ШИМ-контроллеры SG6105 и DR-B2002 в компьютерных ИП

Бытовая электроника / Стабилизаторы, источники питания - бытовая электро
Administrator
7 409
6-09-2015, 02:46
0

До недавнего времени подавляющее большинство компьютерных ИП, в особенности производства многочисленных китайских фирм, выполнялось на основе микросхемы ШИМ-контроллера TL494 фирмы TEXAS INSTRUMENTS, или ее аналогов других фирм-производителей:

• DBL494 фирмы DAEWOO;
• КА7500В фирмы FAIRCHILD (https://www.fairchildsemi.com);
• KIA494 фирмы KEC (https://www.kec.co.kr)

и некоторых других. Но в последние несколько лет, особенно с появлением ИП стандарта ATX12V [1], предназначенных для использования в компьютерах на базе процессоров Pentium IV, эта своеобразная “монополия” стала нарушаться использованием микросхем других типов, например: KA3511, SG6105, LPG-899, DR-B2002, 2003 и некоторых других. О двух из них - микросхемах SG6105 и DR-B2002 пойдет речь в этой статье.
{banner_rca-news-1-1}
Производителем микросхемы SG6105 является тайваньская фирма SYSTEM GENERAL, на ее сайте (https://www.sg.com.tw) можно получить краткое техническое описание (datasheet) на эту микросхему. С DR-B2002 дело обстоит сложнее - логотипа фирмы-производителя на ее корпусе нет, поиск информации о ней в Интернете ничего не дал.

В таблице 1 приведены обозначения, номера и функциональное описание выводов обоих рассматриваемых ШИМ-контроллеров.

Таблица 1

Обозначение вывода	Номер вывода SG6105	Номер вывода DR-B2002	Выполняемая функция
PSon	1	2	Вход сигнала PS_ON, управляющего работой ИП: PSon=0, ИП включен, присутствуют все выходные напряжения; PSon=1, ИП выключен, присутствует только дежурное напряжение +5V_SB.
V33	2	3	Вход напряжения +3.3V.
V5	3	4	Вход напряжения +5V.
OPp	4	-	Вход для организации защиты преобразователя ИП от превышения потребляемой мощности (черезмерного тока/КЗ в преобразователе).
UVac	5	-	Вход для организации контроля за снижением уровня (исчезновением) входного питающего переменного напряжения.
NVp	6	-	Вход для организации контроля за отрицательными выходными напряжениями ИП.
V12	7	6	Вход напряжения +12V.
OP1/OP2	9/8	8/7	Выходы управления двухтактным полумостовым преобразователем ИП.
PG	10	9	Выход с открытым коллектором сигнала P.G. (Power Good): PG=0, одно или несколько выходных напряжений ИП не соответствуют норме; PG=1, выходные напряжения ИП находятся в заданных пределах.
Fb2	11	-	Катод управляемого стабилитрона 2.
Vref2	12	-	Управляющий электрод управляемого стабилитрона 2.
Vref1	13	11	Управляющий электрод управляемого стабилитрона 1.
Fb1	14	10	Катод управляемого стабилитрона 1.
GND	15	12	Общий провод.
COMP	16	13	Выход усилителя ошибки и отрицательный вход компаратора ШИМ.
IN	17	14	Отрицательный вход усилителя ошибки.
SS	18	15	Положительный вход усилителя ошибки, подключен к внутреннему источнику Uref=2.5V. Вывод используется для организации “мягкого старта” преобразователя.
Ri	19	16	Вход для подключения внешнего резистора 75 kΩ.
Vcc	20	1	Напряжение питания, подключается к дежурному источнику +5V_SB.
PR	-	5	Вход для организации защиты ИП.

Из таблицы видно, что основных отличий DR-B2002 от SG6105 два:

• в составе DR-B2002 имеется только один управляемый стабилитрон (выводы 10, 11), аналогичный TL431 фирмы TEXAS INSTRUMENTS [2], в составе SG6105 таких стабилитронов два (выводы 11, 12 и 13, 14);
• DR-B2002 имеет только один вывод для организации защиты ИП - PR (вывод 5), а у SG6105 таких выводов три – OPp (вывод 4); UVac (вывод 5); NVp (вывод 6).

На рис.1 приведена схема включения ШИМ-контроллера SG6105 в ИП LPK2-4 300W.

Напряжение питания Vcc (вывод 20) на микросхему U2 SG6105D поступает от источника дежурного напряжения +5V_SB. На отрицательный вход усилителя ошибки IN микросхемы (вывод 17) поступает сумма выходных напряжений ИП +5V и +12V, сумматор выполнен на резисторах R101-R103 1% точности. Управляемый стабилитрон 1 микросхемы U2 используется в схеме оптронной обратной связи в источнике дежурного напряжения +5V_SB, второй стабилитрон используется в схеме стабилизации выходного напряжения ИП +3.3V.
{banner_rca-news-1-2}
Напряжение с отвода первичной обмотки разделительного трансформатора Т3 поступает на однополупериодный выпрямитель D200C201, и далее через делитель R200R201 на вывод OPp (4) микросхемы U2, и используется как сигнал превышения мощности потребляемой нагрузкой от двухтактного полумостового преобразователя ИП (в частности, в случае КЗ на выходах ИП). На элементах D105, R122, R123, подключенных к выводу NVp (6) микросхемы U2, выполнена схема контроля за отрицательными выходными напряжениями ИП. Напряжение с катода сдвоенного диода Шоттки – выпрямителя выходного напряжения +5V, через резистор R120 поступает на вход UVac (5) микросхемы U2, и используется для контроля за входным питающим переменным напряжением ИП.

