Reparación de Fuentes de Poder by Enigmaelectronica

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Fuentes ATX. Ver.1.1

1.Introducción. La Fuente de Alimentación es un elemento  capaz de transformar la tensión de la red eléctrica  en las diferentes tensiones necesarias para los dis­ tintos elementos del PC. Esto se consigue a través  de unos procesos electrónicos que explicaremos a  continuación. El ordenador personal está compuesto de de­ cenas de sistemas electrónicos con características  diferentes que requieren tensiones de alimentación  adecuadas a cada uno de ellos. Es por esto por lo  que la fuente de alimentación ha de ser capaz de  suministrar diferentes tensiones.  Además, la circuitería es muy sensible a la  señal de alimentación que recibe, siendo especial­ mente delicado asegurar que los componentes elec­ trónicos reciben una tensión constante dentro de  unos márgenes de tolerancia bastante estrechos. 

La gran demanda de corriente de los PC's ac­ tuales hace que sea cada vez mas complicado dise­ ñar una fuente de alimentación adecuada a estas ne­ cesidades, lo que provoca una complicación cada  vez mayor en los circuitos. Para poder ofrecer un consumo tan grande en  un tamaño y peso suficientemente pequeños, se ha  de recurrir obligatoriamente a una fuente de ali­ mentación conmutada sin transformador.  Dentro de la fuente, la tensión de 220V de la  red eléctrica, es reducida, nivelada y controlada  constantemente por una serie de circuitos electróni­ cos con funciones muy específicas. Estos elemen­ tos son comunes en el diseño de cualquier tipo de  fuente de alimentación conmutada, no sólo para  PC. 

2.Conexiones. Existen una serie de estándares que han ido  apareciendo según han evolucionado los micropro­ cesadores y placas base. A continuación se mues­ tran los distintos estándares en función de sus co­ nectores de salida: VERSIÓN

FECHA CONECTORES INCLUIDOS

AT

1984

Cable de principal 2x6 pines. Cable de periféricos de 4 pines.

ATX

1995

Cable principal 20 pines. Cable de periféricos de 4 pines. Cable disquetera.

ATX12V 1.0

2000

Cable principal 20 pines. Cable de periféricos de 4 pines. Cable disquetera. Cable de 12V 4 pines. Cable auxiliar de 6 pines.

ATX12V 1.3

2003

Cable principal 20 pines. Cable de periféricos de 4 pines. Cable disquetera. Cable de 12V 4 pines. Cable auxiliar de 6 pines. Cable SATA.

VERSIÓN

FECHA CONECTORES INCLUIDOS

ATX12V 2.0

2003

Cable principal 24 pines. Cable de periféricos de 4 pines. Cable disquetera. Cable de 12V 4 pines. Cable PCI Express de 6 pines. Cable SATA

EPS12V

2003

Cable principal 24 pines. Cable de periféricos de 4 pines. Cable disquetera. Cable de 12V 8 pines. Cable PCI Express de 6 pines. Cable SATA

PCI Express 2.0 2007

Cable principal 24 pines. Cable de periféricos de 4 pines. Cable disquetera. Cable de 12V 8 pines. Cable de 12V 4 pines. Cable PCI Express de 8 pines. Cable PCI Express de 6 pines. Cable SATA

1

Fuentes ATX. Ver.1.1

2.1.

Asignación de pines. 2.1.1.Conector principal 2x6.

Consistía en una tira macho de 12 pines en línea a la que se conectaban dos conectores hembra de 6  Pines. P­8 Pin 1

Pin 2

P­9

Pin 3

Pin 4

Pin 5

Pin 6

Pin 1

Pin 2

Pin 3

Pin 4

Pin 5

Pin 6

Pwr Good +5V

+12 V

­12 V

Gnd

Gnd

Gnd

Gnd

­5 V

+ 5 V

+ 5 V

+ 5 V

Naranja

Amarillo Azul

Negro

Negro

Negro

Negro

Blanco

Rojo

Rojo

Rojo

Rojo

Para no confundir los conectores hay que situarlos de forma que  los cables extremos de color negro queden juntos.

2.1.2.Conector principal 20 Pines. La introducción del factor de forma ATX por parte de Intel, introdujo un nuevo tipo de conector de  20 pines. A su vez el conector hembra de lado de la fuente pasó a ser también de una sola carcasa, aban­ donándose el sistema de los dos conectores Molex que venían usándose desde el inicio de la era PC. Pin 1

Pin 2

Pin 3

Pin 4

Pin 5

Pin 6

Pin 7

Pin 8

Pin 9

Pin 10

+3.3 V

+3.3 V

Gnd

+5 V

Gnd

+5 V

Gnd

PWR_OK

+5 VSB

+12 V

Naranja

Naranja

Negro

Rojo

Negro

Rojo

Negro

Gris

Púrpura

Amarillo

Naranja

Azul

Negro

Verde

Negro

Negro

Negro

Blanco

Rojo

Rojo

+3.3 V

­12 V

Gnd

PS_ON

Gnd

Gnd

Gnd

­5 V

+5 V

+5 V

Pin 11

Pin 12

Pin 13

Pin 14

Pin 15

Pin 16

Pin 17

Pin 18

Pin 19

Pin 20

2

Fuentes ATX. Ver.1.1

2.1.3.Conector principal 24 Pines. En este caso, además del conector estándar, la fuente disponen de un conector especial de 4 pines  que se coloca a continuación del de 20 pines, de forma que entre ambos, completan el conector de la pla­ ca­base de 24 Pines.

