Какие напряжения можно получить с компьютерного блока питания

Разъем подключения основного питания. установка дополнительных разъемов

Модернизация компьютера – дело важно и ответственное, потому что неправильный апгрейд может привести к серьезным неисправностям, из-за которых работоспособность машины может оказаться под угрозой. Важно помнить несколько правил, которые помогут избежать ошибок, и сегодня мы поговорим об том, что такое распиновка блока питания компьютера и как ее правильно осуществить.

Это устройство обязательно входит в состав любой машины, так как его роль заключается в подаче напряжения определенного размера на аппаратные части компьютера, а именно к блоку питания подключены: жесткий диск, приводы дисководов, кулеры, гибкие магнитные диски и, самая главная часть, материнская плата.
В последнее время производители стали выпускать настолько мощные видеокарты, что им уже не хватает питания от материнской платы, поэтому распиновка разъемов блока питания компьютера потребуется для того, чтобы запитать видеокарту.
Иными словами, блок питания работает по следующей схеме: на входе в него поступает напряжение из контактной сети (220 вольт), которое он преобразует в постоянные питающие напряжения величиной -12V, -5V, +3.3V, +5V, +12V. Будьте внимательны: рабочее напряжение внутри устройства составляет приблизительно 100 вольт, поэтому строго следуйте требованиям техники безопасности!

Небольшой ликбез о напряжениях и токах компьютерного БП

Во-первых, не стоит пренебрегать техникой безопасности.

Если на выходе блока питания мы имеем дело с безопасными для здоровья напряжениями, то вот на входе и внутри него 220 и 110 Вольт! Поэтому, соблюдайте технику безопасности. И позаботьтесь о том, чтобы никто другой не пострадал от экспериментов!

Во-вторых, нам потребуется Вольтметр или мультиметр. С помощью него можно измерить напряжения и определить полярность напряжения (найти плюс и минус).

В-третьих, на блоке питания вы можете найти наклейку, на которой будет обозначен максимальный ток, на который рассчитан блок питания, по каждому напряжению.

На всякий случай отнимите от написанной цифры 10%. Так вы получите наиболее точное значение (производители часто врут).

В-четвертых, блок питания ПК типа АТХ предназначен для формирования постоянных питающих напряжений +3.3V, +5V, +12V, -5V, -12V. Поэтому не пытайтесь получить на выходе переменное напряжение.Мы же расширим набор напряжений путем комбинирования номинальных.

Схема типа АТХ блока питания

Наиболее безопасно и удобно включать ремонтируемый блок в сеть через разделительный трансформатор 220v — 220v.
Такой трансформатор просто изготовить из 2-х ТАН55 или ТС-180 (от ламповых ч/б телевизоров). Просто соответствующим образом соединяются анодные вторичные обмотки, не надо ничего перематывать. Оставшиеся накальные обмотки можно использовать для построения регулируемого БП.
Мощность такого источника вполне достаточна для отладки и первоначального тестирования и дает массу удобств:
— электробезопасность
— возможность соединять земли горячей и холодной части блока единым проводом, что удобно для снятия осциллограмм.
— ставим галетный переключатель — получаем возможность ступенчатого изменения напряжения.

Также для удобства можно зашунтировать цепи +310В резистором 75K-100K мощностью 2 — 4Вт — при выключении быстрее разряжаются входные конденсаторы.

Если плата вынута из блока, проверьте, нет ли под ней металлических предметов любого рода. Ни в коем случае НЕ ЛЕЗЬТЕ РУКАМИ в плату и НЕ ДОТРАГИВАЙТЕСЬ до радиаторов во время работы блока, а после выключения подождите около минуты, пока конденсаторы разрядятся.

На радиаторе силовых транзисторов может быть 300 и более вольт, он не всегда изолирован от схемы блока!

Принципы измерения напряжений внутри блока.

Обратите внимание, что на корпус БП земля с платы подаётся через проводники около отверстий для крепежных винтов.
Для измерения напряжений в высоковольтной («горячей») части блока (на силовых транзисторах, в дежурке) требуется общий провод — это минус диодного моста и входных конденсаторов. Относительно этого провода всё и измеряется только в горячей части, где максимальное напряжение — 300 вольт. Измерения желательно проводить одной рукой.
В низковольтной («холодной») части БП всё проще, максимальное напряжение не превышает 25 вольт. В контрольные точки для удобства можно впаять провода, особенно удобно припаять провод на землю.

Проверка резисторов.

