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NotaPublicado: Vie Mar 15, 2013 11:20 pm 
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Ya que ando metido con el tema, os paso el esquema de una fuente ATX sencillita, del cual voy a comentar, lo que entiendo, y lo que no entiendo, así salimos todos ganando.

Imagen

http://amdxxx.ru/_tbkp/pitanie/linkworld_LPJ2-18.gif

(Alguien la ha subido a la red, nuestro agradecimiento)

Me gusta porque está muy bien dispuesto, no como otros que no hay quien los siga, y al fin y al cabo son todos casi idénticos.

Por la parte superior, a la izquierda, entra la red, el puente de diodos rectifica, y los condensadores C1, y C2, filtran. Esta disposición es curiosa, ya que los condensadores forman un divisor de tensión, en su punto medio. La tensión rectificada es de unos 300V, con lo que el punto medio es de unos 150V. R1, y R2, se encargan de que esta tensión intermedia, no se desmadre.

En fuentes de 127V, o bitensión trabajando a 127V, en lugar del puente se usan dos diodos en montaje doblador de tensión, por lo que el esquema practicamente no varía.

Los condensadores CY1, y CY2, son un filtro para el ruido eléctrico, que entra en la fuente, y sobre todo el que sale. De hecho esta fuente podría considerarse mala, en cuanto a filtrado. Lo normal es que lleven uno o varios filtros EMI, formados cada uno por una inductancia de doble bobinado para rechazo en modo diferencial, y varios condensadores para rechazo en modo común.

Continuara...

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NotaPublicado: Sab Mar 16, 2013 12:00 am 
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Bueno, queda advertido al que leyere, que estas fuentes manejan tensiones peligrosas, y van conectadas a la red sin ningún aislamiento, por lo que son peligrosas, y eventualmente mortales.

Si desmontais una de estas fuentes, normalmente lleva dos radiadores, y entre los dos radiadores tres transformadores de ferrita.

El primer radiador, disipa el calor provocado por Q1, Q2, y Q3, (que veremos mas adelante), y el segundo radiador disipa el calor de los diodos rectificadores de las tensiones de salida D13, D14, D15.

De los tres transformadores de ferrita, uno es mas grande, digamos que el principal, es T1 en el esquema (arriba, por el centro).

De ese transformador T1, a la izquierda esta el primario, y a la derecha los secundarios. El primario se conecta al punto medio de los condensadores, a través de C3, y al positivo, y negativo de la corriente filtrada, a través de los transistore Q1, y Q2 en totem-pole, es decir uno encima de otro, (el emisor de uno al colector de otro). Esta disposición hace que por el primario de T1 circule corriente alterna, no sinusoidal, sinó una guarrindongada, entre cuadrada, trapezoidal, con muchos picos, y otras gaitas, esto en cristiano son armónicos, y su efecto ruido radioeléctrico.

Es el inconveniente de las fuentes conmutadas; sus ventajas: el rendimiento, poco peso, poco volumen, poco calor desperdiciado, poco precio. Además de ruido radioeléctrico, las fuentes conmutadas producen ruido sónico, pero para que no se oigan, se las hace trabajar a frecuencias que no oimos, por encima de los 25KHz.

No se a que frecuencia trabajan, pero me suena que sobre los 45KHz, alguien lo podrá confirmar, a mas frecuencia, transformadores mas pequeños, pero mas pérdidas en conmutación (transistores, y diodos), a menos frecuencia transformadores mas grandes, condensadores de mas capacidad, etc. Siempre hay un equilibrio.

(El condensador C3 es muy interesante, porque si se funde un transistor, bloquea la corriente del transformador, evitando que se queme).

Fijaros, muy importante, que hay dos masas, la de la caja, que es la que tocamos, y una flotante, que es el negativo de C1, (acabado en un pico), no solo no son la misma, sinó que hay un porrón de voltos entre ambas, y variando constantemente. Alguien dijo que eso de la masa era algo relativo.

Continuará.....

