Fuentes as Tipo Atx

7/23/2019 Fuentes as Tipo Atx

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Fuentes conmutadas del tipo ATXJorge Juan Alvarez Lpez - [email protected]

1. Resumen

2. Introduccin

3. Fuentes Conmutadas4. Norma ATX

5. Funcionamiento de una fuente ATX

6. Pasos para la comprobacin de las Fuentes ATX

7. Anexos

8. Conclusiones

9. Bibliografa

ResumenEste trabajo persigui como objetivo principal realizar una investigacin acerca de los nuevossistemas de alimentacin de los procesadores con tecnologa ATX. Actualmente todas las PC(Computadoras Personales) que se producen y se comercializan en el mundo cumplen con la

norma ATX. Se haca necesario dado la escasez de documentacin e informacin tcnica acercade estos sistemas realizar un trabajo que permitiera determinar la metodologa para sucomprobacin y reparacin.

A travs del mtodo de ingeniera inversa se logr determinar los principios bsicos de trabajo delas fuentes conmutadas del sistema ATX, as como se obtuvo una metodologa de comprobacin yreparacin de las mismas. Adems se logr confeccionar una documentacin que sirve como guapara la reparacin o base material de estudio para el conocimiento de estas.El tema de las Fuentes ATX forma parte de las tareas de Investigacin y Desarrollo que se realizanen la Unidad Microcomputadoras del Departamento de Automatizacin y Sistemas del MININT.

IntroduccinPara alimentar los equipos electrnicos a partir de la red de alimentacin se necesitan fuentes queconviertan el voltaje alterno de la red en uno o varios voltajes de directa estabilizados a su salida, a

la vez que proporcionen aislamiento de la salida con respecto a la red de alimentacin por razonesde seguridad.Las fuentes de alimentacin son parte integrante de todos los equipos electrnicos, inclusivepueden encontrarse varias fuentes de alimentacin, todas diferentes, dentro de un mismo sistema.Por ejemplo si tenemos una impresora, un monitor y un procesador, tendremos un total de tresfuentes. Adems estas fuentes que ya son todas de conmutacin pueden ser totalmente diferentes,no solo en sus diseos, sino tambin en sus capacidades y tamaos fsicos.Las fuentes conmutadas constituyen una parte integrante de la gran mayora de los equiposelectrnicos. Las maquinas computadoras, monitores, impresoras, equipos de transmisin dedatos, televisores, equipos de medicin, de comunicacin, de electromedicina y muchos otroscontienen estos tipos de fuente.Las fuentes ATX son un caso particular de fuente conmutada utilizadas para la alimentacin de losnuevos procesadores y sobre las cuales escasea o falta totalmente la documentacin. Sobre estas

precisamente trata el presente Trabajo de Diploma.Objetivos de este trabajo

Los objetivos trazados para este trabajo son: Realizar el estudio de las fuentes conmutadas, sus principios de funcionamiento y las

topologas de circuitos de conmutacin de mayor uso. Lograr la adquisicin de los conocimientos acerca de los componentes electrnicos

utilizados en los circuitos de conmutacin. Adquirir habilidades en el uso de manuales de componentes electrnicos.


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Obtener mediante un proceso de ingeniera inversa el plano elctrico de una fuente dealimentacin del tipo ATX y realizar el anlisis del funcionamiento de sus circuitos.

Llevar a la prctica los conocimientos adquiridos sobre la utilizacin del osciloscopio, elmetro y otros equipos de medicin.

Confeccionar la documentacin tcnica que permita enfrentar la reparacin de las fuentesATX, as como su estudio.

Establecer la metodologa para la comprobacin y la bsqueda de fallos de la fuente ATX. Adquirir habilidades en el uso de los medios de computacin, trabajo con aplicaciones deWindows y la bsqueda informativa en Internet.

Captulo I.

Fuentes Conmutadas1.1. - Principio de funcionamiento.

l principio general de trabajo de estas fuentes es el siguiente: El voltaje de alterna de la red dealimentacin es rectificado y filtrado, el voltaje de directa obtenido es llevado a un convertidor decorriente continua en corriente continua, donde con ayuda de uno o ms transistores, que sonconmutados a una alta frecuencia , se conmuta a travs del primario de un pequeotransformador de pulsos convirtindose en una onda cuadrada, la cual se transforma en dichotransformador , el cual tambin sirve para lograr el aislamiento de la red y en algunos tipos de

convertidores, para el almacenamiento de la energa. Inmediatamente, se efecta una rectificaciny filtraje del voltaje obtenido en el secundario del transformador de pulsos con el objetivo deobtener el voltaje de directa de salida deseado como indica el siguiente esquema:

Esquema 1.

