ШИМ SG6105 и его аналоги

Многофункциональная микросхема SG6105

Микросхема SG6105  (SG6105ADZ, SG6105D, SG6105DZ) позиционируется производителями как Power Supply Supervisor + Regulator + PWM [1], но для упрощения восприятия оставим  только три последних символа - PWM (ШИМ), и будем обозначать эту микросхему как ШИМ SG6105.
Аналогами данной многофункциональной микросхемы являются  ATE6105, FSP3529Z,HS8108[2], IW1688, SC6105[3], [8].
Кроме того попала в руки документация на Mt6105 [4] и SD6109 [5]. Так что возможно это не полный перечень совместимых микросхем.
В даташите на микросхему ШИМ SG6105 очень подробно расписаны назначения выводов,  величины входных и выходных  сигналов, приведены временные диаграмы работы, блок-схема и пр. и пр. Однако, как показала практика, есть и особенности у этой микросхемы, или совсем не указанные в документации или указанные не явно, или просто кто-то не знает где (страница, строка) об этом написано.
Ранее мной уже выкладывался материал [12] по этой ШИМ, но есть желание кое что дополнить и исправить.


Встроенные аналоги TL431 (two 431)

Как показал опыт ремонта (и не только мой) [13], [14] так называемые "two 431", "Two shunt regulator for 3.3V and 5V-Standby",  в народе называемые аналогами TL431,  на самом деле не являются таковыми. Давайте сравним некоторые параметры дискретного 431 и его "аналога" из состава  ШИМ SG6105.

Таблица 1.
Дивайс Recommended
Cathode Voltage
(Vka), V
Recommended
Cathode Current
(Ika), mA
Reference Input
Current Range
(Iref), mA
Reference Input
Voltage
(Vref), V
 TL431 36 1~100 0.05~10 2.495
UTC431 36 1~100 0.05~10 2.495
Shunt Regulator
Output at Fb1, Fb2 Pins (Vfb), V
Output Current
 at PG, Fb1, Fb2 Pins (Iout ), mA
Output Sinking Current Capability (Iout-fb), mA Reference Voltage (Vref), V
SG6105 16 30 10 2.5

Хиловатый "аналог" ИМХО. Поэтому и горят они при разгоне источника дежурного питания который в свою очередь происходит из-за изменения параметров электролитических конденсаторов.
Кроме того эти аналоги, в отличии от дискретных 431 являются 4-х выводными элементами (!).

"аналоги" 431 SD6109 дискретный 431
SG6105 SD6109
"Аналог" 431 Programmable  Precision Reference.
Если не подано VCC, в пределах  4.5 to 5.5V, "аналог" не функционирует!. В документации на SD6109 это конкретно указано!
Дискретный (честный) 431 Programmable  Precision Reference

Вот такая недокументированная особенность[14].

Поэтому я и рекомендую в начале ремонта БП ATX на ШИМ SG6105 (и естественно на его аналогах) демонтировать микросхему с платы, заменить ее на дискретный 431 и отладить вначале источник дежурного питания. На платах некоторых блоков производителями даже предусмотрены соответствующие контактные площадки. Если же площадок нет, то устанавливать по схеме на картинке справа. Бывают случаи, когда в источнике дежурного питания используется второй "аналог" - выводы 11 (FB2) и 12 (VREF2) ШИМ. В таком случае устанавливаем 431: 1-й вывод вместо 12 (VREF2), 3-й - вместо 11 (FB2). замена "аналога" на TL431


Экспресс проверка МС ШИМ SG6105D(Z), IW1688 и их аналогов

В предыдущей моей статье по диагностике МС ШИМ SG6105 при измерениях использован довольно редкий, в наше время, прибор - "Ампервольтомметр-испытатель транзисторов ТЛ-4М". В настоящее время доступными для всех желающих ;-) являются цифровые мультиметры: от простейших "карманных" до "профессиональных".

Далее представлена таблица с результатами измерений сопротивлений выводов микросхем ШИМ. Измерения проводились как на новых (не подвергавшихся пайке), так и на бывших в употреблении микросхемах, на всех выводах относительно 15 (общий, он же "-"), с помощью приборов DT9205A и M890F.

Особенность этих мультиметров в наличии у них (я знаю, некоторые люди не смогут это спокойно прочитать..., но тем не менее) предела измерения 200M - 200 000 000 Ohm. Особенность схемотехнического решения данного предела на этих приборах в том, что для получения действительного значения необходимо от результата измерения (показания прибора на пределе 200M) отнимать 0,8 (восемь единиц младшего разряда. В данном случае это во внимание принимать не надо, так как измерения носят оценочный (относительный) характер. При измерении использовался также предел 200k.

