Электрификация

Справочник домашнего мастера

Блок питания на схеме

Содержание

РЕМОНТ БП ПК — ДЕЖУРНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

В прошлой статье мы рассмотрели, какие действия нужно предпринять, если у нас предохранитель блока питания ATX в коротком замыкании. Это означает, что проблема где-то в высоковольтной части, и нам нужно прозванивать диодный мост, выходные транзисторы, силовой транзистор или мосфет, в зависимости от модели блока питания. Если же предохранитель цел, мы можем попробовать подсоединить шнур питания к блоку питания, и включить его выключателем питания, расположенным на задней стенке блока питания.

И вот здесь нас может поджидать сюрприз, сразу как только мы щелкнули выключателем, мы можем услышать высокочастотный свист, иногда громкий, иногда тихий. Так вот, если вы услышали этот свист, даже не пытайтесь подключать блок питания для тестов к материнской плате, сборке, или устанавливать такой блок питания в системный блок!

Дело в том, что в цепях дежурного напряжения (дежурки) стоят все те же знакомые нам по прошлой статье электролитические конденсаторы, которые теряют емкость, при нагреве, и от старости, у них увеличивается ESR, (по-русски сокращенно ЭПС) эквивалентное последовательное сопротивление. При этом визуально, эти конденсаторы могут ничем не отличаться от рабочих, особенно это касается небольших номиналов.

Дело в том, что на маленьких номиналах, производители очень редко устраивают насечки в верхней части электролитического конденсатора, и они не вздуваются и не вскрываются. Такой конденсатор не измерив специальным прибором, невозможно определить на пригодность работы в схеме. Хотя иногда, после выпаивания, мы видим, что серая полоса на конденсаторе, которой маркируется минус на корпусе конденсатора, становится темной, почти черной от нагрева. Как показывает статистика ремонтов, рядом с таким конденсатором обязательно стоит силовой полупроводник, или выходной транзистор, или диод дежурки, или мосфет. Все эти детали при работе выделяют тепло, которое пагубно сказывается на сроке работы электролитических конденсаторов. Дальнейшее объяснять про работоспособность такого потемневшего конденсатора, думаю будет лишним.

Если у блока питания остановился кулер, из-за засыхания смазки и забивания пылью, такой блок питания скорее всего потребует замены практически ВСЕХ электролитических конденсаторов на новые, из-за повышенной температуры внутри блока питания. Ремонт будет довольно муторным, и не всегда целесообразным. Ниже приведена одна из распространенных схем, на которой основаны блоки питания Powerman 300-350 ватт, она кликабельна:

Схема БП АТХ Powerman

Давайте разберем, какие конденсаторы нужно менять, в этой схеме, в случае проблем с дежуркой:

Итак, почему же нам нельзя подключать блок питания со свистом к сборке для тестов? Дело в том, что в цепях дежурки стоит один электролитический конденсатор, (выделено синим) при увеличении ESR которого, у нас возрастает дежурное напряжение, выдаваемое блоком питания на материнскую плату, еще до того, как мы нажмем кнопку включения системного блока. Иными словами, как только мы щелкнули клавишным выключателем на задней стенке блока питания, это напряжение, которое должно быть равно +5 вольт, поступает у нас на разъем блока питания, фиолетовый провод разъема 20 Pin, а оттуда на материнскую плату компьютера.

В моей практике были случаи, когда дежурное напряжение было равно (после удаления защитного стабилитрона, который был в КЗ) +8 вольт, и при этом ШИМ контроллер был жив. К счастью блок питания был качественный, марки Powerman, и там стоял на линии +5VSB, (так обозначается на схемах выход дежурки) защитный стабилитрон на 6.2 вольта.

Почему стабилитрон защитный, как он работает в нашем случае? Когда напряжение у нас меньше, чем 6.2 вольта, стабилитрон не влияет на работу схемы, если же напряжение становится выше, чем 6.2 вольта, наш стабилитрон при этом уходит в КЗ (короткое замыкание), и соединяет цепь дежурки с землей. Что нам это дает? Дело в том, что замкнув дежурку с землей, мы сохраняем тем самым нашу материнскую платы от подачи на нее тех самых 8 вольт, или другого номинала повышенного напряжения, по линии дежурки на материнку, и защищаем материнскую плату от выгорания.

Но это не является 100% вероятностью, что у нас в случае проблем с конденсаторами сгорит стабилитрон, есть вероятность, хотя и не очень высокая, что он уйдет в обрыв, и не защитит тем самым нашу материнскую плату. В дешевых блоках питания, этот стабилитрон обычно просто не ставят. Кстати, если вы видите на плате следы подгоревшего текстолита, знайте, скорее всего там какой-то полупроводник ушел в короткое замыкание, и через него шел очень большой ток, такая деталь очень часто и является причиной, (правда иногда бывает, что и следствием) поломки.

После того, как напряжение на дежурке придет в норму, обязательно поменяйте оба конденсатора на выходе дежурки. Они могут придти в негодность из-за подачи на них завышенного напряжения, превышающего их номинальное. Обычно там стоят конденсаторы номинала 470-1000 мкф. Если же после замены конденсаторов, у нас на фиолетовом проводе, относительно земли появилось напряжение +5 вольт, можно замкнуть зеленый провод с черным, PS-ON и GND, запустив блок питания, без материнской платы.

Если при этом начнет вращаться кулер, это значит с большой долей вероятности, что все напряжения в пределах нормы, потому что блок питания у нас стартанул. Следующим шагом, нужно убедиться в этом, померяв напряжение на сером проводе, Power Good (PG), относительно земли. Если там присутствует +5 вольт, вам повезло, и остается лишь замерить мультиметром напряжения, на разъеме блока питания 20 Pin, чтобы убедиться, что ни одно из них не просажено сильно.

Как видно из таблицы, допуск для +3.3, +5, +12 вольт — 5%, для -5, -12 вольт — 10%. Если же дежурка в норме, но блок питания не стартует, Power Good (PG) +5 вольт у нас нет, и на сером проводе относительно земли ноль вольт, значит проблема была глубже, чем только с дежуркой. Различные варианты поломок и диагностики в таких случаях, мы рассмотрим в следующих статьях. Всем удачных ремонтов! С вами был AKV.

