В современном мире развитие и устаревание комплектующих персональных компьютеров происходит очень быстро. Вместе с тем один из основных компонентов ПК – блок питания форм-фактора ATX – практически не изменял свою конструкцию последние 15 лет.
Следовательно, блок питания и суперсовременного игрового компьютера, и старого офисного ПК работают по одному и тому же принципу, имеют общие методики диагностики неисправностей.
Материал, изложенный в этой статье, может применяться к любому блоку питания персональных компьютеров с минимумом нюансов.
Содержание
- 1 Устройство блока питания
- 1.1 Распиновка основного коннектора БП
- 2 Распределение нагрузки на блок питания
- 3 Возможные неисправности БП
- 4 Проверка блока питания
- 5 Ремонт блока питания
- 6 Заключение
Устройство блока питания
Типовая схема блока питания ATX приведена на рисунке. Конструктивно он представляет собой классический импульсный блок на ШИМ-контроллере TL494, запускающемся по сигналу PS-ON (Power Switch On) с материнской платы. Все остальное время, пока вывод PS-ON не подтянут к массе, активен только источник дежурного питания (Standby Supply) с напряжением +5 В на выходе.
Рассмотрим структуру блока питания ATX подробнее. Первым ее элементом является
сетевой выпрямитель:
Его задача – это преобразование переменного тока из электросети в постоянный для питания ШИМ-контроллера и дежурного источника питания. Структурно он состоит из следующих элементов:
- Предохранитель F1 защищает проводку и сам блок питания от перегрузки при отказе БП, приводящем к резкому увеличению потребляемого тока и как следствие – к критическому возрастанию температуры, способному привести к пожару.
- В цепи «нейтрали» установлен защитный терморезистор, уменьшающий скачок тока при включении БП в сеть.
- Далее установлен фильтр помех, состоящий из нескольких дросселей (L1, L2), конденсаторов (С1, С2, С3, С4) и дросселя со встречной намоткой Tr1. Необходимость в наличии такого фильтра обусловлена значительным уровнем помех, которые передает в сеть питания импульсный блок – эти помехи не только улавливаются теле- и радиоприемниками, но и в ряде случаев способны приводить к неправильной работе чувствительной аппаратуры.
- За фильтром установлен диодный мост, осуществляющий преобразование переменного тока в пульсирующий постоянный. Пульсации сглаживаются емкостно-индуктивным фильтром.
Далее постоянное напряжение, присутствующее все время, пока блок питания ATX подключен к розетке, поступает на схемы управлением ШИМ-контроллера и источник дежурного питания.
Источник дежурного питания – это маломощный самостоятельный импульсный преобразователь на основе транзистора T11, который генерирует импульсы, через разделительный трансформатор и однополупериодный выпрямитель на диоде D24 запитывающие маломощный интегральный стабилизатор напряжения на микросхеме 7805. Эта схема хотя и является, что называется, проверенной временем, но ее существенным недостатком является высокое падение напряжения на стабилизаторе 7805, при большой нагрузке приводящее к ее перегреву. По этой причине повреждение в цепях, запитанных от дежурного источника, способно привести к выходу его из строя и последующей невозможности включения компьютера.
Основой импульсного преобразователя является ШИМ-контроллер. Эта аббревиатура уже несколько раз упоминалась, но не расшифровывалась. ШИМ – это широтно-импульсная модуляция, то есть изменение длительности импульсов напряжения при их постоянной амплитуде и частоте. Задача блока ШИМ, основанного на специализированной микросхеме TL494 или ее функциональных аналогах – преобразование постоянного напряжения в импульсы соответствующей частоты, которые после разделительного трансформатора сглаживаются выходными фильтрами. Стабилизация напряжений на выходе импульсного преобразователя осуществляется подстройкой длительности импульсов, генерируемых ШИМ-контроллером.
Важным достоинством такой схемы преобразования напряжения также является возможность работы с частотами, значительно большими, чем 50 Гц электросети. Чем выше частота тока, тем меньшие габариты сердечника трансформатора и число витков обмоток требуются. Именно поэтому импульсные блоки питания значительно компактнее и легче классических схем с входным понижающим трансформатором.
За включение блока питания ATX отвечает цепь на основе транзистора T9 и следующих за ним каскадов. В момент включения блока питания в сеть на базу транзистора через токоограничительный резистор R58 подается напряжение 5В с выхода источника дежурного питания, в момент замыкания провода PS-ON на массу схема запускает ШИМ-контроллер TL494. При этом отказ источника дежурного питания приведет к неопределенности работы схемы запуска БП и вероятному отказу включения, о чем уже упоминалось.
Основную нагрузку несут на себе выходные каскады преобразователя. В первую очередь это касается коммутирующих транзисторов T2 и T4, которые устанавливаются на алюминиевых радиаторах. Но при высокой нагрузке их нагрев даже с пассивным охлаждением может оказаться критическим, поэтому блоки питания дополнительно оснащаются вытяжным вентилятором. При его отказе или сильной запыленности вероятность перегрева выходного каскада значительно возрастает.
Современные блоки питания все чаще используют вместо биполярных транзисторов мощные MOSFET-ключи, за счет значительно меньшего сопротивления в открытом состоянии обеспечивающие больший КПД преобразователя и поэтому менее требовательные к охлаждению.
Видео про устройство БП компьютера, его диагностику и ремонт
Распиновка основного коннектора БП
Изначально компьютерные блоки питания стандарта ATX использовали для соединения с материнской платой 20-контактный разъем (ATX 20-pin). Сейчас его можно встретить только на устаревшей технике. В дальнейшем рост мощностей персональных компьютеров, а следовательно – и их энергопотребления, привел к использованию дополнительных 4-контактных разъемов (4-pin). Впоследствии разъемы 20-pin и 4-pin были конструктивно объединены в один 24-контактный разъем, причем у многих блоков питания часть коннектора с дополнительными контактами могла отделяться для совместимости со старыми материнскими платами.
Назначение контактов разъемов стандартизировано в форм-факторе ATX следующим образом согласно рисунку (термином «управляемое» отмечены те выводы, на которых напряжение появляется только при включении ПК и стабилизируется ШИМ-контроллером):
Наименование контакта | Назначение |
+3.3V | Положительное напряжение 3,3 В, управляемое. Питание материнской платы и процессора. |
+5V | Положительное управляемое напряжение 5В. Питание части узлов материнской платы, жестких дисков, внешних устройств USB. |
+12V | Управляемое напряжение 12В для жестких дисков, вентиляторов систем охлаждения. |
-5V | Управляемое напряжение -5В. Стандартом ATX, начиная с версии 1.3, более не используется. |
-12V | Управляемое напряжение -12В. Практически не используется. |
Ground | Масса. |
PG | Имеет высокий уровень при условии превышения напряжениями 5В и 3,3В нижнего порога (сигнализирует о выходе БП в рабочий режим). |
+5VSB | Постоянное напряжение 5В (дежурный источник). |
PS-ON | Включение блока питания при замыкании вывода на массу. |
Распределение нагрузки на блок питания
Так как каждое выходное напряжение БП используется разной нагрузкой, в зависимости от конфигурации компьютера потребление тока в каждой ветви БП может изменяться.
Поэтому для каждого блока, кроме суммарной максимальной мощности, указывается и максимальное потребление тока для каждого выходного напряжения.
Используя в качестве примера приведенную выше фотографию, продемонстрируем принцип расчета применимости БП:
- Цепь 3,3В имеет максимально допустимый ток нагрузки 27А (89 Вт);
- Цепь 5В может отдавать ток до 26А (130 Вт);
- Цепь 12В рассчитана на ток до 18А (216 Вт).
Но, так как все эти цепи запитаны от обмоток общего трансформатора, их суммарное потребление ограничивается: если в теории максимальная нагрузка по напряжениям 3,3В и 5В может доходить до 219 Вт, она ограничена значением в 195 Вт. При максимальной теоретической токоотдаче всех трех цепей в 411 Вт реальная нагрузка ограничена цифрой в 280 Вт.
Таким образом, при добавлении нового «железа» в свой ПК нужно учитывать не только общее энергопотребление, но и баланс электрических цепей. Особенно часто замена блоков питания на более мощные требуется при установке высокопроизводительных видеокарт, значительно нагружающих цепь 12В, в то время как большую часть мощности ПК отбирают по низковольтным цепям – запас по высокому напряжению остается недостаточным.
Возможные неисправности БП
Использование в течение многих лет отработанной схемы импульсного преобразователя позволило сделать ее крайне надежной.
Поэтому большинство неисправностей БП персональных компьютеров связаны либо со старением его компонентов, либо со значительными отклонениями питания или нагрузки от номинальных параметров. Отдельно стоит упомянуть перегрев выходных каскадов из-за накопления пыли внутри БП при недостаточной частоте обслуживания компьютера.
Сильнее всего старение сказывается на состоянии электролитических конденсаторов выпрямителя и выходных каскадов. Со временем они деградируют, теряя емкость, что приводит к заметному росту пульсаций напряжения на выходе блока, что может приводить к сбоям в работе ПК. Также, особенно в дешевых блоках, старение электролитических конденсаторов сопровождается их заметным вздутием, иногда приводящему к их разрушению с характерным хлопком.
Значительный рост напряжения питания или избыточная нагрузка способны привести к перегреву и короткому замыканию внутри диодного моста входного выпрямителя. В этом случае переменный ток из сети поступает в цепи, не рассчитанные на работу с ним: разрушаются электролитические конденсаторы, рассчитанные на однополярное питание, повреждаются ШИМ-контроллер и его транзисторная обвязка. Зачастую повреждение БП при этом делает его ремонт менее рентабельным по сравнению с полной заменой.
Отказ выходных транзисторов импульсного преобразователя чаще всего является следствием их длительного перегрева, вызванного перегрузкой или недостаточным охлаждением.
Проверка блока питания
Хотя импульсный БП и не относится к числу радиоэлектронных схем начального уровня, его диагностика и ремонт своими руками доступны многим людям, имеющим базовые знания и навыки в области радиоэлектроники. Рассмотрим типовую процедуру проверки снятого с компьютера БП:
- Подключите к выводам +3,3В, +5В и +12В мощные нагрузочные резисторы, рассчитанные на ток около 1А и соответствующую мощность. Это нужно для избежания неправильной работы некоторых блоков без нагрузки.
- Подайте на блок сетевое питание.
- Проверьте наличие напряжения на линии +5VSB. Оно должно возникать непосредственно после включения блока в сеть.
- Замкните вывод PS-ON на корпус БП. При этом на силовых выходах БП и выводе PG должны установиться соответствующие напряжения.
Возможные варианты неисправностей:
- При включении питания отсутствует дежурное напряжение. Если при этом БП запускается и генерирует управляемые напряжения, проверьте работоспособность импульсного преобразователя дежурного напряжения (наличие импульсов на первичной обмотке его трансформатора), исправность выпрямителя (наличие постоянного напряжения не менее 9В на входе микросхемы 7805) и работоспособность стабилизатора (на выходе микросхемы 7805 должно быть +5В).
- Если присутствует дежурное напряжение, но БП не запускается, попробуйте принудительно запустить ШИМ-контроллер следующим образом:
- При отсутствии генерации импульсов на обозначенных ножках микросхемы потребуется ее замена. В противном случае следует обратить внимание на выходной каскад преобразователя, особенно – коммутирующие транзисторы.
- Если нет дежурного напряжения и БП не запускается, последовательно проверьте входной выпрямитель: целостность предохранителя и терморезистора, отсутствие обрывов в обмотках дросселей. Однако наиболее часто встречающаяся неисправность – это выгорание диодного моста в результате короткого замыкания в конденсаторе фильтра. Это будет сразу заметно и по характерному запаху, и по сгоревшим диодам.
