- Блок живлення AT (Теоретична підготовка)
- Блок живлення АТХ (Теоретична підготовка)
- Приступимо до ремонту?
Блок живлення AT (Теоретична підготовка)
Наша сеть партнеров Banwar
Як можна бачити на схемі (рисунок 1), вхідна напруга (115 або 220 В змінного струму) надходить на помехоподавляющий фільтр, який зазвичай складається з дроселів, конденсаторів малої ємності і розрядного резистора.
Далі напруга живлення надходить на двополюсний вимикач, який найчастіше встановлений на передній стінці комп'ютера (з нього - на стандартний роз'єм, до якого підключений стандартний шнур живлення монітора), і далі на високовольтний випрямляч. Він являє собою чотири діода, з'єднаних по бруківці схемою і "залитих" в пластмасовий корпус. Випрямлена напруга надходить на згладжує фільтр (швидше за все, це буде пара електролітичних конденсаторів ємністю по 200-500 мкФ із зазначеним максимальним напруженням 400 В - дивись малюнок 2).
Між високовольтним випрямлячем і високовольтним фільтром включений вимикач S1, винесений на задню стінку БП. У розімкнутому стані схема буде працювати як однофазний мостовий випрямляч з вхідною напругою 220 В, який працює на ємність, рівну С / 2, а в замкнутому - подвоювач напруги, вхідна напруга для якого має бути 115 В (це американський стандарт). Якщо ви включите його при роботі в нашій мережі - вважайте, що вам не пощастило.
Відфільтроване постійна напруга надходить на зібраний по одно- або двотактної схемою високовольтний транзисторний ключ, який переключається схемою управління з частотою кілька десятків кілогерц. Імпульси напруги надходять на імпульсний понижуючий трансформатор, на вторинних обмотках якого і виходять напруги для каналів +5 В, +12 В, -5 В, -12 В. Канали ці збираються за стандартними схемами і містять двухполья-періодний випрямляч (два діода, підключених до обмотці з середньою точкою) і LC-фільтр. У каналах -5 В і -12 В можуть застосовуватися інтегральні стабілізатори напруги типів 7905 і 7912 відповідно. До каналу +12 В зазвичай підключається вентилятор, який охолоджує БП, а заодно і комп'ютер.
Вихідні напруги відслідковуються схемою управління. Сигнал PG (Power Good), що сигналізує про те, що напруги на блоці живлення знаходяться в межах норми, являє собою постійну напругу +5 В, яке повинно з'явитися після закінчення всіх перехідних процесів в блоці живлення. При відсутності цього сигналу на системній платі безперервно виробляється сигнал апаратного скидання процесора, при появі цього сигналу система починає нормальну роботу. Рівень цього сигналу може лежати в межах 3-6 В, з'являється він через 0,1-0,5 сек. після включення живлення при нормальних напругах на виході блоку. Відсутність необхідної затримки при включенні і запізнювання при виключенні призводить до втрати інформації в CMOS і помилок при завантаженні. Натискання кнопки "reset" практично еквівалентно замикання PG на схемну землю.
Схема управління зазвичай складається з контролера широтно-імпульсної модуляції (ШІМ-контролер) і лінійки компараторів, які відстежують рівні вихідної напруги і беруть участь у формуванні сигналу PG. Як лінійка компараторів часто застосовується мікросхема LM339N, TL494 (TL493, TL495) фірми Texas Instrument або її аналог - мікросхема МРС494 фірми NEC. Структурна схема TL494 зображена на малюнку 3.
Висновки 1 і 2 - неинвертирующего і инвертирующего входів підсилювача помилки 1; висновок 3 - вхід "зворотного зв'язку"; висновок 4 - вхід регулювання "мертвого часу" (час, протягом якого закриті обидва вихідних транзистора, причому незалежно від величини струму навантаження); висновки 5 і 6 - для підключення зовнішніх елементів до вбудованого генератора пилкоподібної напруги; висновок 7 - загальний; висновки 8 і 9 - колектор і емітер першого транзистора; висновки 11 і 10 - колектор і емітер другого транзистора; висновок 12 - харчування; висновок 13 - вибір режиму роботи (можлива робота в одно- або двотактному режимі: якщо на цьому висновку присутній логічна "1" (+2,4 ... + 5 В), то транзистори відкриваються по черзі (двотактний режим роботи); якщо на виведення буде "О" (0 ... 0.4 В), то це однотактний режим, при цьому транзистори можуть бути включені паралельно для збільшення вихідного струму); висновок 14 - вихід опорного напруги (+5 В); висновки 15 і 16 - неинвертирующий і інвертується входи підсилювача помилки 2.
