Entendiendo una fuente ATX

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Rovellat
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Re: Entendiendo una fuente ATX

#11 Mensaje por Rovellat »

El cerebro de la bestia (1)

El control de todo lo que hemos visto, lo realizan unos integrados, y aunque hay muchos y de muchos tipos, y sobre todo nomenclaturas, a la hora de la verdad son practicamente equivalentes.

La familia del TL494, fué digamos la primera, basicamente genera los pulsos que activan Q1, y Q2, y su duración, lo que se traduce en que haya tensión en las salidas, y que sea la correcta. Para ello toma una muestra de la señal de salida, y la compara con una referencia de tensión interna, con lo que decide si acortar o alargar los pulsos.

El resto de funciones se logra con otros integrados, y circuitería auxiliar.

Pertenecen a esta familia, mas o menos los siguientes:

TL494
DBL494
KA7500B
HA17339
KIA494
KA7500
IR3M02
MB3759
KP1114EY
A949
S494
UCP494

Evidentemente, esta lista no es cerrada, y puede tener errores, es una simple recopilación de lo que me he encontrado.

Continuará....
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Re: Entendiendo una fuente ATX

#12 Mensaje por Rovellat »

El cerebro de la bestia (2)

Estos circuitos (TL494), llevan a cabo el control del PWM, pero nada mas, siendo la circuitería anexa bastante complicada, de hecho estaban pensados para fuentes conmutadas, pero no de PC precisamente. Para optimizar las fuentes de PC, surge una segunda generación de integrados, el LPG899, y sus muchos equivalentes, que si ya estaban pensados para fuentes de PC.

A estos nuevos circuitos, además de la generación y control del PWM, se les añade:

-Protección de sobretensiónes (en las tensiones de salida)

-Protección de infratensión (en las tensiones de salida)

-Control de tensiónes correctas, generando el mismo la señal PG (Power good = PWR_OK = cable gris), con un cierto retardo.

-Monitorización (que no control), independiente de las tensiones de +3,3V, +5V, y +12V

-Monitorización de PS_ON (cable verde), realizando el arranque remoto.

Gracias a estos integrados, las fuentes ATX de PC, se vuelven mas sencillas. Como en la otra familia, hay toda una lista de equivalentes, y casi-equivalentes, estos son algunos de ellos.

LPG899
WT7520
DR B2002
AT2005
WT7905
WT7514l
AT2002
2003
2005
SG6105
DR 2002
DR 2005
EST7502B (usa una resistencia 100k entre pin 5 y 6 en lugar de condensador de 2n2)

Pero cuidado, algunos no son totalmente equivalentes, y además puede haber algún error, es una lista no comprobada.

Continuara.....
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Re: Entendiendo una fuente ATX

#13 Mensaje por Rovellat »

El cerebro de la bestia (3)

Es de notar que hay cientos de circuitos integrados apropiados para hacer una fuente de PC, e incluso topologías mejores, pero supongo que los fabricantes, darán mas prioridad a un circuito ya diseñado, que a perder tiempo con uno nuevo, y a usar integrados mas baratos, y con stock, que a aventurarse con nuevos diseños.

Además de las dos familias reseñadas existen otros muchos diseños, con otros circuitos, pero lo normal es encontrar un circuito integrado de los reseñados, y algún otro menos frecuente, como el UC3842.

Por cierto, el LPG899, ya viene con MOSFET a la salida, pero los MOSFET discretos en las fuentes ATX, brillan por su ausencia, lo que hace que necesiten una etapa intermedia de media potencia, que veremos mas adelamte.

