Ремонт блока питания ATX (методика)

Дроссель питания в блоке питания компьютера

Основа современного бизнеса — получение больших прибылей при сравнительно низких вложениях. Хотя этот путь и губителен для собственных отечественных разработок и промышленности, но бизнес есть бизнес. Тут либо вводи меры по предотвращению проникновения дешевых запцацак, либо делать на этом деньги. К примеру, если необходим дешевый блок питания, то не нужно изобретать и конструировать, убивая деньги, — просто нужно посмотреть на рынок распространенного китайского барахла и попытаться на его основе построить то, что необходимо. Рынок, как никогда, завален старыми и новыми компьютерными блока питания различной мощности. В этом блоке питания есть все что нужно — различные напряжения (+12 В, +5 В, +3,3 В, -12 В, -5 В), защиты этих напряжений от перенапряжения и от превышения тока. При этом компьютерные блоки питания типа ATX или TX имеют малый вес и небольшой размер. Конечно, блоки питания импульсные, но высокочастотных помех практически нет. При этом можно идти штатным проверенным способом и ставить обычный трансформатор с несколькими отводами и кучей диодных мостов, а регулирование осуществлять переменным резистором большой мощности. С точки зрения надежности трансформаторные блоки намного надежнее импульсных, ведь в импульсном блоки питания в несколько десятков раз больше деталей, чем в трансформаторном блоке питания типа СССР и если каждый элемент по надежности несколько меньше единицы, то общая надежность является произведением всех элементов и как результат — импульсные блоки питания по надежности намного меньше трансформаторных в несколько десятков раз. Кажется, что если так, то нечего городить огород и следует отказаться от импульсных блоков питания. Но тут более важным фактором, чем надежность, в нашей действительности является гибкость производства, а импульсные блоки достаточно просто могут трансформироваться и перестраиваться под совершенно любую технику в зависимости от требований производства. Вторым фактором является торговля запцацками. При достаточном уровне конкуренции производитель стремится отдать товар по себестоимости, при этом достаточно точно рассчитать время гарантии с тем, чтобы оборудование выходило из строя на следующей неделе, после окончания гарантии и клиент покупал бы запчасти по завышенным ценам. Порой доходит до того, что легче купить новую технику, чем чинить у производителя его бэушку.

Для нас вполне нормально вместо сгоревшего блока питания вкрутить транс или подпереть красную кнопку пуска газа в духовках «Дефект» столовой ложкой, а не покупать новую часть. Наш менталитет четко просекают китайцы и стремятся делать свои товары неремонтопригодными, но мы как на войне, умудряемся ремонтировать и усовершенствовать их ненадежную технику, а если уже все — «труба», то хоть какую-нить запцацку снять и вкидануть в другое оборудование.

Мне стал нужен блок питания для проверки электронных компонентов с регулируемым напряжением до 30 В. Был трансформатор, но регулировать через резак — несерьезно, да и вольтаж будет плавать на разных токах, а вот был старенький блоки питания ATX от компа. Зародилась идея приспособить комповский блок под регулируемый источник питания. Прогуглив тему, нашел несколько переделок, но все они предлагали радикально выкинуть всю защиту и фильтры, а мы бы хотелось сохранить весь блок на случай, если придется использовать его по прямому назначению. Поэтому я начал эксперименты. Цель — не вырезая начинку создать регулируемый блок питания с пределами изменения напряжений от 0 до 30 В.

Часть 1. Так себе.

Блок для опытов попался достаточно старый, слабый, но напичканный множеством фильтров. Блок был в пыли и поэтому перед запуском я его вскрыл и почистил. Вид деталей подозрений не вызвал. Раз все устраивает — можно делать пробный пуск и измерить все напряжения.

+3,3 В — оранжевый

По входу блока стоит предохранитель, а рядом напечатан тип блока LC16161D.

Блок типа ATX имеет разъем для подсоединения его к материнской плате. Простое включение блока в розетку не включает сам блок. Материнская плата замыкает два контакта на разъеме. Если их замкнуть — блок включится и вентилятор — индикатор включения — начнет вращение. Цвет проводов, которые нужно замыкать для включения, указан на крышке блока, но обычно это «черный» и «зеленый». Нужно вставить перемычку и включить блок в розетку. Если убрать перемычку блок отключится.

Блок TX включается от кнопки, которая находится на кабеле, выходящем из блока питания.