Ремонт электроники

Источник дежурного напряжения питания — БП стандарта АТХ

Как известно, одним из отличий блоков питания (далее БП) стандарта АТХ от БП стандарта АТ является наличие в их составе источника дежурного напряжения питания. Напряжение «+5VSB», вырабатываемое этим источником через контакт 9 двадцатиконтактного разъема, т.н. Main ATX Power Connector, поступает на материнскую плату и используется для питания схемы управления БП. Схема управления осуществляет формирование сигнала «PS-ON» (контакт 14 Main ATX Power Connector), все выходные напряжения БП (+/-5 V; +/-12 V; +3.3 V) выключаются при установке лог. «1» на входе «PS-ON» БП.

Источник дежурного напряжения питания чаще всего выполняется в виде однотактного импульсного преобразователя по схеме блокинг-генератора. На рис.1 представлена схема источника дежурного напряжения питания БП «MaxUs» PM-230W Ver.2.01 фирмы «KEY MOUSE ELECTRONICS CO., LTD».

В данной схеме преобразователь работает на частоте, определяемой в основном параметрами трансформатора Т3 и номиналами элементов в базовой цепи ключевого транзистора Q5 — емкостью конденсатора С28 и сопротивлением резистора начального смещения R48 . Положительная обратная связь на базу транзистора Q5 поступает с вспомогательной обмотки трансформатора Т2 через элементы С28 и R51. Отрицательное напряжение с этой же обмотки после выпрямителя на элементах D29 и С27, в случае если оно превышает напряжение стабилизации стабилитрона ZD1 (в данном случае 16 В) также подается на базу Q5, запрещая работу преобразователя. Таким способом выполняется контроль за уровнем выходного напряжения. Напряжение питания с сетевого выпрямителя на преобразователь поступает через токоограничительный резистор R45, который при его выходе из строя можно заменить предохранителем на ток 500 мА, либо исключить совсем. В схеме на рис.1 резистор R56 номиналом 0.5 Ом, включенный в эмиттер транзистора Q5 является датчиком тока, при превышении тока транзистора Q5 выше допустимого напряжение с него через резистор R54 поступает на базу транзистора Q9 типа 2SC945 (Uкбо=60 В; Iк=0.1 А; Pк=0.25 Вт; fгр=250 МГц; h21эmin=200; корпус TO-92; n-p-n) открывая его, и тем самым запрещая работу Q5. Подобным образом осуществляется дополнительная защита Q5 и первичной обмотки Т3. Цепочка R47C29 служит для защиты транзистора Q5 от выбросов напряжения. В качестве ключевого транзистора Q5 в указанной модели БП применяются транзисторы KSC5027-R (Uкбо=1100 В; Iк=3 А; Pк=50 Вт; fгр=15 МГц; h21эmin=15; корпус TO-220; n-p-n) фирмы «FAIRCHILD».

Выходное напряжение источника «+5 VSB» формируется при помощи интегрального стабилизатора U2 типа PJ7805 (аналог LM7805 фирмы «NATIONAL SEMICONDUCTOR»). Напряжение величиной 10 В на вход стабилизатора U2 поступает с одной из вторичных обмоток трансформатора Т3, после выпрямления диодом D31 типа FR154 (Iпр=1.5 А; Uобр=400 В; tвост=250 нс; Fast Recovery Diode, т.н. быстро восстанавливающийся диод;) и фильтрации конденсатором C31. Выпрямленное напряжение с другой вторичной обмотки Т3 используется для питания микросхемы KA7500B фирмы «FAIRCHILD» (аналог TL494 фирмы «TEXAS INSTRUMENTS») в дежурном режиме работы БП. Его величина составляет 21 В.

К сожалению, cледует отметить, что в целях максимального уменьшения себестоимости БП (это относится к обеим упоминавшимся выше моделям БП, но в большей мере — к модели «Turbo — Power» PM-230W), а также в связи с тем, что описываемые БП выполнены в корпусах размерами меньше стандартных, фирма устанавливает в источнике дежурного напряжения малогабаритные элементы работающие на пределе (а скорее всего и с превышением) своих электрических характеристик. В результате, после непродолжительного времени работы эти элементы выходят из строя. В частности в ремонт поступило достаточно большое количество БП «Turbo — Power», в которых вышли из строя резисторы R49, R51, R52, конденсатор С27, диоды D29 и D30, стабилитрон ZD1. Кроме того, от постоянного нагрева, «подгорает» участок платы БП, на котором выполнен источник. При ремонте БП с такой неисправностью рекомендуется заменять резисторы R49, R51, R52 (а по возможности и все остальные) на резисторы мощностью 0.5 Вт например, МЛТ-0.5. Кроме указанных на схеме можно применять резисторы следующих номиналов: R49 — 51 или 62 Ома; R52 — 620 или 680 ом. Стабилитрон TZX16В фирмы «VISHAY»- (Uст=15.7:16.5 В; Rст=45 Ом (при Iст=5 мА); Pмакс=500 мВт) можно заменить на два включенных последовательно стабилитрона Д814А, Д814Б, или одним — типа КС515А, диоды D29 и D30 — 1N4148А (Iпр=150 мА; Uобр=100 В; tвост=4 нс; импульсный диод) на КД522А. Электролитический конденсатор С27 следует выбирать из температурной группы 105°С. Транзистор Q9 можно, например, заменить на транзисторы КТ3102, КТ315 и др. На месте Q5 также был практически опробован транзистор BUT11AF (Uкбо=850 В; Iк=5 А; Pк=30 Вт; fгр=10 МГц; h21эmin=25; изолированный корпус TO-220; n-p-n) фирмы «PHILIPS», возможно также применение 2SC5353 (Uкбо=900 В; Iк=3 А; Pк=25 Вт; h21эmin=10; корпус TO-220АВ; n-p-n) фирмы «TOSHIBA».

Еще одной характерной неисправностью БП «Turbo — Power» PM-230W можно считать выход из строя электролитических конденсаторов С31 (220 мкФ_16 В) и реже С32 (220 мкФ_10 В). Судя по всему, их выход из строя обусловлен тяжелым температурным режимом работы, поскольку конденсаторы расположены очень близко от радиатора, на котором установлены выпрямительные диоды цепей +5 и +12 В, полевой транзистор схемы формирования напряжения +3.3 В, а также интегральный стабилизатор PJ7805. При замене С31, С32 рекомендуется использовать конденсаторы LOW E.S.R. (Equivalent Series Resistance — эквивалентное последовательное сопротивление) из температурной группы 105°С.

Все вышеуказанные замены были проверены на практике, при ремонте БП «Turbo — Power» PM-230W, как впрочем, и некоторых других БП, схемы которых весьма похожи и отличаются лишь позиционными обозначениями элементов и некоторыми вариациями их номиналов.

