Сломался блок питания компьютера как починить. Почему компьютер или системный блок не включается

Прежде чем ремонтировать блок питания, убедитесь, в нем ли причина плохой работы компьютера. Невозможность запустить компьютер может быть обусловлена другими факторами.

Как проверить работоспособность блока питания компьютера АТХ

Проверить работоспособность блока питания возможно без измерительных приборов. При этом, его можно не извлекать из системного блока. Чтоб это сделать, отсоединяем от материнской платы и других устройств все разъемы, идущие от него. Оставляем 1 из 4 контактных разъемов для обеспечения нагрузки. Питание на материнскую плату от блока питания поступает при помощи 20 либо 24 контактного разъема, а так же 4 либо 6 контактного. Чтоб надежно фиксировать контакты, на разъемах предусмотрены защелки. Чтоб вынуть разъем, необходимо взяться пальцами сверху защелки и надавить, плавно покачивая ее из стороны в сторону, тем самым вынув ответную часть.

Два вывода разъема, снятого с материнки, следует закоротить между собой при помощи провода или скрепки. Провода располагаются со стороны защелки. Место установки перемычки показано на фото желтым. Если в разъеме 20 контактов, закоротить необходимо 14 (зеленый, может серый, POWER ON) и 15 (черный, GND) выводы. Если разъем 24 контактный, закорачиваем 16 (зеленый, может серый, POWER ON) и 17 (черный, GND) выводы.

Если замечено вращение крыльчатки кулера, блок питания можно считать исправным. Причиной плохой работы компьютера может быть выход из строя других блоков. Однако, эта проверка не дает полной гарантии на 100% работоспособность компьютера, поскольку отклонение напряжений может быть больше нормы. Для того, чтоб исключить поломку блока питания, подключите его к блоку нагрузок, измеряйте уровень напряжений на выходе. Отклонение напряжение не должно быть больше указанных в таблице.

Выходное напряжение, В	+3,3	+5,0	+12,0	-12,0	+5,0 SB	GND
Цвет провода	оранжевый	красный	желтый	голубой	синий	черный
Допустимое отклонение, %	±5	±5	±5	±10	±5	0
Допустимое минимальное напряжение	+3,14	+4,75	+11,40	-10,80	+4,75	0
Допустимое максимальное напряжение	+3,46	+5,25	+12,60	-13,20	+5,25	0

Отрицательный конец щупа прибора подключается к общему проводу (черный), положительный – к контактам разъема. Проделывать эту операцию можно при включенном компьютере.

Блок питания — сложное электронное устройство. Чтобы его отремонтировать, необходимо владеть навыками радиотехники, иметь необходимые приборы. В большинстве случаев 80% поломок блоков питания можно устранить в домашних условиях. Для этого нужно уметь паять, работать с отверткой и знать схемы источников питания. Буквально все блоки питания создаются по схеме приведенной ниже. Я отметил те компоненты, которые зачастую выходят из строя. Их можно будет заменить самостоятельно. Во время ремонта блока питания придется воспользоваться цветовой маркировкой проводов, выходящих из него.

Через сетевой шнур подаётся напряжение на разъемные соединения, а уже оттуда на плату блока питания. Главным элементом защиты является предохранитель Пр1, обычно он рассчитан на ток 5 А. В зависимости от того, какой мощности источник питания, предохранитель может быть другого номинала. Фильтр образован конденсаторами С1-С4 и дросселем L1. Он служит для подавления дифференциальных и синфазных помех, возникающих при работе блока питания и поступающих из сети. По такой схеме собранные все сетевые фильтры. Они установлены в изделиях, блоки питания которых не имеют силового трансформатора. А именно: принтерах, видеомагнитофонах, сканерах, телевизорах. Фильтр работает на полную мощность, если подключение к сети осуществляется при помощи заземляющего провода. Жаль, но большинство китайских источников питания не имеют фильтра.

Примером тому служат запаянные перемычки дросселя и отсутствие конденсаторов. Если при ремонте вы обнаружите отсутствие некоторых элементов фильтра, рекомендую их установить. Ниже на фото показать блок питания, фильтр которого установлен.

Чтобы защититься от перенапряжения, устанавливаются варисторы Z1-Z3. Обозначены на фото синим цветом. Они работают по простому принципу. Если напряжение сети нормальное, варисторы имеют большое напряжение, которое никак не влияет на работоспособность схемы. Если уровень напряжение сети превышает допустимый, сопротивление падает, приводя к сгоранию предохранителя. Это спасает основные детали компьютера от поломки. Если блок питания перестал работать от перенапряжения, замените предохранитель.

Некоторые модели блоков питания имеют возможность переключения, что позволяет работать от сети 115 В. В таком случае контакты SW1 (переключатель) должны находиться в замкнутом состоянии. Чтоб конденсаторы С5-С6, включены в сеть после моста VD1-VD4 заряжались плавно, устанавливается термистор RT, имеющий отрицательный ТКС. Когда термистор холодный, его сопротивление равно единицам Ом, в случае прохождения тока через него, он разогревается и сопротивление падает в 20-50 раз. Компьютер имеет функцию дистанционного включения. Для этого в блоке питания установлен дополнительный источник питания с малой мощностью, который постоянно включен. Даже когда компьютер выключен, но вилка не вынута из сети. Он имеет напряжение +5 B_SB и создан по схеме автоколебательного трансформаторного блокинг-генератора всего на 1 тиристоре, который запитан от напряжения диодом VD1-VD4. Это самый ненадежный узел блока питания и производить ремонтные работы сложно.

Напряжения, необходимые для работы устройств системного блока и материнские платы, фильтруются от помех при помощи конденсаторов и дросселя, а затем проводами подаются к самим источникам. Кулер, служащий для охлаждения блока питания, питается от напряжения -12 В.

Как добраться до платы блока питания

Для того, чтоб извлечь блок питания из системного блока, откручиваем 4 винта (отмечены на фото). Перед осмотром отсоединяем проводники, имеющие сильное натяжение. Остальные можно оставить.

Располагаем блок питания, таким образом, чтоб он был на углу системного блока. Выкручиваем 4 винта, помеченных на фото розовым цветом. Чаще всего пара винтов находится под наклейкой. Снимаем ее или продырявливаем. По бокам могут быть наклеены бумажки, мешающие снятию крышки, их тоже следует удалить или разрезать.

Крышка снята, удаляем пыль пылесосом. Это первая причина выхода радиодеталей из строя. Она, покрывая толстым слоем детали, снижает теплоотдачу, что приводит к перегреву и сгоранию.

Поиск неисправности блока питания компьютера АТХ

Первым делом осматриваем все детали, уделяя особое внимание геометрии конденсаторов. Чаще всего, из-за повышенного режимы температуры, они выходят из строя. 50% блоков питания прекращают работу из-за неисправных конденсаторов. Это обусловлено плохой работой кулера. Смазка кулера высыхает и срабатывает, обороты уменьшаются. Охлаждение деталей уменьшается, вследствие чего происходит перегрев. Когда кулер начинает издавать шум, следует его почистить и смазать. Если видно вздутие конденсатора и подтек электролита, нужно его менять. Вздутие может произойти по причине пробоя в изоляции. Бывает такое, что внешне конденсатор цел, однако уровень пульсаций напряжения больше. В этом случае отсутствует контакт между выводом конденсатора и обкладкой. Как говорится, конденсатор находится в обрыве. Проверить обрыв можно при помощи тестера, установив режим измерений на сопротивление. В статье «Измерение сопротивления» описывается технология проверки конденсаторов.

Следующим шагом будет осмотр предохранителей, резисторов, полупроводниковых приборов. Внутри предохранителя по центру имеется тонкая блестящая цельная проволока, иногда она имеет утолщение в средине. Если ее не видно, скорее всего, произошло ее сгорание. Чтоб убедиться так ли это, прозваниваем предохранитель омметром. Если предохранитель сгорел, ремонтируем его или заменяем новым. Перед тем, как его заменить, для проверки блока питания не выпаиваем сгоревший предохранитель из платы, а припаиваем к его выводам жилу медного проводника, диаметр которого 0,18 мм. Если во время включения блока питания проводок не сгорит, имеет смысл заменить предохранитель новым.

Как заменить предохранитель в блоке питания компьютера АТХ

Чаще всего блок питания имеет трубчатый стеклянный предохранитель, который рассчитан на защитный ток 5 А. Чтоб обеспечить надежность, он впаивается в плату. Для этого существуют предохранители, на которых есть выводы под пайку.

Его можно заменить обычным предохранителем, ток защиты которого равен 5 А. К его торцам следует припаять кусочки одножильного провода, диаметр которых 0,5 мм и длина 5 мм.

Остается впаять предохранитель в плату и проверить его в работе.

Если во время включения блока питания произошло повторное сгорание предохранителя, это следствие пробоя переходов в тиристорах, либо выход из строя других элементов. Чтоб отремонтировать такой блок питания, необходимо обладать высокой квалификацией. Можно заменить предохранитель иным, рассчитанным на ток свыше 5 А. Но он все равно сгорит.

Поиск в блоке питания неисправных электролитических конденсаторов

Частой причиной нестабильной работы компьютера и выхода из строя блока питания является вздутие корпуса электролитического конденсатора. Чтоб предотвратить взрыв, на торце конденсатора делают надсечки. Когда давление в конденсаторе возрастает, корпус вздувается или разрывается именно в этом месте. Найти такой конденсатор не составит труда. Основная причина выхода из строя конденсатора заключается в плохой работе кулера или увеличения напряжения.

