Как проверить супервизор в блоке питания

Ремонт БП АТХ: случаи из практики, полезности.

Чтобы было поменьше вопросов в начальной стадии, обеспечу теоретическую поддержку.

Если одни неисправности имеют очевидные признаки (не включение ПК, дым, запах горелого, удары электрическим током, …), и не представляет трудность в определении «виновника», то при других грешим на что угодно, но только не на БП. И это не удивительно, т.к. они могут быть вызваны и неисправностью компонентов ПК, и программным обеспечением. Эти неисправности являются неочевидными. К ним можно отнести:
— любые ошибки и зависания ПК при включении питания;
— спонтанная перезагрузка и периодические зависания ПК во время обычной работы;
— хаотические ошибки четности и другие ошибки памяти;
— перезапуск ПК при малейшем снижении напряжения сети.
Цель данной темы собрать разрозненный материал и выработать рекомендации по поиску и устранению неисправностей БП.

Разьемы блоков питания .

Выходные напряжения БП .

+3,3 В — наборы микросхем, модули памяти DIMM, платы PCI/AGP, разнообразные микросхемы.
+5 В — логические схемы дисководов, модули памяти SIMM, платы PCI/AGP, платы ISA, микросхемы.
+5 В SB — для дежурного режима, питание USB-портов, что может обеспечить включение ПК по сигналам подключенных USB-устройств (например факса).
+12 В (основное силовое напряжение) — питание CPU, питание PCI-E видеокарты, двигатели дисководов, ж/дисков, вентиляторы.
— 5 В — в новых компах практически не используется. Это напряжение предназначалось для питания аналоговых схем (например в старых контроллерах накопителей на гибких дисках).
-12 В — также не используется, за исключением СОМ-порта и микросхем поддержки локальной сети в некоторых системных платах.

Параметры выходных напряжений и токов БП.

По каналу +12VDC допускается отклонение на 10% при пиковой нагрузке.

Основные узлы БП .

— входной (сетевой) фильтр;
— вспомогательный преобразователь — +5В SB;
— основной преобразователь — +3,3В, +5В, +12В, а также -5В и -12В;
— стабилизатор напряжения цепи +3,3В (в новые БП) или +5В (в старые БП);
— высокочастотные выпрямители и сглаживающие фильтры преобразователей;
— узел защиты и контроля;
— схема дистанционного включения БП по сигналу PS_ON;
— формирователь сигнала PW_OK (питание в норме).

Входной фильтр предназначен для подавления помех проникающих от БП в электрическую линию с целью уменьшения помех для радио- телеаппаратуры. Он также выполняет защитную функцию в аварийных режимах эксплуатации БП: защита по току, защита от перенапряжения. В дешевых БП (китайских) не устанавливается.

При подключении ПК в электрическую сеть, запускается вспомогательный преобразователь. На системную плату поступает напряжение +5В SB. О поступлении этого напряжения свидетельствует кратковременное мигание LED-ов на клавиатуре. Запуск основного преобразователя блокировано сигналом PS_ON = (3 ÷ 5)В, формируемый системной платой.

При включении ПК (нажатии кнопки ПУСК – POWER) сигнал PS_ON принимает значение

0В, который включает основной преобразователь. Идет процесс формирования основных напряжения. Эти напряжения поступают как на мат.плату, так и на узел защиты и контроля.
Если одно из этих напряжений превышает предельный уровень, либо по какой-либо цепи имеется короткое замыкание, узел запрещает работу основного преобразователя.

Одновременно напряжения +3,3В, +5В поступают на формирователь сигнала PW_OK (питание в норме). При достижении этими напряжениями определенного уровня, с небольшой задержкой (через 0,1 ÷ 0,5 с после включения ПК) формируется сигнал PW_OK (3 ÷ 6 В).
Задержка сигнала PW_OK необходима для задержки пуска процессора пока питающие напряжения не будут в норме. В дешевых БП эта задержка недостаточна, либо отсутствует. Сигнал PW_OK подается на микросхему тактового генератора системной платы, который формирует сигнал начальной установки процессора, т.е. включает ПК. По этому же сигналу происходит и остановка процессора (выключение ПК). Команда на отключение идет до пропадания основных напряжений, что дает возможность правильно завершить работу. Ранняя подача сигнала PW_OK приводит к искажению содержимого CMOS-памяти.

В БП реализована стабилизация напряжений только по одной цепи (+3,3В или +5В). Недостаток такой стабилизации в том, что при повышении нагрузки по этой цепи, падение напряжения будет компенсировано, что вызовет повышение напряжений по цепям +5В и +12В. И наоборот, при повышение нагрузки по одной из цепей +5В или +12В, произойдет падение напряжения в этой цепи.

Качество питающих напряжений .

Если о величинах напряжений можно судить по показаниям простых измерительных приборов, то для оценки их качества, необходимы дорогостоящие приборы (осциллограф …). Качество напряжений зависит как от элементов фильтрации (электролитических конденсаторов), так и от нагрузки. К сожалению, основной недостаток этих конденсаторов, потеря емкости из-за высыхания электролита, что нельзя визуально определить. Тяжелый температурный режим, в котором работают эл. конденсаторы приводит к их преждевременному выходу из строя.
Необходимо учитывать также, что при возрастании нагрузки даже по одной цепи, приводит к повышению уровня пульсаций и по остальным цепям.

Приблизительно так выглядят питающие напряжения на экране осциллографа.

Анализ некоторых неисправностей вызванных БП .

Прежде чем рассмотреть некоторые неисправности, хочу напомнить, что обмен информацией между элементами и узлами ПК происходит путем передачи (приема) нулей и единиц. Эти сигналы хотя и привязаны к питающему напряжению, но находятся в определенных пределах. Грубо говоря, единица чуть больше половины питающего напряжения, нуль чуть меньше.

1. Любые ошибки и зависания ПК при включении питания.
Режим включения питания является самым тяжелым для БП. Большой ток из-за накопления энергий индуктивными (трансформаторы, дроссели) потребителями и конденсаторами, большая нагрузка на цепь +12В из-за больших пусковых токов эл.двигателей (вентиляторы, приводы). Идет также процесс стабилизации выходных напряжений БП, уровень пульсации наибольший.
Если в этот момент запустить процессор, т.е. подать сигнал PW_OK, помехи (пульсации) через шину питания приведут к искажению переданных и принятых данных. В данном случае программ запуска компьютера.
О ранней подаче сигнала PW_OK может говорить и такой факт, что ПК запускается нормально при нажатии кнопки Reset (сброса) или комбинации клавиш <Ctrl+Alt+Del>.