Таблица 2.
МС 6105(1) 6105(2) 1688 Режим  ШИМ
Вариант I II II SB Работа Работа (щуп)
Вывод Назначение

1 2 3 4 5 6 7 8
1 PSON 1,4±0,1M 127,5-155k 127,5-155k 4,22 0,27 0,25
2 V33 3,3÷4,2M 4,2-5,1M 4,2-5,1M 0 3,37 3,33
3 V5 12,5÷31,5M 56,5-61,4M 56,5-61,4M 0 5,04 4,97
4 OPP 1,7÷1,9M 1,0-1,1M 1,0-1,1M 0,13 0,84 0,77
5 UVAC 1,7÷1,9M 1,1M 1,1M 0 0,5 0,51
6 NVP 1,7÷1,9M 1,1M 1,1M 4,8 0,32 -0,05
7 V12 1,3÷1,4M 99,5-123,3k 99,5-123,3k 0,15 11,71 11,54
8 OP2 1,3÷1,4M 97,7-121,7k 97,7-121,7k 2,14 1,63 1,59
9 OP1 1,3÷1,4M 97,7-121,7k 97,7-121,7k 2,14 1,62 1,59
10 PG 1,7÷1,9M 1,0-1,1M 1,0-1,1M 0 2,94 2,9
11 FB2 1,5÷1,9M 2,9÷3,5M 2,9÷3,5M 0 2,56 2,53
12 VREF2 1,7÷1,8M 1,1M 1,1M 0 2,48 2,44
13 VREF1 1,7÷1,8M 1,1M 1,1M 2,48 2,48 2,44
14 FB1 1,7÷2,2M 3,0÷3,6M 3,0÷3,6M 3,9 3,87 3,81
16 COMP 1,6÷1,8M 1,1M 1,1M 0,33 1,63(защ) 1,62
17 IN 1,7÷1,9M 1,1M 1,1M 0 2,46 2,42
18 SS 1,4÷1,5M 1,1M 1,1M 0 2,48 2,44
19 RI 1,7÷1,9M 1,1M 1,1M 1,09 1,0(защ) 0,97
20 VCC 1,4M 96,2÷120,3k 96,2÷120,3k 5,07 5,06 4,98

Выводы №10 и №20 выделены голубым цветом в таблице просто для наглядности.

В результате проведения этой серии измерений выделябтся два вариатна (ряда) сопротивлений. С чем это связано - технологией изготовления, или годом выпуска, не знаю. Причем МС ШИМ SG6105 бывают обоих  вариантов (3 -й и 4-й столбец таблицы), а МС ШИМ IW1688 только один (4-й столбец таблицы). И оба варианта можно принимать за основу при оценке исправности диагносцируемой МС ШИМ. К сожалению других аналогов ШИМ SG6105 в моем распоряжении не было.
Как правило такой проверки достаточно в 90% случаев. Статистически - наиболее часто выходят из строя выводы 11-14, 4, 5, 19, 10, 3, 20 - обрыв (сопротивление бесконечно).


Измерение режимов ШИМ SG6105

В 6-8 столбцах Таблицы 2. приведены режимы ШИМ SG6105 измеренные цифровым мультиметром с входным сопротивлением 10МОм. 6-й столбец - SB. 7-й и 8-й - работа. 8-й столбец отличается тем, что результаты получены при измерении с использованием  "щупа для измерения напряжения постоянного тока в цепях с переменной составляющей" из комплекта Вольтметра универсального ВУ-15 (В7-15, ВК7-15). Устройство данного щупа: - наконечник, непосредственно к нему припаян резистор ОМЛТ-0,5 150кОм, а к резистору припаян провод вставляемый в сигнальное гнездо вольтметра. Почему я рекомендую использовать такой щуп - при измерении напряжений на некоторых выводах (помечены розовым цветом в Таблице 2.) в режиме работы ШИМ SG6105, появляется  неприятный звук и микросхема уходит в защиту. А применение данного щупа позволяет почти всегда избежать ухода в защиту. Из особенностей - на выводе 7 (V12) в режиме SB присутствует напряжение, которое "просачивается" на выход +12V! Величина этого напряжения  зависит от резистора, включенного параллельно выходу +12V. Приходится с этим мириться.  

Об отключении защит и принудительном запуске ШИМ SG6105

Часть изменений в схеме

На рисунке представлена часть схемы блока Linkworld с вариантом отключения защит ШИМ SG6105. Полный вариант смотрите на рисунке в архиве zaschita1.rar.
Отключаем Over Power Protection (OPP). В документации на ШИМ есть точное указание "OPP | Pin 4 | Analog input  | Over-power sense input. This pin is connected to driver transformer or the output of current transformer. When not in use, this pin should be grounded." Выполняем: поднимаем из монтажа вывод резистора R201 соединенный с R200, R200 замыкаем перемычкой. Или соединяем с выводом 15 ШИМ.
Отключаем Negative Voltage Protection. NVP | Pin 6 | Analog input ... Внимательное изучение соответствующего раздела  документации, временных диаграмм работы ШИМ, результаты измерений напряжения на 6 выводе наталкивают на вывод о том, что защиту NVP (pin 6) тоже, как и OPP(4) можно отключить соединиd с общим проводом (землёй, корпусом). Для этого отсоединяем R122 от вывода 6, а сам вывод соединяем с выводом 15 ШИМ.
 