Глянув на фото, можно заметить, что конденсатор справа вздут и имеет следы подтека электролита, у левого конденсатора торец плоский. Его можно заменить. Чаще всего выходу из строя поддаются конденсаторы с питанием по шине +5 В, потому что запас напряжения мал и равен 6,3 В. Были случаи, когда конденсаторы цепи +5 В были вздуты. Когда я провожу их замену, устанавливаю конденсаторы не менее 10 В.

Чем больше напряжение конденсатора, тем лучше. Важно, чтоб он подошел по размерам. Если конденсатор не вмещается, я беру конденсатор с меньшей емкостью, но большим напряжением. Такая замена не приведет к ухудшению работы компьютера. Произвести замену конденсатора не составит труда, главное уметь обращаться с паяльником. Важно не забывать, что конденсатор со стороны отрицательного вывода имеет маркировку. Она нанесена в виде светлой широкой полосы, новый конденсатор следует устанавливать на то же место, где расположена эта полоса.

Проверка других элементов в блоке питания компьютера АТХ

Простые конденсаторы, а также резисторы не должны быть потемневшими и иметь нагар. Корпус полупроводников не должен иметь сколы и трещины. Если вы решили самостоятельно произвести ремонт, лучше всего заменить элементы, показанные на схеме. Если краска на резисторе потемнела, развалился тиристор, производить замену не имеет смысла.

По той причине, что, скорее всего из строя вышли другие элементы, исправность которых можно обнаружить только при помощи приборов. Если резистор потемнел, это не говорит о том, что он неисправен. Может быть, только краска стала темной, на само сопротивление в норме.

Если вспучились все конденсаторы, смысла проводить их замену я не вижу. Это свидетельствует о том, что схема стабилизации выходного напряжения вышла из строя, конденсаторы получили напряжение, превышающие норму. Этот блок питания можно отремонтировать, если есть навыки работы с измерительными приборами и электрическими элементами. Однако такой ремонт хорошо ударит по карману.

Линейный и импульсный источники питания

Начнем с основ. Блок питания в компьютере выполняет три функции. Во-первых, переменный ток из бытовой сети электропитания нужно преобразовать в постоянный. Второй задачей БП является понижение напряжения 110-230 В, избыточного для компьютерной электроники, до стандартных значений, требуемых конвертерами питания отдельных компонентов ПК, - 12 В, 5 В и 3,3 В (а также отрицательные напряжения, о которых расскажем чуть позже). Наконец, БП играет роль стабилизатора напряжений.

Есть два основных типа источников питания, которые выполняют перечисленные функции, - линейный и импульсный. В основе простейшего линейного БП лежит трансформатор, на котором напряжение переменного тока понижается до требуемого значения, и затем ток выпрямляется диодным мостом.

Однако от БП требуется еще и стабилизация выходного напряжения, что обусловлено как нестабильностью напряжения в бытовой сети, так и падением напряжения в ответ на увеличение тока в нагрузке.

Чтобы компенсировать падение напряжения, в линейном БП параметры трансформатора рассчитываются так, чтобы обеспечить избыточную мощность. Тогда при высоком токе в нагрузке будет наблюдаться требуемый вольтаж. Однако и повышенное напряжение, которое возникнет без каких-либо средств компенсации при низком токе в полезной нагрузке, тоже неприемлемо. Избыточное напряжение устраняется за счет включения в цепь неполезной нагрузки. В простейшем случае таковой является резистор или транзистор, подключенный через стабилитрон (Zener diode). В более продвинутом - транзистор управляется микросхемой с компаратором. Как бы то ни было, избыточная мощность просто рассеивается в виде тепла, что отрицательно сказывается на КПД устройства.

В схеме импульсного БП возникает еще одна переменная, от которой зависит напряжение на выходе, в дополнение к двум уже имеющимся: напряжению на входе и сопротивлению нагрузки. Последовательно с нагрузкой стоит ключ (которым в интересующем нас случае является транзистор), управляемый микроконтроллером в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Чем выше длительность открытых состояний транзистора по отношению к их периоду (этот параметр называется duty cycle, в русскоязычной терминологии используется обратная величина - скважность), тем выше напряжение на выходе. Из-за наличия ключа импульсный БП также называется Switched-Mode Power Supply (SMPS).

Через закрытый транзистор ток не идет, а сопротивление открытого транзистора в идеале пренебрежимо мало. В действительности открытый транзистор обладает сопротивлением и рассеивает какую-то часть мощности в виде тепла. Кроме того, переход между состояниями транзистора не идеально дискретный. И все же КПД импульсного источника тока может превышать 90%, в то время как КПД линейного БП со стабилизатором в лучшем случае достигает 50%.

Другое преимущество импульсных источников питания состоит в радикальном уменьшении габаритов и массы трансформатора по сравнению с линейными БП такой же мощности. Известно, что чем выше частота переменного тока в первичной обмотке трансформатора, тем меньше необходимый размер сердечника и число витков обмотки. Поэтому ключевой транзистор в цепи размещают не после, а до трансформатора и, помимо стабилизации напряжения используют для получения переменного тока высокой частоты (для компьютерных БП это от 30 до 100 кГц и выше, а как правило - около 60 кГц). Трансформатор, работающий на частоте электросети 50-60 Гц, для мощности, требуемой стандартным компьютером, был бы в десятки раз массивнее.

Линейные БП сегодня применяются главным образом в случае маломощных устройств, когда относительно сложная электроника, необходимая для импульсного источника питания, составляет более чувствительную статью расходов в сравнении с трансформатором. Это, к примеру, блоки питания на 9 В, которые используются для гитарных педалей эффектов, а когда-то - для игровых приставок и пр. А вот зарядники для смартфонов уже сплошь импульсные - тут расходы оправданны. Благодаря существенно меньшей амплитуде пульсаций напряжения на выходе линейные БП также применяются в тех областях, где это качество востребованно.

⇡ Общая схема блока питания стандарта ATX

БП настольного компьютера представляет собой импульсный источник питания, на вход которого подается напряжение бытовой электросети с параметрами 110/230 В, 50-60 Гц, а на выходе есть ряд линий постоянного тока, основные из которых имеют номинал 12, 5 и 3,3 В. Помимо этого, БП обеспечивает напряжение -12 В, а когда-то еще и напряжение -5 В, необходимое для шины ISA. Но последнее в какой-то момент было исключено из стандарта ATX в связи с прекращением поддержки самой ISA.

На упрощенной схеме стандартного импульсного БП, представленной выше, можно выделить четыре основных этапа. В таком же порядке мы рассматриваем компоненты блоков питания в обзорах, а именно:

фильтр ЭМП - электромагнитных помех (RFI filter);
первичная цепь - входной выпрямитель (rectifier), ключевые транзисторы (switcher), создающие переменный ток высокой частоты на первичной обмотке трансформатора;
основной трансформатор;
вторичная цепь - выпрямители тока со вторичной обмотки трансформатора (rectifiers), сглаживающие фильтры на выходе (filtering).

⇡ Фильтр ЭМП

Фильтр на входе БП служит для подавления двух типов электромагнитных помех: дифференциальных (differential-mode) - когда ток помехи течет в разные стороны в линиях питания, и синфазных (common-mode) - когда ток течет в одном направлении.

Дифференциальные помехи подавляются конденсатором CX (крупный желтый пленочный конденсатор на фото выше), включенным параллельно нагрузке. Иногда на каждый провод дополнительно вешают дроссель, выполняющий ту же функцию (нет на схеме).

Фильтр синфазных помех образован конденсаторами CY (синие каплевидные керамические конденсаторы на фото), в общей точке соединяющими линии питания с землей, и т.н. синфазным дросселем (common-mode choke, LF1 на схеме), ток в двух обмотках которого течет в одном направлении, что создает сопротивление для синфазных помех.

В дешевых моделях устанавливают минимальный набор деталей фильтра, в более дорогих описанные схемы образуют повторяющиеся (полностью или частично) звенья. В прошлом нередко встречались БП вообще без фильтра ЭМП. Сейчас это скорее курьезное исключение, хотя, покупая совсем дешевый БП, можно, все-таки нарваться на такой сюрприз. В результате будет страдать не только и не столько сам компьютер, сколько другая техника, включенная в бытовую сеть, - импульсные БП являются мощным источником помех.

В районе фильтра хорошего БП можно обнаружить несколько деталей, защищающих от повреждения само устройство либо его владельца. Почти всегда есть простейший плавкий предохранитель для защиты от короткого замыкания (F1 на схеме). Отметим, что при срабатывании предохранителя защищаемым объектом является уже не блок питания. Если произошло КЗ, то, значит, уже пробило ключевые транзисторы, и важно хотя бы предотвратить возгорание электропроводки. Если в БП вдруг сгорел предохранитель, то менять его на новый, скорее всего, уже бессмысленно.

Отдельно выполняется защита от кратковременных скачков напряжения с помощью варистора (MOV - Metal Oxide Varistor). А вот никаких средств защиты от длительного повышения напряжения в компьютерных БП нет. Эту функцию выполняют внешние стабилизаторы со своим трансформатором внутри.

