Министерство Образования и науки Республики Казахстан
Южно-Казахстанский политехнический колледж
Специальность: 3703 "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети"
Расчетно-пояснительная записка
Учащийся: Ниязметов.
Группа: 472
Руководитель курсового
проектирования: Элиадзе Ю.А.
2010 г.
Содержание
Введение
1. Общие требования к источникам питания мониторов
2. Особенности построения источников питания мониторов
3. Коррекция коэффициента мощности
4. Элементная база, используемая в источниках питания
5. Методика ремонта типового источника питания
6. Источники питания на микросхемах КА3842, STR17006, STR81145
6.1 Источник питания мониторов SAMSUNG CST7677L/CST7687L
6.1.1 Общие сведения
6.1.2 Сетевой выпрямитель
6.1.3 Цепи запуска и синхронизации
6.1.4 Цепи стабилизации и защиты
6.1.5 Выпрямители импульсного напряжения
7. Типовые неисправности источника питания мониторов SAMSUNG CST7677L/CST7687L
8. Диагностика и ремонт, особенности ремонта ИБП
8.1 Ключевые моменты, которые необходимо учитывать при поиске неисправностей ИБП
9. Элементная база ИБП и способы ее диагностики. Резисторы
9.1 Конденсаторы
9.2 Трансформаторы и дроссели
9.3 Диоды
9.4 Транзисторы
9.5 Интегральные стабилизаторы
Заключение
Литература
Наибольшее распространение в схемотехнике источников питания мониторов получил импульсный источник питания, содержащий стабилизатор напряжения, регулирующий элемент которого работает в ключевом режиме.
Использование этого режима позволяет значительно улучшить ряд показателей формирователей питающих напряжений.
Так, импульсный источник питания, по сравнению с линейным, обладает высоким коэффициентом полезного действия (0,7...0,8), меньшей рассеиваемой мощностью выходного транзистора, а, следовательно, и облегченным тепловым режимом всего монитора в целом, малыми размерами импульсного трансформатора и сглаживающего фильтра.
К достоинствам импульсных источников питания относится и возможность групповой стабилизации одновременно нескольких источников питания, а также способность работы в широких пределах изменения сетевого напряжения (от 100 до 260 В).
Недостатками импульсных источников питания считают: высокий уровень радиопомех при функционировании и отсутствие гальванической развязки от сети переменного тока.
Высокий уровень радиопомех при функционировании, отсутствие гальванической развязки от сети переменного тока и другие недостатки заставляют разработчиков радиоэлектронной аппаратуры принимать специальные меры по обеспечению целого ряда требований (по электромагнитному излучению, энергосбережению, электрической и пожарной безопасности и др.) по безопасной эксплуатации и ремонту мониторов.
Эффективность принимаемых мер регламентируется стандартами и оценивается соответствующими организациями, присваивающих сертификаты по направлениям.
Стандарты и организации, требованиями которых руководствуются при конструировании источников питания мониторов, приведены ниже.
ENERGY STAR EPA - простой стандарт американского ведомства по охране окружающей среды, который предписывает потребление мощности неработающим монитором максимум в 30 Вт.
VESA (Video Electronics Standards Association) - не заинтересованная организация, содействующая улучшению графических стандартов с выгодой для конечного пользователя.
DPMS (Display Power Management Signaling) - стандарт, предложенный VESA для продления срока службы монитора путем снижения потребляемой мощности монитора в то время, когда он не используется.
Видеографический адаптер, поддерживающий DPMS, использует строчный и кадровый синхроимпульсы для управления режимами работы монитора.
Благодаря этому, возможно реализовать 4 режима работы: основной или рабочий (NORMAL), готовность (STANDBY), ожидание (SUSPEND) и выключено (OFF).
В зависимости от настройки временных установок компьютера и не использовании компьютера монитор переводится в один из указанных режимов. Они различаются потребляемой мощностью от сети и временем возврата монитора в рабочее состояние (табл.1).
Таблица 1. Основные характеристики энергосберегающих режимов
| Режим | Мощность, Вт | Время восстановления, с | Потребители питания |
| Рабочий (NORMAL) | < 100 | 0 | Все включено и полностью работает |
| Готовность (STANDBY | < 100 | 0 | ЭЛТ включена, источник питания включен (режим сохранения экрана) |
| Ожидание (SUSPEND) | < 7,0 | 2 | ЭЛТ выключена, источник питания выключен |
| Выключен (POWER OFF) | <2,5 | 20 | Включены вспомогатель ные цепи монитора |
NUTEK (The National Board for Industrial and Technical Development in Sweden) - шведский совет по промышленному и техническому развитию требует точно определенной трехступенчатой процедуры энергосбережения. В соответствии с требованиями NUTEK потребление энергии неработающим монитором не должно превышать 8 Вт, в режиме STANDBY 30 Вт, выключено (POWER OFF) - 15 Вт.