2. Спонтанная перезагрузка и периодические зависания ПК во время обычной работы.
Нагрузка по различным цепям не постоянна, что отлично видно по загрузке процессора, естественно, что и выходные напряжения будут изменяться, стабилизатор напряжения хотя и стремиться компенсировать эти изменения, но обладает определенной инерционностью. От величины напряжения питания зависит и происходящие процессы в микросхемах, их быстродействие. Если уровень питающих напряжений выходят за пределы нормы, могут произойти сбои в работе этих элементов, искажение сигналов. естественно начнутся и

3. Хаотические ошибки четности и другие ошибки памяти.
Один из часто задаваемых вопросов связан с тем, что при каждой проверке памяти, тестирующая программа дает разные сбойные ячейки. Стремление увеличивать обьем памяти на единицу обьема привело к понижению напряжения питания, в то же время уменьшение напряжения привело к уменьшению разницы (величины напряжения) между нулем и единицей. А если учитывать еще, что чем ниже напряжение питания, тем сложнее осуществить его фильтрацию, то становится ясно, почему микросхемы памяти так сильно подвержены помехам..

4. Перезапуск ПК при малейшем снижении напряжения сети.
Чаще всего происходит из-за пропадания сигнала PW_OK в связи с уменьшением выходных напряжений БП. При восстановлении выходных напряжений снова формируется сигнал PW_OK и компьютер начинает работать так, будто его только что включили.
Благодаря быстрому отключению сигнала PW_OK компьютер “не замечает” неполадок в системе питания, поскольку останавливает работу раньше, чем могут появиться ошибки четности и другие проблемы, связанные с неустойчивостью напряжения питания.

Схема подключения нагрузок для проверки исправности блоков питания .

Классический пример — БП не включается.

Практически любой ремонт БП начинается с внешнего осмотра. При внешнем осмотре как правило выявляются 90% поверхностных причин (пузыри, горелые элементы етс).
Если внешний осмотр не выявил никаких отклонений и с виду всё нормально, то следующий шаг это прозвонка на предмет обнаружения КЗ по входным и выходным цепям.
Затем, проверяем наличие 5vSB. Как правило это первая причина (при исправных входных силовых элементах) при которой БП не сможет включиться. При отсутствие или отклонения от номинала дежурного напряжения — ремонтируем.
Следующий шаг, при наличие 5vSB, это проверка наличия PS-ON. Если данное напряжение ниже 4в (2,5. 1,6в), то БП с высокой долей вероятности не включится. Изначально PS-ON притянут к 5в.стб через резистор порядка 1кОм. Т.е. при отсутсвие или сильном занижении напряжения на этом выводе следует искать причину данного отклонения.
В данном случае проверяем питающие цепи для супервизора. Исправляем их и пробуем запустить БП.
Если БП запустился, но при даже тестовой нагрузке он выключается, то стоит взглянуть на состояние конденсаторов (это кагбэ излишнее упоминание, но вдруг данный этап пропущен. ). В первую очередь меняется вся первичная конденсаторная составляющая (имеется ввиду разделительные конденсаторы). Ибо при потере номиналов конденсаторов в первичке возможен выход из строя транзисторов драйва. Так же обязательно следует заменить конденсаторы стоящие в цепях трансформатора ДР.
При наличие прибора для проверки ESR, найти негодный элемент очень просто, хотя иногда ESR-meter показывает идеальный параметр, при том что сам кондёр дутый как шарик и при этом не замкнут. Так шо бывают и исключения, но единичные и не влияют на тенденцию.
Я возможно много упустил, но т.к. я хреновый лектор, то на этом и хватЫть.

Вот стандартный БП на основе TL494:

На этом пока всё — удачи в ремонтах.
_____________________________________________
Вкратце опишу ремонт БП Chieftec CFT-850/1000/1200G-DF (так же однояйцевыми близнецами являются блоки питания под маркой High Power HPC-750/850/1000/1200-G14C).
Блызняцы, ёпта
Внутри у них практически всё идентично и различия касаются лишь номинала/количества деталей APFC: (750-850вт стоят 2шт 330х450, а в 1000-1200 стоят 2шт 390х450) и количестве установленных транзисторов того же APFC (750-850w — 2 транзистора типа 24N60C3, а в 1000-1200w стоят все три). Кроме этого между 1000 и 1200w блоками питания есть небольшое отличие: в 1000w стоит один диод LQA08TC600, а в 1200w их стоят две штуки.

Данный БП страдает детской болезнью — не держит нагрузку при старте, отключается при добавлении мощности и прочие глупости.

Суть проблемы сводится к тому, что неадекватно работает LD7535 (ШИМ дежурного БП — она же SG6848 в DIP и SOIC исполнении).

Решение проблемы таково: меняем конденсаторы в первичке дежурки с8 и с10 (а так же с33 и с91 на плате управление) — можно ставить 47мкФ везде, снимаем шим (смд) и тщательно зачищаем от клея дорожки, чтобы и следа этой гадости там не осталось. Если есть родной 6пин, то меняем без каких либо телодвижений, если есть вариант с 8дип корпусом, то разводим короткими проводками.
В принципе, кроме этого, я ещё меняю три выходных конденсатора дежурки на 2200х10, ессно LowESR.

У кого есть случаи по другим различным от 350вт БП — просьба выкладывать.

В некоторых БП применяется микросхема SO-10 CM6805 ШИМ.

Решённые темы по ремонту БП:

В статье предлагается информация о схемных решениях, рекомендации по ремонту, замене деталей-аналогов блока питания ATX-350WP4. К сожалению, точного изготовителя автору установить не удалось, по-видимому, это сборка блока достаточно близкая к оригиналу предположительно Delux ATX-350WP4 (Shenzhen Delux Industry Co., Ltd), внешний вид блока показан на фото.

Общие сведения. Блок питания реализован в формате ATX12V 2.0, адаптирован под отечественного потребителя, поэтому в нем отсутствуют выключатель питания и переключатель вида переменной сети. Выходные разъемы включают:
• разъем для подключения к системной плате -основной 24-контактный разъем питания;
• 4-контактный разъем +12 V (Р4 connector);
• разъемы питания съемных носителей;
• питание жесткого диска Serial ATA. Предполагается, что основной разъем питания
может быть легко трансформированным в 20-контактный путем отбрасывания 4-контактной группы, что делает его совместимым с материнскими платами старых форматов. Наличие 24-контактного разъема позволяет обеспечить максимальную мощность разъема с использованием стандартных терминалов в 373.2 Вт [1 ].
Эксплуатационная информация об источнике питания ATX-350WP4 приведена в табл.

Структурная схема. Набор элементов структурной схемы источника питания ATX-350WP4 характерен для блоков питания импульсного типа [2]. К ним относятся двухзвенный заградительный фильтр сетевых помех, низкочастотный высоковольтный выпрямитель с фильтром, основной и вспомогательный импульсные преобразователи, высокочастотные выпрямители, монитор выходных напряжений, элементы защиты и охлаждения. Особенностью источника питания такого типа является наличие напряжения питающей сети на входном разъеме блока питания, при этом ряд элементов блока находятся под напряжением, присутствует напряжение на некоторых его выходах, в частности, на выходах +5V_SB. Структурная схема источника показана на рис.1.

