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para computadores ( PC )

Manuteção de fontes chaveadas

* Análize de circuitos * Dicas de defeitos

* Esquemas elétricos

* Pinagem dos conectores

* Substituição de peças

Há alguns anos atrás, - na época do XT - o conserto de fontes de micro fazia parte da rotina de qualquer técnico em informática. Com a chegada do 286 e a redução de tamanho e custo (e qualidade) das fontes, a troca passou a ser comum, e raramente se consertava elas. Assim foi durante um bom tempo, até os dias atuais. Mas, hoje em dia a disparada do valor do dólar fez com que o custo das fontes - a maioria importada dos países asiáticos - subisse igualmente, o que faz com que o conserto das fontes pifadas se torne mais lucrativo que a troca. Muito dos que estão lendo esse texto agora provavelmente tem guardada em algum lugar uma pilha de fontes pifadas, e a esperança de algum dia poder consertá-las e evitar a compra de fontes novas. O objetivo desse artigo é ajudar aqueles que querem consertar essas fontes, mas não tem a mínima idéia de por onde começar.

Antes de mexer nas fontes, seria interessante você possuir aquela ferramenta importantíssima para qualquer técnico que trabalha com coisas que se liga na tomada: a lâmpada serie. A construção dela é simples, barata e economizará muitos fusíveis, semicondutores, sem falar nos estouros e fumacinhas. Para ter uma lâmpada serie na bancada, simplesmente acrescente uma tomada universal com uma lâmpada incandescente em série com o fio fase. Neutro e terra são ligados normalmente na rede.

Tudo bem, eu sei que o interesse maior é consertar fontes ATX, por serem as mais usadas atualmente, e também as que mais pifam, mas antes de partir para as ATX vamos conhecer uma fonte AT. O circuito delas se parece bastante, por isso o conhecimento do circuito da fonte AT facilitará o entendimento das ATX, que em sua maioria usam o mesmo circuito, com a adição de uma fonte stand-by e um regulador de 3.3 volts.

Esse é o esquema de uma fonte AT das mais simples.

A partir de agora,vamos estudar cada estágio da fonte, citando os possíveis defeitos ao longo do texto, recomendamos que você pesquise na internet e consiga esquemas bem legíveis para estudar mais a fundo.

Essa é a parte da entrada da fonte. A maioria das fontes são exatamente igual nessa parte, e em alguns casos não há o filtro de linha com bobinas e capacitores na entrada. Como podemos ver, depois do fusível há um termistor. Esse termistor é um NTC, que diminui a resistência conforme a temperatura aumenta.

A utilidade dele nesse circuito é amenizar o pico de corrente no momento em que se liga a fonte, para nãodanificar os diodos, os capacitores ou a chave, que iria deteriorar os contatos em pouco tempo devido ao faiscamento.

contra maiores danosGeralmente esses varis- tores ficam envolvidos em um pedaço de luva termo-encolhivel.

Após o termistor, há um filtro formado pelos componentes T1, C1, C2, C3 e C4, que tem por função evitar que o ruído gerado pelo chaveamento da fonte não seja propagado pela rede elétrica. Além disso, o filtro desvia para a terra os eventuais picos de tensão vindos da rede, por isso é importante sempre instalar o fio terra, ou na pior das hipóteses, ligálo ao neutro da rede. S1 é a chave seletora 110/220 volts. Na posição 220 ela fica aberta e não tem nenhuma função no circuito. A tensão da rede será retificada e carregará os dois capacitores em serie com cerca de 150 a 170 volts cada um, conforme a rede. Com a chave na posição 110, o retificador passará a funcionar como um dobrador de tensão, fazendo com que igualmente cada capacitor se carregue com 150 a 170 volts, numa rede de 110 volts. Algumas fontes têm um circuito de comutação automática com relé. Algumas fontes possuem em paralelo com os capacitores eletrolíticos, (C5 e C6) um par de varistores, que entram em curto caso a fonte receba uma tensão acima do suportado, causando a queima do fusível e protegendo o resto do circuito DEFEITOS RELACIONADOS

O estágio de entrada da fonte não costuma apresentar muitos defeitos, por ser um circuito bastan- te simples. Entre os defeitos relacionados à entrada, podemos citar: - Não liga, fusível queima quando é trocado: Ponte retificadora em curto, capacitores do filtro de linha em curto, varistores em curto. Também pode ser causado por curto no circuito chaveador. - Não liga, fusível queimado, mas não torna a queimar se for trocado: Termistor aberto, ou ponte retificadora aberta.

