Блок питания системного блока не работает. Компьютер не включается

Низкая надежность р оссийских электросетей является причиной выхода из строя бытовой аппаратуры. В системных блоках стационарных компьютеров, после завершения работы операционной системы, несмотря на кажущееся бездействие, блок питания остается постоянно подключенным к сети. В таком состоянии он подвергается опасности воздействия скачков напряжения.

Использование сетевых фильтров ситуацию исправляют лишь тем, что на них имеется кнопка отключения, что является более действенной защитой, нежели указанные защитно-фильтрационные функции.

Большинство системных блоков питания собраны из обычных, так называемых нонеймовских (no name - без именных) производителей. В таком случае ремонт блока питания не оправдывает средств.

Но если у вас установлен качественный блок питания именитых производителей и мощностью, превышающей 400 ватт, то разумнее покупки нового может быть попытка самостоятельного ремонта вышедшего из строя блока питания.

В первую очередь необходимо помнить, что в блоке питания используется опасное для жизни напряжение 220 вольт . Схема блока питания содержит такие элементы, как конденсаторы большой емкости, которые способны хранить напряжение на протяжении долгого времени. Если вы никогда не держали в руках , то вам разумнее будет попросить кого-нибудь из товарищей, или подумать над покупкой нового.

И так, приступаем к ремонту компьютерного блока питания . Так таковой принципиальной схемы в Интернете вы вряд ли найдете. Имеется несколько типичных схем блоков питания, так что придется ориентироваться по ходу действия.

Снимаем крышку блока питания. На плате будут расположены большие радиаторы, необходимые для отвода тепла от силовых элементов. Большинство неисправностей заключается в выходе из строя именно этих силовых элементов, находящихся в первичной цепи .

Для надежности следует выпаять эти элементы (часто приходится выпаивать посредством оплетки - берется оплетка, например экранирующая оплетка от высокочастотного кабеля, прислоняется к ножке, которую необходимо отпаять, прислоняется мощный паяльник, предварительно окунутый на секунду в канифоль. Припой из платы будет облуживать мелкие волоски оплетки и постепенно полностью уйдет с платы.

Для уверенности в целостности элементов рекомендуется найти их данные (datasheet) в Интернете. Для этого в любом поисковике набираем слово datasheet и название транзистора. В приведенных данных будет указан тип транзистора, его состав (простой или составной) и местоположение "базы", "коллектора" и "эмиттера".

Повторяем, что в рабочем транзисторе должны звониться в одном направлении база с коллектором и база с эмиттером, причем они не должны звониться в обратной полярности (поменять щупы местами) и не должно быть прозвона между коллектором и эмиттером в обоих направлениях.

Дополнительно стоит проверить близлежащие диоды , обозначенные в виде треугольников, с поперечной чертой у вершины. Они прозваниваются только в одном направлении.

После замены дефектованных элементов, тщательно проверяем места пайки на наличие "соплей" (перемычек с соседними элементами, созданных при пайке). Пробный запуск блока питания можно произвести путем подключения нагрузки на 12 вольт (например, автомобильной лампочки, или старого жесткого диска и т.д.). Затем перемыкаем вывод "Power-on" (обычно зеленого цвета, четвертый от края самого большого разъема) с массой (рядом находящийся пятый вывод черного цвета).

В случае замены всех неисправных элементов вентилятор блока питания должен начать крутиться. Для уверенности стоит напряжения на основных разъемах. Целая величина основных напряжений 5 и 12 вольт могут с уверенностью сказать, что блок питания отремонтирован.

В случае неуспешного запуска и большого желания отремонтировать можно попытаться задать вопрос на специализированных редиотехнических форумах. Обычно завсегдатаи таких форумов помогают дельным советом на что обратить внимание.

Желаем вам стабильного напряжения и долгих лет жизни вашему блоку питания.

Персональный компьютер состоит из множества компонентов, без которых его работа невозможна. Одним из них является источник питания. Блок питания компьютера (БП) за всю историю развития вычислительной техники оказался довольно консервативен.

На протяжении 30 лет только один раз поменялся его формат с АТ на АТХ, с добавлением в схемотехнику узла дежурного напряжения. Поэтому и неисправности, возникающие в БП типичны, и методика поиска неисправностей для разных моделей идентичная.

Основные компоненты и особенности работы

В последнее время все производители перешли на форм-фактор ATX. Такой переход был связан с изменением технических решений в производстве материнских плат, в частности, изменения системы её запуска. Используемая схемотехника требовала напряжения +3,3 вольта.

Стандарт ATX претерпел за всё время несколько ревизий, в первую очередь это было связано с выделением отдельных линий питания для процессоров и видеокарт. Самая первая модель имела стандартный 20-pin разъём, к которому в дальнейшем были добавлены четыре пина, подающие питание 12 вольт.

Из всех модификаций популярность получил формат EPS/EPS 12 В, состоящий из основного 24-pin штекера и дополнительного 8- pin для подачи 12 вольт.

Все необходимые для работы напряжения подаются через основной разъём, имеющий ключ, защищающий от неправильной установки. Для обеспечения автоматизации запуска применяются различные сигналы, позволяющие провести первичное тестирование БП перед запуском. Так, для включения БП используется сигнал PS-ON. А линия PW-OK, разрешает запуск устройства только после появления всех требуемых напряжений, выдаваемых устройством питания.

