Схемотехніка блоків живлення персональних комп'ютерів. Частина 2.
Високочастотний перетворювач (інвертор)
У першій частині нашої розповіді про схемотехнике блоків живлення персональних комп'ютерів ми познайомилися зі схемою вхідного мережевого випрямляча і фільтра. Давайте продовжимо вивчення комп'ютерного блоку живлення. Тут ми розберемося в тому, як працює високочастотний перетворювач – інвертор.Постійна напруга 310 вольт, що знімається з мережевого випрямляча, подається на високочастотний перетворювач. Високочастотний перетворювач – це двотактний інвертор, виконаний за схемою напівмоста. Перетворювач працює на частоті в десятки кілогерц і навантажений на високочастотний силовий трансформатор.Частота перетворення вибирається близько 18 – 50 КГц, що має на увазі маленькі розміри силового трансформатора і невеликі величини ємностей конденсаторів фільтрів. Один з плюсів імпульсного блоку живлення є високий ККД, що досягає 80% і економічність, оскільки блок споживає енергію тільки в той час, коли один з транзисторів перетворювача відкритий. Коли він закритий, енергію на навантаження віддає конденсатор фільтра вторинному ланцюзі.Управління полумостовим інвертором здійснюється ШІМ-контролером (Вузол управління). Про вузлі управління блоком живлення буде розказано в наступній частині.Отже, високочастотний перетворювач працює наступним чином: на нього приходить постійна напруга 310 вольт з мережевого випрямляча і конденсаторів фільтра. Одночасно в базові ланцюга потужних транзисторів подаються прямокутні імпульси позитивної полярності і з частотою проходження допустимо 20 кГц. З цією частотою транзистори як ключові елементи відкриваються і закриваються.
На первинній обмотці трансформатора Т2 присутній імпульсна висока напруга з тією ж частотою 20 кГц. Трансформатор, природно, знижує і на його вторинних обмотках, яких кілька, формуються всі необхідні для роботи комп'ютера живлять напруги, після цього все напруги випрямляються, фільтруються і подаються на системну плату.Потужні ключові транзистори інвертора є своєрідними "мускулами" блоку живлення. Саме через ключові транзистори інвертора "прокачується" вся потужність, яка споживається комп'ютером. Ключові транзистори встановлюються на радіатор для примусового охолодження під час роботи, а сам радіатор обдувається вентилятором.В якості ключових транзисторів інвертора можуть застосовуватися як біполярні, так і польові MOSFET транзистори. Зазвичай же використовуються біполярні транзистори.Погляньмо на схему. На ній зображена частина схеми ДБЖ марки GT-150W.
Біполярні транзистори VT1 і VT2 по черзі відкриваються з частотою в десятки кілогерц. Трансформатор T2 – імпульсний силовий трансформатор. Він же забезпечує гальванічну розв'язку від електромережі. Імпульсний силовий трансформатор помітно виділяється на тлі інших трансформаторів, встановлених на друкованій платі. Знайти його нескладно.
З вторинних обмоток трансформатора T2 знімається знижений змінну напругу. На схемі показані елементи одного з вихідних випрямлячів +12 вольт (VD6, VD7, L1, C5). Електролітичні конденсатори C6, C7 – це конденсатори мережевого фільтра і випрямляча, мова про який йшла в першій частині.Трансформатор T1 – узгоджувальний. Він є проміжною ланкою між мікросхемою ШІМ-контролера і потужними ключовими транзисторами VT1, VT2. Габарити його помітно менше, ніж у трансформатора T2. Діоди VD4 і VD5 оберігають потужні транзистори від напруги зворотної полярності. У потужних польових транзисторів ці діоди, як правило, вже вбудовані, тому на друкованій платі діоди VD4, VD5 можна і не виявити. Так само захисні діоди вбудовують в деякі потужні біполярні транзистори. Все залежить від марки транзистора.