«Р ежим питания нарушать нельзя» – говорил персонаж известного мультфильма. И был прав: от качества еды зависит здоровье, причем не только человека. Наши электронные друзья нуждаются в хорошей «пище» ничуть не меньше нас.
Довольно ощутимый процент неисправностей компьютеров связан с проблемами по питанию. При покупке ПК нас обычно интересует, насколько быстрый у него процессор, сколько памяти, но почти никогда мы не пытаемся узнать, хороший ли в нем блок питания. Стоит ли потом удивляться, что мощное и производительное железо работает кое-как? Сегодня поговорим, как проверить блок питания стационарного компьютера на работоспособность и исправность.
Немного теории
З адача блока питания (БП) персонального компьютера – преобразовывать высокое переменное напряжение бытовой электросети в низкое постоянное, которое потребляют устройства. Согласно стандарту ATX, на выходе у него формируется несколько уровней напряжения: +5 V , +3,3 V , +12 V , -12 V , +5 V SB (standby – дежурное питание).От линий +5 V и + 3,3 V питаются USB-порты, модули оперативной памяти, основная масса микросхем, часть вентиляторов системы охлаждения, платы расширения в слотах PCI, PCI-E и т. д. От 12-вольтовой линии – процессор, видеокарта, двигатели жестких дисков, оптические приводы, вентиляторы. От +5 V SB – логическая схема запуска материнской платы, USB, сетевой контроллер (для возможности включения компьютера с помощью Wake-on-LAN). От -12 V – COM-порт.
Также БП вырабатывает сигнал Power_Good (или Power_OK), который информирует материнскую плату о том, что питающие напряжения стабилизированы и можно начинать работу. Высокий уровень Power_Good составляет 3-5,5 V.
Значения выходных напряжений у блоков питания любой мощности одинаковы. Различие – в уровнях токов на каждой линии. Произведение токов и напряжений – и есть показатель мощности питателя, который указывают в его характеристиках.
Если хотите проверить, соответствует ли ваш блок питания номиналу, можете посчитать это самостоятельно, сравнив данные, указанные в его паспорте (на наклейке с одной из боковых сторон) и полученные при измерениях.
Вот пример того, как может выглядеть паспорт:
Работает – не работает
Н аверное, вы хоть раз сталкивались с ситуацией, когда при нажатии кнопки включения на системном блоке ничего не происходит. . Одна из причин подобного – отсутствие питающих напряжений.Блок питания может не включаться в двух случаях: при неисправности его самого и при выходе из строя подсоединенных устройств. Если не знаете, как подключенные устройства (нагрузка) могут влиять на питатель, поясню: при коротком замыкании в нагрузке многократно увеличивается потребление тока. Когда это превышает возможности БП, он отключается – уходит в защиту, поскольку иначе попросту сгорит.
Внешне то и другое выглядит одинаково, но определить, в какой части проблема, довольно просто: нужно попытаться включить блок питания отдельно от материнской платы. Поскольку для этого не предусмотрено никаких кнопок, сделаем так:
- Отключим компьютер от электросети, снимем крышку системного блока и отсоединим от платы колодку ATX – самый многожильный кабель с широким разъемом.
- Отсоединим от БП остальные устройства и подключим к нему заведомо исправную нагрузку – без нее современные блоки питания, как правило, не включаются. В качестве нагрузки можно использовать обычную лампу накаливания или какой-нибудь энергоемкий девайс, например, привод оптических дисков. Последний вариант – на ваш страх и риск, так как нельзя гарантировать, что устройство не выйдет из строя.
- Возьмем разогнутую металлическую скрепку или тонкий пинцет и замкнем на колодке ATX (которая идет от БП) контакты, отвечающие за включение. Один из контактов называется PS_ON и соответствует единственному зеленому проводу. Второй – COM или GND (земля), соответствует любому черному проводу. Эти же контакты замыкаются при нажатии кнопки включения на системнике.
Вот, как это показано на схеме:
Если после замыкания PS_ON на землю в блоке питания закрутится вентилятор, а также заработает устройство, подключенное в качестве нагрузки, питатель можно считать работоспособным.
А что на выходе?
Р аботоспособность не всегда означает исправность. БП вполне может включаться, но не вырабатывать нужных напряжений, не выдавать на плату сигнал Power_Good (или выдавать слишком рано), просаживаться (снижать выходные напряжения) под нагрузкой и т. п. Чтобы это проверить, понадобится специальный прибор – вольтметр (а лучше мультиметр) с функцией измерения постоянного напряжения.Например, такой:
Или любой другой. Модификаций этого прибора очень много. Они свободно продаются в магазинах радио- и электротоваров. Для наших целей вполне подойдет самый простой и дешевый.
С помощью мультиметра мы будем измерять напруги на разъемах работающего блока питания и сравнивать показатели с номинальными.
В норме значения выходных напряжений при любой нагрузке (не превышающей допустимую для вашего БП) не должны отклоняться больше, чем на 5%.
Порядок измерений
- Включаем компьютер. Системник должен быть собран в обычной комплектации, т. е. в нем должно присутствовать всё оборудование, которое вы используете постоянно. Дадим блоку питания немного прогреться – примерно 20-30 минут просто поработаем на ПК. Это повысит достоверность показателей.
- Далее запускаем игру или тестовое приложение, чтобы нагрузить систему по полной. Это позволит проверить, способен ли питатель обеспечить энергией устройства, когда они работают с максимальным потреблением. В качестве нагрузки можете использовать стрессовый тест Power Supply из программы .
- Включаем мультиметр. Устанавливаем переключатель на значение 20 V постоянного напряжения (шкала постоянных напруг обозначена буквой V, рядом с которой нарисованы прямая и пунктирная линии).
- Красный щуп мультиметра подсоединяем к любому разъему напротив цветного повода (красного, желтого, оранжевого). Черный – напротив черного. Или закрепляем его на любой металлической детали на плате, которая не находится под напряжением (измерение напруг следует проводить относительно нуля).
