Проверка трансформатора блока питания компьютера

Пошаговый ремонт блока питания для компьютера своими руками

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

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:

1. В случае повреждения БП необходимо попытаться найти пособие по его ремонту, принципиальную электрическую схему, данные о типичных неисправностях.
2. Проанализировать условия, при каких условиях работал источник питания, исправна ли электрическая сеть.
3. Используя свои органы чувств определить есть ли запах горевших деталей и элементов, не было ли искрения или вспышки, прислушаться слышны ли посторонние звуки.
4. 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.
5. 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:

1. 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.
2. 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.
3. Измеряется сетевое напряжение на конденсаторе выпрямительного блока и проверяется предохранитель. В случае наличия напряжения 300 B переходим к следующему этапу.
4. Если напряжение отсутствует, при этом сгорает предохранитель, проверяется диодный мост, ключевые транзисторы на короткое замыкание. Резисторы и защитный терморезистор на обрыв.
5. 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.
6. 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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. Нет сигнала PW_OK. Проверяется присутствие напряжений основных напряжений и сигнала PS_ON. Проводится замена супервизора, отвечающего за контроль выходного сигнала.
5. Отсутствует сигнал PS_ON. Сгорела микросхема супервизора, элементы обвязки её цепи. Проверить путём замены микросхемы.
6. 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.

Источник

Ремонт компьютерного блока питания

Для более доступного объяснения данного материала настоятельно рекомендую прочесть статью по основам ремонта компьютерных блоков питания.

Проверяем входное сопротивление

Итак, дали в ремонт блок питания Power Man на 350 Ватт

Что делаем первым делом? Внешний и внутренний осмотр. Смотрим на «потроха». Если ли какие сгоревшие радиоэлементы? Может где-то обуглена плата или взорвался конденсатор, либо пахнет горелым кремнием? Все это учитываем при осмотре. Обязательно смотрим на предохранитель. Если он сгорел, то ставим вместо него временную перемычку примерно на столько же Ампер, а потом замеряем входное сопротивление через два сетевых провода. Это можно сделать на вилке блока питания при включенной кнопке «ВКЛ». Оно НЕ должно быть слишком маленькое, иначе при включении блока питания еще раз произойдет короткое замыкание.

Замеряем напряжения

Если все ОК, включаем наш блок питания в сеть с помощью сетевого кабеля, который идет вместе с блоком питания, и не забываем про кнопочку включения, если она у вас была в выключенном состоянии.

Далее меряем напряжение на фиолетовом проводе

Мой пациент на фиолетовом проводе показал 0 Вольт. Беру мультиметр и прозваниваю фиолетовый провод на землю. Земля — это провода черного цвета с надписью СОМ. COM — сокращенно от «common», что значит «общий». Есть также некоторые виды «земель»:

Как только я коснулся земли и фиолетового провода, мой мультиметр издал дотошный сигнал «ппииииииииииип» и показал нули на дисплее. Короткое замыкание, однозначно.

Ну что же, будем искать схему на этот блок питания. Погуглив по просторам интернета, я нашел схему. Но нашел только на Power Man 300 Ватт. Они все равно будут похожи. Отличия в схеме были лишь в порядковых номерах радиодеталей на плате. Если уметь анализировать печатную плату на соответствие схемы, то это не будет большой проблемой.

А вот и схемка на Power Man 300W. Щелкните по ней для увеличения в натуральный размер.

Ищем виновника

Как мы видим в схеме, дежурное питание, далее по тексту — дежурка, обозначается как +5VSB:

Прямо от нее идет стабилитрон номиналом в 6,3 Вольта на землю. А как вы помните, стабилитрон — это тот же самый диод, но подключается в схемах наоборот. У стабилитрона используется обратная ветвь ВАХ. Если бы стабилитрон был живой, то у нас провод +5VSB не коротил бы на массу. Скорее всего стабилитрон сгорел и PN переход разрушен.

Что происходит при сгорании разных радиодеталей с физической точки зрения? Во-первых, изменяется их сопротивление. У резисторов оно становится бесконечным, или иначе говоря, уходит в обрыв. У конденсаторов оно иногда становится очень маленьким, или иначе говоря, уходит в короткое замыкание. С полупроводниками возможны оба этих варианта, как короткое замыкание, так и обрыв.

В нашем случае мы можем проверить это только одним способом, выпаяв одну или сразу обе ножки стабилитрона, как наиболее вероятного виновника короткого замыкания. Далее будем проверять пропало ли короткое замыкание между дежуркой и массой или нет. Почему так происходит?

Вспоминаем простые подсказки:

1)При последовательном соединении работает правило больше большего, иначе говоря, общее сопротивление цепи больше, чем сопротивление большего из резисторов.

2)При параллельном же соединении работает обратное правило, меньше меньшего, иначе говоря итоговое сопротивление будет меньше чем сопротивление резистора меньшего из номиналов.

Можете взять произвольные значения сопротивлений резисторов, самостоятельно посчитать и убедиться в этом. Попробуем логически поразмыслить, если у нас одно из сопротивлений параллельно подключенных радиодеталей будет равно нулю, какие показания мы увидим на экране мультиметра ? Правильно, тоже равное нулю…

И до тех пор пока мы не устраним это короткое замыкание путем выпаивания одной из ножек детали, которую мы считаем проблемной, мы не сможем определить, в какой детали у нас короткое замыкание. Дело все в том, что при звуковой прозвонке, ВСЕ детали параллельно соединенные с деталью находящейся в коротком замыкании, будут у нас звониться накоротко с общим проводом!