- Если же отсутствует напряжение только на одном из управляемых силовых выходов, стоит в первую очередь обратить внимание на выпрямительный диод и фильтрующий конденсатор этой цепи.
Ремонт блока питания
При достаточно уверенном владении паяльником отремонтировать БП своими руками не так сложно, тем более что большинство операций сводятся к замене простых деталей с двумя-тремя выводами, не требующими особых навыков или оборудования для демонтажа.
Так как вопрос «как отремонтировать компьютерный БП» вряд ли возникнет у профессионально владеющего соответствующим инструментом (паяльной станцией, оловоотсосом и т.д.) человека, в дальнейшем мы будем исходить из минимального набора самых распространенных приспособлений. Следовательно, нам понадобится паяльник мощностью в пределах 65 Вт с плоской заточкой жала, припой, бескислотный флюс (канифоль), пинцет и плоская отвертка. Удалить лишний припой можно с помощью зачищенного многожильного медного провода, внесенного под флюсом в каплю расплавленного олова.
При замене крупногабаритных элементов наподобие конденсаторов нужно последовательно разогреть точки пайки их ножек, по возможности убрать лишний припой и далее, либо поочередно прогревая ножки и наклоняя корпус конденсатора из стороны в сторону извлечь его, либо, если размеры жала паяльника это позволяют, одновременно нагреть обе точки пайки и быстро выдернуть конденсатор из отверстий в плате. При этом, как и при работе с другими элементами, важно минимизировать время воздействия паяльника на плату и деталь.
Транзисторы и мощные диоды при их замене устанавливаются в отверстия на плате таким образом, чтобы из крепежное отверстие совпало с резьбой в теле радиатора. Перед прикреплением к радиатору поверхность детали смазывается термопроводной пастой (КПТ -8 или ее аналоги).
Заменяя электролитический конденсатор или диод, необходимо помнить, что это элемены полярные, и их установка должна строго соответствовать рисунку на плате (у конденсаторов, кроме танталовых, полоска обозначает отрицательный полюс).
Еще один материал про ремонт БП компьютера
После ремонта блока питания не стоит спешить устанавливать его в компьютер – лучше всего повторить проверку, описанную ранее.
Заключение
Хотя современные блоки питания ATX и очень надежны, знание общего принципа их работы и проверки может зачастую пригодиться не только для правильного выбора БП к своему компьютеру, но и для экономии денег при его отказе – ремонт своими руками обычно значительно дешевле покупки нового блока.
Ремонт блока питания компьютера — пошаговые инструкции, как устранить неисправность своими руками, все возможные причины
Блок питания в компьютере (БП) представляет собой модульный импульсный электронный агрегат.
Его назначение заключается в преобразовании переменного тока в несколько постоянных напряжений, а именно:
- + 3,3 В;
- + 5 В;
- + 12 В;
- — 12 В.
Указанные постоянные токи применяются для обеспечения работы:
- материнской платы;
- видеокарты;
- винчестера;
- и целого ряда прочих компонентов вычислительной машины.
В данном материале рассматриваются вопросы ремонта компьютерного блока питания, изготовленного в соответствии с разработанным для настольных ПК форм-фактором ATX.
Вот уже более двух десятков лет данный стандарт является доминирующим для серийно производимых компьютерных систем.
Содержание
Основные причины поломки блока питания
Многолетнее применение логической схемы импульсного преобразователя привело к тому, что ее надежность достигла впечатляющего уровня.
Вот почему почти все распространенные поломки блока питания ПК в настоящее время вызываются не столько дефектами сборки, сколько внешними причинами, в том числе:
- естественной амортизацией элементной базы;
- существенными скачками напряжения в сети;
- отклонениями нагрузки от нормального значения;
- чрезмерным нагревом выходных каскадов по причине скопления пылевых отложений под корпусом блока питания;
- соответственно, пренебрежением к нормам и правилам ухода за компьютерной аппаратной частью.
Особенно сильный удар износ и устаревание элементной базы наносят по конденсаторам:
- выпрямительного узла;
- и участков на выходе тока из схемы.
В процессе эксплуатации вычислительной техники данные компоненты:
- теряют функциональность;
- лишаются проектных емкостных характеристик.
Указанные процессы вызывают резкое возрастание пульсаций напряжения на выходных контактах БП, что оборачивается поломкой тех или иных агрегатов компьютера.
В предлагаемых по низким ценам БП амортизация электролитических конденсаторов происходит одновременно с их вспучиванием.
Порой итогом данного явления становится разрыв детали, сопровождаемый глухим хлопком.
Резкий рост напряжения в сети или чрезмерная нагрузка могут вызвать перегрев и короткое замыкание в диодном мосту входного выпрямителя.
При таком развитии событий поступающий из сети переменный ток направляется в цепи, которые не рассчитаны на данный вид питания. В итоге происходят следующие неполадки:
- выходят из строя электролитические конденсаторы, спроектированные под однополярное питание;
- разрушаются ШИМ-контроллер и сопутствующая транзисторная обвязка.
Нередко это приводит к тому, что ремонтировать БП оказывается совсем не выгодно, в итоге проще будет просто купить новый.
Также не исключен отказ выходных транзисторов импульсного преобразователя. Данная неполадка обычно провоцируется чрезмерным нагревом, вызываемым:
- перегрузкой;
- неудовлетворительным охлаждением.
Если были допущены ошибки в определении мощности, то БП будет поврежден и сломан коротким замыканием. Это приведет к тому, что:
- проводная изоляция расплавится;
- часть кабелей полностью выгорит.
Такие процессы могут быть вызваны тем, что, например, при заявленной мощности блока в 400 ватт в действительности БП бюджетного типа обеспечивает примерно 250 ватт.
Как проверить выдаваемые блоком напряжения
Ремонт блока питания компьютера осуществляется с применением диагностической аппаратуры:
- Для измерения выдаваемых блоком напряжений вполне подойдет недорогой китайский тестировочный прибор, спроектированный специально для БП форм-фактора АТХ.
- Во многих случаях все необходимые характеристики можно будет зафиксировать с помощью обыкновенного вольтметра.
- Ради проведения данной процедуры придется запустить БП, для чего отыскать клемму дежурного напряжения.
- Она расположена на основном разъеме, предназначенном для коммутации «материнки».
- Обнаружить данный контакт нетрудно по идущему к нему зеленому проводку.
Следует замкнуть указанную клемму с черным проводом, — так называемой массой. Для этого можно воспользоваться:
- кусочком проволоки;
- или канцелярской скрепкой.
Подлежащие проверке показатели напряжения на клеммах для основной и периферийной аппаратуры можно будет зафиксировать лишь по факту запуска БП.
Признаком его включения станет раскручивание охлаждающего вентилятора. Когда запуск произойдет, нужно будет снять параметры напряжения по всем подающим ток магистралям.
Если все напряжения в норме, то настанет черед подключения эквивалента нагрузки. В данном качестве вполне подойдет 12-вольтовая лампа мощностью в районе 100 ватт.
Однако прежде, чем приступать к перечисленным операциям, необходимо разукомплектовать БП и тщательно исследовать его элементы.
Перед подключением заменителя нагрузки надо удостовериться в том, что:
- в схеме отсутствуют обугленные дроссели;
- высоковольтные конденсаторы не вздулись.
Визуальное обследование состояния деталей производится по следующей схеме:
- Откручиваются четыре винта.
- Снимается верхняя крышка.
- Осторожно извлекается плата.
- Все ее участки внимательно осматриваются.
Исправный БП отличается от сломанного по следующим признакам:
- не содержит разрушенных или покрытых нагаром деталей;
- его конденсаторы не вспучены и не разорваны;
- на плате отсутствуют потеки, сажа, плотные пылевые наслоения.
Устройство простых блоков питания
Большинство устанавливаемых на современные компьютеры БП собрано по типичному для конструкции ATX принципу.
Ток с напряжением 220 вольт приходит из гнезда для кабеля на микросхему. Далее он поступает на входной фильтр, если таковой предусмотрен производителем.
Если нет, то на плате должно оставаться место для установки данной детали. Следом ток идет на выпрямляющий участок
.
В конструкции БП присутствуют два радиатора. На первом из них смонтирована пара силовых ключей, а также транзистор мультигенератора. Далее расположены два трансформатора.
Второй радиатор обслуживает низковольтную зону БП. Здесь смонтированы диоды Шоттки. Продолжается схема дросселями:
- на +5, +12 вольт;
- на 3,3 вольта.
Завершается принципиальная схема выходными жгутами линий напряжения для коммутации аппаратных компонентов ПК, а также магистралью к охладительному вентилятору.
Устранение неисправностей и доработка блока питания
Несмотря на то, что импульсный БП не входит в число радиоэлектронных устройств простейшей категории, осуществить его наладку смогут даже начинающие радиолюбители.
И даже в том случае, если они накопили минимальный опыт наладки радиоаппаратуры.
Проверка диодов
При отсутствии дежурного напряжения и отказе БП при запуске нужно тщательно обследовать входной выпрямитель на предмет:
- исправности предохранителя и терморезисторного компонента;
- отсутствия разрывов в дроссельных обмотках.
Это довольно распространенные поломки, однако гораздо чаще причиной отказа становится сгорание диодного моста, вызванное замыканием в конденсаторе фильтра.
Обнаружить данный факт можно и по специфическому запаху, и по сгоревшим диодам. Соответственно, надо проверить диоды выпрямляющего участка на наличие пробоя.
Замена проводов для питания внешних устройств
На следующем этапе необходимо удалить сгоревшие проводки, предназначенные для обеспечения током внешних устройств. Крайне нежелательно заменять вышедшие из строя провода:
- бывшими в употреблении;
- сильно погнутыми;
- частично потерявшими изоляцию аналогами.
Лучшим вариантом станет монтаж совершенно новых кабелей даже в очень старый блок питания, иначе смысл ремонта может свестись к нулю.
Установка конденсаторов
Во многих случаях на выходе желательно установить конденсаторы, по емкости в полтора раза превосходящие штатные аналоги.
Данная доработка позволит снять проблему с емкостью, которой нередко оказывается недостаточно для конкретной мощности.
Есть смысл также установить дроссель и фильтрующие конденсаторы для входного сетевого напряжения.
Во время обновления таких габаритных деталей, как конденсаторы, необходимо:
- одну за другой нагреть места запайки ножек;
- удалить излишний припой;
- после чего, расшатывая конденсатор, вытянуть его;
- или же раскалить сразу обе зоны пайки широким жалом паяльника и ловким движением вырвать конденсатор из крепежных гнезд.
Контрольное включение устройства после выполненных работ
По завершении ремонтно-наладочных процедур необходимо:
- подключить к БП 220 вольт;
- проверить присутствие напряжения на «материнском» разъеме;
- замкнуть данную клемму на массу;
- привести БП в действие.
Если неполадки были устранены и доработка прошла успешно, то БП благополучно запустится, а кулер закрутится. Остается проверить напряжение на линиях питания:
- 5 вольт;
- 12 вольт;
- 3,3 вольта.
Успешно отремонтированный блок питания можно собрать и установить в системный ящик компьютера.
Предварительно на косичку проводов следует надеть фиксатор, препятствующий контакту с железным кожухом и пробою. Далее нужно провести финальное тестирование БП по 12-вольтовой линии.
Убедившись в полной исправности этого важного агрегата, его можно смело монтировать как в бывший в употреблении, так и в сравнительно новый персональный компьютер.
Для повышения долговечности БП желательно подключать его к домашней или офисной цепи не напрямую, а через автоматический стабилизатор напряжения.
Фото блока питания ПК
Об авторе: Эксперт в направлениях электричества, ремонтных работ
Задать вопрос
На чтение 25 мин Просмотров 1к. Опубликовано
Содержание
- Что нам понадобится для диагностики и ремонта
- Возможные неисправности БП
- Практические рекомендации по ремонту
- Распиновка штеккера БП.