ШІМ-контролер працює на фіксованій частоті і містить вбудований генератор пилкоподібної напруги, який вимагає для установки частоти всього два зовнішніх компонента: резистора Rt і конденсатора Ct. При цьому частота генерації буде дорівнює f = 1,1 / RtCt.
Модуляція ширини імпульсів досягається порівнянням позитивного напруги, отриманого на конденсаторі Ct з двома керуючими сигналами (один з них надходить на вхід регулювання "мертвого часу", другий виходить з вихідних сигналів підсилювачів помилок і сигналу зворотного зв'язку). Логічний елемент АБО-НЕ збуджує вихідні транзистори тільки тоді, коли амплітуда пилоподібного напруги вище амплітуди керуючих сигналів. Таким чином, підвищення амплітуди керуючих сигналів викликає зменшення ширини вихідних імпульсів. За більш детальною інформацією краще звернутися до довідників.
Блок живлення АТХ (Теоретична підготовка)
За принципом роботи практично не відрізняється від старого формату AT. Відмінності - в конструкції і можливості управління живленням. Якщо в старому конструктиві вимикач мережі розташовувався на передній стінці корпусу (майже завжди), то в нових блоках харчування управління проводиться за допомогою кнопки, а силовий вимикач встановлений на самому блоці живлення, і мережеве напруга присутня тільки всередині БП. Ще багато нові блоки живлення не вимагають перемикання меж вхідної напруги, працюючи в діапазоні 100-240 В. Істотні відмінності є в електричному інтерфейсі. У АТС є додаткове джерело напругою 3,3 В для живлення процесора і черговий "Standby" - малопотужний джерело з виходом +5 В. Черговий джерело з допустимим струмом навантаження 10 мА (АТС 2.01) включається при подачі напруги. Призначений він для харчування ланцюгів управління енергоспоживанням і пристроїв, "страждають безсонням" - наприклад, факсмодеми, який при надходженні вхідного дзвінка "розбудить" машину. Потужність цього джерела може бути збільшена до 720 мА, і машина зможе прокинутися при прийомі пакету від чергового адаптера локальної мережі. В інтерфейс БП введений керуючий сигнал PS-ON, що включає основні джерела +5, +3,3, +12, -5 і -12 В. Напруга від цих джерел надходить тільки при низькому рівні сигналу. При високому рівні або вільному стані ланцюга вихідні напруги джерел - близько нуля. Про нормальному напрузі харчування свідчить наявність сигналу PW-OK (Power O'Key) - те ж саме, що PG на старих блоках. Інтерфейс управління живленням дозволяє виконувати програмне відключення живлення. У старому форматі живлять дроти до плати підключалися двома роз'ємами, що часом призводило до негативних наслідків, в АТС роз'єм один і забезпечений надійним ключем. Розширена специфікація передбачає передачу інформації від датчиків вентилятора на системну плату - для забезпечення контролю оборотів. Для цих цілей може бути присутнім додатковий (необов'язковий) палять. Крім сигналів датчика вентилятора, сигналу керування швидкістю обертання вентилятора БП і сигналу зворотного зв'язку стабілізатора +3,3 В, на додатковому роз'ємі є контакти 1394 (+) і 1394 (-) ізольованого від схемної землі джерела напруги 8 - 48 В для живлення пристроїв шини IEEE 1394 (FireWire).
Приступимо до ремонту?
УВАГА! Більшість ланцюгів БП знаходяться під напругою мережі, і для ремонту необхідні відповідна кваліфікація і знання правил безпеки! Перед пошуком несправності вимкніть БП від мережі і розрядите високовольтні конденсатори у фільтрі!
