Ремонт блока питания компьютера

Поиск неисправностей и самостоятельный ремонт компьютерного блока питания

Чтобы разобраться, исправен блок питания или нет, необходимо понимать базовые принципы его работы. Упрощенно его функцию можно описать так: преобразование входного переменного напряжения бытовой электросети в выходное постоянное нескольких уровней: 12 V, 5 V 5 V SB (дежурное напряжение), 3,3 V и -12 V.

От 12-вольтового источника получают энергию следующие устройства:

• накопители, подключаемые по интерфейсу SATA;
• приводы оптических дисков;
• вентиляторы системы охлаждения;
• процессоры;
• видеокарты.

Провода линии 12 V имеют желтый цвет.

От 5 V и 3,3 V питаются:

• звуковой, сетевой котроллер и основная масса микросхем материнской платы;
• оперативная память;
• платы расширения;
• периферийные устройства, подключаемые к портам USB.

По стандарту ATX линия 5 V обозначается красным цветом проводов, 5 V SB — фиолетовым, а 3,3 V — оранжевым.

От источника 5 V SB (standby) получает питание схема запуска компьютера на материнской плате. Источник -12 V предназначен для запитки COM-портов, которые сегодня можно встретить только на очень старых материнках и специализированных устройствах (например, кассах).

Вышеуказанные напряжения вырабатывают все блоки питания стандарта ATX, независимо от мощности. Различия лишь в уровне токов на каждой линии: чем мощнее питатель, тем больше тока он отдает устройствам-потребителям.

Информацию о токах и напряжениях отдельных линий можно получить из паспорта БП, который в виде этикетки наклеен на одну из сторон девайса. Однако номинальные показатели почти всегда отличаются от реальных. Это вовсе не говорит плохом: колебания значений в пределах 5% считаются нормой. На работе устройств компьютера столь незначительные отклонения не сказываются.

Кроме всего прочего, исправный БП вырабатывает сигнал Power Good или Power OK, который оповещает материнскую плату о том, что он работает как надо и плата может запускать остальные устройства. В норме этот сигнал имеет уровень 3-5,5 V и поднимается только тогда, когда все питающие напряжения достигли заданных показателей. Если блок питания не вырабатывает Power Good, компьютер не стартует. Если вырабатывает слишком рано, что тоже нехорошо, аппарат может включиться и сразу выключиться, зависнуть при загрузке или выбросить критическую ошибку — синий экран смерти.

Практика

Разберите блок, снимите плату и разрядите конденсаторы сетевого выпрямителя лампой накаливания.

Шаг 1

Начинаем с внешнего осмотра. На этом этапе выявляются вздутые конденсаторы, сгоревшие элементы схемы – варисторы, резисторы. Также нужно внимательно осмотреть плату с обратной стороны для выявления плохой пайки или подгоревших участков. Обнаруженные детали заменяются, плата очищается и пропаивается. Соблюдайте полярность при установке элементов.

Проверьте, насколько легко вращается вентилятор охлаждения, зачастую именно он является причиной перегрева блока.

Шаг 2

Проверяем сетевой предохранитель, диоды моста выпрямителя. Если предохранитель сгоревший, в цепи есть короткое замыкание, которое нужно найти и устранить. Для этого проверяем отдельно каждый диод моста выпрямителя. Помните, диод может быть не только пробит, но и иметь незначительную утечку в обратном направлении – при проверке отпаивайте один контакт элемта.

Исправный мост должен иметь бесконечное сопротивление на входе. На выходе моста, при подключении тестера, сопротивление должно измениться от низкого до высокого. Это происходит из-за заряда подключенных параллельно конденсаторов.

Шаг 3, если есть схема активного PFC

Транзисторы ключей схемы PFC (см. схему в первой части) подключены через дроссель параллельно выпрямителю напряжения сети. При пробое транзисторов вход оказывается закороченным и сгорает предохранитель. Как правило, вместе с ключами выходят из строя резисторы, подключенные к затворам и микросхема PWM-контроллера. Как проверить работу схемы PFC, рассмотрим ниже.

