Het bedradingsschema van een pc-voeding van DTK. Deze voeding heeft een ATX-ontwerp en levert 200 W.
Het bedradingsschema van een pc-voeding van DTK PTP-2038
Deze voeding maakt gebruik van een TL494-chip. Een vergelijkbaar circuit wordt gebruikt in de meeste voedingen met een uitgangsvermogen van ongeveer 200 W. Het apparaat maakt gebruik van een push-pull-transistorcircuit met regeling van de uitgangsspanning.
De netspanning loopt via het ingangsfiltercircuit (C1, R1, T1, C4, T5) naar de bruggelijkrichter. Wanneer de spanning wordt omgeschakeld van 230 V naar 115 V, werkt de gelijkrichter als een verdubbelaar. Varistoren Z1 en Z2 hebben een overspanningsbeveiliging op de netingang. Thermistor NTCR1 beperkt de ingangsstroom totdat de condensatoren C5 en C6 zijn opgeladen. R2 en R3 dienen alleen voor ontladingscondensatoren na het loskoppelen van de voeding. Wanneer de voeding wordt aangesloten op de netspanning, worden eerst de condensatoren C5 en C6 samen opgeladen tot ongeveer 300 V. Neem vervolgens een secundaire voeding, aangestuurd door transistor Q12, en op zijn uitgang komt spanning te staan. Achter de spanningsregelaar IC3 komt een spanning van 5 V, die naar het moederbord gaat en nodig is voor de inschakellogica en de “Wake on something”-functies. Vervolgens gaat een ongestabiliseerde spanning via diode D30 naar de hoofdbesturingschip IC1 en de besturingstransistoren Q3 en Q4. Wanneer de hoofdvoeding werkt, gaat deze spanning van de +12V-uitgang via diode D.
Stand-bymodus
In de stand-bymodus wordt de hoofdvoeding geblokkeerd door een positieve spanning op de PS-ON-pin via weerstand R23 van de secundaire voeding. Door deze spanning wordt transistor Q10 geopend, waardoor Q1 wordt geopend en een referentiespanning van +5V wordt aangelegd van pin 14 IO1 naar pin 4 IO1. Het geschakelde circuit is volledig geblokkeerd. Transistors Q3 en Q4 worden beide geopend en sluiten de wikkeling van hulptransformator T2 kort. Door de kortsluiting staat er geen spanning op het voedingscircuit. Met de spanning op pin 4 kunnen we de maximale pulsbreedte op de IO1-uitgang aansturen. Nul spanning betekent de hoogste pulsbreedte. +5V betekent dat de puls verdwijnt.
Nu kunnen we de functie van de werkende voeding uitleggen.
Iemand drukt op de aan/uit-knop van de computer. De logica van het moederbord wordt aangesloten op de massa-ingangspin PS-ON. Transistor Q10 sluit en vervolgens sluit Q1. Condensator C15 begint te laden via R15 en op pin 4 van IC1 begint de spanning dankzij R17 te dalen tot nul. Hierdoor wordt de maximale pulsbreedte continu verhoogd en start de hoofdvoeding soepel.
Normaal gesproken wordt de voeding aangestuurd door IC1. Wanneer transistoren Q1 en Q2 gesloten zijn, worden Q3 en Q4 geopend. Wanneer we één van de vermogenstransistoren (Q1, Q2) willen openen, moeten we de excitatietransistor (Q3, Q4) sluiten. De stroom loopt via R46 en D14 en één wikkeling T2. Deze stroom wekt een spanning op aan de basis van de vermogenstransistor en door de positieve terugkoppeling van de transistor raakt deze snel verzadigd. Wanneer de impuls is voltooid, gaan beide excitatietransistoren open. De positieve terugkoppeling verdwijnt en de overshoot van de excitatiewikkeling sluit de vermogenstransistor snel. Nadat dit proces is herhaald met de tweede transistor. Transistoren Q1 en Q2 verbinden afwisselend één uiteinde van de primaire wikkeling met een positieve of negatieve spanning. De voedingsdraad loopt van de emitter van Q1 (collector Q2) via de derde wikkeling van excitatietransformator T2. Vervolgens loopt de stroom via de primaire wikkeling van hoofdtransformator T3 en condensator C7 naar het virtuele centrum van de voedingsspanning.
Stabilisatie van de uitgangsspanning
De uitgangsspanningen +5 V en +12 V worden gemeten door R25 en R26 en hun uitgang gaat naar IC1. Andere spanningen worden niet gestabiliseerd en worden gerechtvaardigd door het aantal wikkelingen en de polariteit van de diode. Aan de uitgang bevindt zich een reactantiespoel vanwege hoogfrequente interferentie. Deze spanning wordt bepaald op basis van de spanning vóór de spoel, de pulsbreedte en de cyclusduur. Aan de uitgang, achter de gelijkrichterdioden, bevindt zich een gemeenschappelijke spoel voor alle spanningen. Wanneer we de richting van de wikkelingen en het aantal wikkelingen in overeenstemming houden met de uitgangsspanningen, werkt de spoel als een transformator en compenseren we de onregelmatige belasting van individuele spanningen. In de praktijk zijn er spanningsafwijkingen tot 10% van de nominale waarde. Van de interne 5V-referentieregelaar (pin 14 IC1) gaat de referentiespanning via de spanningsdeler R24/R19 naar de inverterende ingang (pin 2) van de foutversterker. Vanaf de uitgang van de voeding komt er spanning via deler R25, R26/R20, R21 naar de niet-inverterende ingang (pin 1). Terugkoppeling C1 en R18 zorgen voor stabiliteit van de regelaar. De spanning van de foutversterker wordt vergeleken met de hellingspanning over condensator C11. Wanneer de uitgangsspanning wordt verlaagd, neemt de spanning op de foutversterker ook af. De excitatiepuls is langer, de vermogenstransistoren Q1 en Q2 zijn langer open, de pulsbreedte vóór de uitgangsspoel is groter en het uitgangsvermogen neemt toe. De tweede foutversterker wordt geblokkeerd door spanning op pin 15 IC1.
PowerGood
Het moederbord heeft een “PowerGood”-signaal nodig. Wanneer alle uitgangsspanningen stabiel zijn, gaat het PowerGood-signaal naar +5 V (logische waarde). Het PowerGood-signaal wordt meestal verbonden met het RESET-signaal.
+3,3 V spanningsstabilisatie
Bekijk het circuit dat is aangesloten op de uitgangsspanning +3,3 V. Dit circuit zorgt voor extra spanningsstabilisatie door spanningsverlies op de kabels. Er is één hulpdraad van de connector om de 3,3V-spanning op het moederbord te meten. Deze gaat vervolgens naar de stroomregelaar ZIC1, die Q13 opent. Wanneer de spanning bijvoorbeeld stijgt (kleine belasting), wordt transistor Q13 verder geopend en verlagen negatieve pulsen over D32 de uitgangsspanning.
Overspanningscircuit
Dit circuit bestaat uit Q5, Q6 en vele discrete componenten. Het circuit bewaakt alle uitgangsspanningen en wanneer een bepaalde limiet wordt overschreden, wordt de voeding gestopt. Wanneer ik bijvoorbeeld per ongeluk -5V met +5V kortsluit, gaat er een positieve spanning over D10, R28 en D9 naar basis Q6. Deze transistor gaat nu open en opent Q5. +5V van pin 14 IC1 komt over diode D11 naar pin 4 IC1 en de voeding wordt geblokkeerd. Daarna gaat er weer spanning naar basis Q6. De voeding blijft geblokkeerd totdat hij wordt losgekoppeld van de netspanning.
