Alim Labo 200W - Plan du Dossier

Accueil - Reconstitution Schéma - Modifications - Tests - Mise en boitier

Datasheets


Reconstitution du Schéma

PS-ON + Protections - Asservissement U - Puissance basse tension - Ventilation - Section PWM

Commencer à manipuler cette alim sans schéma, c'est comme conduire avec un bandeau noir sur les yeux, là on va vers une Catastrophe!

Donc pour maîtriser complètement le sujet, il sera nécessaire de retrouver le schéma à partir du schéma d'implantation.
Cà prend un peu de temps, mais quelle clarté!
Voici l'implantation reconstituée à partir d'une photo numérique, pour la suite çà évite d'avoir à retourner la plaque sans arrêt:

implantation côté composantsAlim_ATX_Vue-dessus
implantation côté C.I.Implantation composants

De cette implantation, on en tire le schéma suivant général:

Schéma général de l'alimentation ATX 200W Schema_alimATX_200W

Fonctions de l'alimentation


Afin d'y voir encore plus clair, les modifications n'en seront que plus faciles, décomposons l'alimentation par blocs et étudions les.


Mise en marche + Protection:fleche_bleue_tournante_Haut


Il y a différentes sortes de protection: _ Contre les surtensions _ Contrôle de présence des tensions par pont de résistances _ Contrôle par couplage inductif du courant traversant TR1

PS-ON & Protection

Fonction PS-ON:

"PS-ON" ouvert: D4 se comporte en interrupteur et commute R8 à la masse; Q2 sature: Q1 Sature et par le biai de D10& D28 inhibe les protections par mise à la masse;

D1 & D2 conduisent et force la broche 4 de U4 à 3,6 V (5 - 2 x 0,7). Ceci a pour effet d'inhiber celui-ci, donc de mettre sur OFF (ou STBY) l'alim.
J5 fermé: D4-Q2-Q1-D10-D28 assurent la commutation PS-ON ou plutôt "Débloque" l'alimentation et les protection.

 

Fonction Power-Good:

U1A-Q6 génèrent la fonction PG (Power-Good ou power-pas Good du tout) autrement dit un "+ 5 V" quand tout va bien, utilisé par la carte mère, en combinant les tensions "+5 V", "+ 5 V STBY", et de la broche 3 de U4.

 

Fonctionnement du Disjoncteur:

U1B-Q3 forment le Disjoncteur. Si V- > V+: Q3 sature, rebouclage sur l'entrée "-" de U1B, maintenant V- > V+, D29 est passante et Force la broche 4 de U4 à 4,3 V (5-0,7).

L'ensemble "D6-D7-D8-D9-R30-R31" font disjoncter l'alim en cas de surtension de l'une des 3 tensions: "+3,3V", "+5V" et le "+12V".
R34-R35-R36-D11-C10 font disjoncter l'alim si l'une des 3 tensions est défaillante: "-12V", "-5V" et le "+5V" (Conduction de D11).
D26 et D27 sont parcourues par un courant si la puissance du PWM dépasse la puissance théorique de 200 W (en pratique je pense qu'on peut aller jusqu'à 20% de dépassement), et en cas d'instabilité, la réaction est quasi-immédiate, çà disjoncte!
En résumé, l'écart de tension au niveau des entrées V+ et V- de U1B est très faible, une hausse légère de la tension aux bornes de R29 (conduction de D6 ou D11 ou D26 et D27) déclenche le processus de disjonction.
N.B.: si une disjonction a eu lieu, en faisant un OFF/ON sur PS-ON, on bloque Q3, ce qui a pour effet de "réarmer" l'alim.

Asservissement en Tension:fleche_bleue_tournante_Haut


Le 3,3 V est régulé par un autre circuit, mais cette tension n'ayant aucun intérêt, je n'en parle pas.

Asservissement_U

Les tensions nous intéressant sont le +5 V et le +12 V, 3,3 V étant une tension très faible, sans intérêt (à part la double diode de 10 A servant à le produire!).

On voit que le "+5V" est dans la boucle d'asservissement avec le "+12V", ces deux tension interagissent donc l'une sur l'autre.
R10-C4 & C7-R20 stabilisent l'asservissement (désensibilisation aux variations de charge). Leur absence se traduirait par une réaction plus vive aux variations de charge en sortie.
R25-C1 assurent une compensation au niveau la contre-réaction. On gagnera en précision en asservissant qu'une tension, avec possibilité de se commuter sur l'une ou l'autre. En effet, si on joue sur le "+5V" sans toucher au "+12V", ce dernier varie quand même!

Partie puissance basse tension:fleche_bleue_tournante_Haut


Puissance basse tension

Pour générer une tension, le système 2 enroulements à point milieu est utilisé avec une double diode pour le redressement.