Если номинал (цветные полоски) еще читается — заменяем на новые с отклонением не хуже оригинала (для большинства — 5%, для низкоомных в цепях датчика тока может быть и 0.25%). Если же покрытие с маркировкой потемнело или осыпалось от перегрева — измеряем сопротивление мультиметром. Если сопротивление равно нулю или бесконечности — вероятнее всего резистор неисправен и для определения его номинала потребуется принципиальная схема блока питания либо изучение типовых схем включения.

Проверка диодов.

Если мультиметр имеет режим измерения падения напряжения на диоде — можно проверять, не выпаивая. Падение должно быть от 0,02 до 0,7 В (в зависимости от тока, протекаемого через него). Если падение — ноль или около того (до 0,005) – выпаиваем сборку и проверяем. Если те же показания – диод пробит. Если же прибор не имеет такой функции, установите прибор на измерение сопротивления (обычно предел в 20 кОм). Тогда в прямом направлении исправный диод Шотки будет иметь сопротивление порядка одного — двух килоом, а обычный кремниевый — порядка трех — шести. В обратном направлении сопротивление равно бесконечности.

Для проверки БП можно и нужно собрать нагрузку.

Распиновка разъема ATX 24 pin, с проводниками ООС по основным каналам — +3,3V; +5V; +12V.

Показан «максимальный» вариант — проводники ООС бывают не во всех блоках, и не навсех каналах. Самый распространённый вариант ООС по +3,3V (коричневый провод). В новых блоках может отсутствовать выход -5V (белый провод).
Берём выпаянный из ненужной платы ATX разъём и припаиваем к нему провода сечением не менее 18 AWG, стараясь задействовать все контакты по линиям +5 вольт, +12 и +3.3 вольта.
Нагрузку надо рассчитывать ватт на 100 по всем каналам (можно с возможностью увеличения для проверок более мощных блоков). Для этого берём мощные резисторы или нихром. Также с осторожностью можно использовать мощные лампы (например, галогенные на 12В), при этом следует учесть, что сопротивление нити накаливания в холодном состоянии сильно меньше, чем в нагретом. Поэтому при запуске с вроде бы нормальной нагрузкой из ламп блок может уходит в защиту.
Параллельно нагрузкам можно подключить лампочки или светодиоды, чтобы видеть наличие напряжения на выходах. Между выводом PS_ON и GND подключаем тумблер для включения блока. Для удобства при эксплуатации можно всю конструкцию разместить в корпусе от БП с вентилятором для охлаждения.

Проверка блока:

Можно предварительно включить БП в сеть, чтобы определиться с диагнозом: нет дежурки (проблема с дежуркой, либо КЗ в силовой части), есть дежурка, но нет запуска (проблема с раскачкой или ШИМ), БП уходит в защиту (чаще всего — проблема в выходных цепях либо конденсаторах), завышенное напряжение дежурки (90% — вспухшие конденсаторы, и часто как результат — умерший ШИМ).

Начальная проверка блока

Снимаем крышку и начинаем проверку, особое внимание обращая на поврежденные, изменившие цвет, потемневшие или сгоревшие детали.

Предохранитель. Как правило, перегорание хорошо заметно визуально, но иногда он обтянут термоусадочным кембриком – тогда проверяем сопротивление омметром. Перегорание предохранителя может свидетельствовать, например, о неисправности диодов входного выпрямителя, ключевых транзисторов или схемы дежурного режима.

Дисковый термистор. Выходит из строя крайне редко. Проверяем сопротивление — должно быть не более 10 Ом. В случае неисправности заменять его перемычкой нежелательно — при включении блока резко возрастет импульсный ток заряда входных конденсаторов, что может привести к пробою диодов входного выпрямителя.

Диоды или диодная сборка входного выпрямителя. Проверяем мультиметром (в режиме измерения падения напряжения) на обрыв и короткое замыкание каждый диод, можно не выпаивать их из платы. При обнаружении замыкания хотя бы у одного диода рекомендуется также проверить входные электролитические конденсаторы, на которые подавалось переменное напряжение, а также силовые транзисторы, т.к. очень велика вероятность их пробоя. В зависимости от мощности БП диоды должны быть рассчитаны на ток не менее 4…8 ампер. Двухамперные диоды, часто встречающиеся в дешевых блоках, сразу меняем на более мощные.