Pin 1

Pin 2

Pin 3

Pin 4

Pin 5

Pin 6

Pin 7

Pin 8

Pin 9

Pin 10

Pin 11

Pin 12

+3.3 V

+3.3 V

Gnd

+5 V

Gnd

+5 V

Gnd

PWR_OK

+5 VSB +12 V

+12 V

+3.3 V

Naranja

Naranja

Negro

Rojo

Negro

Rojo

Negro

Gris

Púrpura

Amarillo Amarillo Naranja

Naranja

Azul

Negro

Verde

Negro

Negro

Negro

Blanco

Rojo

Rojo

Rojo

Negro

+3.3 V

­12 V

Gnd

PS_ON

Gnd

Gnd

Gnd

­5 V

+5 V

+5 V

+5 V

Gnd

Pin 13

Pin 14

Pin 15

Pin 16

Pin 17

Pin 18

Pin 19

Pin 20

Pin 22

Pin 22

Pin 23

Pin 24

En algunos casos, falta el conector número 20 (cable blan­ co) de ­5 V. La razón es que la mayoría de placas modernas no  utilizan esta tensión, de forma que ha sido eliminada de las fuen­ tes. Como puede verse, el conector de la figura es precisamente de  este tipo (carece del mencionado cable, NC). Sin embargo, su au­ sencia en una placa­base que si lo utilice, puede ser origen de pro­ blemas en los elementos de la placa que se alimentan desde dicho  conector.

2.1.4.Significado de los pines especiales. •

PS_ON. "Power On" es un pin de entrada des­ de la placa base a la fuente de alimentación.  Cuando, desde la placa base, se conecta a  masa ( GND) la fuente de alimentación se  enciende. Si realizamos una medida en ese  pin veremos que tiene 2,5 V en estado de  reposo.

•

salidas están estables y disponibles. Se  mantiene en estado bajo hasta la estabiliza­ ción de la alimentación,( entre 100 y 500  ms) manteniendo en reset al equipo,  pasan­ do a continuación a estado alto (5 V).  •

PWR_OK. "Power Good" es un pin de salida de  la fuente de alimentación. Indica cuando las 

+5VSB. Es la tensión de standby ( en espera) y  es utilizada para alimentar a los circuitos  necesarios para el encendido del ordenador  por software. ( Wake on LAN, reloj de  tiempo real, teclado, etc...).

2.1.5.Conector auxiliar 6 pines. Conector ATX­auxiliar, este conector se encontraba inicialmente  también en las primeras generaciónes del Pentium IV, realmente pocas  placas lo llegaron a utilizar.

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Fuentes ATX. Ver.1.1

2.1.6.Cable de 12V 4 pines.

Este conector extra de 4 Pines proporciona  12 V adicionales para alimentar la CPU de forma  independiente. Comúnmente se le llama “conector  P4” puesto que, en un principio, era necesario  para alimentar a los procesadores Pentium4. 

2.1.7.Conector 12V 8 pines.

Es una modificación del conector 12V 4 pines para  suministrar más lineas de alimentación para los micro­ procesadores de mayor consumo. Sobre todo por la apa­ rición de micros de varios núcleos.

2.1.8.Conector  PCI Express de 6 pines. Conector PCI­Express de 6 pines, se utiliza exclusivamente para  alimentar algunas tarjetas graficas.

2.1.9.Conector PCI Express de 8 pines. Conector PCI­Express de 8 pines, se uti­ liza exclusivamente para alimentar algunas tar­ jetas graficas. Si se observa de frente el conec­ tor, se aprecia que solo se han agregado 2 pines  del lado derecho al típico de 6 pines, estos 2  cables llevan cable negro  de tierra.

2.1.10.Conector  de periféricos de 4 pines. Conector Molex de 4 pines, para uso comúnmente en unidades ópticas y al­ gunos discos duros, en algunos casos especiales pueden alimentar también direc­ tamente circuitos en las placas madre. 4

Fuentes ATX. Ver.1.1

2.1.11.Conector disquetera. Conector Molex para Floppy o Molex FDD, se utiliza –casi­ exclusi­ vamente para el lector floppy, en algunos casos especiales encontraremos  dispositivos pequeños que utilizan este conector, o incluso en placas madre  para alimentar ciertos circuitos.

2.1.12.Conector SATA. Los discos duros consumen 200­300W durante los primeros 2s de arranque.  Despues sólo necesitan unos 80W para funcionar. Algunos fabricantes lo utilizan para el arranque escalonado de unidades  ("Staggered spin­up").  Una técnica que intenta evitar la sobrecarga producida por  el arranque simultáneo de las unidades de disco en un sistema cuando existen va­ rias.

3.Funcionamiento. Para ir conociendo la arquitectura y funciona­ miento de las fuentes de alimentación, nada mejor  que examinar la circuitería de una fuente real. Para 

ello comenzaremos por el esquema eléctrico de una  fuente ATX , estableciendo qué partes la componen  y su forma de operar. 

1.2. Esquema general. Para analizar el funcionamiento utilizaremos  el esquema de una fuente de alimentación ATX  de  200W. 