Понятно, что блок рабочий и прежде чем начать переделку, нужно выпаять предохранитель, стоящий по входу, и впаять вместо него патрон с лампочкой накаливания. Чем больше по мощности лампа, тем меньше напряжения будет на ней падать при тестах. Лампа защитит блок питания от всех перегрузок и пробоев и не даст выгореть элементам. При этом импульсные блоки практически нечувствительны к падению напряжения в питающей сети, т.е. лампа хоть и будет светить и кушать киловатты, но по выходным напряжениям просадки от лампы не будет. Лампа у меня на 220 В, 300 Вт.

Блоки строятся на управляющей микросхеме TL494 или ее аналог KA7500 . Также часто используется компоратор на микрухе LM339 . Вся обвязка приходит сюда и именно здесь придется делать основные изменения.

Напряжения в норме, блок рабочий. Приступаем к усовершенствованию блока по регулированию напряжений. Блок импульсный и регулирование происходит за счет регулирования длительности открытия входных транзисторов. Кстати, всегда думал, что колебают всю нагрузку полевые транзисторы, но, на самом деле, используются также быстрые переключающиеся биполярные транзисторы типа 13007, которые устанавливаются и в энергосберегающих лампах. В схеме блока питания нужно найти резистор между 1 ножкой микросхемы TL494 и шиной питания +12 В. В данной схеме он обозначается R34 = 39,2 кОм. Рядом установлен резистор R33 = 9 кОм, который связывает шину +5 В и 1 ножку микросхемы TL494. Замена резистора R33 ни к чему не приводит. Нужно заменить резистор R34 переменным резистором 40 кОм, можно и больше, но поднять напряжение по шине +12 В получилось только до уровня +15 В, поэтому в завышении сопротивления резистора смысла нет. Здесь идея в том, что чем выше сопротивление, тем выше выходное напряжение. При этом до бесконечности напряжение не увеличится. Напряжение между шинами +12 В и -12 В изменяется от 5 до 28 В.

Найти нужный резистор можно проследив дорожки по плате, либо при помощи омметра.

Выставляем переменный впаянный резистор в минимальное сопротивление и обязательно подключаем вольтметр. Без вольтметра тяжело определить изменение напряжений. Включаем блок и на вольтметре на шине +12 В установилось напряжение 2,5 В, при этом вентилятор не крутится, а блок питания немного поет на высокой частоте, что указывает на работу ШИМ на сравнительно небольшой частоте. Крутим переменный резистор и видим увеличение напряжений на всех шинах. Вентилятор включается примерно на +5 В.

Замеряем все напряжения по шинам

Напряжения в норме, кроме шины -12 В, и их можно варьировать для получения необходимых напряжений. Но компьютерные блоки сделаны так, чтобы по отрицательным шинам защита срабатывала при достаточно малых токах. Можно взять автомобильную лампочку на 12 В и включить между шиной +12 В и шиной 0. При увеличении напряжения лампочка станет светить все более ярко. При этом постепенно будет светить и лампа, включенная вместо предохранителя. Если включить лампочку между шиной -12 В и шиной 0, то при малом напряжении лампочка светится, но при определенном токе потребления блок уйдет в защиту. Защита срабатывает на ток порядка 0,3 А. Защита по току выполнена на резистивно-диодном делителе, чтобы его обмануть, нужно отключить диод между шиной -5 В и средней точкой, которая соединяет шину -12 В с резистором. Можно обрубить два стабилитрона ZD1 и ZD2. Стабилитроны применены как защита от перенапряжения и конкретно здесь через стабилитрон идет и защита по току. По крайней мере с шины — 12 В удалось взять 8 А, но это чревато пробоем микрухи обратной связи. В итоге путь тупиковый обрубать стабилитроны, а вот диод — вполне.

Для проверки блока нужно использовать переменную нагрузку. Наиболее рациональным является кусок спирали от нагревателя. Витой нихром — вот все что нужно. Для проверки включается нихром через амперметр между выводом -12 В и +12 В, регулируем напряжение и измеряем ток.

Выходные диоды для отрицательных напряжений значительно меньше тех, которые используются для положительных напряжений. Нагрузка соответственно также ниже. Более того, если в положительных каналах стоят сборки из диодов Шоттки, то в отрицательных каналах впаян обычный диод. Порой его припаивают к пластинке — типа радиатор, но это бред и для того чтобы поднять ток в канале -12 В нужно заменить диод, на что-то более сильное, но при этом сборки из диодов Шоттки у меня сгорели, а вот обычные диоды вполне неплохо тянули. Следует отметить, что защита не срабатывает, если нагрузка включена между разными шинами без шины 0.