- Não consegue manter as tensões na saída estabilizadas: Capacitores do dobrador de tensão secos.

Aqui temos a área da fonte onde acontece boa parte dos defeitos, sejam eles defeitos visíveis como a explosão dos transistores, ou invisíveis, como a abertura dos resistores de partida. Essa topologia de conversor com dois transistores usada na maioria das fontes é conhecida como "forward em meia ponte". Veja imagem ao lado>> O enrolamento que aparece no lado direito do desenho é o primário do transformador principal, e T2 o transformador de acoplamento. Reparando-se na ligação do T2, notamos que o pino 6 dele é ligado em serie com o primário do transformador principal, topologia essa que forma um circuito auto-oscilante. Esse circuito oscila por conta própria até que a tensão no secundário seja suficiente para alimentar o circuito de controle e ele passe a controlar o chaveamento dos transistores através do transformador T2.

R3 e R6 são os resistores comumente chamados de resistores de partida. Eles servem para aplicar uma corrente mínima na base dos transistores, para que eles possam iniciar a oscilação. O valor mais comum para eles é 330K. Q1 e Q2 são os transistores do circuito chaveador. Existem vários transistores usados para essa função, sendo os mais comuns: MJE13007, MJE13009, 2SC4242, NT407F, 2SC2335, 2SC3039, 2SC4106 e 2N6740. Eles chaveiam alternadamente, numa freqüência de cerca de 60 a 70 kilohertz.

Como eu disse antes, essa é a área da fonte onde acontece boa parte dos defeitos, e no caso das AT, a maioria dos defeitos. São eles: - Fonte queimando fusível: Transistores em curto ou com fuga. Na maioria dos casos de queima dos transistores, os resistores e diodos ligados nas suas bases também queimam. - Não liga, tem tensão nos capacitores do dobrador e os transistores estão bons: Resistores de partida abertos.

- Às vezes liga, às vezes não: Um dos resistores aberto.

- Aquecimento excessivo dos transistores: Capacitores de acoplamento (C7 e C8) secos. Mais provável de acontecer em fontes muito velhas.

Aqui temos a parte da saída da fonte, onde raramente aparecem defeitos, salvo nos casos de travamento da ventoinha. Veja imagem ao lado >> No lado esquerdo do desenho, temos os enrolamentos secundários do transformador principal. Após ele, existem os diodos retificadores das saídas de +5 e +12 volts(esses diodos ficam no dissipador ), e alguns diodos menores que retificam a tensão das saídas negativas. A tensão pulsante que sai do transformador é maior que a tensão das respectivas saídas. Os pulsos nas saídas dos retifica- dores de 5 volts têm uma amplitude media de 10 a 14 volts, e os das saídas de 12 volts variam entre 24 e 28 volts. Aplicando essa tensão de forma pulsada na bobina L1 e controlando a largura dos pulsos, temos a regulação da tensão na saída. L1 é a bobina toroidal que fica depois do dissipador dos diodos. Na verdade são varias bobinas enroladas no mes- mo núcleo. Ela serve para armazenar a energia que o transformador manda pulsadamente e entregá-la para os capacitores. A razão de serem todas enrola- das sobre o mesmo núcleo é manter a uniformidade das tensões nas saídas, independentemente da corren- te que está sendo exigida de cada uma delas. Se essa bobina queimar, é preferível reaproveitar os semicondu- tores da fonte e jogar o resto fora, pois os capacitores com certeza também estarão imprestáveis devido a sobre-tensão que sofreram.

Além disso, é bastante difícil achar uma bobina com as mesmas características da original, e se a bobina substituída tiver alguma diferença nas relações de espiras, as tensões na saída ficarão desiguais, podendo, por exemplo, a saída de 12 volts ficarem com 16 volts. É raro os diodos entrarem em curto; geralmente isso só acontece quando eles não tem um bom contato térmico com o dissipador, ou a fonte é submetida a curto. Os resistores e capacitores cerâmicos ligados nos diodos servem para suavizar a comutação deles, diminuindo assim o stress da junção e aumentando a vida útil deles. Os resistores em paralelo com as saídas servem para fazer um mínimo de carga na saída da fonte, para ela poder funcionar mesmo quando ligada fora da CPU. Também ajudam as tensões das saídas de menor corrente a não subirem demais, pois a corrente exigida delas é inconstante e sempre baixa.