Конденсатор в цепи PFC после выпрямителя может сохранять значительный заряд после отключения от питания. Чтобы беспечного человека, сунувшего палец в разъем питания, не ударило током, между проводами устанавливают разряжающий резистор большого номинала (bleeder resistor). В более изощренном варианте - вместе с управляющей схемой, которая не дает заряду утекать при работе устройства.

Кстати, наличие фильтра в блоке питания ПК (а в БП монитора и практически любой компьютерной техники он тоже есть) означает, что покупать отдельный «сетевой фильтр» вместо обычного удлинителя, в общем-то, без толку. У него внутри все то же самое. Единственное условие в любом случае - нормальная трехконтактная проводка с заземлением. В противном случае конденсаторы CY, соединенные с землей, просто не смогут выполнять свою функцию.

⇡ Входной выпрямитель

После фильтра переменный ток преобразуется в постоянный с помощью диодного моста - как правило, в виде сборки в общем корпусе. Отдельный радиатор для охлаждения моста всячески приветствуется. Мост, собранный из четырех дискретных диодов, - атрибут дешевых блоков питания. Можно также поинтересоваться, на какой ток рассчитан мост, чтобы определить, соответствует ли он мощности самого БП. Хотя по этому параметру, как правило, имеется хороший запас.

⇡ Блок активного PFC

В цепи переменного тока с линейной нагрузкой (как, например, лампа накаливания или электроплитка) протекающий ток следует такой же синусоиде, как и напряжение. Но это не так в случае с устройствами, имеющими входной выпрямитель, - такими как импульсные БП. Блок питания пропускает ток короткими импульсами, примерно совпадающими по времени с пиками синусоиды напряжения (то есть максимальным мгновенным напряжением), когда подзаряжается сглаживающий конденсатор выпрямителя.

Сигнал тока искаженной формы раскладывается на несколько гармонических колебаний в сумме с синусоидой данной амплитуды (идеальным сигналом, который имел бы место при линейной нагрузке).

Мощность, используемая для совершения полезной работы (которой, собственно, является нагрев компонентов ПК), указана в характеристиках БП и называется активной. Остальная мощность, порождаемая гармоническими колебаниями тока, называется реактивной. Она не производит полезной работы, но нагревает провода и создает нагрузку на трансформаторы и прочее силовое оборудование.

Векторная сумма реактивной и активной мощности называется полной мощностью (apparent power). А отношение активной мощности к полной называется коэффициентом мощности (power factor) - не путать с КПД!

У импульсного БП коэффициент мощности изначально довольно низкий - около 0,7. Для частного потребителя реактивная мощность не составляет проблемы (благо она не учитывается электросчетчиками), если только он не пользуется ИБП. На бесперебойник как раз таки ложится полная мощность нагрузки. В масштабе офиса или городской сети избыточная реактивная мощность, создаваемая импульсными БП уже значительно снижает качество электроснабжения и вызывает расходы, поэтому с ней активно борются.

В частности, подавляющее большинство компьютерных БП оснащаются схемами активной коррекции фактора мощности (Active PFC). Блок с активным PFC легко опознать по единственному крупному конденсатору и дросселю, установленным после выпрямителя. В сущности, Active PFC является еще одним импульсным преобразователем, который поддерживает на конденсаторе постоянный заряд напряжением около 400 В. При этом ток из питающей сети потребляется короткими импульсами, ширина которых подобрана таким образом, чтобы сигнал аппроксимировался синусоидой - что и требуется для имитации линейной нагрузки. Для синхронизации сигнала потребления тока с синусоидой напряжения в контроллере PFC имеется специальная логика.

Схема активного PFC содержит один или два ключевых транзистора и мощный диод, которые размещаются на одном радиаторе с ключевыми транзисторами основного преобразователя БП. Как правило, ШИМ-контроллер ключа основного преобразователя и ключа Active PFC являются одной микросхемой (PWM/PFC Combo).

Коэффициент мощности у импульсных блоков питания с активным PFC достигает 0,95 и выше. Кроме того, у них есть одно дополнительное преимущество - не требуется переключатель сети 110/230 В и соответствующий удвоитель напряжения внутри БП. Большинство схем PFC переваривают напряжения от 85 до 265 В. Кроме того, снижается чувствительность БП к кратковременным провалам напряжения.

Кстати, помимо активной коррекции PFC, существует и пассивная, которая подразумевает установку дросселя большой индуктивности последовательно с нагрузкой. Эффективность ее невелика, и в современном БП вы такое вряд ли найдете.

⇡ Основной преобразователь

Общий принцип работы для всех импульсных БП изолированной топологии (с трансформатором) один: ключевой транзистор (или транзисторы) создает переменный ток на первичной обмотке трансформатора, а ШИМ-контроллер управляет скважностью их переключения. Конкретные схемы, однако, различаются как по количеству ключевых транзисторов и прочих элементов, так и по качественным характеристикам: КПД, форма сигнала, помехи и пр. Но здесь слишком многое зависит от конкретной реализации, чтобы на этом стоило заострять внимание. Для интересующихся приводим набор схем и таблицу, которая позволит по составу деталей опознавать их в конкретных устройствах.

	Транзисторы	Диоды	Конденсаторы	Ножки первичной обмотки трансформатора
Single-Transistor Forward	1	1	1	4
	2	2	0	2
	2	0	2	2
	4	0	0	2
	2	0	0	3

Помимо перечисленных топологий, в дорогих БП встречаются резонансные (resonant) варианты Half Bridge, которые легко опознать по дополнительному крупному дросселю (или двум) и конденсатору, образующим колебательный контур.

Single-Transistor Forward

⇡ Вторичная цепь

Вторичная цепь - это все, что находится после вторичной обмотки трансформатора. В большинстве современных блоков питания трансформатор имеет две обмотки: с одной из них снимается напряжение 12 В, с другой - 5 В. Ток сначала выпрямляется с помощью сборки из двух диодов Шоттки - одной или нескольких на шину (на самой высоконагруженной шине - 12 В — в мощных БП бывает четыре сборки). Более эффективными с точки зрения КПД являются синхронные выпрямители, в которых вместо диодов используются полевые транзисторы. Но это прерогатива по-настоящему продвинутых и дорогих БП, претендующих на сертификат 80 PLUS Platinum.

Шина 3,3 В, как правило, выводится от той же обмотки, что и шина 5 В, только напряжение понижается с помощью насыщаемого дросселя (Mag Amp). Специальная обмотка на трансформаторе под напряжение 3,3 В - экзотический вариант. Из отрицательных напряжений в текущем стандарте ATX осталось только -12 В, которое снимается со вторичной обмотки под шину 12 В через отдельные слаботочные диоды.

ШИМ-управление ключом преобразователя изменяет напряжение на первичной обмотке трансформатора, а следовательно - на всех вторичных обмотках сразу. При этом потребление тока компьютером отнюдь не равномерно распределено между шинами БП. В современном железе наиболее нагруженной шиной является 12-В.

Для раздельной стабилизации напряжений на разных шинах требуются дополнительные меры. Классический способ подразумевает использование дросселя групповой стабилизации. Три основные шины пропущены через его обмотки, и в результате если на одной шине увеличивается ток, то на других - падает напряжение. Допустим, на шине 12 В возрос ток, и, чтобы предотвратить падение напряжения, ШИМ-контроллер уменьшил скважность импульсов ключевых транзисторов. В результате на шине 5 В напряжение могло бы выйти за допустимые рамки, но было подавлено дросселем групповой стабилизации.

Напряжение на шине 3,3 В дополнительно регулируется еще одним насыщаемым дросселем.

В более совершенном варианте обеспечивается раздельная стабилизация шин 5 и 12 В за счет насыщаемых дросселей, но сейчас эта конструкция в дорогих качественных БП уступила место преобразователям DC-DC. В последнем случае трансформатор имеет единственную вторичную обмотку с напряжением 12 В, а напряжения 5 В и 3,3 В получаются благодаря преобразователям постоянного тока. Такой способ наиболее благоприятен для стабильности напряжений.

Выходной фильтр

Финальной стадией на каждой шине является фильтр, который сглаживает пульсации напряжения, вызываемые ключевыми транзисторами. Кроме того, во вторичную цепь БП в той или иной мере пробиваются пульсации входного выпрямителя, чья частота равна удвоенной частоте питающей электросети.

В состав фильтра пульсаций входит дроссель и конденсаторы большой емкости. Для качественных блоков питания характерна емкость не менее 2 000 мкФ, но у производителей дешевых моделей есть резерв для экономии, когда устанавливают конденсаторы, к примеру, вдвое меньшего номинала, что неизбежно отражается на амплитуде пульсаций.

⇡ Дежурное питание +5VSB

Описание компонентов блока питания было бы неполным без упоминания об источнике дежурного напряжения 5 В, который делает возможным спящий режим ПК и обеспечивает работу всех устройств, которые должны быть включены постоянно. «Дежурка» питается от отдельного импульсного преобразователя с маломощным трансформатором. В некоторых БП встречается и третий трансформатор, использующийся в цепи обратной связи для изоляции ШИМ-контроллера от первичной цепи основного преобразователя. В других случаях эту функцию выполняют оптопары (светодиод и фототранзистор в одном корпусе).

