Схемы и сервис-мануалы солнечных гибридных инверторов
Общая схема поясняющая принцип работы гибридного солнечного инвертора
Обратите внимание на надпись High Voltage IGBT Synchronous Rectifier Switches. Она означает, что транзисторы могут работать как в режиме мостового инвертора, так и как синхронный выпрямитель (т.е. как старый-добрый дхуполупериодный диодный выпрямитель, но не за счет обратных диодов, разумеется, а за счет открытия Drain-Source в нужный момент по сигналу управления от микросхемы).
Работая инженером электронщиком уже не первый десяток лет мне, по долгу службы, приходится просчитывать собирать и интегрировать огромное количество компьютерной техники. При сборке офисного компьютера или рабочей станции для графических приложений в первую очередь учитывается производительность (мощность) центрального процессора. Именно на него, в случае использования софта 3D — на видеопроцессор, лягут все тяготы вычислений. Производительному процессору для бесперебойной работы требуется мощный и качественный источник питания. Но это еще не всё. Компьютерный блок питания выдаёт стандартный набор напряжений, которые уже на материнской плате или на видеокарте преобразуются до величин необходимых для питания микросхем. Занимается преобразованием, а если корректнее выразиться — понижением напряжения от БП специальный узел называемый VRM. Он состоит из управляющей микросхемы — ШИМ контроллера, и пары силовых полевых транзисторов, накопительного дросселя и конденсатора составляющих т.н. фазу питания. Микросхема ШИМ может управлять множеством фаз задействуя их с некоторым сдвигом во времени. Распараллеливание фаз питания необходимо для обеспечения протекания гигантских токов к процессору (до сотен Ампер), а сдвиг — для уменьшения пульсаций выходного напряжения.
В различных моделях материнских плат узел VRM реализован по разному c разным количеством фаз питания и различной их конфигурацией. Покупая бюджетную материнку вам наверняка достанется скудная реализация узла VRM, хотя производитель на сайте обязательно укажет в списке поддерживаемых процессоров что-нибудь топовое. Делается это из маркетинговых побуджений, а несчастный пятифазный узел VRM, будучи по незнанию нагруженным на какой-нибудь Core i7 12700, просто начнет сбрасывать напряжения «троттлить», дабы спастись от перегрева и выгорания. В результате обещанной производительности процессора по какой-то загадочной 🙂 причине вы не получите. Выходит для питания чего-то выше Core i3 надо покупать дорогие материнки на Z-чипсетах?
Не совсем. Достаточно просто грамотно подойти к вопросу выбора материнской платы. Для начала посчитать кол-во фаз питания. Чем их больше — тем лучше, если на каждой фазе стоят не по два, а по три транзистора (мосфета) — замечательно, если всё это еще и под радиатором — чудесно.
Фото ниже — пример бюджетной реализации узла питания процессора. на такую материнку ничего мощнее Pentium / Core i3 ставить нельзя.
Четыре фазы питания — худо-бедно.
А вот пример грамотной реализации узла питания бюджетной материнской платы ASRock H610M-HDV.
6-ти фазное питание. Одно из плеч преобразователя усилено двумя транзисторами.
Несмотря на позиционирование в нижнем ценовом сегменте ASRock H610M-HDV спокойно может поместить на борт Intel Core i5 / i7. При грамотном охлаждении корпуса и качественном Top Flow процессорном кулере из такой связки можно выжать многое. Без ручного разгона разумеется, т.к. для это совершенно иная ценовая ниша.
Что может получиться на базе бюджетной материнки ASRock H610M-HDV
Собираем игровой компьютер на базе Core i5 12400F и RTX4060
За основу взята материнская плата ASRock H610M-HDV. Выбор пал именно на неё из-за двух факторов: во-первых цена, во-вторых очень грамотная реализация узла VRM. Остальные же отличия как то: интерфейс настроек BIOS UEFI, возможности разгона, кол-во разъемов у всех бюджетных материнских плат несущественны.
Шесть фаз на мосфетах Sinopower SM4503NH (сдвоенных в нижнем плече) каждый из которых способен выдержать ток в 60А при t 100°C. Обратите внимание: на каждое плечо мосфетов идет отдельный драйвер и один дроссель. Никакого обмана с 10 виртуальными фазами как в случае MSI Pro 610M-G
В MSI H610M-G инженеры использовали сдвоенные дроссели почти на каждой паре мосфетов. Из-за этого, визуально, зона VRM кажется мощнее.
Отсутствие прогиба в районе процессорного сокета
Болячка некоторых сокетов — прогиб текстолита платы при установленном ЦП и кулере. ASRock H610M-HDV это не касается.
Предварительный вариант сборки
И окончательный вариант в корпусе с подсветкой
Вместительный, хорошо продуваемый корпус не даст перегреться ответственным узлам компьютера.
Блок питания Chieftec Smart GPA-500 обеспечивает сборку надежным питанием.
Powermaster состарился и начал ворчать жалуясь на свою нелегкую судьбу…
Древний блок питания когда-то известного бренда Powermaster достал всех своим шумом и попал ко мне на диагностический стол. Вместе с неприятным акустическим эффектом блок имел довольно высокий уровень пульсаций по всем выходным линиям включая дежурные +5В. Под подозрение сразу попали две входные ёмкости в первичном выпрямителе, однако, они быстро реабилитировали себя показав довольно приемлемые параметры на ESR тестере. Выходные конденсаторы, конечно, могут дать такой эффект при потере ёмкости, но все сразу? Маловероятно, к тому же при проверке они не показали большого ухода по параметрам. Решено было проверить пульсации и чистоту питающего напряжения микросхемы ШИМ SG6105. Во всех ATX блоках микросхемы-контроллеры питаются от вспомогательной обмотки трансформатора дежурного напряжения +5В Sb. Напряжение снимается с отдельной обмотки и через однополупериодным выпрямитель в лице маломощного диода и конденсатора подаётся на ногу питания микросхемы. В нашем случае этот самый конденсатор практически оборвался и микросхема ШИМ питалась пульсирующим напряжением, что приводило к паразитной модуляции её управляющих напряжений.
Данный конденсатор питал не только мозги блока, но и каскад предварительного усиления силовых транзисторов. Возможно, блок питания работал на предельной мощности, что и вызвало потерю его ёмкости.
Ремонт блока питания DeepCool PF600
Блок питания мощностью 600Вт и весом 1.6кг. Где-то там спрятались 600 Ватт мощности… Кто найдёт — тому повезло.
Первое, что пришло в голову — от перепадов напряжения треснул термистор во входной цепи (был у меня подобный случай). Ну не повыгорало же там всё, тем более за такой короткий промежуток времени и под слабой нагрузкой?!
Ан нет! Вскрытие показало вспухшие электролитические конденсаторы во вторичном фильтре по линиям +5 и +12В.
Как такое возможно в практически новом блоке питания?
Конденсаторы AsiaX оказались не способными выдержать даже относительно небольшие импульсные токи. Пришлось их заменить аналогичными китайскими, но с менее подмоченной репутацией
Тушки выпаянных конденсаторов AsiaX…
После замены конденсаторов блок питания заработал как новенький. Однако осадочек остался и больше блоки питания бюджетной серии Aerocool я рекомендовать не буду.
Ремонт компьютерного блока питания Golden Field 460W
Старый БП в не менее старом системном блоке, спустя без малого полтора десятка лет работы «ушёл», напоследок громко хлопнув силовыми транзисторами и прихватив с собой пригорошню мелких деталей.
Виновниками выгорания силовой части блока питания послужили два конденсатора (10мкФ х 50В) стоящих в базах силовых биполярных транзисторов. Потеря ёмкости / увеличение ESR (эквивалентного последовательного сопротивления) конденсатора в цепи управления базой чревато растягиванием времени отпирания транзистора, переводя его режим работы из ключевого в усилительный и подвергая, таким образом, чрезмерному разогреву. Как дальнейшее следствие — пробой транзистора.
После замены почти всех электролитических конденсаторов оказавшихся сухими с ёмкостью по 40pF или с ESR величиной в несколько сот Ом, блок питания… не заработал!
Пришлось расчехлять осциллограф. Дежурное (оно же питающее микросхему) напряжение +5Vsb было занижено, после замены оптопары восстановилось. Питание микросхемы и транзисторов раскачки — в норме. Что же не так?
Шумы вместо меандра на 8-й ноге микросхемы, на 9-й какой-либо сигнал отсутствовал вовсе.
На этот вопрос четко и ясно ответил осциллограф, показав отсутствие генерации управляющих импульсов на 8 и 9-й ногах ШИМ-контроллера.
Схема аналогичного блока питания на ШИМ SG6105
После замены микросхемы ШИМ и замены двух транзисторов раскачки (C945) которые, как оказалось, превратились в гвозди никому об этом не сообщив, блок успешно стартовал.