Continuará...
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Re: Entendiendo una fuente ATX

#14 Mensaje por Rovellat »

El cerebro de la bestia (4)

Pero volvamos a nuestro esquema:

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

Las patillas del LPG899, hacen poco mas o menos lo siguiente:

1) Esta comprobando los +3,3V
2) Esta comprobando los +5V
3) Está comprobando los +12V (a través de un divisor de tensión (R31, y R46), que el integrado se alimenta a +5V, y se le podrían indigestar los +12V.
4) Esta es una entrada auxiliar, y se usa para un berenjenal, es decir comprueba (todas juntas), las salidas de -5V, -12V, y una tensión intermedia, que no se cual será, pero que se podría calcular por los valores de las resistencias, pero ahora no me apetece.
Esta tensión intermedia es la que alimenta Q5 y Q6, que ya veremos mas adelante.
Logicamente, si se desmadra una de estas tensiones, el integrado lo nota, pero si se desmadran dos tensiones, en sentido contrario, no se entera, afortunadamente esto es poco probable.


Cuando alguna de las anteriores tensiones sube, o baja mas de lo definido, el integrado retira la señal de power good, y detiene la oscilación del PWM, con lo que desaparecen todas las señales, menos la de +5V permanente. Es ni mas ni menos que un control sobre las tensiones, pero no ejerce ninguna correccción.

Continuará...
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Re: Entendiendo una fuente ATX

#15 Mensaje por Rovellat »

Hay que hacer notar que estamos en el otro lado de T1, donde las tensiones son bajas, y referidas a la masa real, la que podemos tocar con los dedos. (acordaros que había dos masas).


5) Esta pata es masa o tierra, (de la buena), pertenece a la alimentación del integrado.
6) Esta pata es el oscilador local, fija la frecuencia del PWM, mediante C20 a masa. (No tengo el datasheet, por lo que no se a que frecuencia trabaja).
7), y (8), son las salidas PWM, que acabarán excitando Q1, y Q2, y por lo tanto generando las tensiones de salida, mediante T1. La variación de la duración duración de estas señales, hara que suban o bajen las tensiones de salida, pero como hay una corrección, realmente lo que pasa es que si han bajado por mayor consumo, se aumenta el ancho del pulso, para que vuelvan a subir a su valor original, (y viceversa).
9) Es el arranque remoto, Power-ON, o PS_ON, (cable verde). La resistencia R70 le mete un uno lógico, cuando llevamos el cable verde a tierra, entra un cero lógico por este pin y la fuente arranca. Lleva incorporado un retardo anti ruido (debounce).
10) Esta pata es un retardo, (a condensador) para PG. La señal Power Good, indica a la placa madre, que las tensiones son correctas, pero estas al iniciarse la oscilación, tardan en estabilizarse, por lo que este retardo, inhibe temporalmente la protección contra tensiones incorrectas, y evidentemente retarda la señal PG.
11) Es la famosa señal PG, indica a la placa madre que las tensiones son correctas, y que ya puede empezar.
12) Es otro retardo, que no se muy bién como trabaja.
13) Es la alimentación del integrado, a +5V.
14) y (15) Son un lazo de realimentación negativa del amplificador de error.
16) Es la entrada del amplificador de error, meollo de todo el asunto, y que veremos en otro post.


Continuará.....
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Luis Sosa
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Re: Entendiendo una fuente ATX

#16 Mensaje por Luis Sosa »

Estimado y permítame llamarlo compañero del foro:
Vengo siguiendo atentamente el desarrollo de su exposición sobre estas fuentes, ya que me interesa saber un poco del tema.
Soy eléctrico industrial y con algunos conocimientos electrónicos que me han permitido "trastear" como suelen decir ustedes, con cosas domésticas y algunas del trabajo.
Particularmente he tenido alguna discusión con "técnicos" en informática, que en realidad son buenos en conectar una PC a sus periféricos, etc. e instalarle programas y manejarlos bien, pero en lo que hace al funcionamiento eléctrico y electrónico de los aparatos que instalan no saben mucho por no decir nada. Aclaro que como en todo orden hay excepciones.

Esto está bien por un lado, no es imprescindible ser ingeniero electrónico para manejar un PC, pero lo que molesta un poco a veces, es que justamente sin saber lo que pasa dentro del aparato en cuestión, discutan o afirmen algunos conceptos de los cuales no tienen mucha idea o desconocen por completo.