- Прочие проблемы
- Принципы измерения радиоэлементов
- Нагрузка на БП
- Методичка – инструкция диагностики.
- Распиновка основного коннектора БП
- Особенности ремонтных работ и инструменты для них
- Разбираемся в схеме типичного ATX блока питания
- Методика проверки (инструкция)
- Диагностика типовых неисправностей и способы их устранения
- Перегорел предохранитель
- Вздулись электролитические конденсаторы
- Проверяем выпрямитель
- Варистор
- Замеряем напряжения
- Ищем виновника
- Ремонт БП компьютера АТХ
- Как найти неисправность БП нажимая кнопку «Пуск»
- Как проверить исправность БП
- Типовые неисправности и проверка элементов
- Как правильно разбирать блок питания
Что нам понадобится для диагностики и ремонта
Чтобы отремонтировать блок питания компьютера в домашних условиях, вам понадобится паяльник. Лучше использовать паяльную станцию, но можно и двумя паяльниками разной мощности. Мощный понадобится для работы с транзисторами, диодными сборками, катушками индуктивности. Маломощный прибор пригодится для пайки различных мелких деталей. Также для пайки потребуется припой, кислотный припой или канифоль. Для удаления припоя используется присоска или оплетка.
Кроме того, из инструментов вам понадобятся:
- мультиметр;
- пинцет;
- набор отверток;
- бокорезы;
- спирт или бензин.
Возможные неисправности БП
Использование проверенной на протяжении многих лет схемы импульсного преобразователя сделало ее чрезвычайно надежной.
Поэтому большая часть неисправностей блока питания персональных компьютеров связана со старением его компонентов или значительными отклонениями блока питания или нагрузки от номинальных параметров. Также отдельно стоит упомянуть перегрев выходных каскадов из-за скопления пыли внутри блока питания при недостаточной периодичности обслуживания компьютера.
Старение в основном влияет на электролитические конденсаторы выпрямителя и выходные каскады. Со временем они деградируют, теряя емкость, что приводит к заметному увеличению пульсаций напряжения на выходе накопителя, что может привести к сбоям в работе ПК. Кроме того, особенно в хозяйственных единицах, старение электролитических конденсаторов сопровождается их заметным набуханием, что иногда приводит к их разрушению с характерным треском.
Значительное повышение питающего напряжения или чрезмерная нагрузка могут привести к перегреву и короткому замыканию внутри диодного моста входного выпрямителя. В этом случае переменный ток из сети попадает в цепи, не рассчитанные на работу с ней: выходят из строя электролитические конденсаторы, рассчитанные на однополюсное питание, выходит из строя ШИМ-контроллер и его транзисторная обвязка. Часто из-за поломки блока питания его ремонт менее удобен, чем полная замена.
Выход из строя выходных транзисторов импульсного преобразователя часто является результатом их длительного перегрева, вызванного перегрузкой или недостаточным охлаждением.
Практические рекомендации по ремонту
Если вы решили отремонтировать блок питания самостоятельно, то в первую очередь его извлекают из корпуса системного блока. После этого откручиваются крепежные винты и снимается защитный кожух. Обдув и очистив пыль, приступают к ее изучению. Практический ремонт блока питания компьютера своими руками можно представить пошагово следующим образом:
- Визуальный осмотр. При нем особое внимание уделяется потемневшим пятнам на плате и элементах, внешнему виду конденсаторов. Верх конденсаторов должен быть плоским, выпуклость говорит о его непригодности, внизу основания не должно быть разводов. Если есть кнопка включения, то не лишним будет ее проверить.
- Если осмотр не вызвал подозрений, следующим шагом будет дозвон входных и выходных цепей на наличие короткого замыкания (КЗ). При наличии короткого замыкания выявляется сломанный полупроводниковый элемент, находящийся в цепи с коротким замыканием.
- Измеряется сетевое напряжение на конденсаторе выпрямителя и проверяется предохранитель. Если есть напряжение 300В, переходите к следующему шагу.
- При отсутствии напряжения при перегорании предохранителя диодный мост и ключевые транзисторы проверяются на короткое замыкание. Резисторы и термистор защиты на обрыв цепи.
- Проверяется дежурное напряжение, стабилизированное на уровне пяти вольт. Статистика показывает, что когда блок питания не включается, одна из самых частых причин — неисправность цепи резервного питания, с исправными элементами питания.
- Если есть пять стабилизированных вольт, проверяется наличие PS_ON. При значении менее четырех вольт ищется причина занижения уровня сигнала. Обычно PS_ON генерируется из дежурного напряжения на подтягивающем резисторе 1 кОм. Схема супервизора проверяется, прежде всего, на соответствие в схеме значениям емкости конденсаторов и номиналам резисторов.
Если причина не найдена, проверяется ШИМ-контроллер. Для этого понадобится стабилизированный блок питания на 12 вольт. На плате ножка задержки (DTC) отключена, и на ножку VCC подается питание. Осциллограф фиксирует наличие генерации сигнала на выводах, подключенных к коллекторам транзисторов, и наличие опорного напряжения. При отсутствии импульсов проверяется промежуточный каскад, чаще всего собранный на биполярных транзисторах малой мощности.
Распиновка штеккера БП.
Чтобы узнать, где напряжение, сигнал и цвет маркировки провода, нам понадобится распиновка:
Разъем питания 20- и 24-контактный блок питания ATX
Для того чтобы перевести блок питания из служебного помещения в рабочий режим и заставить его работать наилучшим образом, необходимо замкнуть зеленый провод — PS-on на общий провод. В этом случае подключите перемычкой к одному из черных проводов. Вращающийся кулер блока питания сообщит вам, что блок питания включился.
Прочие проблемы
Еще одной причиной неисправности блока питания может быть неисправность мощных транзисторов в ключах инвертора. Если импульсы поступают на базы (затворы) триодов, но их нет в цепи коллектора (стока), транзисторы должны испариться и зазвучать. Биполярные триоды резонируют как два диода с общей клеммой.
Управление биполярными триодами.
Чтобы проверить полевой МОП-транзистор, лучше всего построить простую схему.
Схема испытания полевого транзистора.
также необходимо проверить сигнал Power_good на контакте 8 разъема материнской платы. Может оказаться, что все напряжения в порядке, но неисправна схема формирования этого сигнала. Компьютер воспримет это как неисправность блока питания.
Принципы измерения радиоэлементов
Корпус блока питания подключается к общему проводу печатной платы. Измерение силового участка БП проводится относительно общего провода. Предел на мультиметре выставлен более 300 вольт. Во вторичной части только постоянное напряжение, не превышающее 25 вольт.
Резисторы проверяют путем сравнения показаний тестера и маркировки, нанесенной на корпус резистора или указанной на схеме. Диоды проверяются тестером, если он показывает нулевое сопротивление в обоих направлениях, делается вывод о его неисправности. Если есть возможность проверить падение напряжения на диоде в приборе, то впаять его нельзя, величина 0,5-0,7 вольта.
Конденсаторы проверяются путем измерения их внутренней емкости и сопротивления, для чего требуется специальный измеритель ESR. При замене обратите внимание, что используются конденсаторы с низким внутренним сопротивлением (ESR). Транзисторы требуют работоспособности pn-переходов или, в случае полевых переходов, способности открываться и закрываться.
Нагрузка на БП
следует предупредить, что включение импульсных блоков питания без нагрузки значительно сократит их срок службы и даже может вызвать поломку. Поэтому рекомендуется собрать простой блок нагрузок, его схема представлена на рисунке.
Блок-схема нагрузки
Схема рекомендуется собирать на резисторах марки ПЭВ-10 номиналом: R1 — 10 Ом, R2 и R3 — 3,3 Ом, R4 и R5 — 1,2 Ом. Охлаждение резисторов может осуществляться через алюминиевый канал.
Не рекомендуется подключать материнскую плату в качестве нагрузки для диагностики или, как советуют некоторые «умельцы», HDD и CD-привода, так как неисправный блок питания может их вывести из строя.
Методичка – инструкция диагностики.
После извлечения блока из системного шкафа его необходимо открыть, открутив винты на корпусе. Также, открутив винты, снимаем плату.
Далее нужно сделать визуальный осмотр. Это очень ответственная и важная часть диагностики.
Мы определяем дефектные компоненты путем визуального осмотра.
Осматриваем плату на предмет механических повреждений электронных компонентов, а также потемнения и подгорания элементов питания. Это могут быть вздувшиеся электролитические конденсаторы, обгоревшие резисторы, взорвавшиеся микросхемы и транзисторы.
Также мы оцениваем степень повреждения блока питания.
Проверив целостность электронных компонентов, приступаем к осмотру распечатанной проводки. Хороший свет и хорошая лупа помогут в этом. Необходимо визуально, скрупулезно сваривать шов за швом, чтобы визуализировать его качество. Дело в том, что припой со временем деградирует, становится хрупким, и пятна припоя теряют контакт. Также образуются так называемые «кольца»: это кольцевые трещины в месте сварки элемента. Чаще всего такие кольца встречаются в силовых частях блока питания — на транзисторах, выходных диодах Шоттки. А также на всех элементах, которые нагреваются и находятся на радиаторе. Хотя ни один элемент не защищен от колец даже в низковольтной части, например микросхеме контроллера ШИМ.
Трещины на кольце
Если при визуальном осмотре ничего не обнаружено, переходите к следующему этапу действий:
Далее следует проверить предохранитель. Его следует проверять мультиметром в режиме выбора, так как внешне может показаться, что он в хорошем состоянии.
Слева: предохранитель может прятаться под термоусадочной трубкой и располагаться вертикально.
Предохранители не просто перегорают. Причина может заключаться в коротком замыкании в диодном мосту или в ключевых фазах как основного, так и резервного источников питания.
Далее проверяем термистор, обычно его сопротивление 5-10 Ом. Если он в обрыве, давайте его поменяем. В маломощных блоках питания его можно заменить перемычкой. В блоках питания ПК это может привести к выходу из строя диодного моста при зарядке конденсатора фильтра, поэтому заменяем его таким же.
Цифра обозначает термистор
Осторожность!!! Не путайте термистор с варистором! Термистор обычно черный и стоит в разомкнутой цепи переменного тока, а варистор чаще бывает синего, зеленого или желтого цвета и параллелен сети (чаще он распадается на две-три части); напротив, сопротивление исправного варистора бесконечно велико. И если позистор предназначен для смягчения зарядного тока электролитического конденсатора, то назначение варистора — защитить источник питания на входе от перенапряжения переменного тока, фазового дисбаланса и грозовых разрядов в проводке.
На рисунке изображены предохранитель, термистор и варистор.
На очереди диодный мост. Выпрямитель на диодном мосту может собираться как из 4-х отдельных диодов, так и в монолитном корпусе. Диоды не должны иметь короткого замыкания, а также обрыва цепи. Если вы обнаружите неисправный диод или весь мост, это не значит, что его замена решит все проблемы.
Диодный мост из отдельных диодов и в виде сборки.
Вход переменного тока через неисправный выпрямитель может повредить ключевые транзисторы и ШИМ. Кроме того, ситуация могла быть прямо противоположной: отказавший (закороченный) транзистор в силовом инверторе мог перегрузить диодный мост и вызвать короткое замыкание именно по этой причине. Поэтому после замены выпрямителя нужно убедиться в отсутствии короткого замыкания по цепи. Проверить это можно с помощью впаянных диодов — на электролитическом конденсаторе не должно быть короткого фильтра, а в силовой части блока питания должны быть транзисторы, резисторы и другие сломанные элементы.
Проверка электролитов на входе (конденсаторы на фильтре питания) нужно начинать с осмотра.
