Содержание
В этой статье, я немного расскажу об основах ремонта компьютерных, импульсных блоков питания стандарта ATX. Это одна из первых моих статей, я написал её примерно 5 лет назад, по этому прошу строго не судить.
Меры предосторожности.
Ремонт импульсных БП, довольно опасное занятие, особенно если неисправность касается горячей части БП. Поэтому делаем всё вдумчиво и аккуратно, без спешки, с соблюдением техники безопасности.
Силовые конденсаторы могут длительное время держать заряд, поэтому не стоит прикасаться к ним голыми руками сразу после отключения питания. Ни в коем случае не стоит прикасаться к плате или радиаторам при подключенном к сети блоке питания.
Для того чтобы избежать фейерверка и сохранить ещё живые элементы следует впаять 100 ватную лампочку вместо предохранителя. Если при включении БП в сеть лампа вспыхивает и гаснет – все нормально, а если при включении лампа зажигается и не гаснет – где-то короткое замыкание.
Проверять блок питания после выполненного ремонта следует вдали от легко воспламеняющихся материалов.
Паяльник, припой, флюс. Рекомендуется паяльная станция с регулировкой мощности или пара паяльников разной мощности. Мощный паяльник понадобиться для выпаивания транзисторов и диодных сборок, которые находятся на радиаторах, а так же трансформаторов и дросселей. Паяльником меньшей мощности паяется разная мелочевка.
Отсос для припоя и (или) оплетка. Служат для удаления припоя.
Отвертка
Бокорезы. Используются для удаления пластиковых хомутов, которыми стянуты провода.
Мультиметр
Пинцет
Лампочка на 100Вт
Очищенный бензин или спирт. Используется для очистки платы от следов пайки.
Устройство БП.
Немного о том, что мы увидим, вскрыв блок питания.
Внутреннее изображение блока питания системы ATX
A – диодный мост, служит для преобразования переменного тока в постоянный
B – силовые конденсаторы, служат для сглаживания входного напряжения
Между B и C – радиатор, на котором расположены силовые ключи
C – импульсный трансформатор, служит для формирования необходимых номиналов напряжения, а также для гальванической развязки
между C и D – радиатор, на котором размещены выпрямительные диоды выходных напряжений
D – дроссель групповой стабилизации (ДГС), служит для сглаживания помех на выходе
E – выходные, фильтрующие, конденсаторы, служат для сглаживания помех на выходе
Распиновка разъема 24 pin и измерение напряжений.
Знание контактов на разъеме ATX нам понадобится для диагностики БП. Прежде чем приступать к ремонту следует проверить напряжение дежурного питания, на рисунке этот контакт отмечен синим цветом +5V SB, обычно это фиолетовый провод. Если дежурка в порядке, то следует проверить наличие сигнала POWER GOOD (+5V), на рисунке этот контакт помечен серым цветом, PW-OK. Power good появляется только после включения БП. Для запуска БП замыкаем зеленый и черный провод, как на картинке. Если PG присутствует, то, скорее всего блок питания уже запустился и следует проверить остальные напряжения. Обратите внимание, что выходные напряжения будут отличаться в зависимости от нагрузки. Так, что если увидите на желтом проводе 13 вольт, не стоит беспокоиться, вполне вероятно, что под нагрузкой они стабилизируются до штатных 12 вольт.
Если у вас проблема в горячей части и требуется измерить там напряжения, то все измерения надо проводить от общей земли, это минус диодного моста или силовых конденсаторов.
Первое, что следует сделать, вскрыть блок питания и произвести визуальный осмотр.
Если БП пыльный вычищаем его. Проверяем, крутится ли вентилятор, если он стоит, то это, скорее всего и является причиной выхода из строя БП. В таком случае следует смотреть на диодные сборки и ДГС. Они наиболее склонны к выходу из строя из- за перегрева.
Далее осматриваем БП на предмет сгоревших элементов, потемневшего от температуры текстолита, вспученных конденсаторов, обугленной изоляции ДГС, оборванных дорожек и проводов.
