP3528

Микросхема FSP3528 выпускается в 20-контактном DIP-корпусе (рис.1). Назначение контактов микросхемы описывается в таблице 1, а на рис.2 приводится ее функциональная схема. В таблице 1 для каждого вывода микросхемы указано напряжение, которое должно быть на контакте при типовом включении микросхемы. А типовым применением микросхемы FSP3528 является использование ее в составе субмодуля управления блоком питания персонального компьютера. Об этом субмодуле речь пойдет в этой же статье, но чуть ниже.

Таблица 1. Назначение контактов ШИМ-контроллера FSP3528

Сигнал

Вх/Вых

Описание

Напряжение питания +5В.

Инвертирующий вход усилителя ошибки. Внутри микросхемы этот вход смещен на величину 1.25В. Опорное напряжение величиной 1.25В формируется внутренним источником. Во время нормальной работы микросхемы, на контакте должно присутствовать напряжение 1.23В.

Не инвертирующий вход усилителя ошибки. Этот вход можно использовать для контроля выходных напряжений блока питания, т.е. этот контакт можно считать входом сигнала обратной связи. В реальных схемах, на этот контакт подается сигнал обратной связи, получаемый сум-мированием всех выходных напряжений блока питания (+3.3 V /+5 V /+12 V ). Во время нормальной работы микросхемы, на контакте должно присутствовать напряжение 1.24В.

Контакт управления задержкой сигнала ON / OFF (сигнала управления включением блока питания). К этому выводу подключается времязадающий конденсатор. Если конденсатор имеет емкость 0.1 мкФ, то задержка при включении ( Ton ) составляет около 8 мс (за это время конденсатор заряжается до уровня 1.8В), а задержка при выключении ( Toff ) составляет около 24 мс (за это время напряжение на конденсаторе при его разряде уменьшается до 0.6В). Во время нормальной работы микросхемы, на этом контакте должно присутствовать напряжение около +5В.

Частотозадающий резистор внутреннего генератора. При работе, на контакте присутствует на-пряжение, величиной около 1.25В.

Частотозадающий конденсатор внутреннего генератора. Во время работы на контакте должно наблюдаться пилообразное напряжение.

Вход детектора превышения напряжения. Сигнал этого контакта сравнивается внутренним компаратором с внутренним опорным напряжением. Этот вход может использоваться для контроля питающего напряжения микросхемы, для контроля ее опорного напряжения, а также для организации любой другой защиты. При типовом использовании, на этом контакте во время нормальной работы микросхемы должно присутствовать напряжение, величиной примерно 2.5В.

Контакт управления задержкой формирования сигнала PG ( Power Good ). К этому выводу под-ключается времязадающий конденсатор. Конденсатор емкостью 2.2 мкФ обеспечивает времен-ную задержку 250 мс. Опорными напряжениями для этого времязадающего конденсатора яв-ляются 1.8В (при заряде) и 0.6В (при разряде). Т.е. при включении блока питания, сигнал PG устанавливается в высокий уровень в момент, когда на этом времязадающем конденсаторе на-пряжение достигает величины 1.8В. А при выключении блока питания, сигнал PG устанавливается в низкий уровень в момент, когда конденсатор разрядится до уровня 0.6В. Типовое на-пряжение на этом выводе равно +5В.

Высокопрецизионное опорное напряжение с допустимым отклонением не более ±2%. Типовое значение этого опорного напряжения составляет 3.5 В.

Сигнал защиты от превышения напряжения в канале +12 В. На вход подается напряжение с канала +12 V через резистивный делитель. В результате использования делителя, на этом контакте устанавливается напряжение примерно 4.2В (при условии, что в канале 12 V напряжение равно +12.5В)

Читайте также:  Регулировка ширины колеи в корне остряков

Вход регулировки «мертвого» времени (времени, когда выходные импульсы микросхемы неактивны – см.рис.3). Неинвертирующий вход внутреннего компаратора «мертвого» времени смещен на 0.12 В внутренним источником. Это позволяет задать минимальное значение «мер-твого» времени для выходных импульсов. Регулируется «мертвое» время выходных импульсов путем подачи на вход DTC постоянного напряжения величиной от 0 до 3.3В. Чем больше напряжение, тем меньше длительность рабочего цикла и больше время «мертвого» времени. Этот контакт часто используется для формирования «мягкого» старта при включении блока питания. В практических схемах на этом контакте устанавливается напряжение величиной примерно 0.18В.