La regulacin del voltaje de salida se lleva a cabo mediante el empleo de un sistema deretroalimentacin donde el voltaje de salida es censado por un circuito de control. Este circuito decontrol toma una muestra de la salida que ms corriente entrega y la compara con una rampa devoltaje produciendo un voltaje de error.Este voltaje de error es usado por la lgica del excitador que proporciona la forma de ondaadecuada que gobierna a los transistores de conmutacin del convertidor corriente directa encorriente directa modificndole su ciclo de trabajo y(o) la frecuencia de conmutacin, segn seanlas variaciones de la corriente de carga y del voltaje de salida obtenindose un voltaje de directa desalida muy estable. Este sistema puede funcionar sin el rectificador ni el filtro de entrada a partir deun voltaje de entrada de corriente directa.Las fuentes conmutadas normalmente no varan la frecuencia de conmutacin, sino el ciclo til del

pulso de la seal modulndolo en dependencia de la corriente que consuma la carga.

En los circuitos de conmutacin el transistor trabaja como un interruptor. Cuando el transistor se -satura, el Vce es pequeo (de saturacin) y la corriente es grande. Cuando se corta el transistor lacorriente es cero y el Vce es grande siendo la disipacin de potencia pequea. Solamente sedisipa un poco de potencia en el momento de transicin de corte a saturacin del transistor.La frecuencia de trabajo de estas fuentes, vara entre 20 y 200 Khz, lo que excluye el ruido audible.Mientras mayor sea la frecuencia del tren de pulsos que excita la base del transistor deconmutacin menor es el nmero de vueltas del primario siendo ms pequeo el transformador depotencia al aumentar las variaciones de flujo en el, transfirindose mayor cantidad de energadisminuyendo el nmero de vueltas en el secundario obtenindose 1V/vuelta aproximadamente, -

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esto hace que sea menor la resistencia de los enrollados siendo menores las perdidas logrndose -eficiencias entre un 70 y un 80%.Estas permiten alcanzar potencias de salida del orden de los 1000 W con pequeos voltajes deentrada. El transformador que se emplee debe ser de ferrita debido a la alta frecuencia de trabajo -de los transistores de conmutacin.

A continuacin se muestra en el Esquema 2 de forma un poco ms precisa la composicin por

bloques de una Fuente Conmutada.

1.2. - Esquema General de una Fuente Conmutada:

Esquema 2.1.3. - Clasificacin de las Fuentes Conmutadas.Las Fuentes Conmutadas se clasifican de la forma siguiente:Fuentes Autooscilantes: Estas fuentes no presentan pastilla reguladora, es decir se comportancomo un verdadero oscilador con retroalimentacin positiva.Fuentes con pastilla reguladora: Contienen al menos un regulador de ancho de pulso.Con Fuente Auxiliar: Contiene una fuenteque garantiza la alimentacin del PWM.Fuente de Autoarranque: Son aquellas que no necesitan una fuente auxiliar, porque el PWM sealimenta del mismo voltaje que l produce a partir de un pulso de arranque.Fuente ATX: Formada por una fuente auxiliar del tipo de autoarranque y una fuente principal deltipo con pastilla reguladora".

Clasificacin general de las fuentes conmutadas


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Esquema 3.

1.4. - Ventajas y Desventajas de las Fuentes Conmutadas.Las Fuentes Conmutadas presentan las siguientes ventajas y desventajasVentajas:

Alta eficiencia de conversin de energa. Poco peso y volumen siendo usadas para grandes potencias de salida. Requieren menos materiales y componentes siendo menor su costo. Posibilidad de regulacin en una amplia gama de voltajes de entrada variando el ciclo

til de trabajo en forma apropiada. Posibilidad de obtencin de voltajes de directa de salida que sean mayores o de

polaridad opuesta al voltaje de directa de entrada.Desventajas: Tcnica circuital ms complicada (esto ha sido prcticamente superado con el empleo

de los dispositivos de control integrados). Mayores interferencias de alta frecuencia. Mayor dificultad para obtener una baja ondulacin del voltaje de salida.

Reaccin ms lenta a los cambios bruscos de carga. Necesidad de usar filtros para evitar que salga ruido (frecuencia de conmutacin) parala lnea o para la salida.

Captulo II.