- Снимаем показатели с дисплея прибора. По желтому проводу подается 12 V, значит, на дисплее должно быть значение, равное 12 V ± 5%. По красному – 5 V, нормальным будет показатель 5 V ± 5%. По оранжевому, соответственно – 3,3 V± 5%.
Более низкие напряжения на одной или нескольких линиях говорят о том, что БП не вытягивает нагрузку. Такое бывает, когда его фактическая мощность не соответствует потребностям системы из-за износа компонентов или не слишком высокого качества изготовления. А может, из-за того, что он изначально был неправильно подобран или перестал справляться со своей задачей после апгрейда компьютера.
Для правильного определения необходимой мощности БП удобно использовать специальные сервисы-калькуляторы. Например, . Здесь пользователю следует выбрать из списков всё оборудование, установленное на ПК, и нажать «Calculate ». Программа не только рассчитает требуемую мощность питателя, но и предложит 2-3 подходящие модели.
В результате всех преобразований входного переменного напряжения (выпрямления, сглаживания, повторной конвертации в переменное с более высокой частотой, понижения, еще одного выпрямления и сглаживания) выходное должно иметь постоянный уровень, то есть его вольтаж не должен изменяться во времени. Если смотреть осциллографом, оно должно иметь вид прямой линии: чем прямее – тем лучше.
В реальности идеально ровная прямая на выходе БП – что-то из области фантастики. Нормальным показателем считается отсутствие колебаний амплитуды более 50 mV по линиям 5 V и 3,3 V, а также 120 mV по линии 12 V. Если они больше, как, например, на этой осциллограмме, возникают вышеописанные проблемы.
Причинами возникновения шумов и пульсаций обычно бывают упрощенная схема или некачественные элементы выходного сглаживающего фильтра, что обычно встречается в дешевых блоках питания. А также в старых, выработавших свой ресурс.
К сожалению, выявить дефект без осциллографа крайне затруднительно. А этот девайс, в отличие от мультиметра, стоит довольно дорого и не так часто нужен в хозяйстве, поэтому вы вряд ли решитесь его купить. Косвенно о наличии пульсаций можно судить по качанию стрелки или беганью цифр на дисплее мультиметра при измерении постоянных напряжений, но это будет заметно, только если прибор достаточно чувствительный.
А еще мы можем измерить ток
Р аз у нас есть мультиметр, в дополнение к остальному мы можем определить токи, которые вырабатывает питатель. Ведь именно они имеют решающее значение при расчете мощности, указываемой в характеристиках.Недостаток тока тоже сказывается на работе компьютера крайне неблагоприятно. «Недокормленная» система нещадно тормозит, а блок питания при этом греется, как утюг, поскольку работает на пределе возможностей. Долго это продолжаться не может, и рано или поздно такой БП выйдет из строя.
Трудность измерения тока заключается в том, что амперметр (в нашем случае – мультиметр в режиме амперметра) необходимо включать в разрыв цепи, а не подсоединять к разъемам. Чтобы это сделать, придется разрезать или отпаять провод на проверяемой линии.
Для тех, кто решился на эксперимент с замерами токов (а без серьезных оснований этого делать, пожалуй, не стоит), привожу инструкцию.
- Выключите компьютер. Разделите пополам проводник на исследуемой линии. Если жалко портить провода, можете проделать это на переходнике, который одним концом подсоединяется к разъему блока питания, а вторым – к устройству.
- Переведите мультиметр в режим измерения постоянных токов (их шкала на приборе обозначена буквой А с прямой и пунктирной линиями). Установите переключатель на значение, превышающее номинальный ток на линии (последний, как вы помните, указан на наклейке БП).
- Подключите мультиметр в разрыв провода. Красный щуп расположите ближе к источнику, чтобы ток протекал в направлении от него к черному. Включите компьютер и зафиксируйте показатель.
Так как блок питания есть неотъемлемой частью ПК, то знать подробнее про него будет интересно каждому человеку связанным с электроникой и не только. От качества БП напрямую зависит работа ПК в целом.
И так, полагаю, что надо начать с самого простого, для каких целей предназначен блок питания:
- формирование напряжения питания компонентов ПК: +3,3 +5 +12 Вольт (дополнительно -12В и -5В);
- гальваническая развязка между 220 и ПК (чтобы не бился током, и не было утечек тока при сопряжении компонент).
Простой пример гальванической развязки это трансформатор. Но для питания ПК нужна большая мощность, а соответственно и трансформатор больших размеров (комп был бы очень большим:), и переносили его бы вдвоем из за немалого веса, но нас это миновало:)).
Для построения компактных блоков используется повышенная частота тока питания трансформатора, с ростом частоты для того самого магнитного потока в трансформаторе нужно меньшее сечение магнитопровода и меньше витков. Создавать легкие и компактные БП позволяет завышенная в 1000 и больше раз частота питающего напряжения трансформатора.
Основной принцип работы БП заключается в следующем, преобразование переменного сетевого напряжения (50 Гц) в пер. напряжение высокой частоты прямоугольной формы (был бы осциллограф показал бы на примере), которое с помощью трансформатора понижается, дальше выпрямляется и фильтруется.
Блок-хема импульсного БП.
1. Блок
Преобразовывает переменные 220В в постоянные.
Состав такого блока: диодный мост для выпрямления переменного напряжения + фильтр для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. А также должен быть (в дешевых БП на них экономят не впаивая, но я сразу рекомендую при переделке или ремонте их ставить) фильтр напряжения сети от пульсаций импульсного генератора, а также термисторы сглаживают скачок тока при включении. 
На картинке фильтр, на схеме обозначен пунктиром, его мы встретим почти в любой схеме БП (но не всегда на плате:)).
2. Блок
Этот блок генерирует импульсы определенной частоты, которыми питается первичная обмотка трансформатора. Частота генерирующих импульсов у различных фирм производителей БП находится, где то в 30-200кГц пределах.