Перед вскрытием блока питания можно попробовать включить БП, чтобы наверняка определиться с диагнозом. Правильно поставленный диагноз – половина лечения.
БП не запускается, отсутствует напряжение дежурного питания
БП не запускается, но дежурное напряжение присутствует. Нет сигнала PG.
БП уходит в защиту,
БП работает, но воняет.
Завышены или занижены выходные напряжения
Предохранитель.
Если блок питания вашего компьютера вышел из строя, не спешите расстраиваться, как показывает практика, в большинстве случаев ремонт может быть выполнен своими силами. Прежде чем перейти непосредственно к методике, рассмотрим структурную схему БП и приведем перечень возможных неисправностей, это существенно упростит задачу.
Структурная схема
На рисунке показано изображение структурной схемы типичной для импульсных БП системных блоков.
Устройство импульсного БП ATX
Указанные обозначения:
- А – блок сетевого фильтра;
- В – выпрямитель низкочастотного типа со сглаживающим фильтром;
- С – каскад вспомогательного преобразователя;
- D – выпрямитель;
- E – блок управления;
- F – ШИМ-контроллер;
- G – каскад основного преобразователя;
- H – выпрямитель высокочастотного типа, снабженный сглаживающим фильтром;
- J – система охлаждения БП (вентилятор);
- L – блок контроля выходных напряжений;
- К – защита от перегрузки.
- +5_SB – дежурный режим питания;
- P.G. – информационный сигнал, иногда обозначается как PWR_OK (необходим для старта материнской платы);
- PS_On – сигнал управляющий запуском БП.
Распиновка основного коннектора БП
Для проведения ремонта нам также понадобится знать распиновку главного штекера БП (main power connector), она показана ниже.
Штекеры БП: А – старого образца (20pin), В – нового (24pin)
Для запуска блока питания необходимо провод зеленого цвета (PS_ON#) соединить с любым нулевым черного цвета. Сделать это можно при помощи обычной перемычки. Заметим, что у некоторых устройств цветовая маркировка может отличаться от стандартной, как правило, этим грешат неизвестные производители из поднебесной.
Нагрузка на БП
Необходимо предупредить, что включение импульсных БП без нагрузки существенно сокращает их срок службы и даже может стать причиной поломки. Поэтому мы рекомендуем собрать простой блок нагрузок, его схема показана на рисунке.
Схема блока нагрузки
Схему желательно собирать на резисторах марки ПЭВ-10, их номиналы: R1 – 10 Ом, R2 и R3 – 3,3 Ом, R4 и R5 – 1,2 Ом. Охлаждение для сопротивлений можно выполнить из алюминиевого швеллера.
Подключать в качестве нагрузки при диагностике материнскую плату или, как советуют некоторые «умельцы», HDD и СD привод нежелательно, поскольку неисправный БП может вывести их из строя.
Перечень возможных неисправностей
Перечислим наиболее распространенные неисправности, характерные для импульсных БП системных блоков:
- перегорает сетевой предохранитель;
- +5_SB (дежурное напряжение) отсутствует, а также больше или меньше допустимого;
- напряжения на выходе блока питания (+12 В, +5 В, 3,3 В) не соответствуют норме или отсутствуют;
- нет сигнала P.G. (PW_OK);
- БП не включается дистанционно;
- не вращается вентилятор охлаждения.
Методика проверки (инструкция)
После того, как блок питания снят с системного блока и разобран, в первую очередь, необходимо произвести осмотр на предмет обнаружения поврежденный элементов (потемнение, изменившийся цвет, нарушение целостности). Заметим, что в большинстве случаев замена сгоревшей детали не решит проблему, потребуется проверка обвязки.