Шаг 4

Проверяем транзисторы ключей преобразователя. Транзисторы подключены таким образом, что пробой одного из них может не вызвать замыкания питания и сгорания предохранителя, при этом блок питания просто не запускается.

Причиной неисправности в этом узле часто служат электролитические конденсаторы, подключенные к базе. При их утечке или потере емкости, транзистор переходит из ключевого режима работы в усилительный, что вызывает перегрев элемента.

Эти элементы и конденсатор, обозначенный синим кругом на схеме выше, также являются причиной потери выходной мощности блока питания компьютера. При этом подключенный к системной плате блок не запускается, а без нагрузки работает. Из-за неисправности этих конденсаторов повышаются пульсации на выходе блока питания, что приводит к перезагрузкам и сбоям в работе системы. Эти элементы нужно обязательно выпаивать и проверять.

Если пробиваются транзисторы ключей, резисторы и диоды, подключенные к базе, часто также сгорают.

Шаг 5

Неисправность, рассмотренная в предыдущем шаге, зачастую вызвана завышенным напряжением питающей сети. Источник питания +5в дежурного режима работает постоянно и из-за скачков напряжения страдает первым. Наступила очередь его проверки.

При пробое силового транзистора нужно проверить, а лучше вообще заменить на заведомо исправные все полупроводниковые элементы схемы – транзисторы, диоды, оптопару. Затем проверяем все резисторы и конденсаторы, выпаивая их по очереди. Почему все?

Это очень капризная и важная часть блока питания, от нее запитана микросхема ШИМ-контроллера и схема включения материнской платы. При выходе источника из режима стабилизации, на эти узлы подается завышенное напряжение, что в лучшем случае приводит к сгоранию ШИМ-контроллера блока, а в худшем – потере материнской платы.

Второй случай, когда источник не запускается, +5 дежурного на выходе просто нет. Начальное напряжение для запуска схема получает через резисторы, подключенные к +310в. Зачастую они подгорают, изменяя значение своего сопротивления на гораздо большее, хотя внешне выглядят исправными. Учитывая высокие значения сопротивления резисторов при проверке детали нужно обязательно выпаивать.

Схема также может не запускаться из-за замыкания или перегрузки выходных цепей. Виновником этого может быть пробитый диод выпрямителя, сгоревший ШИМ-контроллер или устанавливаемый в качественных блоках питания защитный стабилитрон.

Всегда проверяйте конденсатор, обозначенный на схеме выше восклицательными знаками. От его исправности зависит значение выходного напряжения блока питания, а расположен он в зоне с повышенной рабочей температурой. Если в схеме блока не установлен защитный стабилитрон, именно из-за этого конденсатора выходит из строя материнская плата.

Шаг 6

Переходим к выпрямителям выходных напряжений. Выпрямители собраны на спаренных диодах, проверяем от центрального вывода оба крайних на наличие пробоя. Нужно обязательно проверить все элементы схемы стабилизатора 3.3в, потому что блоки с микросхемой ШИМ-контроллера TL494 не имеют обратной связи для контроля этого выхода. Блок питания будет запускаться вхолостую, но не работать под нагрузкой.

Также проверьте диоды выпрямителей для напряжений -5в, -12в. Учитывайте, что каждый выход блока нагружен низкоомным резистором, если появились сомнения в исправности одного из диодов, элемент лучше выпаять.

Шаг 7

Добрались до микросхемы ШИМ-контроллера. Возможности проверки исправности микросхемы без включения блока питания ограничены. Но, если в шаге 5, были обнаружены какие либо неисправности, а тем более, если при внешнем осмотре найден сгоревший резистор в цепи питания ШИМ-контроллера, микросхему нужно заменить заведомо исправной.

Выходы микросхемы подключены к двум транзисторам (C945 или 2N2222), если меняете микросхему, проверьте их также.

Шаг 8

После устранения всех неисправностей обнаруженных в предыдущих шагах, блок можно подключить к питающей сети, конечно при соблюдении всех мер предосторожности.

Если при подключении сгорел сетевой предохранитель – возвращаемся к шагу 1 и следующим, чтобы найти пропущенную неисправность.