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NotaPublicado: Sab Mar 16, 2013 12:08 am 
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Y si quereis unos esquemillas, para abrir boca:

http://danyk.wz.cz/s_atx_en.html


http://amdxx.narod.ru/bloki_pitaniya/

http://www.4shared.com/folder/kUvzUtv7/KA7500__TL494.html

(Por cierto, si alguien esta registrado en 4shared, y las baja en alta resolución, me las podría pasar)

Que aprovechen....

Saludos, otro día mas.....

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NotaPublicado: Sab Mar 16, 2013 10:46 am 
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(Os habreis fijado que debajo de la imagen del esquema, está el link al esquema en buena definición)

(Otra ventaja del condensador C3, en que en caso de fallo, de algún transistor, se queda cargado, sin desequilibrar C1, C2, que son de 200V. Si esto pasara, uno de los condensadores tendría 300V, y hace mucho ruido, lo garantizo).

El funcionamiento es por PWM (pulse-width modulation) es decir modulación por ancho de pulsos, claro que aquí no modula nada, genera, que no es lo mismo, pero bueno.

Lo que ocurre es que los transistores trabajan en conmutación, es decir, que conducen o no conducen, este es el principio de las fuentes conmutadas. La conmutación tiene una importante ventaja, el rendimiento. Cuando el transistor no conduce, no hay pérdida de potencia, (evidente, no conduce), y cuando el transistor conduce, toda la potencia pasa a la carga, con lo cual no hay potencia perdida en el transistor, (bueno, casi, algo se pierde por el camino; por esto necesitan radiador, y ventilación por aire forzado).

Lo que haría un sistema normal de este tipo, es que cuando no conduce Q2, conduce Q1, y viceversa, es decir que no conducen los dos a la vez, (esto es evidente, ya que si así fuese cortocircuitarían C1-C2), pero siempre hay uno u otro conduciendo.

Lo que hace el sistema PWM, es que hay un tiempo en que no conducen ninguno de los dos transistores, dicho de otro modo, un transistor solo conduce una parte del tiempo máximo asignado, así se regula la potencia, (que en nuestro caso, es la tensión de salida)

Continuará....

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NotaPublicado: Sab Mar 16, 2013 11:19 am 
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Para entender mejor el PWM, he tomado prestado de esta página: http://www.codeproject.com/Articles/513169/Servomotor-Control-with-PWM-and-VHDL, el siguiente esquema:

Imagen

Realmente se trata de un servomotor, y no tiene nada que ver con lo que nos atañe, ni con los tiempos, ni con las frecuencias de nuestro caso, pero va de perlas para el comentario.

Olvidémonos ahora de left, center y right, que son las posiciones del servo, y veamos ahora que hay tres lineas de pulsos. supongamos que son los pulsos de conducción de Q1.

En la línea superior, vemos que se repiten cada 1ms; como el ancho del periodo es de 20ms, su máximo de conducción es de 10ms, los otros 10ms restantes pertenecen a la conducción de Q2, que será similar.

Apreciamos pues que conduce un 10% de su tiempo máximo asignado.

En la línea de pulsos central, vemos que el ancho del pulso ha aumentado a 1.5ms, con lo cual está conduciendo el 15% de su tiempo máximo.

Y en la última línea, ha aumentado la duración del pulso a 2ms, lo que supone un 20% del tempo máxino de conducción de este transistor. (No olvidemos que en la segunda mitad del periodo de 20ms, va a estar conduciendo Q2 de la misma forma, y con pulsos de ancho variable).

Así vemos como está controlando la potencia transmitida.

Ahora quedémonos solamente con el concepto de porcentaje de tiempo entre conducción y no conducción, y volvamos a nuestra fuente de PC ATX.

Lo que va a ocurrir, es que al conducir C1, cierta energía almacenada en C1, generará cierto campo magnético en T1, que será transmitido al secundario del condensador, y que una vez rectificado, generará cierta carga, en un condensador de salida, que se traducirá en una tensión.

Esta tensión del condensador de salida, dependerá del flujo magnético almacenado en T1, y por lo tanto del tiempo de conducción de Q1.

