Микросхема 2005 в компьютерном блоке питания

Микросхема 2005 в компьютерном блоке питания

В этом разделе размещены материалы о ремонте различных компьютерных блоков питания, для удобства они разбиты на группы, по типу ШИМ-контроллера, используемого в блоке.

БП на основе ШИМ 2003. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем 2003 и DR-B2002, "неизвестного" производителя, эти микросхемы являются аналогами (проверено). Datasheet-ов на эти микросхемы я не встречал, описание DR-B2002 можно посмотреть здесь. По назначению выводов, с этими микросхемами также совпадают чипы 2005, 2005Z (за исключением Отличия микросхем 2003 и 2005Z">выводов 1 и 6). Интересная схема со сравнением микросхем 2003 (DR-B2002) и SG6105.

БП на основе ШИМ 3528. Зде сь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхемы 3528 (FSP 3528, FSP3528) фирмы FSP GROUP. Datasheet-а я не встречал, некоторую информацию о ней можно почерпнуть FSP3528 почти аналог KA3511">здесь.

БП на основе ШИМ AT2005B. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем 2005B, AT2005B фирмы Advanced Technology Electronics, SDC2005 (SDC 2005, SDC2005B, SDC 2005B) фирмы Shaoxing Devechip Microelectronics. Datasheet на AT2005B можно посмотреть здесь, а описание — здесь, datasheet на SDC2005 находится здесь. В принципе тоже самое что WT7514L, но с другой (смещённой) цоколёвкой.

БП на основе ШИМ CM6800. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем CM6800G, CM6800TX фирмы CHAMPION MICROELECTRONIC CORP. Datasheet на CM6800 можно посмотреть здесь.

БП на основе ШИМ KA3511. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем KA3511 (22 DIP) и KA3511BS (24-SDIP) фирмы FAIRCHILD SEMICONDUCTOR. Datasheet на KA3511 можно посмотреть здесь, а её описание — здесь.

БП на основе ШИМ SG6105. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем SG6105 (SG6105ADZ, SG6105D, SG6105DZ) фирмы SYSTEM GENERAL (на сайте SYSTEM GENERAL указано что "System General Corp. has been merged by Fairchild Semiconductor Corp. in 2007", так что за datasheet-ами можно зайти и на FAIRCHILD SEMICONDUCTOR), ATE6105 фирмы Advanced Technology Electronics, FSP3529Z фирмы FSP GROUP, HS8108 фирмы HuaXin Micro-Electronics, IW1688 фирмы IN WIN, SC6105 и SD6109 фирмы Silan Microelectronics (замена SD6109 на SG6105 на практике не проверялась). Эти микросхемы являются аналогами. Datasheet на SG6105 можно посмотреть здесь, а её описание — здесь и здесь. Мне доводилось менять SG6105 на IW1688 (и наоборот).

Читайте также:  Напольные покрытия для ступеней

БП на основе ШИМ TL494. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем TL494 (TL494CN) фирмы TEXAS INSTRUMENTS, AZ7500BP фирмы Advanced Analog Circuits, DBL494 фирмы DAEWOO, EST. TL494 фирмы East Semiconductor Technology, KA7500B (KA7500C) фирмы FAIRCHILD SEMICONDUCTOR, KIA494AP фирмы KEC, MIK494 фирмы mikron, S494P, SDC7500 (SDC 7500, SDC7500B, SDC 7500B) фирмы Shaoxing Devechip Microelectronics, SP494, TL494L и UTC51494 фирмы UTC. Все эти микросхемы взаимозаменяемы. Datasheet на TL494 можно посмотреть здесь, на KA7500B — здесь, а описание на TL494 — здесь.

БП на основе ШИМ UC384x. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем UC3843B фирмы STMicroelectronics, GM3843 и GM3845 фирмы Gamma Microelectronics, KA3843A фирмы FAIRCHILD SEMICONDUCTOR, SDC 3842A (SDC3842A) фирмы Shaoxing Devechip Microelectronics. Datasheet на микросхему UC3842B (UC3843B, UC3844B, UC3845B) (STMicroelectronics) можно посмотреть здесь.