Работа источника питания. Выпрямленное сетевое напряжение величиной порядка 300 В является питающим для основного и вспомогательного преобразователей. Кроме того, с выходного выпрямителя вспомогательного преобразователя подается напряжение питания на микросхему управления основным преобразователем. В выключенном состоянии (сигнал PS_On имеет высокий уровень) источника питания основной преобразователь находится в «спящем» режиме, в этом случае напряжение на его выходах измерительными приборами не регистрируются. В то же время, вспомогательный преобразователь вырабатывает напряжение питания основного преобразователя и выходное напряжение +5B_SB. Этот источник питания играет роль источника питания дежурного режима.

Включение основного преобразователя в работу происходит по принципу дистанционного включения, в соответствии с которым сигнал Ps_On становится равным нулевому потенциалу (низкий уровень напряжения) при включении компьютера. По этому сигналу монитором выходных напряжений выдается сигнал разрешения на формирование управляющих импульсов ШИМ-контроллера основного преобразователя максимальной длительности. Основной преобразователь выходит из «спящего» режима. С высокочастотных выпрямителей через соответствующие сглаживающие фильтры на выход блока питания поступают напряжения ±12 В, ±5 В и +3,3 В.

С задержкой в 0,1. 0,5 с относительно появления сигнала PS_On, но достаточной для окончания переходных процессов в основном преобразователе и формирования питающих напряжений +3,3 В. +5 В, +12 В на выходе блока питания, монитором выходных напряжений формируется сигнал RG. (питание в норме). Сигнал P.G. является информационным, свидетельствующим о нормальной работе блока питания. Он выдается на материнскую плату для начальной установки и запуска процессора. Таким образом, сигнал Ps_On управляет включением блока питания, а сигнал P.G. отвечает за запуск материнской платы, оба сигнала входят в состав 24-контактного разъема.
Основной преобразователь использует импульсный режим, управление преобразователем осуществляется от ШИМ-контроллера. Длительность открытого состояния ключей преобразователя определяет величину напряжения выходных источников, которое может быть стабилизировано в пределах допустимой нагрузки.

Состояние блока питания контролируется монитором выходных напряжений. В случае перегрузки или недозагрузки, монитором формируют сигналы, запрещающие функционирование ШИМ-контроллера основного преобразователя, переводя его в спящий режим.
Аналогичная ситуация возникает в условиях аварийной эксплуатации блока питания, связанной с короткими замыканиями в нагрузке, контроль которых осуществляется специальной схемой контроля. Для облегчения тепловых режимов в блоке питания использовано принудительное охлаждение, основанное на принципе создания отрицательного давления (выброса теплого воздуха).

Принципиальная схема источника питания показана на рис.2.

Сетевой фильтр и низкочастотный выпрямитель используют элементы защиты от сетевых помех, пройдя которые сетевое напряжение выпрямляется схемой выпрямления мостового типа. Защита выходного напряжения от помех в сети переменного тока осуществляется с помощью пары звеньев заградительного фильтра. Первое звено выполнено на отдельной плате, элементами которой являются СХ1, FL1, второе звено составляют элементы основной платы источника питания СХ, CY1, CY2, FL1. Элементы Т, THR1 защищают источник питания от токов короткого замыкания в нагрузке и всплесков напряжения во входной сети.
Мостовой выпрямитель выполнен на диодах В1-В4. Конденсаторы С1, С2 образуют фильтр низкочастотной сети. Резисторы R2, R3 — элементы цепи разряда конденсаторов С1, С2 при выключении питания. Варисторы V3, V4 ограничивают выпрямленное напряжение при бросках сетевого напряжения выше принятых пределов.
Вспомогательный преобразователь подключен непосредственно к выходу сетевого выпрямителя и схематически представляет автоколебательный блокинг-генератор. Активными элементами бло-кинг-генератора являются транзистор Q1 п-каналь-ный полевой транзистор (MOSFET) и трансформатор Т1. Начальный ток затвора транзистора Q1 создается резистором R11R12. В момент подачи питания начинает развиваться блокинг-процесс, и через рабочую обмотку трансформатора Т1 начинает протекать ток. Магнитный поток, создаваемый этим током, наводит ЭДС в обмотке положительной обратной связи. При этом через диод D5, подключенный к этой обмотке, заряжается конденсатор С7, и происходит намагничивание трансформатора. Ток намагничивания и зарядный ток конденсатора С7 приводят к уменьшению тока затвора Q1 и его последующему запиранию. Демпфирование выброса в цепи стока осуществляется элементами R19, С8, D6, надежное запирание транзистора Q1 осуществляется биполярным транзистором Q4.

Основной преобразователь блока питания выполнен по двухтактной полумостовой схеме (рис.3). Силовая часть преобразователя транзисторная — Q2, Q3, обратно включенные диоды D1, D2 обеспечивают защиту транзисторов преобразователя от «сквозных токов». Вторая половина моста образована конденсаторами С1, С2, создающими делитель выпрямленного напряжения. В диагональ этого моста включены первичные обмотки трансформаторов Т2 и ТЗ, первый из них выпрямительный, а второй функционирует в схеме управления и защиты от «чрезмерных» токов в преобразователе. Для исключения возможности несимметричного подмагничивания трансформатора ТЗ, что может иметь место при переходных процессах в преобразователе, применяется разделительный конденсатор СЗ. Режим работы транзисторов задается элементами R5, R8, R7, R9.
Управляющие импульсы на транзисторы преобразователя поступают через согласующий трансформатор Т2. Однако запуск преобразователя происходит в автоколебательном режиме, при открытом транзисторе 03 ток протекает по цепи:
+U(В1. В4) -> Q3(к-э) -> Т2 — T3 -> СЗ -> С2 -> -U(BL..B4).

В случае открытого транзистора Q2 ток протекает по цепи:
+U(B1. B4) -> С1 -> С3 -> Т3 -> Т2 -> Q2(к-э) -> -U(B1. B4).

Через переходные конденсаторы С5, С6 и ограничительные резисторы R5, R7 в базу ключевых транзисторов поступают управляющие сигналы, режекторная цепь R4C4 предотвращает проникновение импульсных помех в переменную электрическую сеть. Диод D3 и резистор R6 образуют цепь разряда конденсатора С5, a D4 и R10 -цепь разряда Сб.
При протекании тока через первичную обмотку ТЗ происходит процесс накопления энергии трансформатором, передача этой энергии во вторичные цепи источника питания и заряд конденсаторов С1, С2. Установившийся режим работы преобразователя начнется после того, как суммарное напряжение на конденсаторах С1, С2 достигнет величины +310 В. При этом на микросхеме U3 (выв. 12) появится питание от источника, выполненного на элементах D9, R20, С15, С16.
Управление преобразователем осуществляется каскадом, выполненным на транзисторах Q5, Q6 (рис.3). Нагрузкой каскада являются симметричные полуобмотки трансформатора Т2, в точку соединения которых поступает питающее напряжение +16 В через элементы D9, R23. Режим работы транзисторов Q5 и Q6 задается резисторами R33, R32 соответственно. Управление каскадом осуществляется импульсами микросхемы ШИМ-формирователя U3, поступающими с выводов 8 и 11 на базы транзисторов каскада. Под воздействием управляющих импульсов один из транзисторов, например Q5, открывается, а второй, Q6 соответственно, закрывается. Надежное запирание транзистора осуществляется цепочкой D15D16C17. Так, при протекании тока через открытый транзистор Q5 по цепи:
+ 16В -> D9 -> R23 -> Т2 -> Q5(к-э) -> D15, D16 -> корпус.