Измеряем значение напряжения дежурного режима +5в на 9 ( фиолетовый ) контакте разъема. Подключаем нагрузку, подойдет резистор сопротивлением 3-4Ом мощностью около 7Ватт. Снова измеряем напряжение.

Если блок питания выдает заниженное значение (4.3в — 4.8в) нужно заменить оптопару, TL431 и электролитические конденсаторы схемы стабилизатора. Напряжения нет вообще, повторяем шаг 5.

При нормальной работе источника дежурного питания, напряжение на входе PS ON (14, зеленый ) в пределах 2.3-5в, на остальных– 0в. Замыкаем 14 и 15 контакты перемычкой, блок должен запуститься.

Если старта не произошло, возвращаемся к шагу 4. Возможна ситуация, когда блок питания запустился на короткий промежуток времени, при этом дернулся вентилятор. Это происходит при неисправности выходных выпрямителей или микросхемы ШИМ-контроллера, снова проходим шаги 6 и 7.

Для блоков с системой активной PFC на этом этапе нужно проверить работоспособность схемы. Измеряем напряжение на конденсаторе сетевого выпрямителя, схема PFC поддерживает его значение в пределах 380-400в, если прибор показывает 310в – схема не работает и нужно повторить шаг 3.

У запущенного блока измеряем напряжение на выходе PG (8, серый ), правильное значение +5в. Затем проверяем все выходные напряжения — +12в, -12в, +5в, -5в, +3.3в. Нагружать при тестировании все выходы блока было бы правильно, но часто проблематично. Поэтому можно ограничиться нагрузкой каждого выхода по-отдельности. Для нагрузки можно использовать автомобильные лампы накаливания подходящей мощности.

Компьютер после ремонта блока питания обязательно нужно тестировать в течение 3-6 часов.

Ремонта блока питания — поиск схемы и замена стабилитрона

Далее ищем схему на этот блок питания. В Сети мы нашли схему Power Man 300 Ватт. Отличия в схеме лишь в порядковых номерах радиодеталей на плате. Если уметь анализировать печатную плату на соответствие схеме, это не будет большой проблемой.

Вот сама схема на Power Man 300W. Щелкните по ней для увеличения в натуральный размер.

Схема Power man 300

Как мы видим, дежурное питание (дежурка) обозначается как +5VSB:

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

• Смотрите также, как собрать простой тестер для проверки стабилитрона

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

Вспоминаем простые подсказки:

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

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

Пробуем выпаять стабилитрон. В ходе работы он просто развалился надвое.

Проверяем, устранилось ли у нас короткое замыкание по цепям дежурки и массы, либо нет. Действительно, короткое замыкание пропало. Запаиваем новый стабилитрон.

После первого включения блока питания новый стабилитрон начал пускать дым. Здесь надо бы вспомнить одно из главных правил ремонтника:

Если что-то сгорело, нужно найти сначала причину этого, а только затем менять деталь на новую. В противном случае можно получить еще одну сгоревшую деталь.

Перекусываем сгоревший стабилитрон бокорезами и снова включаем блок питания. Так и есть, дежурка завышена: 8,5 Вольт. Конечно в этот момент мы забеспокоились о ШИМ контроллере. Однако после скачивания даташита на микросхему было выявлено, что предельное напряжение питания для ШИМ контроллера равно 16 Вольт.

Наше предположение оказалось неверным, дело не в стабилитроне. Идём дальше.

• Смотрите также, как самостоятельно разбирать и чистить клавиатуру.

Пошаговая инструкция

Итак, вооружившись всеми необходимыми инструментами, можно приступать к ремонту:

1. Прежде всего, надо отключить системный блок от сети и дать ему немного остыть.
2. Поочерёдно откручиваются все 4 винта, которые фиксируют заднюю часть компьютера.
3. Такая же операция проводится для боковых поверхностей. Эта работа выполняется аккуратно, дабы не задеть провода блока. Если есть винты, которые спрятаны под наклейками их также надо отвинтить.
4. После того, как будет снят полностью корпус, БП надо будет продуть (можно воспользоваться пылесосом). Влажной тряпкой протирать ничего не нужно.
5. Следующим этапом будет внимательное рассмотрение и обнаружение причины неполадки.