Перед тем как приступить к ремонту компьютера своими руками, следует понимать как он устроен и принцип его работы. К основным его блокам относят:

сетевой фильтр;
первичную цепь питания;
узел контроля сигнала PS-ON;
блок формирования сигнала PW-OK;
стабилизатор напряжения линии + 5 вольт;
блок формирования положительных напряжений: 3,3 В, +5 В, +12 В;
блок формирования отрицательных напряжений: 5 В, 12 В;
формирователь положительного стабильного сигнала 3,3 вольта;
фильтры на линиях сформированных напряжений;
блок защиты.

Принцип работы источника напряжения основан на широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Напряжение из промышленной сети поступает на сетевой фильтр, а через него на выпрямительный блок и силовые ключи. Величина напряжения на его выходе составляет 310 вольт. Далее сигнал поступает на вторичные узлы прибора питания и дежурку.

Если напряжение присутствует на ключевых транзисторах, то происходит их открывание, и в первичной обмотке трансформатора возникает ток. Под действием электродвижущей силы ток появляется и во вторичной обмотке. Шим-контроллер, изменяя параметры импульса, управляет временем открытия транзисторов. Работа транзисторов происходит попарно: если один открыт, то другой закрыт.

Стабилизация выходного сигнала происходит путём применения обратной связи . При поднятии уровня сигнала на вторичной обмотке схема обратной связи корректирует значение напряжения на управляющей ноге микросхемы. При этом контроллер увеличивает длительность сигнала, поступающего на транзисторные ключи.

Во время своей работы ключевые элементы работают в тяжёлых режимах, поэтому они нуждаются в охлаждении. Для этого используется активно-пассивный метод. Сами элементы устанавливаются на радиаторы, а их поверхность обдувается вентилятором работающими от 12 вольт.

При соединении разъёмов БП с материнской платой на неё поступает напряжение равное +5 вольт. Основные напряжения на блоке питания в этот момент отсутствуют, кроме сформированного материнской платой дежурного сигнала +3,3 вольта. При нажатии кнопки включения ПК, замыкающей контакты PW-ON на материнской плате, величина PS-ON становится равной нулю, и даётся разрешение на формирование рабочих напряжений. После этого на материнскую плату поступает напряжение PW-OK, обозначающее, что питание в норме. Провода, выходящие из устройства, отвечают за подачу напряжения, величина которого соответствует их цвету:

Когда при работе блока питания какой-то компонент неисправен (или на входе, или выходе), произошёл всплеск уровня напряжения, срабатывает схема защиты. Она останавливает работу путём снятия сигнала Power Good. Повторный запуск компьютерного БП возможен только после отключения его и обратного включения в электрическую сеть.

Этапы выявления неисправностей

Перед тем как перейти к ремонту импульсного блока питания своими руками, потребуется удостовериться, что проблема заключается именно в нём. Обычно первое подозрение возникает на него, когда системный блок отказывается запускаться. Проще всего проверить исправность БП путём его замены на заведомо исправный блок. Диагностику блоку питания компьютера удобно проводить поэтапно. Эти этапы в себя включают:

Необходимо отметить, что при ремонте импульсных блоков питания своими руками запуск и проверку, кроме последнего этапа, лучше проводить автономно от ПК. Для этого на 20 пиновом шлейфе (24 пиновом) замыкается зелёный провод PS-ON c чёрным Com. Такой запуск безопасен, так как в качестве нагрузки выступает кулер, но в случае подозрения на его неисправность желательно нагрузить основные линии нагрузкой, например, ненужным CDRom или HDD.

Проверка элементов и частые поломки

Чтобы починить БП понадобятся не только знания в электронике, но и наличие измерительного и рабочего инструментов. Из измерительных приборов используются: мультиметр, измеритель ёмкости, осциллограф. Хорошо также иметь и генератор. А из инструмента не обойтись без крестовых отвёрток и паяльных принадлежностей. Для 80% повреждений можно обойтись мультиметром, но исследовать микросхемы и формы сигналов можно будет только осциллографом.

Измерения параметров радиоэлементов

Компьютерный источник питания состоит как из пассивных, так и активных радиоэлементов. Измерение параметров радиодеталей необходимо проводить после выпаивания из платы, так как, находясь в схеме, их выводы, могут шунтироваться другими элементами. Для элементов с двумя выводами можно отрывать от платы только один из них.

Измерение резисторов проводится мультиметром , для этого сравнивается соответствие измеренного сопротивления со значением, соответствующим его маркировке. Диоды и стабилитроны проверяются на наличие пробоя в обе стороны, мультиметр ставится в режим прозвонки. Конденсаторы измеряются на соответствие их ёмкости и ёмкостного сопротивления, для этого используется ESR-метр. Биполярные транзисторы проверяются аналогично диодам в режиме прозвонки, а в случае полевых транзисторов проверка происходит на способность их открываться и закрываться.