Este circuito de fuente de alimentación utiliza  el circuito integrado TL494. Éste circuito o uno si­ milar se utiliza en la mayoría de las fuentes de ali­ mentación.

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Fuentes ATX. Ver.1.1

A continuación pasamos a analizar cada una de las partes que componen el circuito.

6

Fuentes ATX. Ver.1.1

1.2. Conversor AC­DC de alta tensión. Este bloque también llamado "rectificación y  filtrado" es el encargado de rectificar y filtrar la  tensión alterna de 230V y convertirla en contínua  de 220*  2 = 325V.

Nos encontramos ante una etapa donde hay  presente una alta tensión y capaz de suministrar  una intensidad de varios amperios.

La fase de la red está cinectada a un fusible y  el neutro a una resistencia PTC. Ésta varía su valor  dependiendo de la temperatura, es decir, a mayor  temperatura, mayor resistencia (Positive Tempera­ ture Coefficient). Si la fuente comienza a demandar  corriente de una forma exagerada, este componente  se irá calentando y, al aumentar su resistencia, im­ pedirá que la fuente siga alimentándose de los  230V de la red. También limita la corriente de en­ trada hasta que se hayan cargado los condensadores  C5 y C6.

El conmutador  230V/115V, convierte el rec­ tificador en un duplicador.

La tensión de red se aplica a través de circui­ to de filtro de entrada (C1, R1, T1, C4, T5) al  puente rectificador.

 Los varistores Z1 y Z2 tiene la función de  proteger contra sobre tensiones en la entrada de lí­ nea, puesto que ante un aumento de tensión dismi­ nuyen su resistencia.  R2 y R3 son las resistencias que descargan  los condensadores cuando se desconecta la fuente  de alimentación. Cuando la fuente de alimentación  está conectado a la red los condensadores están car­ gados a unos 325V. De la unión de los condensadores C2 yC3 se  obtiene la toma de tierra virtual.

1.3. Fuente Stand­by. Esta parte del circuito se encarga de propor­ cionar una tensión de 5 voltios y baja intensidad  que alimenta los circuitos de control de la fuente y  la tensión de +5VSB que llega a la placa madre.

A esta etapa le llegan directamente los 310 V  de contínua procedentes de la etapa de rectificación  y filtrado. Debemos, por tanto, tener cuidado a la  hora de manipular esta parte cuando la fuente de  alimentación está conectada.

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Fuentes ATX. Ver.1.1

  Se trata de una fuente de alimentación con­ mutada tipo "buck" o también conocido como  "conversor DC­DC". En su forma básica consta de  un circuito oscilador. 

En algunas fuentes este oscilador funciona en  modo PWM, proporcionando en la salida unos pul­ sos de alta frecuencia cuya anchura varía en fun­ ción de la tensión que debe suministrar en salida.  Un optoacoplador toma una muestra de la tensión  A la salida de este primer transformador (el  de salida y la inyectan en el oscilador, permitiendo  más pequeño en tamaño dentro de la fuente) nos  encontramos con un rectificador y un 7805, 1que es  que éste pueda responder a las variaciones de ten­ sión y estabilizarla.  el encargado de estabilizar los 5V­STB. 

1.4. Conversor. Esta parte es el corazón de la fuente de ali­ mentación. Gracias a ella conseguimos la conver­ sión de la alta tensión de entrada en los bajos valo­ res que necesitamos para alimentar el PC. Lo primero que se hace es, mediante un osci­ lador, aplicar al transformador principal una señal  alterna de alta tensión y alta frecuencia, para que en 

Este circuito integrado incorpora todo lo ne­ cesario para generar unos pulsos PWM perfecta­ mente equilibrados y controlados.  En el modo stand­by, la fuente de alimenta­

el secundario nos aparezcan las tensiones que nece­ sitamos. Éste oscilador funciona en modo PWM, proporcio­ nando en la salida unos pulsos de alta frecuencia  cuya anchura varía en función de la tensión que  debe suministrar en salida. 

ción principal es bloqueada por una señal positiva  en el el pin PS­ON a través de la resistencia R23 de  la fuente de alimentación secundaria. Debido a esta  tensión Q10 conduce y hace que Q1 aplique la ten­ sión de referencia de 5V (pin 14 de IC1) al pin 4  8

Fuentes ATX. Ver.1.1

del mismo integrado, bloqueando el oscilador inter­ no. Con la tensión aplicada al pin 4 se puede mane­ jar el ancho del pulso de salida de IC1. Con una  tensión igual a cero, se genera el pulso más ancho,  +5 V significa que el pulso desaparece. Mediante el diodo D30 se aplica una alimen­ tación, no estabilizada a IC1 y a los transistores de  control Q3 y Q4. Cuando la fuente de alimentación  principal está funcionando esta tensión se aplica  desde la salida estabilizada, de 12V, a través del  diodo D. Cuando se presiona el botón de encendido en  el equipo, la lógica de la placa­base pone a cero el  pin de entrada PS­ON. El transistor Q10 se corta,  cortando a su vez a Q1. El Condensador C15 se  carga a través de R15 y en el pin de 4 IC1 la ten­ sión disminuye a cero gracias a R17. Debido a esta  tensión el CI produce los pulsos de máxima anchu­ ra.

