Ремонт блока питания компьютера

Ремонт блока питания компьютера

2013-05-08 Ремонт Комментариев нет

Блок питания — один из основных компонентов компьютера, от которого во многом зависит работоспособность всей системы. К сожалению он является и одним из самых ненадежных компонентов компьютера, так как зачастую компьютеры оснащены дешевыми БП китайского происхождения.

Многие пользователи при выборе компьютера просто не обращают внимания на БП, стремясь купить процессор помощнее, жесткий диск большего объема и т.д., А ведь неисправный блок питания может не только помешать нормальной работе всей системы, но и повредить отдельные ее компоненты неустойчивым электрическим напряжением.

Так что если БП вдруг выйдет из строя — остается два варианта: либо бежать покупать новый, либо попробовать его отремонтировать. В первом случае все понятно, а вот во втором случае для ремонта неплохо было бы знать анатомию БП и принцип его работы. Вот этим мы сегодня и займемся, рассмотрим, из чего же состоит БП, но в начале немного теории.

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.

Поиск и устранение неисправностей.

Визуальный осмотр блока.
Снимаем крышку и начинаем осмотр с целью выявить явно неисправные детали, например: изменившие свой цвет, подгоревшие, или имеющие трещины на корпусе, также обращаем внимание на качество пайки выводов.

1. Предохранитель , как правило, стеклянный и его перегорание хорошо заметно, но если он обтянут термоусадкой или керамический – тогда проверяем его омметром. Перегорание предохранителя свидетельствует о неисправности диодов входного выпрямителя, ключевых транзисторов или схемы дежурного режима.
2. Диоды или диодная сборка входного выпрямителя, проверяем на обрыв и короткое замыкание каждый диод. При обнаружении пробоя хотя бы одного диода рекомендуется проверить входные электролитические конденсаторы, и силовые транзисторы, т.к. велика вероятность их неисправности. Маломощные двухамперные диоды, которые часто встречающиеся в дешевых блоках, рекомендуется заменить на более мощные, в зависимости от мощности БП диоды должны быть рассчитаны на ток 4. 8 Ампер.
3. Входные электролитические конденсаторы , проверяем внешним осмотром (на вздутие), также желательно проверить емкость — она не должна быть ниже обозначенной на маркировке и отличаться у двух конденсаторов более чем на 5%.
4. Варисторы , стоящие параллельно конденсаторам и выравнивающие резисторы (сопротивление одного не должно отличаться от сопротивления другого более чем на 5%).
5. Ключевые (силовые) транзисторы . Проверяем мультиметром падение напряжения на переходах «база-коллектор» и «база-эмиттер» в обоих направлениях, в исправном биполярном транзисторе переходы должны вести себя как диоды. После этого проверяем отсутствие пробоя в переходе «коллектор-эмиттер» При обнаружении неисправности транзистора необходимо проверить всю его «обвязку»: диоды, резисторы и электролитические конденсаторы. Конденсаторы, стоящие в цепи базы лучше заменить новыми большей емкости, например: вместо 2.2х50V ставим 4,7х50V. Также желательно зашунтировать их керамическими конденсаторами емкостью 1.0. 2.2 мкФ.
6. Выходные диодные сборки , проверяем мультиметром, наиболее частая неисправность — пробой. Замену лучше ставить в корпусе ТО-247. Обычно для блоков 300-350W диодные сборки на 30А, типа MBR3045 или аналогичные.
7. Выходные электролитические конденсаторы . Неисправность проявляется в виде вздутия, следов коричневого налета или потеков на плате (при выделении электролита). Меняем на конденсаторы нормальной емкости, 2200. 4700 мкФ, рабочая температура — 105° С. Желательно серии LowESR.

Проверка блока:
БП ATX имеют вход дистанционного управления (PS-ОN), при соединении которого с общим проводом (СОМ) включенный в сеть блок начинает работать. Если цепь PS-ON — COM разорвана, напряжения на выходах БП (за исключением дежурных +5V в цепи +5VSB) отсутствуют.
Основные цепи блока питания формата АТХ сосредоточены в разъеме, показанном на рисунке.
Вид со стороны гнезд розетки:

Для того чтобы локализовать неисправность, подключаем БП к сети и пробуем его запустить:
1. Нет дежурного напряжения – проблема с дежуркой, либо КЗ в силовой части,
2. Есть дежурка, но нет запуска, то проблема с раскачкой или ШИМ.
3. БП уходит в защиту тогда чаще всего — проблема в выходных цепях: конденсаторах либо диодных сборках.