В некоторых случаях, БП выходит из строя из-за микросхемы. Поэтому, следует тщательно осмотреть её детали. Особое внимание надо уделить предохранителю, транзистору и конденсатору.

Зачастую, причиной поломки блока питания является вздутие конденсаторов, которые ломаются из-за плохой работы кулера. Вся эта ситуация легко диагностируется в домашних условиях. Достаточно лишь внимательно рассмотреть верхнюю часть конденсатора.

Выпуклая крышечка является показателем слома. В идеальном состоянии, конденсатор – это ровный цилиндр плоскими стенками.

Для устранения этой поломки понадобится:

1. Извлечь сломанный конденсатор.
2. На его место устанавливается аналогичная сломанному новая исправная деталь.
3. Кулер снимается, чистится его лопасти от пыли и других частиц.

Чтобы не подвергать компьютер перегреву, его следует регулярно продувать.

Для того, чтобы проверить предохранитель ещё одним способом, его не обязательно выпаивать, а наоборот присоединить медную жилу к контактам. В случае, если БП начнёт работать, тогда достаточно просто припаять предохранитель, возможно, он просто отходил от контактов.

Для проверки работоспособности предохранителя, достаточно лишь включить блок питания. В случае, если он сгорает во второй раз, тогда надо искать причину поломки в других деталях.

Следующий вариант поломки может зависеть от варистора. Он используется для того, чтобы пропускать ток и выравнивать его. Признаком его неисправности являются следы нагара или чёрные пятна. Если таковы были обнаружены деталь надо заменить на новую.

Примечание! Варистор – это та деталь компьютера, которая проверяется во включенном состоянии, поэтому надо быть осторожным и внимательным. По аналогичному принципу проверяется каждая отдельная деталь: диоды, резисторы, конденсатор.

Следует отметить, что проверка и замена диодов не слишком простая задача. Для их проверки следует выпаять каждый диод по отдельности или же сразу всю деталь. Заменять их следует аналогичными деталями с заявленным напряжением.

Если после замены транзисторов они снова сгорают, тогда следует искать причину в трансформаторе. Кстати, эту деталь достаточно тяжело найти и купить. В таких ситуациях опытные мастера рекомендуют покупать новый БП. К счастью, подобная поломка случается достаточно редко.

Ещё одна причина поломки БП может быть связана с кольцевыми трещинами, которые нарушают контакты. Это можно обнаружить и визуально, тщательно осмотрев печатную планку. Устранить подобный дефект можно с помощью паяльника, выполнив тщательную пайку, но при этом надо хорошо уметь паять. При малейшей ошибке, можно нарушить целостность контактов и тогда придется менять всю деталь целиком.

Если же обнаружена более сложная поломка, тогда потребуется отличная техническая подготовка. Также, придется использовать сложные измерительные приборы. Но следует отметить, что приобретение подобных приборов обойдётся дороже нежели весь ремонт.

Следует знать, что элементы, которые требуют замены, иногда бывают в дефиците и мало того, что трудно достать, так они ещё и дорого стоят. Если же случается сложная поломка и затраты на ремонт превышают цену по сравнению с приобретением нового блока питания. В таком случае, выгоднее и надежнее будет приобрести новый прибор.

Шаг 5

Неисправность, рассмотренная в предыдущем шаге, зачастую вызвана завышенным напряжением питающей сети. Источник питания +5в дежурного режима работает постоянно и из-за скачков напряжения страдает первым. Наступила очередь его проверки.

При пробое силового транзистора нужно проверить, а лучше вообще заменить на заведомо исправные все полупроводниковые элементы схемы – транзисторы, диоды, оптопару. Затем проверяем все резисторы и конденсаторы, выпаивая их по очереди. Почему все?

Это очень капризная и важная часть блока питания, от нее запитана микросхема ШИМ-контроллера и схема включения материнской платы. При выходе источника из режима стабилизации, на эти узлы подается завышенное напряжение, что в лучшем случае приводит к сгоранию ШИМ-контроллера блока, а в худшем – потере материнской платы.