MPR-II - простейшая из норм шведского Совета по измерительной технике и испытаниям, ограничивает максимальный уровень электрических и магнитных полей.
TUV - организация в Германии TUV, по договору с изготовителем проводит экспертизу технической, электрической и пожарной безопасности, а также испытания на соответствие нормам MPR-II и некоторым ISO-стандартам.
TCO (Tjanstemannes Central Organization) - шведский профсоюз служащих.
Его целью является ежегодная разработка и внедрение обновленных стандартов безопасности на рабочих местах, связанных с электронной обработкой данных.
Хотя ТСО и не является международным стандартом, тем не менее его придерживаются почти все производители электронного оборудования.
Стандарт распространяется на четыре области: эргономику, потребление энергии, излучение, экологию.
В эргономике устанавливают требования к яркости и контрастности изображения, ограничению мерцания, минимизации отражения света.
Так, в соответствии с ТСО-99, частота повторения кадров должна быть не менее 85 Гц (ТСО-95: 75 Гц), распределение яркости 1,5: 1 (ТСО-95: 1,7:
1), свечение экрана по всему изображению 100 кд/кв. м.
Требования энергопотребления: 15 Вт в режиме ожидания (STANDBAY), (ТСО-95: 30 Вт); 3 Вт в режиме выключения (OFF), (ТСО-95: 5 Вт), максимальное время возвращения устройства из режима STANDBAY в рабочий режим ограничено 3 с.
Электромагнитное излучение: при измерении на расстоянии 30 см в полосе частот 5 Гц...2 кГц напряженность переменного электрического поля должна быть не более 10 В/м, индукция переменного магнитного поля не более 200 нТл; в полосе частот 2...400 кГц напряженность не более 1 В/м, индукция - не более 25 нТл.
Экология. В процессе изготовления запрещено использование летучих углеводородов и других веществ, наносящих вред озоновому слою, а также растворителей, содержащих хлор, следует избегать использования тяжелых металлов.
Корпуса мониторов не должны содержать вещества, имеющие в своем составе хлор или бром, при горении которых могут выделяться оксины или фураны, пластмассовые детали массой более 5 г должны иметь ассортиментный код и т.д.
CENELEC - европейская организация по стандартизации в электротехнике (European Committee for Electrotechnical Standardization).
Организация отвечает за стандарты по безопасности и электромагнитному излучению электрического оборудования в ЕЭС.
IEC555 - стандарт Международной электротехнической комиссии (МЭК), устанавливает максимальную величину гармонических искажений, которые компьютерное оборудование может вносить в потребительскую сеть переменного тока. Источники питания мониторов, удовлетворяющие IEC555, обладают коэффициентом мощности, близким к единице.
EN61000-3-2 - стандарт, предназначенный для разработчиков источников питания с коррекцией коэффициента мощности, устанавливает пределы интенсивности гармонических составляющих потребляемого тока со второй по сороковую гармоники, распространяется на устройства с потребляемой мощностью, превышающей 75 Вт.
Как отмечалось, в мониторах применяются импульсные источники питания, выходные напряжения которых получаются путем выпрямления сетевого напряжения, преобразования его в напряжение повышенной частоты, трансформации, выпрямления и последующей фильтрации.
Существуют две основные схемы исполнения этих источников: блокинг-генератор и внешний маломощный генератор, управляющий однотактным преобразователем с обратным включением выпрямительного диода (обратно относительно напряжения выходной цепи), который в литературе чаще называют обратноходовым (FLYBACK).
С целью поддержания выходных напряжений постоянной величине, в схемах источников питания производится модуляция управляющих импульсов регулирующим элементом. Если при регулировании изменяется как частота, так и длительность импульсов (коэффициент заполнения к=т/Т, здесь т - длительность импульса, а Т - период повторения импульсов), то реализован принцип частотно-импульсной модуляции ЧИМ (VFM - Variable. Frequency Modulation).
При изменении только лишь длительности импульсов управления говорят, что осуществляется так называемая широтно-импульсная модуляция ШИМ (PWM - Pulse Width Modulation).
В схеме с блокинг-генератором чаше всего реализовано частотно-импульсное регулирование, в схеме же обратноходового преобразователя с внешним возбуждением выполняется широтно-импульсное регулирование.
Упрощенная схема автоколебательного блокинг-генератора в обратноходовом преобразователе приведена на рис.1. а.