Электролитические конденсаторы входного фильтра питания.
Они не должны быть опухшими или иметь другие нарушения формы. На плате не должно быть электролита. Конденсаторы необходимо проверять на емкость, она должна быть не менее 10% от номинальной. Кроме того, в цепях электролитических конденсаторов используются варисторы и резисторы, которые также необходимо испытывать.
Управление ключевыми транзисторами.
На фото два ключевых транзистора.
Чтобы гарантировать целостность ключей питания, вы должны воспроизвести переходы база-эмиттер, база-коллектор, коллектор-эмиттер. Первые два перехода должны звучать как диод. Коллектор-эмиттер как бесконечный резистор, но только если этот транзистор не имеет встроенного демпферного диода. При обнаружении транзисторов с коротким замыканием радоваться рано — замена их на новые ни к чему хорошему не приведет. Транзисторы не сгорают! Тестируем всю проводку — низкое сопротивление
резисторы, диоды, стабилитроны, электролитические конденсаторы. Мы меняем ключи блока питания попарно, даже если неисправность обнаружена в одном.
Тестируем диодные сборки Шоттки с помощью мультиметра.
В основном они возникают при пробое, то есть на короткое замыкание.
При подозрении на сборку лучше выпарить и проверить отдельно, чтобы другие элементы выходной цепи не вносили ошибок и не вводили в заблуждение. Диод в сборе нужно измерять в режиме прозвонки. Прямое падение напряжения для диодов Шоттки составляет 120–160 мВ на устройство.
Проверка электролитических конденсаторов (выходных) Часто по внешнему виду можно определить, что конденсатор нуждается в замене.
Вздутые конденсаторы.
Чаще они взрываются, открывается верх с зазубринами или вытекает электролит (на панели видны следы). Бывает, что конденсатор, который при визуальном осмотре выглядит нормально, оказывается с большой потерей емкости. Это можно определить только путем измерения емкости мультиметром с этой функцией или отдельным тестером конденсаторов.
В основном, именно электролитические конденсаторы вызывают поломку импульсного силового модуля. В 75% случаев простая замена электролитов как в выходной части, так и в драйвере может вернуть к жизни источник питания, пока не будут повреждены ключи, ШИМ, выпрямители.
Проверка цепей выходного питания также включает проверку выходного сопротивления. Для цепи +3,3 оранжевый провод имеет сопротивление от 4 до 20 Ом. Для других напряжений от 90 до 300 Ом. Необходимо измерить мультиметром в режиме измерения сопротивления относительно общего провода COM (GND) — черный провод.
Читайте также: Формула силы тока и в чем она измеряется
Распиновка основного коннектора БП
Для ремонта нам также необходимо знать распиновку разъема основного питания, она показана ниже.
Вилки питания: A — старые (20 контактов), B — новые (24 контакта)
Для запуска блока питания нужно подключить зеленый провод (PS_ON #) к любому черному нулевому проводу. Сделать это можно с помощью обычной перемычки. Обратите внимание, что для некоторых устройств цветовая кодировка может отличаться от стандартной, как правило, в этом виноваты неизвестные китайские производители.
Особенности ремонтных работ и инструменты для них
Для стандартного типа устройства предыдущие этапы диагностики и ремонта будут идентичны. Это связано с тем, что все они имеют типичное строение.
Припаиваем детали к плате
Кроме того, чтобы выполнить качественный самостоятельный ремонт импульсного преобразователя напряжения, понадобится хороший паяльник и умение обращаться с ним. В этом случае все равно понадобится припой, спирт, который можно заменить рафинированным бензином и флюсом. Кроме паяльника для ремонта непременно понадобятся следующие инструменты:
- набор отверток;
- пинцет;
- бытовой мультиметр или вольтметр;
- лампа накаливания. Может использоваться как балластная нагрузка.
С таким набором инструментов несложный ремонт будет под рукой любого человека.
Разбираемся в схеме типичного ATX блока питания
Прежде чем приступить к ремонту, необходимо понять принцип работы блока питания компьютера. На рисунке ниже показана блок-схема блока питания ATX.
Сетевое напряжение подается на сетевой фильтр, который подавляет шум от входа источника питания от промышленной сети переменного тока. Это также предотвращает попадание помех от источника питания и компьютера в электрическую сеть.
К выходу фильтра подключен двухполупериодный выпрямитель, который преобразует переменное напряжение в постоянное. Нагрузками диодного моста являются: вспомогательный генератор энергии и усилитель мощности высокочастотного преобразователя.
Выход автогенератора вспомогательного источника питания подключен к входу параметрического стабилизатора, на котором формируется резервный источник питания 5В.
Гальваническая развязка между сетью и вторичными источниками тока обеспечивается трансформатором. С трансформатора импульсное напряжение поступает на выпрямитель. Система обратной связи используется для регулирования напряжения на всех вторичных источниках тока.
Для реализации обратной связи используется широтно-импульсный модулятор (ШИМ), который регулирует работу усилителя мощности путем изменения длительности импульсов возбуждения. Напряжение обратной связи сравнивается с опорным и, в зависимости от результатов, ШИМ-контроллер увеличивает или уменьшает ширину импульса. В результате во вторичный контур поступает больше или меньше энергии.
Методика проверки (инструкция)
После того, как блок питания извлечен из системного блока и разобран, в первую очередь необходимо провести осмотр на предмет обнаружения поврежденных элементов (потемнение, изменение цвета, нарушение целостности). Учтите, что в большинстве случаев замена сгоревшей детали не решит проблему; вам нужно будет проверить трубопровод.
Визуальный осмотр дает возможность обнаружить «сгоревшие» радиоэлементы
Если таковых не обнаружено, переходим к следующему алгоритму действий:
- проверка предохранителя. Не доверяйте визуальному осмотру, лучше используйте мультиметр в квадрантном режиме. Причиной перегоревшего предохранителя могла быть поломка диодного моста, ключевого транзистора или неисправность блока, отвечающего за режим ожидания;
Предохранитель на борту
- проверка термистора диска. Его сопротивление не должно превышать 10 Ом, если он неисправен, мы настоятельно не рекомендуем вставлять перемычку. Импульсный ток, возникающий в процессе зарядки конденсаторов, установленных на входе, может вызвать пробой диодного моста;
Дисковый термистор (отмечен красным)
- тестируем диоды или диодный мост на выходном выпрямителе, они не должны иметь обрыва или короткого замыкания. При обнаружении неисправности необходимо проверить конденсаторы и ключевые транзисторы, установленные на входе. Подаваемое на них переменное напряжение после разрыва моста с большой вероятностью выводило из строя эти радиокомпоненты;
Выпрямительные диоды (обведены красным)
- проверка входных конденсаторов электролитического типа начинается с осмотра. Геометрия этих частей не должна нарушаться. Затем измеряется емкость. Считается нормальным, если оно не меньше заявленного и расхождение между двумя конденсаторами находится в пределах 5%. Также необходимо проверить варисторы и уравнительные резисторы, припаянные параллельно входным электролитам;
Поступающие электролиты (отмечены красным)
- проверка ключевых (силовых) транзисторов. С помощью мультиметра проверяем переходы база-эмиттер и база-коллектор (процедура такая же, как и при проверке диодов).
Показано расположение силового транзистора
При обнаружении неисправного транзистора перед пайкой нового необходимо протестировать всю обвязку, состоящую из диодов, резисторов низкого сопротивления и электролитических конденсаторов. Последний рекомендуется заменить на новый большей емкости. Хороший результат дает сортировка электролитов керамическими конденсаторами 0,1 мкФ;
- Проверяя мультиметром выходные диодные группы (диоды Шоттки), как показывает практика, наиболее типичной неисправностью для них является короткое замыкание;
Диодные сборки размечены на плате
- проверка выходных конденсаторов электролитического типа. Как правило, их неисправность можно обнаружить при визуальном осмотре. Проявляется в виде изменения геометрии корпуса радиодетали, а также следов протекания электролита.
Нередко внешне нормальный конденсатор оказывается непригодным для тестирования. Поэтому лучше проверить их мультиметром, оснащенным функцией измерения емкости, или использовать для этого специальный прибор.
Учтите, что неработающие выходные конденсаторы — самая частая неисправность компьютерных блоков питания. В 80% случаев после их замены работоспособность блока питания восстанавливается;
Конденсаторы с нарушенной геометрией корпуса
- сопротивление измеряется между выходами и нулем, для +5, +12, -5 и -12 вольт этот показатель должен быть в диапазоне от 100 до 250 Ом, а для +3,3 В в диапазоне 5-15 Ом.
Диагностика типовых неисправностей и способы их устранения
Существует несколько типичных ошибок блока питания:
- перегорел предохранитель в блоке питания;
- нет дежурного напряжения, тоже может быть больше или меньше нормального;
- одно из напряжений на выходе блока питания отсутствует или превышает допустимые пределы;
- нет сигнала на проводе PG +5 В;
- блок питания не включается;
- вентилятор не крутится.
Первое, что нужно сделать после разборки блока питания — это сделать внешний осмотр. В этом случае стоит обратить внимание на конденсаторы. По статистике около 50% сбоев питания связаны с вздувшимися конденсаторами.
Также следует проверить, легко ли вращается кулер. Со временем смазка развивается и теряет свои свойства, в результате чего скорость вращения вентилятора снижается. В результате ухудшается охлаждение блока питания, а некоторые детали могут перегреться и выйти из строя.
Далее следует осмотреть предохранитель, резистор, транзисторы и другие полупроводниковые элементы.
Перегорел предохранитель
Чаще всего в блоке питания устанавливается предохранитель в стеклянном корпусе. Обычно он располагается горизонтально и близко к сетевому фильтру. Иногда предохранитель устанавливают вертикально и заворачивают в термоусадочную пленку. На табло он обозначен как F1.
Чтобы проверить предохранитель, нужно прозвонить его мультиметром. В этом случае его необходимо заменить. Если под рукой нет предохранителей, их можно припаять как обычно. Для этого припаиваем к чашкам по два провода с обоих концов последних.
Предохранители не перегорают без причины. После его замены необходимо проверить диодный мост, ключевой транзистор и всю высоковольтную часть блока питания.
Вздулись электролитические конденсаторы
Чтобы конденсаторы не взорвались, на них делают насечки. При повышении давления внутри там, где есть надрезы, возникает припухлость. Указывает, что эта часть вышла из строя.
Чаще всего выходят из строя конденсаторы, установленные в цепи +5 В, так как имеют небольшой запас по напряжению 6,3 В. Поэтому при их замене рекомендуется устанавливать конденсаторы, рассчитанные на напряжение не менее 10 В. Если такой конденсатор не подходит по размеру, лучше поставить рассчитанный на чуть меньшую емкость, но с более высоким напряжением.
При установке электролитических конденсаторов важно соблюдать полярность.
Иногда конденсаторы выходят из строя без внешних признаков, например, они могут высохнуть. В этом случае необходимо их выпарить и проверить их емкость и внутреннее сопротивление.
Проверяем выпрямитель
В качестве выпрямителя в блоке питания можно использовать группу из 4 диодов или диодный мост.
Проверку можно произвести, не отпаивая детали от платы. В прямом направлении сопротивление должно быть небольшим, а в обратном — резко возрастать.
Составная схема диодного моста представлена на рисунке ниже. Сначала мы устанавливаем отрицательный щуп мультиметра на вывод, помеченный знаком «+», и с помощью положительного щупа проверяем сопротивление. В направлениях, указанных стрелками, он должен быть маленьким, а в противоположных направлениях должен показывать бесконечность (разрыв). То же проделываем и с остальными ножками.
При выходе из строя одного из диодов или диодного моста необходимо также проверить конденсаторы, установленные во входном фильтре и ключевые транзисторы. Так как появившееся после пробоя переменное напряжение могло повредить эти детали.
