Схема защиты заряда li pol аккумулятора. Схемы защиты Li-ion аккумуляторов от переразряда (контроллеры разряда). NCP349 и NCP360 — защита от перенапряжения с интегрированным MOSFET-транзистором

Работоспособность персонального компьютера (ПК) не в последнюю очередь зависит от качества работы блока питания (БП). В случае его выхода из строя устройство не сможет включиться, а значит, придётся провести замену или ремонт блока питания компьютера. Будь то современный игровой или слабый офисный компьютер, работают все БП по сходному принципу , и методика поиска неисправностей для них одинакова.

Принцип работы и основные узлы

Перед тем как взяться за ремонт БП, необходимо понимать, каким образом он работает, знать его основные узлы. Ремонт блоков питания следует осуществлять предельно осторожно и помнить про электробезопасность во время работы. К основным узлам БП относят:

входной (сетевой) фильтр;
дополнительный формирователь стабилизированного сигнала 5 вольт;
главный формирователь +3,3 В, +5 В, +12 В, а также -5 В и -12В;
стабилизатор напряжения линии +3,3 вольта;
выпрямитель высокочастотный;
фильтры линий формирования напряжений;
узел контроля и защиты;
блок наличия сигнала PS_ON от компьютера;
формирователь напряжения PW_OK.

Фильтр, стоящий на входе, используется для подавления помех , генерирующихся БП в электрическую цепь. Одновременно с этим он выполняет защитную функцию при нештатных режимах работы БП: защита от превышения значения тока, защита от всплесков напряжения.

При включении БП в сеть на 220 вольт на материнскую плату через дополнительный формирователь поступает стабилизированный сигнал с величиной равной 5 вольт. Работа основного формирователя в этот момент блокируется сигналом PS_ON, сформированным материнской платой и равным 3 вольта.

После нажатия кнопки включения на ПК, значение PS_ON становится равным нулю и происходит запуск основного преобразователя . Источник питания начинает вырабатывать основные сигналы, поступающие на компьютерную плату и схемы защиты. В случае значительного превышения уровня напряжения схема защиты прерывает работу основного формирователя.

Для запуска материнской платы на неё одновременно, с прибора питания, подаётся напряжение +3,3 вольта и +5 вольт для формирования уровня PW_OK, что обозначает питание в норме . Каждый цвет провода в устройстве питания соответствует своему уровню напряжения:

чёрный, общий провод;
белый, -5 вольт;
синий, -12 вольт;
жёлтый, +12 вольт;
красный, +5 вольт;
оранжевый, +3,3 вольта;
зелёный, сигнал PS_ON;
серый, сигнал PW_OK;
фиолетовый, дежурное питание.

Устройство питания в основе своей работы использует принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Сетевое напряжение, преобразованное диодным мостом, поступает на силовой блок. Его величина составляет 300 вольт. Работой транзисторов в силовом блоке управляет специализированная микросхема ШИМ контроллер. При поступлении сигнала на транзистор происходит его открывание, и на первичной обмотке импульсного трансформатора возникает ток. В результате электромагнитной индукции проявляется напряжение и на вторичной обмотке. Изменяя длительность импульса, регулируется время открытия ключевого транзистора, а значит и величина сигнала.

Контроллер, входящий в состав основного преобразователя, запускается от разрешающего сигнала материнской платы. Напряжение попадает на силовой трансформатор, а с его вторичных обмоток поступает на остальные узлы источника питания, формирующих ряд необходимых напряжений.

ШИМ контроллер обеспечивает стабилизацию выходного напряжения путём использования в схеме обратной связи. При увеличении уровня сигнала на вторичной обмотке, схема обратной связи уменьшает величину напряжения на управляющем выводе микросхемы. При этом микросхемой увеличивает длительность сигнала, посылаемого на транзисторный ключ.

Перед тем, как перейти непосредственно к диагностике компьютерного прибора питания, нужно убедиться, что неполадка именно в нём. Проще всего, это сделать, подключив заведомо исправный блок к системному блоку. Поиск неисправностей в блоке питания компьютера можно осуществлять по следующей методике:

В случае повреждения БП необходимо попытаться найти пособие по его ремонту, принципиальную электрическую схему, данные о типичных неисправностях.
Проанализировать условия, при каких условиях работал источник питания, исправна ли электрическая сеть.
Используя свои органы чувств определить есть ли запах горевших деталей и элементов, не было ли искрения или вспышки, прислушаться слышны ли посторонние звуки.
Предположить одну неисправность, выделить неисправный элемент. Обычно это самый трудоёмкий и кропотливый процесс. Этот процесс ещё более трудоёмкий, если отсутствует электрическая схема, которая просто необходима при поиске «плавающих» неисправностей. Используя измерительные приборы проследить путь прохождение сигнала неисправности до того элемента, на котором имеется рабочий сигнал. В результате сделать вывод, что сигнал пропадает на предыдущем элементе, который и является нерабочим и требует замены.
После ремонта необходимо протестировать источник питания с максимально возможной его нагрузкой.