Norma ATX2.1. - Significado y Caractersticas Generales de los Procesadores ATX.

n el mbito informtico, ATX es un conjunto de normas relacionadas con la forma, ubicacin ycaractersticas ergonmicas de las nuevas computadoras. Estas especificaciones surgieronalrededor de los aos 90, partiendo del diseo de las motherboards (tarjetas madres) BABY AT ycon el objetivo de simplificar, abaratar y mejorar este diseo, as como preparar un nuevo diseoque estuviera acorde con las nuevas arquitecturas de computadoras. De esta forma se lograba

un mejoramiento tanto econmico, tecnolgico y funcional.Las tarjetas ATX sufren en principio una reduccin de tamao en comparacin con las anteriores.Las medidas de las tarjetas son: 305 mm de ancho por 244 mm de profundidad. Existe tambinuna mini ATX cuyas medidas son: 284 mm por 208 mm. La principal modificacin que se evidenciaen estas tarjetas, es una rotacin de 90 grados de la posicin de algunos de sus componentes. 2.1.1. Caractersticas del Formato ATX.1. Al variar la disposicin de los componentes de la placa base, se logra un diseo ms limpio,

una mejor ventilacin y disipacin del calor. Esta nueva estructura hace que los componentesno se estorben entre si, lo que facilita el upgrade (actualizacin) al procesador, la memoria y laadicin de tarjetas de expansin largas.

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2. Los conectores de la torre de floppy y el disco duro estn ms cerca de las unidades, por loque los cables son ms cortos y se reducen las interferencias.

3. El zcalo del procesador se encuentra cerca de la fuente de alimentacin. Esto hace que elventilador de la propia fuente pueda refrigerar al procesador, adems del disipador y ventiladorsituados sobre el procesador.

4. El conector de la fuente es nuevo y ms fiable. Situado cerca del procesador mejora la

alimentacin de este.5. Las placas ms modernas incluyen en el BIOS el control sobre el voltaje y la temperatura delprocesador, incluso hay algunas que controlan la temperatura de la placa base. Esto evita quese daen los componentes del equipo a causa de un recalentamiento por un fallo del ventiladorde la fuente o del microprocesador.

6. Soporta el estndar ACPI ( Interfaz avanzado de configuracin de ahorro de energa ), al estarconectada a una fuente de alimentacin ATX. Esto permite:

j Controlar la alimentacin del equipo y sus componentes desde el sistema operativo.j Tecnologa ON NOW, permite configurar los modos de ahorro de energa y apagado del

ordenador. Se puede establecer un modo de STAND BY en el que todos los componentes delordenador estn apagados y no consumen energa, pero permite reiniciar de modo rpido elequipo.

j Poner el ordenador en modo STAND BY almacenando la informacin y el estado del equipo enel disco duro, como en los ordenadores porttiles ( Save to disk ).

2.1.2. Desventajas del Formato ATX. La integracin de todos los controladores puede convertirse en un problema en caso de

sustituir una de ellas por alguna avera. En algunos casos las controladoras integradas pudieran no reunir la caractersticas y/o

prestaciones que necesitamos. Por otro lado, una tarjeta ATX, necesita una fuente y un chasis especial, que son mucho

ms caros que los de la AT.2.2. - Fuentes ATX

2.2.1. Fuentes ATX.Las nuevas fuentes de alimentacin responden a la especificacin ATX, estas proporcionanalgunos cambios en los conectores de entrada de la Tarjeta Madre:

Primero, se obtienen 3.3 V directamente de la fuente de alimentacin. Segundo, con la introduccin de nuevos sistemas operativos con habilitacin de apagado

del sistema por software, es requerido un conector soft-power. Esto trae comoconsecuencia que aparezca un conector de 20 pines donde se incorporan a los voltajesestndar (+5v, -5v, +12v, -12v) el nuevo voltaje de 3.3v junto con las seales soft-power.

2.2.2. Descripcin de las nuevas seales del conector de la fuente ATX.


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Esquema 4.

PSON: Esta es una seal de salida de la tarjeta madre y tiene como objetivo el encendido desde elprocesador de la fuente de alimentacin. Para que se produzca el encendido de la fuente esnecesario que esta seal permanezca en "0" volt.Si esta seal no es cero entonces todos los voltajes de salida de la fuente sern "0" excepto el de5VSB.5VSB(Stand By): Esto no es una seal, sino un voltaje de salida de la fuente de alimentacin y esel encargado de garantizar el trabajo de los circuitos de StandByen el procesador.Los requerimientos de corriente de este voltaje son actualmente de 720 mA para poder garantizarlas nuevas facilidades como es por ejemplo la posibilidad de "wakeon LAN.2.2.3. Principio de Funcionamiento.Estas fuentes son en el aspecto relativo a su funcionamiento bsico iguales a las antiguas, ya queposeen dos transistores de conmutacin, con la configuracin halfbridge (medio puente). Es decir,

posee dos transistores de conmutacin que trabajan desfasados, controlados por las seales debase provenientes de las salidas del TL494.Hay que recordar que para el arranque de las fuentes llamadas de autoarranque se necesitaba unaresistencia de 200 A 300K como promedio que iba conectada desde el punto de voltaje de +300ven los condensadores de entrada hasta la base del transistor de conmutacin.