Варистор
Варисторы предназначены для защиты блока питания от перенапряжений. По мере увеличения напряжения его сопротивление резко падает и, таким образом, поглощается избыточная энергия. Это увеличивает ток, что может вызвать перегорание предохранителя.
Если скачок напряжения будет слишком большим или продолжительным, варистор может сгореть. В этом случае он чернеет и трескается. После его замены рекомендуется проверить остальные детали, входящие во вторичный контур.
Замеряем напряжения
Если все в порядке, давайте включим наш блок питания в сеть с помощью сетевого кабеля, который идет в комплекте с блоком питания, и не забудьте кнопку питания, если она была выключена.
Далее измеряем напряжение на фиолетовой нити
У моего пациента на фиолетовом проводе было 0 вольт. Беру мультиметр и заземляю фиолетовый провод. Земля — это черные провода с надписью COM. COM — это сокращение от «common», что означает «общий». Также есть несколько видов «земель»:
Как только я коснулся земли и фиолетового провода, мой мультиметр издал тщательный звуковой сигнал и показал нули на дисплее. Короткое замыкание, определенно.
Что ж, давайте поищем схему этого блока питания. Погуглив в Интернете, нашел схему. Но я нашел на Power Man только 300 Вт, они все равно будут такими же. Отличия в схеме заключались только в серийных номерах радиодеталей на плате. Если вы умеете анализировать печатную плату на соответствие схеме, это не составит большого труда.
Ищем виновника
Как видно из схемы, служебная мощность, в дальнейшем именуемая служебным помещением, указывается с помощью + 5VSB:
Непосредственно от него идет стабилитрон номиналом 6,3 вольт на землю. И, как вы помните, стабилитрон — это тот же диод, но в схемах он включен противоположным образом. Стабилитрон использует обратную ветвь ВАХ. Если бы стабилитрон был под напряжением, наш кабель + 5VSB не замкнул бы на землю. Скорее всего перегорел стабилитрон и разрушился PN переход.
Что происходит с физической точки зрения, когда сгорают различные компоненты радиоприемника? Во-первых, меняется их сопротивление. Для резисторов он становится бесконечным или, другими словами, приостанавливается. В конденсаторах он иногда становится очень маленьким или, другими словами, происходит короткое замыкание. Для полупроводников возможны оба этих варианта как при коротком замыкании, так и при разомкнутой цепи.
В нашем случае мы можем проверить это только одним способом, сняв одновременно одну или обе ножки стабилитрона, как наиболее вероятного виновника короткого замыкания. Далее проверим, исчезло ли короткое замыкание между служебным помещением и землей. Почему это происходит?
Вспомним простые советы:
- При последовательном соединении правило больше, чем больше, другими словами, общее сопротивление цепи больше, чем сопротивление самого большого из резисторов.
- При параллельном подключении действует обратное правило, оно меньше наименьшего, другими словами, конечное сопротивление будет меньше сопротивления резистора наименьшего из номиналов.
Можно взять произвольные значения сопротивлений резисторов, рассчитать самостоятельно и убедиться в этом. Попробуем мыслить логически, если у нас одно из сопротивлений включенных параллельно радиодеталей равно нулю, какие показания мы увидим на экране мультиметра? Правильно, даже равным нулю…
И пока мы не устраним это короткое замыкание, припаяв одну из ножек детали, которую мы считаем проблемной, мы не сможем определить, на какую деталь у нас короткое замыкание. Дело в том, что при исправном циферблате ВСЕ детали, соединенные параллельно с закороченной, скоро будут играть с нами на общем проводе!
Пытаюсь снять стабилитрон. Как только я прикоснулся к нему, он распался надвое. Нет комментариев…
Ремонт БП компьютера АТХ
Внимание! Чтобы не повредить компьютер, отключение и включение разъемов блока питания и других узлов в системном блоке следует производить только после полного отключения компьютера от сети
(вынуть вилку из розетки или выключить тумблер в «Пилоте»).
Первое, что нужно сделать, это проверить наличие напряжения в розетке и работоспособность удлинителя Pilot по свечению его кнопки-тумблера. Далее необходимо убедиться, что кабель питания компьютера надежно подключен к «Пилоту» и системному блоку, и что переключатель (если есть) на задней панели системного блока включен.
Как найти неисправность БП нажимая кнопку «Пуск»
Если на компьютер подано питание, на следующем шаге, глядя на кулер блока питания (виден за решеткой на задней стенке системного блока), нажмите кнопку «Пуск» на компьютере. Если ребра охладителя хоть немного сдвинутся, это означает, что фильтр, предохранитель, диодный мост и конденсаторы на левой стороне конструкции в хорошем состоянии, как и автономный маломощный источник питания +5 B_SB.
В некоторых моделях БП кулер находится на плоской стороне и чтобы его увидеть, нужно снять левую боковую стенку системного блока.
Повернуть на небольшой угол и остановить вентилятор кулера при нажатии кнопки «Пуск» указывает на то, что на мгновение появляются выходные напряжения на выходе блока питания, после чего срабатывает защита, останавливающая работу блока питания. Защита настроена таким образом, что если текущее значение для любого из выходных напряжений превышает указанный порог, все напряжения отключаются.
Перегрузка обычно возникает из-за короткого замыкания в низковольтных цепях самого блока питания или в одном из приводов компьютера. Короткое замыкание обычно возникает при неисправности полупроводниковых приборов или изоляции конденсаторов.
Чтобы определить узел, в котором произошло короткое замыкание, нужно отсоединить все разъемы питания от блоков компьютера, оставив только те, которые подключены к материнской плате. Затем подключите компьютер к сети и нажмите кнопку «Пуск». Если кулер в блоке питания крутится, значит, неисправен один из отключенных узлов. Чтобы определить неисправный узел, нужно их последовательно подключить к источнику питания.
При выходе из строя блока питания, подключенного только к материнской плате, необходимо продолжить поиск и устранение неисправностей и определить, какое из этих устройств неисправно.
Как проверить исправность БП
После ремонта блока питания нужно его проверить.
Рекомендуется начинать испытание с измерения сопротивлений на выходе блока питания. Для прохождения теста вам понадобятся:
- отключить блок питания от сети;
- отсоедините все разъемы от материнской платы компьютера;
- установите на мультиметре предел измерения 200 Ом.
Во время теста щуп устройства подключается к общему контакту источника питания (любой черный провод). Другим щупом поочередно измеряем сопротивление на разъемах блока питания. В этом случае сопротивление должно быть больше значений, указанных в таблице.
Контакт | Минимально допустимое сопротивление, Ом | Предполагаемое значение сопротивления, Ом |
+3,3 В (оранжевый) | 6.5 | 7, 15, 32, ∞ |
+ 5В (красный) | ветры | 50, 96, 200, ∞ |
+ 12В (желтый) | 130 | 136, 264, ∞ |
-12V (синий) | 98 | 98, 195, ∞ |
+5 В SB (синий) | 46 | 46, 98, ∞ |
Эти данные были получены в результате тестирования 20 блоков питания разных производителей и разной мощности.
На многих источниках питания установлены выходные резисторы, позволяющие тестировать их без нагрузки. Величина сопротивления и мощности зависит от производителя и может варьироваться в широком диапазоне.
Если нагрузочный резистор не установлен, то при подключении мультиметра сопротивление сначала будет небольшим, потом увеличится до бесконечности. Это связано с тем, что на выходе блока питания находится фильтрующий конденсатор, который заряжается омметром.
Если сопротивление на выводах в норме, можно включить блок питания и измерить напряжения на его выводах. Для включения необходимо подключить его к электросети и соединить перемычкой зеленый провод и любой черный провод. В результате должен заработать блок питания и вращаться вентилятор. Допустимые значения напряжения на зажимах представлены в таблице.
Контакт | Минимально допустимое напряжение, В | Максимально допустимое напряжение, В |
+3,3 В (оранжевый) | +3,14 | +3,46 |
+ 5В (красный) | +4,75 | +5,25 |
+ 12В (желтый) | +11,4 | +12,6 |
-12V (синий) | -10,8 | -13,2 |
+5 В SB (синий) | +4,75 | +5,25 |
+5 В PG (серый) | +3 | +6 |
Чтобы окончательно убедиться, что блок питания исправен, необходимо протестировать все линии электропередач под нагрузкой. Тестер можно спаять самостоятельно, а можно купить уже готовый. Более подробную информацию о тестах блока питания и схемы тестера можно найти здесь.
Типовые неисправности и проверка элементов
При восстановлении питания ПК потребуется использовать различные типы устройств, в первую очередь это мультиметр и желательно осциллограф. С помощью тестера можно проводить измерения на короткое замыкание или обрыв как пассивных, так и активных радиоэлементов. Работоспособность микросхемы при отсутствии визуальных признаков ее выхода из строя проверяется с помощью осциллографа. Помимо измерительного оборудования для ремонта блока питания ПК вам потребуются: паяльник, отсос для припоя, стиральный спирт, вата, олово и канифоль.
Если питание компьютера не запускается, возможные неисправности можно представить в виде типовых случаев:
- Первичный предохранитель перегорел. Диоды в выпрямительном мосту сломаны. На короткое замыкание прозвучат элементы кроссоверного фильтра: B1-B4, C1, C2, R1, R2. Обрыв варисторов и термистора TR1, короткое замыкание переходов силовых и вспомогательных транзисторов Q1-Q4.
- Постоянное напряжение в пять или три вольта занижено или завышено. Проверены нарушения в работе схемы стабилизатора, микросхемы У1, У2. Если нет возможности управлять ШИМ-контроллером, микросхему заменяют на идентичную или аналогичную.
- Уровень выходного сигнала отличается от рабочего. Неисправность в цепи обратной связи. Неисправность кроется в микросхеме ШИМ и радиоэлементах в ее обвязке, особое внимание уделяется конденсаторам С и маломощным резисторам R.
- Нет сигнала PW_OK. Проверяется наличие основных напряжений и сигнала PS_ON. Заменяется диспетчер, ответственный за контроль выходного сигнала.
- Нет сигнала PS_ON. Перегорела микросхема супервайзера, элементы планки его схемы. Проверяем заменой микросхемы.
- Вентилятор не крутится. Измерьте подаваемое на него напряжение, оно составляет 12 вольт. Позвоните в термистор THR2. Измерьте сопротивление проводов вентилятора на короткое замыкание. Проведите механическую очистку и смажьте посадочное место лопастей вентилятора.
Как правильно разбирать блок питания
Разборку блока питания компьютера необходимо производить с соблюдением всех мер предосторожности. Первым делом нужно отсоединить шнур питания от источника питания и подождать несколько секунд, пока разрядятся конденсаторы.
Для высоковольтных оксидных выпрямительных конденсаторов этих мер недостаточно. Их необходимо разряжать через резистор 220 вольт или лампочку. Во время разряда следует соблюдать осторожность, чтобы случайно не коснуться проводов конденсатора, припаянных к контактным площадкам, или неизолированной части проводов разрядного элемента.
Поиск неисправности БП компьютера
и его ремонт своими руками
Блок питания в компьютере (БП) – это самостоятельное импульсное электронное устройство, предназначенное для преобразования напряжения переменного тока в ряд постоянных напряжений (+3,3 / +5 / +12 и -12) для питания материнской платы, видеокарты, винчестера и других блоков компьютера.
Прежде, чем приступать к ремонту блока питания компьютера необходимо убедиться в его неисправности, так как невозможность запуска компьютера может быть обусловлена другими причинами.
Фотография внешнего вида классического блока питания АТХ стационарного компьютера (десктопа).
Где находится БП в системном блоке и как его разобрать
Чтобы получить доступ к БП компьютера необходимо сначала снять с системного блока левую боковую стенку, открутив два винта на задней стенке со стороны расположения разъемов.
Для извлечения блока питания из корпуса системного блока необходимо открутить четыре винта, помеченных на фото. Для проведения внешнего осмотра БП достаточно отсоединить от блоков компьютера только те провода, которые мешают для установки БП на край корпуса системного блока.
Расположив блок питания на углу системного блока, нужно открутить четыре винта, находящиеся сверху, на фото розового цвета. Часто один или два винта спрятаны под наклейкой, и чтобы найти винт, ее нужно отклеить или проткнуть жалом отвертки. По бокам тоже бывают наклейки, мешающие снять крышку, их нужно прорезать по линии сопряжения деталей корпуса БП.
После того, как крышка с БП снята обязательно удаляется пылесосом вся пыль. Она является одной из главных причин отказа радиодеталей, так как, покрывая их толстым слоем, снижает теплоотдачу от деталей, они перегреваются и, работая в тяжелых условиях, быстрее выходят из строя.
Для надежной работы компьютера удалять пыль из системного блока и БП, а также проверять работу кулеров необходимо не реже одного раза в год.
Структурная схема БП компьютера АТХ
Блок питания компьютера является довольно сложным электронным устройством и для его ремонта требуются глубокие знания по радиотехнике и наличие дорогостоящих приборов, но, тем не менее, 80% отказов можно устранить самостоятельно, владея навыками пайки, работы с отверткой и зная структурную схему источника питания.
Практически все БП компьютеров изготовлены по ниже приведенной структурной схеме. Электронные компоненты на схеме я привел только те, которые чаще всего выходят из строя, и доступны для самостоятельной замены непрофессионалам. При ремонте блока питания АТХ обязательно понадобится цветовая маркировка выходящих из него проводов.
Питающее напряжение с помощью сетевого шнура подается через разъемное соединение на плату блока питания. Первым элементом защиты является предохранитель Пр1 обычно стоит на 5 А. Но в зависимости от мощности источника может быть и другого номинала. Конденсаторы С1-С4 и дроссель L1 образуют фильтр, который служит для подавления синфазных и дифференциальных помех, которые возникают в результате работы самого блока питания и могут приходить из сети.
Сетевые фильтры, собранные по такой схеме, устанавливают в обязательном порядке во всех изделиях, в которых блок питания выполнен без силового трансформатора, в телевизорах, видеомагнитофонах, принтерах, сканерах и др. Максимальная эффективность работы фильтра возможна только при подключении к сети с заземляющим проводом. К сожалению, в дешевых китайских источниках питания компьютеров элементы фильтра зачастую отсутствуют.
Вот тому пример, конденсаторы не установлены, а вместо дросселя запаяны перемычки. Если Вы будете ремонтировать блок питания и обнаружите отсутствие элементов фильтра, то желательно их установить.
Вот фотография качественного БП компьютера, как видно, на плате установлены фильтрующие конденсаторы и помехоподавляющий дроссель.
Для защиты схемы БП от скачков питающего напряжения в дорогих моделях устанавливаются варисторы (Z1-Z3), на фото с правой стороны синего цвета. Принцип работы их простой. При нормальном напряжении в сети, сопротивление варистора очень большое и не влияет на работу схемы. В случае повышении напряжения в сети выше допустимого уровня, сопротивление варистора резко уменьшается, что ведет к перегоранию предохранителя, а не к выходу из строя дорогостоящей электроники.
Чтобы отремонтировать отказавший блок по причине перенапряжения, достаточно будет просто заменить варистор и предохранитель. Если варистора под руками нет, то можно обойтись только заменой предохранителя, компьютер будет работать нормально. Но при первой возможности, чтобы не рисковать, нужно в плату установить варистор.
В некоторых моделях блоков питания предусмотрена возможность переключения для работы при напряжении питающей сети 115 В, в этом случае контакты переключателя SW1 должны быть замкнуты.
Для плавного заряда электролитических конденсаторов С5-С6, включенных сразу после выпрямительного моста VD1-VD4, иногда устанавливают термистор RT с отрицательным ТКС. В холодном состоянии сопротивление термистора составляет единицы Ом, при прохождении через него тока, термистор разогревается, и сопротивление его уменьшается в 20-50 раз.
Для возможности включения компьютера дистанционно, в блоке питания имеется самостоятельный, дополнительный маломощный источник питания, который всегда включен, даже если компьютер выключен, но электрическая вилка не вынута из розетки. Он формирует напряжение +5 B_SB и построен по схеме трансформаторного автоколебательного блокинг-генератора на одном транзисторе, запитанного от выпрямленного напряжения диодами VD1-VD4. Это один из самых ненадежных узлов блока питания и ремонтировать его сложно.
Необходимые для работы материнской платы и других устройств системного блока напряжения при выходе из блока выработки напряжений фильтруются от помех дросселями и электролитическими конденсаторами и затем посредством проводов с разъемами подаются к источникам потребления. Кулер, который охлаждает сам блок питания, запитывается, в старых моделях БП от напряжения минус 12 В, в современных от напряжения +12 В.
Ремонт БП компьютера АТХ
Внимание! Во избежание вывода компьютера из строя расстыковка и подключение разъемов блока питания и других узлов внутри системного блока необходимо выполнять только после полного отключения компьютера от питающей сети (вынуть вилку из розетки или выключить выключатель в «Пилоте»).
Первое, что необходимо сделать, это проверить наличие напряжения в розетке и исправность удлинителя типа «Пилот» по свечению клавиши его выключателя. Далее нужно проверить, что шнур питания компьютера надежно вставлен в «Пилот» и системный блок и включен выключатель (при его наличии) на задней стенке системного блока.
Как найти неисправность БП нажимая кнопку «Пуск»
Если питание на компьютер подается, то на следующем шаге нужно глядя на кулер блока питания (виден за решеткой на задней стенке системного блока) нажать кнопку «Пуск» компьютера. Если лопасти кулера, хоть немного сдвинуться, значит, исправны фильтр, предохранитель, диодный мост и конденсаторы левой части структурной схемы, а также самостоятельный маломощный источник питания +5 B_SB.
В некоторых моделях БП кулер находится на плоской стороне и чтобы его увидеть, нужно снять левую боковую стенку системного блока.
Поворот на маленький угол и остановка крыльчатки кулера при нажатии на кнопку «Пуск» свидетельствует о том, что на мгновенье на выходе БП появляются выходные напряжения, после чего срабатывает защита, останавливающая работу БП. Защита настроена таким образом, что если величина тока по одному из выходных напряжений превысит заданный порог, то отключаются все напряжения.
Причиной перегрузки обычно является короткое замыкание в низковольтных цепях самого БП или в одном из блоков компьютера. Короткое замыкание обычно появляется при пробое в полупроводниковых приборах или изоляции в конденсаторах.
Для определения узла, в котором возникло короткое замыкание нужно отсоединить все разъемы БП от блоков компьютера, оставив только подключенные к материнской плате. После чего подключить компьютер к питающей сети и нажать кнопку «Пуск». Если кулер в БП завращался, значит, неисправен один из отключенных узлов. Для определения неисправного узла нужно их последовательно подключать к блоку питания.
Если БП, подключенный только к материнской плате не заработал, следует продолжить поиск неисправности и определить, какое из этих устройств неисправно.
Проверка БП компьютера
измерением величины сопротивления выходных цепей
При ремонте БП некоторые виды его неисправности можно определить путем измерения омметром величины сопротивления между общим проводом GND черного цвета и остальными контактами выходных разъемов.
Перед началом измерений БП должен быть отключен от питающей сети, и все его разъемы отсоединены от узлов системного блока. Мультиметр или тестер нужно включить в режим измерения сопротивления и выбрать предел 200 Ом. Общий провод прибора подключить к контакту разъема, к которому подходит черный провод. Концом второго щупа по очереди прикасаются к контактам, в соответствии с таблицей.
В таблице приведены обобщенные данные, полученные в результате измерения величины сопротивления выходных цепей 20 исправных БП компьютеров разных мощностей, производителей и годов выпуска.
Для возможности подключения БП для проверки без нагрузки внутри блока на некоторых выходах устанавливают нагрузочные резисторы, номинал которых зависит от мощности блока питания и решения производителя. Поэтому измеренное сопротивление может колебаться в большом диапазоне, но не должно быть ниже допустимого.
Если нагрузочный резистор в цепи не установлен, то показания омметра будут изменяться от малой величины до бесконечности. Это связано с зарядкой фильтрующего электролитического конденсатора от омметра и свидетельствует о том, что конденсатор исправный. Если поменять местами щупы, то будет наблюдаться аналогичная картина. Если сопротивление велико и не изменяется, то возможно в обрыве находится конденсатор.
Сопротивление меньше допустимого свидетельствует о наличии короткого замыкания, которое может быть вызвано пробоем изоляции в электролитическом конденсаторе или выпрямляющего диода. Для определения неисправной детали придется вскрыть блок питания и отпаять от схемы один конец фильтрующего дросселя этой цепи. Далее проверить сопротивление до и после дросселя. Если после него, то замыкание в конденсаторе, проводах, между дорожками печатной платы, а если до него, то пробит выпрямительный диод.
Поиск неисправности БП внешним осмотром
Первоначально следует внимательно осмотреть все детали, обратив особое внимание на целостность геометрии электролитических конденсаторов. Как правило, из-за тяжелого температурного режима электролитические конденсаторы, выходят из строя чаще всего. Около 50% отказов блоков питания связано именно с неисправностью конденсаторов. Зачастую вздутие конденсаторов является следствием плохой работы кулера. Смазка подшипников кулера вырабатывается и обороты падают. Эффективность охлаждения деталей блока питания снижается, и они перегреваются. Поэтому при первых признаках неисправности кулера блока питания, обычно появляется дополнительный акустический шум, нужно почистить от пыли и смазать кулер.
Если корпус конденсатора вздулся или видны следы вытекшего электролита, то отказ конденсатора очевиден и его следует заменить исправным. Вздувается конденсатор в случае пробоя изоляции. Но бывает, внешних признаков отказа нет, а уровень пульсаций выходного напряжения большей. В таких случаях конденсатор неисправен по причине отсутствия контакта между его выводом и обкладки внутри него, как говорят, конденсатор в обрыве. Проверить конденсатор на обрыв можно с помощью любого тестера в режиме измерения сопротивления. Технология проверки конденсаторов представлена в статье сайта «Измерение сопротивления».
Далее осматриваются остальные элементы, предохранитель, резисторы и полупроводниковые приборы. В предохранителе внутри вдоль по центру должна проходить тонкая металлическая проволочка, иногда с утолщением в середине. Если проволочки не видно, то, скорее всего она перегорела. Для точной проверки предохранителя нужно его прозвонить омметром. Если предохранитель перегорел, то его нужно заменить новым или отремонтировать. Прежде, чем производить замену, для проверки блока питания можно перегоревший предохранитель не выпаивать из платы, а припаять к его выводам жилку медного провода диаметром 0,18 мм. Если при включении блока питания в сеть проводок не перегорит, то тогда уже есть смысл заменять предохранитель исправным.
Как проверить исправность БП замыканием контактов PG и GND
Если материнскую плату можно проверить только подключив к заведомо исправному БП, то блок питания можно проверить отдельно с помощью блока нагрузок или запустить с помощью соединения контактов +5 В PG и GND между собой.
От блока питания на материнскую плату питающие напряжения подаются с помощью 20 или 24 контактного разъема и 4 или 6 контактного. Для надежности разъемы имеют защелки. Для того, чтобы вынуть разъемы из материнской платы нужно пальцем нажать наверх защелки одновременно, прилагая довольно большое усилие, покачивая из стороны в сторону, вытащить ответную часть.