Все вышесказанное имеет смысл лишь в случае исправности импульсного трансформатора Т3. Если же трансформатор поврежден, то можно попытаться его восстановить, аккуратно разобрав и перемотав поврежденную (чаще всего первичную) обмотку. Но данная процедура достаточно сложна и требует некоторого опыта. Поэтому другим, зачастую более доступным вариантом ремонта БП с вышедшим из строя импульсным трансформатором является отказ от импульсного преобразователя напряжения и применение понижающего трансформатора на напряжение 9:12 В, ток понижающей обмотки следует выбирать исходя из того, что согласно новой спецификации стандарта АТХ версии 2.01 ток потребления по цепи +5VSB может достигать 720 мА. Главным параметром при выборе будут являться его габариты, поскольку трансформатор необходимо установить в корпусе БП.

Вариант с использованием в АТХ БП понижающего трансформатора не является чем-то особенным, например, один ранних БП этого стандарта СWT-250ATX фирмы «CHANNEL WELL TECNOLOGY CO., LTD» выполнен подобным образом (см.рис.2).

А на рис.3 приведена схема подключения понижающего трансформатора в схеме БП «MaxUs» и «Turbo — Power» PM-230W, красным цветом показаны вносимые в схему изменения.

Выводы первичной обмотки понижающего трансформатора удобнее всего подключить на плате БП в свободные отверстия, предназначенные для конденсатора сетевого фильтра Cx, поскольку в большинстве случаев этот конденсатор не устанавливается. В качестве диодного моста DB можно использовать практически любые выпрямительные диоды с Iпр_1 А и Uобр_50 В.