3. Блок
На трансформатор положены такие функции:
- гальваническая развязка;
- понижение напряжения на вторичных обмотках до необходимого уровня.
4. Блок
Этот блок преобразует напряжение, полученное от блока 3, в постоянное. Он состоит из выпрямляющих напряжение диодов и фильтра пульсаций. Состав фильтра: дроссель и группа конденсаторов. Часто для экономии конденсаторы ставят малой емкости, а дроссели малой индуктивности.
Импульсный генератор подробнее.
Схема ВЧ преобразователя состоит с мощных транзисторов, которые работают в режиме ключа и импульсного трансформатора.
БП может собой представлять однотактный и двухтактный преобразователь:
- однотактный: открывается и закрывается один транзистор;
- двухтактный: поочередно открываются и закрываются два транзистора.
Смотрим рисунок.
Элементы схемы:
R1 - сопротивление, задающее смещение на ключах. Необходимое для более стабильного запуска процесса колебаний в преобразователе.
R2 – сопротивление, ограничивающее ток базы на транзисторах, необходимо для защиты транзисторов от выхода из строя.
ТР1 - Трансформатор имеющий три группы обмоток. Первая формирует выходное напряжение. Вторая служит нагрузкой для транзисторов. Третья формирует управляющее напряжение для транзисторов.
При включении первой схемы транзистор приоткрыт совсем немного, потому, что к базе приложено положительное напряжение через резистор R1. На приоткрытом транзисторе протекает ток, который протекает через II обмотку. Ток создает магнитное поле. Магнитное поле создает напряжение в остальных обмотках. На III обмотке создается положительное напряжение, которое открывает транзистор еще больше. Процесс до тех пор происходит, пока транзистор не попадет в режим насыщения. Режим насыщения характеризуется тем, что при увеличении приложенного управляющего тока к транзистору, неизменным остается выходной ток.
Только при изменении магнитного поля генерируется напряжение на обмотках, при отсутствии изменений на транзисторе так же исчезнет и ЭДС в обмотках II и III. Когда напряжение на обмотке III пропадет, тогда и уменьшится открытие транзистора, а следовательно уменьшиться выходной ток транзистора и магнитное поле, что приведет к появлению напряжения противоположной полярности. Отрицательное напряжение на III обмотке еще больше закроет транзистор. Процесс длится пока магнитное поле не исчезнет полностью. Когда поле исчезнет, исчезнет отрицательное напряжение и процесс пойдет по кругу снова.
Двухтактный преобразователь работает так же, но так как в нем два транзистора, работающих поочередно, то такое применение повышает КПД преобразователя и улучшает его характеристики. В основном применяют двухтактные, но если надо малая мощность и габариты, а также простота, то однотактные.
Рассмотренные выше преобразователи есть законченными устройствами, но их применение усложняется разбросом различных параметров таких как: загруженности выхода, напряжения питания, и температуры преобразователя.
Управление ключами ШИМ контролером (494).
Преобразователь состоит из трансформатора Т1 и транзистора VT1. Сетевое напряжение через сетевой фильтр (СФ) подается на сетевой выпрямитель (СВ) диодный мост, фильтруется конденсатором Сф и через обмотку W1 подается на коллектор транзистора VT1. При подаче на базу транзистора импульса прямоугольной формы, он открывается и через него течет ток Iк который нарастает. Этот же ток протекающий и через первичную обмотку трансформатора Т1, приводит к тому, что увеличивается магнитный поток в сердечнике трансформатора, и наводится ЭДС самоиндукции во вторичной обмотке W2. В итоге на диоде VD появиться положительное напряжение. Увеличивая длительность импульса на базе транзистора VT1, будет увеличиваться напряжение во вторичной цепи, а если уменьшать длительность, то напряжение будет уменьшаться. Изменяя длительность импульса на базе транзистора, мы меняем выходное напряжения на W1 обмотке Т1, и осуществляем стабилизацию выходных напряжений блока питания. Нужна схема формирования импульсов запуска и управления их длительностью (широтой). Такой схемой используется ШИМ (широтно – импульсная модуляция) контроллер. ШИМ контроллер состоит из:
- задающего импульсного генератора (определяющего частоту работы преобразователя);
- схемы контроля;
- логической схемы, которая и управляет длительностью импульса;
- схемы защиты.
Это тема другой статьи.
Чтобы стабилизировать выходные напряжения БП, схема ШИМ контроллера «должна знать» величину выходных напряжений. Для этого используется цепь обратной связи (или цепь слежения), выполненная на оптопаре U1 и резисторе R2. Увеличение напряжения во вторичной цепи трансформатора Т1 приведет к увеличению интенсивности излучения светодиода, а следовательно уменьшению сопротивления перехода фототранзистора (входящих в состав оптопары U1). Это приводит на резисторе R2 включенном последовательно фототранзистору к увеличению падения напряжения, и уменьшению напряжения на выводе 1 ШИМки. Уменьшение напряжения заставляет логическую схему, составляющую ШИМ, увеличивать длительность импульса, пока напряжение на 1-м выводе не будет соответствовать заданным параметрам. Процесс обратный, когда напряжение уменьшается.
Есть две реализации цепей обратной связи:
- «непосредственная» на схеме выше, обратная связь снимается непосредственно с вторичного выпрямителя;
- «косвенная» снимается непосредственно с дополнительной обмотки W3 (смотрите рисунок ниже);
Изменение напряжения на вторичной обмотке приведет к изменению его на обмотке W3, которое через R2 передается на 1 вывод ШИМки.
Ниже приведена реальная схема БП.
1. Блок
Выпрямляет и фильтрует переменное напряжение, а также здесь находится фильтр от помех которые создает сам БП.
2. Блок
Этот блок формирует +5VSB (дежурное напряжение), а также питает контролер ШИМ.
3. Блок
На третий блок (ШИМ - контролер 494) положены такие функции:
- управление транзисторными ключами;
- стабилизация выходных напряжений;
- защита от короткого замыкания.