Yendo al kid del asunto, por una falla en el disco duro de una computadora de uso doméstico, y al reclamarse al vendedor ya que estaba en garantía aún, se pretendió no hacer la reparación sin costo, aduciendo que la rotura había sido por no estar conectada a tierra dicha máquina.
Se habló de generación de corrientes en el disco ¿? y que por eso se necesitaba la tierra.
Después de discutir un rato, se accedió a la reparación, etc.

El técnico no supo responderme, cuando le pregunté que pasaba con las Lap-top, que yo nunca había visto que se conectaran a tierra de ninguna manera, y suponía que esa "generación" de corriente también debía ocurrir dentro de la misma, porque más allá del tamaño, el funcionamiento es igual en una y otra, creo.

Siempre me quedó la duda sobre el tema y he pensado que tal vez pueda haber algo parecido a "corrientes extrañas" por el tipo de fuentes empleadas, pero siempre he afirmado, como me lo enseñaron en la escuela técnica, que la puesta a tierra de cualquier equipo eléctrico, es pura y exclusivamente para protección del usuario y no hace al funcionamiento del mismo.

Viendo el trabajo de investigación que llevas a cabo con las mencionadas fuentes, tal vez puedas desasnarme y comentarme si hay una necesidad extrema de que una computadora deba sí o sí estar conectada a tierra para su buen funcionamiento o puede prescindirse de ella, más allá del tema seguridad de quien la use.
Pido disculpas por lo extenso de ésta y seguiré atentamente tu trabajo.
Recibe mi cordial saludo desde Uruguay.

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Re: Entendiendo una fuente ATX

#17 Mensaje por Rovellat »

Hola Luis.

Estas fuentes, y en general todo lo conectado a la red, pueden funcionar sin conexión a masa; pero la conexión a masa, en general es conveniente, primero por seguridad, segundo, porque a masa se deriva parte importante del ruido eléctrico y radioeléctrico que generan, y tercero como protección parcial a todo lo que les pueda entrar por la red, que es mucho, incluidas descargas atmosféricas.

Un disco duro, no debe estropearse por estar la masa desconectada, salvo la caida de rayo o similar, ante la que tampoco garantiza total seguridad, sinó solo cierta protección.

Saludos.
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Re: Entendiendo una fuente ATX

#18 Mensaje por Rovellat »

El cerebro de la bestia (5)

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

El gran error:

Al pin16, se le lleva una señal proporcional a la tensión de salida, que compara con una referncia interna de 2.45V, generando una señal de error, que se compara con la onda triangular (pseudotriangular), del oscilador, lo cual genera unos pulsos de onda cuadrada, de duración proporcionala la señal de error.

Estos pulsos se aplican a ambas salidas, pero a traves de unas puertas NOR de dos entradas, y al reloj de un biestable D, cuya entrada es Q con lo que cambia de estado en cada pulso.

Las salidad Q y Q, del biestable, van a las otras entradas de las puertas NOR, esto garantiza que las salidas se disparen de forma altenativa, que taducido a cristiano, significa que un pulso se aplicará al transistor Q1, y el pulso siguiente al transistor Q2.

Hasta aquí todo muy bonito, pero hemos dicho:

Al pin16, se le lleva una señal proporcional a la tensión de salida

¿De que salida, si hay cinco salidas?

Y aquí viene la chapuza, por esto he titulado el parrafo como el gran error; las señales de -5V, -12V, y +3.3V, se ignoran (unque este esquema, usa una pequeña corrección en alterna para +3,3V), y las de +5V, y +12V, se juntan para regularlas conjuntamente como una sola salida.

Esto, (si las cargas fuesen constantes y definidas), podría funcionar, pero en la práctica se traduce en que si aumentamos el consumo de por ejemplo +5V, su valor decrece, y el sistema reacciona subiendo la tensión, pero no hasta que se restablezcan los +5V, sino hasta que la patita 16, tenga de nuevo la tensión correcta, que el la practica significa que los +5V siguen bajos, y los +12V, han subido por encima de su valor,......y los -5V, ....y los -12V, .....y seguramente los +3.3V. (bueno, los -5V, y los -12V, han bajado, que para eso son negativos :D ).