Типовые отказы

Так как схемотехника компьютерных источников питания существенно не изменяется, существуют типовые неисправности и способы их решения. В первую очередь понадобится попробовать стартовать БП в автономном режиме. В случае неудачи - разобрать его и визуально осмотреть электролитические конденсаторы на вздутие и потёки. Около 70 процентов неисправностей связаны с выходом из строя конденсаторов, и отремонтировать БП получается путём простой их замены на исправные. Если решено ремонтировать БП самостоятельно, то можно воспользоваться следующей инструкцией:

Устройство не включается. Сгорает плавкий предохранитель F1, пробит диодный мост. Вышел из строя разделительный фильтр, терморезисторы находятся в обрыве. Высоковольтный конденсатор потерял свою ёмкость. Силовые транзисторы в обрыве или пробиты.
Устройство не хочет включаться, на высоковольтном конденсаторе присутствует напряжение 310 вольт. Неисправна схема дежурного питания, заменить микросхему ШИМ - контроллера. При отсутствии стабилизированных пяти вольт проверяется подтягивающий резистор 1 кОм. Неисправна цепь супервизора, ёмкости и резисторы в её цепи.
Стабилизированные напряжения занижены или завышены. Нарушения в работе стабилизирующей цепи, проверяются интегральные микросхемы. Неисправна микросхема ШИМ контроллера.
Уровни выходных сигналов занижены. Виновата цепь обратной связи. Нарушена работа ШИМ контролера, повреждены радиоэлементы в её обвязке.
При включении срабатывает защита. Повреждён узел дежурного питания. Сгорела микросхема супервизора, элементы обвязки её цепи. Присутствует короткое замыкание в выходных формирователях напряжения.
При работе выключается. Перегрев, очистить от пыли, смазать кулер, заменить термопасту.
Не крутит вентилятор. Отсутствует питающее напряжение 12 вольт. Обрыв терморезистора. Повреждён вентилятор.

Практический ремонт

Наиболее часто в БП перегорает предохранитель с хлопком и запахом сгоревших деталей. При его замене происходит повторное его сгорание. В первую очередь визуально осматривается плата, и меняются все подозрительные конденсаторы. Если элементы выпрямительного блока исправны, выпаиваются силовые ключи. Устройство включается, предохранитель не сгорел, впаиваются новые транзисторы, и блок запускается заново. Все действия по запуску БП проводятся с включённой в разрыв питания лампочкой. Ярко горящая лампа сигнализирует о коротком замыкании. Если запуска нет, и лампочка горит, то меняется ШИМ контроллер.

Бывает, что при запуске устройства питания слышен свист, он может возникнуть сразу или после прогрева устройства. В этом случае внимательно просматривается плата на «непропаи» элементов и микротрещины, особенно в районе дросселей.

Таким образом, выполняя пошаговый ремонт блока питания компьютера своими руками, можно отремонтировать практически любой БП. Научившись ремонтировать блоки питания персональных компьютеров, несложно будет восстанавливать их в ноутбуках. Устроен ноутбуковый адаптер питания практически так же, как и компьютерный. Отличия лишь в применении планарных радиоэлементов, для выпаивания которых потребуется паяльная станция.

Линейный и импульсный источники питания

Начнем с основ. Блок питания в компьютере выполняет три функции. Во-первых, переменный ток из бытовой сети электропитания нужно преобразовать в постоянный. Второй задачей БП является понижение напряжения 110-230 В, избыточного для компьютерной электроники, до стандартных значений, требуемых конвертерами питания отдельных компонентов ПК, - 12 В, 5 В и 3,3 В (а также отрицательные напряжения, о которых расскажем чуть позже). Наконец, БП играет роль стабилизатора напряжений.

Есть два основных типа источников питания, которые выполняют перечисленные функции, - линейный и импульсный. В основе простейшего линейного БП лежит трансформатор, на котором напряжение переменного тока понижается до требуемого значения, и затем ток выпрямляется диодным мостом.

Однако от БП требуется еще и стабилизация выходного напряжения, что обусловлено как нестабильностью напряжения в бытовой сети, так и падением напряжения в ответ на увеличение тока в нагрузке.

Чтобы компенсировать падение напряжения, в линейном БП параметры трансформатора рассчитываются так, чтобы обеспечить избыточную мощность. Тогда при высоком токе в нагрузке будет наблюдаться требуемый вольтаж. Однако и повышенное напряжение, которое возникнет без каких-либо средств компенсации при низком токе в полезной нагрузке, тоже неприемлемо. Избыточное напряжение устраняется за счет включения в цепь неполезной нагрузки. В простейшем случае таковой является резистор или транзистор, подключенный через стабилитрон (Zener diode). В более продвинутом - транзистор управляется микросхемой с компаратором. Как бы то ни было, избыточная мощность просто рассеивается в виде тепла, что отрицательно сказывается на КПД устройства.

В схеме импульсного БП возникает еще одна переменная, от которой зависит напряжение на выходе, в дополнение к двум уже имеющимся: напряжению на входе и сопротивлению нагрузки. Последовательно с нагрузкой стоит ключ (которым в интересующем нас случае является транзистор), управляемый микроконтроллером в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Чем выше длительность открытых состояний транзистора по отношению к их периоду (этот параметр называется duty cycle, в русскоязычной терминологии используется обратная величина - скважность), тем выше напряжение на выходе. Из-за наличия ключа импульсный БП также называется Switched-Mode Power Supply (SMPS).