Завышенное напряжение дежурки в 90% — вздутые конденсаторы, и часто — убитый ШИМ.
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, часто ШИМ в этом случае тоже умирает, так что проверяем микросхему.

Проверка высоковольтной части блока на короткое замыкание.
Берём лампочку от 60 до 100W и подключаем вместо предохранителя или в разрыв сетевого провода.
Если при включении блока лампа вспыхивает и гаснет — все в порядке, короткого замыкания в высоковольтной части нет.
Если при включении блока лампа зажигается и не гаснет — в высоковольтной части блока есть короткое замыкание.

Для обнаружения и устранения замыкания делаем следующее:
1. Выпаиваем транзисторы (силовые и дежурки) и включаем БП через лампу без замыкания PS-ON.
2. Если лампа горит — ищем причину в диодном мосте, варисторах, конденсаторах, переключателе 110/220V.
3. Если короткого нет — запаиваем транзистор дежурки и повторяем процедуру включения.
4. Если короткое есть — ищем неисправность в дежурке.

Проверка схемы дежурного режима:
Источник питания дежурного режима служит для питания микросхемы ШИМ контроллера БП, и узлов дежурного режима системной платы ПК. Чаще всего выполняется в виде однотактного импульсного преобразователя по схеме блокинг-генератора, со стабилизацией выходного напряжения с помощью обратной связи с применением оптопары.

В первую очередь проверяем ключевой транзистор и всю его обвязку резисторы, стабилитроны, диоды. Далее проверяем стабилитрон, стоящий в базовой цепи (цепь затвора) транзистора, в схемах на биполярных транзисторах номинал от 6V до 6.8V, на полевых, как правило, 18V. Если всё в норме, обращаем внимание на резистор (порядка 4,7 Ом) питания обмотки трансформатора дежурного режима от +310V часто перегорает как предохранитель, но бывает, сгорает и трансформатор дежурки и оттуда, же 150~450kом на базу ключевого транзистора дежурного режима — смещение на запуск. Резисторы часто уходят в обрыв от токовой перегрузки. Замеряем 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 (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 «дежурке» на новый, припаиваем параллельно ему керамический или пленочный конденсатор 0.15. 1.0 мкФ (доработка для предотвращения его «высыхания»). Отпаиваем резистор, ведущий на питание ШИМ. Далее на выход +5VSB (фиолетовый) вешаем нагрузку в виде лампочки 0.3Ах6.3V, включаем блок в сеть и проверяем выходные напряжения дежурки.
На выходе должно быть +12. 30V и +5V, если напряжения в норме — запаиваем резистор на место.

Проверка дежурки под нагрузкой:
Измеряем напряжение дежурного источника, нагруженного вначале на лампочку, а потом — током до 2А, если напряжение дежурки не просаживается — включаем БП, замыкая PS-ON (зеленый) на землю, измеряем напряжения на всех выходах БП. Если все напряжения в допуске, собираем блок в корпус и проверяем БП при полной нагрузке. Смотрим пульсации.
На выходе блока при нормальной работе блока формируется сигнал «PG» или «PW-OK» (Power OK) (серый провод) высокого уровня (от +3,5 до +5V), который свидетельствует, что все выходные напряжения находятся в допустимых пределах.
На «материнской» плате компьютера этот сигнал участвует в формировании сигнала системного сброса Reset. После включения БП уровень сигнала «PG» (PW-OK) некоторое время остается низким, запрещая работу процессора, пока в цепях питания не завершатся переходные процессы.
При отключении сетевого напряжения или внезапно возникшей неисправности БП логический уровень сигнала «PG» (PW-OK) изменяется прежде, чем выходные напряжения блока упадут ниже допустимых значений. Это вызывает остановку процессора, предотвращая искажение данных, хранящихся в памяти, и другие необратимые операции.