Визуальный осмотр позволяет обнаружить «сгоревшие» радиоэлементы
Если таковы не обнаружены, переходим к следующему алгоритму действий:
- проверяем предохранитель. Не стоит доверять визуальному осмотру, а лучше использовать мультиметр в режиме прозвонки. Причиной, по которой выгорел предохранитель, может быть пробой диодного моста, ключевого транзистора или неисправность блока, отвечающего за дежурный режим;
Установленный на плате предохранитель
- проверка дискового термистора. Его сопротивление не должно превышать 10Ом, если он неисправен, ставить вместо него перемычку крайне не советуем. Импульсный ток, возникающий в процессе заряда конденсаторов, установленных на входе, может стать причиной пробоя диодного моста;
Дисковый термистор (обозначен красным)
- тестируем диоды или диодный мост на выходном выпрямителе, в них не должно быть обрыва и КЗ. При обнаружении неисправности следует подвергнуть проверке установленные на входе конденсаторы и ключевые транзисторы. Поступившее на них в результате пробоя моста переменное напряжение , с большой вероятностью, вывело эти радиодетали из строя;
Выпрямительные диоды (обведены красным)
- проверка входных конденсаторов электролитического типа начинается с осмотра. Геометрия корпуса этих деталей не должна быть нарушена. После этого измеряется емкость. Нормальным считается, если она не меньше заявленной, а расхождение между двумя конденсаторами в пределах 5%. Также проверке должны быть подвергнуты запаянные параллельно входным электролитам варисторы и выравнивающие сопротивления;
Входные электролиты (обозначены красным)
- тестирование ключевых (силовых) транзисторов. При помощи мультиметра проверяем переходы база-эмиттер и база-коллектор (методика такая же, как при проверке диодов).
Показано размещение силовых транзисторов
Если найден неисправный транзистор, то прежде, чем впаивать новый, необходимо протестировать всю его обвязку, состоящую из диодов, низкоомных сопротивлений и электролитических конденсаторов. Последние рекомендуем поменять на новые, у которых большая емкость. Хороший результат дает шунтирование электролитов при помощи керамических конденсаторов 0,1 мкФ;
- Проверка выходных диодных сборок (диоды шоттки) при помощи мультиметра, как показывает практика, наиболее характерная для них неисправность – КЗ;
Отмеченные на плате диодные сборки
- проверка выходных конденсаторов электролитического типа. Как правило, их неисправность может быть обнаружена путем визуального осмотра. Она проявляется в виде изменения геометрии корпуса радиодетали, а также следов от протекания электролита.
Не редки случаи, когда внешне нормальный конденсатор при проверке оказывается негодным. Поэтому лучше их протестировать мультиметром, у которого есть функция измерения емкости, или использовать для этого специальный прибор.
Видео: правильный ремонт блока питания ATX.
https://www.youtube.com/watch?v=AAMU8R36qyE
Заметим, что нерабочие выходные конденсаторы – самая распространенная неисправность в компьютерных блоках питания. В 80% случаев после их замены работоспособность БП восстанавливается;
Конденсаторы с нарушенной геометрией корпуса
- проводится измерение сопротивления между выходами и нулем, для +5, +12, -5 и -12 вольт этот показатель должен быть в пределах, от 100 до 250 Ом, а для +3,3 В в диапазоне 5-15 Ом.
Доработка БП
В заключение дадим несколько советов по доработке БП, что позволит сделать его работу более стабильной:
- во многих недорогих блоках производители устанавливают выпрямительные диоды на два ампера, их следует заменить более мощными (4-8 ампер);
- диоды шоттки на каналах +5 и +3,3 вольт также можно поставить помощнее, но при этом у них должно быть допустимое напряжение, такое же или большее;
- выходные электролитические конденсаторы желательно поменять на новые с емкостью 2200-3300 мкФ и номинальным напряжением не менее 25 вольт;
- бывает, что на канал +12 вольт вместо диодной сборки устанавливаются спаянные между собой диоды, их желательно заменить на диод шоттки MBR20100 или аналогичный;
- если в обвязке ключевых транзисторов установлены емкости 1 мкФ, замените их на 4,7-10 мкФ, рассчитанные под напряжение 50 вольт.
Такая незначительная доработка позволит существенно продлить срок службы компьютерного блока питания.
