СОДЕРЖАНИЕ
(.
Введение...................................................................................................
1 Общая часть..........................................................................................
1.1 Классификация средств электропитания.......................................
1.2 Классификация источников вторичного электропитания.............
1.3 Основные характеристики источников вторичного электропитания....................................................................................
1.4 Блоки питания видеомониторов....................................................
2 Специальная часть.............................................................................
2.1 Блок схема питания видеомонитора EGA.................................
2.2 Схема электрическая принципиальная блока питания
видеомонитора EGA.........................................................................
2.3. Алгоритм диагностики технического состояния блока питания
видеомонитора EGA..........................................................................
2.4 Техническое предложение по оснащению рабочего места
ремонтника.............................................................................................
3 Экономическая часть..........................................................................
4 Техника безопасности.........................................................................
4.1 Требования к помещению............................................................
4.2 Электробезопасность при эксплуатации технических средств...
4.3 Мероприятия по противопожарной технике..............................
4.4 Монтаж и наладка оборудования................................................
Список используемой литературы.......................................................
ВВЕДЕНИЕ
Современная электронно-вычислительная техника нашла широкое применение в различных отраслях народного хозяйства как важное средство эффективного управления производственными процессами и объектами, а также решения разнообразных научных и инженерных задач. Они обладают высокими технико-экономическими показателями (быстродействием, производительностью, надежностью и др.), обеспечение которых в определенной степени зависит от характеристик системы электропитания. Система электропитания электронно-вычислительной техники обеспечивает нормальную работу электронно-вычислительных машин в рабочем, профилактических и аварийных режимах.
Современные средства вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры вышли за рамки класса простейших радиоэлектронных устройств. Сейчас средства вторичного электропитания представляют собой достаточно сложные устройства, которые содержат большое количество разнообразных функциональных узлов, выполняющих те или иные функции преобразования электрической энергии и улучшения ее качества.
В настоящее время Российский рынок наводнен большим количеством зарубежной электронно-вычислительной техники, которая часто поставляется без необходимого комплекта сопроводительно-эксплуатационной документации, поэтому при эксплуатации и ремонте возникают большие проблемы при поиске и устранении неисправностей.
. В данном дипломном проекте сделана попытка разработать методику диагностику технического состояния блока питания видеомонитора EGA с использованием эксплуатационной документации на средства вычислительной техники и научно-технической информации по теме дипломного проекта.
1.1 Классификация средств электропитания
Все средства электропитания можно разделить на первичные и вторичные. К первичным обычно относят такие средства, которые преобразуют неэлектрическую энергию в электрическую, например, электромеханические генераторы, электрохимические источники - аккумуляторы или гальванические элементы и др.
Непосредственное использование первичных источников затруднено тем, что выходное напряжение в большинстве случаев не поддается регулировке, а стабильность его недостаточно высокая. Однако для питания электронной аппаратуры в большинстве случаев требуется высокостабильное напряжение с различными номинальными значениями - от единиц вольт до нескольких сотен вольт, в ряде случаев даже выше. По этой причине любое электронное устройство содержит вторичный источник электропитания, который подключается к одному из первичных источников.
Средства вторичного электропитания электронных устройств, называется обычно источниками вторичного электропитания (ИВЭП) предназначены для формирования необходимых для работы электронных элементов напряжений с заданными характеристиками.
Они могут быть выполнены в виде отдельных блоков или входить в состав различных функциональных элементов. Их основной задачей является преобразование энергии первичного источника в комплект выходных напряжений, которые могут обеспечить нормальное функционирование электронного устройства.
Устройство управление и контроля, входящее в состав ИВЭП, может быть использовано для изменения характеристик ИВЭП при различных сигналах внешнего или внутреннего управления: дистанционного включения или выключения, перевода в ждущий режим, формирования сигналов сброса и др. в то же время устройство защиты и коммутации позволяет сохранить работоспособность ИВЭП при
возникновении различных нестандарных режимов: короткого замыкания в нагрузке, ее внезапного отключения, резкого повышения окружающей температуры и др. Эти дополнительные устройства могут быть обеспечены собственными источниками электропитания, включая резервные аккумуляторы или гальванические элементы.
