Oprava napájecího zdroje počítače: schémata pro pokyny

Napájecí zdroj v počítači (PSU) je modulární pulzní elektronická jednotka.

Jeho účelem je přeměnit střídavý proud na několik stejnosměrných napětí, a to:

Uvedené stejnosměrné proudy se používají k zajištění provozu:

• základní deska;
• grafické karty;
• pevný disk;
• a řadu dalších počítačových komponent.

Tento článek pojednává o opravě počítačového zdroje vyrobeného v souladu s formátem ATX určeného pro stolní počítače.

Již více než dvě desetiletí je tento standard dominantním standardem pro sériově vyráběné počítačové systémy.

Hlavní příčiny výpadku napájení

Mnoho let používání logického obvodu spínacího měniče vedlo k tomu, že jeho spolehlivost dosáhla působivé úrovně.

To je důvod, proč téměř všechny běžné poruchy napájení PC v dnešní době nejsou způsobeny ani tak montážními vadami, jako vnějšími příčinami, včetně:

• přirozené znehodnocení základny prvků;
• výrazné přepětí v síti;
• odchylky zatížení od normální hodnoty;
• nadměrné zahřívání koncových stupňů v důsledku hromadění usazenin prachu pod skříní napájecího zdroje;
• v souladu s tím nerespektování pravidel a předpisů pro péči o počítačový hardware.

Obzvláště silné opotřebení úderem a zastaralost základny prvku se uplatňuje u kondenzátorů:

• usměrňovací jednotka;
• a sekce na proudovém výstupu z obvodu.

Při provozu výpočetní techniky tyto komponenty:

• ztráta funkčnosti;
• ztrácejí své konstrukční kapacitní vlastnosti.

Tyto procesy způsobují prudký nárůst zvlnění napětí na výstupních kontaktech PSU, což má za následek poruchu některých počítačových jednotek.

U napájecích zdrojů nabízených za nízké ceny dochází k znehodnocení elektrolytických kondenzátorů současně s jejich bobtnáním.

Někdy je výsledkem tohoto jevu zlom v partu doprovázený tupým praskáním.

Prudký nárůst síťového napětí nebo nadměrné zatížení může způsobit přehřátí a zkrat v diodovém můstku vstupního usměrňovače.

S tímto vývojem událostí je střídavý proud přicházející ze sítě směrován do obvodů, které nejsou určeny pro tento typ napájení. V důsledku toho dochází k následujícím problémům:

• selhávají elektrolytické kondenzátory určené pro unipolární napájení;
• PWM regulátor a doprovodné tranzistorové potrubí jsou zničeny.

Často to vede k tomu, že není vůbec rentabilní opravovat PSU, nakonec bude jednodušší koupit nový.

Rovněž není vyloučeno selhání výstupních tranzistorů pulsního měniče. Tento problém je obvykle způsoben nadměrným teplem způsobeným:

• přetížení;
• nedostatečné chlazení.

Pokud dojde k chybám při určování výkonu, dojde k poškození a přerušení napájecího zdroje zkratem. Výsledkem bude:

• izolace drátu se roztaví;
• část kabelů úplně shoří.

Takové procesy mohou být způsobeny skutečností, že například s deklarovaným jednotkovým výkonem 400 wattů ve skutečnosti poskytuje napájecí jednotka rozpočtového typu přibližně 250 wattů.

Jak zkontrolovat výstupní napětí jednotky

Oprava napájecího zdroje počítače se provádí pomocí diagnostického zařízení:

• Pro měření výstupního napětí jednotky je docela vhodné levné čínské testovací zařízení navržené speciálně pro PSU formátu ATX.
• V mnoha případech lze všechny potřebné charakteristiky zaznamenat pomocí běžného voltmetru.
• Pro provedení tohoto postupu budete muset spustit PSU, pro který musíte najít svorku pohotovostního napětí.
• Je umístěn na hlavním konektoru, určeném pro spínání „základní desky“.
• Není těžké najít tento kontakt podle zelené kabeláže, která k němu vede.

Naznačenou svorku je nutné uzavřít černým vodičem, tzv. zemí. K tomu můžete použít:

• kus drátu;
• nebo kancelářskou sponkou.

Indikátory napětí, které je třeba zkontrolovat na svorkách pro hlavní a periferní zařízení, lze zaznamenat pouze po spuštění napájecího zdroje.

Známkou jeho zařazení bude roztočení chladicího ventilátoru. Když dojde ke spuštění, bude nutné odstranit parametry napětí pro všechna proudová vedení.

Pokud jsou všechna napětí normální, pak bude řada na připojení ekvivalentní zátěže. V této kapacitě je docela vhodná 12voltová lampa s výkonem kolem 100 wattů.