Очень интересно прочитать:
Неисправности блока питания
Без сомнения, блок питания (рис. 1.1) – самый важный компонент компьютера, поскольку именно он отвечает за снабжение стабильным напряжением всех устройств, установленных в компьютере (в том числе подключенных к USB-портам). В самом простом случае неисправность блока питания приводит к нестабильной работе компьютера, постоянным его зависаниям и т. д.
Рис. 1.1. Блок питания
Блок питания выходит из строя достаточно часто, особенно это касается блоков «со стажем». Самое плохое, что иногда поломка данного устройства влечет за собой выход из строя практически всех установленных компонентов.
Виной всему – нестабильное переменное напряжение и руки неизвестных китайских мастеров, пытающихся сэкономить на «лишних» деталях. Часто причиной неисправности становятся руки «начитанного» пользователя, который вопреки здравому смыслу пытается уменьшить шум вентилятора блока питания с помощью имеющегося регулятора оборотов или самостоятельной подачи на него пониженного напряжения, в то время как температура внутри блока питания находится на критическом уровне. Кроме того, мало кто думает о том, чтобы приобрести источник бесперебойного питания и обезопасить себя от проблем, связанных с резкими скачками напряжения, которые блок питания переносит очень болезненно.
В домашних условиях блок питания можно починить, если вы имеете достаточный опыт в ремонтных делах и знакомы с основами радиоэлектроники. Если вы совсем новичок в этом деле, то максимум, что вы сможете сделать, – проверить предохранитель и внешне осмотреть компоненты блока питания. Чтобы точно определить неисправное звено, следует вооружиться измерительным прибором.
Намного более предпочтительно купить новый блок питания, поскольку ресурс работы блока достаточно малый, а количество подключаемых устройств и потребление мощности возрастает, что приводит к большой нагрузке на него и быстрому сокращению «жизни».
Если вы все-таки решили самостоятельно произвести ремонт этого устройства, помните, что блок питания построен по модульному принципу. При этом каждый модуль выполняет только свою работу. Такой способ построения позволяет выработать подход к поиску и устранению возникающих неисправностей. Однако для этого необходимо знать принцип работы каждого модуля блока питания.
В упрощенном варианте алгоритм работы блока питания выглядит следующим образом. Поступая на вход блока питания, переменное напряжение обрабатывается сетевым фильтром и высоковольтным выпрямителем. Выпрямленное высоковольтным фильтром напряжение поступает на импульсный трансформатор, который понижает его до нужного уровня. Далее пониженное постоянное напряжение поступает на стабилизатор, который контролирует характеристики напряжения и при необходимости преобразует его. В итоге получается набор напряжений, обладающих необходимыми характеристиками: ±5 и ±12 В с нужной силой тока.
Примечание
На практике количество стабилизаторов, фильтров и других компонентов может быть больше одного, что обеспечивает более качественную стабилизацию напряжения.
Таким образом, определив сбойный модуль, достаточно заменить детали исправными. Работа блока питания должна восстановиться, если, конечно, устройство не повреждено настолько серьезно, что это привело к выходу из строя еще нескольких модулей блока питания.
Проявление ошибок в работе блока питания
Приближающуюся «кончину» блока питания можно предвидеть. О неисправностях устройства свидетельствуют следующие признаки:
• периодический или полный отказ компьютера включаться;
• появление неприятного запаха из вентиляционных отверстий блока питания;
• внезапные перезагрузки или зависания компьютера во время обычной работы;
• ошибки в функционировании оперативной памяти как при начальном тестировании, так и при работе в операционной системе;
• прекращение работы сразу всех устройств хранения данных (при пропадании напряжения на выводах блока питания) или каждого по очереди;
• заметное повышение температуры в блоке питания и корпусе компьютера (из-за выхода из строя вентилятора или вентиляторов, установленных в блоке питания, или любых других электронных составляющих);
• появление напряжения на корпусе компьютера, что можно ощутить, если приложить руку к корпусу или разъемам на задней стенке;
• появление странных ошибок в работе операционной системы и программ.
Если компьютер перестал включаться и появился неприятный запах, значит, вы не сумели вовремя предупредить выход блока питания из строя. Следует учесть, что это могло привести и к повреждению других устройств.
