Noțiuni de bază pentru depanarea surselor de alimentare
Când un echipament apare complet mort, unul dintre primele lucruri de luat în considerare este alimentarea cu energie electrică. Dacă utilizați un osciloscop pentru acest tip de depanare, ar trebui să fie un instrument de mână, alimentat cu baterii, izolat de sol, cel puțin de la început. Motivul este că pot exista tensiuni interne la care se face referire, dar plutesc deasupra solului, o condiție care poate crea curenți de defecțiune periculoși dacă este conectat la un osciloscop de tip banc. Acest lucru este valabil mai ales pentru sursele de alimentare cu comutare (SMPS), unde ambele părți ale circuitului plutesc deasupra solului.
În SMPS, sunt posibile o serie de configurații, mai ales buck, boost și inversarea buck-boost. În fiecare dintre acestea, MOSFET este mintea maestră. Face comutarea în timp ce dioda determină direcția în care curge purtătorii de încărcare și inductorii și condensatorii stochează energia electrică. SMPS reglează la ieșire prin variația continuă a ciclului de funcționare, spre deosebire de sursa de alimentare liniară, care reglează ieșirea făcând modificări după cum este necesar, ajustând cantitatea de energie disipată.
Un convertor SMPS Buck este analog cu o sursă de alimentare liniară cu un transformator cu trepte. Când comutatorul este închis, se aplică tensiune pe inductor. Când comutatorul este deschis, curentul prin inductor continuă să curgă. Feedbackul controlează lățimea impulsului la o rată de repetare constantă sau controlează rata de repetare la lățimea constantă a impulsului.
Un convertor SMPS boost este analog cu o sursă de alimentare liniară cu un transformator step-up. Când comutatorul este închis, curentul inductorului crește. Când comutatorul se oprește, tensiunea crește în timp ce inductorul încearcă să mențină un curent constant, ceea ce nu poate face, deoarece inductorul folosește toată energia disponibilă pentru a-și construi câmpul magnetic. În acest moment, dioda conduce și curentul din inductor curge în condensator. Aceasta ține cont de tensiunea de ieșire mai mare față de intrare.
Într-un SMPS, un tranzistor condus în regiunea sa saturată aplică periodic DC neregulat la intrare la un inductor, care funcționează ca un dispozitiv de stocare. În timpul fiecărui impuls, câmpul său magnetic crește până când comutatorul este oprit. Apoi, energia stocată este filtrată. O referință de tensiune este comparată cu ieșirea într-o buclă de feedback, modificând lățimea sau frecvența impulsului. SMPS poate funcționa cu o intrare de frecvență de curent alternativ sau cu o intrare de curent continuu nereglementată.
Reglarea ieșirii are loc prin comutarea tranzistoarelor printr-un circuit de control care detectează tensiunea de ieșire (și curentul de intrare) și reglează în mod corespunzător timpul de pornire și oprire al tranzistorului. Acest circuit de control este adesea pe partea primară și își poate obține puterea dintr-o înfășurare suplimentară a transformatorului. Un eșantion de tensiune de ieșire este alimentat de obicei prin intermediul unui optocuplator. (Din nou, unele proiecte SMPS implementează feedback fără a utiliza un optocuplator.) În unele cazuri, circuitul de comandă se află pe partea secundară și acționează comutatorul printr-un transformator suplimentar mic.
Un punct de remarcat este că SMPS-urile au laturi de înaltă și joasă tensiune (laturi primare și secundare). Transformatorul izolează latura primară și secundară. (Din nou, există modele SMPS fără transformator care nu implementează izolarea.) Adesea, dacă pământul ieșirii nu este conectat la pământ, un condensator mic de înaltă tensiune conectează aceste două pământuri la frecvență înaltă.
Deoarece jumătate din componentele SMPS se conectează direct la tensiunea de rețea, există tensiuni periculoase în partea primară a alimentării. Un condensator mare de stocare se încarcă la tensiune înaltă și poate păstra o tensiune periculoasă chiar și atunci când alimentarea de la rețea este deconectată. SMPS-urile includ frecvent rezistențe de sângerare pentru a disipa această tensiune, dar aceste rezistențe ar putea fi rupte, astfel încât condensatorii să poată rămâne încărcați. În consecință, cel mai bine este să descărcați condensatorii printr-un rezistor adecvat (de obicei câțiva kiloohmi) prin sonde izolate ca pe un multimetru. Apoi, măsurați tensiunea pentru a vă asigura că este zero înainte de a continua. Rețineți, de asemenea, că radiatoarele nu sunt adesea împământate și pot fi la tensiunea de rețea.