Схема управления выходным двухтактным полумостовым преобразователем ИП, выполнена по двухтактной схеме на транзисторах Q5, Q6 и трансформаторе Т3, по стандартной схеме, применяемой в компьютерных ИП. Для питания этой схемы используется отдельная обмотка трансформатора дежурного режима Т2, напряжение питания снимается с выхода однополупериодного выпрямителя D21C28, цепь R27C27 – демпфирующая.

На рис.2 представлена схема включения ШИМ-контроллера DR-B2002 в ИП JNC LC-A250ATX.

Как видно, схема практически идентична применяемой в ИП LPK2-4 300W. Отличие состоит в том, что поскольку для организации защиты ИП у микросхемы имеется только один вывод PR (5), то он одновременно используется и для организации защиты от превышения мощности потребляемой нагрузкой от двухтактного полумостового преобразователя ИП, так и для контроля за отрицательными выходными напряжениями ИП. Сигнал, уровень которого пропорционален мощности потребляемой от преобразователя ИП снимается со средней точки первичной обмотки разделительного трансформатора Т3, далее через диод D11 и резистор R35 поступает на корректирующую цепочку R42R43R65C33, после которой подается на вывод PR микросхемы. Контроль за отрицательными выходными напряжениями ИП осуществляется при помощи элементов R44, R47, R58, R63, D24, D27.

В схеме оптронной обратной связи в источнике дежурного напряжения +5V_SB используется отдельный управляемый стабилитрон TL431, поскольку как указывалось ранее в составе DR-B2002 есть только один управляемый стабилитрон, который в данном ИП используется в схеме стабилизатора напряжения +3.3V.
{banner_rca-news-1-3}
Схема стабилизации выходного напряжения +3.3V, применяемая в ИП LPK2-4 300W приведена на рис.3, в ИП JNC LC-A250ATX применяется аналогичная схема, с небольшими отличиями, касающимися выходного LC-фильтра и типов применяемых компонентов.

Схема содержит усилитель ошибки на управляемом стабилитроне 2, входящем в состав микросхемы U2 SG6105D. Напряжение на его вход поступает с выхода ИП +3.3V через делитель R31R32R33, усилитель ошибки управляет биполярным транзистором Q7 типа KN2907A фирмы KEC, обеспечивающим в свою очередь формирование т.н. “сбросового тока” [3] через специальный насыщающийся дроссель L1, включенный между вторичной 5-ти вольтовой обмоткой выходного импульсного трансформатора Т1 и выпрямителем напряжения +3.3V – сдвоенным диодом Шоттки D9 типа MBR2045CT фирмы ON SEMICONDUCTOR (www.onsemi.com). Под действием сбросового тока дроссель L1 входит в состояние насыщения, при этом его индуктивность уменьшается, соответственно уменьшается и сопротивление дросселя переменному току. В случае же когда сбросовый ток минимален, либо отсутствует, дроссель L1 имеет максимальную индуктивность, и соответственно максимальное сопротивление переменному току, при этом уменьшается напряжение поступающее на вход выпрямителя +3.3V, и соответственно происходит уменьшение напряжения на выходе ИП +3.3V. Подобная схема позволяет при небольшом количестве применяемых элементов осуществлять регулировку(стабилизацию) в цепи с весьма солидным выходным током (например, для ИП LPK2-4 300W заявлено допустимое потребление по цепи +3.3V - 18 Ампер).

Упрощенную проверку описываемых микросхем можно провести следующим образом: на вывод Vcc относительно вывода GND подается внешнее питающее напряжение (5 В), при кратковременном замыкании выводов SS и Vcc микросхемы, на ее выходах OP1 и OP2 осцилографом можно видеть прямоугольные импульсы. Следует только отметить, что этот способ не позволяет проверить цепи включения (PSon), формирования сигнала PG и пр. Встроенные управляемые стабилитроны микросхем проверяются как обычные, дискретные TL431.

В ИП фирмы INWIN используется микросхема IW1688, которая по выводам полностью идентична SG6105, и вероятнее всего является ее полным аналогом. Встречающаяся в ИП микросхема с маркировкой 2003 по выводам полностью совпадает с DR-B2002, практически установлено, что вместо DR-B2002 можно использовать 2003.

В заключении можно отметить, что поскольку ИП выполненные на основе микросхем SG6105, DR-B2002, 2003 содержат меньшее количество дополнительных элементов, и как следствие имеют меньшую стоимость, чем построенные на основе TL494, то можно ожидать, что в ближайшее время большинство компьютерных ИП будет выполняться на основе этих, или подобных микросхем других фирм-производителей.

ЛИТЕРАТУРА:

1. https://www.formfactors.org/developer/specs/atx/atx12vPSDGV1.pdf
2. https://www-s.ti.com/sc/ds/tl431.pdf
3. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т.1. Пер. с англ.-4-е изд. перераб. и доп.- М.: Мир, 1993.-413 с., ил.

Источник: https://www.mm-k.ru/

27:34

ремонт компьютерного блока питания

29:01

Проверка и ремонт компьютерного БП

4:45

Ремонт блока питания ПК и его частые неисправности Советы для начинающих

25:22

Блок питания АТХ пособие по ремонту часть 2

Обсудить на форуме