Las tensiones de +5V, ­5V,  +12V y ­12V,  son monitorizadas a través de R25 y R26 y conec­ tadas a la entrada de error de IC1 (pin 1 ). Esta ten­ sión es comparada con la tensión de referencia de  5V ( aplicada al pin 2 desde el 14) por un amplifi­

En funcionamiento normal es IC1 el que controla  la fuente de alimentación. Q1 y Q2 son los transis­ tores de potencia y están conectados a Q3 y Q4 me­ diante el transformador T2. Cuando se producen  los impulsos en las salidas de IC1 (pines 8 y 11),  estos se aplican a las bases de Q1 y Q2 a través de  Q3, Q4 y T2 . Debido a la realimentación positiva  van rápidamente a saturación. Cuando el impulso  ha terminado los transistores se cortan. Este proce­ so se produce en los transistores Q1 y Q2 alternati­ vamente, aplicando en el bobinado primario del  transformador una tensión alterna. La rama de ali­ mentación va desde emisor de Q1 (colector de Q2 )  a través de la tercera bobina de transformador T2,  siguiendo por el devanado primario de T3 y C7.  Este último conecta con la masa virtual de la ten­ sión de alimentación. Para comprender el funcionamiento de este  bloque nos ayudaremos del esquema interno del  TL494.

cador de error. La realimentación de C1y R18 pro­ porciona estabilidad al comparador. La salida del  amplificador de error se compara con la rampa ge­ nerada por el oscilador interno (controlado por C11  y R16 ). Cuando la tensión de salida disminuye, la sa­ 9

Fuentes ATX. Ver.1.1

lida del amplificador de error también disminuye  aumentando la anchura de impulsos. Comportándo­ se al contrario si la tensión de salda aumenta.

El segundo amplificadoe de error ( pines 15 y  16 ) no se utiliza, quedando bloqueado por las ten­ siones aplicadas a sus entradas. 

Si el pulso es largo, los transistores Q1 y Q2  estarán más tiempo conduciendo y por lo tanto la  potencia se incrementa.

Se puede observar que la parte de alta tensión  está aislada de la de baja mediante el transformador  T2.

1.5. Etapa de salida. Esta etapa transforma los pulsos de alta ten­ sión procedentes del bobinado primario del trans­ formador, en pulsos de baja tensión en el secunda­

rio. Posteriormente rectifica y filtra las diferentes  tensiones de salida.

10

Fuentes ATX. Ver.1.1

El transformador de potencia consta de varios  bobinados ajustados para obtener las tres tensiones  principales: +3.3 , +5 y +12 Voltios. La salida de  los bobinados, de baja tensión, es rectificada por  unos conjuntos de diodos rápidos. Éstos son diodos  rectificadores que, al funcionar a muy alta frecuen­ cia, deber ser capaces de conmutar al ritmo que  marque el oscilador de la fuente. La frecuencia de  trabajo normal está en torno a los 200kHz.  Detrás de las etapa de rectificación, encontra­ mos los filtros L­C que convierten los pulsos en las  tensiones contínuas de las que hablamos antes.  Las diferentes combinaciones a la salida del  transformador nos permiten tener, en una misma  fuente, tanto tensiones positivas como negativas,  proporcionando las tensiones de: 12 V, 5 V, ­5 V, ­ 12 V y  3.3 V. 

Cada bobinado consta de un número de espi­ ras múltiplo de la tensión que recibe. O sea, la bo­ bina de los 12 voltios tendrá 12, 24, 36, 48 vuelta.  La de los 5 voltios tendrá 5,10,15,20 vueltas... y  con todos los bobinados enrollados en el mismo  sentido.  Esta configuración convierte este conjunto de  bobinas en un transformador cuya finalidad es  compensar las diferentes salidas de la fuente cuan­ do las cargas ( potencia consumida ) en cada salida  es muy diferente o varía rápidamente.  Al estar todas las tensiones sacadas de un  único transformador principal, es posible que una  variación de la carga en una de las salidas pueda  afectar a las demás. Este conjunto de bobinas  amortigua y evita este efecto.  Las bobinas a la salida son necesarias debido  a la alta frecuencia de la señal.

Entre los rectificadores y los filtros encontra­ mos unas bobinas en horizontal que están debana­ das sobre el mismo núcleo. Ésta es una bobina es­ pecial, normalmente en forma toroidal que tiene  una construcción y una misión muy especial. 

Observamos nuevamente cómo ambas partes  del circuito están completamente aisladas eléctrica­ mente.

1.6. Aislamiento eléctrico. Ya he citado anteriormente que las partes de  alta y baja tensión están aisladas eléctricamente por  medio de los transformadores. Esto es así para im­ pedir que un mal funcionamiento permita la salida  de alta tensión hacia el PC, lo que provocaría la 

destrucción de la placa base y demás elementos. Este es el primer requisito que debemos cum­ plir cuando deseamos alimentar un circuito electró­ nico a partir de la tensión de red: Aislarlo comple­ tamente. 

1.7. Power­good. Cuando todas las salidas de la fuente están  estables, la señal de PowerGood pasa a nivel alto  ( +5V). Esta señal está normalmente conectada a la  señal de RESET de la placa base. Este circuito compara la tensión de referencia  suministrada por IC1 (pin 14 ) con la salida de 

+5V, que es la que más potencia suministra y por  tanto la que estará estable más tarde. La salida del  comparador va directamente al pin PowerGood, y  mantiene esta en estado bajo hasta que se llegue a  los 5V en la salida, siempre y cuando esté activado  el pin PS­ON. 