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Esquema 5.

A diferencia de las fuentes anteriores, donde el chucho de encendido conectaba o desconectabadirectamente la alimentacin a estos condensadores de entrada, en estas fuentes desde que lasmismas son conectadas a la red de alimentacin de 100/220 de C.A., an sin haber sidoencendidas, en estos condensadores de entrada es el voltaje indicado en el esquema 5.Estas fuentes necesitan producir el voltaje de Stand By y esto lo hacen mediante una fuenteauxiliar, es decir que esta fuente auxiliar tiene como primera funcin suministrar el voltaje de 5VSBa la Tarjeta Madre. Aunque la forma de generar este voltaje puede diferir en su materializacin, engeneral se cumple que estas fuentes auxiliares son fuentes del tipo autooscilantes ( osciladores ) abase de un transistor o de un Circuito Integrado.2.2.4. Esquema General de la Fuente ATX.

A continuacin proponemos como Esquema General de la Fuente ATX el siguiente:

Esquema 6.


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En este Esquema puede observarse, que bsicamente, estas fuentes no se diferencian mucho delas fuentes tradicionales. Sin embargo poseen algunas particularidades como es el caso de lafuente auxiliar basada en un oscilador con un transistor Mosfet. Esto puede deberse al mayorrequerimiento de potencia de la misma, a diferencia de las anteriores.

Captulo III.

Funcionamiento de una fuente ATX3.1. Descripcin de las funciones de los componentes electrnicos fundamentales de una fuente

ATX. A continuacin se describen las funciones fundamentales de los principales componenteselectrnicos de una fuente ATX. La descripcin se ha elaborado de forma organizada, partiendodesde la entrada hacia la salida:Fusible250v/ 3 A: Se utiliza para la proteccin de sobre - corriente en la entrada.TH1 (termistor): Proteccin de Irush Curret. Durante el encendido se produce una alta demanda decorriente, para contrarrestar este efecto se utiliza esta resistencia que la cual aumenta su valorproporcionalmente con su temperatura, de esta forma ante el aumento de la corriente en laentrada, el termistor aumenta su resistencia en muy corto tiempo contrarrestando de esta forma elefecto mencionado.

(BD

1): Rectifica el voltaje de onda completa en la entrada de11

0V obtenindose a su salida1

50Vque es el resultado de multiplicar por raz de 2 el valor del voltaje de entrada.C1 y C2: Condensadores de entrada, tienen como funcin suministrar un voltaje de directa de300V al circuito de conmutacin. Su valor influye directamente en la potencia de salida de lafuente.R2 y R3: Tienen como objetivo descargar los condensadores de entrada una vez retirada laalimentacin de la red.C3 1mf/50v: Condensador de desacople de carga del primario del transformador, impide el pasode la corriente directa en el primario del transformador.Q1 y Q2: Transistores de conmutacin, trabajan en contra-fase, cuando conduce uno el otro estabierto y viceversa.D1 y D2: Diodos Damper, su objetivo es proteger a los transistores de conmutacin de los voltajesde pico inverso.

R4 y C4: Conforman la red de compensacin del primario del transformador principal deconmutacin.T1: Transformador principal de conmutacin, es un transformador reductor con el ncleo de ferrita,cuya funcin es convertir los pulsos de conmutacin de alto voltaje del primario en pulsos deconmutacin de bajo voltaje en el secundario.Fuente auxiliar formada por: (ZD1, Q3, D7, C10, R16, R71, R14, R13, R15, C8, C7,D6). Tienecomo funcin proporcionar el voltaje de 5V de Stand By (SB) y darle el voltaje necesario al PWM(moduladordeanchodepulso) cuando se activa el PSON.ZD1 (zener) : Se utiliza para la proteccin del electrodo gate del transistor mosfet contra los picosde voltaje por encima de los 15V, porque estos transistores se rompen cuando el voltaje de gateexcede los 20V.Q3: Transistor Mosfet, trabaja como un oscilador en la fuente auxiliar.R69: Resistencia de arranque, garantiza el voltaje de arranque del oscilador de la fuente auxiliar.