1.2 Классификация источников вторичного электропитания
Классификацию ИВЭП можно выполнить по различным признакам: принципу действия, назначению, количеству каналов выходного напряжения, виду используемых первичных источников и др. в зависимости от вида первичного источника электропитания ИВЭП можно разделить на две группы: инверторные и конверторные.
Инверторные ИВЭП используются для преобразования напряжения переменного тока, т.е. они изменяют не только значение, но и род выходного напряжения. К инверторным ИВЭП относятся также преобразователи постоянного напряжения первичного источника в переменное напряжение, питающее нагрузку. Например, к инверторам можно отнести электронный генератор, который, преобразуя напряжение аккумулятора или гальванического элемента в переменное выходное напряжение, питает электродвигатель.
Конверторные ИВЭП используются для преобразования одного напряжения в другое. Например, к конверторам постоянного напряжения можно отнести обычные электронные стабилизаторы постоянного напряжения, а к конверторам переменного напряжения можно отнести трансформаторы. Любой конвертор может содержать внутри себя инвертор и наоборот.
По принципу действия ИВЭП можно разделить на две группы: трансформаторные и бестрансформаторные. В трансформаторных ИВЭП напряжение переменного тока, например силовой сети, вначале изменяется по значению при помощи трансформатора, а затем выпрямляется и стабилизируется. В бестрансформаторных ИВЭП, наоборот, переменное напряжение сети вначале выпрямляется, а затем пре-
образуется в переменное напряжение более высокой частоты. В преобразователе может использоваться высокочастотный трансформатор, поэтому точнее эти источники называть несколько иначе: с трансформаторным или бестрансформаторным входом. Поскольку преобразователи в таких источниках обычно работают в импульсном режиме, то источники вторичного питания такого типа часто называют импульсными.
По количеству различных выходных напряжений ИВЭП можно разделить на одноканальные и многоканальные. Если в каждом канале используется отдельный стабилизатор выходного напряжения, то это многоканальный источник вторичного электропитания с индивидуальной стабилизацией. Если же для стабилизации всех выходных напряжений используется выходное напряжение только одного источника (который называют главным или ведущим), то такие источники называются ИВЭП с групповой стабилизацией.
По выходной мощности ИВЭП принято делить на микромощные (1 Вт), маломощные (от 1 до 100 Вт), средней мощности (от 100 Вт до 1 кВт) и мощные (> 1 кВт).
По типу питающей сети - на источники вторичного электропитания, использующие электрическую энергию, получаемую от однофазной сети переменного тока, на ИВЭП, использующие электрическую энергию, получаемую от трехфазной сети переменного тока, и на ИВЭП, использующие электрическую энергию автономного источника постоянного тока.
По напряжению на нагрузке - на источники низкого (до 100 В), среднего (от 100 до 1000 В) и высокого напряжения (свыше 1000 В).
По роду тока нагрузки - на ИВЭП с выходом на переменном (однофазном или трехфазном) токе и постоянном токе.
По характеру обратной связи - на параметрические, компенсационные и комбинированные.
По виду стабилизируемого параметра - стабилизаторы напряжения и стабилизаторы тока.
1.3 Основные характеристики источников вторичного электропитания
При проектировании или выборе источника вторичного электропитания необходимо знать их технические и эксплуатационные характеристики. Этими характеристиками обычно руководствуются при использовании ИВЭП в электронной аппаратуре. Все характеристики источников вторичного электропитания можно разделить на три группы: входные, выходные и эксплуатационные.
К входным характеристикам источников вторичного электропитания относят:
- значение и вид первичного источника питания, например, питающей сило вой сети или аккумулятора;
- нестабильность питающего напряжения;
- частоту питающего напряжения и ее нестабильность;
- количество фаз источника переменного напряжения;
- допустимый коэффициент гармоник пи тающего напряжения; К выходным характеристикам ИВЭП обычно относят:
- значения выходных напряжений;- нестабильность выходных напряжений;
- тип нагрузки или выходную мощность по каждому каналу;
- наличие гальванической изоляции между входом и выходом;
- наличие защиты от перегрузки или повышения выходного напряжения. К эксплуатационным характеристикам относят:
- диапазон рабочих температур;
- допустимую относительную влажность;
- диапазон допустимых давлений окружающей атмосферы;
- допустимые механические нагрузки;
- коэффициент полезного действия ИВЭП;
- удельную мощность;
- надежность.
Источники электропитания должны в течение определенного времени сохра-
нять свои параметры в пределах, указанных в технических условиях, обеспечивая бесперебойную работу электронной аппаратуры.
Надежность источника вторичного электропитания обеспечивается мероприятиями, выполняемые на этапах разработки, изготовления и эксплуатации. Основа надежность ИВЭП закладывается на этапе их разработки.
Основными причинами отказов источников вторичного электропитания являются не только катастрофическое отказы элементов, но также неправильно заданные требования к качеству входных (питающих) и выходных напряжений, ошибки, допущенные при выборе схемы и при проектировании отдельных узлов, некачественное изготовление источников вторичного электропитания и неправильная эксплуатация.
Обеспечение надежности ИВЭП, заложенное на этапе разработки, сводится к следующим основным положениям:
- тщательному обоснованию выбора структурной схемы;
- обоснованному выбора элементной базы с достаточно высоким запасом по предельным режимам и параметрам;
- разработке конструкции, обеспечивающей хороший теплоотвод и легкий доступ к отдельным узлам и элементам;
- проведение всесторонних испытаний макетов по климатическим и механи ческим воздействиям.
Выбор структурной схемы источника вторичного электропитания должен производиться с учетом требований надежности. При разработке должны предусматриваться необходимые устройства защиты, которые не участвуют в работе ИВЭП, а только обеспечивают повышение надежности. В их функцию входит:
- защита силовых элементов - транзисторов, диодов, тиристоров и др.;
- защита источника вторичного электропитания от коротких замыканий или полного отключения нагрузки;
- защита от возможных повышений или понижений питающих (входных) на пряжений;
- защита нагрузки от возможных повышений или понижений выходных на-
пряжений;
- защита от повышения температуры окружающей среды.
Выбор элементной базы в наибольшей мере влияет на надежность источника вторичного электропитания. Используемые элементы должны проходить тренировку пред установкой в источник вторичного электропитания. На используемые элементы устанавливают максимальные коэффициенты нагрузки не более 70-80% от предельно допустимых значений.
Конструкция источника вторичного электропитания должна обеспечивать хороший теплоотвод от нагревающихся элементов: транзисторов, диодов, трансформаторов и не допускать нагрев других элементов от нагревающихся элементов.
С целью обеспечения ремонтопригодности конструкции источника вторичного электропитания должна обеспечивать легкий доступ ко всем элементам. Расположение элементов должно быть таким, чтобы не вызвать повреждение питаемого устройства.
Лабораторные испытания макетов помогают вскрыть недостатки, которые не были учтены при разработке схемы и конструкции источника вторичного электропитания. Основная задача испытания макета - это обнаружение слабых мест в схеме и конструкции. Поэтому перед проведением испытаний составляют программу, в которой предусматривают проверку всех схем защиты и влияние различных климатических и механических воздействий.
1.4 Блоки питания видеомониторов
За исключением компьютеров с батарейным питанием все остальные компьютеры получают питание от сети. Независимо от входной сети блок питания должен преобразовывать ее в напряжения, необходимые для работы внутренних устройств.
Внутри компьютера и мониторы питающие напряжения подаются на микросхемы, операционные усилители, дискретные транзисторы и другие компоненты.
