para computadores ( PC )
Manuteção de fontes chaveadas
* 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.
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 não danificar os diodos, os capacitores ou a chave, que iria deteriorar os contatos em pouco tempo devido ao faiscamento.
| Contra maiores danos | esses varistores ficam envolvidos em um pedaço de luva termo-encolhivel. |
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.
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.
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.
- 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.
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.
- 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.
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
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..
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
Existem algumas variações.
| Como por exemplo o uso de um FET ao invés de um transistor bipolar no lado primário |
O capacitor C19 é o maior causador de defeitos na fonte stand - by, pois ele é continuamente subme- tido a ripple, tendo a sua vida útil reduzida. A medida que ele seca, a capacidade dele de reter carga diminui, consequentemente reduzindo a tensão sobre ele e fazendo com que a oscilação do transistor Q12 aumente, aumentando também as tensões nas saídas da fonte stand - by, o que em longo prazo causa vários defeitos, como a explosão dos capacitores C23 e C21, queima do integrado, queima dos resistores R13, R14 e R15, queima dos transistores Q3 e Q4, e por fim a queima do próprio transistor da fonte stand-by, que causa a queima do fusível, ou de um resistor de 4,7ohms/2 watts que existe em série com o primário do transformador em algumas fontes. Devido a isso, muitas fontes novas pifam antes de completar um ano de uso, algumas não durando nem seis meses. Os que me conhecem, seja virtualmente ou pessoalmente, já sabem o que vou dizer nesse momento : A melhor solução possível para essa imperfeição no projeto é a substituição do capacitor C19 por um capacitor de tântalo de 10 uf / 25 volts. Pelo fato do capacitor de tântalo ser quimicamente mais estável que o eletrolítico e não usar eletrólito liquido, a vida útil dele é praticamente infinita. Quanto ao valor, recomendo o 10uf /25V por ser o mais facilmente encontrado no comércio, mas se o transistor chaveador dessa fonte for bipolar, pode ser usado um de 10 uF / 16v. Quem tiver capacitores de tântalo diversos em sucata também pode usá-los, guardando apenas com a ressalva de que a capacitância mínima recomendada é 4,7uF, e a tensão mínima é 16 volts para uma fonte com transistor bipolar, e 25 volts para um circuito com FET. Existem algumas fontes que possuem um circuito de feedback com optoacoplador, e não sofrem desse problema. Algumas também usam um circuito chaveador mais elaborado ao invés do transistor, como por exemplo o integrado TOP210.
- Não liga - Resistor de partida aberto, transistor chaveador queimado, primário do trafinho aberto ( raro, mas acontece), etc. REGULADOR DE 3.3 VOLTS
Existem basicamente três métodos para se ter uma saída de 3.3 volts numa fonte ATX, cada qual com suas vantagens e desvantagens. O método mais comum é o uso de um regulador linear alimentado pela saída de 5 volts, geralmente usando um FET de potencia (tipo o IRFZ48, ou o MTP60N03). A tensão no gate do FET é controlada por um TL431 ou equivalente, cuja entrada é ligada através de um divisor resistivo na saída de 3.3 volts, onde também é ligado o source do FET. Esse tipo de circuito tem a vantagem de ser simples e conseguir uma boa regulação da tensão, e como desvantagem temos a
| quantidade de calor gerada, visto que uma parte da energia é " perdida " no FET, que a converte em calor O FET consegue mantê-lo a uma temperatura aceitável Se o FET entrar em curto, o sintoma mais comum é a fonte saída, proteção essa existente na maioria das fontes. |
| Um FET queimado pode ser substituído pelo IRFZ44 ou algum preso no mesmo dissipador que os retificadores das saídas de maior corrente, onde o fluxo de ar da ventoinha simplesmente desligar assim que for ligada, devido ao acionamento de uma proteção contra sobretensão nessa outro de características semelhantes. |
| com o sinal vindo de um amplificador de erro que monitora a tensão na saída. É um circuito encontrado bastante |
- Liga e desliga - regulador em curto, fazendo que a tensão suba demais e a proteção desligue a fonte. - Computador não inicializa - Regulador inoperante, fazendo que a tensão nessa saída seja nula.