Второй случай, когда источник не запускается, +5 дежурного на выходе просто нет. Начальное напряжение для запуска схема получает через резисторы, подключенные к +310в. Зачастую они подгорают, изменяя значение своего сопротивления на гораздо большее, хотя внешне выглядят исправными. Учитывая высокие значения сопротивления резисторов при проверке детали нужно обязательно выпаивать.

Схема также может не запускаться из-за замыкания или перегрузки выходных цепей. Виновником этого может быть пробитый диод выпрямителя, сгоревший ШИМ-контроллер или устанавливаемый в качественных блоках питания защитный стабилитрон.

Всегда проверяйте конденсатор, обозначенный на схеме выше восклицательными знаками. От его исправности зависит значение выходного напряжения блока питания, а расположен он в зоне с повышенной рабочей температурой. Если в схеме блока не установлен защитный стабилитрон, именно из-за этого конденсатора выходит из строя материнская плата.

Проверяем входное сопротивление

Ремонтируем блок питания Power Man на 350 Ватт

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

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

Далее меряем напряжение на фиолетовом проводе

В нашем случае на фиолетовом проводе показано 0 Вольт. Берем мультиметр и прозваниваем фиолетовый провод на землю. Земля – это провода черного цвета с надписью СОМ. COM – сокращенно от “common”, что значит “общий”. Есть также некоторые виды “земель”:

Если вы коснулись земли и фиолетового провода, а мультиметр издал дотошный сигнал “ппииииииииииип” и показал нули на дисплее. Короткое замыкание, однозначно.

Ищем схему на этот блок питания. В нашем случае использовалась схема на Power Man 300 Ватт. Они все равно будут похожи. Отличия в схеме лишь в порядковых номерах радиодеталей на плате. Если уметь анализировать печатную плату на соответствие схемы, то это не будет большой проблемой.

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

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

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

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

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

Вспоминаем простые подсказки:

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

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

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

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

Пробуем выпаять стабилитрон. Как только мы к нему прикоснулись, он развалился надвое.

Проверяем, устранилось ли у нас короткое замыкание по цепям дежурки и массы, либо нет. Действительно, короткое замыкание пропало. Купили новый стабилитрон и запаяли его. При включении блока питания, задымился.

Тут надо вспомнил одно из главных правил ремонтника:

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

При повторном включении блока питания увидели, что дежурка завышена: 8,5 Вольт. Скачали даташит на микросхему, видим предельное напряжение питания для ШИМ контроллера, равное 16 Вольтам.

Проблема завышенного напряжения дежурки оказывается в банальном увеличении ESR электролитических конденсаторов в цепях дежурки. Ищем эти конденсаторы на схеме и проверяем их.

Самое время проверить, на что он способен.

Проверяем первый конденсатор в цепи дежурки.

ESR в пределах нормы.

Находим виновника проблемы

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

Виновник, или по крайней мере один из виновников проблемы найден. Перепаиваем конденсатор на точно такой же, по номиналу и рабочему напряжению, взятый с донорской платы блока питания. Здесь хотим остановиться подробнее:

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

Итак, включаем блок питания и снова замеряем напряжение на дежурке. Замеряем напряжение на дежурке, относительно земли. Напряжение 12 вольт и раздается высокочастотный свист.

Требуется заменить конденсатор емкостью 10 мкФ.

Замеряем ESR на конденсаторе….

Результат, как и в первом случае: прибор зашкаливает.

Итак, перебрав платы был найден и второй нужный мне конденсатор на одной из плат доноров. На всякий случай было измерено его ESR. Оно оказалось в норме. После впаивания второго конденсатора в плату, включаю блок питания клавишным выключателем и измеряю дежурное напряжение. То, что и требовалось, 5,02 вольта… Измеряю все остальные напряжения на разъеме блока питания. Все соответствуют норме. Отклонения рабочих напряжений менее 5%. Осталось впаять стабилитрон на 6,3 Вольта.