Трансформаторы дежурного режима

  • Каталог
    • Каталог
    • ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
      • ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
      • Аксессуары для домашней химлаборатории
      • Запчасти для бытовой техники
        • Запчасти для бытовой техники
        • Запчасти для аудио-видеотехники
        • Запчасти для водонагревателей
        • Запчасти для мультиварок
        • Запчасти для нагревателей
        • Запчасти для посудомоечных машин
        • Запчасти для пылесосов
        • Запчасти для СВЧ печей
        • Запчасти для стиральных машин
        • Запчасти для хлебопечек
        • Запчасти для холодильного оборудования
        • Запчасти для электроинструмента
        • Запчасти для электромясорубок
      • Инструменты
        • Инструменты
        • Дрели, сверла, фрезы
        • Инструмент BERNSTEIN
        • Инструмент DREMEL
        • Инструмент PROXXON
        • Инструмент для пайки
        • Инструмент для работы с кабелем
        • Инструменты разные
        • Крепежные элементы
        • Наборы инструментов
        • Насадки для точных работ ЗУБР
        • Оптические приспособления
        • Отвертки, наборы отверток, биты
        • Цанги
        • Ящики для хранения, кассетницы
      • Материалы
        • Материалы
        • Изолента, клейкая лента, изолирующие материалы
        • Клеи
        • Компаунды
        • Лаки, паяльные маски
        • Макетные платы
        • Масла, смазки
        • Материалы для печатных плат
        • Паста теплопроводящая
        • Паста шлифовальная
        • Полиморфус
        • Припои
        • Растворители, очистители
        • Стеклотекстолит, алюминий фольгированный, полиимид, стеклоткань
        • Трубка ПВХ, фторопластовая, стеклоармированная, оплетка защитная
        • Трубка термоусадочная
        • Трубка термоусадочная декоративная
        • Флюсы, паяльные пасты
        • Химия в баллончиках
      • Паяльное оборудование
        • Паяльное оборудование
        • Аксессуары для пайки
        • Антистатические аксессуары и одежда
        • Запчасти к паяльному оборудованию
        • Паяльники газовые, горелки, паяльные лампы, газ
        • Паяльники электрические
        • Паяльные ванны
        • Паяльные станции, термофены, термопинцеты
        • Ультразвуковые ванны
      • Приборы измерительные
        • Приборы измерительные
        • Аксессуары для мультиметров
        • Генераторы, частотомеры
        • Измерители RLC
        • Измерители параметров окружающей среды
        • Измерители параметров электрических сетей
        • Измерители сопротивления заземления и изоляции и аксесуары к ним
        • Измерители температуры и влажности
        • Индикаторы чередования фаз и вращения электродвигателей
        • Источники бесперебойного питания
        • Лабораторные автотрансформаторы (ЛАТРы)
        • Лабораторные источники питания
        • Люксметры
        • Мультиметры
        • Осциллографы
        • Пирометры
        • Приборы разные
        • Пробники, тестеры
        • Тестеры сетей и кабелей
        • Токовые клещи
        • Шумомеры
      • Программаторы и аксессуары к ним
        • Программаторы и аксессуары к ним
        • Адаптеры для программирования микросхем
        • Программаторы
      • Промавтоматика
        • Промавтоматика
        • Греющий саморегулирующийся кабель
        • Блоки питания промавтоматики
        • Датчики промышленные
        • Гидравлика
        • Клапаны электромагнитные
        • Контроллеры
        • Механика
        • Пневматика
        • Разъемы для элементов промавтоматики
        • Регуляторы температуры и термодатчики
        • Реле времени и счетчики импульсов
        • Устройства защиты электрооборудования
        • Электропривод, двигатели
        • Электроустановочные компоненты
    • ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА И ХОББИ
      • ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА И ХОББИ
      • Бытовая электроника
        • Бытовая электроника
        • Радиоприемники и колонки
        • Кронштейны для телевизоров
        • Часы и весы
        • Автоэлектроника
        • Антенны и аксессуары к ним
        • 3D ручки и материалы к ним
        • Антенные усилители
        • Комлекты для усиления сигналов GSM
        • Видеокамеры и видеорегистраторы
        • Гирлянды, светодиодные брелки
        • Звонки
        • Калькуляторы
        • Метеостанции, термометры, барометры
        • Наушники, микрофоны, телефонные гарнитуры
        • Отпугиватели
        • Подарки
        • Пульты ДУ
        • Ресиверы DVB-T2
        • Телефоны
        • Фонари
      • Кабели и провода
        • Кабели и провода
        • витые пары
        • кабель TASKER
        • кабель акустический
        • кабель инструментальный
        • кабель коаксиальный
        • кабель плоский
        • кабель сетевой
        • кабель телефонный
        • крепеж для кабеля
        • провод монтажный
        • провод обмоточный, проволока
        • провод силовой 12В
      • Компьютерные аксессуары
        • Компьютерные аксессуары
        • CD,DVD-чистые носители
        • Аксессуары для хранения CD-DVD
        • Аксессуары, периферия
        • Карты памяти
        • Флэшки
        • Чистящие средства для оргтехники
        • Шнуры компьютерные
      • Светодиодные ленты, линейки
        • Светодиодные ленты, линейки
        • Аксессуары для светодиодных лент
        • Контроллеры, усилители, диммеры для светодиодных лент
        • Светодиодные ленты
        • Светодиодные линейки и листы
      • Умный дом, охрана, сигнализация
      • Шнуры, переходники к бытовой электронике
        • Шнуры, переходники к бытовой электронике
        • Переходники Audio, Video, TV
        • телефонные шнуры, переходники, удлинители
        • Шнуры аудио-видео
        • Шнуры сетевые
      • Экотестеры
      • Электрика
        • Электрика
        • Автоматы защиты
        • Знаки безопасности
        • Клеммы WAGO, KLEMSAN
        • Лампы галогенные, прожектора
        • Лампы люминесцентные
        • Лампы накаливания
        • Лампы светодиодные, прожектора
        • Лампы энергосберегающие
        • Светильники
        • Сетевые фильтры,удлинители
        • Счетчики электрические
        • Электро-установочные изделия и аксессуары
      • Электронные конструкторы и наборы
        • Электронные конструкторы и наборы
        • Конструкторы «Ардуино»
        • Конструкторы «Знаток»
        • Конструкторы «Ларт»
        • Конструкторы «Эвольвектор»
        • Конструкторы г. Воронеж
        • Конструкторы и наборы «Мастер Кит»
        • Робототехника
      • Элементы и источники электропитания
        • Элементы и источники электропитания
        • Аккумуляторы для сотовых телефонов
        • Зарядные устройства для сотовых телефонов автомобильные
        • Зарядные устройства для сотовых телефонов сетевые
        • Аккумуляторы
        • Аккумуляторы внешние универсальные (Power Bank)
        • Батарейки
        • Зарядные устройства для Ni-Cd, Ni-Mh, Li-Po, Li-ion аккумуляторов
        • Зарядные устройства для свинцово- кислотных аккумуляторов
        • Зарядные устройства универс. для шуруповертов
        • Переходники к сетевым адаптерам
        • Преобразователи и стабилизаторы напряжения
        • Сетевые адаптеры
        • Солнечные панели
    • ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
      • ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
      • Акустоэлектроника
        • Акустоэлектроника
        • Аксессуары для акустических систем
        • Громкоговорители Apart
        • Динамики Visaton
        • Динамики автомобильные
        • Динамики высокочастотные
        • Динамики малогабаритные
        • Динамики низкочастотные
        • Динамики широкополосные
        • Зуммеры пьезоэлектрические
        • Зуммеры электромагнитные
        • Кварцевые генераторы
        • Кварцевые резонаторы
        • Керамические резонаторы
        • Керамические фильтры
        • Микрофоны
        • Микрофоны MEMS
        • ПАВ резонаторы и фильтры
        • Пьезо-актюаторы
      • Датчики
        • Датчики
        • Датчики влажности
        • Датчики газов
        • Датчики давления
        • Датчики излучений
        • Датчики магнитного поля
        • Датчики оптические
        • Датчики положения
        • Датчики силы
        • Датчики температуры
        • Датчики тока
        • Датчики угла (энкодеры)
        • Датчики уровня
        • Датчики ускорения
        • Датчики удара | вибрации
      • Литература
        • Литература
        • CD-ROM
        • Каталоги
        • Периодика
        • Техническая литература
      • Микросхемы
        • Микросхемы
        • Микроконтроллеры
        • Микросхемы аналоговые
        • Микросхемы время-частотные
        • Микросхемы для связи
        • Микросхемы драйверов
        • Микросхемы импульсных источников питания
        • Микросхемы линейных источников питания
        • Микросхемы логики
        • Микросхемы памяти
        • Микросхемы преобразователей сигналов
        • Микросхемы ремонтные
      • Модули встраиваемые
        • Модули встраиваемые
        • Модули беспроводной связи
        • Модули датчиков
        • Модули интерфейсные
        • Модули источников тока для мощных СИД
        • Модули микроконтроллерные
        • Модули драйверов
        • Модули заряда аккумуляторов
        • Модули индикаторные
        • Модули навигационные
        • Модули памяти
        • Модули питания AC-DC
        • Модули питания DC-DC
        • Элементы питания специальные
        • Модули преобразователей
        • Модули часов, таймеров
      • Оптоэлектроника
        • Оптоэлектроника
        • Индикаторы светодиодные
        • Компоненты ВОЛС
        • Лазерные диоды и модули
        • Наборы светодиодов
        • Оптореле
        • Оптроны
        • Светодиодные аксессуары
        • Светодиодные модули
        • Светодиоды smd
        • Светодиоды выводные
        • Светодиоды ИК и УФ
        • Светодиоды специальные
        • Фотоприемники
      • Пассивные компоненты
        • Пассивные компоненты
        • Индуктивности
        • Компоненты помехоподавления
        • Конденсаторы керамические
        • Конденсаторы пленочные и бумажные
        • Конденсаторы электролитические
        • Наборы пассивных компонентов
        • Резисторы нелинейные
        • Резисторы переменные
        • Резисторы подстроечные
        • Резисторы постоянные
        • Трансформаторы
      • Полупроводниковые приборы
        • Полупроводниковые приборы
        • Динисторы
        • Диодные мосты
        • Диоды
        • Диоды защитные
        • Диоды Шоттки
        • Модули полупроводниковые
        • Симисторы
        • Стабилитроны
        • Тиристоры
        • Транзисторы IGBT
        • Транзисторы биполярные
        • Транзисторы полевые МОП
        • Транзисторы полевые с pn-переходом
      • Средства разработки
        • Средства разработки
        • Средства разработки ALTERA
        • Средства разработки ARM
        • Средства разработки ATMEL
        • Средства разработки FREESCALE
        • Средства разработки INFINEON
        • Средства разработки MICROCHIP
        • Средства разработки NXP
        • Средства разработки STM
        • Средства разработки TI
        • Средства разработки XILINX
        • Средства разработки разные
      • Термокомпоненты
        • Термокомпоненты
        • Тепловые трубки
        • Вентиляторы
        • Радиаторы
        • Теплопроводящие подложки
        • Термопредохранители
        • Термостаты
        • Термоэлектрические модули Пельтье
      • Установочные изделия
        • Установочные изделия
        • Батарейные отсеки и держатели
        • Держатели ламп
        • Держатели экранов
        • Замки для РЭА
        • Измерительные головки
        • Измерительные панели
        • Индикаторы панельные
        • Кабельные вводы
        • Корпуса для РЭА
        • Магниты неодимовые (NdFeB)
        • Маркировка кабельная
        • Ножки приборные
        • Органайзеры для хранения компонентов
        • Ручки приборные
        • Стойки для печатных плат
        • Трансформаторы тока для измерительных головок
        • Ферриты
        • Шунты для измерительных головок
        • Электродвигатели
        • Электромагниты
      • Электровакуумные приборы
        • Электровакуумные приборы
        • Дисплеи OLED
        • Дисплеи TFT
        • Дисплеи ЖК графические
        • Дисплеи ЖК знакосинтезирующие
        • Дисплеи ЖК сегментные
        • Индикаторы люминесцентные и газоразрядные
        • Лампы накаливания миниатюрные
        • Лампы неоновые
        • Лампы подсветки с холодным катодом
        • Панели сенсорные
        • Радиолампы
        • Разрядники газовые
      • Электрокоммутация
        • Электрокоммутация
        • Герконы
        • Держатели карт
        • Клавиатуры
        • Клеммники
        • Клеммные наконечники
        • Кнопки
        • Крокодилы
        • Панельки для микросхем
        • Переключатели
        • Предохранители
        • Разъемы аудио, видео, ТВ
        • Разъемы высокочастотные
        • Разъемы компьютерные
        • Разъемы общепромышленные
        • Разъемы питания
        • Разъемы телефонные
        • Разъемы штыревые
        • Реле электромагнитные
        • Соединители проводов
  • Новинки и акции
  • Как купить
    • Как купить
    • Условия оплаты
    • Условия доставки
    • Гарантия на товар
  • Компания
    • Компания
    • Новости
    • Политика
  • Контакты
  • Вопросы и ответы