4. Блок
В состав этого блока входят два трансформатора, и две группы транзисторных ключей.
Первый трансформатор формирует напряжение управления для выходных транзисторов.
1 группа транзисторов усиливает генерируемый сигнал TL494 и передает его первому трансформатору.
2 группа транзисторов нагружена на основной трансформатор, на котором формируются основные напряжения питания.
5. Блок
В состав этого блока входят диоды Шоттки для выпрямления выходного напряжения трансформатора, а также фильтр низких частот. В состав ФНЧ входят электролитические конденсаторы больших емкостей (зависит от производителя БП) и дросселей, а также резисторов для разрядки этих конденсаторов при выключенном БП.
Немного о дежурке.
Различиями между блоками стандарта АТХ от БП стандарта АТ в том, что БП АТХ стандарта имеют источник дежурного напряжения питания. На 9 контакте (20 контактного, фиолетовый провод) разъема вырабатывается напряжение +5VSB которое идет на мат плату для питания схемы управления БП. Эта схема осуществляет формирования сигнала «PS-ON» (14 контакт разъема, зеленый провод).
В данной схеме преобразователь работает на частоте, определяемой в основном параметрами трансформатора Т3 и номиналами элементов в базовой цепи ключевого транзистора Q5 - емкостью конденсатора С28 и сопротивлением резистора начального смещения R48 . Положительная обратная связь на базу транзистора Q5 поступает с вспомогательной обмотки трансформатора Т2 через элементы С28 и R51. Отрицательное напряжение с этой же обмотки после выпрямителя на элементах D29 и С27, в случае если оно превышает напряжение стабилизации стабилитрона ZD1 (в данном случае 16 В) также подается на базу Q5, запрещая работу преобразователя. Таким способом выполняется контроль за уровнем выходного напряжения. Напряжение питания с сетевого выпрямителя на преобразователь поступает через токоограничительный резистор R45, который при его выходе из строя можно заменить предохранителем на ток 500 мА, либо исключить совсем. В схеме на рис.1 резистор R56 номиналом 0.5 Ом, включенный в эмиттер транзистора Q5 является датчиком тока, при превышении тока транзистора Q5 выше допустимого напряжение с него через резистор R54 поступает на базу транзистора Q9 типа 2SC945 открывая его, и тем самым запрещая работу Q5. Подобным образом осуществляется дополнительная защита Q5 и первичной обмотки Т3. Цепочка R47C29 служит для защиты транзистора Q5 от выбросов напряжения. В качестве ключевого транзистора Q5 в указанной модели БП применяются транзисторы KSC5027.
был на аналогичных элементах (дежурка).
А теперь рассмотрим БП вживую.
1. Элементы фильтра сети от помех генерируемых БП.
2. Диодный мост, выпрямляющий переменные 220В.
3. Емкости фильтра сетевого напряжения.
4. Радиатор для выходных транзисторов преобразователя, а также транзистора преобразователя дежурки.
5. Основной трансформатор: развязка с сетью и формирование всех напряжений.
6. Трансформатор для формирования управляющего напряжения выходных транзисторов.
7. Трансформатор преобразователя, формирующий дежурное напряжение.
8. Радиатор для диодов Шоттки.
9. Микросхема ШИМ – контролера.
10. Фильтры выходных напряжений (электролитические конденсаторы).
11. Дроссели фильтра выходных напряжений.
На этом пока остановлюсь. Всем спасибо за столь долгое внимание.
Надеюсь хоть кому то принес пользу:) Жду комментариев и предложений по дополнению.
Продолжение будет...
Добрый день, друзья!
В прошлый раз мы с вами учились врачевать высоковольтную часть компьютерного блока питания. Лечебное искусство (как и любой другое) растет с увеличением практики. Поэтому давайте сейчас посмотрим на
Силовые элементы низковольтной части
Эти элементы установлены на отдельном радиаторе.
Напомним, что в блоке питания имеется, как минимум, два отдельных радиатора – один для высоковольтных элементов, другой – для низковольтных.
Если в блоке имеется активная схема PFC, то она будет иметь свой радиатор, т.е. всего их будет три.
Силовые элементы низковольтной части – это, как правило, сдвоенные выпрямительные диоды Шоттки. Эти диоды отличаются от обычных тем, что на них падает меньшее напряжение.
Таким образом, при том же токе они рассеивают меньшую мощность и меньше греются .
Диодная сборка имеет общий катод, потому выводов у нее три, а не четыре. Как проверять диоды, написано .
Пробное включение
После замены неисправных деталей необходимо произвести пробное включение блока.
При этом вместо предохранителя следует включить электрическую лампу 220 — 230 В мощностью 40 – 100 Вт. Дело в том, что неисправность силовых высоковольтных транзисторов могла быть вызвана неисправностью управляющей микросхемы-контроллера. При этом контроллер может ошибочно открыть сразу оба транзистора.
Через них потечет так называемый сквозной (очень большой) ток, и они выйдут из строя . После замены транзисторов – даже если контроллер и неисправен – почти все напряжение упадет на лампе. Ток будет ограничен, и транзисторы останутся целыми.
Итак, если после замены транзисторов лампа загорится в полный накал – неисправен контроллер или так называемая «обвязка» (дополнительные детали) вокруг него. Но это уже сложная неисправность . Чтобы устранить ее, необходимо знать – как работает контроллер, какие сигналы выдает.
Поэтому такой случай оставим профессионалам. Если же лампа мигнет на короткое время и погаснет (или будет гореть едва заметным накалом), значит, сквозного тока через транзисторы нет.
Следует отметить, что схемотехника блоков питания постоянно совершенствуется, поэтому такой способ пробного включения, вообще говоря, не всегда может быть рекомендован.
Если вы будете использовать его, то помните, что вы применяете его на свой страх и риск .
Если пробное включение прошло нормально, то можно замерить
Напряжение дежурного источника
Напряжение дежурного источника 5VSB (обычно это провод фиолетового цвета) присутствует на выводе разъема блока питания.