Считаю необходимым указать, что об отключении защит NVP и OPP путем соединения их с общим проводом известно давно. К сожалению, я не знаю кому принадлежит авторство, и на кого в данном случае ссылаться.

Также в сети находится информация о том, что если не важно, есть ли высокий уровень сигнала PG, то можно  отключить защиту AC Fails Detection соединив с общим проводом и UVAC | Pin 5 | Analog input | AC fail detection, detect main AC voltage under-voltage and/or failure. На схеме выполнено зеленым  цветом.

Теоретически,  более корректным является использование для данной цели какого либо источника напряжения постоянного тока для  обеспечения необходимого уровня на выводе UVAC (pin 5) (>+0,7В до +1,5В). Например, с этой целью,  отсоединяем R120 от катода D8  (основной канал +5V) и соединяем с С22 в источнике +5VSB (Источник .+5VSB заведомо исправен).
Таким образом, у нас остаются не "нейтрализованными"  Over-voltage protection for 3.3V, 5V and 12V и Under-voltage protection for 3.3V, 5V and 12V (pin 2, 3 и 7 соответственно). Подключим к источнику +5VSB делитель напряжения состоящий из двух резисторов Rd1 и Rd2. При указанных номиналах, а точке Ad получим напряжение необходимое для
нормальной работы супервизора по входу 2 ШИМ (V33). Главное не забыть отсоединить вывод 2 ШИМ от основного канала +3,3V. Так же отсоединяем вывод 3 ШИМ от основного канала +5V, а вместо него подключаем к выводу 3 ШИМ  +5VSB. Аналогичную операцию проводим и с резистором R102.
Можно отключить и контроль канала +12V (pin 9),  сформировав необходимое напряжение с источника питания каскада раскачки... Но оставлять силовой канал без обратной связи считаю не целесообразным.  Или +5V или +12V должны использоваться в петле обратной связи.

Данные выводы были сделаны на основании документации на ШИМ SG6105.
Что же оказалось на практике?
В качестве "жертвы" был использован блок питания по схеме Colors iT 350U.
ШИМ SG6105D.
Порядок действий:
- 6 pin - R30 отсоединен от R82, D19, 6 pin соединен с 15 pin - запуск есть;
- 4 pin - перемычка J22 отсоединена от 4 pin, 4 pin соединен с 15 pin - запуск есть;
- 5 pin - R34 от катода D26, R62, R80, L1 - запуск есть, если не касаться щупом мультиметра 5 pin, PG есть. При подсоединении к точке соединения D12, C20 (источник питания раскачки) - PG есть. В режиме SB напряжение на pin 5 0,85V, - запуск есть, PG есть. В конце концов оставил поднятый вывод R34 "в воздухе". PG есть!
- 3 pin - R66 отсоединил от точки +5S - запуск есть, PG нет! SS = 2,18V. При подключении R66 к +5VSB - PG есть, запуск есть;
- 2 pin - отсоединен от +3,3V -  запуск есть, PG нет! При подключении 2 pin к точке Ad делителю Rd1(150Ом)/ Rd2(300Ом) - PG есть, запуск есть.
- 7 pin(!) - R66 вернул на +5S, R59 отсоединил от +12V - запуск есть, PG нет!
То есть входы ШИМ SG6105 "Over-voltage protection for 3.3V, 5V and 12V и Under-voltage protection for 3.3V, 5V and 12V" (pin 2, 3 и 7 соответственно) работают не так как указано на временных диаграммах в даташите! Во всяком случае, в части касающейся "Under-voltage protection" - при отсутствии входного напряжения запуск ШИМ есть(!), нет только сигнала PG.
Итак, итог:
при 4, 6 выводах соединенных с общим проводом, делителе напряжения на 5 выводе, отключенном от штатной точки,  и отключенных от схемы блока входах контроля +3.3V, +5V и +12V ШИМ SG6105 запускается! Чем не принудительный запуск? Единственное уточнение - на резистор R25 вместо +5VS подавалось напряжение +5VSB.

Источники:
[1] - Документация на SG6105D(Z)
[2] - Документация на HS8108
[3] - Документация на SС6105
[4] - Документация на Mt6105
[5] - Документация на SD6109
[6] - Документация на UTC431 (TL431)
[7] - Радіоаматор, №3 (139) березень 2005, стр.28. Д.П. Кучеров "Микроконтроллер SG6105D и его применение в блоках питания компьютеров".
[8] - Ремонт & Сервис, №9 (84) 2005, стр. 60. Д. Кишков "Применение ШИМ контроллеров SG6105 и DR-B2002 в компьютерных источниках питания".
[9] - Компьютерные блоки питания, сайт Электрон55.ру
[10] - Диагностика микросхем SG6105 и IW1688, сайт Учебно-Практический Центр Эксперт"
[11] - ШИМ-контроллеры SG6105 и DR-B2002 в компьютерных ИП,  сайт "MM Company"
[12] - SG6105D – проверка и настройка БП ColorSit 350U-SCH
[13] - SG6105D- в дежурке.
[14] - ...встроенный TL431 не работает...

Благодарности:
  • maco - за конструктивные замечания по оформлению материала.
  • icbook - за указание на недостающую документацию.

    Статья восстановлена 12.08.2015.
    Обновлены даташиты, прикреплённые файлы, исправлены ссылки на сторонние ресурсы.
    doomnik
  • Если данная информация оказалась полезной/интересной - плюсаните, пожалуйста:

    Аватар пользователя Bishop

    угу, я тролль

    Аватар пользователя icbook

    Полезной может оказаться ссылка на документацию по UTC431.

    Аватар пользователя Ivan Ivanovich

    Отличная статья :) много нового и интересного для себя почерпнул. Автору спасибо за труд.

    вопрос автору: а чито.... есть смысл взять рабочий блок с сабжем-запаять панельку и проверять подозрительные микры....
    а потом уже остальные телодвижения....или это уже будет перебор-(усложнение жизни себе и окружающим)
    эт я не голого любопытсва ради но волей пославшей мя......у самого валяются куча блоков с сабжем ремонтить которого я так и не научилсо....

    Спасибо, прекрасно оформленный материал!!!

    Спасибо, очень нужная и полезная статья

    Всем привет.
    Не звонится 3 вывод микросхемы - чип в утиль? Менять?

    Почему рисунки не открываются, где они, очень полезная информация ,а нету.evil

    Добрый день. Не нахожу информацию по срабатыванию защиты по входу ОРР. Вроде где-то встречал, что при U>2.1V PG=0 с задержкой 7мс, но подтверждения нигде не нахожу. Сейчас в ремонте БП ATX-SH500 Golden Field с диагнозом "не держит нагрузку, отключается". У него, судя по наклейке по 12В - 12А+16А.После замены емкостей, меряю, ОРР=1,9В при нагрузке 12А в одном канале. Нагружаю второй канал 7А, ОРР=2,27В.Добавляю еще 8А во 2-й канал, ОРР=2,4В. По 3,3В и 5В нагрузка по 10А.Защита не срабатывает. Вроде как нормально, но так когда она сработает, при каком ОРР? Меряю DT9205A (батарея новая).

    скачал даташит по приведенной выше ссылке (у меня был на каком-то с иероглифами) и нашел:
    VOPPS* 1 Over-Power Protection. VUVAC = 1.5V 2.02 2.4 2.66 V

    Все же пришлось уменьшить сопротивление резисторов на 4 ноге 6105 для уверенного старта (бывало, что с нагрузкой более 400Вт стартовать отказывался).
    Оказалось, что при кз зеленого на землю, на 4 ноге сразу появляется 2,5В и Блок не стартует. На 4 ноге стояло три резистора с общим сопротивлением (по тестеру) 2,07кОм. Выбросил два больших на 46 и 98К и вставил на 13к. В итоге осталось 1,9к.

    Доброго времени суток!
    У меня такая проблема. Блок питания запускается при замыкании зелёного на общий, но только без какой
    либо нагрузки!
    Напряжения на выходах все в норме!
    Даже при подключении вентилятора срабатывает зашита!
    - 4 pin - перемычка J22 отсоединена от 4 pin, 4 pin соединен с 15 pin - запуск есть; но под нагрузкой 3-4 А на 0.5 В проседают выхода
    О чём это говорит?
    При отключении остальных защит БП не запускается!
    Благодарю за любую помощь! Спасибо!

    Короче выпаял микросхему и замеры дали ужасную картину!
    Замена на другу SG-6105D -всё норма!

    Отделено сюда.


    maco

    Отправить комментарий

    Содержание этого поля является приватным и не предназначено к показу.
    • Разрешённые HTML-теги: <a> <em> <strong> <cite> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <img>
    • You can use BBCode tags in the text. URLs will automatically be converted to links.

    Подробнее о форматировании текста

    Антибот - введите цифру.
    Ленты новостей