Как отремонтировать компьютерный БП?

Рассмотрев структурную схему блока питания типа AT, её можно разделить на несколько основных частей:

  • Высоковольтная (первичная) цепь;
  • Схема ШИМ управления;
  • Вторичная цепь (выходная или низковольтная) цепь.

Если рассмотреть структурную схему блока питания типа ATХ, то тут добавляется ещё один узел — это преобразователь для напряжения +5VSB (дежурка).

Что желательно иметь для ремонта и проверки Блока Питания?

Схема типа АТ блока питания

Схема типа АТХ блока питания

Наиболее безопасно и удобно включать ремонтируемый блок в сеть через разделительный трансформатор 220v — 220v.
Такой трансформатор просто изготовить из 2-х ТАН55 или ТС-180 (от ламповых ч/б телевизоров). Просто соответствующим образом соединяются анодные вторичные обмотки, не надо ничего перематывать. Оставшиеся накальные обмотки можно использовать для построения регулируемого БП.
Мощность такого источника вполне достаточна для отладки и первоначального тестирования и дает массу удобств:
— электробезопасность
— возможность соединять земли горячей и холодной части блока единым проводом, что удобно для снятия осциллограмм.
— ставим галетный переключатель — получаем возможность ступенчатого изменения напряжения.

Также для удобства можно зашунтировать цепи +310В резистором 75K-100K мощностью 2 — 4Вт — при выключении быстрее разряжаются входные конденсаторы.

Если плата вынута из блока, проверьте, нет ли под ней металлических предметов любого рода. Ни в коем случае НЕ ЛЕЗЬТЕ РУКАМИ в плату и НЕ ДОТРАГИВАЙТЕСЬ до радиаторов во время работы блока, а после выключения подождите около минуты, пока конденсаторы разрядятся.

На радиаторе силовых транзисторов может быть 300 и более вольт, он не всегда изолирован от схемы блока!

Принципы измерения напряжений внутри блока.

Обратите внимание, что на корпус БП земля с платы подаётся через проводники около отверстий для крепежных винтов.
Для измерения напряжений в высоковольтной («горячей») части блока (на силовых транзисторах, в дежурке) требуется общий провод — это минус диодного моста и входных конденсаторов. Относительно этого провода всё и измеряется только в горячей части, где максимальное напряжение — 300 вольт. Измерения желательно проводить одной рукой.
В низковольтной («холодной») части БП всё проще, максимальное напряжение не превышает 25 вольт. В контрольные точки для удобства можно впаять провода, особенно удобно припаять провод на землю.

Проверка резисторов.

Если номинал (цветные полоски) еще читается — заменяем на новые с отклонением не хуже оригинала (для большинства — 5%, для низкоомных в цепях датчика тока может быть и 0.25%). Если же покрытие с маркировкой потемнело или осыпалось от перегрева — измеряем сопротивление мультиметром. Если сопротивление равно нулю или бесконечности — вероятнее всего резистор неисправен и для определения его номинала потребуется принципиальная схема блока питания либо изучение типовых схем включения.

Проверка диодов.

Если мультиметр имеет режим измерения падения напряжения на диоде — можно проверять, не выпаивая. Падение должно быть от 0,02 до 0,7 В (в зависимости от тока, протекаемого через него). Если падение — ноль или около того (до 0,005) – выпаиваем сборку и проверяем. Если те же показания – диод пробит. Если же прибор не имеет такой функции, установите прибор на измерение сопротивления (обычно предел в 20 кОм). Тогда в прямом направлении исправный диод Шотки будет иметь сопротивление порядка одного — двух килоом, а обычный кремниевый — порядка трех — шести. В обратном направлении сопротивление равно бесконечности.

Для проверки БП можно и нужно собрать нагрузку.

Распиновка разъема ATX 24 pin, с проводниками ООС по основным каналам — +3,3V; +5V; +12V.

Показан «максимальный» вариант — проводники ООС бывают не во всех блоках, и не навсех каналах. Самый распространённый вариант ООС по +3,3V (коричневый провод). В новых блоках может отсутствовать выход -5V (белый провод).
Берём выпаянный из ненужной платы ATX разъём и припаиваем к нему провода сечением не менее 18 AWG, стараясь задействовать все контакты по линиям +5 вольт, +12 и +3.3 вольта.
Нагрузку надо рассчитывать ватт на 100 по всем каналам (можно с возможностью увеличения для проверок более мощных блоков). Для этого берём мощные резисторы или нихром. Также с осторожностью можно использовать мощные лампы (например, галогенные на 12В), при этом следует учесть, что сопротивление нити накаливания в холодном состоянии сильно меньше, чем в нагретом. Поэтому при запуске с вроде бы нормальной нагрузкой из ламп блок может уходит в защиту.
Параллельно нагрузкам можно подключить лампочки или светодиоды, чтобы видеть наличие напряжения на выходах. Между выводом PS_ON и GND подключаем тумблер для включения блока. Для удобства при эксплуатации можно всю конструкцию разместить в корпусе от БП с вентилятором для охлаждения.