Через закрытый транзистор ток не идет, а сопротивление открытого транзистора в идеале пренебрежимо мало. В действительности открытый транзистор обладает сопротивлением и рассеивает какую-то часть мощности в виде тепла. Кроме того, переход между состояниями транзистора не идеально дискретный. И все же КПД импульсного источника тока может превышать 90%, в то время как КПД линейного БП со стабилизатором в лучшем случае достигает 50%.

Другое преимущество импульсных источников питания состоит в радикальном уменьшении габаритов и массы трансформатора по сравнению с линейными БП такой же мощности. Известно, что чем выше частота переменного тока в первичной обмотке трансформатора, тем меньше необходимый размер сердечника и число витков обмотки. Поэтому ключевой транзистор в цепи размещают не после, а до трансформатора и, помимо стабилизации напряжения используют для получения переменного тока высокой частоты (для компьютерных БП это от 30 до 100 кГц и выше, а как правило - около 60 кГц). Трансформатор, работающий на частоте электросети 50-60 Гц, для мощности, требуемой стандартным компьютером, был бы в десятки раз массивнее.

Линейные БП сегодня применяются главным образом в случае маломощных устройств, когда относительно сложная электроника, необходимая для импульсного источника питания, составляет более чувствительную статью расходов в сравнении с трансформатором. Это, к примеру, блоки питания на 9 В, которые используются для гитарных педалей эффектов, а когда-то - для игровых приставок и пр. А вот зарядники для смартфонов уже сплошь импульсные - тут расходы оправданны. Благодаря существенно меньшей амплитуде пульсаций напряжения на выходе линейные БП также применяются в тех областях, где это качество востребованно.

⇡ Общая схема блока питания стандарта ATX

БП настольного компьютера представляет собой импульсный источник питания, на вход которого подается напряжение бытовой электросети с параметрами 110/230 В, 50-60 Гц, а на выходе есть ряд линий постоянного тока, основные из которых имеют номинал 12, 5 и 3,3 В. Помимо этого, БП обеспечивает напряжение -12 В, а когда-то еще и напряжение -5 В, необходимое для шины ISA. Но последнее в какой-то момент было исключено из стандарта ATX в связи с прекращением поддержки самой ISA.

На упрощенной схеме стандартного импульсного БП, представленной выше, можно выделить четыре основных этапа. В таком же порядке мы рассматриваем компоненты блоков питания в обзорах, а именно:

фильтр ЭМП - электромагнитных помех (RFI filter);
первичная цепь - входной выпрямитель (rectifier), ключевые транзисторы (switcher), создающие переменный ток высокой частоты на первичной обмотке трансформатора;
основной трансформатор;
вторичная цепь - выпрямители тока со вторичной обмотки трансформатора (rectifiers), сглаживающие фильтры на выходе (filtering).

⇡ Фильтр ЭМП

Фильтр на входе БП служит для подавления двух типов электромагнитных помех: дифференциальных (differential-mode) - когда ток помехи течет в разные стороны в линиях питания, и синфазных (common-mode) - когда ток течет в одном направлении.

Дифференциальные помехи подавляются конденсатором CX (крупный желтый пленочный конденсатор на фото выше), включенным параллельно нагрузке. Иногда на каждый провод дополнительно вешают дроссель, выполняющий ту же функцию (нет на схеме).

Фильтр синфазных помех образован конденсаторами CY (синие каплевидные керамические конденсаторы на фото), в общей точке соединяющими линии питания с землей, и т.н. синфазным дросселем (common-mode choke, LF1 на схеме), ток в двух обмотках которого течет в одном направлении, что создает сопротивление для синфазных помех.

В дешевых моделях устанавливают минимальный набор деталей фильтра, в более дорогих описанные схемы образуют повторяющиеся (полностью или частично) звенья. В прошлом нередко встречались БП вообще без фильтра ЭМП. Сейчас это скорее курьезное исключение, хотя, покупая совсем дешевый БП, можно, все-таки нарваться на такой сюрприз. В результате будет страдать не только и не столько сам компьютер, сколько другая техника, включенная в бытовую сеть, - импульсные БП являются мощным источником помех.

В районе фильтра хорошего БП можно обнаружить несколько деталей, защищающих от повреждения само устройство либо его владельца. Почти всегда есть простейший плавкий предохранитель для защиты от короткого замыкания (F1 на схеме). Отметим, что при срабатывании предохранителя защищаемым объектом является уже не блок питания. Если произошло КЗ, то, значит, уже пробило ключевые транзисторы, и важно хотя бы предотвратить возгорание электропроводки. Если в БП вдруг сгорел предохранитель, то менять его на новый, скорее всего, уже бессмысленно.

Отдельно выполняется защита от кратковременных скачков напряжения с помощью варистора (MOV - Metal Oxide Varistor). А вот никаких средств защиты от длительного повышения напряжения в компьютерных БП нет. Эту функцию выполняют внешние стабилизаторы со своим трансформатором внутри.