⇡ Методика тестирования блоков питания

Одним из основных параметров БП является стабильность напряжений, которая находит отражение в т.н. кросс-нагрузочной характеристике. КНХ представляет собой диаграмму, в которой на одной оси отложен ток или мощность на шине 12 В, а на другой - совокупный ток или мощность на шинах 3,3 и 5 В. В точках пересечения при разных значениях обеих переменных определяется отклонение напряжения от номинала на той или иной шине. Соответственно, мы публикуем две разные КНХ - для шины 12 В и для шины 5/3,3 В.

Цвет точки означает процент отклонения:

зеленый: ≤ 1%;
салатовый: ≤ 2%;
желтый: ≤ 3%;
оранжевый: ≤ 4%;
красный: ≤ 5%.
белый: > 5% (не допускается стандартом ATX).

Для получения КНХ используется сделанный на заказ стенд для тестирования блоков питания, который создает нагрузку за счет рассеивания тепла на мощных полевых транзисторах.

Другой не менее важный тест - определение размаха пульсаций на выходе БП. Стандарт ATX допускает пульсации в пределах 120 мВ для шины 12 В и 50 мВ - для шины 5 В. Различают высокочастотные пульсации (на удвоенной частоте ключа основного преобразователя) и низкочастотные (на удвоенной частоте питающей сети).

Этот параметр мы измеряем при помощи USB-осциллографа Hantek DSO-6022BE при максимальной нагрузке на БП, заданной спецификациями. На осциллограмме ниже зеленый график соответствует шине 12 В, желтый - 5 В. Видно, что пульсации находятся в пределах нормы, и даже с запасом.

Для сравнения приводим картину пульсаций на выходе БП старого компьютера. Этот блок изначально не был выдающимся, но явно не стал лучше от времени. Судя по размаху низкочастотных пульсаций (обратите внимание, что деление развертки напряжения увеличено до 50 мВ, чтобы колебания поместились на экран), сглаживающий конденсатор на входе уже пришел в негодность. Высокочастотные пульсации на шине 5 В находятся на грани допустимых 50 мВ.

В следующем тесте определяется КПД блока при нагрузке от 10 до 100% от номинальной мощности (путем сравнения мощности на выходе с мощностью на входе, измеренной при помощи бытового ваттметра). Для сравнения на графике приводятся критерии различных категорий 80 PLUS. Впрочем, большого интереса в наши дни это не вызывает. На графике приведены результаты топового БП Corsair в сравнении с весьма дешевым Antec, а разница не то чтобы очень велика.

Более насущный для пользователя вопрос - шум от встроенного вентилятора. Непосредственно измерить его вблизи от ревущего стенда для тестирования БП невозможно, поэтому мы измеряем скорость вращения крыльчатки лазерным тахометром - также при мощности от 10 до 100%. На нижеприведенном графике видно, что при низкой нагрузке на этот БП 135-миллиметровый вентилятор сохраняет низкие обороты и вряд ли слышен вообще. При максимальной нагрузке шум уже можно различить, но уровень все еще вполне приемлемый.

Прислал юрий11112222 - Схемотехника блоков питания: ATX-350WP4
Схемотехника блоков питания: ATX-350WP4

В статье предлагается информация о схемных решениях, рекомендации по ремонту, замене деталей-аналогов блока питания ATX-350WP4. К сожалению, точного изготовителя автору установить не удалось, по-видимому, это сборка блока достаточно близкая к оригиналу предположительно Delux ATX-350WP4 (Shenzhen Delux Industry Co., Ltd), внешний вид блока показан на фото.

Общие сведения. Блок питания реализован в формате ATX12V 2.0, адаптирован под отечественного потребителя, поэтому в нем отсутствуют выключатель питания и переключатель вида переменной сети. Выходные разъемы включают:
разъем для подключения к системной плате -основной 24-контактный разъем питания;
4-контактный разъем +12 V (Р4 connector);
разъемы питания съемных носителей;
питание жесткого диска Serial ATA. Предполагается, что основной разъем питания
может быть легко трансформированным в 20-контактный путем отбрасывания 4-контактной группы, что делает его совместимым с материнскими платами старых форматов. Наличие 24-контактного разъема позволяет обеспечить максимальную мощность разъема с использованием стандартных терминалов в 373.2 Вт .
Эксплуатационная информация об источнике питания ATX-350WP4 приведена в табл.

Структурная схема. Набор элементов структурной схемы источника питания ATX-350WP4 характерен для блоков питания импульсного типа . К ним относятся двухзвенный заградительный фильтр сетевых помех, низкочастотный высоковольтный выпрямитель с фильтром, основной и вспомогательный импульсные преобразователи, высокочастотные выпрямители, монитор выходных напряжений, элементы защиты и охлаждения. Особенностью источника питания такого типа является наличие напряжения питающей сети на входном разъеме блока питания, при этом ряд элементов блока находятся под напряжением, присутствует напряжение на некоторых его выходах, в частности, на выходах +5V_SB. Структурная схема источника показана на рис.1.

Работа источника питания. Выпрямленное сетевое напряжение величиной порядка 300 В является питающим для основного и вспомогательного преобразователей. Кроме того, с выходного выпрямителя вспомогательного преобразователя подается напряжение питания на микросхему управления основным преобразователем. В выключенном состоянии (сигнал PS_On имеет высокий уровень) источника питания основной преобразователь находится в «спящем» режиме, в этом случае напряжение на его выходах измерительными приборами не регистрируются. В то же время, вспомогательный преобразователь вырабатывает напряжение питания основного преобразователя и выходное напряжение +5B_SB. Этот источник питания играет роль источника питания дежурного режима.

Включение основного преобразователя в работу происходит по принципу дистанционного включения, в соответствии с которым сигнал Ps_On становится равным нулевому потенциалу (низкий уровень напряжения) при включении компьютера. По этому сигналу монитором выходных напряжений выдается сигнал разрешения на формирование управляющих импульсов ШИМ-контроллера основного преобразователя максимальной длительности. Основной преобразователь выходит из «спящего» режима. С высокочастотных выпрямителей через соответствующие сглаживающие фильтры на выход блока питания поступают напряжения ±12 В, ±5 В и +3,3 В.

С задержкой в 0,1...0,5 с относительно появления сигнала PS_On, но достаточной для окончания переходных процессов в основном преобразователе и формирования питающих напряжений +3,3 В. +5 В, +12 В на выходе блока питания, монитором выходных напряжений формируется сигнал RG. (питание в норме). Сигнал P.G. является информационным, свидетельствующим о нормальной работе блока питания. Он выдается на материнскую плату для начальной установки и запуска процессора. Таким образом, сигнал Ps_On управляет включением блока питания, а сигнал P.G. отвечает за запуск материнской платы, оба сигнала входят в состав 24-контактного разъема.
Основной преобразователь использует импульсный режим, управление преобразователем осуществляется от ШИМ-контроллера. Длительность открытого состояния ключей преобразователя определяет величину напряжения выходных источников, которое может быть стабилизировано в пределах допустимой нагрузки.

Состояние блока питания контролируется монитором выходных напряжений. В случае перегрузки или недозагрузки, монитором формируют сигналы, запрещающие функционирование ШИМ-контроллера основного преобразователя, переводя его в спящий режим.
Аналогичная ситуация возникает в условиях аварийной эксплуатации блока питания, связанной с короткими замыканиями в нагрузке, контроль которых осуществляется специальной схемой контроля. Для облегчения тепловых режимов в блоке питания использовано принудительное охлаждение, основанное на принципе создания отрицательного давления (выброса теплого воздуха).

Принципиальная схема источника питания показана на рис.2.

Сетевой фильтр и низкочастотный выпрямитель используют элементы защиты от сетевых помех, пройдя которые сетевое напряжение выпрямляется схемой выпрямления мостового типа. Защита выходного напряжения от помех в сети переменного тока осуществляется с помощью пары звеньев заградительного фильтра. Первое звено выполнено на отдельной плате, элементами которой являются СХ1, FL1, второе звено составляют элементы основной платы источника питания СХ, CY1, CY2, FL1. Элементы Т, THR1 защищают источник питания от токов короткого замыкания в нагрузке и всплесков напряжения во входной сети.
Мостовой выпрямитель выполнен на диодах В1-В4. Конденсаторы С1, С2 образуют фильтр низкочастотной сети. Резисторы R2, R3 - элементы цепи разряда конденсаторов С1, С2 при выключении питания. Варисторы V3, V4 ограничивают выпрямленное напряжение при бросках сетевого напряжения выше принятых пределов.
Вспомогательный преобразователь подключен непосредственно к выходу сетевого выпрямителя и схематически представляет автоколебательный блокинг-генератор. Активными элементами бло-кинг-генератора являются транзистор Q1 п-каналь-ный полевой транзистор (MOSFET) и трансформатор Т1. Начальный ток затвора транзистора Q1 создается резистором R11R12. В момент подачи питания начинает развиваться блокинг-процесс, и через рабочую обмотку трансформатора Т1 начинает протекать ток. Магнитный поток, создаваемый этим током, наводит ЭДС в обмотке положительной обратной связи. При этом через диод D5, подключенный к этой обмотке, заряжается конденсатор С7, и происходит намагничивание трансформатора. Ток намагничивания и зарядный ток конденсатора С7 приводят к уменьшению тока затвора Q1 и его последующему запиранию. Демпфирование выброса в цепи стока осуществляется элементами R19, С8, D6, надежное запирание транзистора Q1 осуществляется биполярным транзистором Q4.