La génération du +12V est particulière, car elle utilise le +5V redressé en série avec 2 autres enroulements attaquant une autre double diode!
Sans doute par gain de place, car cette astuce permet de générer du 12V avec 2 enroulements de 7V au lieu de 12V, lesquels nécessiteraient plus de spires autour de TR1, donc plus de coût en cuivre!!!Après redressement à point milieu, s'en suit un filtrage L-C.
A noter : la self commune aux sorties "+5V"/"+12V"/"-5V"/"-12V" et L4 sont des selfs d'accumulation.
Tout l'asservissement (en tension!) ne fait qu'en modifier le courant (et stocker 1/2.Li^2), donc l'énergie magnétique emmagasinée. C'est donc un "Flyback" en sortie.
Dans le mode Forward, le transfos est calculé pour donner 10% de Vout de + en sortie, l'asservissement se fait par le tore et L4. Pour une utilisation autre,il y a un risque de sortir du domaine de fonctionnement des composants. (Merci à Mr Fenard pour sa contribution)
Le "-12V" et le "-5V" sont générés à partir d'un double enroulement de 12V/ 1A, juste de quoi alimenter les deux régulateurs 7905 et 7912.
On notera la présence de circuits R-C aux bornes des doubles diodes, ceux-ci absorbent les dU/dt importants dûs aux effets inductifs, afin de les protéger contre des surtensions.

Le Ventilateur:fleche_bleue_tournante_Haut


Alimentation Ventilateur

Celui-ci est alimenté par la sortie "+12 V", moyennant un dispositif de commutation "intelligent" qui contrôle le déclenchement de celui-ci en fonction de la consommation de puissance ou pas par mesure de la tension moyenne aux bornes de l'alimentation du Transformateur Driver (laquelle doit être supérieure à 1,4 V, c'est à dire présence de découpage).

La circuiterie est assez simple à comprendre: Pour que le ventilateur fonctionne, il faut une tension supérieure à Vz(D1) + 0,7 V + Vcesat(Q2); Ceci fait, celà ne suffit pas, dès que la tension aux bornes du ventilateur devient trop élevée, le courant dans R6 chute, Q2 se bloque, et donc Q1 aussi, rabaissant le courant circulant dans le ventilateur, et inversement, c'est une régulation régime minimal!
Lorsque D4 devient passante (CàD consommation de courant sur les sorties de l'alim, la présence d'impulsions PWM conséquentes aux bornes du Transfo Driver augmente la valeur moyenne V(0v)), le courant dans R1 augmente et fait conduire Q2 jusqu'à saturation de celui-ci!
C'est donc une ventilation "intelligente"! On repère facilement une Alim de bonne qualité à sa conception (les protections , respect des normes CEM (pollution électromagnétique) par l'adjonction de filtres divers,....)

Ce ventilateur étant prévu pour une tension de fonctionnement de 12V, Il faudra prévoir un dispositif de limitation à 12V, afin de ne pas le griller.


Partie PWM:fleche_bleue_tournante_Haut


Cette partie fonctionne uniquement en commutation. (un fonctionnement linéaire (bases mal attaquées) "fusille" immédiatement Q3 & Q4 par dissipation de puissance excessive; un radiateur de quelques centimètres carré n'y pourra malheureusement rien, sous 220 V, çà ne pardonne pas)

Section PWM

Ce montage est axé sur un circuit intégré PWM spécialisé dans les systèmes PWM, le TL 494.

Il possède 2 comparateurs, et une circuiterie PWM commandant 2 transistors internes, pouvant être branchés en Emetteur-commun ou en collecteur commun. dans notre cas, ils seront utilisés en Emetteur-Commun.
Ce circuit commande Q1 et Q2, chacun leur tour, en opposition de phase, lesquels commandent Q3 et Q4 par l'intermédiaire d'un transformateur d'isolation galvanique et adaptateur d'impédance U3(Driver).
Q3 et Q4 fonctionnent donc en Push-Pull, fournissant ainsi des impulsions rectangulaires de largeur variable au Transformateur TR1, via C7 (découplage du continu), et C8-C9.
R12-C6 comme on l'a vu précédemment sont là pour absorber les dU/dt, typiques au milieu inductif fonctionnant en commutation.
D7-D8 permettent d'avoir un Vbe < 0, donc d'obtenir blocage plus rapide.
C4-C5 permettent en direct d'augmenter les Di/dt, donc d'amener plus rapidement Q3 et Q4 en saturation, et en inverse de bloquer plus rapidement ceux-ci par l'application d'un Vbe < 0.
R8-R10 limitent les courants de base de ceux-ci, évitant ainsi la destruction de celles-ci par application de Di/dt trop importants!
D9-D11 assurent la protection contre les surtensions inverses.

Cette partie fonctionne en commutation pure, donc rien à modifier au niveau structurel. Le montage est très bien conçu!

Sauf peut-être en fonctionnement continu en dehors de sa plage de fonctionnement initiale à puissance élevée, on pourrait peut-être envisager le remplacement des petits radiateurs par des plus gros, avec une CTN collée sur chacun d'eux.


fleche_bleue_tournante_Haut