Проверка блока:

Можно предварительно включить БП в сеть, чтобы определиться с диагнозом: нет дежурки (проблема с дежуркой, либо КЗ в силовой части), есть дежурка, но нет запуска (проблема с раскачкой или ШИМ), БП уходит в защиту (чаще всего — проблема в выходных цепях либо конденсаторах), завышенное напряжение дежурки (90% — вспухшие конденсаторы, и часто как результат — умерший ШИМ).

Начальная проверка блока

Снимаем крышку и начинаем проверку, особое внимание обращая на поврежденные, изменившие цвет, потемневшие или сгоревшие детали.

Предохранитель. Как правило, перегорание хорошо заметно визуально, но иногда он обтянут термоусадочным кембриком – тогда проверяем сопротивление омметром. Перегорание предохранителя может свидетельствовать, например, о неисправности диодов входного выпрямителя, ключевых транзисторов или схемы дежурного режима.

Дисковый термистор. Выходит из строя крайне редко. Проверяем сопротивление — должно быть не более 10 Ом. В случае неисправности заменять его перемычкой нежелательно — при включении блока резко возрастет импульсный ток заряда входных конденсаторов, что может привести к пробою диодов входного выпрямителя.

Диоды или диодная сборка входного выпрямителя. Проверяем мультиметром (в режиме измерения падения напряжения) на обрыв и короткое замыкание каждый диод, можно не выпаивать их из платы. При обнаружении замыкания хотя бы у одного диода рекомендуется также проверить входные электролитические конденсаторы, на которые подавалось переменное напряжение, а также силовые транзисторы, т.к. очень велика вероятность их пробоя. В зависимости от мощности БП диоды должны быть рассчитаны на ток не менее 4…8 ампер. Двухамперные диоды, часто встречающиеся в дешевых блоках, сразу меняем на более мощные.

Входные электролитические конденсаторы. Проверяем внешним осмотром на вздутие (заметное изменение верхней плоскости конденсатора от ровной поверхности к выпуклой), также проверяем емкость — она не должна быть ниже обозначенной на маркировке и отличаться у двух конденсаторов более чем на 5%. Также проверяем варисторы, стоящие параллельно конденсаторам, (обычно явно сгорают «в уголь») и выравнивающие резисторы (сопротивление одного не должно отличаться от сопротивления другого более чем на 5%).

Ключевые (они же — силовые) транзисторы. Для биполярных — проверяем мультиметром падение напряжения на переходах «база-коллектор» и «база-эмиттер» в обоих направлениях. В исправном биполярном транзисторе переходы должны вести себя как диоды. При обнаружении неисправности транзистора также необходимо проверить всю его «обвязку»: диоды, низкоомные резисторы и электролитические конденсаторы в цепи базы (конденсаторы лучше сразу заменить на новые большей емкости, например, вместо 2.2мкФ * 50В ставим 10.0мкФ * 50В). Также желательно зашунтировать эти конденсаторы керамическими емкостью 1.0…2.2 мкФ.

Выходные диодные сборки. Проверяем их мультиметром, наиболее частая неисправность — короткое замыкание. Замену лучше ставить в корпусе ТО-247. В ТО-220 чаще помирают… Обычно для 300-350 Вт блоков диодных сборок типа MBR3045 или аналогичных на 30А — с головой.

Выходные электролитические конденсаторы. Неисправность проявляется в виде вздутия, следов коричневого пуха или потеков на плате (при выделении электролита). Меняем на конденсаторы нормальной емкости, от 1500 мкФ до 2200…3300 мкФ, рабочая температура — 105° С. Желательно использовать серии LowESR.
Также измеряем выходное сопротивление между общим проводом и выходами блока. По +5В и +12В вольтам — обычно в районе 100-250 ом (то же для -5В и -12В), +3.3В — около 5…15 Ом.

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, первым сгорает именно он. Зачастую ШИМ в этом случае тоже мертв, так что проверяем микросхему (см. ниже). Такая неисправность — следствие работы «дежурки» в нештатном режиме, обязательно следует проверить схему дежурного режима.

Проверка высоковольтной части блока на короткое замыкание.

Берём лампочку от 40 до 100 Ватт и впаиваем вместо предохранителя или в разрыв сетевого провода.
Если при включении блока в сеть лампа вспыхивает и гаснет — все в порядке, короткого замыкания в «горячей» части нет — лампу убираем и работаем дальше без нее (ставим на место предохранитель или сращиваем сетевой провод).
Если при включении блока в сеть лампа зажигается и не гаснет — в блоке короткое замыкание в «горячей» части. Для его обнаружения и устранения делаем следующее:
Выпаиваем радиатор с силовыми транзисторами и включаем БП через лампу без замыкания PS-ON.
Если короткое (лампа горит, а не загорелась и погасла) — ищем причину в диодном мосте, варисторах, конденсаторах, переключателе 110/220V(если есть, его вообще лучше выпаять).
Если короткого нет — запаиваем транзистор дежурки и повторяем процедуру включения.
Если короткое есть — ищем неисправность в дежурке.
Внимание! Возможно включение блока (через PS_ON) с небольшой нагрузкой при не отключенной лампочке, но во-первых, при этом не исключена нестабильная работа БП, во-вторых, лампа будет светиться при включении БП со схемой APFC.

Проверка схемы дежурного режима (дежурки).

Краткое руководство: проверяем ключевой транзистор и всю его обвязку (резисторы, стабилитроны, диоды вокруг). Проверяем стабилитрон, стоящий в базовой цепи (цепи затвора) транзистора (в схемах на биполярных транзисторах номинал от 6В до 6.8В, на полевых, как правило, 18В). Если всё в норме, обращаем внимание на низкоомный резистор (порядка 4,7 Ом) — питание обмотки трансформатора дежурного режима от +310В (используется как предохранитель, но бывает и трансформатор дежурки сгорает) и 150k~450k (оттуда же в базу ключевого транзистора дежурного режима) — смещение на запуск. Высокоомные часто уходят в обрыв, низкоомные — так же «успешно» сгорают от токовой перегрузки. Меряем 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 (имеются 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 горячей части дежурки на новый, припаиваем параллельно нему керамический или пленочный конденсатор 0.15…1.0 мкФ (важная доработка для предотвращения его «высыхания»). Отпаиваем резистор, ведущий на питание ШИМ. Далее на выход +5VSB (фиолетовый) вешаем нагрузку в виде лампочки 0.3Ах6.3 вольта, включаем блок в сеть и проверяем выходные напряжения дежурки. На одном из выходов должно быть +12…30 вольт, на втором — +5 вольт. Если все в порядке — запаиваем резистор на место.