Si no hubiese consumo, la tensión del condensador de salida, iría creciendo, pero como hay consumo, lo que hace es ir bajando.

Los sucesivos periodos de conducción, van supliendo la carga del condensador que se pierde con el consumo, cuando hay mas consumo, los tiempos de conducción aumentan, y cuando hay menos consumo disminuyen. de esta forma variando el tiempo de conducción de los transistores, mantenemos la tensión de salida constante, (dentro de ciertos márgenes).

Esto es pues una explicación al funcionamiento del PWM en este tipo de fuentes.

Continuara.....

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NotaPublicado: Sab Mar 16, 2013 10:40 pm 
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Errata:

Citar:
Lo que va a ocurrir, es que al conducir C1, cierta energía almacenada en C1, generará cierto campo magnético en T1, que será transmitido al secundario del transformador, y que una vez rectificado, generará cierta carga, en un condensador de salida, que se traducirá en una tensión.


Aquí un artículo sobre las topologías empleadas en fuente de PC, que considero interesante:

http://jhonatanmantenimientodehardware.blogspot.com.es/2008/08/tipologias-en-fuentes-conmutadas-de-pc.html

Como se ve, la topología empleada en el esquema que analizamos es la de semipuente:

Imagen

Continuará.....

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NotaPublicado: Sab Mar 16, 2013 10:42 pm 
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O estoy en posesión de la verdad absoluta, o en el mas completo ostracismo.....

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NotaPublicado: Dom Mar 17, 2013 12:21 am 
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Vemos que T1 tiene 4 secundarios, digamos que del punto medio, que va a tierra tenemos dos bobinados que nos permitirán sacar +5 y - 5 Voltios, y en serie con estos otros dos bobinados mas que nos permitirán llegar a los +12, y -12V.

Vamos a centrarnos en los +5V, estos se consiguen a través de los dos bobinados de T1 y los dos diodos que figuran con el nombre SBL16C40; la intensidad, una vez rectificada, pasa a través de un choque, cuyo nombre no figura en el esquema, y carga el condensador C28.

El condensador C28, tiene una resistencia de carga en paralelo de 10 Ohm, ya que este tipo de fuentes necesita un consumo mínimo.

Los diodos, están montados juntos en un encapsulado que parece un transistor, os paso las características de unos que probablemente sean los que monta el fabricante, y digo probablemente, porque es muy dificil dar con el tipo en concreto:

http://www.thinkisemi.com/pdf/U16C05-U16C60(C+A+D).pdf

Las fuentes conmutadas tienen un rendimiento que va mas o menos del 60, al 95 %, siendo la mayor parte de las pérdidas producidas en los diodos, por varios motivos, el primero y principal es la caida de tensión, que pasa holgadamente del voltio, casi llega a los 2V. Si la fuente da 10A, ya se están consumiendo 20W solo en caida en los diodos.

Otros problemas de los diodos son su capacidad, y su velocidad de recuperación, que tienen que ver con el número de portadores que hay que inyectar, antes de que conduzcan, y que hay que sacar, cuando ya no conducen, pérdidas en todo caso.

Por todo eso, los diodos se calientan, y hay que refrigerarlos, con su buen radiador, y aire forzado, para eso llevan el ventilador. (aunque el ventilador se aprovecha también para evacuar el calor de la placa madre, y la CPU).

C19 y R21, y sus homólogos C14, y R18, son simples redes de desparasitaje.

La tensión de -5V, se obtiene de forma similar con D17, y D18, pero aquí hay que reseñar, que el consumo en -5V, es muy bajo, por lo que se usan diodos mas normalitos, aunque rápidos, y la capacidad del condensador de filtrado es menor.

De forma similar se obtienen los +12V y los -12V, solo que a partir de otros dos bobinados de T1, que van en serie con los que generan los 5V, sacando por lo tanto mas tensión.

Lo curioso es el choque compartido que usan todas estas tensiones, supongo que con la única finalidad de ahorrar, no se me ocurre ninguna otra.

Continuará.....