БП на основе ШИМ WT7514L. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем WT7514L и WT7520 фирмы Weltrend, эти чипы имеют два основных различия. Первое — тип частотозадающего элемента на шестом выводе, у WT7514L — это конденсатор CT (обычно ёмкостью 2.2nF), а у WT7520 — резистор RT (обычно сопротивлением 100-120кΩ), далее в скобках указан тип элемента CT или RT для разных микросхем. И второе — функция десятого вывода — TPG (Time Power Good) у WT7514L, SS (Soft Start) у WT7520 . Аналогами этих микросхем являются: AT2005, AT2005A (CT), ATE7520 (RT) фирмы Advanced Technology Electronics, CG8010 ( CG8010DX16; RT) фирмы ChipGoal, CR6505 (CT) фирмы Chip-Rail, LPG-899 (LPG 899, LPG899; CT) фирмы Linkworld, SDC2921 (RT) фирмы Shaoxing Devechip Microelectronics и DR0183 (CT) "неизвестного" производителя. Datasheet на микросхему WT7514L можно посмотреть здесь, на WT7520 — здесь, а описание на LPG-899 — здесь.

БП на основе других ШИМ. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе различных микросхем, не попадающих под описания вышеприведённых категорий.

Диагностирование микросхемы AT2005B.

Диагностика микросхемы AT2005B (рис. 1,2) мало чем отличается от классического варианта диагностирования любого ШИМ контроллера. В общем случае диагностирование можно разделить на несколько этапов.

На первом этапе необходимо сделать полный визуальный контроль состояния микросхемы. Особо стоит обратить внимание на корпус микросхемы, нередки случаи, когда выход из строя микросхемы сопровождается разрушением ее корпуса, изменением цвета корпуса и печатной платы в том месте, где расположена микросхема. Далее в процессе диагностики необходимо с помощью обычного тестера прозвонить все силовые выводы и управляющие выводы микросхемы на короткое замыкание, к таковым можно отнести:
-контакты, через которые осуществляется питание микросхемы;
-контакты, по которым осуществляется контроль выходных напряжений блока питания (+3,3В, +5Ви +12В);
-контакты, на которых формируются выходные управляющие выводы для силового каскада.

Наличие малых сопротивлений (единицы и десятки Ом) между названными контактами и общим контактом (GND) указывает на необходимость замены микросхемы или более детального ее диагностирования и обследования сопутствующих цепей ее обвязки. Стоит отметить, что возникновение пробоев по указанным контактам, как правило, приводит к большим токам через микросхему, что является причиной срабатывания цепей защиты в первичных силовых цепях инвертора и дополнительного дежурного источника питания, а в случае их несрабатывания к сильному разогреву, разрушению или потемнению корпуса микросхемы.

Следующие этапы диагностики подразумевают измерение сигналов на выводах микросхемы. Для этого потребуется лабораторный источник питания, тестер, осциллограф. От внешнего источника питания на микросхему, а именно на вывод питания, необходимо подать напряжение питания +5 В. При этом в момент включения необходимо проконтролировать появление пилообразного напряжения питания на выводе подключения частотозадающего конденсатора (конт.8). Далее можно проверить исправность выходного каскада микросхемы. Для этого необходимо имитировать наличие сигнала удаленного включения PSON, соединив вывод 11 микросхемы с общим проводником (GND). Одновременно нужно проконтролировать кратковременное появление управляющих прямоугольных сигналов на выводах 9 и 10. Продолжительность появления сигналов составляет время не более одной секунды, далее импульсы исчезают по причине срабатывания блокировки от КЗ в выходных шинах (+З,ЗВ, +5В, +12В), т.к. выходных напряжений как таковых нет.