Před provedením uvedených operací je však nutné demontovat BP a pečlivě prozkoumat jeho prvky.

Před připojením náhrady zátěže se ujistěte, že:

• v okruhu nejsou žádné spálené tlumivky;
• vysokonapěťové kondenzátory nejsou oteklé.

Vizuální kontrola stavu dílů se provádí podle následujícího schématu:

1. Odšroubujte čtyři šrouby.
2. Horní kryt je odstraněn.
3. Deska je opatrně odstraněna.
4. Všechny jeho části jsou pečlivě prozkoumány.

Funkční PSU se liší od rozbitého PSU v následujících ohledech:

• neobsahuje zničené nebo uhlíkem pokryté části;
• jeho kondenzátory nejsou oteklé nebo zlomené;
• na desce nejsou žádné šmouhy, saze, husté usazeniny prachu.

Zařízení jednoduchých napájecích zdrojů

Většina PSU instalovaných na moderních počítačích je sestavena podle principu typického pro ATX design.

Z kabelové zásuvky do mikroobvodu přichází proud o napětí 220 voltů. Poté vstoupí do vstupního filtru, pokud jej výrobce poskytuje.

Pokud ne, pak na desce musí být místo pro instalaci této části. Dále proud jde do usměrňovací sekce

Konstrukce zdroje obsahuje dva radiátory. Na prvním z nich je osazena dvojice výkonových spínačů a také vícegenerátorový tranzistor. Další jsou dva transformátory.

Druhý radiátor obsluhuje nízkonapěťovou zónu napájecího zdroje. Jsou zde namontovány Schottkyho diody. Schéma pokračuje s tlumivkami:

• při +5, +12 voltech;
• na 3,3 voltu.

Schéma zapojení je doplněno výstupními svazky napěťových vedení pro spínání hardwarových komponent PC a také vedením k chladicímu ventilátoru.

Odstraňování problémů a modernizace napájecího zdroje

Přestože pulzní napájecí zdroj nepatří mezi nejjednodušší kategorii elektronických zařízení, zvládnou jej seřídit i začínající radioamatéři.

A to i v případě, že nashromáždili minimální zkušenosti s nastavováním rádiových zařízení.

Diodový test

Pokud není žádné pohotovostní napětí a napájecí zdroj selže při spuštění, je třeba pečlivě zkontrolovat vstupní usměrňovač, zda:

• provozuschopnost součásti pojistky a termistoru;
• absence přerušení vinutí tlumivky.

Jsou to celkem běžné poruchy, ale mnohem častěji je příčinou poruchy přepálení diodového můstku zkratem ve filtračním kondenzátoru.

Tuto skutečnost lze zjistit jak podle specifického zápachu, tak podle spálených diod. V souladu s tím je nutné zkontrolovat diody usměrňovací části, zda nejsou poškozeny.

Výměna vodičů pro napájení externích zařízení

V další fázi je nutné odstranit spálené vodiče určené k napájení externích zařízení. Je velmi nežádoucí vyměňovat vadné vodiče:

• použitý;
• silně ohnutý;
• částečně ztracené izolační analogy.

Nejlepší možností by bylo instalovat zcela nové kabely i do velmi starého zdroje, jinak může být význam opravy snížen na nulu.

Instalace kondenzátorů

V mnoha případech je žádoucí instalovat na výstup kondenzátory, které mají kapacitu jeden a půlkrát větší než běžné protějšky.

Toto vylepšení odstraní problém s kapacitou, která často nestačí na konkrétní výkon.

Smysluplná je také instalace tlumivky a filtračních kondenzátorů pro vstupní síťové napětí.

Při modernizaci velkých dílů, jako jsou kondenzátory, musíte:

• zahřívejte místa pro utěsnění nohou jeden po druhém;
• odstranit přebytečnou pájku;
• poté uvolněte kondenzátor a vytáhněte jej;
• nebo nahřejte obě pájecí zóny najednou širokým hrotem páječky a šikovně vytáhněte kondenzátor z montážních patic.

Kontrolní zařazení zařízení po provedené práci

Po dokončení oprav a seřízení je nutné:

• připojte k PSU 220 voltů;
• zkontrolujte přítomnost napětí na konektoru “matky”;
• uzavřete tuto svorku k zemi;
• uvést BP do akce.

Pokud byly problémy vyřešeny a revize byla úspěšná, PSU se bezpečně spustí a chladič se roztočí. Zbývá zkontrolovat napětí na elektrických vedeních:

• 5 voltů;
• 12 voltů;
• 3,3 voltu.

Úspěšně opravený napájecí zdroj lze sestavit a nainstalovat do krabice počítačového systému.