Далее нужно закоротить между собой, отрезком провода, можно и металлической канцелярской скрепкой, два вывода в разъеме, снятой с материнской платы. Провода расположены со стороны защелки. На фотографиях место установки перемычки обозначено желтым цветом.
Если разъем имеет 20 контактов, то соединять между собой нужно вывод 14 (провод зеленого цвета, в некоторых блоках питания может быть серый, POWER ON) и вывод 15 (провод черного цвета, GND).
Если разъем имеет 24 контакта, то соединять между собой нужно вывод 16 (зеленого зеленого, в некоторых блоках питания провод может быть серого цвета, POWER ON) и вывод 17 (черный провод GND).
Если крыльчатка в кулере блока питания завращается, то блок питания АТХ можно считать работоспособным, и, следовательно, причина неработящего компьютера находится в других блоках. Но такая проверка не гарантирует стабильную работу компьютера в целом, так как отклонения выходных напряжений могут быть больше допустимых.
Проверка БП компьютера
измерением напряжений и уровня пульсаций
После ремонта БП или в случае нестабильной работы компьютера для полной уверенности в исправности блока питания, необходимо его подключить к блоку нагрузок и измерять уровень выходных напряжений и размах пульсаций. Отклонение величин напряжений и размаха пульсаций на выходе блока питания не должны превышать значений, приведенных в таблице.
Можно обойтись и без блока нагрузок измеряв напряжение и уровень пульсаций непосредственно на выводах разъемов БП в работающем компьютере.
При измерении напряжений мультиметром «минусовой» конец щупа подсоединяется к черному проводу (общему), а «плюсовой» к нужным контактам разъема.
Напряжение +5 В SB (Stand-by), фиолетовый провод – вырабатывает встроенный в БП самостоятельный маломощный источник питания выполненный на одном полевом транзисторе и трансформаторе. Это напряжение обеспечивает работу компьютера в дежурном режиме и служит только для запуска БП. Когда компьютер работает, то наличие или отсутствие напряжения +5 В SB роли не играет. Благодаря +5 В SB компьютер можно запустить нажатием кнопки «Пуск» на системном блоке или дистанционно, например, с Блока бесперебойного питания в случае продолжительного отсутствия питающего напряжения 220 В.
Напряжение +5 В PG (Power Good) – появляется на сером проводе БП через 0,1-0,5 секунд в случае его исправности после самотестирования и служит разрешающим сигналом для работы материнской платы.
Напряжение минус 12 В (провод синего цвета) необходимо только для питания интерфейса RS-232, который в современных компьютерах отсутствует. Поэтому в блоках питания последних моделей этого напряжения может не быть.
Как заменить предохранитель в БП компьютера
Обычно в компьютерных блоках питания устанавливается трубчатый стеклянный плавкий предохранитель, рассчитанный на ток защиты 6,3 А. Для надежности и компактности предохранитель впаивают непосредственно в печатную плату. Для этого применяются специальные предохранители, имеющие выводы для запайки. Предохранитель обычно устанавливают в горизонтальном положении рядом с сетевым фильтром и его легко обнаружить по внешнему виду.
Но иногда встречаются блоки питания, в которых предохранитель установлен в вертикальном положении и на него надета термоусаживаемая трубка, как на фотографии выше. В результате обнаружить его затруднительно. Но помогает надпись, нанесенная на печатной плате рядом с предохранителем: F1 – так обозначается предохранитель на электрических схемах. Рядом с предохранителем может быть также указан ток, на который он рассчитан, на представленной плате указан ток 6,3 А.
При ремонте блока питания и проверке вертикально установленного предохранителя с помощью мультиметра был обнаружен его обрыв. После выпаивания предохранителя и снятия термоусаживаемой трубки стало очевидно, что он перегорел. Стеклянная трубка изнутри вся была покрыта черным налетом от перегоревшей проволоки.
Предохранители с проволочными выводами встречается редко, но их можно с успехом заменить обычными 6,3 амперными, припаяв к чашечкам с торцов одножильные кусочки медного провода диаметром 0,5-0,7 мм.
Останется только запаять подготовленный предохранитель в печатную плату блока питания и проверить его на работоспособность.
Если при включении блока питания предохранитель сгорел повторно, то значит, имеет место отказ других радиоэлементов, обычно пробой переходов в ключевых транзисторах. Ремонтировать блок питания с такой неисправностью требует высокой квалификации и экономически не целесообразен. Замена предохранителя, рассчитанного на больший ток защиты, чем 6,3 А не приведет к положительному результату. Предохранитель все равно перегорит.
Поиск в БП неисправных электролитических конденсаторов
Очень часто отказ блока питания, и как результат нестабильная работа компьютера в целом, происходит по причине вздутия корпусов электролитических конденсаторов. Для защиты от взрыва, на торце электролитических конденсаторов делаются надсечки. При возрастании давления внутри конденсатора происходит вздутие или разрыв корпуса в месте надсечки и по этому признаку легко найти отказавший конденсатор. Основной причиной выхода из строя конденсаторов является их перегрев из-за неисправности кулера или превышения допустимого напряжения.
На фотографии видно, что у конденсатора, находящегося с левой стороны, торец плоский, а у правого – вздутый, со следами подтекшего электролита. Такой конденсатор вышел из строя и подлежит замене. В блоке питания обычно выходят из строя электролитические конденсаторы по шине питания +5 В, так как устанавливаются с малым запасом по напряжению, всего на 6,3 В. Встречал случаи, когда все конденсаторы в блоке питания по цепи +5 В были вздутые.
При замене конденсаторов по цепи питания 5 В рекомендую устанавливаю конденсаторы, которые рассчитаны на напряжение не мене, чем на 10 В. Чем на большее напряжение рассчитан конденсатор, тем лучше, главное, чтобы по габаритам вписался в место установки. В случае, если конденсатор с большим напряжение не вмещается из-за размеров, можно установить конденсатор меньшей емкости, но рассчитанный на большее напряжение. Все равно емкость установленных на заводе конденсаторов имеет большой запас и такая замена не ухудшит работу блока питания и компьютера в целом.
Чем емкость устанавливаемого конденсатора больше, тем лучше. Так что при замене лучше выбирать конденсатор, рассчитанный на большее напряжение и емкость, чем у вышедшего из строя. Заменить вышедший из строя конденсатор в блоке питания не сложно, при наличии навыков работы с паяльником. Технике пайки посвящена статья сайта «Как паять паяльником».
Нет смысла заменять электролитические конденсаторы в блоке питания, если они все вспучились. Это значит, что вышла из строя схема стабилизации выходного напряжения, и на конденсаторы было подано напряжение, превышающее допустимое. Такой блок питания можно отремонтировать, только имея профессиональное образование и измерительные приборы, но экономически такой ремонт не целесообразен.
Главное при ремонте БП не забывать, что электролитические конденсаторы имеют полярность. Со стороны отрицательного вывода на корпусе конденсатора имеется маркировка, в виде широкой светлой вертикальной полосы, как показано на фото выше. На печатной плате отверстие для отрицательного вывода конденсатора расположено в зоне маркировки белого (черного) полукруга или отверстие для положительного вывода обозначается знаком «+».
Проверка дросселя групповой стабилизации БП АТХ
Если из системного блока компьютера вдруг запахло гарью, то одной из причин может быть перегрев дросселя групповой стабилизации в БП или подгоревшая обмотка одного из кулеров. При этом компьютер обычно продолжает нормально работать. Если после вскрытия системного блока и осмотра все кулеры вращаются, то значит, неисправен дроссель. Компьютер необходимо сразу выключить и заняться ремонтом.
На фотографии показан БП компьютера со снятой крышкой, в центре которой виден дроссель, покрытый изоляцией зеленого цвета, подгоревшей сверху. Когда я подключил этот БП к нагрузке и подал на него питающее напряжение, то через пару минут из дросселя пошла тонкая струйка дыма. Проверка показала, что все выходные напряжения в допуске и размах пульсаций не превышает допустимый.
Через дроссель проходит ток всех питающих компьютер напряжений и очевидно, что произошло нарушение изоляции проводов обмоток вследствие чего, они закоротили между собой.
Обмотки можно перемотать на этот же сердечник, но в результате сильного нагрева магнитодиэлектрик сердечника может потерять добротность, в результате из-за больших токов Фуко будет нагреваться даже при целых обмотках. Поэтому рекомендую установить новый дроссель. Если аналога нет, то нужно посчитать витки обмоток, сматывая их на сгоревшем дросселе, и намотать изолированным проводом такого же сечения на новом сердечнике. При этом нужно соблюдать направление обмоток.
Проверка других элементов БП
Резисторы и простые конденсаторы не должны иметь потемнений и нагаров. Корпуса полупроводниковых приборов должны быть целыми, без сколов и трещин. При самостоятельном ремонте целесообразно выполнить замену только элементов, отображенных на структурной схеме. Если потемнела краска на резисторе, или развалился транзистор, то менять их бессмысленно, так как, скорее всего это следствие выхода из строя других элементов, которые без приборов не обнаружить. Потемневший корпус резистора не всегда свидетельствует о его неисправности. Вполне возможно просто потемнела только краска, а сопротивление резистора в норме.
Павел 02.07.2017
Здравствуйте.
У меня такой вопрос. Я заменил в блоке питания компьютера (Hiper 630Вт) электролитические конденсаторы, но не уверен, что всё правильно сделал в плане выбора конденсаторов.
Пару лет назад в нём вздулся один конденсатор и засвистел (издавал писк при включении ПК). Я заменил его на точно такой же, и по напряжению, и по ёмкости, и по градусам, а именно [10V 2200µF 105°С].
Спустя примерно 2 года заменённый мной конденсатор опять вышел из строя. ПК перестал запускаться, в Б/П появились щелчки при включении.
Разобрав Б/П я увидел, что опять вздулся замененный мной конденсатор и ещё один поменьше на [10V 1000µF 105С°] , расположенный рядом. Я их оба заменил на такие: [10V 3300µF 105°], взяв со старой ненужной донорской материнки. После процедуры замены Б/П сразу же заработал, всё пока что нормально.
В момент написания письма ПК работает на этом самом Б/П, но меня всё же беспокоит следующее:
— нормально такое увеличение ёмкости (более чем на 20%) сразу на двух конденсаторах, или посоветуете перепаять на такие же значения, как были с завода, и опять быть готовым к планируемой поломке?
— или переделать наоборот: купить конденсаторы с более высоким напряжением, а ёмкость оставить 2200 µF? Я в интернете искал по этому вопросу, и люди делятся 50/50. Кто-то говорит увеличивать ёмкость можно, а напряжение нельзя, кто-то говорит наоборот. Также советы меняются в зависимости от того, где именно перегорели конденсаторы: на материнской плате, в цепи питания процессора, либо в блоке питания ПК. Я уже не знаю кого слушать… Где правда? Заранее спасибо.
С уважением, Павел.
Александр
Здравствуйте, Павел.
При замене фильтрующих конденсаторов в любых блоках питания и материнских платах нужно руководствоваться тремя правилами:
– чем емкость больше, тем лучше будет фильтрация питающего напряжения;
– чем рабочее напряжение конденсатора выше, тем надежнее;
– чем рабочая температура конденсатора выше, тем надежнее.
Таким образом для Вашего случая лучше установить конденсатор такой же емкости, но рассчитанный на большее напряжение. Как раз конденсаторы и вспучивается из-за пробоя изоляции между его обкладками внутри. А если позволяет место, то и на большую емкость.
Дело в том, что со временем емкость электролитических конденсаторов уменьшается и как раз запас по емкости обеспечит стабильную работу на более длительный срок службы изделия в целом.
Я, например, на материнках и блоках питания при замене конденсаторов всегда устанавливаю вместо 6,3 В на 10 или 15 В, а если позволяет место, то и на большую емкость. Притом ограничений нет, можно вместо 1000 µF установить даже 4000 µF, будет только лучше.
Работоспособность персонального компьютера (ПК) не в последнюю очередь зависит от качества работы блока питания (БП). В случае его выхода из строя устройство не сможет включиться, а значит, придётся провести замену или ремонт блока питания компьютера. Будь то современный игровой или слабый офисный компьютер, работают все БП по сходному принципу, и методика поиска неисправностей для них одинакова.
- Принцип работы и основные узлы
- Диагностика устройства питания
- Практические рекомендации по ремонту
- Типовые неисправности и проверка элементов
- Принципы измерения радиоэлементов
- Проверка отремонтированного источника питания
Принцип работы и основные узлы
Перед тем как взяться за ремонт БП, необходимо понимать, каким образом он работает, знать его основные узлы. Ремонт блоков питания следует осуществлять предельно осторожно и помнить про электробезопасность во время работы. К основным узлам БП относят:
- входной (сетевой) фильтр;
- дополнительный формирователь стабилизированного сигнала 5 вольт;
- главный формирователь +3,3 В, +5 В, +12 В, а также -5 В и -12В;
- стабилизатор напряжения линии +3,3 вольта;
- выпрямитель высокочастотный;
- фильтры линий формирования напряжений;
- узел контроля и защиты;
- блок наличия сигнала PS_ON от компьютера;
- формирователь напряжения PW_OK.
Фильтр, стоящий на входе, используется для подавления помех, генерирующихся БП в электрическую цепь. Одновременно с этим он выполняет защитную функцию при нештатных режимах работы БП: защита от превышения значения тока, защита от всплесков напряжения.
При включении БП в сеть на 220 вольт на материнскую плату через дополнительный формирователь поступает стабилизированный сигнал с величиной равной 5 вольт. Работа основного формирователя в этот момент блокируется сигналом PS_ON, сформированным материнской платой и равным 3 вольта.
После нажатия кнопки включения на ПК, значение PS_ON становится равным нулю и происходит запуск основного преобразователя. Источник питания начинает вырабатывать основные сигналы, поступающие на компьютерную плату и схемы защиты. В случае значительного превышения уровня напряжения схема защиты прерывает работу основного формирователя.
Для запуска материнской платы на неё одновременно, с прибора питания, подаётся напряжение +3,3 вольта и +5 вольт для формирования уровня PW_OK, что обозначает питание в норме. Каждый цвет провода в устройстве питания соответствует своему уровню напряжения:
- чёрный, общий провод;
- белый, -5 вольт;
- синий, -12 вольт;
- жёлтый, +12 вольт;
- красный, +5 вольт;
- оранжевый, +3,3 вольта;
- зелёный, сигнал PS_ON;
- серый, сигнал PW_OK;
- фиолетовый, дежурное питание.
Устройство питания в основе своей работы использует принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Сетевое напряжение, преобразованное диодным мостом, поступает на силовой блок. Его величина составляет 300 вольт. Работой транзисторов в силовом блоке управляет специализированная микросхема ШИМ контроллер. При поступлении сигнала на транзистор происходит его открывание, и на первичной обмотке импульсного трансформатора возникает ток. В результате электромагнитной индукции проявляется напряжение и на вторичной обмотке. Изменяя длительность импульса, регулируется время открытия ключевого транзистора, а значит и величина сигнала.
Контроллер, входящий в состав основного преобразователя, запускается от разрешающего сигнала материнской платы. Напряжение попадает на силовой трансформатор, а с его вторичных обмоток поступает на остальные узлы источника питания, формирующих ряд необходимых напряжений.
ШИМ контроллер обеспечивает стабилизацию выходного напряжения путём использования в схеме обратной связи. При увеличении уровня сигнала на вторичной обмотке, схема обратной связи уменьшает величину напряжения на управляющем выводе микросхемы. При этом микросхемой увеличивает длительность сигнала, посылаемого на транзисторный ключ.
В конце каждой линии БП ставится фильтр. Его назначение убирать паразитные пульсации, образованные переходными процессами транзисторов. Состоит он, как и любой сетевой фильтр, из электролитического конденсатора и индуктивности.
Диагностика устройства питания
Перед тем, как перейти непосредственно к диагностике компьютерного прибора питания, нужно убедиться, что неполадка именно в нём. Проще всего, это сделать, подключив заведомо исправный блок к системному блоку. Поиск неисправностей в блоке питания компьютера можно осуществлять по следующей методике:
- В случае повреждения БП необходимо попытаться найти пособие по его ремонту, принципиальную электрическую схему, данные о типичных неисправностях.
- Проанализировать условия, при каких условиях работал источник питания, исправна ли электрическая сеть.
- Используя свои органы чувств определить есть ли запах горевших деталей и элементов, не было ли искрения или вспышки, прислушаться слышны ли посторонние звуки.
- Предположить одну неисправность, выделить неисправный элемент. Обычно это самый трудоёмкий и кропотливый процесс. Этот процесс ещё более трудоёмкий, если отсутствует электрическая схема, которая просто необходима при поиске «плавающих» неисправностей. Используя измерительные приборы проследить путь прохождение сигнала неисправности до того элемента, на котором имеется рабочий сигнал. В результате сделать вывод, что сигнал пропадает на предыдущем элементе, который и является нерабочим и требует замены.
- После ремонта необходимо протестировать источник питания с максимально возможной его нагрузкой.
Практические рекомендации по ремонту
Если принято решение самостоятельно починить источник питания, в первую очередь он извлекается из корпуса системного блока. После выкручиваются крепёжные винты и снимается защитный кожух. Продув и почистив от пыли, приступают к его изучению. Практический ремонт блока питания компьютера своими руками пошагово можно представить следующим образом:
- Внешний осмотр. При нём особое внимание уделяется почерневшим местам на плате и элементах, внешнему виду конденсаторов. Верхушка конденсаторов должна быть плоской, выпуклость говорит о его негодности, внизу у основания не должно быть подтёков. Если имеется кнопка включения, не лишним будет провести её проверку.
- Если осмотр не вызвал подозрений, то следующим шагом будет прозвонка входных и выходных цепей на присутствие короткого замыкания (КЗ). При присутствии короткого замыкания выявляется пробитый полупроводниковый элемент, стоящий в цепи с КЗ.
- Измеряется сетевое напряжение на конденсаторе выпрямительного блока и проверяется предохранитель. В случае наличия напряжения 300 B переходим к следующему этапу.
- Если напряжение отсутствует, при этом сгорает предохранитель, проверяется диодный мост, ключевые транзисторы на короткое замыкание. Резисторы и защитный терморезистор на обрыв.
- Проверяется присутствие дежурного напряжения, стабилизированных пяти вольт. Статистика свидетельствует, что когда устройство питания не включается, одна из наиболее распространённых причин, это неисправность схемы дежурного питания, при работоспособных силовых элементах.
- Если стабилизированные пять вольт присутствуют, проверяется наличие PS_ON. Когда значение менее четырёх вольт, ищется причина занижения уровня сигнала. Обычно PS_ON формируется от дежурного напряжения через подтягивающий резистор номиналом 1 кОм. Проверяется цепь супервизора, прежде всего на соответствие в цепи значений ёмкости конденсаторов и номиналы резисторов.
В случае, если причина не найдена, проверяется ШИМ контроллер. Для этого понадобится стабилизированный прибор питания на 12 вольт. На плате отключается нога микросхемы, отвечающая за задержку (DTC), а питание источника подаётся на ногу VCC. Осциллографом смотрится наличие генерации сигнала на выводах, подключённых к коллекторам транзисторов, и присутствие опорного напряжения. Если импульсы отсутствуют проверяется промежуточный каскад, собранный чаще всего на маломощных биполярных транзисторах.
Типовые неисправности и проверка элементов
При восстановлении блока питания ПК понадобится использовать различного рода приборы в первую очередь, это мультиметр и желательно осциллограф. С помощью тестера возможно провести измерения на короткое замыкание или обрыв как пассивных, так и активных радиоэлементов. Работоспособность микросхемы, если отсутствуют визуальные признаки выхода её из строя, проверяется с использованием осциллографа. Кроме, измерительной техники для ремонта блока питания ПК, потребуется: паяльник, отсос для припоя, промывочный спирт, вата, олово и канифоль.
Если не запускается блок питания компьютера, возможные неисправности можно представить в виде типичных случаев:
- Перегорает предохранитель в первичной цепи. Пробиты диоды в выпрямительном мосту. Звонятся на короткое замыкание элементы разделительного фильтра: B1-B4, C1, C2, R1, R2. Обрыв варисторов и терморезистора TR1, звонятся накоротко переходы силовых транзисторов и вспомогательных Q1-Q4.
- Постоянное напряжение пять вольт или три вольта занижены или завышены. Нарушения в работе стабилизирующей цепи, проверяются микросхемы U1, U2. Если проверить ШИМ контроллер не удаётся, то проводится замена микросхемы на идентичную или аналог.
- Уровень сигнала на выходе отличается от рабочего. Неисправность в цепи обратной связи. Виновата микросхема ШИМ и радиоэлементы в её обвязке, особое внимание уделяется конденсаторам C и маломощным резисторам R.
- Нет сигнала PW_OK. Проверяется присутствие напряжений основных напряжений и сигнала PS_ON. Проводится замена супервизора, отвечающего за контроль выходного сигнала.
- Отсутствует сигнал PS_ON. Сгорела микросхема супервизора, элементы обвязки её цепи. Проверить путём замены микросхемы.
- Не крутит вентилятор. Замерить напряжение, поступающее на него, оно составляет 12 вольт. Прозвонить терморезистор THR2. Замерить сопротивление выводов вентилятора на отсутствие короткого замыкания. Провести механическую чистку и смазать посадочное место под лопасти вентилятора.
Принципы измерения радиоэлементов
Корпус БП соединён с общим проводом печатной платы. Измерение силовой части источника питания проводится относительно общего провода. Предел на мультиметре выставляется более 300 вольт. Во вторичной части присутствует только постоянное напряжение, не превышающее 25 вольт.
Проверка резисторов осуществляется путём сравнений показаний тестера и маркировки, нанесённой на корпус сопротивления или указанной на схеме. Проверка диодов проводится тестером, если он показывает нулевое сопротивление в оба направления, то делается вывод о его неисправности. Если существует возможность в приборе проверить падение напряжения на диоде, то можно его не выпаивать, величина составляет 0,5−0,7 вольта.
Проверка конденсаторов происходит путём измерения их ёмкости и внутреннего сопротивления, для чего необходим специализированный прибор ESR-метр. При замене следует учитывать, что используются конденсаторы с низким внутренним сопротивлением (ESR). Транзисторы прозванивают на работоспособность p-n переходов или в случае полевых на способность открываться и закрываться.
Проверка отремонтированного источника питания
После того, как АТХ блок отремонтирован, важно правильно провести его первое включение. При этом, если были устранены не все неполадки, возможен выход из строя отремонтированных и новых узлов прибора.
Запуск устройства питания можно осуществить автономно, без использования компьютерного блока. Для этого перемыкается контакт PS_ON с общим проводом. Перед включением на место предохранителя впаивается лампочка 60 Вт, а предохранитель удаляется. Если при включении лампочка начинает ярко светить, то в блоке присутствует короткое замыкание. В случае когда лампа вспыхнет и погаснет, лампу можно выпаивать и устанавливать предохранитель.
Следующий этап проверки БП происходит под нагрузкой. Сначала проверяется наличие дежурного напряжения для этого выход нагружается нагрузкой порядка двух ампер. Если дежурка в порядке, блок питания включается замыканием PS_ON, после чего делаются замеры уровней выходных сигналов. Если есть осциллограф — смотрится пульсация.