А тепер розглянемо найбільш часто зустрічаються несправності блоків живлення. Дуже часто виходять з ладу деталі в високовольтному фільтрі, високовольтному ключі, випрямлячах в каналах +5 В і +12 В, і мікросхеми ШІМ-контролера. Несправності можна шукати в такому порядку.
Перевірити запобіжник, який стоїть перед мережевим фільтром (номінал - 4 А) і при його несправності замінити на запобіжник з таким же номіналом. Якщо любите ризик, можете поставити замість нього "жучок", але при цьому ніяких гарантій у вас не буде і обсяг ремонту може сильно збільшитися. Якщо запобіжник згорить знову - шукайте далі.
Провести зовнішній огляд монтажу друкованої плати, бажано через збільшувальне скло. Друковані провідники повинні бути цілими, без розривів, висновки деталей не повинні бовтатися (помилкові пайки виглядають як кільцеподібна тріщина навколо виводу деталі).
За допомогою омметра перевірте високовольтний випрямляч, високовольтний фільтр і високовольтний ключ. Конденсатори фільтра не повинні мати обривів (відсутність кидка при перевірці омметром) або коротких замикань. Якщо є осцилограф, можна подивитися форму випрямленої напруги на виході високовольтного фільтра (на вході осцилографа повинен бути включений дільник 1:10). Якщо підключено до каналу +5 В навантаженні 1-2 Ом подвійна амплітуда пульсацій не повинна перевищувати 5 В.
Транзистори високовольтного ключа, швидше за все, будуть мати вбудований захисний діод, включений між колектором і емітером. Знайти ці транзистори просто - вони мають великий корпус, закріплені на радіаторі, на платі у їхніх висновків зазвичай нанесено маркування "В", "С", "Е" (база, колектор, емітер). Перевіряються також захисні діоди, якщо вони встановлені, підключені до висновків колектора і емітера транзисторів. Транзистор вважається несправним, якщо опір "колектор - емітер" мало або дорівнює нулю в обох напрямках.
Далі - перевірка каналів +5 В, +12 В, -5 В, -12 В. Для перевірки каналів +5 В і +12 В вимірюють опір їх виходів (шина +5 В і загальний, шина +12 В і загальний). Провідник + 5 В зазвичай забарвлений в червоний колір, +12 В - в жовтий, загальний провід чорного кольору. Опір виходу повинно бути більше 100 Ом. Якщо воно набагато менше або навіть дорівнює нулю - швидше за все, пробиті діоди в випрямному мосту (як мінімум один). Замінювати несправні деталі потрібно аналогічними. Випрямлячі є два діода, з'єднані катодами і залиті в пластмасу. На корпусі нанесено маркування - зображень двох діодів, включених зустрічно. Ці блоки також закріплені на радіаторі, причому він може бути загальним для випрямлячів і транзисторів високовольтного ключа. При установці випрямлячів і транзисторів обов'язково перевіряйте цілісність ізолюючих прокладок.
Якщо пробитий один або обидва діода в будь-якому з каналів, БП не буде заводитися: чутно тільки слабке дзижчання, вся вихідна напруга сильно занижені, вентилятор не крутиться, імпульсів на виході мікросхеми (виводи 3, 9, 10, 11} теж може не бути. зазвичай відразу починають підозрювати несправність мікросхеми ШІМ-контролера, і марно.
Аналогічно перевіряється справність каналів -5 В і -12 В. Випрямлячі в них часто збирають на двох звичайних діодах. Якщо застосовуються інтегральні стабілізатори типів 7905 і 7912, вимірюють опір на їх входах (повинно бути більше 100 Ом). Пробитися можуть і конденсатори в фільтрах, але це буває рідше.
Перевірте компаратори. Керуючись схемою (рисунок 4) і цоколевкой, виміряйте напруги на входах і виходах компараторів. Якщо напруга на неінвертуючий вході більше, ніж на інвертується, вихідна напруга повинна бути приблизно 4,9 В, якщо навпаки - то набагато нижче.