Если принято решение самостоятельно починить источник питания, в первую очередь он извлекается из корпуса системного блока. После выкручиваются крепёжные винты и снимается защитный кожух. Продув и почистив от пыли, приступают к его изучению. Практический ремонт блока питания компьютера своими руками пошагово можно представить следующим образом:

Внешний осмотр. При нём особое внимание уделяется почерневшим местам на плате и элементах, внешнему виду конденсаторов. Верхушка конденсаторов должна быть плоской, выпуклость говорит о его негодности, внизу у основания не должно быть подтёков. Если имеется кнопка включения, не лишним будет провести её проверку.
Если осмотр не вызвал подозрений, то следующим шагом будет прозвонка входных и выходных цепей на присутствие короткого замыкания (КЗ). При присутствии короткого замыкания выявляется пробитый полупроводниковый элемент, стоящий в цепи с КЗ.
Измеряется сетевое напряжение на конденсаторе выпрямительного блока и проверяется предохранитель. В случае наличия напряжения 300 B переходим к следующему этапу.
Если напряжение отсутствует, при этом сгорает предохранитель, проверяется диодный мост, ключевые транзисторы на короткое замыкание. Резисторы и защитный терморезистор на обрыв.
Проверяется присутствие дежурного напряжения, стабилизированных пяти вольт. Статистика свидетельствует, что когда устройство питания не включается, одна из наиболее распространённых причин, это неисправность схемы дежурного питания, при работоспособных силовых элементах.
Если стабилизированные пять вольт присутствуют, проверяется наличие PS_ON. Когда значение менее четырёх вольт, ищется причина занижения уровня сигнала. Обычно PS_ON формируется от дежурного напряжения через подтягивающий резистор номиналом 1 кОм. Проверяется цепь супервизора, прежде всего на соответствие в цепи значений ёмкости конденсаторов и номиналы резисторов.

В случае, если причина не найдена, проверяется ШИМ контроллер. Для этого понадобится стабилизированный прибор питания на 12 вольт. На плате отключается нога микросхемы , отвечающая за задержку (DTC), а питание источника подаётся на ногу VCC. Осциллографом смотрится наличие генерации сигнала на выводах, подключённых к коллекторам транзисторов, и присутствие опорного напряжения. Если импульсы отсутствуют проверяется промежуточный каскад, собранный чаще всего на маломощных биполярных транзисторах.

Типовые неисправности и проверка элементов

При восстановлении блока питания ПК понадобится использовать различного рода приборы в первую очередь, это мультиметр и желательно осциллограф. С помощью тестера возможно провести измерения на короткое замыкание или обрыв как пассивных, так и активных радиоэлементов. Работоспособность микросхемы, если отсутствуют визуальные признаки выхода её из строя, проверяется с использованием осциллографа. Кроме, измерительной техники для ремонта блока питания ПК, потребуется: паяльник, отсос для припоя, промывочный спирт, вата, олово и канифоль.

Если не запускается блок питания компьютера, возможные неисправности можно представить в виде типичных случаев:

Перегорает предохранитель в первичной цепи. Пробиты диоды в выпрямительном мосту. Звонятся на короткое замыкание элементы разделительного фильтра: B1-B4, C1, C2, R1, R2. Обрыв варисторов и терморезистора TR1, звонятся накоротко переходы силовых транзисторов и вспомогательных Q1-Q4.
Постоянное напряжение пять вольт или три вольта занижены или завышены. Нарушения в работе стабилизирующей цепи, проверяются микросхемы U1, U2. Если проверить ШИМ контроллер не удаётся, то проводится замена микросхемы на идентичную или аналог.
Уровень сигнала на выходе отличается от рабочего. Неисправность в цепи обратной связи. Виновата микросхема ШИМ и радиоэлементы в её обвязке, особое внимание уделяется конденсаторам C и маломощным резисторам R.
Нет сигнала PW_OK. Проверяется присутствие напряжений основных напряжений и сигнала PS_ON. Проводится замена супервизора, отвечающего за контроль выходного сигнала.
Отсутствует сигнал PS_ON. Сгорела микросхема супервизора, элементы обвязки её цепи. Проверить путём замены микросхемы.
Не крутит вентилятор. Замерить напряжение, поступающее на него, оно составляет 12 вольт. Прозвонить терморезистор THR2. Замерить сопротивление выводов вентилятора на отсутствие короткого замыкания. Провести механическую чистку и смазать посадочное место под лопасти вентилятора.