- Fonte emite um "tic", mas não liga: Algum dos diodos em curto. - Funcionamento instável e tensões altas nas saídas: Bobina toroidal em curto.

- Uma das saídas com tensão anormalmente baixa: Capacitores dessa saída secos.

Esse circuito não chega a ser considerado um bloco, mas é interessante falar nele devido aos defeitos que nele aconte- cem envolvendo esses poucos componentes.A alimentação do circuito de controle é retirada do retificador da saída de 12 volts ( D23 ) nas fontes AT, e da fonte stand - by nas fontes ATX. Como ele é ligado antes da bobina toroidal, no mo - mento que a fonte for ligada e o circuito auto - oscilante do primário começar a funcionar, a tensão nele chegará a um valor suficiente para fazer o circuito de controle começar a funcionar bem antes que as tensões nas saídas cheguem aos seus valores nominais.

Os únicos componentes que costumam apresentar defeitos nessa área são os capacitores, e mais raramente o resistor, que pode abrir caso o integrado do circuito de controle entre em curto. Em todos os casos, a alimentação do circuito de controle fica prejudicada, podendo causar vários defeitos diferentes: - Não liga e fica emitindo um ruído.

- Funciona fora do gabinete, mas ao conectar na CPU não consegue partir.

- Liga, mas a CPU não inicializa: Nesse caso, isso acontece porque as tensões nas saídas estão abaixo do normal e / ou o sinal de "power good" está ausente. - Tensões baixas na saída, emissão de ruído e superaquecimento dos transistores.

Aqui temos a parte mais com- plexa da fonte e felizmente,com menor incidência de defeitos. Veja imagem ao lado >> Esse circuito controla o chavea- mento dos transistores do lado primário através do transforma- dor de acoplamento T2,e geral- mente se baseia na tensão da saída de +5 volts, para regular todas as saídas. O integrado usado na maioria absoluta das fontes é o TL494, que tem vários"clones" de outros fabricantes, incluindo alguns com nomes bem diferentes, por exemplo: Ka7500 ( Fairchild e outros ), IRM302 ( Sharp ) e M5TP494N ( Mitsubishi ). Ele é alimentado pelo pino 12.

Os pulsos de controle saem dos pinos 8 e 1, que são os coletores de dois transistores que ele possui internamente, e os emissores são os pinos 9 e 10.

Aqui temos o diagrama interno do TL494

Os transistores que controlam o chavea- mento através do trafinho são Q3e Q4. Na maioria das fontes se usa o 2SC945, e mais raramente o 2SC1815. Ele pode e “deve” ser substituído diretamen-te pelo BC639,encon- trado mais facilmente nas lojas,e geralmen- te são mais barato. Algumas fontes de alimentação chave - ada usam um outro transistor comum o 2N2222.

O 2N2222, que tem a pinagem diferente, e pode ser substituído pelo BC337, invertendo - se a posição dele em relação ao original. Eles podem queimar quando os transistores do primário queimam. Mesmo uma pequena fuga neles impede a fonte de partir. Geralmente as tensões de referência e controle são aplicadas nos pinos 1 e 2 do integrado. Os pinos 15 e 16 nem sempre são usados, e quando são usados costumam ser ligados a circuitos de proteção,como sensores de corrente ou comparadores de sobretensão. O pino 4 é a entrada de um comparador que serve para limitar o ciclo ativo. Quanto maior a tensão nele, menor será a largura dos pulsos na saída. Nas fontes ATX esse pino é bastante usado para controlar o liga/desliga da fonte, pois quando a tensão no pino 4 chega a cerca de 4 volts os pulsos na saída do integrado cessam, desligando a fonte. Os pinos 5 e 6 são do oscilador interno, e pelos valores do resistor e do capacitor ligado a eles se define a freqüência de oscilação da fonte, geralmente cerca de 60.70 kilohertz. O pino 14 é a saída de um regulador interno de 5 volts. Se houver a tensão normal no pino 12 e o pino 14 estiver com 0 volts, muito provavelmente o integrado está com defeito.

- Transistores do lado primário queimados, foram substituídos mas a fonte continua não funcionando: Transistores Q3 e Q4 ou algum dos diodos com fuga.