Esta es la razón por la que las fuentes ATX, tienen que funcionar con las cargas compensadas; dando tanto la lata, cuando las utilizamos como fuente convencional, usando una sola de las salidas.

Hay que remarcar, que las antiguas AT, ni siquiera podían funcionar en vacío, ya que daban tensiones de salida por encima de sus valores nominales, y hay quien dice que también hay que cargar las salidas no utilizadas de las ATX, yo creo que no es necesario, pero si es cierto, que me he cargado varias jugando con ellas.

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Re: Entendiendo una fuente ATX

#19 Mensaje por Rovellat »

Una nota:

Me he encontrado con una fuente que tenía un cable naranja mas fino que el resto, la he mirado un poquito, y lo utiliza como sensor remoto, se correspondería a la salida, (mas bién sería una entrada) +3,3VS del esquema que estoy manejando.

Casi con total seguridad en la placa madre se juntan, ya que otras fuentes no llevan estas delicadezas, y lo que hace este sistema es corregir la tensión con la muestra que saca de la placa madre, para que así sea mas independiente del consumo, (caida de tensión del cable).

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Re: Entendiendo una fuente ATX

#20 Mensaje por Rovellat »

El círculo se cierra

Se ha visto como Q1, y Q2, manejados por una señal PWM, hacián circular corriente por el primario del transformador T1, que se inducía en el secundario, se rectificaba y se filtraba, para generar las distintas tensiones de salida que tienen este tipo de fuentes.

También se ha visto como el circuito de control, generaba pulsos PWM, (cuya amplitud variaba, para corregir desviaciones de las tensiones de salida), atacando con ellos los tranasistores Q1, y Q2.

Ahora veremos el camino que siguen estos pulsos para cerrar el lazo.

Pero primero hay que recordar que Q1 y Q2, están conectados fisicamente a la red, mientras que las salidas están aisladas de la red, mediante T1, (aquello de las dos masas).

El circuito de control, a su vez está referenciado a tierra, que es la masa de la caja, la que tocamos, necesitamos por lo tanto, manejar Q1, y Q2, a distancia, es decir, sin tocarlos electricamente. De eso se encarga el transformador T2.

En las fuentes ATX, hay tres transformadores de ferrita, el mas grande es T1, los otros dos suelen ser iguales de tamaño, y el de en medio, suele ser T2. El tercer transformador (T3) genera los +5V permanentes, y una tensíon auxiliar, que veremos ahora. En el caso que T2 y T3 no sean del mismo tamaño, T2 suele ser el mas pequeño.

Pues bién T2 recibe en el punto medio de su primario, una tensión auxiliar (de T3, a ver posteriormente), que es llevada a tierra mediante dos devanados en oposición, a través de Q5, y Q6, que en principio, por la polarización que veo, deben cortarse por la activación de las salidas del integrado, que son drenador abierto, y saturarse, (o por lo menos conducir), por la polarización que le llega a través de R34 para Q5, (y R33, para Q6).

Es decir Q5 y Q6, conducen por su polarización propia, y dejan de conducir porque el integrado cortocircuita su base a masa.

Los pulsos se reflejan en Q1, y Q2, a través de los bobinados que hay entre base y emisor de ambos transistores, además, estos bobinados son independientes, lo que permite la configuración totem-pole.

Queda otro bobinado, que es el que va del emisor de Q2 (y colector de Q1, es decir del punto medio del semipuente), al primario del transformador, (toda la corriente del primario, pasa por ahí), que no se exactamente lo que es, puede ser:

-Una realimentación negativa, para hacer los pulsos mas suaves.

-Una realimentación positiva, para hacer los pulsos mas abruptos.

-Una limitación de intensidad, por disminución de amplitud de los pulsos, bien por crear un flujo en oposición, bién por saturar el nucleo.

Me inclino por creer que es un control de intensidad, ya que no veo ningún otro, y alguno tiene que tener.

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