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NotaPublicado: Mar Mar 19, 2013 12:10 am 
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Los tres con tres

El caso es que la lógica actual, puede trabajar con menor tensión, lo que la hace mas rápida y mas eficiente, lo que traducido a lenguaje llano, es que para cargar y descargar condensadores, si lo hacemos a menos tensión, lo haremos mas rápido, y con menos consumo de corriente, y al fin y al cabo, de cargar y descargar condensadores se trata.

Pues eso, que microprocesadores, y memorias usan 3,3V en lugar de 5V, y las fuentes se han adaptado, pero mal, para ahorrar en material, han gastado en derroche, (que evidentemente pagamos nosotros).

Lo que hace esta fuente, (y otras, pues son todas mas o menos iguales), es partir del mismo bobinado que genera los +5, y añadir unas pérdidas, que provocarán que caigan esos 1.7V de diferencia.

Como ya tenían el diseño hecho para las demás tensiones, le añadieron con calzador, el circuito de 3,3V, que se ve claramente que es postizo.

La cosa es mas o menos así, (y corregidme si me equivoco, que no lo veo muy claro), partiendo del mismo bobinado que genera los +5V, le meten en una rama la inductancia L5, lo que hace que tengamos un rectificador de media onda y un cuarto, totalmente descompensado, es decir en una alternancia se carga el condensador a 5V, y en la otra alternancia, a lo que le deje la inductancia L5. Evidentemente la tensón media será mas baja que los 5V, pero esto depende del consumo.

Como en los otros casos, filtramos con L3 y C23, pero añadimos un consumo extra variable, que de alguna forma fijará esos 3,3V. Se trata de una regulación en paralelo, como si fuese un zener, en la que si sube la tensión, gasta mas para que baje.

El integrado TL431 (V4), junto con el transistor Q7, llevan a cabo esta misión, parcial desde luego, ya que el transistor no soporta mas de 2A, y el TL menos de 100mA, o sea que en total nada.

El funcionamiento es como sigue:

Cuando el control del TL, tiene una tensión mayor de 2,5V, este empieza a conducir como un descosido, lo que incrementa la corriente de base de Q7, y en consecuencia la corriente de colector.

La corriente de colector de Q7, implica un consumo, que hace que baje la tensión en la salida de 3,3V, y como consecuencia baja la tensión de control del TL, que es proporcional, (mediante el divisor R56-R59). Las resistencias están calculadas para que empieze a conducir a los 3,4V, eso suponiendo que el terminal +3,3VS, sea un sensor remoto, que se une al terminal +3,3V, en algún punto lejano, quizás en la placa madre, que esto no lo tengo muy claro, ya que otras fuentes ATX no llevan esta salida.

El diodo D26, y R52, hacen que el transistor disipe menos potencia, que ya va bien apurado.

En R52 caerán la tensión de salida menos 1,3V suponiendo que el transistor esté saturado, lo que significa que a una salida de 3,6V, pasa 1,1A por Q7, y a 5V, que sería el máximo sin consumo y sin L5, pasarían 3A, que no soporta el transistor.

Es por ello que ni me gusta este circuito, ni lo acabo de entender bién. Evidentemente luego el circuito de control recibe señal de +3,3V, para evitar que suban en exceso, pero es mejor que cada parte vaya holgada, en caso contrario, cuando las cosas se turcen, quedan bien retorcidas.

Continuara....

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NotaPublicado: Mar Mar 19, 2013 12:55 pm 
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De los alambres, y los enchufes

Estas fuentes, si algo tienen es cable; salen del orden de 32 cables, pero no nos asustemos, la mayoría están multiplicados, eso es asi, porque se evita un cable de mayor sección, que sería menos manejable, y sobre todo evita conectores de alta intensidad en la placa madre, que son siempre problemáticos.

Y lo mas interesante para los cacharreros, es que, increiblemente, los colores están normalizados.

