Основи усунення несправностей блоків живлення
Коли частина обладнання виявляється абсолютно мертвою, одне з перших, на що слід звернути увагу, це джерело живлення. Якщо для такого роду усунення несправностей використовується осцилограф, це повинен бути ручний прилад на акумуляторній батареї, ізольований від землі, принаймні спочатку. Причиною є те, що можуть бути внутрішні напруги, на які посилаються, але вони плавають над землею, і це може призвести до небезпечних струмів несправності, якщо їх підключити до осцилографа стендового типу. Особливо це стосується джерел живлення в режимі перемикання (SMPS), де обидві сторони схеми плавають над землею.
У SMPS можлива ціла низка конфігурацій, зокрема, відсікання, підсилення та обернення підсилення. У кожному з них MOSFET є головним розумом. Він здійснює комутацію, тоді як діод визначає напрямок, в якому протікають носії заряду, а індуктори та конденсатори зберігають електричну енергію. SMPS регулює на виході, постійно змінюючи робочий цикл, на відміну від лінійного джерела живлення, яке регулює вихід, вносячи необхідні зміни, регулюючи величину потужності, що розсіюється.
Перетворювач SMPS з низьким рівнем є аналогом лінійного джерела живлення з понижуючим трансформатором. Коли перемикач закритий, напруга подається на індуктор. Коли перемикач відкритий, струм через індуктор продовжує надходити. Зворотній зв'язок контролює ширину імпульсу при постійній частоті повторення або він контролює частоту повторення при постійній частоті імпульсів.
Підсилювальний перетворювач SMPS є аналогом лінійного джерела живлення з підвищеним трансформатором. Коли перемикач закритий, струм індуктивності збільшується. Коли вимикач вимикається, напруга стрибає, коли індуктор намагається підтримувати постійний струм, чого він не може зробити, оскільки індуктор використовує всю наявну енергію для побудови свого магнітного поля. На цьому переході діод проводить, і струм від індуктора надходить у конденсатор. Це обумовлює більшу вихідну напругу щодо вхідної.
У SMPS транзистор, введений у його насичену область, періодично подає нерегульований постійний струм на вході до індуктора, який функціонує як запам'ятовуючий пристрій. Під час кожного імпульсу його магнітне поле збільшується, поки перемикач не вимкнеться. Потім накопичена енергія фільтрується. Посилання напруги порівнюється з виходом у циклі зворотного зв'язку, змінюючи ширину імпульсу або частоту. SMPS може працювати з входом частоти змінного струму або з нерегульованим входом постійного струму.
Регулювання виходу відбувається шляхом перемикання транзисторів через схему управління, яка визначає вихідну напругу (і вхідний струм) і відповідно регулює час ввімкнення та вимкнення транзистора. Ця схема управління часто знаходиться на первинній стороні і може отримувати свою потужність від додаткової обмотки на трансформаторі. Зразок вихідної напруги, як правило, подається назад через оптрони. (Знову ж таки, деякі конструкції SMPS реалізують зворотний зв'язок без використання оптрона.) У деяких випадках ланцюг управління сидить на вторинній стороні і приводить в дію перемикач через невеликий додатковий трансформатор.
Слід зазначити, що SMPS мають сторони високої та низької напруги (первинні та вторинні сторони). Трансформатор ізолює первинну та вторинну сторони. (Знову ж таки, існують безтрансформаторні конструкції SMPS, які не забезпечують ізоляцію.) Часто, якщо земля виходу не підключена до мережі, невеликий високовольтний конденсатор з’єднує ці дві основи на високій частоті.
Оскільки половина компонентів SMPS безпосередньо підключається до напруги мережі, на первинному боці джерела живлення є небезпечні напруги. Великий накопичувальний конденсатор заряджається при високій напрузі і може зберігати небезпечну напругу навіть при відключенні електромережі. SMPS часто включають в себе резистори для розсіювання, щоб розсіяти цю напругу, але ці резистори можуть бути пошкоджені, щоб конденсатори могли залишатися зарядженими. Отже, найкраще розряджати конденсатори через відповідний резистор (зазвичай кілька кілоом) через ізольовані щупи, як на мультиметрі. Потім виміряйте напругу, щоб переконатися, що вона дорівнює нулю, перш ніж продовжувати. Також майте на увазі, що радіатори часто не заземлені і можуть бути під напругою мережі.