Ура мне, как говорится…
Ремонт ноунейм блоков, тем более с такими масштабными повреждениями, является нецелесообразным, но конкретно этому экземпляру сегодня повезло — попал под хорошее настроение.
Ремонт ноунейм блока питания проработавшего на износ более десяти лет
Ноунейм БП под названием чего-то-там-Power честно отслужив более десятка лет в офисной сборке и, не выдержав дальнейшего издевательства в виде добавления видеокарты GTX1050Ti, решил сдаться. В конец изношенный блок издавал высокочастотный писк и вызывал помехи на мониторе подключенном к компьютеру через аналоговый VGA кабель. Диагностика выходных напряжений при помощи осциллографа показала вот такую картину на двенадцати вольтовой линии:
Виновниками такой неисправности стали потерявшие ёмкость электролитические конденсаторы, как в первичном так и во вторичном выпрямителях. Ремонт бюджетного ноунейм БП является нецелесообразным, поэтому, данный экземпляр пошел на донорство (кроме электролитических конденсаторов естественно).
Ремонт компьютерного блока питания Chieftec BPS 850C
Блок питания (а точнее игровой компьютер питаемый этим БП) поступил с диагнозом: короткое замыкание в «горячей части». При включении в сеть срабатывала защита по КЗ в смарт-удлинителе. В результате осмотра был выявлен вздутый электролитический конденсатор модуля корректора мощности (PFC).
На фото видна его ёмкость деградировавшая до 47pF. Примечательно, что в обзорах этого блока фигурировал конденсатор PFC более именитого производителя, а в реальности при вскрытии (заводская пломба была целой) обнаружился китаец — Aishi. Ничего удивительного в этом лично для меня конечно нет, т.к. платформа используемая в этом БП — детище китайского завода Channel Well Technology (большого любителя сэкономить на спичках электролитах).
Результат деградировавшей ёмкости входного конденсатора — пробитые мосфеты модуля PFC + диод Шоттки за компанию. При этом предохранитель и силовые ключи преобразователя каким-то чудом остались целы.
По схеме видно, что два мощных мосфета Infineon 6R190E6 модуля корректора мощности (на схеме обозначены как Q10 и Q15) включены параллельно. Что интересно, пробился только один из них, второй же оказался полностью работоспособен. Но по правилам замене должны подлежать оба!
Скачать схему блока питания Chieftec Nitro 2 BPS-750C / 850C
При подборе замены, аналоги мощных ключевых транзисторов следует подбирать из расчёта: предельно допустимое напряжение сток-исток Uds и максимально допустимый постоянный ток стока Id должны быть не меньше, чем у заменяемых оригинальных, а время нарастания tr и сопротивление сток-исток открытого транзистора Rds — не более, чем у оригинальных.
После замены вышедших из строя компонентов модуля PFC, блок заработал.
Ремонт блока питания компьютера Logicpower MATX 400W
Компьютерный блок питания SFX формфактора Logicpower перестал включаться. Дежурное напряжение +5V sb в норме. При подаче низкого уровня на pin PS on основные силовые напряжения не выдаются, сигнал PG не в лог «1». В этот момент из блока питания слышны шумы в районе силового трансформатора. Данный компьютерный БП собран на ШИМе (этот чип по совместительству так же и супервизор) HS8108.
Создавалось впечатление, что ШИМ работает не в нормальном режиме. Учитывая вздутые и частично разрушенные конденсаторы вторичного выпрямителя, подозрение в первую очередь пало на них. И не зря. После их замены блок питания вернулся к нормальному режиму работы, а генерация сигналов ШИМ больше не «срывалась».
Нормальный ШИМ сигнал (шумы на полках импульсов — «наведёнка»).
Ремонт компьютерного блока питания Сhieftec Smart GPS-500A8
Под линзой выпаянный сгоревший ШИМ-контроллер CM6800CX.
Почти новый блок питания Chieftec Smatr A500S не проработал и гарантийного срока. Где-то вдалеке сверкнула молния, а у клиента вырубился компьютер. Импульсная помеха проникнув по сети (правда не ясно как ей удалось пройти входной EMI фильтр и защитный варистор) вывела из строя микросхему ШИМ. После её замены блок заработал.