В эмиттере этого транзистора формируется падение напряжения +1,6 В. Этой величины достаточно для запирания транзистора Q6. Наличие конденсатора С17 способствует поддержанию запирающего потенциала во время «паузы».
Диоды D13, D14 предназначены для рассеивания магнитной энергии, накопленной полуобмотками трансформатора Т2.
ШИМ-контроллер выполнен на микросхеме AZ7500BP (BCD Semiconductor), работающей в двухтактном режиме [3]. Элементами времязадающей цепи генератора являются конденсатор С28 и резистор R45. Резистор R47 и конденсатор С29 образуют цепь коррекции усилителя ошибки 1 (рис.4).

Для реализации двухтактного режима работы преобразователя вход управления выходными каскадами (выв. 13) соединен с источником эталонного напряжения (выв. 14). С выводов 8 и 11 микросхемы управляющие импульсы поступают в базовые цепи транзисторов Q5, Q6 каскада управления. Напряжение +16 В подводится на вывод питания микросхемы (выв. 12) от выпрямителя вспомогательного преобразователя.

Режим «медленного пуска» реализован с помощью усилителя ошибки 2, на неинвертирующий вход которого (выв. 16 U3) поступает напряжение питания +16 В через делитель R33R34R36R37C21, а на инвертирующий вход (выв. 15) поступает напряжение от источника опорного (выв. 14) с интегрирующего конденсатора С20 и резистора R39.
На неинвертирующий вход усилителя ошибки 1 (выв. 1 U3) через сумматор R42R43R48 поступает сумма напряжений +12 В и +3,3 В. На противоположный вход усилителя (выв. 2 U3) через делитель R40R49 подается напряжение от эталонного источника микросхемы (выв. 14 U3). Резистор R47 и конденсатор С29 — элементы частотной коррекции усилителя.
Цепи стабилизации и защиты. Длительность выходных импульсов ШИМ-контроллера (выв. 8, 11 U3) в установившемся режиме определяется сигналами обратной связи и пилообразным напряжением задающего генератора. Интервал времени, в течение которого «пила» превышает напряжение обратной связи, определяет длительность выходного импульса. Рассмотрим процесс их формирования.

С выхода усилителя ошибки 1 (выв. 3 U3) информация об отклонении выходных напряжений от номинального значения в виде медленно изменяющегося напряжения поступает на формирователь ШИМ. Далее с выхода усилителя ошибки 1 напряжение поступает на один из входов широт-но-импульсного модулятора (ШИМ). На его второй вход поступает пилообразное напряжение амплитудой +3,2 В. Очевидно, что при отклонении выходных напряжения от номинальных значений, например, в сторону уменьшения будет происходить уменьшение напряжения обратной связи при той величине пилообразного напряжения, поступающее на выв. 1, что приводит к увеличению длительности циклов выходных импульсов. При этом в трансформаторе Т1 накапливается больше электромагнитной энергии, отдаваемой в нагрузку, вследствие чего выходное напряжение повышается до номинального значения.
В аварийном режиме функционирования увеличивается падение напряжения на резисторе R46. При этом увеличивается напряжение на выводе 4 микросхемы U3, а это, в свою очередь, приводит к срабатыванию компаратора «пауза» и последующему уменьшению длительности выходных импульсов и, соответственно, к ограничению протекания тока через транзисторы преобразователя, предотвращая тем самым выход Q1, Q2 из строя.

В источнике также имеются цепи защиты от короткого замыкания в каналах выходного напряжения. Датчик короткого замыкания по каналам -12 В и -5 В образован элементами R73, D29, средняя точка которых соединена с базой транзистора Q10 через резистор R72. Сюда же через резистор R71 поступает напряжение от источника +5 В. Следовательно, наличие короткого замыкания в каналах -12 В (или -5 В) приведет к отпиранию транзистора Q10 и перегрузке по выводу 6 монитора напряжений U4, а это, в свою очередь, прекратит работу преобразователя по выводу 4 преобразователя U3.
Управление, контроль и защита источника питания. Практически всем компьютерам кроме высококачественного выполнения его функций требуется легкое и быстрое включение / выключение. Задача включения / выключения источника питания решается путем реализации в современных компьютерах принципа дистанционного включения / выключения. При нажатии кнопки «I/O», расположенной на передней панели корпуса компьютера, процессорной платой формируется сигнал PS_On. Для включения источника питания сигнал PS_On должен иметь низкий потенциал, т.е. нулевой, при выключении — высокий потенциал.

В источнике питания задачи управления, контроля и защиты реализованы на микросхеме U4 монитора выходных напряжений источника питания LP7510 [4, 5]. При поступлении нулевого потенциала (сигнал PS_On) на вывод 4 микросхемы, на выводе 3 также формируется нулевой потенциал с задержкой на 2,3 мс. Этот сигнал является запускающим для источника питания. Если же сигнал PS_On высокого уровня или же цепь поступления его разорвана, то на выводе 3 микросхемы устанавливается также высокий уровень [5].
Кроме того, микросхема U4 осуществляет контроль основных выходных напряжений источника питания. Так, выходные напряжения источников питания 3,3 В и 5 В не должны выходить за установленные пределы 2,2 В < 3,3В < 3,9 В и 3,5 В < 5 В < 6,1 В. В случае их выхода за эти пределы более чем на 146 мкс на выходе 3 микросхемы U4 устанавливается высокий уровень напряжения, и источник питания выключается по входу 4 микросхемы U3. Для источника питания +12 В, контролируемого по выводу 7, существует только контроль над его превышением. Напряжение питания этого источника не должно превышать больше чем 14,4 В. В перечисленных аварийных режимах основной преобразователь переходит в спящий режим путем установления на выводе 3 микросхемы U4 напряжения высокого уровня. Таким способом осуществляется контроль и защита блока питания от понижения и повышения напряжения на выходах его основных источников (рис.5).

Во всех случаях высокого уровня напряжения на выводе 3, напряжение на выводе 8 в норме, PG имеет низкий уровень (нулевой). В случае, когда все напряжения питания в норме, на выводе 4 устанавливается низкий уровень сигнала PSOn, а также на выводе 1 присутствует напряжение, не превышающее 1,15 В, на выводе 8 появляется сигнал высокого уровня с задержкой на 300 мс.
Схема терморегулирования предназначена для поддержания температурного режима внутри корпуса блока питания. Схема состоит из вентилятора и термистора THR2, которые подключены к каналу+12 В. Поддержание постоянной температуры внутри корпуса достигается регулированием скорости вращением вентилятора.
Выпрямители импульсного напряжения используют типовую двухполупериодную схему выпрямления со средней точкой, обеспечивающую необходимый коэффициент пульсаций.
Выпрямитель источника питания +5 V_SB выполнен на диоде D12. Двухзвенный фильтр выходного напряжения состоит из конденсатора С15, дросселя L3 и конденсатора С19. Резистор R36 -нагрузочный. Стабилизация этого напряжения осуществляется микросхемами U1, U2.