Коллектор второго выходного транзистора. После запуска микросхемы, на этом контакте формируются импульсы, которые следуют в противофазе импульсам на контакте С1.

Коллектор первого выходного транзистора. После запуска микросхемы, на этом контакте формируются импульсы, которые следуют в противофазе импульсам на контакте С2.

Рис.3 Основные параметры импульсов

Микросхема FSP3528 является ШИМ-контроллером, разработанным специально для управления двухтактным импульсным преобразователем системного блока питания персонального компьютера. Особенностями этой микросхемы являются:

— наличие встроенной защиты от превышения напряжений в каналах +3.3V/+5V/+12V;

— наличие встроенной защиты от перегрузки (короткого замыкания) в каналах +3.3V/+5V/+12V;

— наличие многоцелевого входа для организации любой защиты;

— поддержка функции включения блока питания по входному сигналу PS_ON;

— наличие встроенной схемы с гистерезисом для формирования сигнала PowerGood (питание в норме);

— наличие встроенного прецизионного источника опорных напряжений с допустимым отклонением 2%.

В тех моделях блоков питания, которые были перечислены в самом начале статьи, микросхема FSP3528 размещается на плате субмодуля управления блоком питания. Этот субмодуль находится на вторичной стороне блока питания и представляет собой печатную плату, размещенную вертикально, т.е. перпендикулярно основной плате блока питания (рис.4).

Рис.4 Блок питания с сбмодулем FSP3528

Этот субмодуль содержит не только микросхему FSP3528, но и некоторые элементы ее «обвязки», обеспечивающие функционирование микросхемы (см. рис.5).

Рис.5 Субмодуль FSP3528

Плата субмодуля управления имеет двусторонний монтаж. На тыльной стороне платы находятся элементы поверхностного монтажа – SMD, которые, к слову сказать, дают наибольшее количество проблем из-за не очень высокого качества пайки. Субмодуль имеет 17 контактов, расположенных в один ряд. Назначение этих контактов представлено в табл.2.

Таблица 2. Назначение контактов субмодуля FSPЗ3528-20D-17P

Назначение контакта

Выходные прямоугольные импульсы, предназна-ченные для управления силовыми транзисторами блока питания

Входной сигнал запуска блока питания ( PS _ ON )

Входной сигнал защиты от коротких замыканий

Вход контроля напряжения канала +3.3 V

Вход контроля напряжения канала +5 V

Вход контроля напряжения канала +12 V

Входной сигнал защиты от коротких замыканий

Выход сигнала Power Good

Катод регулятора напряжения AZ431

Вход опорного напряжения регулятора AZ 431

Вход опорного напряжения регулятора AZ 431

Катод регулятора напряжения AZ431

Питающее напряжение VCC

На плате субмодуля управления кроме микросхемы FSP3528, находятся еще два управляемых стабилизатора AZ431 (аналог TL431) которые никак не связаны с самим ШИМ-контроллером FSP3528, и предназначены для управления цепями, расположенными на основной плате блока питания.

В качестве примера практической реализации микросхемы FSP3528, на рис.6 представлена схема субмодуля FSP3528-20D-17P. Этот субмодуль управления используется в блоках питания FSP ATX-400PNF. Стоит обратить внимание, что вместо диода D5, на плате устанавливается перемычка. Это иногда смущает отдельных специалистов, которые пытаются установить в схему диод. Установка вместо перемычки диода не изменяет работоспособности схемы – она должна функционировать, как с диодом, так и без диода. Однако установка диода D5 способно снизить чувствительность цепи защиты от коротких замыканий.

Рис.6 Схема субмодуля FSP3528-20D-17P

Подобные субмодули являются, фактически, единственным примером применения микросхемы FSP3528, поэтому неисправность элементов субмодуля зачастую принимается за неисправность самой микросхемы. Кроме того, нередко часто случается и так, что специалистам не удается выявить причину неисправности, в результате чего предполагается неисправность микросхемы, и блок питания откладывается в «дальний угол» или вообще списывается.

Читайте также:  Регулировка карбюратора дааз на уаз 469

На самом же деле, выход из строя микросхемы – явление достаточно редкое. Гораздо чаще подвержены отказам элементы субмодуля, и, в первую очередь, полупроводниковые элементы (диоды и транзисторы).

На сегодняшний день, основными неисправностями субмодуля можно считать:

— выход из строя транзисторов Q1и Q2;

— выход из строя конденсатора C1, что может сопровождаться его «вспуханием»;

— выход из строя диодов D3 и D4 (одновременно или по отдельности).

Отказ остальных элементов маловероятен, однако в любом случае, при подозрениях на неисправность субмодуля, необходимо провести, в первую очередь, проверку пайки SMD-компонентов на стороне печатного монтажа платы.

Диагностика микросхемы

Диагностика контроллера FSP3528 ничем не отличается от диагностики всех других современных ШИМ-контроллеров для системных блоков питания, о чем мы уже неоднократно рассказывали на страницах нашего журнала. Но все-таки, еще раз, в общих чертах, расскажем, как можно убедиться в исправности субмодуля.

При этом на контакте CT ( конт.8 ) должно появиться пилообразное напряжение, а на контакте VREF ( конт.12 ) должно появиться постоянное напряжение +3.5В.

Далее, необходимо замкнуть «на землю» сигнал PS-ON. Это делается замыканием на землю либо контакта выходного разъема блока питания (обычно зеленый провод), либо конт.3 самого субмодуля. При этом на выходе субмодуля ( конт.1 и конт.2 ) и на выходе микросхемы FSP3528 ( конт.19 и конт.20 ) должны появиться прямоугольные импульсы, следующие в противофазе.

Отсутствие импульсов указывает на неисправность субмодуля или микросхемы.

Хочется отметить, что при использовании подобных методов диагностики необходимо внимательно анализировать схемотехнику блока питания, так как методика проверки может несколько измениться, в зависимости от конфигурации цепей обратной связи и цепей защиты от аварийных режимов работы блока питания.

Источник

DjMaN93 › Блог › Лабораторный блок питания. Утончённое исполнение

Данный материал по сути оправдывает меня в инженерном смысле, так как, несмотря на изначальную концепцию (собрать из ведра и палок зарядное устройство), конечный результат хоть и получился технически грамотным, но не вышел лицом. Такой задачи на тот момент, повторюсь, не стояло, но всё же хотелось бы реабилитироваться прежде всего в собственных глазах. Тем не менее, материал получил довольно высокую для моего скромного блога огласку.

Вообще, у меня имелся ЛБП для домашнего использования, наглым образом скопированный у 2350 по его материалам с некоторыми перерасчётами. По неопытности сделан был топорненько, с бросающимися в глаза дефектами оформления, компоновки и в связи с некоторыми нерешенными проблемами работающий преимущественно с самовозбуждением. Тот блок питания был разобран и в силу некоторого бессилия (именно так) отложен в ящик.

Однако ввиду моей деятельности мне дома нужен источник питания, поэтому, копаясь на работе в списанных компьютерных блоках питания, я увидел его и понял — ух, что сейчас будет…

Подопытным оказался малыш FSP200-50NIV медицинского назначения. Данный БП при своих скромных размерах 125х76.4х100мм имеет на борту стандартный функционал компьютерного блока питания с независимым дежурным источником напряжения. Собственно, его размеры и послужили своеобразным вызовом для меня. Началась разработка.

Напомню, что вообще означает ЛБП по Голубеву: это источник питания с возможностью ограничения тока и напряжения, выполненный без третичных преобразований, как это модно делать в ленивом варианте — преобразовывать преобразованное с помощью внешних конвертеров. Данное решение значительно упрощает конструкцию готового изделия и позволяет добиться максимальных выходных значений, на которые способен непосредственно источник питания, не ограничиваясь возможностями конвертеров.

Рассмотрим, с чем вообще столкнулись: блок питания выполнен на инверторе с двухтактным ШИМ-драйвером, но на «неправильном» ШИМ-контроллере SG6105. Этот контроллер хорош для применения именно в компьютерах, но не в регулируемых источниках питания. Во-первых, он имеет один усилитель ошибки, что делает его ограниченно пригодным для работы в качестве регулируемого источника питания — без внешних схем сможем контроллировать либо ток, либо напряжение; во-вторых, в микросхему встроен супервайзер выходных напряжений, отключающий генерацию импульсов при выходе упомянутых за допустимые пределы. Очевидно, вариант не наш. Однако этот ШИМ-контроллер со своей обвязкой располагается на выносной плате, впаиваемой в основную. Изучаю, и делаю вывод — вполне достаточно просто изготовить свою плату на TL494 с обвязкой и впаять её в штатное место! Пришлось попотеть, проектируя плату — следует учитывать малые размеры корпуса, в первоначальном варианте трассировки корпус бы не закрылся — плата упёрлась бы в вентилятор. Удалось сократить более сантиметра, что обеспечило запас до вентилятора в 1 мм. Хочу заметить, принципиально делал разводку на выводных элементах.

Читайте также:  Регулировка датчика коленвала форд мондео 3

Расчёт схемы управления ШИМ-контроллером был выполнен по всё той же досконально разобранной мной в прошлой статье дифференциальной схеме для максимальных значений 20В 20А. Отбросив юношеский максимализм и трезво оценив потребности и возможности, решил ограничиться десятью амперами на выходе. Дело в том, что, ввиду размеров блока питания пришлось чем-то жертвовать, в данном случае жертвой стал недостаточный для 20А тока понижающий трансформатор и слабый фильтр в высоковольтной части. Однако 10А при 20В имеем вполне уверенные!

В этот раз в конструкцию блока питания помимо модернизации дежурного источника питания под стабилизированные 12В были внесены изменения в тракт питания каскада раскачки инвертора, а именно — пропорционально уменьшению питающего напряжения ШИМ уменьшены номиналы подтягивающих к питанию резисторов от 8 и 11 выводов TL494, а также номиналы резисторов между Б-Э транзисторов инвертора. Это позволило убрать ступеньки самовозбуждения при регулировке напряжения в среднем диапазоне и в целом положительно сказалось на качестве работы инвертора. Из приятных мелочей, была добавлена схема регулирования скорости вращения вентилятора охлаждения по температуре терморезистора. Сам терморезистор расположил на радиаторе транзисторов, так как самой теплонагруженной частью блока питания стал он — вторичный выпрямитель выполнен на мощной диодной сборке Шоттки, которая остаётся холодной при работе на любых режимах.

Положительно сказались на снижении самовозбуждения топология платы с короткими проводниками к контрольным точкам, отсутствие проводов к схеме управления и ШИМ-контроллеру, короткий шлейф проводов к панели управления и моя личная позиция — стабилизировать напряжение в точке непосредственно на плате ОУ, а не на выходных клеммах. Как показала практика, провода к ним вносят свои наводки.

С технической стороны я добился всех желаемых результатов, осталось упаковать устройство в корпус. А зря ли я взял за основу такой маленький блок питания? Подходящих готовых корпусов беглым взглядом не нашел, да и не видел в них корректной реализации. Было решено использовать заводской корпус, облачив его в панели из акрила. Произведя замеры штангенциркулем и линейкой, начертил следующую конструкцию. Ненавижу Corel.

Впоследствии оказалось, что еще сантиметр в длину корпусу бы не помешал — передняя панель собралась слегка в натяг, не учёл плотность проводов к выходным клеммам, тумблеру питания и вольтамперметру. В остальном получил идеально подогнанный импровизированный корпус, накрывающий экранированный блок питания. К сожалению, у всех рекламщиков в городе возникли какие-то дикие проблемы с чёрным акрилом, а жаль — на нём получаются очень красивые вещи, например, как моя паяльная станция. Так же в черном цвете красиво получаются коты и чёрные Technics. Кто знает, тот поймёт. Пришлось делать на молочном акриле.

Последние прибирания по содержимому — скрепляю и укорачиваю провода, обтачиваю и креплю огромный шунт к корпусу, и заканчиваю сборку.

Проект закончен. Практически влазит в карман…

Источник

Adblock
detector