Последним тестом является защита от короткого замыкания. Коротим накоротко блок. Защита работает только на шине +12 В, ведь стабилитроны отключили практически всю защиту. Все остальные шины по короткому не отключают блок. В итоге получен регулируемый блок питания из компьютерного блока с заменой одного элемента. Быстро, а значит экономически целесообразно. При тестах выяснилось, что если быстро крутить ручку регулировки, то ШИМ не успевает перестроиться и выбивает микруху обратной связи KA5H0165R , а лампа загорается очень ярко, затем входные силовые биполюсные транзисторы KSE13007 могут вылететь, если вместо лампы предохранитель.

Короче, все работает, но достаточно ненадежно. В таком виде нужно использовать только регулируемую шину +12 В и неинтересно медленно крутить ШИМ.

Часть 2. Более-менее.

Вторым экспериментом стал древнющий блок питания TX. Такой блок имеет кнопочку для включения — достаточно удобно. Переделку начинаем с перепайки резистора между +12 В и первой ножкой микрухи TL494. Резистор от +12 В и 1 ножкой ставится переменный на 40 кОм. Это дает возможность получить регулируемые напряжения. Все защиты остаются.

Далее нужно изменить пределы тока для отрицательных шин. Я впаял резистор, который выпаял из шины +12 В, и впаял в разрыв шины 0 и 11 ножкой микрухи TL339. Там уже стоял один резистор. Предел токов изменился, но при подключении нагрузки напряжение на шине -12 В сильно падало при увеличении тока. Скорее всего просаживает всю линию отрицательного напряжения. Потом я заменил перепаянный резак на переменный резистор — для подбора срабатываний по току. Но получилось неважно — нечетко срабатывает. Надо будет попробовать убрать этот дополнительный резистор.

Методика ремонта блока питания ATX:

Проверяем приход напряжения – 220В на плату. Если напряжения нет, ищем обрыв до платы: помехоподавляющий фильтр, выключатель, провода, или вызовите электрика, пусть отремонтирует розетку 🙂 .

Нужно проверить напряжение после сетевого выпрямителя (после диодного моста). Если напряжения нет, поочерёдно проверяем :
Предохранитель (его сопротивление должно быть близким к нулю);
Варистор (возможно не один), варистор проще проверить при включенном БП – есть ли после него ток.;
В зависимости от качества блока питания должны стоять дроссели сглаживающие ток. Сопротивление концов обмоток дросселей должно быть близко к нулю, иначе обрыв, или просто проверить есть ли после них ток;
Диоды и диодный мост , данная схема может быть реализована как четырьмя диодами, так и цельным диодным мостом с четырьмя ногами, диоды проверить очень легко – каждый из них должен в одном направлении тока давать очень маленькое сопротивление(~600 ОМ), а в другом очень большое(~1.3 МОм). Диодный мост проще всего проверить при включенной схеме – если на две его ноги приходит переменный ток, а на оставшиеся две не выходит постоянный, то он неисправен, но прежде чем включать схему нужно убедиться что на ногах для переменного тока нет короткого замыкания, если есть, то при включении сгорит предохранитель и возможно не только он .

Конденсаторы, нужно проверить на сопротивление, в разряженном состоянии они должны давать очень маленькое сопротивление, и со временем оно должно расти и не уменьшатся, если – же они коротят – значит неисправны, так же при внешнем осмотре наблюдается вздутие или вытекание электролита – они теряют свою ёмкость и могут иметь пробои, это значит что они нарушают работу схемы. При включенной схеме напряжение на них должно быть примерно 165В.

Высоковольтные транзисторы , можно проверить мультметром в режиме проверки диодов, база транзистора должна звониться на коллектор и на эмиттер, но они между собой не должны быть связаны, полярность прозвонки переходов Б-Э и Б-К, зависит от структуры транзистора(p-n-p, n-p-n). Так же не помешает проверить обвязку этих транзисторов.

Дежурное питание и POWER GOOD
Для дальнейшего ремонта необходимо понимать принцип его работы: Когда компьютер находиться в выключенном состоянии, блок питания всё ещё работает, ну, по крайней мере, работает трансформатор дежурного тока и его обвязка. Именно этот трансформатор генерирует дежурно питание для материнской платы, для того чтобы можно было включить или отключить кнопкой или по таймеру или по другому событию… При включении генерируется сигнал PS_ON (замыкание) и запускает блок питания, после чего происходит проверка всех напряжений и формируется сигнал POWER GOOD. Если напряжение отклонено от нормы, то сигнал не формируется и система не запускается.
Для проверки дежурки нужно проверить напряжение на +5VSB и PS_ON(розовый и зелёный). Если сигналов нет или они сильно отличаются от нормы, то неисправности либо в цепи дежурного преобразователя (если нет +5 vsb), либо на неисправность ШИМ контроллера или его обвязки (если нет PS_ON), или повреждение трансформатор дежурного режима (если нет обоих).
Если нет сигнала только +5 vsb, то нужно проверить ключевой транзистор данной обвязки, сам трансформатор дежурного режима, и остальную обвязку.
Если нет сигнала только на PS_ON, и вся обвязка проверена и все детали целы, значит нужно менять ШИМ.
Если не никакого сигнала, проверяем дежурный трансформатор, а потом всю обвязку.