Конденсатор в цепи PFC после выпрямителя может сохранять значительный заряд после отключения от питания. Чтобы беспечного человека, сунувшего палец в разъем питания, не ударило током, между проводами устанавливают разряжающий резистор большого номинала (bleeder resistor). В более изощренном варианте - вместе с управляющей схемой, которая не дает заряду утекать при работе устройства.

Кстати, наличие фильтра в блоке питания ПК (а в БП монитора и практически любой компьютерной техники он тоже есть) означает, что покупать отдельный «сетевой фильтр» вместо обычного удлинителя, в общем-то, без толку. У него внутри все то же самое. Единственное условие в любом случае - нормальная трехконтактная проводка с заземлением. В противном случае конденсаторы CY, соединенные с землей, просто не смогут выполнять свою функцию.

⇡ Входной выпрямитель

После фильтра переменный ток преобразуется в постоянный с помощью диодного моста - как правило, в виде сборки в общем корпусе. Отдельный радиатор для охлаждения моста всячески приветствуется. Мост, собранный из четырех дискретных диодов, - атрибут дешевых блоков питания. Можно также поинтересоваться, на какой ток рассчитан мост, чтобы определить, соответствует ли он мощности самого БП. Хотя по этому параметру, как правило, имеется хороший запас.

⇡ Блок активного PFC

В цепи переменного тока с линейной нагрузкой (как, например, лампа накаливания или электроплитка) протекающий ток следует такой же синусоиде, как и напряжение. Но это не так в случае с устройствами, имеющими входной выпрямитель, - такими как импульсные БП. Блок питания пропускает ток короткими импульсами, примерно совпадающими по времени с пиками синусоиды напряжения (то есть максимальным мгновенным напряжением), когда подзаряжается сглаживающий конденсатор выпрямителя.

Сигнал тока искаженной формы раскладывается на несколько гармонических колебаний в сумме с синусоидой данной амплитуды (идеальным сигналом, который имел бы место при линейной нагрузке).

Мощность, используемая для совершения полезной работы (которой, собственно, является нагрев компонентов ПК), указана в характеристиках БП и называется активной. Остальная мощность, порождаемая гармоническими колебаниями тока, называется реактивной. Она не производит полезной работы, но нагревает провода и создает нагрузку на трансформаторы и прочее силовое оборудование.

Векторная сумма реактивной и активной мощности называется полной мощностью (apparent power). А отношение активной мощности к полной называется коэффициентом мощности (power factor) - не путать с КПД!

У импульсного БП коэффициент мощности изначально довольно низкий - около 0,7. Для частного потребителя реактивная мощность не составляет проблемы (благо она не учитывается электросчетчиками), если только он не пользуется ИБП. На бесперебойник как раз таки ложится полная мощность нагрузки. В масштабе офиса или городской сети избыточная реактивная мощность, создаваемая импульсными БП уже значительно снижает качество электроснабжения и вызывает расходы, поэтому с ней активно борются.

В частности, подавляющее большинство компьютерных БП оснащаются схемами активной коррекции фактора мощности (Active PFC). Блок с активным PFC легко опознать по единственному крупному конденсатору и дросселю, установленным после выпрямителя. В сущности, Active PFC является еще одним импульсным преобразователем, который поддерживает на конденсаторе постоянный заряд напряжением около 400 В. При этом ток из питающей сети потребляется короткими импульсами, ширина которых подобрана таким образом, чтобы сигнал аппроксимировался синусоидой - что и требуется для имитации линейной нагрузки. Для синхронизации сигнала потребления тока с синусоидой напряжения в контроллере PFC имеется специальная логика.

Схема активного PFC содержит один или два ключевых транзистора и мощный диод, которые размещаются на одном радиаторе с ключевыми транзисторами основного преобразователя БП. Как правило, ШИМ-контроллер ключа основного преобразователя и ключа Active PFC являются одной микросхемой (PWM/PFC Combo).

Коэффициент мощности у импульсных блоков питания с активным PFC достигает 0,95 и выше. Кроме того, у них есть одно дополнительное преимущество - не требуется переключатель сети 110/230 В и соответствующий удвоитель напряжения внутри БП. Большинство схем PFC переваривают напряжения от 85 до 265 В. Кроме того, снижается чувствительность БП к кратковременным провалам напряжения.

Кстати, помимо активной коррекции PFC, существует и пассивная, которая подразумевает установку дросселя большой индуктивности последовательно с нагрузкой. Эффективность ее невелика, и в современном БП вы такое вряд ли найдете.

⇡ Основной преобразователь

Общий принцип работы для всех импульсных БП изолированной топологии (с трансформатором) один: ключевой транзистор (или транзисторы) создает переменный ток на первичной обмотке трансформатора, а ШИМ-контроллер управляет скважностью их переключения. Конкретные схемы, однако, различаются как по количеству ключевых транзисторов и прочих элементов, так и по качественным характеристикам: КПД, форма сигнала, помехи и пр. Но здесь слишком многое зависит от конкретной реализации, чтобы на этом стоило заострять внимание. Для интересующихся приводим набор схем и таблицу, которая позволит по составу деталей опознавать их в конкретных устройствах.