                   

11

Fuentes ATX. Ver.1.1

1.8. Estabilizador de 3,3V. El circuito conectado a la salida de 3,3V pro­ duce una regulación suplementaria para conseguir  una mejor estabilización. Todo el circuito se comporta como un diodo  zenner de potencia ( regulación en paralelo).

1.9. Circuito de protección. Este circuito asegura que todas las tensiones  de salida se encuentren entre los límites estableci­

dos. Si los límites son superados, la fuente se para.

Por ejemplo si hacemos un cortocircuito en­ tre ­5V y 5V, el positivo se aplica a traves de D10,  R28 y D9 a la base de Q6. Entonces El transistor se  satur y satura también a Q5. Este aplica la tensión  de +5V del pin 14 de IC1, a través de D11, al pin 4 

de IC1, provocando el bloqueo de los impulsos, y  por lo tanto la parada de la fuente. A través de Q7  se asegura que Q5 permanezca saturado hasta que  se desconecte, la fuente, de la red.

4. Reparación. A continuación expondré una serie de reco­ mendaciones y consejos para reparar una fuente  ATX defectuosa. Exponiendo las averías típicas de  estos circuitos. Como no siempre disponemos del esquema, 

la exposición será bastante genérica, y nos puede  dar pistas para localizar las averías. 1. Si el fusible está quemado, antes de reem­ plazarlo por otro comprueba los diodos o el  puente rectificador. Nunca se debe soldar  12

Fuentes ATX. Ver.1.1

un alambre en lugar del fusible, esto puede  producir que la fuente se deteriore aun más. 2. Continuamos desoldando y midiendo los  transistores de conmutación de entrada de  línea. Si hay que sustituirlos, en la mayoría  de fuentes funcionan bien los del tipo  BUT11 .  3. Comprobar que los "filtros" o condensado­ res electrolíticos no estén defectuosos. Vi­ sualmente se puede verificar su estado, o  (con el ohmetro) si están en cortocircuito.  4. Hay 4 resistencias asociadas a los transisto­ res de potencia que suelen deteriorarse, es­ pecialmente si estos se ponen en corto. Los  valores varían entre las distintas marcas  pero se identifican pues 2 de ella se conec­ tan a las bases de dichos transistores y ron­ dan en los 330k Ohms mientras que las  otras dos son de aproximadamente 2,2  Ohms y se conectan a los emisores de los  transistores.  5. Asociados al primario del transformador  suele haber un par de condensadores y re­ sistencias, que son los encargados de redon­ dear los pulsos y conseguir el arranque de  la fuente. Las resistencias son de bajo valor  y de potencia alta,y los condensadores de  poliester. Si se abre alguno de estos compo­ nentes la fuente no "arranca".  6. ATENCION: Puesto que gran parte de la  fuente funcina conectada a tensión de red,  es recomendable conectarla con un transfor­ mador aislador de línea del tipo 220v­220v.  Esto evitara riesgos innecesarios y peligro  de electrocución. También se puede conec­ tar una lampara en serie de 100w por si  existe algún cortocircuito.  7. Las fuentes ATX necesitan un pulso de  arranque para iniciar. Es por tanto necesa­ rio, para una buena comprobación, colocar  una carga a la salida (unas lámparas de co­ che no son mala idea). Pero esto solo se 

hará después de haber comprobado que la  fuente no esta en corto, con el procedimien­ to del punto 6.  8. Si después de aplicar estos procedimientos  sigue sin funcionar ya seria necesario com­ probar el oscilador y para ello se debe con­ tar por lo menos con un osciloscopio de 20  Mhz. También la inversión de tiempo y el  costo de la fuente nos harán decidir si se­ guir adelante.  9. En internet se pueden conseguir las hojas de  datos ( Datasheet) de la mayoría de los  componentes que se utilizan en la mayoría  de las fuentes. 10. Se comienza por verificar la alimentación  de los integrado y las tensiones en las dis­ tintas patas.  11. También se pueden verificar "en frío"(es  decir sin estar conectada la fuente) que no  halla diodos en corto.  12. En estas fuentes suelen utilizarse diodos del  tipo 1N4148 de baja señal que suelen estro­ pearse con facilidad (se miden con el ohme­ tro) y diodos zener que suelen ponerse en  corto si se cambio accidentalmente la ten­ sión de alimentación de la fuente.  13. En la mayoría de fuentes hay rectificadores  integrados que físicamente se parecen a los  transistores pero internamente son solo 2  diodos. Se pueden retirar y medirlos fuera  del circuito pues el transformador con el  cual trabajan hará parecer, al medirlos, que  están en corto. 14. Es prudente ser pacientes al desoldar y sol­ dar elementos  a fin de no "destrozar" el cir­ cuito impreso.  15. Recalco la necesidad de ser muy cuidadoso  ya que estas fuentes trabajan directamente  con tensión de línea y si no se es precavido  pueden provocar accidentes mortales. Lo  más seguro en trabajar con transformador  aislador de línea.