Пробуем выпаять стабилитрон. Как только я к нему прикоснулся, он развалился надвое. Без комментариев…

Дело не в стабилитроне

Проверяем, устранилось ли у нас короткое замыкание по цепям дежурки и массы, либо нет. Действительно, короткое замыкание пропало. Я сходил в радиомагазин за новым стабилитроном и запаял его. Включаю блок питания, и… вижу как мой новый, только что купленный стабилитрон испускает волшебный дым)…

И тут я сразу вспомнил одно из главных правил ремонтника:

Если что-то сгорело, найди сначала причину этого, а только затем меняй деталь на новую или рискуешь получить еще одну сгоревшую деталь.

Ругаясь про себя матом, перекусываю сгоревший стабилитрон бокорезами и снова включаю блок питания.

Так и есть, дежурка завышена: 8,5 Вольт. В голове крутится главный вопрос: «Жив ли еще ШИМ контроллер, или я его уже благополучно спалил?». Скачиваю даташит на микросхему и вижу предельное напряжение питания для ШИМ контроллера, равное 16 Вольтам. Уфф, вроде должно пронести…

Проверяем конденсаторы

Начинаю гуглить по моей проблеме на спец сайтах, посвященных ремонту БП ATX. И конечно же, проблема завышенного напряжения дежурки оказывается в банальном увеличении ESR электролитических конденсаторов в цепях дежурки. Ищем эти конденсаторы на схеме и проверяем их.

Вспоминаю о своем собранном приборе ESR метре

Самое время проверить, на что он способен.

Проверяю первый конденсатор в цепи дежурки.

Находим виновника проблемы

Жду, когда на экране мультиметра появится какое-либо значение, но ничего не поменялось.

Понимаю, что виновник, или по крайней мере один из виновников проблемы найден. Перепаиваю конденсатор на точно такой же, по номиналу и рабочему напряжению, взятый с донорской платы блока питания. Здесь хочу остановиться подробнее:

Если вы решили поставить в блок питания ATX электролитический конденсатор не с донора, а новый, из магазина, обязательно покупайте LOW ESR конденсаторы, а не обычные. Обычные конденсаторы плохо работают в высокочастотных цепях, а в блоке питания, как раз именно такие цепи.

Итак, я включаю блок питания и снова замеряю напряжение на дежурке. Наученный горьким опытом уже не тороплюсь ставить новый защитный стабилитрон и замеряю напряжение на дежурке, относительно земли. Напряжение 12 вольт и раздается высокочастотный свист.

Снова сажусь гуглить по проблеме завышенного напряжения на дежурке, и на сайте rom.by, посвященном как ремонту БП ATX и материнских плат так и вообще всего компьютерного железа. Нахожу свою неисправность поиском в типичных неисправностях данного блока питания. Рекомендуют заменить конденсатор емкостью 10 мкФ.

Замеряю ESR на конденсаторе…. Жопа.

Результат, как и в первом случае: прибор зашкаливает. Некоторые говорят, мол зачем собирать какие-то приборы, типа вздувшиеся нерабочие конденсаторы итак видно — они припухшие, или вскрывшиеся розочкой

Да, я согласен с этим. Но это касается только конденсаторов большого номинала. Конденсаторы относительно небольших номиналов не вздуваются. В их верхней части нет насечек по которым они могли бы раскрыться. Поэтому их просто невозможно определить на работоспособность визуально. Остается только менять их на заведомо рабочие.

Итак, перебрав свои платы был найден и второй нужный мне конденсатор на одной из плат доноров. На всякий случай было измерено его ESR. Оно оказалось в норме. После впаивания второго конденсатора в плату, включаю блок питания клавишным выключателем и измеряю дежурное напряжение. То, что и требовалось, 5,02 вольта… Ура!

Измеряю все остальные напряжения на разъеме блока питания. Все соответствуют норме. Отклонения рабочих напряжений менее 5%. Осталось впаять стабилитрон на 6,3 Вольта. Долго думал, почему стабилитрон именно на 6,3 Вольта, когда напряжение дежурки равно +5 Вольт? Логичнее было бы поставить на 5,5 вольт или аналогичный, если бы он стоял для стабилизации напряжения на дежурке. Скорее всего, этот стабилитрон стоит здесь как защитный, для того, чтобы в случае повышения напряжения на дежурке, выше 6,3 Вольт, он сгорел и замкнул накоротко цепь дежурки, отключив тем самым блок питания и сохранив нашу материнскую плату от сгорания при поступлении на нее завышенного напряжения через дежурку.

Вторая функция этого стабилитрона, видать, защита ШИМ контроллера от поступления на него завышенного напряжения. Так как дежурка соединена с питанием микросхемы через достаточно низкоомный резистор, поэтому на 20 ножку питания микросхемы ШИМ поступает почти то же самое напряжение, что и присутствует у нас на дежурке.

Заключение

Итак, какие можно сделать выводы из этого ремонта:

1)Все параллельно подключенные детали при измерении влияют друг на друга. Их значения активных сопротивлений считаются по правилу параллельного соединения резисторов. В случае короткого замыкания на одной из параллельно подключенных радиодеталей, такое же короткое замыкание будет на всех остальных деталях, которые подключены параллельно этой.

2)Для выявления неисправных конденсаторов одного визуального осмотра мало и необходимо либо менять все неисправные электролитические конденсаторы в цепях проблемного узла устройства на заведомо рабочие, либо отбраковывать путем измерения прибором ESR-метром.

3)Найдя какую либо сгоревшую деталь, не торопимся менять её на новую, а ищем причину которая привела к её сгоранию, иначе мы рискуем получить еще одну сгоревшую деталь.

Источник