T3: Transformador de conmutacin de la fuente auxiliar, de l adems se obtiene laretroalimentacin positiva del oscilador.C11 y R21: Conforman una red de compensacin del secundario del transformador T3.D12 y D13: Diodos damper de los transistores de driveo Q4 y Q5.Q4 y Q5: Sirven para conformar los pulsos que se le aplican al primario de los transformadores dedriveo de los transistores de conmutacin principal.T2: Transformadores de driveo, sirven para conformar los pulsos que se aplican a la base de lostransistores de conmutacin principales.BD1, BD2, BD3, BD4: Rectifican los pulsos de salida del transformador T1 de switcheo.


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L1, L8 y C26: Filtro de salida.R66: Resistencia de carga de los 12V.L5 y C31: Filtro de salida.7805: Regulador de los 5V para la obtencin de los 5VSB.D11: Diodo de switcheo para rectificar los pulsos de salida de la fuente autooscilante.L7 y C27: Filtro de salida para los 5V.

VR2, C36, Q14, TL431: Conforman la regulacin de los 3,3V.L2, L6, C34, C35 : Filtro tipo T.Q6, Q7, R33, R31, R32, C87, R56, R24, C14: Conforman el circuito de encendido que funciona dela siguiente forma: R32 es la resistencia de PULL UP para garantizar el valor inicial de PSON de3,2v. Una ves que PSON se pone a cero Q7 se corta, Q6 se satura y el voltaje del ctodo de D 10se aplica a travs de R24 a la pata 12 del 494.R 568ohm: Resistencia de sensado de los 12V.R 663ohm: Resistencia de sensado de los 5V.R 57 y R55: Divisor de voltaje de sensado de los 12V y 5V.Q12, Q13 y R47: Circuito de generacin de POWER GOD.Q9: Circuito para el control de los pulsos de salida del TL494 durante el apagado y el encendido dela fuente.Q8: Tiene como funcin aplicar un voltaje de control de Deat Time al pin 4 del TL494 en funcin de

los voltajes de sensado.C15 y R15: Circuito RC de fijacin de la frecuencia de trabajo del 494.C22 y R22: Circuito de compensacin o retrolimentacin de los amplificadores de sensado delTL494.VR1 y R39: Regulacin de los voltajes de salida.R37 y R39: Fijan el voltaje de referencia del amplificador operacional del TL494.R28 y R24: Fijan el voltaje de referencia del segundo amplificador operacional del TL494.PWM TL494: Modulador de ancho de pulso, vara el ancho de pulso de conmutacin endependencia de los valores de corriente y voltajes de salida.El circuito general de la Fuente ATX se encuentra en el Anexo Figura 1.

A partir de la Figura 4 del Anexo se encuentran las fotos de las seales ms importantes a medirpara la comprobacin de estas fuentes. ( Nota: Estas fotos fueron tomadas en nuestro taller conayuda de una cmara USB colocada frente a un osciloscopio).

3.2. Explicacin del Circuito Interno del TL494 ( PWM ).El Tl494 es un circuito de control modulador de ancho de pulso de frecuencia fija, el que incorporalos bloques primarios requeridos para el control de una fuente conmutada. Un oscilador lineal dediente de sierra es de frecuencia programable mediante dos componentes externos, Rt y Ct. Lafrecuencia aproximada del oscilador est determinada por la siguiente frmula:

CtRtfosc

*

1.1}

La modulacin de ancho de pulso es lograda mediante la comparacin de la parte positiva deldiente de sierra a travs del capacitor Ct con cuales quiera de las dos seales de control. Lascompuertas NOR, que manejan los transistores de salida Q1 y Q2, son habilitadas solamente

cuando la entrada de reloj del FLIP-FLOP est en estado bajo 0. Esto ocurre solamente durantela porcin de tiempo en que la tensin del diente de sierra es mayor que la de las seales decontrol. Por lo tanto un incremento en la amplitud de la seal de control provoca unacorrespondiente disminucin lineal del ancho del pulso de salida.Las seales de control son entradas externas que pueden ser alimentadas al control de tiempomuerto, a las entradas del amplificador de error o a la entrada de realimentacin. El comparadorque controla el tiempo muerto tiene una compensacin efectiva de 120 mV a la entrada, lo quelimita el tiempo muerto mnimo de salida a aproximadamente el primer 4% del tiempo del periododel diente de sierra. Esto habra de resultar en un ciclo til mximo de un 96% con la salida decontrol aterrada y un 48% con ella conectada a la lnea de referencia. Un tiempo muerto adicional