Принципы измерения радиоэлементов

Корпус БП соединён с общим проводом печатной платы. Измерение силовой части источника питания проводится относительно общего провода . Предел на мультиметре выставляется более 300 вольт. Во вторичной части присутствует только постоянное напряжение, не превышающее 25 вольт.

Проверка резисторов осуществляется путём сравнений показаний тестера и маркировки, нанесённой на корпус сопротивления или указанной на схеме. Проверка диодов проводится тестером, если он показывает нулевое сопротивление в оба направления, то делается вывод о его неисправности. Если существует возможность в приборе проверить падение напряжения на диоде, то можно его не выпаивать, величина составляет 0,5−0,7 вольта.

Проверка конденсаторов происходит путём измерения их ёмкости и внутреннего сопротивления, для чего необходим специализированный прибор ESR-метр. При замене следует учитывать, что используются конденсаторы с низким внутренним сопротивлением (ESR). Транзисторы прозванивают на работоспособность p-n переходов или в случае полевых на способность открываться и закрываться.

Проверка отремонтированного источника питания

После того, как АТХ блок отремонтирован, важно правильно провести его первое включение. При этом, если были устранены не все неполадки, возможен выход из строя отремонтированных и новых узлов прибора.

Запуск устройства питания можно осуществить автономно, без использования компьютерного блока. Для этого перемыкается контакт PS_ON с общим проводом. Перед включением на место предохранителя впаивается лампочка 60 Вт, а предохранитель удаляется. Если при включении лампочка начинает ярко светить, то в блоке присутствует короткое замыкание. В случае когда лампа вспыхнет и погаснет, лампу можно выпаивать и устанавливать предохранитель.

Следующий этап проверки БП происходит под нагрузкой. Сначала проверяется наличие дежурного напряжения для этого выход нагружается нагрузкой порядка двух ампер. Если дежурка в порядке, блок питания включается замыканием PS_ON, после чего делаются замеры уровней выходных сигналов. Если есть осциллограф - смотрится пульсация.

Случаи выхода из строя блоков питания в компьютере не редкость. Причинами тому являются:

1. Выбросы напряжения в электросети;

2. Низкое качество изготовления, особенно касается дешевых блоков питания и системных блоков;

3. Неудачные конструктивные и схемотехнические решения;

4. Применение низкокачественных компонентов при изготовлениии;

5. Перегрев элементов из-за неудачного расположения системного блока, загрязнения блока питания, остановки вентилятора охлаждения.

Какие «симптомы» неисправности блока питания в компьютере?

Чаще всего это полное отсутствие признаков жизни системного блока, то есть ничего не гудит, не горят светодиоды индикации, нет звуковых сигналов.

В некоторых случаях не стартует материнская плата. При этом могут крутиться вентиляторы, гореть индикация, издавать звуки приводы и жесткий диск, но на экране монитора ничего не появляется.

Иногда системный блок при включении начинает подавать признаки жизни на несколько секунд и тут же выключается по причине срабатывания защиты блока питания от перегрузок.

Для того чтобы окончательно убедиться в неисправности блока питания нужно открыть правую крышку системного блока, если смотреть сзади. Вытащить основной штеккер основного разъёма блока питания, который имеет 20 или 24 контакта, из гнезда материнской платы, и замкнуть контакты с зелёным (иногда серым) и ближайшим чёрным проводом. Если при этом блок питания запустится, то, скорее всего, виновата материнская плата.

Запуск блока питания можно определить по вращению вентилятора блока питания, если он исправен и щелчкам приводов, но для надёжности лучше проверить напряжения на разъёме. Между контактами с черным и красным проводами — 5в, между черным и желтым — 12в, между черным и розовым — 3,3в; между черным и фиолетовым — 5в дежурного напряжения. Минус на черном, а плюс на цветных. Для того чтобы убедиться что блок питания запущен достаточно измерить одно из напряжений, кроме «дежурных» 5в на фиолетовом проводе.

Иногда пользователи начинают искать предохранитель. Не ищите, снаружи их нет. Есть один внутри, но менять его в большинстве случев не только бесполезно, но опасно и вредно, так как это может привести к ещё большим проблемам.

Если обнаружится, что блок питания неисправен, то в большинстве случаев лучше его заменить, но можно и , если это экономически целесообразно.

При покупке нового блока питания нужно, прежде всего, учитывать мощность, которая не должна быть меньше прежнего. Также необходимо обратить внимание на выходные разъёмы, чтобы была возможность подключить все устройства системного блока, хотя в необходимых случаях проблемы подключения могут быть решены при помощи переходников. О том, как выбрать блок питания нужного качества можно прочитать .