Algumas fontes - sejam elas AT ou ATX - possuem um circuito que controla e velocidade da ventoinha, e traz como vantagem a redução do ruído da ventoinha, visto que ela vai girar com a velocidade ape- nas necessária para manter a fonte numa temperatura aceitável, acelerando quando for necessário.
Como podemos ver, o variação da resistência do termistor conforme a temperatura vai variar a polarização na base do primeiro transistor, quevaria a tensão na base do segun- do e consequentemente a tensão que chega à ventoinha varia junto, variando a velocidade dela. Algumas fontes mais elaboradas, possuem um sensor de corrente para a ventoinha que desligam a fonte no caso dela travar. Algumas fontes também desligam se a temperatura subir demais. Geralmente esse termistor é preso no mesmo dissipador dos retificadores, que é o que mais esquenta quando a fonte é funciona com carga.
Alem das já conhecidas fontes AT e ATX, existem outros tipos de fontes, sendo a maioria delas usadas em micros específicos. Alguns exemplos são:
ATX12V
Também conhecida como fonte para Pentium IV, é uma fonte ATX comum, apenas tem um conector de 4 pinos que é uma saída de 12 volts adicional, que a placa mãe usa para alimentar os reguladores de tensão do processador.
IBM (com 4 conectores de 6 pinos)
Essa fonte, usada em vários micros IBM, sendo os mais conhecidos os Pentiuns da linha Aptiva e 300GL, é uma fonte AT modificada, que possui dois conectores comuns iguais aos da fonte AT e dois conectores adicionais que fornecem 3.3 volts para a placa mãe e placa árvore ( onde ficam os slots ). Alem disso, o liga - desliga é controlado por um conector auxiliar de 3 pinos ligado na placa mãe, que possui um terra, a saída +5V stand-by (sempre ativa), e o pino PS-ON, que quando é aterrado faz a fonte ligar.
Compaq ( anteriores ao padrão ATX )
Algumas fontes dessa linha possuem a particularidade de não terem um regulador de 3.3 volts, mas sim de 3.4 ou 3.5, devido ao fato de alguns processadores Pentium funcionarem com essas tensões. Elas também possuem um retorno de terra e da saída de 3.x volts (geralmente fios branco e roxo), para uma melhor regulagem dessa tensão. Se ela for ligada com esses fios desligados, a falta de feedback faz a tensão subir demais e a proteção contra sobretensão desliga a fonte, por isso a maioria absoluta das fontes Compaq não liga fora do gabinete, apenas tenta partir e desliga.
ATX Dell e Compaq
As fontes ATX usadas em alguns micros dessas marcas possuem um conector ATX e um conector de 6 pinos igual ao das fontes AT, que também é ligado na placa mãe. A pinagem do conector ATX é total- mente diferente do padrão e não possui nenhum pino de 3.3 volts, tensão essa que é fornecida pelo conector auxiliar de 6 pinos. Algumas fontes desse tipo não possuem a saída de -5 volts.
Conectores de alimentação AT P-8 P-9
1PG 2+5 3+12 4-12 5GND 6GND 1GND 3 - 5 4 +5 5 +5 6 +5 2 GND
Conector AXT padrão
6+5 7GND 8 PG
95VSB 10+12 1 3.3 12 -12
13GND 14 PS-ON 15GND 16 GND
5 GND
17GND 18 - 5 19 +5 20 +5
Conector AXT padrão DELL
1+5 GND 3 +5 4 GND
65VSB 7+12 8 -12
| 9GND 10GND | 1 |
5 PG
17+5 18 +5 19 NC 20 +5
3.3V Auxiliar ( diversas fontes usam )
+12V Auxiliar ( para fontes pentiun I V )
Essas são as cores de fios mais comuns de cada saída da fonte:
+5V - Vermelho +12V - Amarelo, raramente laranja
+3.3V - Laranja, as vezes marrom -12V - Azul
-5V - Branco +5VSB - Roxo PG - Laranja nas fontes AT, cinza nas fontes ATX PS-ON - verde, eventualmente cinza
Texto retirado do site - http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAKbMAI/conserto-fonte
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