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puede ser impuesto sobre la salida fijando un voltaje fijo en un rango de 0 a 3,3V en la entrada decontrol de tiempo muerto.Los amplificadores de error permiten al comparador del PWM ajustar el ancho del pulso de salidahasta un mximo porciento, fijado por la entrada de tiempo muerto a 0V, as como por la variacinde la tensin (0,5V a 3,5V) en el pin de realimentacin. Ambos amplificadores de error tienen unrango de entrada comn desde 0,3V a 2V, y pueden ser usados para censar la tensin y la

corriente salida de la fuente. Las salidas de los amplificadores de error estn unidas a la entradano inversora del comparador del PWM. Con esta configuracin el amplificador domina el control dellazo.Cuando el capacitor Ct se descarga, un pulso positivo es generado en la salida del comparador detiempo muerto, lo que dispara el FLIP FLOP e inhibe los transistores de salida Q1 y Q2. Con lasalida de control conectada a la lnea de referencia el reloj del FLIP FLOP dirige los pulsosmodulados a cada uno de los dos transistores de salida alternativamente, para una operacin enPUSH PULL. La frecuencia de salida es igual a la mitad de la frecuencia del oscilador. La salidatambin puede ser tomada de Q1 o Q2, cuando es necesaria una operacin de salida unida con untiempo mximo de encendido menor que un 50%. Esto es deseable cuando el transformador desalida tiene un enrollado en forma de ringback con un diodo en inversa. Cuando se requierencorrientes de salida ms altas en este modo de operacin (single ended) Q1 y Q2 pueden serconectados en paralelo y el pin del modo de salida debe ser aterrado para deshabilitar el FLIP

FLOP, la frecuencia de salida ser ahora igual a la del oscilador.El TL494 tiene una referencia interna de 5V capaz de suministrar hasta 10mA para los circuitosbsicos externos. Esta referencia tiene una precisin de ms +-5% con una fluctuacin trmicatpica de menos de 50mV en un rango de operacin de 0 a 70C.

El Circuito Interno se encuentra en el Anexo Figura 2.

3.3. Explicacin del Esquema interno del TL431.Los circuitos integrados TL431 son diodos reguladores de shunt, programables, de 3 terminales.Este circuito integrado monoltico de voltaje de referencia puede ser programado a partir de un Vrefde 36V con dos resistencias externas. Estos dispositivos ofrecen un rango amplio de corrientedesde 1mA hasta 100mA.Las caractersticas de estas referencias los hacen excelentes sustitutos para los diodos zener endiferentes aplicaciones tales como: Voltmetros digitales, Fuentes de alimentacin y Circuitos con

amplificadores operacionales. La referencia de 2,5V los hace convenientes para obtener unareferencia estable a partir de los 5V.

Voltaje de salida programable hasta 36V. Tolerancia del voltaje de referencia: 0,4% a 25C. Baja impedancia de salida dinmica tpico 0,22. Capacidad de corriente desde 1mA hasta 100mA. Compensacin de temperatura. Voltaje de salida de bajo ruido.

El esquema Interno del TL431 se encuentra en el Anexo Figura 3

Captulo IV.

Pasos para la comprobacin de las Fuentes ATX4.1.Comprobacin del trabajo de la fuente ATX conectada a su valor nominal de trabajo. Prueba enalto voltaje.Esta etapa de trabajo presupone que se ha realizado correctamente la secuencia de pasos deprueba en bajo voltaje. La secuencia de pasos generales ser la siguiente, aunque el tcnicopuede violar el orden de las acciones teniendo en cuenta su experiencia en cada tipo de fallo:1. Comprobacin de la etapa de entrada de la fuente (sin energizarla).

En este paso se chequearn:y Chucho de conexin-desconexin de la fuente.y Fusible de entrada.


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y Termistores de proteccin ( pueden estar abiertos o en corte) segn la posicin que ocupan enel circuito.y Resistencia de proteccin de Irush Current.y Comprobacin de los varistores de proteccin de entrada ( MOV).y Condensadores electrolticos de entrada, se chequearn tanto visualmente comoelctricamente.

y Puente de diodos de entrada.y Chucho de seleccin de 110-220v.y Resistencias de descarga de los condensadores de entrada (A veces se abren).2. Energizacin de la fuente y medicin del voltaje de directa presente entre los polos positivos ynegativos de los condensadores. Debe tener en cuenta que la tierra para esta medicin ser elborde negativo del condensador.3. El siguiente paso consiste en medir el voltaje de alimentacin de la pastilla reguladora parasaber si la misma posee alimentacin que puede provenir de dos vas:y De la misma salida de la fuente, caso en el cual la fuente debe estar trabajando para que sealimente la pastilla reguladora.y De la fuente auxiliar si est presente la seal PSON.4. Chequeo de la etapa de conmutacin que incluye dos pasos generales:y Comprobacin del trabajo correcto de la pastilla reguladora.y Comprobacin de la presencia de las seales de switcheo en las bases de los transistores deswitcheo.y En este punto es importante tener en cuenta que los valores del pulso de switcheo en la baseno pueden exceder los 0,7v positivos en los casos de transistores bipolares, si son Darlingtonentonces ser aproximadamente el doble este valor y si se trate de un transistor FET los valorespueden ser mayores hasta inclusive mayores de 10v.y Tenga en cuenta al medir que debe tomar como referencia el emisor de cada transistor.6. Medicin de las seales en el punto medio de los transistores de potencia si son dos, o en elcolector del transistor si es uno. Las formas de onda en este punto se encuentran descritas encada caso. Usted puede notar que si los flancos de las seales en el colector de los transistoresestn redondeados es que la fuente esta falta de carga. Aumntele la carga para que la fuentetrabaje correctamente.

7. Medicin de las seales de salida del transformador de switcheo.8. Medicin de la etapa de rectificacin de salida y filtraje.9. Medicin precisa de los voltajes de salida.10. Conectar al voltaje nominal de trabajo 110-220V y medir el valor del voltaje de 5VSB que debeestar presente en todo momento. Esta medicin puede realizarse sin necesidad de estar conectadala carga.11. Conectar el procesador y repetir el paso anterior.12. Apretar el botn de encendido y comprobar si aparecen los restantes voltajes en losconectores de salida de la fuente.13. Desconectar la carga y conectar a tierra la seal PSON y repetir las mediciones realizadas enlos pasos 1 y 3.4.2. Metodologa para la comprobacin de fuentes ATX. Secuencia de comprobacin utilizando

bajo voltaje.Pasos a seguir para la comprobacin en bajo voltaje:1. Con una fuente regulada de 12V a 35V suministrar a los condensadores de entrada un

voltaje de directa.2. Colocar en paralelo con la resistencia de arranque una resistencia 10 veces menor.3. Comprobar funcionamiento de la fuente auxiliar.4. Si est funcionando correctamente en la salida de los 5V SB debe haber un voltaje de

directa 10 veces menor aproximadamente.5. Comprobacin del trabajo del TL494, para esto:


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a) Alimentar la pastilla (PWM) con el mismo voltaje que los condensadores deentrada.

b) A partir de este momento se realiza la comprobacin general en bajo voltaje:c) Medicin del diente de sierra en la pata 5 del TL494.d) Medicin del Vref en la pata 14 del TL494.e) Medicin de las seales de salida en las patas 8 y 11.

6. Medicin de las seales de base de los transistores de conmutacin.7. Medicin de la seal de salida en el punto de conexin en el colector y el emisor de los dostransistores de conmutacin principal.

8. Medicin de los voltajes de salida que deben ser proporcionalmente menores a los voltajesde entrada.

4.3. Precauciones para el trabajo con los procesadores ATX. A causa de las caractersticas del sistema ATX debe tomarse en consideracin el siguienteconjunto de medidas para evitar la rotura:y No conecte ningn elemento nuevo dentro de la tarjeta madre ATX sin antes desconectar elcable de alimentacin de la fuente.y Para apagar, la mquina use siempre, la salida del sistema que proporciona el SistemaOperativo. Si necesita apagarlo por el interruptor, mantenga este presionado por espacio de 5segundos aproximadamente, este tiempo depende de cmo el usuario lo configure en el BIOS.

y En los casos que se conecten tarjetas de red Wakeon LAN(despertar en la red de realocal)se debe tener como precaucin conectar el cable que viene con la tarjeta para ser conectado alprocesador y de esta forma garantizar que los 5VSB sean suministrado directamente a la tarjeta deredy Existen casos de tarjetas de red que no tienen el cable con el conectorWake on LAN ycuando son conectadas al bus del procesador provocan una sobrecarga en los 5VSB, lo que haceque el procesador se apague. Para resolver este problema usted debe hacer su propio cable yconectar los 5VSB de la tarjeta madre con la entrada de 5VSB de la tarjeta de red.4.4. Facilidades del Bios de los procesadores ATX relacionadas con la alimentacin principal.