Проверка микросхемы ШИМ TL494 и аналогичных (КА7500).
Про остальные ШИМ будет написано дополнительно.

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

Проверка БП под нагрузкой:

Измеряем напряжение дежурного источника, нагруженного вначале на лампочку, а потом — током до двух ампер. Если напряжение дежурки не просаживается — включаем БП, замыкая PS-ON (зеленый) на землю, измеряем напряжения на всех выходах БП и на силовых конденсаторах при 30-50% нагрузке кратковременно. Если все напряжения в допуске, собираем блок в корпус и проверяем БП при полной нагрузке. Смотрим пульсации. На выходе PG (серый) при нормальной работе блока должно быть от +3,5 до +5В.

Эпилог и рекомендации по доработке:

После ремонта, особенно при жалобах на нестабильную работу, минут 10-15 измеряем напряжения на входных электролитических конденсаторах (лучше с 40%-ой нагрузкой блока) — часто один «высыхает» или «уплывают» сопротивления выравнивающих резисторов (стоят параллельно конденсаторам ) — вот и глючим… Разброс в сопротивлении выравнивающих резисторов должен быть не более 5%. Емкость конденсаторов должна составлять минимум 90% от номинала. Так же желательно проверить выходные емкости по каналам +3.3В, +5В, +12В на предмет «высыхания» (см. выше), а при возможности и желании усовершенствовать блок питания, заменяйте их на 2200 мкф или лучше на 3300мкф и проверенных производителей. Силовые транзисторы, «склонные» к самоуничтожению (типа D209) меняем на MJE13009 или другие нормальные, см. тему Мощные транзисторы, применяемые в БП. Подбор и замена.. Выходные диодные сборки по каналам +3.3В, +5В смело меняйте на более мощные(типа STPS4045) с не меньшим допустимым напряжением. Если в канале +12В вы заметили вместо диодной сборки два спаянных диода — необходимо поменять их на диодную сборку типа MBR20100 (20А 100В). Если не найдете на сто вольт — не страшно, но ставить необходимо минимум на 80В (MBR2080). Заменить электролиты 1.0 мкф х 50В в цепях базы мощных транзисторов на 4.7-10.0 мкф х 50В. Можете отрегулировать выходные напряжения на нагрузке. При отсутствии подстроечного резистора — резисторными делителями, которые установлены от 1й ноги ШИМа к выходам +5В и +12В (после замены трансформатора или диодных сборок ОБЯЗАТЕЛЬНО проверить и выставить выходные напряжения).

Рецепты ремонта от ezhik97:

Опишу полную процедуру, как я ремонтирую и проверяю блоки.

  1. Собственно ремонт блока — замена всего что погорело и что выявилось обычной прозвонкой
  2. Модифицируем дежурку для работы от низкого напряжения. Занимает 2-5 минут.
  3. Подпаиваем на вход переменку 30В от разделительного трансформатора. Это дает нам такие плюсы, как: исключается вероятность что-нибудь спалить дорогое из деталей, и можно безбоязненно тыкать осциллографом в первичке.
  4. Включаем систему и проверяем соответствие напряжение дежурки и отсутствие пульсаций. Зачем проверять отсутствие пульсаций? Чтобы удостоверится, что блок будет работать в компьютере и не будет «глюков». Занимает 1-2 минуты. Сразу же ОБЯЗАТЕЛЬНО проверяем равенство напряжений на сетевых фильтрующих конденсаторах. Тоже момент, не все знают. Разница должны быть небольшая. Скажем, процентов до 5 примерно.
    Если больше — есть очень большая вероятность что блок под нагрузкой не запустится, либо будет выключаться во время работы, либо стартовать с десятого раза и т.п.. Обычно разница или маленькая, или очень большая. Займет 10 секунд.
  5. Замыкаем PS_ON на землю (GND).
  6. Смотрим осциллографом импульсы на вторичке силового транса. Они должны быть нормальные. Как они должны выглядеть? Это надо видеть, потому как без нагрузки они не прямоугольные. Здесь сразу же будет видно, если что-то не так. Если импульсы не нормальные — есть неисправность во вторичных цепях или в первичных. Если импульсы хорошие — проверяем (для проформы) импульсы на выходах диодных сборок. Все это занимает 1-2 минуты.

Все! Блок 99% запустится и будет отлично работать!

Если в пункте 5 импульсов нет, возникает необходимость поиска неисправности. Но где она? Начинаем «сверху»

  1. Все выключаем. Отсосом отпаиваем три ноги переходного транса с холодной стороны. Далее пальцем берем транс и просто перекашиваем его, подняв холодную сторону над платой, т.е. вытянув ноги из платы. Горячую сторону вообще не трогаем! ВСЕ! 2-3 минуты.
  2. Все включаем. Берем проводок. Соединяем накоротко площадку, где была средняя точка холодной обмотки разделительного транса с одним из крайних выводов этой самой обмотки и на этом же проводе смотрим импульсы, как я писал выше. И на втором плече так же. 1 минута.
  3. По результатам делаем вывод, где неисправность. Часто бывает что картинка идеальная, но амплитуда вольт 5-6 всего (должно быть под 15-20). Тогда уже либо транзистор в этом плече дохлый, либо диод с его коллектора на эмиттер. Когда удостоверишься, что импульсы в таком режиме красивые, ровные, и с большой амплитудой, запаивай переходной транс обратно и посмотри осцилографом на крайние ноги еще раз. Сигналы будут уже не квадратными, но они должны быть идентичными. Если они не идентичны, а слегка отличаются — это косяк 100%.

Может оно и будет работать, только вот надежности это не добавит, а уж про всякие непонятные глюки, могущие вылезти, я промолчу.

Я все время добиваюсь идентичности импульсов. И никакого разброса параметров там ни в чем быть не может (там же одинаковые плечи раскачки), кроме как в полудохлых C945 или их защитных диодах. Вот сейчас делал блок — всю первичку восстановил, а вот импульсы на эквиваленте переходного трансформатора слегка отличались амплитудой. На одном плече 10,5В, на другом 9В. Блок работал. После замены С945 в плече с амплитудой 9В все стало нормально — оба плеча 10,5В. И такое часто бывает, в основном после пробоя силовых ключей с КЗ на базу.
Похоже утечка сильная К-Э у 945 в связи с частичным пробоем (или что там у них получается) кристалла. Что в совокупности с резистором, включенным последовательно с трансом раскачки, и приводит к снижению амплитуды импульсов.