Заключительный этап диагностики микросхемы подразумевает проверку практически всех ее функциональных блоков (рис. 2). Для этого необходимо от внешних источников питания на выходе блока питания имитировать выходные напряжения и отсутствие блокировок, естественно, саму микросхему выпаивать из схемы не надо (рис. 3). Необходимо учесть, что некоторые блоки питания в своем составе в канале формирования дежурного питания, а следовательно и питания микросхемы, содержат интегральный стабилизатор напряжения +5В (7805). В этом случае питание микросхемы нужно обеспечить от внешних источников постоянного тока, или имитировать шину +5VSTB путем подачи напряжения до стабилизатора напряжения. Все остальные выходные шины имитируются простой подачей необходимых напряжений на выходные шины блока питания. Для упрощения и уменьшения количества необходимого стендового оборудования можно все необходимые напряжения получить с заведомо исправного блока питания стандарта ATX. Отсутствие блокировки в слаботочных каналах имитируем подачей на 6 ножку микросхемы напряжения более чем 0,68 В (в исправном блоке питания на ножке висит напряжение около 0,86 В), для этого можно использовать питание микросхемы, т.е. закоротить между собой ножки 6 и 15. Далее точно также как и в предыдущем случае, контакт микросхемы PSON вывод 11, соединяем с общим проводником (GND), т. е. разрешаем запуск микросхемы. Если все подключения сделаны правильно микросхема AT2005B должна запустится. Работоспособность микросхемы проверяется наличием пилообразного напряжения на выводе 8 (Ст) и управляющих прямоугольных импульсов на ее выводах 9 и 10, которые также можно наблюдать в первичной обмотке согласующего трансформатора, что свидетельствует о исправности транзисторов согласующего каскада.

Цепи обратной связи проверяются наличием напряжения на входе 2 (VADJ) и 16 (OPOUT). Отсутствие КЗ и обрыва в выходных шинах проверяется наличием напряжений на входах микросхемы 3(V3.3),4( V5),5( V12). Если управляющих импульсов на выходе микросхемы нет, то это свидетельствует о блокировке микросхемы (например через вывод 6 (PT) или неисправности самой микросхемы). Если же отсутствует пилообразное напряжение на выводе 8 микросхемы, то это свидетельствует об отсутствии должного напряжения на микросхеме или также ее неисправности.
Итак можно сделать следующие выводы:
— для проверки микросхемы из диагностического оборудования необходимы тестер, осциллограф, внешние источники постоянного тока или работоспособный системный блок питания;
— проверка микросхемы практически не отличается от проверок микросхем ШИМ контроллеров аналогичного класса применяемых в системных источниках питания.
— методики поверки микросхемы должны применяться с учетом конкретных схемотехнических решений блоков питания в цепях питания микросхемы и цепях обратной связи;
— применяя данную проверку также можно проверить и согласующий каскад блока питания, для этого необходимо по возможности отключить или выпаять силовые ключи блока питания и поверить наличие управляющих импульсов в первичной и вторичной обмотках согласующего трансформатора;
— по результатам данных проверок можно сделать вывод о работоспособности не только управляющей микросхемы, но оценить работу вторичных выпрямителей и согласующего каскада.

Микросхема AT 2005 B разработана фирмой ATE и предназначена для применения в системных блоках питания класса ATX в качестве управляющей микросхемы ШИМ. Микросхема разработана для применения в двухтактных импульсных преобразователях. Она одновременно выполняет функции супервизора напряжений, регулятора напряжений, а также выполняет функции формирования сигнала PG (PW-OK) и функции удаленного управления. Регулировка и стабилизация выходных напряжений осуществляется по методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Микросхемой обеспечивается выполнение следующих функций:

формирование сигналов управления мощными тран­зисторами двухтактного преобразователя;

— изменение ширины этих управляющих импульсов при изменении величины выходных напряжений;

— контроль положи­тельных напряжений, формируемых блоком питания (+3.3 V , +5 V и +12 V );

— защита от превы­шения положитель­ных выходных напря­жений;

— защита от сниже­ния положительных выходных напряже­ний;

— защита от снижения напряжения в каналах отри­цательных напряжений (-5 V и -12 V );

— формирование сигнала Power Good ( PG );

— управление запуском и выключением блока питания в соответствии с сигналом PSJ 3 N .

Данный ШИМ-контроллер выпускается фирмой ATE в 16-контактном DIP-корпусе, распределение сигналов микросхемы представлено на рис. 1 , назначение сигналов микросхемы приведено в табл.2.

На рис. 2 представлена функциональная блок-схема микросхемы.