13

Descripción del circuito Este circuito de fuente de alimentación utiliza TL494 chip. Circuito similar se utiliza en la mayoría de las fuentes de alimentación con una potencia de salida de 200W aproximadamente. Circuito de transistor uso de dispositivos de vaivén con la regulación de la tensión de salida. Parte de entrada de un suministro de reserva Tensión de red pasa a través de la entrada del circuito de filtro (C1, R1, T1, C4, T5) con el puente rectificador. Cuando el voltaje se desconecta de 230V a 115V, entonces rectificador funciona como un doblador. Varistores Z1 y Z2 se han de proteger contra sobretensiones función de la entrada de línea. Termistor NTCR1 limita la corriente de entrada hasta que los condensadores C5 y C6 se pagan. R2 y R3 son sólo para los condensadores de descarga después de desconectar la fuente de alimentación. Cuando la fuente de alimentación está conectada a la tensión de la línea, a continuación, en un primer momento se cargan los condensadores C5 y C6 juntos por alrededor de 300V. Luego tome una fuente de alimentación secundaria plazo controlado por transistor Q12 y en su salida será de tensión. Detrás del IC3 regulador de voltaje será el voltaje de 5V, que va en la placa base y es necesario que a su vez-en la lógica y de "Wake on algo" funciones. Tensión no estabilizada Siguiente atraviesa D30 diodo para el IC1 chip de control principal y el mando transistores Q3 y Q4. Cuando está en funcionamiento la fuente de alimentación principal, entonces esta tensión va desde la salida de +12 V a través del diodo D. El modo Stand-By En el modo de espera es de la fuente de alimentación principal bloqueada por un voltaje positivo en la clavija PS-ON a través del resistor R23 de la fuente de alimentación secundaria. Debido a esta tensión se abre transistor Q10, que se abre Q1, que se aplica de referencia de voltaje 5 V del pin 14 al pin 4 IO1 IO1. Circuito conmutado está totalmente bloqueado. Tranzistors Q3 y Q4 son a la vez abiertos y cortocircuitos devanado auxiliar del transformador T2. Debido al corto circuito hay tensión en el circuito de potencia. Por voltaje en el pin 4 podemos conducir el máximo de ancho de pulso en la salida IO1. Tensión Cero significa el más alto por ancho de pulso. 5 V significa que el pulso desaparecer. Comienzo del suministro Alguien empuja el botón de encendido en el ordenador. Lógica Motherboard puesta a tierra de la entrada pin PS-ON. El transistor Q10 se cierra y el próximo Q1 se cierra. El condensador C15 comienza su carga a través de R15 y en el pin 4 IC1 comienza tensión disminución a cero gracias a R17. Debido a esta tensión es máxima de ancho de pulso continuamente aumenta y la fuente de alimentación principal sin problemas va dirigido.

El funcionamiento normal En una operación normal de la fuente de alimentación es controlada por IC1. Cuando los transistores Q1 y Q2 están cerradas, entonces se abren Q3 y Q4. Cuando queremos abrir uno de los transistores de potencia (Q1, Q2), entonces tenemos que cerrar su transistor emocionante (Q3, Q4). Corriente pasa a través de R46 y D14 y un devanado T2. Esta tensión de excitación de corriente en la base del transistor de potencia y debido al transistor retroalimentación positiva va rápidamente a la saturación. Cuando se termina el impulso, y luego los dos transistores emocionantes va a abrir. Desaparece la retroalimentación positiva y rebase en el devanado de excitación se cierra rápidamente transistor de potencia. Después de que esté repetead proceso con el segundo transistor. Los transistores Q1 y Q2 se conecta alternativamente un extremo del devanado primario a la tensión positiva o negativa. Ramificación de la potencia va desde Emitor de Q1 (Q2 colector) a través de la liquidación de la tercera emocionante transformador T2. Siguiente throug devanado primario del transformador T3 principal y el condensador C7 para el centro virtual de tensión de alimentación. Regulación del voltaje de salida Las tensiones de salida 5 V y 12 V se miden por R25 y R26 y su producción va al IC1. Otras tensiones no se estabilizan y se justifican por el número y la polaridad del diodo bobinado. En la salida de la bobina de reactancia es necesario debido a la interferencia de alta frecuencia. Esta tensión tiene una clasificación de voltaje antes de bobina ciclo, ancho de pulso y duración. En la salida detrás de los diodos rectificadores es una bobina común para todas las tensiones. Cuando guardamos dirección de bobinados y sinuoso número correspondiente a las tensiones de salida, entonces la bobina funciona como un transformador y tenemos la compensación por la carga irregular de tensiones individuales. En una práctica común son las desviaciones de tensión a 10% de valor nominal. Desde el regulador de referencia interna de 5V (pin 14 IC1) va tensión de referencia a través del divisor de tensión R24/R19 a la entrada (pin 2) del amplificador de error invirtiendo. Desde la salida de la fuente de alimentación viene divisor de tensión a través de R25, R26/R20, R21 a la entrada inversora no (patilla 1). Feedback C1, R18 proporciona estabilidad del regulador. Voltaje de amplificador de error se compara con la tensión de rampa a través del condensador C11. Cuando se disminuye la tensión de salida, entonces la tensión en el amplificador de error es demasiado disminuyó. Emocionante pulso es más largo, transistores de potencia Q1 y Q2 están ya abiertos, ancho de pulso antes de bobina de salida es rallador y la potencia de salida se incrementa. El segundo amplificador de error es bloqueado por tensión en el IC1 pasador 15.

POWERGOOD Necesidades de la placa base de la señal "POWERGOOD". Cuando todas las tensiones de salida va a estable, entonces la señal POWERGOOD va a +5 V (lógica). Señal POWERGOOD suele estar relacionado con la señal de RESET. 3.3 V Regulación de voltaje Mira circuito conectado a la tensión de salida de 3,3 V. Este circuito hace estabilización de la tensión adicional debido a la pérdida de tensión en los cables. Hay un cable auxiliar del conector para la medida de tensión de 3,3 V en la placa base. Circuito de sobretensión Este circuito se compone de Q5, Q6 y muchos componentes discretos. Circuito guarda todos los voltajes de salida y cuando se supera el límite de algunos, se detiene la fuente de alimentación. Por ejemplo cuando por error de cortocircuito-5V con 5 V, a continuación, un voltaje positivo va a través de D10, R28, D9 a la base de Q6. Este transistor está ahora abierta y abre Q5. 5 V de la patilla 14 IC1 se encuentra con diodo D11 al pin 4 IC1 y fuente de alimentación está bloqueado. Más allá de eso va de nuevo la tensión a la base de Q6. Fuente de alimentación sigue bloqueada, hasta que se desconecta de la entrada de línea de potencia.

This power supply circuit uses chip TL494. Similar circuit is used in the most power supplies with output power about 200W. Device use pushpull transistor circuit with regulation of output voltage. Input part a standby supply Line voltage goes through input filter circuit (C1, R1, T1, C4, T5) to the bridge rectifier. When voltage is switched from 230V to 115V, then rectifier works like a doubler. Varistors Z1 and Z2 have overvoltage protect function on the line input. Thermistor NTCR1 limits input current until capacitors C5 and C6 are charged. R2 and R3 are only for discharge capacitors after disconnecting power supply. When power supply is connected to the line voltage, then at first are charged capacitors C5 and C6 together for about 300V. Then take a run secondary power supply controlled by transistor Q12 and on his output will be voltage. Behind the voltage regulator IC3 will be voltage 5V, which goes in to the motherboard and it is necessary for turn-on logic and for "Wake on something" functions. Next unstabilized voltage goes through diode D30 to the main control chip IC1 and control transistors Q3 and Q4. When main power supply is running, then this voltage goes from +12V output through diode D. Stand-By mode In stand-by mode is main power supply blocked by positive voltage on the PS-ON pin through resistor R23 from secondary power supply. Because of this voltage is opened transistor Q10, which opens Q1, which applies reference voltage +5V from pin 14 IO1 to pin 4 IO1. Switched circuit is totally blocked. Tranzistors Q3 and Q4 are both opened and short-circuit winding of auxiliary transformer T2. Due to short-circuit is no voltage on the power circuit. By voltage on pin 4 we can drive maximum pulse-width on the IO1 output. Zero voltage means the highest pulse-width. +5V means that pulse disappear. Start of supply Somebody pushes the power button on computer. Motherboard logic put to ground input pin PS-ON. Transistor Q10 closes and next Q1 closes. Capacitor C15 begins his charging through R15 and on the pin 4 IC1 begins decrease voltage to zero thanks to R17. Due to this voltage is

maximum pulse-width continuosly increased and main power supply smoothly goes run. Normal operation In a normal operation is power supply controlled by IC1. When transistors Q1 and Q2 are closed, then Q3 and Q4 are opened. When we want to open one from power transistors (Q1, Q2), then we have to close his exciting transistor (Q3, Q4). Current goes via R46 and D14 and one winding T2. This current excite voltage on base of power transistor and due to positive feedback transistor goes quickly to saturation. When the impulse is finished, then both exciting transistors goes to open. Positive feedback dissapears and overshoot on the exciting winding quickly closes power transistor. After it is process repetead with second transistor. Transistors Q1 and Q2 alternately connects one end of primary winding to positive or negative voltage. Power branch goes from emitor of Q1 (collector Q2) through the third winding of exciting transformer T2. Next throug primary winding of main transformer T3 and capacitor C7 to the virtual center of supply voltage. Output voltage regulation Output voltages +5V and +12V are measured by R25 and R26 and their output goes to the IC1. Other voltages are not stabilised and they are justified by winding number and diode polarity. On the output is necessary reactance coil due to high frequency interference. This voltage is rated from voltage before coil, pulse-width and duration cycle. On the output behind the rectifier diodes is a common coil for all voltages. When we keep direction of windings and winding number corresponding to output voltages, then coil works like a transformer and we have compensation for irregular load of individual voltages. In a common practise are voltage deviations to 10% from rated value. From the internal 5V reference regulator (pin 14 IC1) goes reference voltage through the voltage divider R24/R19 to inverting input(pin 2) of error amplifier. From the output of power supply comes voltage through divider R25,R26/R20,R21 to the non inverting input (pin 1). Feedback C1, R18 provides stability of regulator. Voltage from error amplifier is compared to the ramp voltage across capacitor C11. When the output

voltage is decreased, then voltage on the error amplifier is too decreased. Exciting pulse is longer, power transistors Q1 and Q2 are longer opened, width of pulse before output coil is grater and output power is increased. The second error amplifier is blocked by voltage on the pin 15 IC1. PowerGood Mainboard needs "PowerGood" signal. When all output voltages goes to stable, then PowerGood signal goes to +5V (logical one). PowerGood signal is usually connected to the RESET signal. +3.3V Voltage regulation Look at circuit connected to output voltage +3.3V. This circuit makes additional voltage stabilisation due to loss of voltage on cables. There are one auxiliary wire from connector for measure 3.3V voltage on motherboard. Overvoltage circuit This circuit is composed from Q5, Q6 and many discrete components. Circuit guards all of output voltages and when the some limit is exceeded, power supply is stopped. For example when I by mistake short-circuit -5V with +5V, then positive voltage goes across D10, R28, D9 to the base Q6. This transistor is now opened and opens Q5. +5V from pin 14 IC1 comes across diode D11 to the pin 4 IC1 and power supply is blocked. Beyond that goes voltage again to base Q6. Power supply is still blocked, until he is disconnected from power line input.

ATX Power Connector Pin Signal Color 1 Color 2 Pin Signal Color 1 Color 2 1

3.3V

orange violet

11

3.3V

orange violet

2

3.3V

orange violet

12

-12V

blue

blue

3

GND

black

black

13

GND

black

black

4

5V

red

red

14

PS_ON green

grey

5

GND

black

black

15

GND

black

black

6

5V

red

red

16

GND

black

black

7

GND

black

black

17

GND

black

black

8

PW_OK grey

orange 18

-5V

white

white

9

5V_SB

violet

brown

19

5V

red

red

10

12V

yellow

yellow

20

5V

red

red

REVISION RÁPIDA DE DAÑOS 1.- Si el fusible está quemado, antes de reemplazarlo por otro comenzar midiendo los diodos o el puente rectificador. Los diodos conducen corriente en 1 solo sentido. Si al invertir las puntas del óhmetro conducen en los dos sentidos es que están en corto y hay que reemplazarlos. Nunca se debe soldar un alambre en lugar del fusible, esto puede producir que la fuente se deteriore aún más. 2.- Continuamos desoldando y midiendo los transistores de conmutación de entrada de línea. La mayoría de ellos son NPN, al medirlos recordar las junturas de base-colector o base-emisor deben conducir en 1 solo sentido, si marcan muy baja resistencia deben ser reemplazados. En la mayoría de fuentes incluidas las ATX funcionan bien los del tipo BUT11 . 3.- Corroborar que los "filtros" o condensadores electrolíticos no estén defectuosos. Visualmente se puede ver si derramaron aceite, si estallaron, o (con el ohmetro) si están en cortocircuito.

4.- Existen 4 resistencias asociadas a los transistores de potencia que suelen deteriorarse, especialmente si estos se ponen en corto. Los valores varían entre las distintas marcas pero se identifican pues 2 de ella se conectan a las bases de dichos transistores y rondan en los 330k Ohms mientras que las otras dos son de aproximadamente 2,2 Ohms y se conectan a los emisores de los transistores. 5.- El "arranque" de la fuente se obtiene por un condensador del tipo poliester en serie con el transformador de entrada y una resistencia de aproximadamente 10 Ohms. Si se abre alguno de estos componentes la fuente no "arranca". 6.- ATENCION: Al momento de probar la fuente, ya que estas funcionan directamente con tensión de línea, es recomendable conectarla con un transformador aislador de línea del tipo 220v-220v o 110v-110v. Esto evitara riesgos innecesarios y peligro de electrocución. También se puede conectar una lámpara en serie de 100w por si existe algún cortocircuito. 7.- Las fuentes ATX necesitan un pulso de arranque para iniciar. Se puede conectar la alimentación a la Mother Board sin necesidad de conectar el resto de los elementos como disqueteras, rígidos, etc. Pero esto solo se hará después de haber comprobado que la fuente no está en corto, con el procedimiento del punto 6. 8.- Si después de aplicar estos procedimientos sigue sin funcionar ya seria necesario comprobar el oscilador y para ello se debe contar por lo menos con un osciloscopio de 20 Mhz. También la inversión de tiempo y el costo de la fuente nos harán decidir si seguir adelante. Los integrados moduladores de pulsos de las mayoría de fuentes están en los manuales de circuito tipo el ECG de Philips o similares. Se comienza por verificar la alimentación de dicho integrado y las tensiones en las distintas patas. También se pueden verificar "en frío"(es decir sin estar conectada la fuente) que no halla diodos en corto. En estas fuentes suelen utilizarse diodos del tipo 1N4148 de baja señal que suelen estropearse con facilidad (se miden con el óhmetro) y diodos zener que suelen ponerse en corto si se cambió accidentalmente la tensión de alimentación de la fuente. En la mayoría de fuentes hay rectificadores integrados que físicamente se parecen a los transistores pero internamente son solo 2 diodos. Se pueden retirar y medirlos fuera del circuito pues el transformador con el cual trabajan hará parecer, al medirlos, que están en corto. Conclusión: Siguiendo estos pasos he reparado decenas de fuentes de PC. Espero que esta información sea de utilidad especialmente para los principiantes, pues los técnicos experimentados conocen sobradamente estos procedimientos. Nunca conseguí diagramas de fuentes de PC por ello tuve que arreglarme con los manuales de reemplazos de transistores y CI.

Es prudente ser pacientes al desoldar y soldar elementos a fin de no "destrozar" el circuito impreso. Recalco la necesidad de ser muy cuidadoso ya que estas fuentes trabajan directamente con tensión de línea y si no se es precavido pueden provocar accidentes mortales. Lo más seguro en trabajar con transformador aislador de línea.

 

Detalle de encendido con el puentee: