CWT Channel Well Technology PUH400W, ana PWM bölümünde UC3845B, standby beslemede VIPer22A ve çıkış gözetim tarafında PS113 kullanan klasik bir ATX SMPS tasarımıdır. Şema; primer güç katı, standby dönüştürücü, sekonder çıkışlar, gerilim geri beslemesi ve fan kontrol devresini ayrı bloklar hâlinde takip etmeye imkân verir.
CWT PUH400W Şematik
İçerik
Şemanın Genel Yapısı
Şebeke gerilimi önce EMI filtre ve köprü doğrultucu bölümünden geçirilerek yüksek voltaj DC bara elde edilir.
Ana güç dönüşümü, UC3845B tarafından kontrol edilen yarım köprü yapısında iki adet IRFB11N50A MOSFET ile gerçekleştirilir.
Standby hattı ana SMPS’den bağımsızdır ve VIPer22A ile üretilen +5VSB çıkışı üzerinden çalışır.
Ana çıkışların izlenmesi, koruma ve açılış denetimi ise PS113 süpervizör entegresi tarafından yapılır.
Alt sağ bölümde yer alan LM393 tabanlı devre ise fan kontrolü için kullanılmıştır.
Primer Tarafta Teknik İnceleme
Giriş doğrultma ve yüksek voltaj bara
AC girişten sonra common mode filtre, X ve Y sınıfı kondansatörler ve EMI bastırma elemanları yer almaktadır.
Bu bölümün görevi hem şebekeden gelen gürültüyü azaltmak hem de güç kaynağının oluşturduğu parazitin şebekeye geri yayılmasını sınırlamaktır.
Köprü doğrultucudan sonra kullanılan iki adet 470uF / 200V kondansatör, yarım köprü topolojisine uygun şekilde seri yerleştirilmiştir.
Bu yapı eski tip ATX güç kaynaklarında oldukça yaygındır.
Bu bölümde filtre kondansatörlerinin kapasite kaybı, ESR yükselmesi veya köprü doğrultucu arızası oluşursa cihaz hiç başlamayabilir ya da yük altında kararsız davranabilir.
UC3845B ile PWM kontrol
UC3845B, anahtarlama darbelerini oluşturan kontrol entegresidir. Osilatör frekansı, geri besleme seviyesi ve akım algılama bilgisi birlikte değerlendirilerek MOSFET sürme yapısı kontrol edilir.
Başlangıçta yüksek değerli dirençler üzerinden entegreye ilk besleme sağlanır, devre çalışmaya başladıktan sonra ise yardımcı sargı üzerinden besleme devam eder.
UC3845B’nin çalışma mantığı, aynı ailede yer alan UC3843 SMPS PWM kontrol entegresi ile büyük ölçüde benzer yapıdadır.
Çalışma frekansını yorumlamak için SMPS entegre çalışma frekansı hesaplama sayfası da incelenebilir.
Yarım köprü MOSFET katı
Primer tarafta iki adet IRFB11N50A MOSFET kullanılmaktadır. Bu MOSFET’ler ana trafonun primer sargısını yarım köprü topolojisiyle sürer.
Sürücü katında küçük sinyal transistörleri ve hızlı diyotlar kullanılarak geçişler daha kontrollü hâle getirilmiştir.
Böylece anahtarlama kayıpları sınırlanır ve MOSFET sürüşü daha dengeli olur.
MOSFET kaynak hattına yakın konumdaki düşük değerli direnç, aşırı akım algılama açısından önemlidir.
Bu hat üzerinde oluşan anormallikler PWM entegresinin korumaya geçmesine neden olabilir.
Bu yönüyle devre, akım algılama yöntemleri açısından da örnektir.
Sekonder Çıkışlar ve Regülasyon Yapısı
Ana trafonun sekonder tarafında +12V1, +12V2, +5V, +3.3V ve -12V çıkışları ayrı doğrultma ve filtreleme elemanlarıyla oluşturulmuştur.
+12V ve +5V hatlarında çift Schottky doğrultucular kullanılması, iletim kayıplarını azaltarak verime katkı sağlar.
Çıkış bobinleri ve filtre kondansatörleri ise anahtarlama sonrası oluşan dalgalanmayı bastırır.
+3.3V hattı bu şemada ayrıca önemlidir. Çünkü yalnızca doğrultulmuş bir çıkış olarak bırakılmamış, ek geri besleme ve sense hattı ile daha hassas kontrol edilmiştir.
Şemada görülen +3.3VS hattı, anakart tarafındaki gerilim düşümünü telafi etmek için kullanılır.
Bu yapı özellikle yük arttığında 3.3V hattının daha kararlı tutulmasına yardımcı olur.
ATX güç kaynaklarında görülen bu çoklu regülasyon yapısı, genel anahtarlamalı güç dönüşüm mantığının bilgisayar beslemelerine uyarlanmış özel bir biçimidir.
Temel çalışma mantığı için DC-DC dönüştürücü nedir içeriği de faydalı olabilir.
VIPer22A ile 5V Standby Bölümü
Şemadaki VIPer22A, ana güç katından bağımsız çalışan standby SMPS bölümüdür. Bu kısmın görevi, sistem kapalı görünse bile anakartın bekleme fonksiyonları için gerekli olan +5VSB hattını üretmektir.
Bu nedenle cihazın tamamen ölü mü yoksa yalnızca ana SMPS bölümünün mü çalışmadığını anlamak için ilk bakılması gereken noktalardan biri standby çıkışıdır.
+5VSB mevcut olduğu hâlde ana çıkışlar oluşmuyorsa arıza doğrudan primer ana güç katında veya süpervizör bölümünde aranmalıdır.
VIPer tabanlı benzer yapılar için STMicroelectronics VIPer Smps Tasarım Programı yazısı da incelenebilir.
PS113 Süpervizör ve Fan Kontrol Devresi
PS113, bu güç kaynağında yalnızca bir gerilim izleme entegresi değildir. Aynı zamanda çıkışların güvenli aralıkta kalmasını denetler, hata durumunda koruma uygular ve ATX sistemler için gerekli olan PG ile PS/ON sinyallerini işler.
Bu nedenle 5VSB hattı düzgün olduğu hâlde cihaz başlatılamıyorsa yalnızca UC3845B ve MOSFET katına değil, PS113 çevresine de bakılması gerekir.
Şemanın alt sağ kısmındaki LM393, termistör ve transistorlerden oluşan bölüm ise fan hız kontrolüne ayrılmıştır.
Sıcaklık arttıkça fan sürüş seviyesi değiştirilerek soğutma performansı ayarlanır.
Eski nesil ATX güç kaynaklarında bu tip analog fan kontrol çözümleri oldukça yaygındır.
Arıza Tespiti İçin Kontrol Edilebilecek Noktalar
- 5VSB yoksa: VIPer22A, standby trafo, optokuplör, TL431 ve standby doğrultucu hattı kontrol edilmelidir.
- 5VSB varsa ama ana çıkışlar yoksa: PS/ON hattı, PS113, UC3845B beslemesi, startup dirençleri ve MOSFET sürme katı incelenmelidir.
- Sigorta atıyorsa: Köprü diyot, IRFB11N50A MOSFET’ler, primer snubber elemanları ve kısa devre ihtimali ölçülmelidir.
- +3.3V düşükse: Sense hattı, TL431 çevresi, ilgili transistorler ve sekonder filtre kondansatörleri gözden geçirilmelidir.
- Yük altında kapanıyorsa: Çıkış kondansatörleri, aşırı akım algılama hattı, optokuplör geri beslemesi ve sekonder kısa devre ihtimali değerlendirilmelidir.
CWT PUH400W şeması, bağımsız standby besleme, yarım köprü ana güç katı, çoklu çıkış yapısı, PS113 süpervizör kontrolü ve ayrı fan denetim bölümü ile klasik ATX SMPS tasarımlarını anlamak için iyi bir örnektir.
Özellikle onarım sırasında standby, primer PWM, sekonder doğrultma ve süpervizör bloklarını ayrı ayrı ele almak teşhisi hızlandırır.
UC3845B, VIPer22A ve PS113’ün aynı yapıda birlikte kullanılması, bu güç kaynağını hem şema inceleme hem de tamir mantığı açısından faydalı bir referans hâline getirir.