ШІМ-контролер перевіряється так: виміряйте напруга живлення (висновок 12), воно повинно бути приблизно 10-15 В (діапазон робочих напруг 7-40 В). Якщо цієї напруги немає або воно дуже низька, потрібно перерізати друковану доріжку, що йде до висновку 12. Якщо напруга з'явиться, мікросхему треба міняти - вона несправна. Якщо напруга не з'явилося, перевіряйте цю ланцюг далі. У деяких моделях це напруга виробляє випрямляч, підключений до невеликого трансформатора. Швидше за все, схема випрямляча така: трансформатор з середньою точкою підключений до двох діодів і конденсатора.
Перевірте вихід опорного напруги (висновок 14), на ньому має бути +5 В. Ця напруга подається через резистивні подільники на входи компараторів. Якщо воно більше норми більш ніж на 10% або дорівнює напрузі харчування, міняйте мікросхему. Якщо опорна напруга нижче норми або відсутній, перережьте доріжку на платі, що йде до висновку 14. Якщо після цього напруга на виводі з'явилося, перевіряйте зовнішні ланцюга, якщо немає - несправна мікросхема.
Імпульси на виводі 5 перевіряються за допомогою осцилографа. На цьому висновку повинно бути пилкоподібна напруга амплітудою близько 3 В і частотою кілька десятків кілогерц. Можлива частота в межах від 1 до 50 кГц. "Пила" повинна бути неспотвореної. Якщо є спотворення або занадто мала (велика) частота, перевірте конденсатор і резистор на висновках 5 і 6. Якщо навісні елементи справні, мікросхема вимагає заміни. Перевірте сигнали на виходах мікросхеми. Схему їх включення можна визначити "на око" - якщо висновки 9 і 10 підключені до загального проведення, вихідні сигнали потрібно спостерігати на висновках 8 і 11, а якщо до проводу живлення підключені висновки 8 і 11, вихідні сигнали перевіряють на висновках 9 і 10. на виходах повинні бути імпульси з чіткими фронтами, амплітудою 2-3 В і тривалістю, яка залежить від потужності підключеного навантаження. Ці імпульси безпосередньо або через трансформатори подаються на бази транзисторів високовольтного ключа. Якщо амплітуда імпульсів мала, перерізають провідники, що ведуть до висновків мікросхеми, і спостерігають сигнали безпосередньо біля мікросхеми. Якщо амплітуда сигналів стала нормальною, пробиті переходи транзисторів і їх слід замінити.
Якщо напруги в нормі, але вентилятор не обертається - швидше за все, несправний сам вентилятор. Досить почистити крильчатку, змастити його підшипник машинним маслом, і, якщо він не згорів остаточно, то буде крутитися як новенький.
Буває і таке - при низькій температурі навколишнього повітря БП не включається, після прогріву працює нормально. У технічних умовах звичайно домовляються, що комп'ютер повинен працювати при температурах +10 ... + 35 ° С. Якщо температура менше + 10 ° С, нормальна робота не гарантується. Якщо в приміщенні вище + 10 ° С, але БП не запускається - можна спробувати замінити мікросхему ШІМ-контролера. Мікросхеми TL494 з буквою "I" (наприклад, TL494ID) працюють в діапазоні температур від -25 до + 35 ° С, а з буквою "С" (наприклад, TL494CN) - при температурах від Про до + 70 ° С.
Руйнування інформації в CMOS може бути викликано не тільки батарейкою. Для перевірки виконайте наступне: якщо перед включенням харчування утримати кнопку "reset" і відпустити її через кілька секунд, цим можна імітувати збільшення затримки сигналу Power Good. Якщо при цьому дані зберігаються - мала затримка при включенні. Якщо дані все одно губляться, перевірте затримку при відключенні. Для цього "reset" потрібно натиснути перед відключенням живлення і утримувати ще кілька секунд - це імітація прискорення зняття сигналу Power Good. Якщо при такому виключенні дані зберігаються, справа в великій затримці при виключенні. В обох випадках потрібно ремонт блоку живлення і його налаштування. Обов'язково перевіряється рівень напруги +5 В, іноді радять знизити його величину до 4,9 В при наявності такої регулювання в блоці живлення.
Зрозуміло, всі несправності неможливо описати в обсязі однієї статті, тому залишається сподіватися, що більшості читачів згодиться тільки її теоретична частина.
Джерело інфорациі:
Стаття Олександра Долинина "Домашня реанімація",
опублікована в комп'ютерному тижневику "UPGRADE"