Nejprve by měl být na pigtail drátů nasazen držák, aby se zabránilo kontaktu s železným pláštěm a poškození. Dále musíte provést závěrečný test PSU na 12voltové lince.

Poté, co se ujistíte, že tato důležitá jednotka je plně funkční, lze ji bezpečně namontovat jak do použitého, tak do relativně nového osobního počítače.

Pro zvýšení životnosti PSU je vhodné jej připojit k domácímu nebo kancelářskému okruhu ne přímo, ale prostřednictvím automatického regulátoru napětí.

Udělej si sám krok za krokem algoritmus pro opravu napájecího zdroje počítače vlastníma rukama – analýza obvodu, tipy pro kontrolu různých komponent, fotografie a videa.

Kontrola vstupního odporu napájecího zdroje počítače

Nejprve provedeme vnější a vnitřní kontrolu. Podívejme se na nádivku. Jsou tam nějaké spálené rádiové prvky? Možná je někde deska spálená nebo explodoval kondenzátor, nebo to zapáchá spáleným křemíkem? To vše je při kontrole zohledněno. Určitě se podívejte na pojistku. Pokud vyhořel, na jeho místo nasadíme provizorní propojku na přibližně stejný počet ampér a poté změříme vstupní odpor přes dva síťové vodiče. To lze provést na zástrčce napájecího zdroje se zapnutým tlačítkem “ON”. Neměl by být příliš malý, jinak při zapnutí napájení opět dojde ke zkratu.

• Přečtěte si také o opravách USB modemů

Svépomocná oprava počítačových zdrojů – měření napětí

Pokud je vše v pořádku, zapneme naše napájení do sítě pomocí dodaného síťového kabelu, nezapomeňte na tlačítko napájení, pokud bylo ve vypnutém stavu.

Tlačítko napájení

Dále změřte napětí na fialovém vodiči.

Pinout napájení počítače ATX

Fialový vodič ukazoval 0 voltů. Vezmeme multimetr a přivoláme fialový drát k zemi. Uzemnění tvoří černé vodiče označené COM (zkratka pro “common”, což znamená “společné”). Existují také některé typy „zemí“:

Jakmile jsme se dotkli země a fialového vodiče, multimetr vypustil na displej nuly. Zkrat určitě.

Oprava zdroje – hledání obvodu a výměna zenerovy diody

Dále hledáme obvod pro tento napájecí zdroj. Na webu jsme našli obvod Power Man 300 Watt. Rozdíly v obvodu jsou pouze v sériových číslech rádiových součástek na desce. Pokud dokážete analyzovat desku plošných spojů z hlediska souladu s obvodem, nebude to velký problém.

Zde je samotný obvod na Power Man 300W. Kliknutím na něj jej zvětšíte v plné velikosti.

Schematic Power man 300

Jak vidíme, výkon v pohotovostním režimu (duty) je označen jako + 5VSB:

Přímo z něj vychází zenerova dioda s nominální hodnotou 6,3 voltu k zemi. A jak si pamatujete, zenerova dioda je stejná dioda, ale je zapojena v reverzních obvodech. Zenerova dioda využívá reverzní větev proudově-napěťové charakteristiky. Pokud by byla zenerova dioda naživu, pak by se náš vodič + 5VSB nezkratoval k zemi. Předpokládáme, že zenerova dioda shořela a PN přechod je zničen.

• Podívejte se také, jak sestavit jednoduchý tester pro kontrolu zenerovy diody

V našem případě to můžeme zkontrolovat pouze jedním způsobem, a to odstraněním jedné nebo obou nohou zenerovy diody najednou, jako nejpravděpodobnějšího viníka zkratu. Dále zkontrolujeme, zda zkrat mezi služebnou a hmotou zmizel nebo ne. Proč se tohle děje?

Zde je několik jednoduchých tipů:

U sériového připojení funguje pravidlo větší než větší. Jinými slovy, celkový odpor obvodu je větší než odpor největšího z rezistorů.

Dokud tento zkrat neodstraníme připájením jedné z nohou části, kterou považujeme za problematickou, nedokážeme určit, ve které části máme zkrat. Jde o to, že při zvukové kontinuitě všechny paralelně zapojené části s částí ve zkratu krátce zazvoní společným drátem!

Snažíme se připájet zenerovu diodu. V průběhu práce se jednoduše rozpadl na dvě poloviny.

Zkontrolujeme, zda byl odstraněn zkrat ve služební místnosti a hromadných obvodech, či nikoli. Opravdu, zkrat je pryč. Pájíme novou zenerovu diodu.

Po prvním zapnutí napájení začala nová zenerova dioda kouřit. Zde bychom si měli zapamatovat jedno z hlavních pravidel opraváře:

Pokud něco vyhořelo, musíte nejprve najít příčinu a teprve potom vyměnit součást za novou. V opačném případě můžete získat další spálenou část.