Оно должно находиться в пределах 5% поля допуска, т.е. от 4,75 до 5,25 В.
Если оно находится в этих пределах, необходимо присоединить нагрузку к блоку питания и произвести запуск путем замыкания выводов PS ON и общего, обычно черного по цвету.
Контроль основных напряжений и сигнала Power Good
Если блок питания запустится (при этом закрутится вентилятор), следует проконтролировать напряжения +3,3 В, + 5 В, +12 В и сигнал PG (Power Good).
Напряжение на выводе PG должно быть равным +5 В.
Напоминаем, что эти напряжения должны находиться в пределах 5% поля допуска.
Сигнал Power Good служит для запуска процессора.
При включении блока питания в нем происходят переходные процессы, сопровождающиеся скачками выходных напряжений.
Это может сопровождаться потерей или искажениями данных в регистрах процессора.
Если сигнал на выводе PG неактивен (напряжение на нем равно нулю), то процессор находится в состоянии сброса и не стартует.
Сигнал на этом выводе появляется обычно через 0,3 – 0,5 с после включения. Если после включения напряжение там осталось равным нулю – это сложный случай, оставим его профессионалам.
Если напряжение дежурного источника будет ниже 4,5 В, компьютер может не запуститься. Если оно будет выше (бывает и такое), компьютер запустится, но он может «подвисать» и сбоить.
Если напряжение дежурного источника не находится в пределах нормы, это тоже сложный случай , но можно выполнить несколько типовых процедур проверки деталей.
Проверка элементов дежурного источника напряжения
В формировании дежурного напряжения участвуют следующие элементы:
оптопара (обычно 817-й серии),
высоковольтный полевой или биполярный транзистор,
низковольтный биполярный транзистор (чаще – 2SC945),
источник опорного напряжения TL431,
низковольтный конденсатор небольшой емкости (10 – 47 мкФ) .
Следует проверить их. Транзисторы можно проверить, не выпаивая, тестером (в режиме проверки диодов). Источник опорного напряжения лучше выпаять и проверить, собрав небольшую проверочную схему.
Чтобы проверить конденсаторы, необходим измеритель ESR. Если его нет, тогда можно заменить «подозрительный» элемент заведомо исправным — с такой же емкостью и рабочим напряжением.
Если конденсатор подсох, у него растет ESR и уменьшается емкость. Про конденсаторы и ESR можно почитать в е.
Иногда выходят из строя и резисторы, причем это может быть не очень заметно по внешнему виду.
Поиск такой неисправности – сущее наказание! :negative:
Необходимо смотреть на маркировку резистора (в виде цветных колец) и сверять маркировочное значение с реальным. И заодно глубоко вникать в принципиальную схему конкретного блока.
Были случаи, когда резистор в цепи источника опорного напряжения увеличивал свое сопротивление, и «дежурка» поднимала свое напряжение до +7 В!
Это повышенное напряжение питало часть компонентов на материнской плате. Компьютер из-за этого «подвисал».
При тестировании блоков питания к ним необходимо подключать нагрузку.
Дело в том, что питаюшие блоки снабжены в большинстве своем элементами защиты и сигнализации. Эти цепи сообщают контроллеру об отсутствии нагрузки. Он может останавливать инвертор, уменьшая выходные напряжения до нуля.
В дешевых моделях эти цепи могут быть упрощены или вообще отсутствовать, и поэтому не исключена поломка блока питания.
При запуске блока питания достаточно подключить нагрузку в виде проволочных сопротивлений ПЭВ-25 6 -10 Ом (к шине +12 В) и 2 — 3 Ом (к шине +5 В).
Правда, могут быть случаи, когда с такой нагрузкой питающий блок запускается, а с реальной нагрузкой – нет.
Но такое бывает редко, и это, опять же, сложный случай. Если уж по-честному, то нагружать надо сильнее, в том числе и шину +3,3 В.
После ремонта надо обязательно проконтролировать напряжения +3,3 В, +5 В, +12 В. Они должны быть в пределах допуска — плюс-минус 5% . С другой стороны, + 12 В + 5% — это 12,6 В, что многовато…
Это напряжение подается на двигатели приводов, в том числе и на шпиндель винчестера, который и так греется достаточно сильно. Если есть регулировка, лучше снизить напряжение до +12 В. Впрочем, в недорогих моделях регулировки обычно нет.
Несколько слов о надежности блоков питания
Многие дешевые модели блоков питания уж слишком сильно «облегчены», что можно ощутить буквально – по весу.
Производители экономят каждую копейку (каждый юань) и не устанавливают некоторые детали на платах.
В частности, не ставят входной LC-фильтр, дроссели фильтра в каналах выходных напряжений, закорачивая их перемычками.
Если нет входного фильтра, импульсная помеха от инвертора блока питания поступает в питающую сеть и «загрязняет» и без того не очень «чистое» напряжение. Кроме того, увеличиваются скачки тока через высоковольтные элементы, что сокращает срок их службы.
В заключение скажем, что если нет дросселей фильтра в каналах выходных напряжений, уровень высокочастотных помех возрастает.
В результате импульсный стабилизатор на материнской плате, вырабатывающий напряжение питания для процессора, работает в более тяжелом режиме и сильнее нагревается.
В последнем случае хорошо бы заменить низковольтные выпрямительные диоды более мощными (потому что, скорее всего, сэкономили и на этом). Например, вместо диодных сборок 2040 с током 20 А, установить сборки 3040 с током 30 А.
«Кормите» компьютер качественным напряжением, и он будет служить Вам долгие годы! На компьютерном «желудке» (как и на своем) лучше не экономить.
С вами был Виктор Геронда.
До встречи на блоге!
Разберите блок, снимите плату и разрядите конденсаторы сетевого выпрямителя лампой накаливания.