Основной преобразователь блока питания выполнен по двухтактной полумостовой схеме (рис.3). Силовая часть преобразователя транзисторная - Q2, Q3, обратно включенные диоды D1, D2 обеспечивают защиту транзисторов преобразователя от «сквозных токов». Вторая половина моста образована конденсаторами С1, С2, создающими делитель выпрямленного напряжения. В диагональ этого моста включены первичные обмотки трансформаторов Т2 и ТЗ, первый из них выпрямительный, а второй функционирует в схеме управления и защиты от «чрезмерных» токов в преобразователе. Для исключения возможности несимметричного подмагничивания трансформатора ТЗ, что может иметь место при переходных процессах в преобразователе, применяется разделительный конденсатор СЗ. Режим работы транзисторов задается элементами R5, R8, R7, R9.
Управляющие импульсы на транзисторы преобразователя поступают через согласующий трансформатор Т2. Однако запуск преобразователя происходит в автоколебательном режиме, при открытом транзисторе 03 ток протекает по цепи:
+U(В1...В4) -> Q3(к-э) -> Т2 - T3 -> СЗ -> С2 -> -U(BL..B4) .

В случае открытого транзистора Q2 ток протекает по цепи:
+U(B1...B4) -> С1 -> С3 -> Т3 -> Т2 -> Q2(к-э) -> -U(B1...B4) .

Через переходные конденсаторы С5, С6 и ограничительные резисторы R5, R7 в базу ключевых транзисторов поступают управляющие сигналы, режекторная цепь R4C4 предотвращает проникновение импульсных помех в переменную электрическую сеть. Диод D3 и резистор R6 образуют цепь разряда конденсатора С5, a D4 и R10 -цепь разряда Сб.
При протекании тока через первичную обмотку ТЗ происходит процесс накопления энергии трансформатором, передача этой энергии во вторичные цепи источника питания и заряд конденсаторов С1, С2. Установившийся режим работы преобразователя начнется после того, как суммарное напряжение на конденсаторах С1, С2 достигнет величины +310 В. При этом на микросхеме U3 (выв. 12) появится питание от источника, выполненного на элементах D9, R20, С15, С16.
Управление преобразователем осуществляется каскадом, выполненным на транзисторах Q5, Q6 (рис.3). Нагрузкой каскада являются симметричные полуобмотки трансформатора Т2, в точку соединения которых поступает питающее напряжение +16 В через элементы D9, R23. Режим работы транзисторов Q5 и Q6 задается резисторами R33, R32 соответственно. Управление каскадом осуществляется импульсами микросхемы ШИМ-формирователя U3, поступающими с выводов 8 и 11 на базы транзисторов каскада. Под воздействием управляющих импульсов один из транзисторов, например Q5, открывается, а второй, Q6 соответственно, закрывается. Надежное запирание транзистора осуществляется цепочкой D15D16C17. Так, при протекании тока через открытый транзистор Q5 по цепи:
+ 16В -> D9 -> R23 -> Т2 -> Q5(к-э) -> D15, D16 -> корпус.

В эмиттере этого транзистора формируется падение напряжения +1,6 В. Этой величины достаточно для запирания транзистора Q6. Наличие конденсатора С17 способствует поддержанию запирающего потенциала во время «паузы».
Диоды D13, D14 предназначены для рассеивания магнитной энергии, накопленной полуобмотками трансформатора Т2.
ШИМ-контроллер выполнен на микросхеме AZ7500BP (BCD Semiconductor), работающей в двухтактном режиме . Элементами времязадающей цепи генератора являются конденсатор С28 и резистор R45. Резистор R47 и конденсатор С29 образуют цепь коррекции усилителя ошибки 1 (рис.4) .

Для реализации двухтактного режима работы преобразователя вход управления выходными каскадами (выв. 13) соединен с источником эталонного напряжения (выв. 14). С выводов 8 и 11 микросхемы управляющие импульсы поступают в базовые цепи транзисторов Q5, Q6 каскада управления. Напряжение +16 В подводится на вывод питания микросхемы (выв. 12) от выпрямителя вспомогательного преобразователя.

Режим «медленного пуска» реализован с помощью усилителя ошибки 2, на неинвертирующий вход которого (выв. 16 U3) поступает напряжение питания +16 В через делитель R33R34R36R37C21, а на инвертирующий вход (выв. 15) поступает напряжение от источника опорного (выв. 14) с интегрирующего конденсатора С20 и резистора R39.
На неинвертирующий вход усилителя ошибки 1 (выв. 1 U3) через сумматор R42R43R48 поступает сумма напряжений +12 В и +3,3 В. На противоположный вход усилителя (выв. 2 U3) через делитель R40R49 подается напряжение от эталонного источника микросхемы (выв. 14 U3). Резистор R47 и конденсатор С29 - элементы частотной коррекции усилителя.
Цепи стабилизации и защиты. Длительность выходных импульсов ШИМ-контроллера (выв. 8, 11 U3) в установившемся режиме определяется сигналами обратной связи и пилообразным напряжением задающего генератора. Интервал времени, в течение которого «пила» превышает напряжение обратной связи, определяет длительность выходного импульса. Рассмотрим процесс их формирования.

С выхода усилителя ошибки 1 (выв. 3 U3) информация об отклонении выходных напряжений от номинального значения в виде медленно изменяющегося напряжения поступает на формирователь ШИМ. Далее с выхода усилителя ошибки 1 напряжение поступает на один из входов широт-но-импульсного модулятора (ШИМ). На его второй вход поступает пилообразное напряжение амплитудой +3,2 В. Очевидно, что при отклонении выходных напряжения от номинальных значений, например, в сторону уменьшения будет происходить уменьшение напряжения обратной связи при той величине пилообразного напряжения, поступающее на выв. 1, что приводит к увеличению длительности циклов выходных импульсов. При этом в трансформаторе Т1 накапливается больше электромагнитной энергии, отдаваемой в нагрузку, вследствие чего выходное напряжение повышается до номинального значения.
В аварийном режиме функционирования увеличивается падение напряжения на резисторе R46. При этом увеличивается напряжение на выводе 4 микросхемы U3, а это, в свою очередь, приводит к срабатыванию компаратора «пауза» и последующему уменьшению длительности выходных импульсов и, соответственно, к ограничению протекания тока через транзисторы преобразователя, предотвращая тем самым выход Q1, Q2 из строя.

В источнике также имеются цепи защиты от короткого замыкания в каналах выходного напряжения. Датчик короткого замыкания по каналам -12 В и -5 В образован элементами R73, D29, средняя точка которых соединена с базой транзистора Q10 через резистор R72. Сюда же через резистор R71 поступает напряжение от источника +5 В. Следовательно, наличие короткого замыкания в каналах -12 В (или -5 В) приведет к отпиранию транзистора Q10 и перегрузке по выводу 6 монитора напряжений U4, а это, в свою очередь, прекратит работу преобразователя по выводу 4 преобразователя U3.
Управление, контроль и защита источника питания. Практически всем компьютерам кроме высококачественного выполнения его функций требуется легкое и быстрое включение / выключение. Задача включения / выключения источника питания решается путем реализации в современных компьютерах принципа дистанционного включения / выключения. При нажатии кнопки «I/O», расположенной на передней панели корпуса компьютера, процессорной платой формируется сигнал PS_On. Для включения источника питания сигнал PS_On должен иметь низкий потенциал, т.е. нулевой, при выключении - высокий потенциал.

В источнике питания задачи управления, контроля и защиты реализованы на микросхеме U4 монитора выходных напряжений источника питания LP7510 . При поступлении нулевого потенциала (сигнал PS_On) на вывод 4 микросхемы, на выводе 3 также формируется нулевой потенциал с задержкой на 2,3 мс. Этот сигнал является запускающим для источника питания. Если же сигнал PS_On высокого уровня или же цепь поступления его разорвана, то на выводе 3 микросхемы устанавливается также высокий уровень .
Кроме того, микросхема U4 осуществляет контроль основных выходных напряжений источника питания. Так, выходные напряжения источников питания 3,3 В и 5 В не должны выходить за установленные пределы 2,2 В < 3,3В < 3,9 В и 3,5 В < 5 В < 6,1 В. В случае их выхода за эти пределы более чем на 146 мкс на выходе 3 микросхемы U4 устанавливается высокий уровень напряжения, и источник питания выключается по входу 4 микросхемы U3. Для источника питания +12 В, контролируемого по выводу 7, существует только контроль над его превышением. Напряжение питания этого источника не должно превышать больше чем 14,4 В. В перечисленных аварийных режимах основной преобразователь переходит в спящий режим путем установления на выводе 3 микросхемы U4 напряжения высокого уровня. Таким способом осуществляется контроль и защита блока питания от понижения и повышения напряжения на выходах его основных источников (рис.5).

Во всех случаях высокого уровня напряжения на выводе 3, напряжение на выводе 8 в норме, PG имеет низкий уровень (нулевой). В случае, когда все напряжения питания в норме, на выводе 4 устанавливается низкий уровень сигнала PSOn, а также на выводе 1 присутствует напряжение, не превышающее 1,15 В, на выводе 8 появляется сигнал высокого уровня с задержкой на 300 мс.
Схема терморегулирования предназначена для поддержания температурного режима внутри корпуса блока питания. Схема состоит из вентилятора и термистора THR2, которые подключены к каналу+12 В. Поддержание постоянной температуры внутри корпуса достигается регулированием скорости вращением вентилятора.
Выпрямители импульсного напряжения используют типовую двухполупериодную схему выпрямления со средней точкой, обеспечивающую необходимый коэффициент пульсаций.
Выпрямитель источника питания +5 V_SB выполнен на диоде D12. Двухзвенный фильтр выходного напряжения состоит из конденсатора С15, дросселя L3 и конденсатора С19. Резистор R36 -нагрузочный. Стабилизация этого напряжения осуществляется микросхемами U1, U2.

Источник питания +5 В выполнен на диодной сборке D32. Двухзвенный фильтр выходного напряжения образован обмоткой L6.2 многообмоточного дросселя, дросселя L10, конденсаторами С39, С40. Резистор R69 - нагрузочный.
Аналогично исполнен источник питания +12 В. Его выпрямитель реализован на диодной сборке D31. Двухзвенный фильтр выходного напряжения образован обмоткой L6.3 многообмоточного дросселя, дросселя L9, конденсатора С38. Нагрузка источника питания - схема терморегулирования.
Выпрямитель напряжения +3,3 В - диодная сборка D30. В схеме использован стабилизатор параллельного типа с регулирующим транзистором Q9 и параметрическом стабилизаторе U5. На управляющий вход U5 напряжение поступает с делителя R63R58. Резистор R67 - нагрузка делителя.
Для снижения уровня помех, излучаемых импульсными выпрямителями в электрическую сеть, параллельно вторичным обмоткам трансформатора Т1 включены резистивно-емкостные фильтры на элементах R20, R21, СЮ, С11.
Источники питания отрицательных напряжений -12 В, -5 В формируются аналогично. Так для источника - 12 В выпрямитель выполнен на диодах D24, D25, D26, сглаживающий фильтр L6.4L5C42, резистор R74 - нагрузочный.
Напряжение -5 В формируется с помощью диодов D27, 28. Фильтры этих источников -L6.1L4C41. Резистор R75 - нагрузочный.

Типовые неисправности
Перегорание сетевого предохранителя Т или выходные напряжения отсутствуют. В этом случае необходимо проверить исправность элементов заградительного фильтра и сетевого выпрямителя (В1-В4, THR1, С1, С2, V3, V4, R2, R3), а также проверить исправность транзисторов Q2, Q3. Наиболее часто в случае выбора неправильной сети переменного тока выгорают ва-ристоры V3, V4.
Проверяется также исправность элементов вспомогательного преобразователя, транзисторов Q1.Q4.
Если неисправность не обнаруживается и выход и строя рассмотренных ранее элементов не подтвердился, то проверяется наличие напряжения 310 В на последовательно соединенных конденсаторах С1,C2. При его отсутствии проверяется исправность элементов сетевого выпрямителя.
Напряжение+5\/_ЗВ выше или ниже нормы. Проверить исправность цепи стабилизации U1, U2, неисправный элемент заменяется. В качестве элемента замены U2 можно использовать TL431, КА431.
Выходные напряжения питания выше или ниже нормы. Проверяем исправность цепи обратных связей - микросхемы U3, элементов обвязки микросхемы U3: конденсаторов С21, С22, С16. В случае исправности перечисленных выше элементов заменить U3. В качестве аналогов U3 можно использовать микросхемы TL494, КА7500В, МВ3759.
Отсутствует сигнал P.G. Следует проверить наличие сигнала Ps_On, наличие питающих напряжений +12 В, +5 В, +3,3 В, +5 B_SB. В случае их наличия заменить микросхему U4. В качестве аналога LP7510 можно использовать TPS3510.
Отсутствует дистанционное включение источника питания. Проверить наличие на контакте PS-ON потенциала корпуса (нуля), исправность микросхемы U4 и элементов ее обвязки. В случае исправности элементов обвязки заменить U4.
Отсутствие вращения вентилятора. Убедиться в работоспособности вентилятора, проверить элементы цепи его включения: наличие +12 В, исправность терморезистора THR2.

Д. Кучеров, Журнал Радиоаматор, №3, 5 2011г

ДОБАВЛЕНО 07/10/2012 04:08

От себя добавлю:
Сегодня пришлось себе делать БП на замену опять сгоревшего (думаю не скоро я его отремонтирую) Chieftec 1KWt. Был у меня 500вт Topower silent.

В принципе неплохой европейский БП, с честной мощностью. Проблема - срабатывает защита. Т.е. при нормальной дежурке только кратковременный старт. Дёрг вентилем и усё.
КЗ по основным шинам не обнаружил, начал исследовать - чудес то не бывает. И наконец нашёл то что искал - шину -12в. Банальный дефект - пробитый диод, даже не стал рассматривать какой. Просто заменил на HER207.
Установил сей БП себе в систему - полёт нормальный.

Даже самый аккуратный пользователь сталкивается с ситуацией, когда его компьютер неожиданно перестает включаться. Это может быть обусловлено самыми разными причинами — аппаратными, программными или в силу комплексного воздействия тех и других. Как их можно обнаружить? Какие есть доступные способы устранения поломок, мешающих ПК загружаться?

Интерпретация поломок

Строго говоря, ситуация, при которой компьютер вообще не включается, то есть когда нет никакой реакции на нажатие кнопки питания, встречается редко. Она обусловлена считанным количеством причин, например, попросту тем, что в квартире выключено электричество.

Многие пользователи понимают под состоянием, когда компьютер вообще не включается, отсутствие изображения на экране, в то время как системный блок привычно гудит, лампочки на нем горят. Есть и иная интерпретация проблемы — изображение есть, однако не идет загрузка Windows. В этом смысле пользователь отождествляет такое положение дел с тем, что компьютер вообще не включается, так как результат тот же самый: нельзя работать на ПК. Мы рассмотрим несколько сценариев с учетом разности воззрений пользователей на суть проблемы, о которой идет речь.

Ситуация, когда компьютер при включении не включается совсем, как мы отметили выше — достаточно редкая. Чаще всего те или иные механизмы на системном блоке все же начинают работать, но по ряду причин дальнейшая загрузка ПК становится невозможной. В архитектуре современных ПК предусмотрен механизм, предполагающий, что в случае подобных поломок система ввода-вывода — BIOS — сигнализирует о них посредством звуков, похожих на писк. Раздаваться они могут в колонках или же в небольшом динамике, встроенном в материнскую плату. Рассмотрим их особенности.

о поломках

Звуки, о которых идет речь делятся на два типа, — долгие и короткие. Если компьютер не включается и пищит, то нужно определить, какова последовательность сигналов. Современные производители материнских плат чаще всего программируют соответствующую функцию микросхем в соотнесении с такими сочетаниями звуков:

Если раздается 1 длинный сигнал и 3 коротких, то это говорит о том, что компьютер не находит видеокарту;

Если пользователь слышит долгие одинаковые и повторяющиеся звуки, то это значит, что есть проблемы с ОЗУ;

Если динамик издает 5 коротких звуков, то это может говорить о поломке процессора;

Также могут озвучиваться посредством 1 долгого сигнала и 3 коротких.

Отметим, что использование тех или иных форматов подачи сигнала зависит от версии BIOS. В чем это проявляется? Например, в некоторых версиях BIOS о проблемах с видеокартой сигнализируют 2, 3 или 4 идущих подряд коротких сигнала. Если компьютер не включается и пищит определенным образом, то в BIOS типа Award интерпретация звуков может отличаться от той, что установлена для системы ввода-вывода в модификации Phoenix.

Проблемы с энергоснабжением

Рассмотрим тот случай, при котором компьютер не включается из-за проблем с электропитанием. Если ПК не реагирует на кнопку нажатия, то первым делом нужно проверить, есть ли электричество в квартире. Если оно есть, то нужно проверить, не сработала ли защита на сетевом фильтре. Такое бывает при подключении к нему большого количества устройств — особенно тех, которые требуют значительной мощности. Вполне могут быть проблемы с кабелем питания ПК — нужно проверить, правильно ли он подключен к соответствующему гнезду в системном блоке, а также к розетке.

Если никак не включается компьютер при запуске, это может быть обусловлено недосмотром пользователя в части активизации переключателя в задней части системного блока. Он располагается рядом с гнездом, куда вставляется кабель питания. Необходимо, чтобы соответствующий элемент был во включенном положении. Также на некоторых ПК есть поддержка нескольких типов переменного тока, например, на 110 и 220 вольт. Для работы в каждом из них необходимо переводить соответствующий переключатель в правильное положение.

Проблемы с блоком питания

Другая возможная причина того, что компьютер вообще не включается, — поломка блока питания. Электричество в этом случае подается в ПК нормально, но соответствующий компонент, отвечающий за его распределение, не работает. Не рекомендуется диагностировать функциональность блока питания без соответствующего оборудования — лучше сразу обратиться к специалистам.

Но вполне может оказаться так, что не включается в силу сбоя в блоке питания, который пользователь вполне может устранить самостоятельно. Дело в том, что на блоке питания иногда срабатывает внутренний механизм защиты от изменений напряжения. Если в электрической сети происходит скачок, соответствующие элементы в системном блоке ПК срабатывают и не пускают питание на микросхемы. Данная блокировка будет оставаться в действии, пока пользователь не разрядит конденсатор, отвечающий за функционирование системы защиты. Сделать это просто — нужно вынуть шнур питания из гнезда системного блока, подождать несколько секунд и поместить его обратно. Если проблема была в срабатывании защиты, то ПК начнет нормально загружаться.

Заменить батарейку

В числе возможных причин того, что ПК откажется реагировать на кнопку включения, — вышедшая из строя батарейка CMOS, которая расположена на материнской плате. Срок ее годности — около 5 лет. Поэтому совершенно нормально, что по истечении этого срока она может перестать функционировать. Отметим, что данная проблема появляется не сразу: ей, как правило, предшествуют те или иные проблемы с запуском ПК, самопроизвольные сбои в настройках системного времени, загрузки компьютера через раз.

Батарейку CMOS заменить довольно легко — к профессионалам имеет смысл обращаться совсем неопытным пользователям, тем, которые не хотят нечаянно навредить своему компьютеру в силу отсутствия значимых с «железом». Элемент, о котором идет речь, выглядит, собственно, как батарейка, но очень плоская, похожая на небольшую монету. Располагаться она может в разных местах материнской платы. Пример — на фото ниже.

Вынуть батарейку можно с помощью тонкой отвертки. Лучше ее взять с собой в магазин как образец и попросить продавца выдать точно такую же, но выпущенную недавно.

Когда «железо» сдает обороты

Если не включается питание компьютера, то проблемы могут быть также и в иных аппаратных компонентах системного блока. Например, часто бывает, что деформируется конструкция собственно кнопки запуска системного блока. Вследствие этого соответствующий элемент попросту не может замкнуть нужные контакты на материнской плате, чтобы компьютер начал загружаться. Помочь системе запуститься можно и вручную, найдя на материнской плате разъем Power и аккуратно замкнув имеющиеся на нем контакты с помощью отвертки. Разумеется, лучше, если это сделает специалист.

На материнской плате ПК располагается большое количество конденсаторов, транзисторов и иных элементов, каждый из которых важен для стабильной работы ПК. Если не включается компьютер вообще, причины могут быть в том, что какой-либо из соответствующих компонентов вышел из строя. Обнаружить его, понятно, сможет только опытный специалист. Но методом исключения вполне можно попробовать вычислить данную проблему, убедившись, что дело не в подаче электроэнергии, не в блоке питания и не в кнопке включения.

Мы рассмотрели основные причины, вследствие которых ПК может не реагировать на кнопку питания совсем. Изучим теперь ситуации, при которых компьютер включается, но не запускается, то есть картинка на экране отсутствует либо она есть, но это ничего не дает с точки зрения перспектив эксплуатации ПК.

Шумы без результата

Рассмотрим первый вариант, когда системный блок работает, но изображение на экране не появляется — он мигает. Данная ситуация может быть обусловлена несколькими причинами.

Самый распространенный фактор того, почему компьютера, — проблемы с видеокартой. Это довольно чувствительный компонент, главным образом, в силу подверженности перегреву. На видеокартах обычно стоят заводские кулеры, но повышенная нагрузка на соответствующий компонент ПК может потребовать существенно более мощных систем охлаждения.

Если не включается экран компьютера, то проверить, какого типа устройство перестало функционировать, достаточно просто. Нужно подключить к ПК другой монитор, или, наоборот, соединить текущий дисплей с любым сторонним девайсом. Бывает, что есть проблемы в части обеспечения контакта между монитором и системным блоком — перекрутился провод или, например засорился разъем. И в этом случае может наблюдаться интересный эффект — другой монитор на проверяемом компьютере не работает из-за того, что пыль забилась в видеоразъем на системном блоке, а текущий дисплей не функционирует на стороннем устройстве из-за засорений в своих элементах.

Другая причина рассматриваемой ситуации, когда не включается компьютер (кулеры работают, а на экране ничего не отображается), — проблемы на уровне материнской платы. Как мы отметили выше, на ней присутствует большое количество компонентов. Многие из них отвечают именно за обработку видеосигналов.

Почему не загружается Windows?

Что может означать ситуация, когда картинка на экране есть? То, что, как минимум, в ПК функционируют процессор, ОЗУ, видеокарта и основные чипы. То есть технически компьютер готов к работе, но он почему-то не может запустить операционную систему. Сценарии, отражающие поломку, могут в этом случае быть следующими.

Допустим, перед глазами пользователя следующая картина: не включается компьютер (экран работает), и это выражается в том, что вместо загрузки Windows — надписи на экране. В данном случае исключительно важно, какого типа сообщения выскакивают, о чем они. Здесь может быть несколько основных вариантов.

Могут возникнуть проблемы с винчестером. В этом случае на экране появится надпись вроде Reboot and Select Proper Boot Device («перезагрузитесь и выберите правильное устройство для загрузки системы») или Disk Boot Failure («ошибка загрузки с диска»).

Возможно, что файлы ОС Windows по каким-то причинам повреждены, например, из-за компьютерного вируса. В этом случае на экране может появиться командная строка, но графические компоненты ОС загружаться не будут. Отметим, что иногда на мониторе в случае со сбоем в Windows появляются те же надписи, что и в случае сложностей с диском.

В обоих сценариях проблема носит достаточно серьезный характер, и может потребоваться переустановка ОС или замена винчестера. Но бывает, что это совсем небольшой сбой, например, связанный с нестабильным контактом разъемов жесткого диска на материнской плате. Его легко устранить, проверив соответствующие элементы.

Самый простой случай — в считывателе для гибких магнитных носителей (они хоть и считаются устаревшими, но иногда используются) расположена дискета. Во многих ПК в системных настройках, как бы это удивительно ни звучало, активизирована опция, по которой загрузка ОС должна начинаться именно с дискеты. Не обнаружив на ней операционной системы, компьютер решает, что она не установлена вовсе, и выдает на экране соответствующее сообщение. Дискету нужно вынуть и попробовать загрузку еще раз.

Похожая ситуация — пользователь недавно переустанавливал Windows или дополнял ее некими образцами ПО с загрузочного диска и забыл его в соответствующем считывателе. Система, вполне возможно, будет настроена также и на то, чтобы начинать загрузку с CD- или DVD-привода, и она будет всякий раз осуществлять ее, пока человек не вынет диск оттуда. Обычно, если системных файлов на DVD-диске нет, то загрузка затем продолжается с винчестера. Но они могут быть на носителе в скрытом для пользователя виде, и он может даже не подозревать, в чем дело, когда загрузка Windows не пойдет. Поэтому при запуске ПК в любом случае следует убедиться, что никаких носителей — ни гибких, ни лазерных — не размещено в считывателях.

Если Windows не загружается, то это может быть связано также с проблемами в аппаратной части винчестера. Для этого следует подключить жесткий диск к другому ПК как дополнительный, и проверить, читаются ли с него файлы. К слову, полезно будет при этом сделать на другой компьютер копии наиболее ценных данных.

Еще вариант - Windows может начать загружаться, но вместо «Рабочего Стола» на экран будут выводиться иные картинки или, опять же, командная строка. Это означает, что с диском все в порядке, но есть проблемы с самой операционной системой. В этом случае уже с высокой вероятностью понадобится переустановка ОС.

На случай возможных проблем с запуском Windows у пользователя всегда должен быть под рукой загрузочный диск. Это может быть фирменный установочный носитель от Microsoft или, например, сформированный производителем компьютера. Во втором случае на диске могут также располагаться полезные Подобного типа носитель можно сделать самостоятельно, например, на основе бесплатных дистрибутивов Linux.

Некорректные настройки BIOS

Бывает, что компьютер включается, но не запускается из-за того, что в системе ввода-вывода выставлены некорректные настройки. Это может быть связано, например, с тем, что пользователь установил в ПК какой-либо новый аппаратный компонент, например, дополнительный модуль ОЗУ обновил видеокарту или даже процессор, а настройки BIOS остались прежними.

В этом случае самый правильный вариант — выставить опции в системе ввода-вывода по умолчанию. Для этого нужно зайти в интерфейс BIOS — чаще всего для этого нужно нажать DEL в самом начале загрузки ПК, после чего найти пункт Set Default Settings или созвучный с ним. Затем следует выбрать опцию Save and Exit Setup либо звучащую подобным образом. После этого система ввода-вывода запишет изменения, заключающиеся в установке настроек по умолчанию и перезагрузит ПК. Если проблема не исчезнет, то причина того, что загрузка не идет, в чем-то другом. Впоследствии наиболее оптимальные настройки BIOS можно установить, проконсультировавшись с опытными специалистами.

К слову, в BIOS также можно исправить последовательность запросов системы на загрузку ОС. Выше мы рассмотрели сценарий, при котором размещенная внутри соответствующего считывателя дискета может помешать запуску Windows. Настройки, отвечающие за обращение к ней, также прописываются в BIOS. Располагаются они в разделе Boot Sequence или созвучном с ним. Как правило, эти настройки предполагают вертикальное ранжирование носителей, с которых будет вестись загрузка. Если выше других расположена дискета — Floppy, то ее можно заменить на HDD — жесткий диск.

Выключается работающий ПК

Что делать, если возникла следующая ситуация: выключился компьютер и не включается? Самый простой вариант здесь — конечно же, перебои с электропитанием. Но довольно часто причина в другом — в перегреве тех или иных аппаратных компонентов. Чаще всего — процессора. Когда он перегревается, в системе срабатывает алгоритм защиты. При этом он, как правило, аппаратный, то есть включенный в архитектуру самого процессора. Если температура главной микросхемы ПК выше запрограммированной в нем критической отметки, компьютер не включится.

Есть две причины возникновения подобной проблемы — неисправный или недостаточно мощный кулер, а также высохшая термопаста — вещество, которое усиливает эффект от работы вентилятора. Бывает так, что пользователь перестарался с разгоном процессора — как правило, эта процедура предполагает значительное увеличение тактовой частоты микросхемы, что приводит к ее заметному перегреву, на который может быть не рассчитан кулер.

Чтобы компьютер с процессором, температура которого — выше нормы, загрузился, нужно немного подождать. Чтобы этой проблемы не возникало впоследствии, следует заменить термопасту, а также усовершенствовать кулер. Дело может оказаться также и в том, что вентилятор попросту запылился. В этом случае нужно почистить его. К слову, аспект гигиены важен для большинства компонентов ПК — не только кулера, но и видеокарты, материнской платы, дисков, основного вентилятора на системном блоке.

Диагностика компьютерного блока питания — это первый этап в поиске неисправностей в системном блоке, если тот вообще не подает сигналов жизни.

В жизни каждого радиолюбителя рано или поздно наступает момент, когда ему приходится начинать осваивать мелкий ремонт техники. Это могут быть настольные компьютерные колонки, планшет, мобильный телефон и еще какие-нибудь гаджеты. Не ошибусь, если скажу, что почти каждый радиолюбитель пробовал чинить свой компьютер. Кому-то это удавалось, а кто-то все таки нес его в сервис-центр.

В этой статье мы с вами разберем основы самостоятельной диагностики неисправностей блока питания ПК.

Давайте предположим, что нам в руки попался блок питания (БП) от компьютера. Для начала нам надо убедиться, рабочий ли он?Кстати, нужно учитывать, что дежурное напряжение +5 Вольт присутствует сразу после подключения сетевого кабеля к блоку питания.

Если его нету, то не лишним будет прозвонить шнур питания на целостность жил мультиметром в режиме звуковой прозвонки. Также не забываем прозвонить кнопку и предохранитель. Если с сетевым шнуром все ОК, то включаем блок питания ПК в сеть и запускаем без материнской платы путем замыкания двух контактов: PS-ON и COM . PS-ON сокращенно с англ. — Power Supply On — дословно как «источник питания включить» . COM сокращенно от англ. Сommon — общий. К контакту PS-ON подходит провод зеленого цвета, а «общий» он же минус — это провода черного цвета.

На современных БП идет разъем 24 Pin. На более старых — 20 Pin.

Замкнуть эти два контакта проще всего разогнутой канцелярской скрепкой

Хотя теоретически для этой цели сгодится любой металлический предмет или проводок. Даже можно использовать тот же самый пинцет.

Исправный блок питания у нас должен сразу включиться. Вентилятор начнет вращаться и появится напряжение на всех разъемах блока питания.

Если наш компьютер работает со сбоями, то нелишним будет проверить на его разъемах соответствие величины напряжения на его контактах. Да и вообще, когда компьютер глючит и часто вылазит синий экран, неплохо было бы проверить напряжение в самой системе, скачав небольшую программку для диагностики ПК. Я рекомендую программу AIDA. В ней сразу можно увидеть, в норме ли напряжение в системе, виноват ли в этом блок питания или все-таки «мандит» материнская плата, или даже что-то другое.

Вот скрин с программы AIDA моего ПК. Как мы видим, все напряжения в норме:

Если есть какое-либо приличное отклонение напряжения, то это уже ненормально. Кстати, покупая б/у компьютер, ВСЕГДА закачивайте на него эту программку и полностью проверяйте все напряжения и другие параметры системы. Проверено на горьком опыте:-(.

Если же все-таки величина напряжения сильно отличается на самом разъеме блока питания, то блок надо попытаться отремонтировать. Если вы вообще очень плохо дружите с компьютерной техникой и ремонтами, то при отсутствии опыта его лучше заменить. Нередки случаи, когда НЕисправный блок питания при выходе из строя “утягивал” за собой часть компьютера. Чаще всего при этом выходит из строя материнская плата. Как этого можно избежать?

Самые частые неисправности

Также не забывайте хотя бы раз в год чистить свой блок питания от пыли. Пыль является «одеялом» для радиоэлементов, под которым они могут неправильно функционировать или даже «сдохнуть» от перегрева.

Самая частая поломка БП — это силовые полупроводнки и конденсаторы . Если есть запах горелого кремния, то надо смотреть, что сгорело из диодов или транзисторов . Неисправные конденсаторы определяются визуальным осмотром. Раскрывшиеся, вздутые, с подтекающим электролитом — это первый признак того, что надо срочно их менять.

При замене надо учитывать, что в блоках питания стоят конденсаторы с низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) . Так что в этом случае вам стоит обзавестись ESR-метром и выбирать конденсаторы как можно более с низким ESR. Вот небольшая табличка сопротивлений для конденсаторов различной емкости и напряжений:

Здесь надо подбирать конденсаторы таким образом, чтобы значение сопротивления было не больше, чем указано в таблице.

При замене конденсаторов важны еще также два параметра: емкость и их рабочее напряжение. Они указываются на корпусе конденсатора:

Как быть, если в магазине есть конденсаторы нужного номинала, но рассчитанные на большее рабочее напряжение? Их также можно ставить в схемы при ремонте, но нужно учитывать, что у конденсаторов, рассчитанных на большее рабочее напряжение обычно и габариты больше.

Если у нас блок питания запускается, то мы меряем напряжение на его выходном разъеме или разъемах мультиметром. В большинстве случаев при измерении напряжения блоков питания ATX, бывает достаточно выбрать предел DCV 20 вольт.

Существуют два способа диагностики:

— проведение измерений на “горячую” во включенном устройстве

— проведение измерений в обесточенном устройстве

Что же мы можем померять и каким способом проводятся эти измерения? Нас интересует измерение напряжения в указанных точках блока питания, измерение сопротивления между определенными точками, звуковая прозвонка на отсутствие или наличие замыкания, а также измерение силы тока. Давайте разберем подробнее.

Измерение напряжения

Если вы ремонтируете какое-либо устройство и имеете принципиальную схему на него, на ней часто указывается, какое напряжение должно быть в контрольных точках на схеме. Разумеется, вы не ограничены только этими контрольными точками и можете померять разность потенциалов или напряжение в любой точке блока питания или любого другого ремонтируемого устройства. Но для этого вы должны уметь читать схемы и уметь их анализировать. Более подробно, как измерять напряжение мультиметром, можно прочитать в этой статье.

Измерение сопротивления

Любая часть схемы имеет какое-то сопротивление. Если при замере сопротивления на экране мультиметра единица, это значит, что в нашем случае сопротивление выше, чем предел измерения сопротивления выбранный нами. Приведу пример, например, мы измеряем сопротивление части схемы, состоящей условно, из резистора известного нам номинала, и дросселя. Как мы знаем, дроссель — это грубо говоря, всего лишь кусок проволоки, обладающий небольшим сопротивлением, а номинал резистора нам известен. На экране мультиметра мы видим сопротивление несколько большее, чем номинал нашего резистора. Проанализировав схему, мы приходим к выводу, что эти радиодетали у нас рабочие и с ними обеспечен на плате хороший контакт. Хотя поначалу, при недостатке опыта, желательно прозванивать все детали по отдельности. Также нужно учитывать, что параллельно подключенные радиодетали влияют друг на друга при измерении сопротивления. Вспомните параллельное подключение резисторов и все поймете. Более подробно про измерение сопротивления можно прочитать .

Звуковая прозвонка

Если раздается звуковой сигнал, это означает, что сопротивление между щупами, а соответственно и участком цепи, подключенных к её концам, рано нулю, или близко к этому. С её помощью мы можем убедиться в наличии или отсутствии замыкания, на плате. Также можно обнаружить есть контакт на схеме, или нет, например, в случае обрыва дорожки или непропая, или подобной неисправности.

Измерение протекающего тока в цепи

При измерениии силы тока в цепи, требуется вмешательство в конструкцию платы, например путем отпаивания одного из выводов радиодетали. Потому что, как мы помним, амперметр у нас подключается в разрыв цепи. Как измерить силу тока в цепи, можно прочитать в этой статье.

Используя эти четыре метода измерения с помощью одного только мультиметра можно произвести диагностику очень большого количества неисправностей в схемах практически любого электронного устройства.

Как говорится, в электрике есть две основных неисправности: контакт есть там, где его не должно быть, и нет контакта там, где он должен быть . Что означает эта поговорка на практике? Например, при сгорании какой-либо радиодетали мы получаем короткое замыкание, являющееся аварийным для нашей схемы. Например, это может быть пробой транзистора. В схемах может случится и обрыв, при котором ток в нашей цепи течь не может. Например, разрыв дорожки или контактов, по которым течет ток. Также это может быть обрыв провода и тому подобное. В этом случае наше сопротивление становится, условно говоря, бесконечности.

Конечно, существует еще третий вариант: изменение параметров радиодетали. Например, как в случае с тем же электролитически м конденсатором, или подгорание контактов выключателя, и как следствие, сильное возрастание их сопротивления. Зная эти три варианта поломок и умея проводить анализ схем и печатных плат, вы научитесь без труда ремонтировать свои электронные устройства. Более подробно про ремонт радиоэлектронных устройств можно прочитать в статье «Основы ремонта «.