Входные электролитические конденсаторы. Проверяем внешним осмотром на вздутие (заметное изменение верхней плоскости конденсатора от ровной поверхности к выпуклой), также проверяем емкость — она не должна быть ниже обозначенной на маркировке и отличаться у двух конденсаторов более чем на 5%. Также проверяем варисторы, стоящие параллельно конденсаторам, (обычно явно сгорают «в уголь») и выравнивающие резисторы (сопротивление одного не должно отличаться от сопротивления другого более чем на 5%).

Ключевые (они же — силовые) транзисторы. Для биполярных — проверяем мультиметром падение напряжения на переходах «база-коллектор» и «база-эмиттер» в обоих направлениях. В исправном биполярном транзисторе переходы должны вести себя как диоды. При обнаружении неисправности транзистора также необходимо проверить всю его «обвязку»: диоды, низкоомные резисторы и электролитические конденсаторы в цепи базы (конденсаторы лучше сразу заменить на новые большей емкости, например, вместо 2.2мкФ * 50В ставим 10.0мкФ * 50В). Также желательно зашунтировать эти конденсаторы керамическими емкостью 1.0…2.2 мкФ.

Выходные диодные сборки. Проверяем их мультиметром, наиболее частая неисправность — короткое замыкание. Замену лучше ставить в корпусе ТО-247. В ТО-220 чаще помирают… Обычно для 300-350 Вт блоков диодных сборок типа MBR3045 или аналогичных на 30А — с головой.

Выходные электролитические конденсаторы. Неисправность проявляется в виде вздутия, следов коричневого пуха или потеков на плате (при выделении электролита). Меняем на конденсаторы нормальной емкости, от 1500 мкФ до 2200…3300 мкФ, рабочая температура — 105° С. Желательно использовать серии LowESR.
Также измеряем выходное сопротивление между общим проводом и выходами блока. По +5В и +12В вольтам — обычно в районе 100-250 ом (то же для -5В и -12В), +3.3В — около 5…15 Ом.

Потемнение или выгорание печатной платы под резисторами и диодами свидетельствует о том, что компоненты схемы работали в нештатном режиме и требуется анализ схемы для выяснения причины. Обнаружение такого места возле ШИМа означает, что греется резистор питания ШИМ 22 Ома от превышения дежурного напряжения и, как правило, первым сгорает именно он. Зачастую ШИМ в этом случае тоже мертв, так что проверяем микросхему (см. ниже). Такая неисправность — следствие работы «дежурки» в нештатном режиме, обязательно следует проверить схему дежурного режима.

Проверка высоковольтной части блока на короткое замыкание.

Берём лампочку от 40 до 100 Ватт и впаиваем вместо предохранителя или в разрыв сетевого провода.
Если при включении блока в сеть лампа вспыхивает и гаснет — все в порядке, короткого замыкания в «горячей» части нет — лампу убираем и работаем дальше без нее (ставим на место предохранитель или сращиваем сетевой провод).
Если при включении блока в сеть лампа зажигается и не гаснет — в блоке короткое замыкание в «горячей» части. Для его обнаружения и устранения делаем следующее:
Выпаиваем радиатор с силовыми транзисторами и включаем БП через лампу без замыкания PS-ON.
Если короткое (лампа горит, а не загорелась и погасла) — ищем причину в диодном мосте, варисторах, конденсаторах, переключателе 110/220V(если есть, его вообще лучше выпаять).
Если короткого нет — запаиваем транзистор дежурки и повторяем процедуру включения.
Если короткое есть — ищем неисправность в дежурке.
Внимание! Возможно включение блока (через PS_ON) с небольшой нагрузкой при не отключенной лампочке, но во-первых, при этом не исключена нестабильная работа БП, во-вторых, лампа будет светиться при включении БП со схемой APFC.

Проверка схемы дежурного режима (дежурки).

Краткое руководство: проверяем ключевой транзистор и всю его обвязку (резисторы, стабилитроны, диоды вокруг). Проверяем стабилитрон, стоящий в базовой цепи (цепи затвора) транзистора (в схемах на биполярных транзисторах номинал от 6В до 6.8В, на полевых, как правило, 18В). Если всё в норме, обращаем внимание на низкоомный резистор (порядка 4,7 Ом) — питание обмотки трансформатора дежурного режима от +310В (используется как предохранитель, но бывает и трансформатор дежурки сгорает) и 150k~450k (оттуда же в базу ключевого транзистора дежурного режима) — смещение на запуск. Высокоомные часто уходят в обрыв, низкоомные — так же «успешно» сгорают от токовой перегрузки. Меряем сопротивление первичной обмотки дежурного транса — должно быть порядка 3 или 7 Ом. Если обмотка трансформатора в обрыве (бесконечность) — меняем или перематываем транс. Бывают случаи, когда при нормальном сопротивлении первичной обмотки трансформатор оказывается нерабочим (имеются короткозамкнутые витки). Такой вывод можно сделать, если вы уверены в исправности всех остальных элементов дежурки.
Проверяем выходные диоды и конденсаторы. При наличии обязательно меняем электролит в горячей части дежурки на новый, припаиваем параллельно нему керамический или пленочный конденсатор 0.15…1.0 мкФ (важная доработка для предотвращения его «высыхания»). Отпаиваем резистор, ведущий на питание ШИМ. Далее на выход +5VSB (фиолетовый) вешаем нагрузку в виде лампочки 0.3Ах6.3 вольта, включаем блок в сеть и проверяем выходные напряжения дежурки. На одном из выходов должно быть +12…30 вольт, на втором — +5 вольт. Если все в порядке — запаиваем резистор на место.

Проверка микросхемы ШИМ TL494 и аналогичных (КА7500).
Про остальные ШИМ будет написано дополнительно.

1. Включаем блок в сеть. На 12 ноге должно быть порядка 12-30V.
2. Если нет — проверяйте дежурку. Если есть — проверяем напряжение на 14 ноге — должно быть +5В (+-5%).
3. Если нет — меняем микросхему. Если есть — проверяем поведение 4 ноги при замыкании PS-ON на землю. До замыкания должно быть порядка 3…5В, после — около 0.
4. Устанавливаем перемычку с 16 ноги (токовая защита) на землю (если не используется — уже сидит на земле). Таким образом временно отключаем защиту МС по току.
5. Замыкаем PS-ON на землю и наблюдаем импульсы на 8 и 11 ногах ШИМ и далее на базах ключевых транзисторов.
6. Если нет импульсов на 8 или 11 ногах или ШИМ греется – меняем микросхему. Желательно использовать микросхемы от известных производителей (Texas Instruments, Fairchild Semiconductor и т.д.).
7. Если картинка красивая – ШИМ и каскад раскачки можно считать живым.
8. Если нет импульсов на ключевых транзисторах — проверяем промежуточный каскад (раскачку) – обычно 2 штуки C945 с коллекторами на трансе раскачки, два 1N4148 и емкости 1…10мкф на 50В, диоды в их обвязке, сами ключевые транзисторы, пайку ног силового трансформатора и разделительного конденсатора.

Проверка БП под нагрузкой:

Измеряем напряжение дежурного источника, нагруженного вначале на лампочку, а потом — током до двух ампер. Если напряжение дежурки не просаживается — включаем БП, замыкая PS-ON (зеленый) на землю, измеряем напряжения на всех выходах БП и на силовых конденсаторах при 30-50% нагрузке кратковременно. Если все напряжения в допуске, собираем блок в корпус и проверяем БП при полной нагрузке. Смотрим пульсации. На выходе PG (серый) при нормальной работе блока должно быть от +3,5 до +5В.

Эпилог и рекомендации по доработке:

После ремонта, особенно при жалобах на нестабильную работу, минут 10-15 измеряем напряжения на входных электролитических конденсаторах (лучше с 40%-ой нагрузкой блока) — часто один «высыхает» или «уплывают» сопротивления выравнивающих резисторов (стоят параллельно конденсаторам ) — вот и глючим… Разброс в сопротивлении выравнивающих резисторов должен быть не более 5%. Емкость конденсаторов должна составлять минимум 90% от номинала. Так же желательно проверить выходные емкости по каналам +3.3В, +5В, +12В на предмет «высыхания» (см. выше), а при возможности и желании усовершенствовать блок питания, заменяйте их на 2200 мкф или лучше на 3300мкф и проверенных производителей. Силовые транзисторы, «склонные» к самоуничтожению (типа D209) меняем на MJE13009 или другие нормальные, см. тему Мощные транзисторы, применяемые в БП. Подбор и замена.. Выходные диодные сборки по каналам +3.3В, +5В смело меняйте на более мощные(типа STPS4045) с не меньшим допустимым напряжением. Если в канале +12В вы заметили вместо диодной сборки два спаянных диода — необходимо поменять их на диодную сборку типа MBR20100 (20А 100В). Если не найдете на сто вольт — не страшно, но ставить необходимо минимум на 80В (MBR2080). Заменить электролиты 1.0 мкф х 50В в цепях базы мощных транзисторов на 4.7-10.0 мкф х 50В. Можете отрегулировать выходные напряжения на нагрузке. При отсутствии подстроечного резистора — резисторными делителями, которые установлены от 1й ноги ШИМа к выходам +5В и +12В (после замены трансформатора или диодных сборок ОБЯЗАТЕЛЬНО проверить и выставить выходные напряжения).

Рецепты ремонта от ezhik97:

Опишу полную процедуру, как я ремонтирую и проверяю блоки.

1. Собственно ремонт блока — замена всего что погорело и что выявилось обычной прозвонкой
2. Модифицируем дежурку для работы от низкого напряжения. Занимает 2-5 минут.
3. Подпаиваем на вход переменку 30В от разделительного трансформатора. Это дает нам такие плюсы, как: исключается вероятность что-нибудь спалить дорогое из деталей, и можно безбоязненно тыкать осциллографом в первичке.
4. Включаем систему и проверяем соответствие напряжение дежурки и отсутствие пульсаций. Зачем проверять отсутствие пульсаций? Чтобы удостоверится, что блок будет работать в компьютере и не будет «глюков». Занимает 1-2 минуты. Сразу же ОБЯЗАТЕЛЬНО проверяем равенство напряжений на сетевых фильтрующих конденсаторах. Тоже момент, не все знают. Разница должны быть небольшая. Скажем, процентов до 5 примерно.
   Если больше — есть очень большая вероятность что блок под нагрузкой не запустится, либо будет выключаться во время работы, либо стартовать с десятого раза и т.п.. Обычно разница или маленькая, или очень большая. Займет 10 секунд.
5. Замыкаем PS_ON на землю (GND).
6. Смотрим осциллографом импульсы на вторичке силового транса. Они должны быть нормальные. Как они должны выглядеть? Это надо видеть, потому как без нагрузки они не прямоугольные. Здесь сразу же будет видно, если что-то не так. Если импульсы не нормальные — есть неисправность во вторичных цепях или в первичных. Если импульсы хорошие — проверяем (для проформы) импульсы на выходах диодных сборок. Все это занимает 1-2 минуты.

Все! Блок 99% запустится и будет отлично работать!

Если в пункте 5 импульсов нет, возникает необходимость поиска неисправности. Но где она? Начинаем «сверху»

1. Все выключаем. Отсосом отпаиваем три ноги переходного транса с холодной стороны. Далее пальцем берем транс и просто перекашиваем его, подняв холодную сторону над платой, т.е. вытянув ноги из платы. Горячую сторону вообще не трогаем! ВСЕ! 2-3 минуты.
2. Все включаем. Берем проводок. Соединяем накоротко площадку, где была средняя точка холодной обмотки разделительного транса с одним из крайних выводов этой самой обмотки и на этом же проводе смотрим импульсы, как я писал выше. И на втором плече так же. 1 минута.
3. По результатам делаем вывод, где неисправность. Часто бывает что картинка идеальная, но амплитуда вольт 5-6 всего (должно быть под 15-20). Тогда уже либо транзистор в этом плече дохлый, либо диод с его коллектора на эмиттер. Когда удостоверишься, что импульсы в таком режиме красивые, ровные, и с большой амплитудой, запаивай переходной транс обратно и посмотри осцилографом на крайние ноги еще раз. Сигналы будут уже не квадратными, но они должны быть идентичными. Если они не идентичны, а слегка отличаются — это косяк 100%.

Может оно и будет работать, только вот надежности это не добавит, а уж про всякие непонятные глюки, могущие вылезти, я промолчу.

Я все время добиваюсь идентичности импульсов. И никакого разброса параметров там ни в чем быть не может (там же одинаковые плечи раскачки), кроме как в полудохлых C945 или их защитных диодах. Вот сейчас делал блок — всю первичку восстановил, а вот импульсы на эквиваленте переходного трансформатора слегка отличались амплитудой. На одном плече 10,5В, на другом 9В. Блок работал. После замены С945 в плече с амплитудой 9В все стало нормально — оба плеча 10,5В. И такое часто бывает, в основном после пробоя силовых ключей с КЗ на базу.
Похоже утечка сильная К-Э у 945 в связи с частичным пробоем (или что там у них получается) кристалла. Что в совокупности с резистором, включенным последовательно с трансом раскачки, и приводит к снижению амплитуды импульсов.

Если импульсы правильные — ищем косяк с горячей стороны инвертора. Если нет — с холодной, в цепях раскачки. Если импульсов вообще нет — копаем ШИМ.

Вот и все. По моей практике это самый быстрый из надежных способов проверки.
Некоторые после ремонта сразу подают 220В. Я от этого отказался.