Spálenou zenerovu diodu překousneme bočními řezáky a opět zapneme napájení. Je to tak, provozní místnost je příliš vysoká: 8,5 voltu. Samozřejmě jsme se v tuto chvíli obávali o PWM regulátor. Po stažení datového listu do mikroobvodu však bylo zjištěno, že maximální napájecí napětí pro regulátor PWM je 16 voltů.

Náš předpoklad se ukázal jako mylný, není to zenerova dioda. Pokračuj.

• Podívejte se také, jak sami rozebrat a vyčistit klávesnici.

Oprava zdroje krok za krokem – kontrola a výměna kondenzátorů

Problémem přepětí pracovní místnosti je banální zvýšení ESR elektrolytických kondenzátorů v silových obvodech. Hledáme tyto kondenzátory v obvodu a kontrolujeme je. Potřebujeme ESR metr.

Zkontroluji první kondenzátor v záložním napájecím obvodu.

ESR je v normálních mezích. Zkontrolujeme to druhé.

Čekáme na zobrazení hodnoty na obrazovce multimetru, ale nic se nemění.

Minimálně jeden z viníků problému byl nalezen. Kondenzátor připájeme na přesně stejné jmenovité a provozní napětí, odebrané z donorové desky napájecího zdroje. Zastavme se zde podrobněji.

Pokud se rozhodnete dát do ATX zdroje elektrolytický kondenzátor ne od dárce, ale nový, určitě si kupte kondenzátory LOW ESR, ne obyčejné. Obyčejné kondenzátory nefungují dobře ve vysokofrekvenčních obvodech, ale takové obvody v napájecím zdroji.

Takže zapněte napájení a znovu změřte napětí v pracovní místnosti. Poučeni hořkými zkušenostmi již nespěcháme s instalací nové ochranné zenerovy diody a měřením napětí v pracovní místnosti vzhledem k zemi. Napětí je 12 voltů a je slyšet vysokofrekvenční hvizd.

Dále jsme zkusili vyměnit kondenzátor s kapacitou 10 mikrofaradů. Toto je jedna z typických poruch tohoto napájecího zdroje.

Měříme ESR na kondenzátoru.

Výsledek, stejně jako v prvním případě: zařízení se odvápňuje.

Někteří říkají, říkají, proč sbírat některá zařízení, jako jsou oteklé nefunkční kondenzátory, abyste viděli – jsou oteklé nebo otevřené růží.

Na jednu stranu s tím souhlasíme. Ale to platí pouze pro velké kondenzátory. Kondenzátory relativně malých jmenovitých hodnot nebobtnou. V jejich horní části nejsou žádné zářezy, podél kterých by se mohly rozevírat. Proto je jednoduše nelze určit vizuálně pro výkon. Zbývá je pouze změnit na evidentně fungující.

Takže jsme našli druhý kondenzátor, který jsme potřebovali, a pro jistotu změřili jeho ESR. Ukázalo se, že je to normální. Po zapájení druhého kondenzátoru do desky zapněte napájení pomocí klíčového spínače a změřte pohotovostní napětí. To, co bylo požadováno, je 5,02 voltů.

Všechna ostatní napětí měříme na napájecím konektoru. Všechny jsou v mezích normy. Odchylky provozního napětí menší než 5 %. Zbývá připájet zenerovu diodu 6,3 V.

Mimochodem, dlouho jsme přemýšleli, proč je zenerova dioda přesně 6,3 voltů, když je provozní napětí +5 voltů? Logičtější by bylo dát to na 5,5 voltů nebo podobně, pokud by to stálo za stabilizaci napětí v pracovní místnosti. S největší pravděpodobností je zde tato zenerova dioda jako ochranná, takže pokud napětí na pracovně stoupne nad 6,3 V, shoří a zkratuje pracovnu, čímž vypne napájení a zachrání základní desku před spalováním.

Druhou funkcí této zenerovy diody je s největší pravděpodobností ochrana PWM regulátoru před přepětím. Protože pracovní místnost je připojena k napájení mikroobvodu přes odpor s poměrně nízkým odporem, je do 20. větve napájecího zdroje mikroobvodu PWM přiváděno téměř stejné napětí jako ve služební místnosti.

Oprava napájecího zdroje počítače – závěry

Jaké závěry lze tedy z této opravy vyvodit:

Všechny paralelně zapojené části se při měření vzájemně ovlivňují. Jejich hodnoty aktivních odporů se počítají podle pravidla paralelního zapojení rezistorů. V případě zkratu na jednom z paralelně zapojených rádiových komponentů dojde ke stejnému zkratu na všech ostatních komponentech, které jsou s tímto paralelně zapojeny.