Плавкий предохранитель
Большая часть блоков питания, как и большая часть бытовых устройств, снабжена плавким или керамическим предохранителем. Такой предохранитель срабатывает и перегорает при повышенном потреблении тока или резком скачке напряжения (что может произойти по разным причинам). При этом тонкая проволока (или керамический корпус) внутри предохранителя перегорает, и напряжение перестает поступать на другие компоненты блока питания. Это самый простой, но не самый действенный способ предохранить их от поломки.
В этом случае сначала нужно отключить блок питания от напряжения и вытянуть его из корпуса. Далее следует снять с блока питания защитный кожух.
Обычно на крышке блока питания присутствует гарантийная наклейка производителя, которая легко рвется при разборке устройства. Поэтому имейте в виду, что, открыв блок питания, вы тем самым лишитесь гарантийного обслуживания (если таковое, конечно, имеется). Кроме того, очень часто производители блоков питания используют для защиты кожуха специальные винты, а иногда и заклепки, которые непросто выкрутить без специального инструмента.
Сняв кожух, внимательно рассмотрите плату блока питания. Поскольку предохранитель устанавливается непосредственно за кабелем питания, то и искать его нужно там, где этот кабель припаян к печатной плате.
Как правило, предохранитель выглядит как деталь со стеклянным или керамическим корпусом (рис. 1.2). Если корпус стеклянный, вы без труда увидите внутри тонкую проволоку. Ее отсутствие или обрыв – явный свидетель неисправности предохранителя.
Рис. 1.2. Внешний вид керамического предохранителя
Однако он может иметь другую форму и быть припаянным непосредственно к плате. В этом случае вам придется выпаять предохранитель.
Для замены используйте аналогичный по параметрам предохранитель. Предохранители отличаются током срабатывания, что зависит от мощности блока питания. Например, в блоках питания средней мощности (200–300 Вт) установлены предохранители с током сгорания 4 А. Поэтому обязательно обратите внимание на маркировку предохранителя, нанесенную на один из металлических контактов предохранителя или на его стеклянный корпус. Многие пользователи вместо предохранителя используют тонкую проволоку (так называемый «жучок»), припаяв ее к контактам крепления предохранителя. Этот способ имеет свои недостатки: слишком толстая проволока может не перегореть, когда это нужно, что приведет к выходу из строя других модулей блока питания и появлению невосстановимых неисправностей.
Если после замены предохранителя блок питания включится и компьютер заработает в обычном режиме, значит, проблема решена. Если же, независимо от того, перегорает или не перегорает предохранитель, после подачи напряжения блок питания «молчит», то это говорит о неисправности в каком-то другом модуле блока питания.
Высоковольтный выпрямитель
Практически в любой электронной аппаратуре в качестве высоковольтного выпрямителя выступает сборка (или несколько сборок) из четырех высоковольтных диодов, включенных по параллельной схеме, задача которой – превращение переменного напряжения в постоянное. Диоды могут находиться в закрытом пластмассовом корпусе, а могут располагаться рядом друг с другом на печатной плате блока питания (рис. 1.3).
В любом случае нужно проверять каждый диод, поскольку неисправность одного из них автоматически приводит к перегоранию предохранителя. Для проверки выпрямителя следует воспользоваться мультиметром, подключая его контакты к каждому из диодов. При этом сопротивление диода в прямом направлении должно составлять примерно 500–600 Ом, а в обратном – 1,1–1,3 МОм. Если сопротивление диода не соответствует приведенным показателям, то его необходимо заменить, выпаяв его из платы.
Паяльником необходимо пользоваться с осторожностью, поскольку слишком долгий нагрев детали может привести к выходу ее из строя или отслоению печатных проводников на плате.
Рис. 1.3. Высоковольтный выпрямитель (диоды)
Иногда вместе с высоковольтными диодами дополнительно работают высоковольтные транзисторы. Такие транзисторы установлены на радиаторах, поскольку в процессе работы сильно нагреваются. Именно этот факт приводит к тому, что транзисторы выходят из строя. Это случается при использовании неэффективных радиаторов или нарушении температурного режима в блоке питания.