Проверка резисторов.
Резисторы, потемневшие от перегрева номинал которых еще можно прочитать, лучше сразу заменить новыми с отклонением от оригинала не более +/-5%.
В случае, когда номинал резистора не читается или маркировка осыпалась, измеряем сопротивление мультиметром. Если сопротивление равно нулю или бесконечности — резистор неисправен и для определения его номинала потребуется принципиальная схема блока питания, либо изучение типовой схемы включения.

Проверка диодов.
Если ваш мультиметр имеет режим измерения падения напряжения на диоде — можно проверять, не выпаивая. Падение должно быть от 0,02 до 0,7V. Если падение — ноль или около того (до 0,005) – выпаиваем сборку и проверяем. Если показания те же – диод пробит. Если же прибор не имеет такой функции, установите прибор на измерение сопротивления (обычно предел в 20кОм). Тогда в прямом направлении исправный диод Шотки будет иметь сопротивление порядка 1 — 2 кОм, а обычный кремниевый — порядка 3 — 6 кОм. В обратном направлении сопротивление будет равно бесконечности.

Проверка микросхемы ШИМ TL494 и аналогов типа КА7500.
1. Включаем блок в сеть. На 12 ноге должно быть порядка 12-30V.
2. Если нет — проверяйте дежурку. Есть — проверяем напряжение на 14 ноге — должно быть +5V (+/-5%).
3. Если нет — меняем микросхему. Если есть — проверяем поведение 4 ноги при замыкании PS-ON на землю.
До замыкания должно быть порядка 3. 5V, после — около 0.
4. Устанавливаем перемычку с 16 ноги (токовая защита) на землю (если не используется — то уже сидит на земле).
Таким образом, временно отключаем защиту МС по току.
5. Замыкаем PS-ON на землю и осциллографом смотрим импульсы на 8 и 11 ногах ШИМ и далее на базах ключевых транзисторов.
6. Если импульсов на 8 или 11 ногах нет или ШИМ греется – меняем микросхему.
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 50V, диоды в их обвязке, сами ключевые транзисторы, пайку ног силового трансформатора и разделительного конденсатора.

Типовые неисправности и проверка элементов

При восстановлении блока питания ПК понадобится использовать различного рода приборы в первую очередь, это мультиметр и желательно осциллограф. С помощью тестера возможно провести измерения на короткое замыкание или обрыв как пассивных, так и активных радиоэлементов. Работоспособность микросхемы, если отсутствуют визуальные признаки выхода её из строя, проверяется с использованием осциллографа. Кроме, измерительной техники для ремонта блока питания ПК, потребуется: паяльник, отсос для припоя, промывочный спирт, вата, олово и канифоль.

Если не запускается блок питания компьютера, возможные неисправности можно представить в виде типичных случаев:

1. Перегорает предохранитель в первичной цепи. Пробиты диоды в выпрямительном мосту. Звонятся на короткое замыкание элементы разделительного фильтра: B1-B4, C1, C2, R1, R2. Обрыв варисторов и терморезистора TR1, звонятся накоротко переходы силовых транзисторов и вспомогательных Q1-Q4.
2. Постоянное напряжение пять вольт или три вольта занижены или завышены. Нарушения в работе стабилизирующей цепи, проверяются микросхемы U1, U2. Если проверить ШИМ контроллер не удаётся, то проводится замена микросхемы на идентичную или аналог.
3. Уровень сигнала на выходе отличается от рабочего. Неисправность в цепи обратной связи. Виновата микросхема ШИМ и радиоэлементы в её обвязке, особое внимание уделяется конденсаторам C и маломощным резисторам R.
4. Нет сигнала PW_OK. Проверяется присутствие напряжений основных напряжений и сигнала PS_ON. Проводится замена супервизора, отвечающего за контроль выходного сигнала.
5. Отсутствует сигнал PS_ON. Сгорела микросхема супервизора, элементы обвязки её цепи. Проверить путём замены микросхемы.
6. Не крутит вентилятор. Замерить напряжение, поступающее на него, оно составляет 12 вольт. Прозвонить терморезистор THR2. Замерить сопротивление выводов вентилятора на отсутствие короткого замыкания. Провести механическую чистку и смазать посадочное место под лопасти вентилятора.