Если генерация дежурного питания есть, значит проверяем диоды выходных выпрямителей, фильтрующие конденсаторы вторичных выпрямителей, на обрыв ключевые транзисторы.

Ну, если после всех выполненных проверок и действий выявить проблему не удалось, то посоветовать что-то тут уже трудно, следует проверять все элементы подряд.

Переделка началась

Тут все просто, так что не бойтесь. Первое что нужно сделать, так это разобрать между собой и соединить провода по цветам. Затем, согласно схемы подключить светодиоды. Первый слева будет индицировать наличие питания на выходе после включения. А второй справа будет гореть всегда, пока сетевое напряжение присутствует на блоке.
Подключить переключатель. Он будет запускать основную схему, замыканием зеленого провода на общий. И выключать блок при размыкании.
Также, в зависимости от марки блока, вам понадобится повесить нагрузочный резистор на 5-20 Ом между общим выходом и плюсом пять вольт, иначе блок может не запуститься из-за встроенной защиты. Так же если не заработает, будьте готовы повесить такие резисторы на все напряжения: «+3,3», «+12». Но обычно хватает одного резистора на выход 5 Вольт.

Начнем

Снимаем верхнюю крышку кожуха.
Откусываем разъемы питания, идущие к материнской плате компьютера и другим устройствам.
Распутываем провода по цветам.
Сверлим отверстия в задней стенке под клеммы. Для точности сначала проходим тонким сверлом, а затем толстым под размер клеммы.
Будьте осторожны, не насыпьте металлическую стружку на плату блока питания.

Складываем черные провода, это будет общий, и зачищаем. Затем залуживаем паяльником, одеваем термоусадочную трубку. Припаиваем к клемме и надев трубку на спайку – обдуваем термофеном.

Так делаем со всеми проводами. Которые не планируете использовать – откусите под корень у платы.
Также сверлим отверстия по тумблер и светодиоды.

Нагрузочные резисторы ставим на монтажную платы и привинчиваем винтами.
Закрываем крышку. Включаем и проверяем ваш новый лабораторный блок питания.

Не лишним будет замерить выходное напряжение на выходе каждой клеммы. Чтобы быть уверенным, что ваш старый блок питания вполне работоспособен и выходные напряжения не вышли за пределы допустимых.

Как вы могли заметить, я использовал два переключателя – один есть в схеме, и он запускает работу блока. А второй, который побольше, двухполюсный – коммутирует входное напряжение 220 В на вход блока. Его можно не ставить.
Так что друзья, собирайте свой блок и пользуйтесь на здоровье.

Последовательность действий по переделке БП ATX в регулируемый лабораторный.

1. Удаляем перемычку J13 (можно кусачками)

2. Удаляем диод D29 (можно просто одну ногу поднять)

3. Перемычка PS-ON на землю уже стоит.

4. Включаем ПБ только на короткое время, так как напряжение на входа будет максимальное (примерно 20-24В). Собственно это и хотим увидеть. Не забываем про выходные электролиты, расчитанные на 16В. Возможно они немного нагреются. Учитывая Ваши «вздутости», их все равно придется отправить в болото, не жалко. Повторюсь: все провода уберите, они мешают, а использоваться будут только земляные и +12В их потом назад припаяете.

5. Удаляем 3.3-х вольтовую часть: R32, Q5, R35, R34, IC2, C22, C21.

6. Удаляем 5В: сборку шоттки HS2, C17, C18, R28, можно и «типа дроссель» L5.

8. Меняем плохие : заменить С11, С12 (желательно на бОльшую ёмкость С11 — 1000uF, C12 — 470uF).

9. Меняем несоответствующие компоненты: С16 (желательно на 3300uF х 35V как у меня, ну хотя бы 2200uF x 35V обязательно!) и резистор R27 — у Вас его уже нет вот и замечательно. Советую его заменить на более мощный, например 2Вт и сопротивление взять 360-560 Ом. Смотрим на мою плату и повторяем:

10. Убираем всё с ног TL494 1,2,3 для этого удаляем резисторы: R49-51 (освобождаем 1-ю ногу), R52-54 (. 2-ю ногу), С26, J11 (. 3-ю ногу)

11. Не знаю почему, но R38 у меня был перерублен кем-то 🙂 рекомендую Вам его тоже перерубить. Он участвует в обратной связи по напряжению и стоит параллельно R37-му.