Шаг 1
Начинаем с внешнего осмотра. На этом этапе выявляются вздутые конденсаторы, сгоревшие элементы схемы – варисторы, резисторы. Также нужно внимательно осмотреть плату с обратной стороны для выявления плохой пайки или подгоревших участков. Обнаруженные детали заменяются, плата очищается и пропаивается. Соблюдайте полярность при установке элементов.
Проверьте, насколько легко вращается вентилятор охлаждения, зачастую именно он является причиной перегрева блока.
Шаг 2
Проверяем сетевой предохранитель, диоды моста выпрямителя. Если предохранитель сгоревший, в цепи есть короткое замыкание, которое нужно найти и устранить. Для этого проверяем отдельно каждый диод моста выпрямителя. Помните, диод может быть не только пробит, но и иметь незначительную утечку в обратном направлении – при проверке отпаивайте один контакт элемта.
Исправный мост должен иметь бесконечное сопротивление на входе. На выходе моста, при подключении тестера, сопротивление должно измениться от низкого до высокого. Это происходит из-за заряда подключенных параллельно конденсаторов.
Шаг 3, если есть схема активного PFC
Транзисторы ключей схемы PFC (см. схему в первой части) подключены через дроссель параллельно выпрямителю напряжения сети. При пробое транзисторов вход оказывается закороченным и сгорает предохранитель. Как правило, вместе с ключами выходят из строя резисторы, подключенные к затворам и микросхема PWM-контроллера. Как проверить работу схемы PFC, рассмотрим ниже.
Шаг 4
Проверяем транзисторы ключей преобразователя. Транзисторы подключены таким образом, что пробой одного из них может не вызвать замыкания питания и сгорания предохранителя, при этом блок питания просто не запускается.
Причиной неисправности в этом узле часто служат электролитические конденсаторы, подключенные к базе. При их утечке или потере емкости, транзистор переходит из ключевого режима работы в усилительный, что вызывает перегрев элемента.
Эти элементы и конденсатор, обозначенный синим кругом на схеме выше, также являются причиной потери выходной мощности блока питания компьютера. При этом подключенный к системной плате блок не запускается, а без нагрузки работает. Из-за неисправности этих конденсаторов повышаются пульсации на выходе блока питания, что приводит к перезагрузкам и сбоям в работе системы. Эти элементы нужно обязательно выпаивать и проверять.
Если пробиваются транзисторы ключей, резисторы и диоды, подключенные к базе, часто также сгорают.
Шаг 5
Неисправность, рассмотренная в предыдущем шаге, зачастую вызвана завышенным напряжением питающей сети. Источник питания +5в дежурного режима работает постоянно и из-за скачков напряжения страдает первым. Наступила очередь его проверки.
При пробое силового транзистора нужно проверить, а лучше вообще заменить на заведомо исправные все полупроводниковые элементы схемы – транзисторы, диоды, оптопару. Затем проверяем все резисторы и конденсаторы, выпаивая их по очереди. Почему все?
Это очень капризная и важная часть блока питания, от нее запитана микросхема ШИМ-контроллера и схема включения материнской платы. При выходе источника из режима стабилизации, на эти узлы подается завышенное напряжение, что в лучшем случае приводит к сгоранию ШИМ-контроллера блока, а в худшем – потере материнской платы.
Второй случай, когда источник не запускается , +5 дежурного на выходе просто нет. Начальное напряжение для запуска схема получает через резисторы, подключенные к +310в. Зачастую они подгорают, изменяя значение своего сопротивления на гораздо большее, хотя внешне выглядят исправными. Учитывая высокие значения сопротивления резисторов при проверке детали нужно обязательно выпаивать.
Схема также может не запускаться из-за замыкания или перегрузки выходных цепей. Виновником этого может быть пробитый диод выпрямителя, сгоревший ШИМ-контроллер или устанавливаемый в качественных блоках питания защитный стабилитрон.
Всегда проверяйте конденсатор, обозначенный на схеме выше восклицательными знаками. От его исправности зависит значение выходного напряжения блока питания, а расположен он в зоне с повышенной рабочей температурой. Если в схеме блока не установлен защитный стабилитрон, именно из-за этого конденсатора выходит из строя материнская плата.
Шаг 6
Переходим к выпрямителям выходных напряжений. Выпрямители собраны на спаренных диодах, проверяем от центрального вывода оба крайних на наличие пробоя. Нужно обязательно проверить все элементы схемы стабилизатора 3.3в, потому что блоки с микросхемой ШИМ-контроллера TL494 не имеют обратной связи для контроля этого выхода. Блок питания будет запускаться вхолостую, но не работать под нагрузкой.
Также проверьте диоды выпрямителей для напряжений -5в, -12в. Учитывайте, что каждый выход блока нагружен низкоомным резистором, если появились сомнения в исправности одного из диодов, элемент лучше выпаять.
Шаг 7
Добрались до микросхемы ШИМ-контроллера. Возможности проверки исправности микросхемы без включения блока питания ограничены. Но, если в шаге 5, были обнаружены какие либо неисправности, а тем более, если при внешнем осмотре найден сгоревший резистор в цепи питания ШИМ-контроллера, микросхему нужно заменить заведомо исправной.
Выходы микросхемы подключены к двум транзисторам (C945 или 2N2222), если меняете микросхему, проверьте их также.
Шаг 8
После устранения всех неисправностей обнаруженных в предыдущих шагах, блок можно подключить к питающей сети, конечно при соблюдении всех мер предосторожности.
Если при подключении сгорел сетевой предохранитель – возвращаемся к шагу 1 и следующим, чтобы найти пропущенную неисправность.
Измеряем значение напряжения дежурного режима +5в на 9 (фиолетовый ) контакте разъема. Подключаем нагрузку, подойдет резистор сопротивлением 3-4Ом мощностью около 7Ватт. Снова измеряем напряжение.
Если блок питания выдает заниженное значение (4.3в - 4.8в) нужно заменить оптопару, TL431 и электролитические конденсаторы схемы стабилизатора. Напряжения нет вообще, повторяем шаг 5.
При нормальной работе источника дежурного питания, напряжение на входе PS ON (14,зеленый ) в пределах 2.3-5в, на остальных– 0в. Замыкаем 14 и 15 контакты перемычкой, блок должен запуститься.
Если старта не произошло, возвращаемся к шагу 4. Возможна ситуация, когда блок питания запустился на короткий промежуток времени, при этом дернулся вентилятор. Это происходит при неисправности выходных выпрямителей или микросхемы ШИМ-контроллера, снова проходим шаги 6 и 7.
Для блоков с системой активной PFC на этом этапе нужно проверить работоспособность схемы. Измеряем напряжение на конденсаторе сетевого выпрямителя, схема PFC поддерживает его значение в пределах 380-400в, если прибор показывает 310в – схема не работает и нужно повторить шаг 3.
У запущенного блока измеряем напряжение на выходе PG (8, серый ), правильное значение +5в. Затем проверяем все выходные напряжения - +12в, -12в, +5в, -5в, +3.3в. Нагружать при тестировании все выходы блока было бы правильно, но часто проблематично. Поэтому можно ограничиться нагрузкой каждого выхода по-отдельности. Для нагрузки можно использовать автомобильные лампы накаливания подходящей мощности.
Компьютер после ремонта блока питания обязательно нужно тестировать в течение 3-6 часов.
Читателю
Описать все возможные варианты неисправностей блока питания, даже в очень большой статье невозможно. Приведенная выше пошаговая инструкция дает положительный результат в 80% случаев, 20% оставляем на долю смекалки и упорства самого ремонтника. Эти качества и делают из обычного сервисного инженера Мастера с большой буквы.
Несколько схем блоков питания можно .
Если найдете в материале упущенные неисправности, пишите в комментариях – обсудим, дополним.
Ремонт компьютерного блока питания — производить ремонт импульсных блоков питания всегда сопряжено с опасностью поражения высоким напряжением, поэтому прежде чем начать его починку тщательно подготовьтесь к этому. Примите все меры исключающие возможность попасть под высокое напряжение. Электролитические конденсаторы способны долгое время сохранять заряд и пока вы их не разрядите или они через некоторое время сами не разрядятся, избегайте прикосновения руками к их выводам даже после отключения питающего напряжения. Так же как один из способов предосторожности и во избежание еще более нежелательных последствий и сохранения еще рабочих компонентов, нужно изъять предохранитель, а на его место впаять электрическую лампочку на 100 Вт. Теперь если в момент подачи напряжения на блок питания лампочка засветится и погаснет, значит все нормально, а в случае если она продолжает светится и не гаснет, это означает короткое замыкание в цепи.
Минимальный набор инструмента для ремонта:
Хороший паяльник, а лучше два. Один на 40-60 Вт для выпаивания трансов, дросселей, силовых ключей и диодных мостов закрепленных на теплоотводах. Паяльник на 25 Вт, для пайки мелких элементов. Так же потребуется припой ПОС-61, жидкий флюс.
Специальный отсос припоя, но лучше оплетка от экранированного провода, которая прекрасно убирает припой.
Несколько разных отверток.
Кусачки или бокорезы, которыми удобно удалять капроновые хомутики на проводах.
Цифровой мультиметр, можно и стрелочный.
Пинцет.
Электрическая лампочка мощностью 100 Вт.
Чистый бензин (например: для зажигалок) или спирт. Применяется для удаления на плате остатков флюса.
Начинка импульсного источника питания
Порядок расположения выводов коннектора 24 pin и замер напряжений
Умение определять назначения контактов на коннекторе ATX, это нужно для поиска неисправностей в устройстве. Перед началом ремонта обязательно определите значение напряжение дежурного режима +5v SB, контакт на картинке показан синим цветом, а провод идущий на этот контактное гнездо обычно имеет фиолетовый цвет. Если дежурное напряжение имеется, то нужно исследовать значение сигнала POWER GOOD то же +5V, который появится после того как будет включен БП. На картинке площадка контакта показаны в сером цвете, (PW-OK). Что бы запустить ИИП нужно замкнуть перемычкой зеленый и любой из черных проводов. Если напряжение power good имеется, то вероятнее всего блок питания уже работает и необходимо проверить другие напряжения. Имейте в виду, что напряжения на выходе в зависимости от нагрузки, будут иметь разные значения. Поэтому если ваш вольтметр покажет на проводе желтого цвета напряжение около 13 V, не обращайте внимания, при появлении нагрузки произойдет стабилизация до положенных 12 вольт.
В случае возникновения проблем в высоковольтной части источника питания и нужно провести там измерения напряжений, то делать это нужно относительно общей шины, которой является отрицательный вывод диодного моста или точка соединения плюса и минуса конденсаторов фильтра.
Осмотр БП
Первым делом после открытия блока питания, нужно внимательно осмотреть все установленные там элементы на предмет почернения компонентов или подтекания и вздутия конденсаторов, повреждение токопроводящих дорожек, потемнение изоляции дросселей. При наличии пыли — убрать ее, проверить вращение крыльчатки вентилятора, если он заклинен то это и есть причина поломки источника питания из-за перегрева и как следствие вылет диодного моста или дросселя групповой стабилизации. Эти элементы более чувствительны к высоким температурам.
Они наиболее склонны к выходу из строя из-за перегрева.
Начальная диагностика
Перед тем как открывать БП попробуйте его включить, что бы точно знать, что с ним происходит при включении. Правильно определенный диагноз – это половина успеха в ремонте.
Стандартные неисправности:
Блок питания не стартует, нет дежурного напряжения;
Блок питания не стартует, но дежурка имеется. Отсутствует сигнал PG;
Блок питания переходит в защиту;
Блок питания начинает работать, но идет сильный запах горелых деталей;
Напряжения на выходе имеют повышенные или пониженные значения.
Плавкий предохранитель
При осмотре обнаружилось, что сгорел предохранитель, не торопитесь делать замену и снова запускать БП. В подавляющем большинстве случаев сгоревший предохранитель это не виновник поломки, а спасатель от более серьезных последствий. При такой ситуации нужно проверить электронные компоненты установленные в силовой части ИИП, а именно диодную сборку и мощные силовые ключи и их обвязывающие элементы.
Терморезистор
Основным назначением терморезистора является способность менять свои свойства в зависимости от температуры. При включении устройства в сеть возникает высокий пиковый ток, а включенный в цепь терморезистор меняя свое сопротивление шунтирует нагрузку, тем самым обеспечивая ей защиту в виде рассеивания тепловой энергии. В случае превышения сетевого напряжения терморезистор переходит в состояние малого внутреннего сопротивления и проходящий через него большой ток пережигает предохранитель. Другие электронные элементы блока при этом не страдают.
Терморезистор может сгореть в следствии сильных бросков напряжения вызванных грозовыми разрядами или при не правильной эксплуатации БП. Например: пользователь установил переключатель режима работы вместо 220 вольт на 110 вольт. Сгоревший терморезистор сразу видно по его внешнему виду, он становится темного цвета с элементами копоти, а так же может расколоться. Менять предохранитель следует только после того как вы убедились в исправности терморезистора или его замене одновременно с предохранителем, а так же проверке подлежат все остальные компоненты установленные в первичной цепи.
Мостовой выпрямитель
Диодный мост это электронный узел состоящий из четырех выпрямительных диодов соединенных по мостовой схеме. Проверяется он на целостность без выпаивания из схемы путем прозванивания мультиметром в режиме сопротивления в прямом и обратном направлении. В прямом направлении стрелка прибора должна показывать некоторое отклонение, в обратном показывать как обрыв.
Принцип измерения диодного моста очень простой. Устанавливаем отрицательный щуп прибора на положительный вывод, а положительным щупом делаем прозвон по направлениям отмеченных на картинке зеленым цветом.
Электролитические конденсаторы
Сгоревшие конденсаторы легко определяются по внешнему виду, верхняя их часть становится выпуклой, а внизу рядом с выводами возможны подтеки электролита. В этом случае они подлежат безусловной замене на точно такие же или немного превышающие номинальные значения емкости и допустимого напряжения. При неисправности емкостей в цепочке дежурного питания, источник питания включатся будет не стабильно, а лишь с нескольких попыток или не включится вовсе. Пришедшие в негодность конденсаторы в цепи фильтрации приведут к выключению блока питания под нагрузкой или так же самое не захочет включатся при этом будет срабатывать защита.
В некоторых случаях происходит высыхание электролита в конденсаторе и они теряют свои свойства накопления энергии, именно на таких емкостях внешние повреждения отсутствуют. Вот здесь придется выпаивать подозрительные и проверять их индивидуально. Если нет прибора для проверки емкостей, то нужно заменить их все на новые.
Постоянные резисторы
Номинальное сопротивление резистора, особенно зарубежного производства, вычисляются по цветовому коду. При замене сгоревших, обязательно на их место нужно ставить такие же по номиналу сопротивления и . Если резистор сгорел так, что не возможно различить цветовую маркировку и нет под рукой аналогичного БП, то тогда все сложнее. Особенно, если у вас дешевенький блок питания, к которому принципиальную схему добыть очень проблематично. Внизу показана таблица цветовых кодов резисторов:
Стабилитроны и диоды
Проверка этих полупроводниковых приборов производится прозваниванием в обе стороны. Если измерительный прибор показывает обрыв или короткое замыкание, значит элемент неисправен. Так же как и другие электронные компоненты, вышедшие из строя диоды и стабилитроны нужно менять на аналогичные или близкие по характеристикам.
Мощные транзисторные ключи и диодные сборки
Транзисторные ключи и диодный сборки, которые расположены в блоке питания на теплоотводах извлекать лучше всего вместе с радиатором. В первичной цепи расположены мощные транзисторы, один из которых следит за дежурным напряжением, а другие работаю по напряжения 12 V и 3,3 V. Во вторичной цепи установлены диоды Шоттки, выполняющие выпрямительные функции выходных напряжений и так же расположены на радиаторах.
Если после проведенных измерений все транзисторные ключи и диодные сборки оказались в исправном состоянии, то не нужно торопится устанавливать радиаторы на место, пока не проверите все остальные элементы находящиеся в схеме.
Широтно-импульсный модулятор
Если при проведении визуального осмотра широтно-импульсный модулятора не выявлено каких либо повреждений и он при работе не греется, то дальнейшая его проверка без осциллографа практически невозможна. Самое простое, что можно сделать при проверки ШИМа, это замер в контрольных точках по питанию на пробой. Для выполнения данного теста нужен будет мультиметр и данные на микросхему ШИМ. Проверку модулятора нужно делать когда он выпаян из платы.
Дежурное напряжение и POWER GOOD
А вот немного другая ситуация: плавкий предохранитель не перегорает, все находящиеся на плате элементы находятся в рабочем состоянии, тем не менее устройство не стартует. При таком раскладе сначала необходимо проверить 5-ти вольтовое напряжение в точках +5VSB и PS_ON. В случае отсутствия на каком либо из этих контактов напряжения, а возможно есть большое отличие от штатного, это значит появились проблемы в цепях трансформатора, формирующего дежурное напряжение вспомогательного преобразователя или как вариант выход из строя ШИМ-контроллера и его элементов обвязки.
Возможные неисправности дросселя
Основные причины выхода из строя дросселя это его перегрев в следствии отсутствия принудительного охлаждения, или ошибок изначального конструирования самого источника питания. Сгоревший дроссель групповой стабилизации определяется визуально по внешнему виду эмаль-провода. Менять его нужно на точно такой же, а в случае если вы решили изготовить другой самостоятельно, то тогда следует заменить и ферритовое кольцо, прежнее из-за высокой температуры могло изменить свои свойства.
Трансформаторные обмотки