В большинстве случаев для проверки транзистора его не обязательно отпаивать. Обычный транзистор имеет три ножки – базу, коллектор и эмиттер. Транзисторы нужно тестировать и на замыкание, и на внутренний обрыв, поэтому необходимо точно знать, где находится какая ножка. Информацию о конкретном транзисторе можно найти в справочной литературе или в Интернете. Как бы там ни было, рабочий транзистор следует прозванивать от базы к эмиттеру и коллектору, а между эмиттером и коллектором – нет. Поскольку транзистор – родной брат диода, то и сопротивление переходов у них примерно одинаковое. Таким образом, в одну сторону сопротивление должно составлять 100–300 Ом, а в обратную – больше 1 МОм.
Высоковольтный фильтр
Если проверка высоковольтного выпрямителя не дала результатов, следует проверить высоковольтный фильтр. В качестве высоковольтного фильтра выступает набор из нескольких электролитических конденсаторов большой емкости. Именно эти конденсаторы являются причиной выхода из строя блока питания, особенно если их количество слишком мало или электролитические характеристики далеки от нормы (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Конденсатор высоковольтного фильтра (обратите внимание: второй конденсатор отсутствует)
Электролитические конденсаторы, как известно, рассчитаны на определенное напряжение и имеют определенную емкость. Емкость конденсатора обеспечивается за счет его специальной конструкции и применения электролита. Таким образом, конденсатор может выйти из строя, если на него подать слишком высокое напряжение или если он теряет емкость при высыхании или вытекании электролита. Такое редко случается с конденсаторами известных производителей, которые устанавливаются в дорогие блоки питания. Если же вы являетесь обладателем дешевого блока питания неизвестного производителя – приготовьтесь к сюрпризам.
Что касается номинального напряжения конденсатора, то многие производители изначально устанавливают конденсаторы с меньшим рабочим напряжением, что приводит к их короткой службе.
Чаще всего конденсатор теряет емкость в условиях повышенной температуры, когда компоненты блока питания не охлаждаются должным образом.
Все конденсаторы нужно проверить, для чего их следует выпаять из платы. Проверить конденсатор очень просто. Для этого необходимо подключить выводы конденсатора к щупам мультиметра и понаблюдать за отображаемой на его экране информацией. Сопротивление исправного конденсатора будет находиться примерно на одном уровне и не будет уменьшаться. Если же сопротивление конденсатора медленно уменьшается, значит, конденсатор неисправен и подлежит замене.
Для замены обязательно используйте конденсаторы с достаточным запасом напряжения, например 250–270 В, и емкости, значение которой нанесено на корпус. Как правило, емкость таких конденсаторов составляет 400–1500 мкФ.
Стабилизатор
Стабилизатор можно считать самым главным модулем блока питания. В этом устройстве применяются интегральные схемы, что говорит о его некоторой интеллектуальности. Стабилизатор состоит из каналов, каждый из которых обрабатывает конкретное напряжение и контролирует его.
Поскольку стабилизатор основан на схеме, работающей по принципу широтно-импульсного (ШИМ) генератора, то в идеале для диагностики микросхемы требуется наличие осциллографа. Кроме того, необходимо иметь дополнительное устройство, способное выдавать необходимое напряжение.
Если осциллографа у вас нет, то можно воспользоваться способом, который безошибочно определяет неисправность микросхемы. Как правило, в роли стабилизатора выступает микросхема TL494 (или ее аналоги), имеющая 14 выводов, каждый из которых представляет нужное напряжение определенной характеристики (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Стабилизатор (микросхема)
Суть способа заключается в проверке стабилизатора, который находится внутри микросхемы. Для этого на двенадцатую ножку подайте постоянное напряжение от +9 до +12 В, а на седьмую – от –9 до –12 В (при этом отключите блок питания от сети). Напряжение на четырнадцатой ножке микросхемы должно быть +5 В. Если отклонение от этого значения достаточно сильное (более 0,5 В), то внутренний стабилизатор микросхемы неисправен. В этом случае придется заменить микросхему.