Источник питания +5 В выполнен на диодной сборке D32. Двухзвенный фильтр выходного напряжения образован обмоткой L6.2 многообмоточного дросселя, дросселя L10, конденсаторами С39, С40. Резистор R69 — нагрузочный.
Аналогично исполнен источник питания +12 В. Его выпрямитель реализован на диодной сборке D31. Двухзвенный фильтр выходного напряжения образован обмоткой L6.3 многообмоточного дросселя, дросселя L9, конденсатора С38. Нагрузка источника питания — схема терморегулирования.
Выпрямитель напряжения +3,3 В — диодная сборка D30. В схеме использован стабилизатор параллельного типа с регулирующим транзистором Q9 и параметрическом стабилизаторе U5. На управляющий вход U5 напряжение поступает с делителя R63R58. Резистор R67 — нагрузка делителя.
Для снижения уровня помех, излучаемых импульсными выпрямителями в электрическую сеть, параллельно вторичным обмоткам трансформатора Т1 включены резистивно-емкостные фильтры на элементах R20, R21, СЮ, С11.
Источники питания отрицательных напряжений -12 В, -5 В формируются аналогично. Так для источника — 12 В выпрямитель выполнен на диодах D24, D25, D26, сглаживающий фильтр L6.4L5C42, резистор R74 — нагрузочный.
Напряжение -5 В формируется с помощью диодов D27, 28. Фильтры этих источников -L6.1L4C41. Резистор R75 — нагрузочный.

Типовые неисправности
Перегорание сетевого предохранителя Т или выходные напряжения отсутствуют. В этом случае необходимо проверить исправность элементов заградительного фильтра и сетевого выпрямителя (В1-В4, THR1, С1, С2, V3, V4, R2, R3), а также проверить исправность транзисторов Q2, Q3. Наиболее часто в случае выбора неправильной сети переменного тока выгорают ва-ристоры V3, V4.
Проверяется также исправность элементов вспомогательного преобразователя, транзисторов Q1.Q4.
Если неисправность не обнаруживается и выход и строя рассмотренных ранее элементов не подтвердился, то проверяется наличие напряжения 310 В на последовательно соединенных конденсаторах С1,C2. При его отсутствии проверяется исправность элементов сетевого выпрямителя.
Напряжение+5\/_ЗВ выше или ниже нормы. Проверить исправность цепи стабилизации U1, U2, неисправный элемент заменяется. В качестве элемента замены U2 можно использовать TL431, КА431.
Выходные напряжения питания выше или ниже нормы. Проверяем исправность цепи обратных связей — микросхемы U3, элементов обвязки микросхемы U3: конденсаторов С21, С22, С16. В случае исправности перечисленных выше элементов заменить U3. В качестве аналогов U3 можно использовать микросхемы TL494, КА7500В, МВ3759.
Отсутствует сигнал P.G. Следует проверить наличие сигнала Ps_On, наличие питающих напряжений +12 В, +5 В, +3,3 В, +5 B_SB. В случае их наличия заменить микросхему U4. В качестве аналога LP7510 можно использовать TPS3510.
Отсутствует дистанционное включение источника питания. Проверить наличие на контакте PS-ON потенциала корпуса (нуля), исправность микросхемы U4 и элементов ее обвязки. В случае исправности элементов обвязки заменить U4.
Отсутствие вращения вентилятора. Убедиться в работоспособности вентилятора, проверить элементы цепи его включения: наличие +12 В, исправность терморезистора THR2.

Д. Кучеров, Журнал Радиоаматор, №3, 5 2011г

ДОБАВЛЕНО 07/10/2012 04:08

От себя добавлю:
Сегодня пришлось себе делать БП на замену опять сгоревшего (думаю не скоро я его отремонтирую) Chieftec 1KWt. Был у меня 500вт Topower silent.

Микросхемы супервизоров питания компании ON Semiconductor

Супервизоры питания — интегральные микросхемы, которые изменяют состояние своего выходного цифрового сигнала, если уровень напряжения питания оказывается ниже определенной пороговой величины напряжения. Супервизоры предназначены для работы в микропроцессорных системах и формируют сигнал RESET при падении напряжения ниже допустимого уровня. Современная схема микропроцессорного супервизора (диспетчера) является дешевым и эффективным средством для контроля и автоматического поддержания работы операционной системы без сбоев. Эти приборы потребляют малую мощность, имеют низкую цену при широком диапазоне встроенных функций и размещаются в небольших корпусах. Интегрированная структура микросхемы объединяет источник опорного напряжения и компаратор с температурно-компенсированным порогом и гистерезисом. Корректная работа формирователя сброса гарантирована при минимальном уровне входного напряжения 1 В.

Микросхемы супервизоров питания выпускают в настоящее время десятки компаний, среди которых Maxim, ON Semiconductor, NXP, Microchip, ROHM, STMicroelectronics, Analog Devices, Holtek и др.

Первая микросхема супервизора MAX809 в корпусе SOT23 была разработана компанией Maxim и стала стандартом для всех остальных производителей. В настоящее время MAX809 и ее аналоги выпускаются с несколькими пороговыми напряжениями, задаваемыми при производстве. Производитель гарантирует точность ±2,6% при работе в диапазоне температур –40…+85 °C и минимальный период сброса 140 мс.

За время производства микросхемы были существенно оптимизированы ее функциональные качества; уменьшились энергопотребление, размеры корпуса и цена; расширились возможности для специфических приложений и диапазон рабочих температур. Супервизоры питания применяются в секторе промышленной автоматики и в автомобильной электронике, где сбой по питанию может привести к выходу из строя силовых приводов и механическим разрушениям системы.

В настоящее время выпускаются интегральные устройства, в которых функция супервизора питания дополнена входом ручного сброса, сторожевым таймером, индикацией пониженного питания, встроенным ЕЕПРОМ, маломощным LDO и возможно формирование нескольких сигналов при различных сбоях по питанию.

Микросхемы супервизоров питания ON Semiconductor

Компания ON Semiconductor выпускает широкую номенклатуру микросхем супервизоров питания. Многие супервизоры этой фирмы являются полными аналогами приборов Maxim/Dallas. Широкая линейка микросхем супервизоров разработана компанией Catalyst Semiconductor (Санта-Клара, шт. Калифорния), которая с 2008 г. является подразделением ON Semiconductor и занимается разработкой и производством аналоговых продуктов, микросхем энергонезависимой памяти, цифровых программируемых потенциометров (DPP), LDO-стабилизаторов, LED-драйверов. Продукты Catalyst применяются в телекоммуникационном, компьютерном, автомобильном и индустриальном оборудовании.