Ремонт еще одного компьютерного блока питания
Взорвался транзистор дежурки унеся с собой обвеску в лице транзистора раскачки и стабилитрона. После восстановления выяснилось (не без дымка), что напряжение формируемое для питания транзисторов предварительного усилителя (раскачки) силовых ключей и ШИМ было завышено до 50(!)В. Виновниками оказалась сладкая парочка: микросхема TL431 и оптопара (на фото под линзой). После их замены и замены микросхемы ШИМ блок заработал.
Компьютерный блок питания Aerocool VP550
Печально известные конденсаторы JunFu. Ими не гнушаются даже именитые бренды такие как Chieftec и Aerocool (называть их изготовителями я не буду, т.к. реальные вендоры этих блоков CWT и Andyson соответственно).
После 4-5 лет работы эти конденсаторы обрываются, на фото видно как ножка плюсового контакта буквально отгнила из-за какого-то электрохимического процесса происходящего внутри банки. После этого в разнос уходит вся «горячая» силовая часть БП. В данном случае выгорели силовые мосфеты, транзисторы раскачки и их обвеска, выбило так же и ШИМ. Ремонт такого блока является нерентабельным. Экономия на спичках при производстве приводит к фейлам…
Экспресс-ремонт ноунейм блока питания компьютера
Очередной ноунейм блок питания перестал включаться. Виной тому стала пара потерявших ёмкость конденсаторов первичного выпрямителя. Небольшая ёмкость у каждого из конденсаторов все же имелась (по прибору — около 1мкф) это спасло силовую часть блока от тотального выгорания. После замены на исправные конденсаторы блок заработал как новенький и был установлен в старенький офисный компьютер.
Vinga 450W (VPS-450APFC)
Результат кооперации отечественных ФОП-ов и неизвестных узкоглазых клепальщиков электроники — бренд Vinga. Модель БП Vinga VPS-450APFC была неосторожно нагружена видеокартой Radeon RX970 и после года успешного шпилева, так же успешно двинула кони. В процессе диагностики мне открылась вот такая картина:
На фото ДГС видны участки потемневшей меди и пузыри, который пускал кипящий фиксирующий клей.
Для тех кто не понял: дроссель групповой стабилизации обуглился и закоротил обмотки между собой. Перематывать ДГС я считаю чистым мазохизмом, поэтому, звезда «отечественного» бренда ушла на донорство для более вменяемых изделий.
Ремонт блока питания FSP FSP650-80GLN
Очень интересная неисправность компьютерного блока питания именитого производителя FSP. Клиент принёс компьютер с жалобой «не включается». В ходе диагностики был выявлен неисправный блок питания. При более глубоком изучении проблемы была выяснена следующая особенность: путем подачи низкого уровня на вход PS On (зелёный провод) блока все напряжения подавались и были в пределах нормы. Но сигнал PG (Power OK) отсутствовал. Именно ввиду отсутствия сигнала PG материнская плата отказывалась стартовать с данным БП.
Обычно такая неисправность указывает на проблемную микросхему супервизора. В модели FSP650-80GLN функцию наблюдения за напряжениями и генерации сигнала PG выполняет микросхема PS223 распаянная на отдельной вертикальной плате. Микросхема была заменена в первую очередь, но положительного результата это не возымело. Пришлось вооружившись осциллографом и запаяв плату с микросхемой на длинном шлейфе (для удобства) изучить все входящие и исходящие сигналы. Выяснилось, что сигнал снимаемый с одной из ножек вторичной обмотки трансформатора, проходящий через гасящий резистор и каскад на диоде с конденсатором 0.1мкф и подававшийся на вход PGI (Power good input) микросхемы был сильно занижен. Из-за этого в свою очередь не формировался высокий уровень сигнала вы выходе PG (Power good output). Диод резистор и конденсатор (все три в SMD исполнении) были заменены на исправные, сигнал на входе PGI микросхемы восстановился и всё заработало.
Референсная схема включения PS223. Красным обведены детали отвечающие за формирование сигнала Power good input.
Самый простой вид ремонта компьютерного блока питания — замена электролитических конденсаторов
Электролитические конденсаторы в цепях фильтрации импульсных блоков питания подвержены воздействиям больших токов высокой частоты. Со временем (а так же, из-за неблагоприятных условий работы — высоких температур) они изнашиваются — высыхают, теряя ёмкость и увеличивая эквивалентное последовательное сопротивление, что приводит к очень серьёзным поломкам.
При высыхании/обрыве входной ёмкости PFC (корректора коэффициента мощности) из строя выходят силовые транзисторы и диоды этого узла.