	Транзисторы	Диоды	Конденсаторы	Ножки первичной обмотки трансформатора
Single-Transistor Forward	1	1	1	4
	2	2	0	2
	2	0	2	2
	4	0	0	2
	2	0	0	3

Помимо перечисленных топологий, в дорогих БП встречаются резонансные (resonant) варианты Half Bridge, которые легко опознать по дополнительному крупному дросселю (или двум) и конденсатору, образующим колебательный контур.

Single-Transistor Forward

⇡ Вторичная цепь

Вторичная цепь - это все, что находится после вторичной обмотки трансформатора. В большинстве современных блоков питания трансформатор имеет две обмотки: с одной из них снимается напряжение 12 В, с другой - 5 В. Ток сначала выпрямляется с помощью сборки из двух диодов Шоттки - одной или нескольких на шину (на самой высоконагруженной шине - 12 В — в мощных БП бывает четыре сборки). Более эффективными с точки зрения КПД являются синхронные выпрямители, в которых вместо диодов используются полевые транзисторы. Но это прерогатива по-настоящему продвинутых и дорогих БП, претендующих на сертификат 80 PLUS Platinum.

Шина 3,3 В, как правило, выводится от той же обмотки, что и шина 5 В, только напряжение понижается с помощью насыщаемого дросселя (Mag Amp). Специальная обмотка на трансформаторе под напряжение 3,3 В - экзотический вариант. Из отрицательных напряжений в текущем стандарте ATX осталось только -12 В, которое снимается со вторичной обмотки под шину 12 В через отдельные слаботочные диоды.

ШИМ-управление ключом преобразователя изменяет напряжение на первичной обмотке трансформатора, а следовательно - на всех вторичных обмотках сразу. При этом потребление тока компьютером отнюдь не равномерно распределено между шинами БП. В современном железе наиболее нагруженной шиной является 12-В.

Для раздельной стабилизации напряжений на разных шинах требуются дополнительные меры. Классический способ подразумевает использование дросселя групповой стабилизации. Три основные шины пропущены через его обмотки, и в результате если на одной шине увеличивается ток, то на других - падает напряжение. Допустим, на шине 12 В возрос ток, и, чтобы предотвратить падение напряжения, ШИМ-контроллер уменьшил скважность импульсов ключевых транзисторов. В результате на шине 5 В напряжение могло бы выйти за допустимые рамки, но было подавлено дросселем групповой стабилизации.

Напряжение на шине 3,3 В дополнительно регулируется еще одним насыщаемым дросселем.

В более совершенном варианте обеспечивается раздельная стабилизация шин 5 и 12 В за счет насыщаемых дросселей, но сейчас эта конструкция в дорогих качественных БП уступила место преобразователям DC-DC. В последнем случае трансформатор имеет единственную вторичную обмотку с напряжением 12 В, а напряжения 5 В и 3,3 В получаются благодаря преобразователям постоянного тока. Такой способ наиболее благоприятен для стабильности напряжений.

Выходной фильтр

Финальной стадией на каждой шине является фильтр, который сглаживает пульсации напряжения, вызываемые ключевыми транзисторами. Кроме того, во вторичную цепь БП в той или иной мере пробиваются пульсации входного выпрямителя, чья частота равна удвоенной частоте питающей электросети.

В состав фильтра пульсаций входит дроссель и конденсаторы большой емкости. Для качественных блоков питания характерна емкость не менее 2 000 мкФ, но у производителей дешевых моделей есть резерв для экономии, когда устанавливают конденсаторы, к примеру, вдвое меньшего номинала, что неизбежно отражается на амплитуде пульсаций.

⇡ Дежурное питание +5VSB

Описание компонентов блока питания было бы неполным без упоминания об источнике дежурного напряжения 5 В, который делает возможным спящий режим ПК и обеспечивает работу всех устройств, которые должны быть включены постоянно. «Дежурка» питается от отдельного импульсного преобразователя с маломощным трансформатором. В некоторых БП встречается и третий трансформатор, использующийся в цепи обратной связи для изоляции ШИМ-контроллера от первичной цепи основного преобразователя. В других случаях эту функцию выполняют оптопары (светодиод и фототранзистор в одном корпусе).

⇡ Методика тестирования блоков питания

Одним из основных параметров БП является стабильность напряжений, которая находит отражение в т.н. кросс-нагрузочной характеристике. КНХ представляет собой диаграмму, в которой на одной оси отложен ток или мощность на шине 12 В, а на другой - совокупный ток или мощность на шинах 3,3 и 5 В. В точках пересечения при разных значениях обеих переменных определяется отклонение напряжения от номинала на той или иной шине. Соответственно, мы публикуем две разные КНХ - для шины 12 В и для шины 5/3,3 В.

Цвет точки означает процент отклонения:

зеленый: ≤ 1%;
салатовый: ≤ 2%;
желтый: ≤ 3%;
оранжевый: ≤ 4%;
красный: ≤ 5%.
белый: > 5% (не допускается стандартом ATX).

Для получения КНХ используется сделанный на заказ стенд для тестирования блоков питания, который создает нагрузку за счет рассеивания тепла на мощных полевых транзисторах.

Другой не менее важный тест - определение размаха пульсаций на выходе БП. Стандарт ATX допускает пульсации в пределах 120 мВ для шины 12 В и 50 мВ - для шины 5 В. Различают высокочастотные пульсации (на удвоенной частоте ключа основного преобразователя) и низкочастотные (на удвоенной частоте питающей сети).