Супервизоры МАХ809/810

Эта микросхема, разработанная компанией Мaxim в начале 90-х, на долгие годы стала эталоном для подражания для других производителей. ON Semiconductor выпускает эту серию супервизоров c маркировкой Maxim. Следует отметить, что их выпускает также и NXP. Однако ток потребления у них больше, чем у аналогичных ON Semi — 17 мкА. Есть защита от кратковременных провалов по питанию.

Супервизоры (рис. 1) производства компании Maxim потребляют 17–100 мкА в зависимости от температуры и напряжения питания. Они выпускаются в корпусах типовой SOT-23 или SC-70 (SOT-323) меньшего размера.

Структура супервизора и цоколевка корпуса MAX809

Рис. 1. Структура супервизора и цоколевка корпуса MAX809

Формирователь сигнала сброса (рис. 2) состоит из термокомпенсированного источника опорного напряжения, резистивного делителя входного напряжения, компаратора, схемы таймера для фиксированной задержки и выходного пушпульного драйвера.

Диаграмма сигнала сброса RESET

Рис. 2. Диаграмма сигнала сброса RESET

При изготовлении микросхемы резистивная цепь может быть скорректирована на различные допуски питающего напряжения (5, 10, 15 или 20%), позволяя пользователю выбрать определенный порог сброса для каждого случая работы микропроцессора

Хотя микросхема и имеет пушпульный выход, требуется установка подтягивающего резистора, поскольку при падении напряжения питания ниже порога 1 В выход становится с открытым стоком. Отличие MAX810 — наличие инвертора перед выходным каскадом. Типовое потребление — около 500 нА.

Ряд пороговых напряжений

Для разных типов супервизоров существуют модификации, отличающиеся различным порогом напряжения компаратора, запускающего таймер формирователя сигнала сброса. Каждому пороговому напряжению модификации соответствует суффикс, присутствующий в названии типа микросхемы. Эта система суффиксов является стандартной для всех микросхем супервизоров с модификациями порогов. Каждый тип микросхемы имеет стандартный ряд модификаций. Однако при заказе крупных партий возможна реализация других значений пороговых напряжений. Пороговое напряжение определяется внутренним резистивным делителем.

Для отдельных типов супервизоров могут использоваться только некоторые из указанных в таблице 1 порогов. В названиях вместо суффиксов пороговых напряжений могут использоваться также и числовые значения. Например, цифра 28 — пороговое напряжение 2,8 В.

Таблица 1. Полный ряд суффиксов идентификации порогового напряжения при заказе

Суффикс порогового напряжения	Номинальный порог, В
L	4625
M	4380
J	4000
T	3075
S	2925
R	2630
Z	2320
Y	2190
W	1670
V	1580

Области применения супервизоров питания:

компьютеры;
серверы;
ноутбуки;
модемы;
устройства связи;
встроенные устройства управления;
бытовая электронная техника;
счетчики электроэнергии;
интеллектуальные измерительные приборы;
портативные приборы с батарейным питанием.

В таблице 2 представлены параметры микросхем супервизоров питания, выпускаемых ON Semiconductor. Основные отличия базовых схем супервизоров: ток потребления, температурный диапазон, ряд пороговых напряжений для модификаций, а также тип выхода.

Таблица 2. Основные параметры микросхем супервизоров, выпускаемых ON Semiconductor

Микро- схема	Полярность RESET	Потребление, мкА	Модифи- кации по порогам	Дополни- тельные функции	Аналог	Корпус	Темпера- турный диапазон, °C
NCP803	низкий	1	2,5, 3, 3,3, 5 В	–	MAX809	SOT-23	–40…+105
CAT803	низкий	6	L, M, J, T, S, R, Z	–	MAX803	SOT-23, SC-70	–40…+85
CAT808	низкий	2,5	L, M, J, T, S, R, Z	–	MAX808	TSOT-23	–40…+85
CAT8801	низкий	0,2	5, 3,3, 3, 2,5 и 1,8 В	–	MAX809	SOT-23, SC-70	–40…+85
MAX809 MAX810	низкий высокий	0,5	L, M, J, T, S, R, Z	–	–	SOT-23, SC-70	–40…+105 (EUR) –40…+125 (EXR)
CAT809	низкий	6	L, M, J, T, S, R, Z	–	MAX809	SOT-23, SC-70	–40…+85
CAT810	высокий	6	L, M, J, T, S, R, Z	–	MAX810	SOT-23, SC-70	–40…+85
CAT811	низкий	6	L, M, J, T, S, R, Z	MR	MAX811	SOT-143	–40…+85
CAT812	высокий	6	L, M, J, T, S, R, Z	MR	MAX812	SOT-143	–40…+85
CAT813	высокий	6	V, Z	MR, WD	MAX813L	SO8, MSOP8	–40…+85
CAT705	низкий	6	V, Z	MR, WD	MAX705	SO8, MSOP8	–40…+85
CAT706	низкий	6	R, S, T, V	MR, WD	MAX706	SO8, MSOP8	–40…+85
CAT1161	DUAL	30 (standby 3 мА (active))	2,5, 2,8, 3, 4,2, 4,5 В	WD, Dual, MR, MEM	–	DIP8, SO8	–40…+85
CAT1162	DUAL	30 (standby 3 мА (active))	2,5, 2,8, 3, 4,2, 4,5 В	Dual, MR, MEM	–	DIP8, SO8	–40…+85
CAT1232LP	DUAL	35	5 В	DUAL, MR, WD	DS1232LP	SOIC-8, MSOP-8, PDIP-8, SO-16	–40…+85
CAT1832	DUAL	20	3,3 В	DUAL,MR, WD	DS1832	SOIC-8, MSOP-8, PDIP-8, SO-16	–40…+85
МС34160 МС33160	низкий	100 мА (LDO)	5 В	LDO, LineSYNC, PW	–	SO-16, PDIP-16	0…+70 –40…+85

Примечание. WD — сторожевой таймер; MR — вход ручного сброса; DUAL — два выхода RESET; MEM — встроенная ЕЕПРОМ; LDO — встроенный LDO; Line SYNC — компаратор для синхронизации с фазой сети; PW — сигнал опасной зоны напряжения.

Супервизоры серии CAT803/809/810/811/812

Супервизоры питания этой базовой линейки имеют структуру, аналогичную MAX809. Микросхемы отличаются схемой выходного формирователя сигнала RESET, а также наличием/отсутствием дополнительного входа для ручного сброса:

CAT803: выход Open-Drain, активный уровень RESET — низкий;
CAT809: выход Push-Pull, активный уровень RESET — низкий;
CAT810: выход Push-Pull, активный уровень RESET — высокий.

Супервизор является полным микромощным аналогом и альтернативой популярному супервизору MAX809. Потребление микросхем этой серии в рабочем режиме — не более 6 мкА. Другая особенность — защита входа компаратора супервизора от высокочастотных помех типа «иголок» (glitches).

Супервизоры CAT811/812 являются полными аналогами микросхем MAX811/812 и, в отличие от CAT809/810, имеют дополнительный вход ручного сброса:

CAT811: активный уровень сброса — низкий;
CAT812: активный уровень сброса — высокий.