Для микросхем требуются напряжения +5 и -5 В, а для операционных усилителей и дискретных транзисторов +12 и -12 В. Напряжения должны быть стабили-
зированы. Кроме того, блок питания должен обеспечивать ток, необходимый для работы. В мониторах требуются напряжения +5 В для микросхем, 12 В - для операционных усилителей и транзисторов, а также напряжения от 100 до 100 В - для схем развертки и электронно-лучевой трубки, фокусирующие напряжения для некоторых электронно-лучевых трубок составляет +500 В. Анодные напряжения составляют 10-15 кВ для монохроматических электронно-лучевых трубок и до 30 кВ для цветных. Практически все эти напряжения постоянного тока.
Большой частью блок питания компьютера является автономным устройством. Блоки питания оформляются в отдельных корпусах, которые крепятся к шасси и соединяются с материнской платой.
Имеются две разновидности блоков питания - обычные и импульсные. Старые обычные блоки питания после включения без всякой проверки подают напряжение в компьютер. Импульсный блок питания при включении проверяет наличие нагрузки, т.е. схем, на которое подается питание. Если нагрузка отсутствует или неправильна, блок питания отключается. Блоки питания должны не только формировать напряжения постоянного тока, но и стабилизировать их.
Как правила блоки питания для периферийных устройств (монитор, принтер и т.д.) строятся на основе однотактового обратноходового регулируемого стабилизирующего преобразователя. Это связано с тем, что для питания компьютера нужна большая мощность, а для питания периферийных устройств - значительно меньшая, что и явилось причиной выбора таких структур построения преобразователей.
На схеме 1 представлена базовая схема однотактового обратноходового автогенераторного нерегулируемого преобразователя, включающая в себя: силовой транзистор Q1; трансформатор Т1 с первичной обмоткой W1, базовой обмоткой W2, выходной обмоткой W3; выпрямительный диод Д2; сглаживающий конденсатор С1; базовый резистор R1; цепь запуска на резисторе R2; диод, защищающий эммитерный переход от недопустимых обратных напряжений.
Сердечник трансформатора выполняется из материала с узкой петлей гистерезиса и с большим линейным участком зависимости индукции от напряженности.
Схема работает следующим образом.
Рис. 1
При подаче напряжения питания через резистор смещения R2 начинает протекать начальный ток транзистора Q1. Это приводит к появлению коллекторного тока, протекающего по обмотке W1.
Благодаря электромагнитной связи (между обмотками W1 и W2) на обмотке W2 наводится ЭДС, приводящая к увеличению базового тока транзистора Q1 и его большему отпиранию. Таким образом, благодаря устройству обратной связи между W1 и W2 начинается лавинообразный процесс открывания Q1. продолжительность этого процесса - доли микросекунды. После полного открывания транзистора Q1 начинается этап накопления энергии в магнитном поле сердечника трансформатора Т1, при этом все напряжение питания практически приложено к обмотке W1, и процессы в этой обмотке происходят в соответствии с законом электромагнитной индукции.
Начинается практически линейное нарастание тока коллектора равного току первичной обмотки. В течение этого интервала энергия со вторичной обмотки W3 в нагрузку не передается благодаря отсекающему действию диода Л1, а поддержание напряжения на нагрузке обеспечивается энергией накопленной в конденсаторе С1. На протяжении этого процесса транзистор Q1 насыщен.
BxIE>IKj
где: В - коэффициент передачи транзистора по току; 1Б - ток базы; 1К — ток коллектора.
В конце интервала накопления энергии это неравенство переходит в равенство, т.к. транзистор выходит в активную область и увеличение тока коллектора прекращается. Следовательно, прекращается изменение индукции в сердечнике. В соответствии с законом электромагнитной индукции это приводит к тому, что на всех обмотках, в том числе и на базовой, напряжение становится равным нулю и начинается процесс запирания Q1. Это, в свою очередь приводит к тому, что полярность напряжения во всех обмотках изменяет знак и начинается этап передачи накопленной энергии в нагрузку. После того, как накопленная энергия полностью передается в нагрузку, напряжение на всех обмотках станет равным нулю, и далее все процес-
сы в схеме повторяются. Такой режим работы этой схемы является автогенераторным потому, что схема сама для себя выбирает моменты переключения. Основными недостатками данной схемы являются:
Страницы: 1, 2, 3, 4