Этот параметр мы измеряем при помощи USB-осциллографа Hantek DSO-6022BE при максимальной нагрузке на БП, заданной спецификациями. На осциллограмме ниже зеленый график соответствует шине 12 В, желтый - 5 В. Видно, что пульсации находятся в пределах нормы, и даже с запасом.

Для сравнения приводим картину пульсаций на выходе БП старого компьютера. Этот блок изначально не был выдающимся, но явно не стал лучше от времени. Судя по размаху низкочастотных пульсаций (обратите внимание, что деление развертки напряжения увеличено до 50 мВ, чтобы колебания поместились на экран), сглаживающий конденсатор на входе уже пришел в негодность. Высокочастотные пульсации на шине 5 В находятся на грани допустимых 50 мВ.

В следующем тесте определяется КПД блока при нагрузке от 10 до 100% от номинальной мощности (путем сравнения мощности на выходе с мощностью на входе, измеренной при помощи бытового ваттметра). Для сравнения на графике приводятся критерии различных категорий 80 PLUS. Впрочем, большого интереса в наши дни это не вызывает. На графике приведены результаты топового БП Corsair в сравнении с весьма дешевым Antec, а разница не то чтобы очень велика.

Более насущный для пользователя вопрос - шум от встроенного вентилятора. Непосредственно измерить его вблизи от ревущего стенда для тестирования БП невозможно, поэтому мы измеряем скорость вращения крыльчатки лазерным тахометром - также при мощности от 10 до 100%. На нижеприведенном графике видно, что при низкой нагрузке на этот БП 135-миллиметровый вентилятор сохраняет низкие обороты и вряд ли слышен вообще. При максимальной нагрузке шум уже можно различить, но уровень все еще вполне приемлемый.

Диагностика компьютерного блока питания – это первый этап в поиске неисправностей в системном блоке, если тот вообще не подает сигналов жизни.

В жизни каждого радиолюбителя рано или поздно наступает момент, когда ему приходится начинать осваивать мелкий ремонт техники. Это могут быть настольные компьютерные колонки, планшет, мобильный телефон и еще какие-нибудь гаджеты. Не ошибусь, если скажу, что почти каждый радиолюбитель пробовал чинить свой компьютер. Кому-то это удавалось, а кто-то все таки нес его в сервис-центр.

В этой статье мы с вами разберем основы самостоятельной диагностики неисправностей блока питания ПК.

Давайте предположим, что нам в руки попался блок питания (БП) от компьютера. Для начала нам надо убедиться, рабочий ли он?Кстати, нужно учитывать, что дежурное напряжение +5 Вольт присутствует сразу после подключения сетевого кабеля к блоку питания.

Если его нету, то не лишним будет прозвонить шнур питания на целостность жил мультиметром в режиме звуковой прозвонки. Также не забываем прозвонить кнопку и предохранитель. Если с сетевым шнуром все ОК, то включаем блок питания ПК в сеть и запускаем без материнской платы путем замыкания двух контактов: PS-ON и COM . PS-ON сокращенно с англ. – Power Supply On – дословно как “источник питания включить” . COM сокращенно от англ. Сommon – общий. К контакту PS-ON подходит провод зеленого цвета, а “общий” он же минус – это провода черного цвета.

На современных БП идет разъем 24 Pin. На более старых – 20 Pin.

Замкнуть эти два контакта проще всего разогнутой канцелярской скрепкой

Хотя теоретически для этой цели сгодится любой металлический предмет или проводок. Даже можно использовать тот же самый пинцет.

Исправный блок питания у нас должен сразу включиться. Вентилятор начнет вращаться и появится напряжение на всех разъемах блока питания.

Если наш компьютер работает со сбоями, то нелишним будет проверить на его разъемах соответствие величины напряжения на его контактах. Да и вообще, когда компьютер глючит и часто вылазит синий экран, неплохо было бы проверить напряжение в самой системе, скачав небольшую программку для диагностики ПК. Я рекомендую программу AIDA. В ней сразу можно увидеть, в норме ли напряжение в системе, виноват ли в этом блок питания или все-таки “мандит” материнская плата, или даже что-то другое.

Вот скрин с программы AIDA моего ПК. Как мы видим, все напряжения в норме:

Если есть какое-либо приличное отклонение напряжения, то это уже ненормально. Кстати, покупая б/у компьютер, ВСЕГДА закачивайте на него эту программку и полностью проверяйте все напряжения и другие параметры системы. Проверено на горьком опыте:-(.

Если же все-таки величина напряжения сильно отличается на самом разъеме блока питания, то блок надо попытаться отремонтировать. Если вы вообще очень плохо дружите с компьютерной техникой и ремонтами, то при отсутствии опыта его лучше заменить. Нередки случаи, когда НЕисправный блок питания при выходе из строя “утягивал” за собой часть компьютера. Чаще всего при этом выходит из строя материнская плата. Как этого можно избежать?

Самые частые неисправности

Также не забывайте хотя бы раз в год чистить свой блок питания от пыли. Пыль является “одеялом” для радиоэлементов, под которым они могут неправильно функционировать или даже “сдохнуть” от перегрева.