На рис. 3 показаны схемы организации выхода сигнала сброса.

Схемы выходов супервизоров CAT809/810/811/812

Рис. 3. Схемы выходов супервизоров CAT809/810/811/812

Супервизор NCP803

NCP803 — дешевый супервизор, аналог MAX809. Он имеет выход с открытым стоком и сигналом RESET с активным низким уровнем. Требуется внешний подтягивающий к питанию резистор номиналом около 100 кОм. Напряжение питания резистора — 3–5 В.

Есть защита от импульсных помех по питанию. Ток потребления — около 1 мкA (при VCC = 3,2 В). Микросхема ориентирована на использование в приборах с батарейным питанием. Микросхема имеет модификации с заданными точными порогами напряжения мониторинга: 2,5, 3, 3,3 и 5 В. Возможен заказ микросхем с другими порогами напряжений: от 1,6 до 4,9 В с шагом 100 мВ.

Супервизор CAT808

Этот супервизор ориентирован, в основном, на применение в устройствах с батарейным питанием. На рис. 4 показан вариант его использования. Особенность — точная установка порога мониторируемого напряжения.

Типовая схема применения супервизора

Рис. 4. Типовая схема применения супервизора — выключение конвертора напряжения в батарейном устройстве при критическом разряде батареи

Схема формирователя сигнала сброса — с открытым стоком, поэтому требуется установка подтягивающего к питанию резистора. Типовое потребление 2,5 мкА. Номиналы порогового напряжения задаются числовым суффиксом в названии микросхемы.

Супервизор CAT8801

Микросхема является альтернативной заменой популярных супервизоров типа MAX809 для тех приложений, в которых особенно важно минимальное потребление: ток потребления этой микросхемы всего 200 нА.

Ряд напряжений мониторируемого питания: +5, +3,3, +3, +2,5 и +1,8 В. Активный уровень сигнала сброса — низкий. Внешний подтягивающий резистор не требуется.

CAT705/706/813 — супервизоры со встроенным сторожевым таймером

Микросхемы CAT705, CAT706 и CAT813 обеспечивают функции сброса и мониторинга питания, а также сторожевой таймер. На рис. 5 показана структура супервизоров этой серии.

Структурная схема микросхем супервизоров

Рис. 5. Структурная схема микросхем супервизоров

CAT705 и CAT706 имеют активный низкий уровень сигнала RESET, а CAT813 — высокий.

В структуре также реализован вторичный монитор по питанию (PFI), который предназначен для подачи предупредительного сигнала для микроконтроллера в случае, если питание находится в опасной зоне. Сигнал сброса гарантируется даже при снижении питания до уровня 1 В. Ширина импульса сброса — не менее 200 мс. Период сторожевого таймера — 1,6 с.

CAT1161/2 — супервизор питания со встроенной ЕЕПРОМ

Микросхема ориентирована на использование в микропроцессорных системах. В структуре также реализован и программируемый сторожевой таймер. На рис. 6 показана структура микросхем CAT1161/2.

Структура супервизора CAT1161/2

Рис. 6. Структура супервизора CAT1161/2

Время срабатывания таймера до 1,6 с. ЕЕПРОМ объемом 16 кбайт имеет последовательный I 2 C интерфейс. Реализована встроенная защита от непреднамеренной записи. Более дешевая версия CAT1162 не имеет встроенного сторожевого таймера.

Монитор и схема сброса обеспечивают защиту от неправильной записи в ЕЕПРОМ, а также правильное функционирование системных контроллеров при включении/выключении питания, а также при пониженном напряжении питания (Brown-Out). Гарантированный срок хранения данных в ЕЕПРОМ — 100 лет. Микросхема имеет пять модификаций с разными порогами напряжений для активации сброса. Микросхема выпускается в 8-IP и 8-SO корпусах.

Супервизоры с дополнительными функциями CAT1232LP, CAT1832

В микросхеме интегрированы несколько функций: монитор питания, сторожевой таймер, вход ручного сброса, формирователь сигнала сброса отрицательной и положительной полярности. Микросхема CAT1232LP ориентирована на использование в цепях питания 5 В, а CAT1832 предназначена для 3,3 В.

Основные параметры микросхем:

программируемый период срабатывания сторожевого таймера: 150, 600 мс или 1,2 с;
два выхода сигнала сброса:
- активный высокий, пушпульный выход;
- активный низкий, открытый сток (CAT1232LP);
- активный низкий, пушпульный выход (CAT1832);
Микропроцессорные супервизоры питания CAT1232LP и CAT1832 обеспечивают останов и рестарт микропроцессора при зависаниях или зацикливании, рестарт после сбоев по питанию и антидребезговый ручной сброс по кнопке.

Выбор периода срабатывания сторожевого таймера осуществляется наличием режимной перемычки на входе TD:
- tTD = 150 мс, TD = GND.
- tTD = 600 мс, TD = Open.
- tTD = 1200 мс, TD = VCC.
На рис. 7 показана структура супервизоров CAT1232LPCAT1832. На рис. 8 представлена типовая схема включения супервизора CAT1232LP.

Рис. 7. Структурная схема супервизоров CAT1232LP и CAT1832

Рис. 8. Типовая схема включения супервизора CAT1232LP

МС34160/33160

Серия MC34160/33160 представляет собой маломощный линейный стабилизатор напряжения и супервизор напряжения питания. Модуль супервизора питания имеет расширенные функции, часто востребованные в микроконтроллерных системах управления с сетевым питанием. Микросхемы ориентированы для применения в промышленных контроллерах.
- входное напряжение питания (линейного регулятора) — 40 В;
- выходной ток 5-В стабилизатора напряжения — 100 мA;
- схема защиты выхода от короткого замыкания;
- низкий ток в дежурном режиме;
- встроенная защита от перегрева;
- рабочий температурный диапазон 0…+70 °C (МС34160) и –40…+85 °C (МС33160);
- корпуса SOIC-16W и PDIP-16.
В микросхеме (рис. 9) есть три компаратора для определения различных фактов нарушения питания и, соответственно, для извещения микроконтроллера, чтобы предотвратить неправильное функционирование системы:

Супервизоры и схемы сброса компании STMicroelectronics

Статья посвящена обзору тех компонентов компании STMicroelectronics, которые являются первым «фронтом обороны» микроконтроллеров, процессоров и программируемых логических микросхем от нестабильности источников питания. В этот список входят супервизоры со встроенным сторожевым таймером и без него на один и более входных каналов, супервизоры со встроенным ключом, автоматически переключающим питание устройств с основного источника на резервное батарейное питание, специализированные супервизоры.

Супервизоры питания — интегральные микросхемы, изменяющие состояние своего выходного цифрового сигнала, если уровень напряжения питания установился ниже определенной пороговой величины. Доминирующей сферой использования таких устройств являются микропроцессорные системы, особенно если в них используются энергонезависимые запоминающие устройства.

Применение супервизоров питания в таких системах позволяет устранить несанкционированное поведение микропроцессора/микроконтроллера при подаче и снятии питания, то есть в интервалах времени, когда напряжение питания находится на недостаточном уровне для корректной дешифрации и исполнения кода команды. В этих случаях возможна самопроизвольная и/или незаконченная запись в энергонезависимую память микроконтроллера.

В тех случаях, когда к электронному изделию предъявляются высокие требования надежности в сочетании с суровыми условиями эксплуатации (высокие электромагнитные и электростатические поля) и особыми требованиями безопасности для человека (например в индустриальной электронике), применение внешнего супервизора является обязательным даже несмотря на наличие практически во всех семействах микроконтроллеров STMicroelectronics собственных встроенных схем мониторинга напряжения питания и независимых сторожевых таймеров. Это связано, в частности, с тем, что отказ микроконтроллера может распространяться и на его систему сброса.

Другая область применения — CPLD/FPGA, которые не имеют в своем составе супервизоров. Положение усугубляется потребностью таких микросхем в отдельных напряжениях питания для ядра, портов ввода/вывода, аналоговых и цифровых узлов ФАПЧ и др. В этих случаях необходимо применение многоканальных супервизоров.

Конкретный пример: современный электропривод металлообрабатывающего промышленного станка, в котором математическим управлением чаще всего занимается микроконтроллер, в свою очередь управляющий силовыми ключами и обрабатывающий сигналы внешних датчиков тока и датчика положения вала двигателя. В случае сбоя или «зависания» этого микроконтроллера, силовые ключи останутся в непредсказуемом состоянии, что может вызвать разрушение не только двигателя, но и станка, за которым находится оператор. А применение внешнего супервизора позволяет избежать таких опасных ситуаций — выход сброса супервизора можно использовать не только для сброса микроконтроллера, но и для принудительного переключения выходных ключей в предварительно определенное безопасное состояние, минуя сам микроконтроллер, то есть аппаратно.

Самые простые супервизоры не содержат никакой предварительной обработки входного сигнала: выход компаратора у них управляет непосредственно выходным ключевым транзистором. Недостатком таких супервизоров является неустойчивость поведения на пороге срабатывания. Для устранения этого недостатка во все супервизоры STMicroelectronics введены триггеры Шмидта.

В тех случаях, когда допускается кратковременное снижение уровня питания, необходима временная задержка исполнительного сигнала, иначе это приведет, например, к нежелательному сбросу микроконтроллера. Компания STMicroelectronics выпускает несколько серий супервизоров с функцией задержки сигнала сброса. За это отвечает встроенный сторожевой таймер — Watch Dog Timer (WDT). Этот таймер вырабатывает сигнал сброса, если микроконтроллер «не отвечает» в течение определенного фиксированного интервала времени.

Таким образом, сторожевой таймер защищает микропроцессорную систему не только во время переходных процессов источника питания, но и при сбоях в ходе выполнения программы при нормальном напряжении питания, что может быть вызвано действием мощной электромагнитной помехи. Кроме того, использование сторожевого таймера исключает необходимость применения кнопки «сброс» для выхода из состояния «зависания», так как в этом случае таймер автоматически возвращает микроконтроллер к нормальному режиму работы.

Компания STMicroelectronics выпускает большую линейку супервизоров питания, которая практически полностью покрывает потребности разработчика.

Супервизоры общего назначения (табл. 1, рис. 1) разделяются по числу входных контролируемых каналов (от одного до пяти), дополнительному входу принудительного сброса (например, внешняя кнопка RESET), активному логическому уровню формируемого сигнала сброса (низкий и высокий), типу выходного ключа сброса (открытый коллектор и двухтактный выход) и длительности импульса сброса. Основная область применения — супервизоры для микропроцессоров и программируемых логических микросхем CPLD/FPGA.

Рис. 1. Структурная схема супервизора общего назначения

Таблица 1. Супервизоры общего назначения: параметры и характеристики

Схемотехника: Типовая схема Супервизора питания (детектор пониженного напряжения). Методика расчёта 2015.03.24

БП Chieftec APS-500S, шим FAN4800IN, супервизор PS22, дежурка TNY278

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
- Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
Типовая схема Супервизора «Рис.1»

По этой схеме выполнены микросхемы Супервизоров: KIA70xx Series; PST529 Series; отечественные серии К1171СП2хх, К1274хх. То есть, здесь, большинство простейших универсальных трехвыводных супервизоров питания общего назначения.

Рис.1 — Типовая схема Супервизора:

Пояснение работы схемы

На компаратор поступает два напряжения, формируемые:
(1) каскадом со стабилитроном = Vcc — dUстаб. (фиксированная аддитивная добавка)
(2) резистивным делителем = Vcc * R2/(R1+R2) (пропорциональная часть)

Изначально: (1)>(2), компаратор выдаёт «лог.0» на выходе.

При уменьшении Vcc, пропорциональная часть (2) от Vcc — уменьшается медленнее, чем целое Vcc (1)… В конце концов, потенциал (1) нагонит и сравняется с (2).

Смещение dUстаб. не влияет на скорость схождения — это лишь небольшая фора для (1), чтобы успеть нагнать напряжение (2), которое стартует при изначально более «выгодных» условиях Хотя, скорость снижения напряжения (1) быстрее. Однако, если бы не было смещения dUстаб., то (1) никогда бы не догнал (2), но они бы лишь сравнялись только в точке =0V.

Практически, процессы можно проиллюстрировать графиком «Рис.3», который облегчает настройку параметров системы и делает вещи более очевидными.
Точка равенства напряжений (1)=(2): Uпорог-dUстаб. = Uпорог*R2/(R1+R2)

Рис.3 — Точка переключения компаратора:

Примечание: Для универсальности, далее в расчётах и по тексту, будем обозначать смещение и Стабилитрона, и ИОНа одинаково: dUстаб. (номинал стабилитрона) = Uref (номинал ИОН). По сути, это одно и тоже, тождественно.

Расчёт схемы

Пусть, требуется Uпорог=3.2V

Номинал стабилитрона: Uref=3/4*Uпорог=2.4V (меньше не бывает, и в рекомендуемый диапазон попадает)
Стабилитрон BZV55-B/C2V4 имеет ток утечки Irmax=50uA.
Следовательно, в него надо загонять ток на порядок больше >500uA.
Следовательно, номинал токоограничивающего резистора должен быть менее R3

Предположим, реальная схема будет построена на компараторе «LMx39». Максимальный ток по входу, при самых неблагоприятных условиях, будет = «Input Bias Current Max.» + «Input Offset Current Max.» = 300nA
Следовательно, через резистивный делитель должен протекать ток, как минимум, на порядок больше >3uA. Тогда, сумма номиналов резисторов должна быть, как минимум, меньше: (R1+R2) 30uA. Тогда, сумма номиналов резисторов должна быть меньше: (R1+R2)

Первичная проверка работоспособности компьютерного блока питания

Простейшая проверка блока питания заключается в проведении следующих шагов на 20 (24)-пиновом разъеме питания:
Похожие публикации: