Ремонт комп'ютерного блоку живлення своїми руками

Персональний комп'ютер складається з безлічі компонентів, без яких його робота неможлива. Одним з них є джерело живлення. Блок живлення комп'ютера (БП) за всю історію розвитку обчислювальної техніки виявився досить консервативний.

Протягом 30 років тільки один раз помінявся його формат з АТ на АТС, з додаванням в схемотехнику вузла чергової напруги. Тому і несправності, що виникають в БП типові, і методика пошуку несправностей для різних моделей ідентична.

Основні компоненти та особливості роботи

Останнім часом все виробники перейшли на форм-фактор ATX. Такий перехід був пов'язаний зі зміною технічних рішень у виробництві материнських плат, зокрема, зміни системи її запуску. Використовувана схемотехніка вимагала напруги +3,3 вольта.

Стандарт ATX зазнав за весь час кілька ревізій, в першу чергу це було пов'язано з виділенням окремих ліній живлення для процесорів і відеокарт. Найперша модель мала стандартний 20-pin роз'єм, до якого в подальшому були додані чотири Піна, що подають живлення 12 вольт.

З усіх модифікацій популярність отримав формат EPS / EPS 12 В, що складається з основного 24-pin штекера і додаткового 8- pin для подачі 12 вольт.

Всі необхідні для роботи напруги подаються через основний роз'єм, що має ключ, що захищає від неправильної установки. Для забезпечення автоматизації запуску застосовуються різні сигнали, що дозволяють провести первинне тестування БП перед запуском. Так, для включення БП використовується сигнал PS-ON. А лінія PW-OK, дозволяє запуск пристрою тільки після появи всіх необхідних напруг, які видаються пристроєм харчування.

Перед тим як приступити до ремонту комп'ютера своїми руками, слід розуміти як він влаштований і принцип його роботи. До основних його блокам відносять:

• мережевий фільтр;
• первинну ланцюг харчування;
• вузол контролю сигналу PS-ON;
• блок формування сигналу PW-OK;
• стабілізатор напруги лінії + 5 вольт;
• блок формування позитивних напруг: 3,3 В, +5 В, +12 В;
• блок формування негативних напруг: 5 В, 12 В;
• формувач позитивного стабільного сигналу 3,3 вольта;
• фільтри на лініях сформованих напруг;
• блок захисту.

Принцип роботи джерела напруги заснований на широтно-імпульсної модуляції (ШІМ). Напруга з промислової мережі надходить на мережевий фільтр, а через нього на випрямний блок і силові ключі. Величина напруги на його виході становить 310 вольт. Далі сигнал надходить на вторинні вузли приладу харчування і вартівню.

Якщо напруга присутня на ключових транзисторах, то відбувається їх відкривання, і в первинній обмотці трансформатора виникає струм. Під дією електрорушійної сили струм з'являється і у вторинній обмотці. Шим-контролер, змінюючи параметри імпульсу, управляє часом відкриття транзисторів. Робота транзисторів відбувається попарно: якщо один відкритий, то інший закритий.

Стабілізація вихідного сигналу відбувається шляхом застосування зворотного зв'язку. При піднятті рівня сигналу на вторинній обмотці схема зворотного зв'язку коригує значення напруги на керуючої нозі мікросхеми. При цьому контролер збільшує тривалість сигналу, що надходить на транзисторні ключі.

З імпульсного трансформатора напруга надходить на інші вузли схеми, де і формуються необхідні величини напруг. На кожній такій лінії стоїть фільтр, він призначений для прибирання з сигналу паразитних пульсацій. Зазвичай фільтр є електролітичний конденсатор.

Під час своєї роботи ключові елементи працюють у важких режимах, тому вони потребують охолодження. Для цього використовується активно-пасивний метод.Самі елементи встановлюються на радіатори, а їх поверхня обдувається вентилятором працюють від 12 вольт.

При з'єднанні роз'ємів БП з материнською платою на неї надходить напруга рівне +5 вольт. Основні напруги на блоці живлення в цей момент відсутні, крім сформованого материнською платою чергового сигналу +3,3 вольта. При натисканні кнопки включення ПК, замикає контакти PW-ON на материнській платі, величина PS-ON стає рівною нулю, і дається дозвіл на формування робочих напруг. Після цього на материнську плату надходить напруга PW-OK, що позначає, що харчування в нормі. Провід, що виходять з пристрою, відповідають за подачу напруги, величина якого відповідає їх кольору:

• жовтий, +12 вольт;
• червоний, +5 вольт;
• білий, -5 вольт;
• синій, -12 вольт;
• помаранчевий, + 3,3 вольта;
• зелений, для передачі сигналу PS ON;
• сірий, для передачі сигналу PW OK;
• фіолетовий, чергове живлення;
• чорний, загальний.

Коли при роботі блоку живлення якийсь компонент несправний (або на вході, або виході), стався сплеск рівня напруги, спрацьовує схема захисту. Вона зупиняє роботу шляхом зняття сигналу Power Good. Повторний запуск комп'ютерного БП можливий тільки після відключення його і зворотного включення в електричну мережу.

Етапи виявлення несправностей

Перед тим як перейти до ремонту імпульсного блоку живлення своїми руками, буде потрібно впевнитися, що проблема полягає саме в ньому. Зазвичай перша підозра виникає на нього, коли системний блок відмовляється запускатися. Найпростіше перевірити справність БП шляхом його заміни на справний блок. Діагностику блоку живлення комп'ютера зручно проводити поетапно. Ці етапи в себе включають:

1. Первинну діагностику. Вона заснована на знаходженні ознак несправностей. Сюди входять візуальний огляд на наявність підозрілих місць, а також виявлення запаху палаючих деталей і елементів. Якщо відбувається первинний запуск, варто прислухатися до сторонніх звуків.
2. Виявлення несправних вузлів. Для цього буде потрібно припустити несправність у вузлі і виділити згорілий елемент. Цей етап найскладніший, для його полегшення необхідно не тільки розуміти процеси, що проходять в БП, але й мати електричну схему, яка просто необхідна при пошуку «плаваючих» несправностей.
3. Використовуючи вимірювальні прилади, простежити шлях проходження сигналу до несправного елемента. Зрозуміти причину, чому виникла ця поломка.
4. Після заміни згорілого елемента перевірити інші радіодеталі, що безпосередньо впливають на його роботу.
5. По завершенні ремонту здійснити безпечний тестовий старт. Для цього використовується лампа розжарювання, включена в розрив проводу живлення. Доброю ознакою буде її короткочасна спалах, що показує, що коротке замикання відсутній.
6. При нормальному запуску знадобиться виміряти наявність вихідних напруг і, якщо є осцилограф, подивитися форму сигналів.
7. На наступному етапі потрібно навантажити комп'ютерний блок на максимальне навантаження і, контролюючи вихідні сигнали, залишити його працювати протягом години.
8. На останньому етапі БП встановлюється в системний блок і проводиться його включення.

Необхідно відзначити, що при ремонті імпульсних блоків живлення своїми руками запуск і перевірку, крім останнього етапу, краще проводити автономно від ПК. Для цього на 20 піновим шлейфі (24 піновим) замикається зелений провід PS-ON c чорним Com. Такий запуск безпечний, тому що в якості навантаження виступає кулер, але в разі підозри на його несправність бажано навантажити основні лінії навантаженням, наприклад, непотрібним CDRom або HDD.

Перевірка елементів і часті поломки

Щоб полагодити БП знадобляться не тільки знання в електроніці, але і наявність вимірювального і робочого інструментів. З вимірювальних приладів використовуються: мультиметр, вимірювач ємності, осцилограф.Добре також мати і генератор. А з інструменту не обійтися без хрестових викруток і паяльних приладдя. Для 80% пошкоджень можна обійтися мультиметром, але досліджувати мікросхеми і форми сигналів можна буде тільки осциллографом.

Вимірювання параметрів радіоелементів

Комп'ютерний джерело живлення складається як з пасивних, так і активних радіоелементів. Вимірювання параметрів радіодеталей необхідно проводити після випоювання з плати, так як, перебуваючи в схемі, їх висновки, можуть шунтуватися іншими елементами. Для елементів з двома висновками можна відривати від плати тільки один з них.

Вимірювання резисторів проводиться мультиметром, При цьому порівнюється відповідність виміряного опору зі значенням, відповідним його маркуванні. Діоди і стабілітрони перевіряються на наявність пробою в обидві сторони, мультиметр ставиться в режим прозвонки. Конденсатори вимірюються на відповідність їх ємності і ємнісного опору, для цього використовується ESR-метр. Біполярні транзистори перевіряються аналогічно диодам в режимі прозвонки, а в разі польових транзисторів перевірка відбувається на здатність їх відкриватися і закриватися.

Типові відмови

Так як схемотехніка комп'ютерних джерел живлення істотно не змінюється, існують типові несправності та способи їх вирішення. В першу чергу знадобиться спробувати стартувати БП в автономному режимі. У разі невдачі – розібрати його і візуально оглянути електролітичні конденсатори на здуття і патьоки. Близько 70 відсотків несправностей пов'язані з виходом з ладу конденсаторів, і відремонтувати БП може бути отримане шляхом простої їх заміни на справні. Якщо вирішено ремонтувати БП самостійно, то можна скористатися наступною інструкцією:

• Пристрій не вмикається. Згорає запобіжник F1, пробитий діодний міст. Вийшов з ладу розділовий фільтр, терморезистори знаходяться в обриві. Високовольтний конденсатор втратив свою ємність. Силові транзистори в обриві або пробиті.
• Пристрій не хоче включатися, на високовольтному конденсаторі присутня напруга 310 вольт. Несправна схема чергового живлення, замінити мікросхему ШІМ – контролера. При відсутності стабілізованих п'яти вольт перевіряється підтягаючий резистор 1 кОм. Несправна ланцюг супервізора, ємності і резистори в її ланцюга.
• Стабілізовані напруги занижені або завищені. Порушення в роботі стабілізуючою ланцюга, перевіряються інтегральні мікросхеми. Несправна мікросхема ШІМ контролера.
• Рівні вихідних сигналів занижені. Винна ланцюг зворотного зв'язку. Порушена робота ШІМ контролера, пошкоджені радіоелементи в її обв'язки.
• При включенні спрацьовує захист. Пошкоджено вузол чергового живлення. Згоріла мікросхема супервізора, елементи обв'язки її ланцюга. Присутній коротке замикання в вихідних формувачів напруги.
• При роботі вимикається. Перегрів, очистити від пилу, змастити кулер, замінити термопасту.
• Чи не крутить вентилятор. Відсутня напруга живлення 12 вольт. Обрив терморезистора. Пошкоджено вентилятор.

практичний ремонт

Найбільш часто в БП перегорає запобіжник з бавовною і запахом згорілих деталей. При його заміні відбувається повторне його згоряння. В першу чергу візуально оглядається плата, і змінюються всі підозрілі конденсатори. Якщо елементи випрямного блоку справні, Випоюють силові ключі. Пристрій включається, запобіжник не згорів, впаюються нові транзистори, і блок запускається заново. Всі дії по запуску БП проводяться з включеною в розрив харчування лампочкою. Яскраво палаюча лампа сигналізує про коротке замикання. Якщо запуску немає, і лампочка горить, то змінюється ШІМ контролер.

Буває, що при запуску пристрою харчування чути свист, він може виникнути відразу або після прогріву пристрою.В цьому випадку уважно проглядається плата на «непропаи» елементів і мікротріщини, особливо в районі дроселів.

Таким чином, виконуючи покроковий ремонт блоку живлення комп'ютера своїми руками, можна відремонтувати практично будь-який БП. Навчившись ремонтувати блоки живлення персональних комп'ютерів, нескладно буде відновлювати їх в ноутбуках. Влаштований ноутбуковий адаптер харчування практично так само, як і комп'ютерний. Відмінності лише в застосуванні планарних радіоелементів, для випоювання яких потрібно паяльна станція.