Adjunto un dibujo de los miles que hay:

Imagen

(de la página: http://mantenimiento334012.blogspot.com.es/2012/08/cuantos-contactos-tiene-el-conector-de.html)

Así como unas notas mías rápidas:

El conector principal, (a la placa madre), suele ser como uno de los dos dibujos, que si os fijais, coinciden las conexiones en la parte superior, y el añadido inferior, son mas conexiones redundantes, (lo que permite algo mas de intensidad). También los hay mixtos, en que la parte añadida, es de quita y pon, permitiendo utilizarse como cualquiera de los dos tipos.

Los colores son los que figuran en el dibujo, y en la página, por lo que no voy a indicarlos, solo recalcar que los del mismo color son iguales, incluso los que van a las unidades de disco.

Hay cables que están multiplicados porque han de proporcionar mas intensidad (+12V, +5V, +3,3V).

Otras tensiones van con cable sencillo, ya que son de poca intensidad (-5V, y -12V).

Y evidentemente, el mas multiplicado es la masa, ya que es el retorno común de todas las tensiones.

Además hay tres cables especiales:

+5VSB, Púrpura ("oseasé morao") son +5 voltios permanentes, salen siempre que la fuente esté alimentada.

PS_ON, verde, es el encargado de tele-arrancar la fuente desde la placa madre, si lo dejamos al aire, solo tenemos los +5V permanentes, el resto de las tensiones está ausente, si lo llevamos a tierra, la fuente arranca, y el resto de tensiones están presentes.

PWR_OK, gris, es una salida lógica de 5V. Cuando la fuente arranca, está comprobando las tensiones permanentemente, y mediante esta señal indica a la placa madre, que las tensiones son correctas.

Una forma rudimentaria de comprobar la fuente, es, primero alimentarla a través de una bombilla dicroíca de 230V 50W, o similar, al conectarla (estando la fuente sin ninguna carga), la bombilla da un pequeño fogonazo, y después se apaga, (es buena señal). Si permanece encendida, aunque sea a medio brillo, fuente averiada.

Después comprobamos que existen los +5V permanentes, que deben estar siempre, y ser +5, y que en PWR_OK, hay una tensión inferior a los 2V (suele ser 0V).

El siguiente paso es meter un cable cortocircuitando el cable verde, con uno negro cualquiera (meter un cero lógico a PS_ON). Se pone en marcha el ventilador, y aparecen todas las demás tensiones, que debemos medir. En el cable PWR_OK, debe haber una tensión próxima a los +5V, (suele ser +5V).

Comprobado esto, quitamos la bombilla en serie, y conectamos directamente la fuente a la red. Es la hora de cargarla, yo uso como carga una bombilla de coche de 12V 55W, que conectada a los +12 brilla esplendorosa, y a los +5 con luz muy ténue,

En principio todas estas fuentes son cortocircuitables, por lo que procederemos a cortocircuitar todas las tensiones, (menos la de +5 permanentes, que de esa no estoy muy seguro), una a una. Al cortocircuitar, la fuente se bloquea, y no se recupera hasta que la desconectamos de la red durante unos minutos. Una vez recuperada, cortocircuitamos otra salida, y así sucesivamente, las comprobamos todas.

Si pasa todas estas pruebas, casi seguro que la fuente esté bién, pero para conectarla a una placa madre, yo lo que haría es ponerle unas cargas ficticias a todas las salidas y comprobar las tensiones. Dejarla funcionando 24H, y volver a comprobar. (hacerlo en invierno, que así aprovechamos los KWh consumidos). Además para uso PC, habría que comprobar que las salidas dan la intensidad nominal, y que la fuente se bloquea al incrementar el consumo por encima del nominal.

Para uso cacharrero, no son necesarias estas últimas pruebas, lo que hay que tener en cuenta es que, (lo comentaré mas adelante), cuando aumentamos el consumo de una salida, aumenta la tensión de las otras; lo que puede hacer que en el mejor de los casos, actúe la protección contra sobretensiones, y en el peor, que nos carguemos la fuente.

NOTA: Las tensiones en vacío, suelen estar ligeramente por encima del valor nominal; ya se encargará el consumo de bajarlas.

Continuará....

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