Kapcsolóüzemű tápegységek működési elve:

(és gyakori hibái Made In China)

 

Tekintettel rá, hogy az elektronikát tanult emberek is sokszor néznek, mint borjú az újkapura, amikor szóba kerül a

Kapcsoló-üzemű tápegység; írom le a fő működési elveket.

(Nem akarom senkinek „osztani az észt”, de legfeljebb „ismétlés a tudás anyja” alapon lefordítom köznyelvre az alapelveket…)

Néhány gyakori kérdés:

·        Miért használják?

-         Azért, mert jóval kisebb helyen elfér, mint egy hagyományos transzformátoros tápegység

-         Azért, mert jó a hatásfoka (egy trafó egyenirányítóval, puffer-kondival és stabilizátorral sokkal rosszabb hatásfokú)

-         Azért, mert nagyobb teljesítménynél (kb. 20W felett) sokkal olcsóbb, mint maga a transzformátor

-         Stb.

·        Hogyan lehet ilyen kis méretű a teljesítményhez képest?

-         Mivel a transzformátor képletében szerepel a frekvencia is, (minél nagyobb a frekvencia, annál kisebb vasmag keresztmetszet szükséges)

ezért ez változtatjuk a megfelelő értékűre (20-50kHz ).

A sima transzformátor vas nem alkalmas 100-200Hz-nél nagyobb frekvenciák átvitelére, ezért ferrit vasmagot használnak.

A ferrit porkohászati úton előállított termék. A lényege, hogy elemi szemcsékből áll, ezért nem tud benne kialakulni örvényáram, és

Sokkal gyorsabban képes átmágneseződni (akár több, mint 100 000-szer is másodpercenként).

A működés a következő:

A hálózati feszültséget egyenirányítják, majd pufferelik (kondenzátorban tárolják / ”simítják”).

Ezt az egyenfeszültséget (230V x 1, 41 = 324V)megszaggatják egy tranzisztor segítségével kb 30kHz-el, majd ezt vezetik

az impulzusüzemű transzformátorra. A transzformátor szekunder tekercséről jövő feszültséget egyenirányítják (csak gyors kapcsolású / Schottky

dióda használható), majd szűrik és pufferelik. A kimenő feszültség rámegy a szabályozó elektronikára (általában egy TL494-es impulzus-szélesség szab. IC a lelke),

ami folyamatosan változtatja az impulzusok kitöltési tényezőjét. (Minél nagyobb teljesítménnyel terheljük, annál szélesebb impulzusok kerülnek a transzformátorra).

A következő rajzon látható tápnak van egy külön készenléti része is, ami szintén kapcsoló üzemű.

 

A rajzon egy tisztességesen megépített ATX -es számítógép tápegység kapcsolási rajza látható (zavarszűrővel, kimeneti szűrővel, túlfeszültség védelemmel).

Vegyük észre, hogy az összes számítógép táp az 5Voltos feszültséghez szabályoz. (ha leterheljük az 5 Voltos részt, feljebb megy pl. a 12Voltos).

Sajnos manapság az olcsó tömegáruk világában nagyon silány minőségű számítógép tápegységeket gyártanak.

Néhány tipp, amiről felismerhetjük a gagyi számítógép tápokat:

-         A 230Voltos betápnál hiányzik a zavarszűrő és a túlfeszültség levezetők (C1,R1,Z1,C4,C2,C3,T1,T5,T,Z2).

-         Kihagyják a kimeneti szűrő tekercseket (L1,L2,L3,L4,L6 ez lerontja a hatásfokot és rongálja a puffer-kondenzátorokat, illetve a Schottky diódákat a kimeneten).

-         Túl kis kapacitású pufferkondenzátorok a kimeneten (2-3 év alatt felpúposodnak - az előző ok miatt is!)

-         Kihagyják a bemenetről az NTK-t (NTCR1)

-         Túl kicsi teljesítményű Schottky diódákat tesznek be a kimenetre. Ha zárlatos lesz, kinyírja az utána lévő puffer-kondenzátort. Ha ez pont a szabályozott 5V-nál fordul elő, akkor megszalad a tápegység és MINDEN tönkremegy benne a rákötött számítógépet is beleértve. (TL494, Q1,Q2,C30,C26,C27,C29,C28,STB…)

-         A feszültség visszacsatolásról egy optocsatoló, vagy egy kis méretű transzformátor gondoskodik. Ha ez a kör megszakad, akkor szintén elszáll a tápegység.

A 230Voltos bemeneti rész elhagyása azért is veszélyes, mert bekapcsolásnál a két hálózati puffer kondenzátor ki van sütve, így az előttük lévő diódákon hirtelen áramlökés lesz

(bekapcsolási áram). Ha az egyenirányító híd zárlatos lesz, akkor a puffer kondik felrobbanhatnak (az utána lévő tranzisztorok veszélybe kerülnek).

 

Ha a számítógépünk gyakran lefagy érdemes a tápegységet is megvizsgálni. Ha bármelyik kondenzátor teteje púpos, akkor az a túlmelegedés jele. Az ilyen kondenzátor bármelyik pillanatban átfüstölöghet a túlvilágra, ezért az ilyet azonnal cserélni kell (az alaplapokon is gyakran előforduló hiba!).

 

A transzformátorral sorosan van kapcsolva egy kondenzátor (C7, ami 1uF-os és 250V váltóra való.Ennek az a szerepe, hogy leválassza a transzformátorra jutó egyenáramú részeket;

Ezen kívül Q1, vagy Q2 zárlata esetén sem jutna rá a trafóra az egyenirányított 230V !) Ez a nagy igénybevétel miatt melegszik és egy idő után annyira kiszárad, hogy a kapacitás csökkenés miatt a tápegység nem tudja leadni a névleges teljesítményét. Ilyen esetben a kimeneti feszültségek instabillá válnak.

 

Mivel egy gagyibb számítógép tápot csak 2-3 év használatra terveznek (vagy a kimeneti puffer kondenzátorokat az olcsóbbik fajtából 1-10 ezer üzemórára), ezért ha sokáig szeretnénk

Használni kénytelenek vagyunk 2 évente kicserélni a halálra ítélt alkatrészeket. A bemeneti szűrő hiányában jó ha az első nagyobb közeli villámlást túléli a táp, ezért amikor nem használjuk

A számítógépet húzzuk is ki a konnektorból, így nem fog fölöslegesen használódni. (Ment már úgy tönkre számítógép, hogy be sem volt kapcsolva, csak be volt dugva…)

 

 

 

 

 

Sarok Adrián 2006.