Рис. 1 Рис. 2. Функциональная блок-схема микросхемы ШИМ контроллера AT2005B

Таблица 1. Назначение контактов микросхемы AT2005B

Номер контакта Сигнал Тип Описание
1 OPNEIN аналоговый вход Вход компенсации инвертирующего входа усилителя ошибки по напряжению
2 VADJ аналоговый вход Не инвертирующий вход внутреннего усилителя ошибки. Чаще всего, на контакт IN подается напряжение обратной связи с выходных каналов +5В и +12В. Увеличение напряжения на контакте IN приводит к уменьшению длительности импульсов на контактах С1 и С2.
3 V3.3 аналоговый вход Контакт контроля выходного напряжения +З.ЗВ. Через этот контакт осуществляется контроль напряжения в канале +З.ЗВ, а также осуществляется защита от превышения, и защита от снижения напряжения в этом канале.
4 V5 аналоговый вход Контакт контроля выходного напряжения +5В. Через этот контакт осуществляется контроль напряжения в канале +5В, а также осуществляется защита от превышения, и защита от снижения напряжения в этом канале.
5 V12 аналоговый вход Контакт контроля выходного напряжения +12В. Через этот контакт осуществляется контроль напряжения в канале +12В, а также осуществляется защита от превышения и защита от снижения напряжения в этом канале.
6 PT аналоговый вход Вход сигнала внешней блокировки от превышения напряжения. Может использоваться для защиты от КЗ с отрицательных каналах.
7 GND общий Контакт для подключения к «земле».
8 CT Вывод подключения внешнего частотозадающего конденсатора.
9-10 C1-С2 аналоговые выходы Выходы, на которых формируются ШИМ импульсы, управляющие силовыми транзисторами блока питания.
11 REM аналоговый вход Сигнал включения/выключения микросхемы. Этот сигнал формируется системной платой и позволяет управлять работой блока питания. Микросхема запускается и работает при низком уровне сигнала PSON. При установке же сигнала PSON в высокий уровень, микросхема выключается, и ШИМ импульсы не ее выходе пропадают.
12 TPG аналоговый вход Контакт для подключения времязадающего конденсатора для схемы формирования сигналаPowerGood. Типовой вариант – 2.2mF.
13 PG логический выход Сигнал «питание в норме» — PowerGood, который своим «высоким» уровнем (логическая «1 »)показывает, что все выходные напряжения блока питания находятся в заданном диапазоне значений. Сигнал PG устанавливается в высокий уровень с временной задержкой 250-300 мс после того, как все напряжения достигнут заданных значений. Контакт является выходом с открытым коллектором.
14 DET логический вход Внешний вход для блокировки формирования сигнала PG/
15 VCC питание Напряжение питания микросхемы 5.5 В. На этот контакт подается напряжение дежурного питания +5V_SB.
16 OPOUT аналоговый выход Выход внутреннего усилителя ошибки. Вывод подключения внешней компенсирующей RC-цепи операционного усилителя обратной связи.

Таблица 2. Предельные значения основных параметров и условий функционирования микросхемы

Параметр Обозначение Значение Единица измерения
Напряжение питания (конт.15) VCC 5.5 В
Напряжение на выходах регуляторов СI и С2 (конт.9 и конт.10) Vcc1, Vcc2 5.5 В
Выходной ток сигналов С1 и С2 (конт. 9 и конт.10) Icc1, Icc2 200 мА
Рассеиваемая мощность Pd 200 mВт
Температура при хранении Tstg от-65 до+150 °С
Рабочая температура кристалла Topr -10-(+70) °С

Таблица 3. Основные электрические характеристики микросхемы AT2005B

Параметр Обозна-чение Значение Еиница измерения
мин типовое макс
Общий ток потребления Icc 10 20 мА
Рабочая частота приCT=2200P Fosc 50 60 КГц
Порог срабатывания защиты от превышения в канале +3.3V V33 3.8 4.1 4.3 В
Порог срабатывания защиты от превышения в канале +5V V5 5.8 6.2 6.6 В
Порог срабатывания защиты от превышения в канале +12V (на выводе микросхемы) V12 4,41 4.64 4.90 В
Порог срабатывания защиты от перегрузки в канале +3.3V V33 1.78 1.98 2.18 В
Порог срабатывания защиты от перегрузки в канале +5V V5 2.7 3.0 3.3 В
Порог срабатывания защиты от перегрузки в канале +12V V12 2.11 2.37 2.63 В
Порог срабатывания защиты от перегрузки отрицательных каналов PT 0.55 0.62 0.68 В
Временная задержка установки сигнала PG в высокий уровень Td.pg 100 250 500 мс