Aunque todos los procesadores ATX tienen caractersticas generales similares en lo referente a lasfacilidades que contienen los BIOS (Basic Input Output System) ofrecemos a continuacin algunasde carcter general con el objetivo de mostrar como se pueden controlar algunas propiedades delsistema de alimentacin a travs del mismo durante el proceso de inicializacin de la mquina.

1. Permite el modo de suspensin. Este modo implica que existe la posibilidad deapagar el procesador desde el sistema sin necesidad de activar el chucho de encendidoprincipal para apagar la fuente y en este momento el estado del procesador se guarda parapermitir durante el encendido que el procesador vuelva al estado anterior.

2. Permite el encendido y apagado por tiempo. Mediante este modo se puede programar lahora de encendido y apagado de la mquina.

3. Permite el encendido remoto por mdem o en red LAN. Permite desde un punto remoto enuna red LAN( Red de Area Local ) o WAN ( Red de Area Amplia ) encender una mquina.

4. Permite habilitar que trabaje el control avanzado de la alimentacin o no.5. Permite regular el tiempo de apretado del botn de encendido.

Anexos


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Esquema Interno del Modulador de Ancho de Pulso TL494.

Fig. No. 2


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Esquema Interno del Tl431.

Fig. No. 3


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Formas de Onda en las patas del TL494.Fig. No. 4


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Formas de Onda Fig. No. 5.


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ConclusionesComo resultado de este trabajo se obtuvieron las siguientes conclusiones:

1. Se determin el procedimiento general de prueba de las Fuentes ATX.2. Se precisaron las diferencias de estas fuentes con las anteriores en cuanto a su esquema

general, principio de funcionamiento y modo de comprobacin.3. Se obtuvo el plano elctrico de una fuente ATX, por lo que es necesario continuar

realizando el proceso de ingeniera inversa en otras fuentes , para completar lo msposible esta documentacin.

4. Se obtuvo la documentacin que sirve como manual de reparacin y base material deestudio para el conocimiento de estas fuentes. Este trabajo sirvi como base para realizarun taller de reparacin de fuentes en el II Evento de Hardware de Citmatel donde fueacogido con beneplcito por los participantes del mismo. Adems ya se ha utilizado comobase material de estudio para el curso de postgrado sobre fuentes conmutadas que seimparti en el CETI en el mes de marzo de este ao.

Agradecimientos

Al concluirse una tarea investigativa como sta, es necesario considerar que aunque se presentacomo un trabajo individual, en su realizacin han contribuido muchas personas de una forma u

otra, con sus ideas, experiencias o simplemente con su apoyo moral.Por eso quiero agradecer especialmente: A mi tutor, el Ingeniero Francisco Jos Silva Mata, que me ha brindado todo su apoyo y

amistad, compartiendo su inteligencia y creatividad, con una gran dedicacin. A todos los compaeros del Taller del Departamento de Automatizacin y Sistemas (DAS) del

MININT, que me han ayudado a ampliar y perfeccionar mis conocimientos sobre electrnica yparticularmente en el tema que aborda el trabajo, contribuyendo adems en mi formacin en ladisciplina laboral.

A mis profesores, que en estos cuatro aos me han trasladado eficaz y pacientemente susconocimientos, logrando motivar mi inters y contribuyendo a mi formacin integral como jovenrevolucionario cubano.

A mis compaeros, con los que compart momentos inolvidables, en cada clase,preparndonos para los exmenes, en el campo, en actividades y que hoy tambin alcanzan

esta esperada meta. A mi familia que con dedicacin, amor y exigencia, me han enseado el camino a seguir y

guiado en su recorrido, apoyndome siempre, en cada paso, ante cada dificultad,decisivamente, logrando que venza esta etapa de mi desarrollo profesional.

A todos, Muchas Gracias

Bibliografa1. Compaa Motorola: Manual Linear / Interface INC VOL.1, 1993, pg 460 - 4702. Compaa Motorola: Manual Linear / Interface INC VOL.2, 1993, pg 218 - 2233. Compaa Motorola: Manual Linear / Interface Integrared Circuits, 1983, pg 311 - 3294. Kaganov I.L: Electrnica Industrial, 1979, 8, pg 213 2185. Silva F. J.: Metodologa de reparacin de Fuentes Conmutadas, 1996

A MI PADRE

Autor:Jorge Juan Alvarez Lpez

[email protected]: Ing. Francisco Jos Silva MataEspecialidad: ElectrnicaCiudaddela Habana, juniodel2000


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"Aodel40 Aniversariodela Decisinde Patriao Muerte"

INSTITUTO POLITCNICO"EDUARDO GARCA DELGADO"

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