- Fonte não liga, ou fica com as tensões muito baixas nas saídas: Integrado com defeito, ou resistor R15 ( geralmente de 1K5 / 1W ) aberto.

Aqui temos o circuito de power good, encarregado de sinalizar para a placa mãe que as tensões estão dentro da faixa acei- tável e que ela pode inicializar. Nas fontes AT o power good é o fio laranja,e nas ATX geralmente é o cinza. Esse circuito é usado como exemplo é alimentado pela linha de 5 volts e simplesmente inibe o sinal por algum tempo quando se liga a fonte. Existem circuitos mais elaborados, como os que usam o LM339, alguns com o Lm393, e algumas fontes chegam a ter um inte- grado supervisor especial que monitora todas as saídas e des- liga a fonte se alguma delas estiver fora da faixa de tensão aceitável.

- Fonte liga, e a CPU não inicializa, e as tensões estão normais: Ausência do sinal de power good. - CPU não inicializa quando é ligada, mas inicializa após se pressionar o "reset": Sinal de power good sempre ativo, ou acionando antes que as tensões estabilizem.

Esse circuito existe apenas em algumas fontes mais elaboradas, e serve para limitar a largura dos pulsos nos transistores do circuito chaveador, evitando que eles queimem no caso de ser exigida da fonte uma corrente maior do que ela pode fornecer.

No canto direito superior do desenho, temos o transformador T3, que tem o primário ligado em série com o enrolamento primário do transformador principal.

O sinal no secundário dele é retificado, filtrado, passa por alguns resistores e é aplicado no pino 15 do TL494, que como já vimos é a entrada de um dos comparadores dele, que nesse caso é usado para a proteção.

Veja a seguir o diagrama do sensor de corrente

A SEGUIR ESTUDAREMOS AS FONTES ATX: 7

Com a chegada dos últimos processadores da família 486 e do barramento PCI, apareceu também a tensão de 3.3 volts, que mais tarde viraria um padrão de mercado para a alimentação das memórias e do barramento do processador, a tensão conhecida como " VIO ". No começo, essa tensão era gerada na placa mãe, por um regulador linear, a partir dos 5 volts da fonte. Com a chegada dos processadores “Pentium” alimentados com 3.3 volts, surgiu a necessidade de um regulador com maior capacidade de corrente, o que também exigia mais espaço na placa. Alguns fabricantes de micros " de marca ", ( IBM, Compaq, HP e afins ), já haviam achado a solução para esse problema : A própria fonte já tinha uma saída de 3.3 volts, eliminando a necessidade do regulador na placa mãe. Alem disso, muitos desses “micros” tinham o recurso de poderem ser desligados via software, coisa que até então era impensável nos micros padrão AT. Ao mesmo tempo, as placas mãe passaram a ter vários dispositivos integrados nelas, eliminando a necessidade das famosas placas controladoras. Portas seriais, paralelas, entrada de joystick, e em alguns casos até mesmo som e vídeo passaram a fazer parte da placa. Como todo costume vira lei, essa tendência virou o que hoje é conhecido como padrão ATX. Conectores próximos e agrupados, possibilidade de se ligar e desligar o computador via software, e uma nova fonte, com apenas um conector encaixado na placa, para o alivio de todos aqueles que já queimaram uma placa mãe por terem invertido os conectores da fonte. Bem, vamos para o que nos interessa: como funciona uma fonte ATX.

Veja a seguir o diagrama de uma fonte ATX..

Como já analisamos os blocos comuns aos dois tipos de fontes, vamos ver agora os circuitos adicionais que a fonte ATX possui. O controle do liga/desliga da fonte ATX geralmente é feito no pino 4 (dead time control) do TL494. A tensão nesse pino limita a largura dos pulsos na saída à medida que aumenta.

Se esse pino for levado a uma tensão de cerca de 4 volts, o chaveamento é totalmente inibido.

Alguns circuitos mais raros desligam a fonte desligando a alimentação do TL494.

A fonte stand - by é o maior ponto de incidência de dedefeitos em fontes ATX, por várias razões, entre elas o fato de permanecer sempre ligada e ser um cir- cuito delicado, se compa- ra do com a fonte principal. Como podemos ver, ela é basicamente um circuito

auto-oscilante com apenas uma chave ativa, e com a oscilação controlada pela tensão no capacitor C19.

Existem algumas variações.

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