12. Отделяем 15-ю и 16-ю ноги микросхемы от «всех остальных», для этого делаем 3 прореза существуюших дорожек а к 14-й ноге восстанавливаем связь перемычкой, как показано на фото.

13. Теперь подпаиваем шлейф от платы регулятора в точки согласно схемы, я использовал отверстия от выпаянных резисторов, но к 14-й и 15-й пришлось содрать лак и просверлить отверстия, на фото.

14. Жила шлейфа №7 (питание регулятора) можно взять от питания +17В ТЛ-ки, в районе перемычки, точнее от неё J10/ Просверлить отверстие в дорожку, расчистить лак и туда. Сверлить лучше со стороны печати.

Ещё посоветовал бы поменять конденсаторы высоковольтные на входе (С1, С2). У Вас они очень маленькой ёмкости и наверняка уже изрядно подсохли. Туда нормально станут 680uF x 200V. Теперь, собираем небольшую платку, на которой будут элементы регулировки. Вспомогательные файлы смотрите тут .

Вечер ушёл в Вашу пользу 🙂 А в следующей статье я покажу пример изготовления корпуса для хорошего лабораторного БП.

Схема переделки БП ATX в регулируемый

Представленная схема является модификацией примерной схемы блока питания ATX, поэтому она может немного отличаться, когда речь идет о части, содержащей резервный преобразователь, используемые ключи или значения некоторых элементов, поэтому обозначил элементы на схеме, поместив «xx» рядом с теми, которые должны быть изменены или добавлены.

Блок питания оснащен двумя линейными потенциометрами по 10 кОм, один для регулирования напряжения, другой для ограничения тока. Ток измеряется между центральным отводом трансформатора и землей с помощью измерительного резистора 5 мОм / 2 Вт. Напряжение на измерительном резисторе отрицательно по отношению к массе, поэтому оно поступает на TL494, операционный усилитель LM358 используется только для усиления сигнала от потенциометра регулировки тока. Добавленный 36 кОм резистор на ножке 6 используется только для поднятия частоты инвертора с 30 кГц до примерно 45 кГц – без него блок питания также будет работать.

В первый раз оставил главный трансформатор без изменений, включил источник питания и когда все заработало, перенастроил соединения вторичной обмотки. Эта операция не является необходимой, но тогда максимальное выходное напряжение можно безопасно поднять примерно до 24 В. У трансформатора было 4 вторичных обмотки на каждой стороне 3 витка, соединенных параллельно, и одна 4 витка обмотка, добавленная последовательно. Обмотки были разделены и соединены как на схеме.

Дроссель использовался как есть, вначале удалил из него все ненужные обмотки и оставил только то, что было по линии 12 В. Сердечником дросселя является T106-26, при 30 витках он должен иметь около 83 мкГн и ток насыщения 8,6.

Резервный преобразователь должен оставаться неизменным и содержать все элементы, необходимые для его правильной работы, поэтому его не следует изменять, тут схема составлена в упрощенном виде, лишь обозначено место, откуда должно быть взято питание контроллера и вентилятора. Блок питания был оснащен обычным цифровым модулем вольтметра. Блок работает стабильно, вполне устойчив к коротким замыканиям на выходных клеммах.

Источник питания типа AT также может быть преобразован, должен быть заменен только трансформатор или должны быть добавлены два диода FR107 для питания контроллера отводом 6 витков (3 + 3).

Выполнив выпрямитель из блока питания ATX и убрав режим Standby, преобразовал его в AT, и он также заработал без проблем. Регулирование тока также, даже с закороченными выходными проводами, увеличивает напряжение питания контроллера до примерно 26-29 В.

Источник питания AT от ATX, за исключением резервного преобразователя, отличается только способом подачи питания на контроллер (источник питания берется из выходного выпрямителя перед дросселем) и дополнительными резисторами 330k возбуждения между коллектором и базой главных транзисторов.

Каждый блок питания ATX может быть безопасно адаптирован к напряжению 24 В, не трогая на главный трансформатор. Единственное что нужно сделать, это удалить ненужные линии (в частности, 3,3 В) и подпаять конденсаторы на соответственно более высокое напряжение. Также полезно увеличить частоту инвертора примерно до 40-50 кГц, тогда уменьшается риск насыщения сердечника.