Микросхема AT2005 имеет встроенный тактовый генератор работающий на частоте определяемой номиналом конденсатора подключенного к выводу RT, особенностью данной микросхемы по отношения к другим микросхемам ШИМ-контроллеров этого класса, является отсутствие внешнего частотозадающего резистора, он интегрирован в состав микросхемы. Частота, сформированная генератором, делится пополам с помощью внутреннего триггера. В результате такого деления, импульсы на выходах С1 и С2 следуют с частотой, равной половине частоте генератора с сдвинуты по фазе на половину периода (см. рис. 3).

Стабилизация выходных напряжений бло­ка питания осуществляется методом широтно-импульсной модуляции, т.е. изменением длительности импульсов на контактах C1 и C2. Длительность импульсов определяется ШИМ-компаратором, на один из входов которого (вход «-“) подается пилооб­разное напряжение с генератора, а на второй вход (вход «+») подается линейное напряжение с усилителя ошибки.

Выходное напряжение усилителя ошибки является разницей опорного напряжения 2.45В и напряжения, подаваемого с контакта 2 (сигнал VADJ ). Сигнал VADJ является, как правило, суммарным напря­жением каналов +5В и +12В, и изменение именно этих напряжений отслеживается ШИМ-компаратором .

Микросхема имеет встроенную схему формирования сигнала Power Good — PG (питание в норме). Сигнал PG устанавливается в высокий уровень на конт.13 в среднем через 250-300 мс после того, как напряжения +5В, +З.ЗВ и +12В достигнут номинальных значений, а также при условии, что переменное напряжение сети также находится в допустимом диапазоне значений. Состояние сигнала PG определяется внутренним транзистором с открытым коллектором, подключенным к конт.13.

Защита от перенапряжения и короткого замыкания в микросхеме реализована на специализированном триггере защиты. Уровни выходных напряжений +5В, +З.ЗВ и +12В контролируются внутренними компараторами микросхемы, на которые подаются контролируемые уровни напряжений выходных шин и сравниваются с опорным напряжением 1.25В. В случае срабатывания любой из защит сигналы от компараторов через логические схемы поступают на триггер защиты, сигналом с которого осуществляется блокировка выходного каскада микросхемы.

Рис.4. Временные соотношения сигналов

AT2005B имеет встроенную схему удаленного управления блоком питания. Этой схемой контролируется состояние сигнала REM, формируемого системной платой персонального компьютера. Сигнал REM подается на конт. 11 микросхемы который смещен на величину напряжения +5B через внешний резистор. Принудительная установка сигнала REM в логический «0» с помощью внешних цепей, приводит к запуску микросхемы. В таблице 2 и таблице 3 даны основные электрические характеристики микросхемы.

Диагностирование микросхемы AT2005B

Диагностика данной микросхемы мало чем отличается от классического варианта диагностирования любого ШИМ контроллера. В общем случае диагностирование можно разделить на несколько этапов.

На первом этапе как водится необходимо сделать полный визуальный контроль состояния микросхемы. Особо стоит обратить внимание на корпус микросхемы, нередки случаи когда выход из строя микросхемы сопровождается разрушением ее корпуса, изменением цвета корпуса и печатной платы в том месте где расположена микросхема. Далее в процессе диагностики необходимо с помощью обычного тестера прозвонить все силовые выводы, и управляющие выводы микросхемы на короткое замыкание, к таковым можно отнести:

— контакты через которые осуществляется питание микросхемы;

— контакты по которым осуществляется контроль выходных напряжений блока питания (+3.3V, +5Vи +12V);

— контакты на которых формируются выходные управляющие выводы для силового каскада.

