Dell marka PS-5161-7DS model güç kaynağına ait bu devre şeması, klasik ATX yapısına sahip 160 watt sınıfı bir anahtarlamalı güç kaynağının temel bloklarını incelemek için faydalı bir referanstır. Şemada primer tarafta giriş filtresi, doğrultma, anahtarlama ve kontrol bölümü; sekonder tarafta ise çoklu çıkış doğrultma, filtreleme ve geri besleme yapısı açık biçimde görülebilir.
Etiket bilgilerinde güç kaynağının DC Output: 160W olduğu belirtiliyor.
Çıkışlar ise +3.3V / 9A max, +5V / 11A max, +12V / 11A max, -12V / 0.5A max ve +5VFP / 2A max olarak verilmiş.
Ayrıca +5V ve +3.3V hatlarının ortak toplamının 80W değerini aşmaması gerektiği de etikette yer alıyor.
Dell model: PS-5161-7DS Şematik
İçerik
Devrenin genel yapısı
Bu güç kaynağı şeması, şebeke girişinden başlayıp çoklu DC çıkışlara kadar ilerleyen tipik bir ATX SMPS mimarisi gösteriyor.
AC giriş tarafında sigorta, EMI filtre elemanları ve doğrultma köprüsü yer alırken; yüksek gerilim DC hattı üzerinden primer anahtarlama katı besleniyor.
Primer anahtarlama sonrasında transformatör üzerinden sekonder tarafa enerji aktarılıyor ve farklı çıkış gerilimleri ayrı doğrultma ve filtreleme kısımlarıyla elde ediliyor.
SMPS çalışma mantığını genel çerçevede tekrar etmek isteyenler için anahtarlamalı güç kaynakları SMPS içeriği de iyi bir tamamlayıcı olur.
Kontrol entegresi: IC301 UC3845GN
Şemanın kontrol bölümünde IC301 UC3845GN bulunuyor.
Bu entegre, primer taraftaki anahtarlama zamanlamasını ve akım kontrollü PWM yapısını yöneten ana bileşendir.
Özellikle off-line SMPS uygulamalarında sık kullanılan bu yapı, aşırı akım denetimi ve kararlı regülasyon açısından pratik bir çözümdür.
UC3845 tabanlı yapıda geri besleme, sekonder taraftan optokuplör üzerinden primer kontrol katına aktarılır.
Böylece çıkış gerilimindeki değişimler izolasyon korunarak PWM denetimine geri bildirilir.
Anahtarlama elemanı: Q122 2SK2654-01 MOSFET
Primer anahtarlama tarafında Q122 2SK2654-01 MOSFET görev yapıyor.
Bu eleman, doğrultulmuş yüksek gerilim DC hattını transformatör primer sargısına kontrollü şekilde uygular.
Çevresindeki diyot, direnç ve kondansatör ağı ise anahtarlama anındaki tepe gerilimleri sınırlamak ve sürüş yapısını dengelemek için kullanılır.
Bu bölüm, SMPS tamirinde en çok dikkat edilen alanlardan biridir.
Çünkü MOSFET, sürme direnci, snubber ağı ve akım algılama çevresi arızalarda çoğu zaman birlikte değerlendirilir.
Bu yüzden SMPS güç kaynağı tamiri içeriği ile birlikte incelendiğinde şema çok daha anlamlı hale gelir.
Primer tarafta görülen ana bölümler
- AC giriş ve EMI filtre: Girişte sigorta, ortak mod filtre elemanları ve X/Y sınıfı bastırma kondansatörleri bulunuyor.
- Doğrultma ve yüksek gerilim DC hattı: Köprü doğrultucu sonrası ana filtre kondansatörleri ile primer DC bara oluşturuluyor.
- PWM kontrol katı: UC3845GN çevresindeki zamanlama, geri besleme ve koruma elemanları bu bölümde yer alıyor.
- Anahtarlama katı: Q122 2SK2654-01 MOSFET ve primer sargı çevresindeki koruma ağı burada çalışıyor.
- Yardımcı besleme ve start-up hattı: Kontrol entegresinin ilk kalkış ve çalışma beslemesi için ayrı bir yardımcı yapı görülüyor.
Sekonder tarafta görülen çıkış yapısı
Transformatörün sekonder tarafında birden fazla çıkış hattı bulunuyor. Şemada +12V, +5V, +3.3V ve -12V hatları için ayrı doğrultma ve filtreleme elemanları seçilmiş.
+12V ve +5V tarafında hızlı doğrultucu diyotlar, bobinler ve büyük elektrolitik kondansatörler dikkat çekiyor.
D281 MBR3045PT ve D221 gibi doğrultucu elemanlar ile çıkış filtre bobinleri bu bölümün ana parçaları arasında yer alıyor.
IC261 KA7912 ise negatif gerilim hattı için kullanılan regülatör olarak görülüyor.
Bu da -12V hattının ayrı bir düzenleme üzerinden elde edildiğini gösteriyor.
Geri besleme ve izolasyon
Şemada PC301-1 ve PC501-2 olarak işaretlenen LTV817 optokuplörler, primer ve sekonder taraf arasında geri besleme ile kontrol sinyallerini izolasyonlu biçimde taşıyor.
Bu yapı, hem çıkış regülasyonu hem de kontrol güvenliği açısından kritik öneme sahiptir.
SMPS şemalarında optokuplör çevresindeki referans ve kompanzasyon ağı çoğu zaman regülasyon kararlılığını belirleyen temel bölümlerden biridir.
Benzer topolojiler ve farklı bilgisayar güç kaynağı örneklerini kıyaslamak isteyenler için ATX güç kaynağı devre şemaları içeriği de yararlı olacaktır.
Dikkat edilmesi gerekenler
- Bu devre doğrudan şebeke ile çalışan bir SMPS yapısıdır ve primer tarafta tehlikeli yüksek gerilim bulunur.
- Şema, analiz ve tamir için faydalıdır; ancak enerji altında ölçüm yapılacaksa izolasyon, seri lamba ve güvenli test düzeni şarttır.
- Primer MOSFET, PWM kontrol entegresi, optokuplörler ve sekonder doğrultucular birlikte değerlendirilmeden sağlıklı arıza tespiti yapılamaz.
- Etikette verilen toplam güç ve ortak yük sınırları, test sırasında çıkışların rastgele yüklenmemesi gerektiğini gösterir.