Самая частая поломка БП – это силовые полупроводнки и конденсаторы . Если есть запах горелого кремния, то надо смотреть, что сгорело из диодов или . Неисправные конденсаторы определяются визуальным осмотром. Раскрывшиеся, вздутые, с подтекающим электролитом – это первый признак того, что надо срочно их менять.

При замене надо учитывать, что в блоках питания стоят конденсаторы с низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) . Так что в этом случае вам стоит обзавестись ESR-метром и выбирать конденсаторы как можно более с низким ESR. Вот небольшая табличка сопротивлений для конденсаторов различной емкости и напряжений:

Здесь надо подбирать конденсаторы таким образом, чтобы значение сопротивления было не больше, чем указано в таблице.

При замене конденсаторов важны еще также два параметра: емкость и их рабочее напряжение. Они указываются на корпусе конденсатора:

Как быть, если в магазине есть конденсаторы нужного номинала, но рассчитанные на большее рабочее напряжение? Их также можно ставить в схемы при ремонте, но нужно учитывать, что у конденсаторов, рассчитанных на большее рабочее напряжение обычно и габариты больше.

Если у нас блок питания запускается, то мы меряем напряжение на его выходном разъеме или разъемах мультиметром. В большинстве случаев при измерении напряжения блоков питания ATX, бывает достаточно выбрать предел DCV 20 вольт.

Существуют два способа диагностики:

– проведение измерений на “горячую” во включенном устройстве

– проведение измерений в обесточенном устройстве

Что же мы можем померять и каким способом проводятся эти измерения? Нас интересует измерение напряжения в указанных точках блока питания, измерение сопротивления между определенными точками, звуковая прозвонка на отсутствие или наличие замыкания, а также измерение силы тока. Давайте разберем подробнее.

Измерение напряжения

Если вы ремонтируете какое-либо устройство и имеете принципиальную схему на него, на ней часто указывается, какое напряжение должно быть в контрольных точках на схеме. Разумеется, вы не ограничены только этими контрольными точками и можете померять разность потенциалов или напряжение в любой точке блока питания или любого другого ремонтируемого устройства. Но для этого вы должны уметь читать схемы и уметь их анализировать. Более подробно, как измерять напряжение мультиметром, можно прочитать в этой статье.

Измерение сопротивления

Любая часть схемы имеет какое-то сопротивление. Если при замере сопротивления на экране мультиметра единица, это значит, что в нашем случае сопротивление выше, чем предел измерения сопротивления выбранный нами. Приведу пример, например, мы измеряем сопротивление части схемы, состоящей условно, из резистора известного нам номинала, и дросселя. Как мы знаем, дроссель – это грубо говоря, всего лишь кусок проволоки, обладающий небольшим сопротивлением, а номинал резистора нам известен. На экране мультиметра мы видим сопротивление несколько большее, чем номинал нашего резистора. Проанализировав схему, мы приходим к выводу, что эти радиодетали у нас рабочие и с ними обеспечен на плате хороший контакт. Хотя поначалу, при недостатке опыта, желательно прозванивать все детали по отдельности. Также нужно учитывать, что параллельно подключенные радиодетали влияют друг на друга при измерении сопротивления. Вспомните параллельное подключение резисторов и все поймете. Более подробно про измерение сопротивления можно прочитать .

Звуковая прозвонка

Если раздается звуковой сигнал, это означает, что сопротивление между щупами, а соответственно и участком цепи, подключенных к её концам, рано нулю, или близко к этому. С её помощью мы можем убедиться в наличии или отсутствии замыкания, на плате. Также можно обнаружить есть контакт на схеме, или нет, например, в случае обрыва дорожки или непропая, или подобной неисправности.

Измерение протекающего тока в цепи

При измерениии силы тока в цепи, требуется вмешательство в конструкцию платы, например путем отпаивания одного из выводов радиодетали. Потому что, как мы помним, амперметр у нас подключается в разрыв цепи. Как измерить силу тока в цепи, можно прочитать в этой статье.

Используя эти четыре метода измерения с помощью одного только мультиметра можно произвести диагностику очень большого количества неисправностей в схемах практически любого электронного устройства.

Как говорится, в электрике есть две основных неисправности: контакт есть там, где его не должно быть, и нет контакта там, где он должен быть . Что означает эта поговорка на практике? Например, при сгорании какой-либо радиодетали мы получаем короткое замыкание, являющееся аварийным для нашей схемы. Например, это может быть пробой транзистора. В схемах может случится и обрыв, при котором ток в нашей цепи течь не может. Например, разрыв дорожки или контактов, по которым течет ток. Также это может быть обрыв провода и тому подобное. В этом случае наше сопротивление становится, условно говоря, бесконечности.

Конечно, существует еще третий вариант: изменение параметров радиодетали. Например, как в случае с тем же электролитически м конденсатором, или подгорание контактов выключателя, и как следствие, сильное возрастание их сопротивления. Зная эти три варианта поломок и умея проводить анализ схем и печатных плат, вы научитесь без труда ремонтировать свои электронные устройства. Более подробно про ремонт радиоэлектронных устройств можно прочитать в статье “Основы ремонта “.