Наличие малых сопротивлений (единицы и десятки Ом) между указанными контактами и общим контактом (GND), указывает на необходимость замены микросхемы или более детальному ее диагностированию и обследовании сопутствующих цепей ее обвязки. Стоит отметить, что возникновение пробоев по указанным контактам, как правило, приводит к большим токам через микросхему, что является причиной срабатывания цепей защиты в первичных силовых цепях инвертора и дополнительного дежурного источника питания, а в случае их не срабатывания к сильному разогреву , разрушению или потемнению корпуса микросхемы.

Следующие этапы диагностики подразумевают измерение сигналов на выводах микросхемы. Для этого потребуется лабораторный источник питания, тестер, осциллограф. От внешнего источника питания на микросхему, а именно вывод питания, необходимо подать напряжение питания +5 Вольт. При этом в момент включения необходимо проконтролировать появление пилообразного напряжения питания на выводе подключения частотозадающего конденсатора (конт.8). Далее можно проверить исправность выходного каскада микросхемы, для этого необходимо с имитировать наличие сигнала удаленного включения PSON, для этого необходимо соединить вывод 11 микросхемы с общим проводником (GND). Одновременно нужно проконтролировать кратковременное появление управляющих прямоугольных сигналов на выводах 9 и 10. Продолжительность появления сигналов составляет на время не более одной секунды , далее импульсы исчезают по причине срабатывания блокировки от КЗ в выходных шинах (+З.ЗВ, +5В, +12В), т.к. выходных напряжений как таковых нет.

Заключительный этап диагностики микросхемы подразумевает проверку всех практически всех ее функциональных блоков. Для этого необходимо от внешних источников питания на выходе блока питания с имитировать выходные напряжения, естественно саму микросхему выпаивать из схемы не надо. Необходимо учесть, что некоторые блоки питания в своем составе в канале формирования дежурного питания, а следовательно и питания микросхемы содержат интегральный стабилизатор напряжения +5В (7805). В этом случае питание микросхемы нужно обеспечить от внешних источников постоянного тока, или имитировать шину +5VSTB путем подачи напряжения до стабилизатора напряжения. Все остальные выходные шины имитируются простой подачей необходимых напряжений на выходные шины блока питания. Для упрощения и уменьшения необходимого стендового оборудования, можно все необходимые напряжения получить с заведомо исправного блока питания стандарта ATX. Далее точно также как и в предыдущем случае контакт микросхемы PSON вывод 11, соединяем с общим проводником (GND), т. е. разрешаем запуск микросхемы. Если все подключения сделаны правильно микросхема AT2005B должна запустится. Работоспособность микросхемы проверяется наличием пилообразного напряжения на выводе 8 (Ст) и управляющих прямоугольных импульсов на ее выводах 9 и 10 которые также можно наблюдать в первичной обмотке согласующего трансформатора.

Цепи обратной связи проверяются наличием напряжения на входе 2 (VADJ) и 16 (OPOUT). Отсутствие КЗ и обрыва в выходных шинах проверяется наличием напряжений на входах микросхемы 3(V3.3),4( V5),5( V12). Если управляющих импульсов на выходе микросхемы нет, то это свидетельствует о блокировке микросхемы (например через вывод 6 (PT) или неисправности самой микросхемы. Если же отсутствует также пилообразное напряжение на выводе 8 микросхемы, то это свидетельствует об отсутствии должного напряжения на микросхеме или ее неисправности.

И так подведя итог статьи можно сделать следующие выводы:

— для проверки микросхемы из диагностического оборудования необходимы тестер, осциллограф, внешние источники постоянного тока или работоспособный системный блок питания;

— проверка микросхемы практически не отличается от проверок микросхем ШИМ контроллеров аналогичного класса применяемых в системных источниках питания.

— методики поверки микросхемы должны применяться с учетом конкретных схемотехнических решений блоков питания в цепях питания микросхемы и цепях обратной связи;

— применяя данную проверку также можно проверит и согласующий каскад блока питания, для этого необходимо по возможности отключить или выпаять силовые ключи блока питания и поверить наличие управляющих импульсов в первичной и вторичной обмотках согласующего трансформатора;

— по результатам данных проверок можно сделать вывод о работоспособности не только управляющей микросхемы, но оценить работу вторичных выпрямителей и согласующего каскада.

Оценить статью
Добавить комментарий