Нужно ли ремонтировать блок питания самостоятельно? Если Вы не обладаете хотя-бы элементарными знаниями и навыками в области электроники, однозначно нет. Во-первых, Вы скорее всего не сможете это сделать, во-вторых это опасно для жизни и здоровья если не соблюдать правила безопасности.

Для тех, кто всё-таки решил заняться ремонтом блока питания, есть возможность ознакомиться с моим личным опытом и соображениями по этому поводу .

О поломках в блоке питания говорит не только невозможность его включить. Запах горелой изоляции или другие посторонние запахи от системного блока, внезапное выключение компьютера и посторонние шумы указывают на поломки блока питания.

Наиболее простой вариант диагностики поломок такого типа – включение устройства с заведомо исправным компонентом. Остальные методы предполагают умение пользоваться мультиметром, а для ремонта – ещё и владение паяльником и умение читать принципиальные схемы.

То есть, самостоятельный ремонт БП – удел радиолюбителей, которые не понаслышке знакомы с конденсаторами, диодными мостами и трансформаторами. Но даже в таком случае ремонт оправдан не всегда. Стоимость некоторых компонентов выше цены самого блока. Естественно, в ремонте в мастерской придётся заплатить ещё и за работу мастера.

Наиболее распространённые причины поломок

Конструкция БП с точки зрение электротехники довольно проста, и вывести её из строя могут не так много факторов. Рассмотрим наиболее распространённые из них:

Перепады напряжения в электросети повреждают первичные цепи питания. Без периодического обслуживания рабочие параметры компонентов меняются, и они хуже противостоят даже незначительным перепадам напряжения.
Низкое качество комплектующих и производства. Относительно простая конструкция блока питания проста в изготовлении. Это открывает возможности для производителей бросовых БП по минимальным ценам. В таких изделиях используются некалиброванные транзисторы, а конструкторы пренебрегают узлами защиты. Поэтому лучше покупать продукцию подороже от холь сколько-нибудь известных производителей.
Перегрузки по мощности часто случается, когда аппаратное улучшение компьютера производится непрофессионалами. Совокупная мощность всех компонентов системы превышает рабочий параметр БП, и он выходит из строя.
Обилие грязи и пыли в корпусе блока питания. Вместе с профилактическим обслуживанием системы охлаждения следует проводить и чистку блока питания от пыли. Её избыток может приводить к коротким замыканиям и перегревам. А радиотехнические компоненты, используемые в БП, при нарушении температурного режима меняют свои характеристики.

Более того, при повышении рабочей температуры падает номинальная мощность блока питания и он становится более уязвим как к передам приходящего напряжения, так и к перегрузке по сумме мощностей устройств-потребителей.

Поэтому вместе с регулярным обслуживанием следует оставлять небольшой запас по мощности БП.

Самостоятельный ремонт

Некоторые поломки БП все же можно устранить без специальных знаний и навыков. Но для этого всё равно понадобятся хотя бы паяльник, тестер, изолента и канцелярский нож. При ремонте и диагностике следует соблюдать предельную осторожность, чтоб случайно не получить поражение током.

Ситуация один

Когда БП не включается, а выходного напряжения (меряется между любым черным и зелёным проводом) нет совсем, то следует проверить конденсаторы (1) и транзисторы первичной цепи (2). Первые могут быть вздутыми, а вторые – пробитыми. Также следует проверить предохранители (3).

Ситуация два

В случае затруднений с определением неисправности следует проверить напряжение на конденсаторах узла выпрямителя. В рабочем состоянии оно составляет 310 В, а если его нет, то нужно проверить все компоненты выпрямителя.

Ситуация три

Не крутится вентилятор. Если его ось не забита грязью и смазана, то следует проверить напряжение питания, которое должно составлять 12 В. Отсутствие напряжения, скорее всего, указывает на поломки в диодной сборке выпрямителя. Проверять исправность компонентов следует, только выпаяв их из платы.

→ Спасибо за подсказку, всё припаял, всё работает. Остался последний вопросик у меня. Я буду ставить этот индикатор разряда на обычную газовую зажигалку для кухни. И у меня вот такой вопрос. Там совершенно простая схема, питание с аккумулятора 18650 подается на высоковольтный трансформатор, на выходе получается дуга, которой и будет собственно поджигаться газ. Всё, как у всех, кто делал такие зажигалки. А вопрос у меня такой. В момент образования высоковольтной дуги, ток, потребляемый этим трансформатором составляет примерно 3А. Я хочу в разрыв положительного провода питания поставить кнопку без фиксатора, для замыкания питания. Надо ли мне в этом случае ставить кнопку, расчитанную на 3А или с учетом того, что напряжение с аккумулятора всего 4 вольта, можно обойтись кнопкой меньшей мощности? На 0,5 или на 1А. Замыкания контакта питания будут кратковременные, не дольше 3 сек. Спасибо. Буду признателен за подсказку.