Если импульсы правильные — ищем косяк с горячей стороны инвертора. Если нет — с холодной, в цепях раскачки. Если импульсов вообще нет — копаем ШИМ.

Вот и все. По моей практике это самый быстрый из надежных способов проверки.
Некоторые после ремонта сразу подают 220В. Я от этого отказался.

Метки:

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

  • Бесплатная программа для принтеров Epson, Canon Pixma Service Tool
  • Бесплатная Adjustment Program Canon Service Tool для Canon Pixma и некоторых моделей принтеров Epson (L210, L455, L805, L1800 и др.) позволяет калибровать устройства и сбрасывать некоторые счетчики, а также сбросить заполненность памперса.

    Подробнее…

  • Солнечные батареи своими руками (часть 2)
  • Как уже и обещалось ранее продолжаю описание процесса изготовления самодельного солнечного коллектора из сотового поликарбоната, начатое в прошлом посте.

    Начинаем сборку.

    Надо сделать продольный разрез в подающей и отводящей трубе. В этот разрез будет вставлен лист сотового поликарбоната. Подробнее…

  • Зарядное из компьютерного блока питания.
  • Автомобильное зарядное устройство или регулируемый лабораторный блок питания с напряжением на выходе 4 — 25 В и током до 12А можно сделать из не нужного компьютерного АТ или АТХ блока питания.

    Несколько вариантов схем рассмотрим ниже:

    Подробнее…

Популярность: 51 677 просм.

Дежурный блок питания своими руками

Приветствую, Самоделкины!
В этой статье Роман (автор YouTube канала «Open Frime TV») покажет, как он своими руками собрал простой и надежный источник дежурного питания, который при желании сможет повторить любой желающий.

Не так давно автор закончил один большой проект лабораторного блока питания с регулировкой по высокой стороне. В нем пришлось использовать дежурный блок питания, так как на регулируемых блоках питания делать самозапит нельзя.

В первом варианте схемы Роман использовал дежурку на микросхеме Viper22a.

Но такое решение создавало некоторые проблемы. Во-первых, не у всех есть возможность купить такую микросхему, а во-вторых, есть риск купить не оригинальный компонент, проще говоря нарваться на подделку. Поэтому было принято решение найти во всемирной паутине и испытать в работе схему дежурного блока питания.
Таковая нашлась на сайте «РадиоКот», автор Старичок (Starichok51):


Представленная схема не содержит дефицитных деталей и их всегда можно извлечь из старого не нужного компьютерного блока питания, который найдется практически у каждого радиолюбителя.
При всей своей простоте данная схема обладает высокой надежностью, имеет стабилизацию выходного напряжения и не боится короткого замыкания по выходу. В общем, как говорится, полный комплект. Максимальный ток при напряжении 12В не должен быть более 500мА. Но даже такого тока будет вполне достаточно для питания системы управления, индикации и кулера.

Безусловно данную схему можно использовать и для других нужд. Некоторые элементы схемы будут изменяться в зависимости от параметров выходного напряжения и тока. Такие элементы на схеме имеют специальное обозначение (со звездочкой) и справедливы только для выходного напряжения 12В.

Далее вы увидите все необходимые расчеты. Самое простое здесь — это расчет делителя на tl431.

При номинальном выходном напряжении в указанной точке должно быть ровно 2,5В.
Также стоит отметить некоторые элементы схемы. Во-первых, это силовой транзистор.
В данном случае тут можно использовать MJE13003, MJE13005, и MJE13009.
Транзисторы с такой маркировкой обычно используются в дежурке и в силовой части компьютерных блоков питания.
Входная емкость источника может быть от 22мкФ до 47мкФ с напряжением 400В.
Далее диод Шоттки по выходу.
Тут необходимо использовать диод на 1А и напряжение 100В, это будет являться самым оптимальным вариантом. Выходную емкость выбираете под свои задачи, это должен быть Low ESR конденсатор, причем, чем больше будет его емкость, тем соответственно меньше будут пульсации по выходу.
Теперь можно приступать к изготовлению опытного образца. Для этого первым делом автор нарисовал вот такую печатную плату:
Как видим, по размерам плата получилась довольно компактной. Типоразмер трансформатора был применен Е20, так как только такие были под рукой.
Конечно для данного проекта можно применять и Е16, тогда плата получится еще компактней.
Место под радиатор автор оставил вот такое, произвольное, так как у каждого он будет свой.
Так как это у нас опытный образец, то можно изготовить плату методом ЛУТ, а в дальнейшем можно будет заказать платы на китайском заводе.
Итак, плату изготовили, теперь можно приступать к ее запаиванию.
В этом нет практически никаких сложностей, они наступают далее, когда необходимо будет рассчитать и изготовить трансформатор. Но перед его изготовлением необходимо определиться с напряжением на выходе. Далее с помощью широко известной радиолюбителям программы того же Старичка произведем необходимые вычисления.
Вводим данные в соответствующие поля.
Так как это обратноходовая топология, то трансформатор должен иметь зазор. Помимо этого, данная компьютерная программа посчитаем нам сопротивление резистора датчика тока и снаббер.
Теперь от нас лишь требуется просто купить все необходимые детали согласно выданным программой результатам, ну и соответственно запаять их на плату. Не знаю, что бы мы делали без уважаемого Старичка.
Далее можно приступать к изготовлению трансформатора. В этот раз давайте постараемся сделать все максимально правильно, разделяя первичку на две части для понижения индуктивности рассеивания.
Все обмотки мотаем в одну сторону, начало и конец изображены на печатной плате.
Первым делом необходимо намотать половину первички.
Далее изолируем ее при помощи термоскотча. Это действие необходимо повторять для каждой обмотки.
Следующим шагом мотаем вторичку. При этом крайне желательно, чтобы она поместилась в один слой.
Далее еще слой изоляции и можно приступать к намотке второй половины первички. Мотать необходимо максимально аккуратно виток к витку, если этого не делать, то вместо трансформатора получим греющийся кирпич.
Последним этапом производим намотку самозапита, так как она не столь важна.
Как уже говорилось выше, данному трансформатору необходим зазор. Можно или купить сердечник с готовым зазором, или сделать зазор самостоятельно своими руками. Сам зазор, как мы знаем, необходим для снижения индуктивности обмотки. Если зазора не будет, то сердечник пойдет в насыщение.
Зазор можно сделать буквально из всего что есть под рукой. Автор использовал для этого бумажный лист формата А4.
А теперь вы можете наглядно посмотреть, как изменилась индуктивность, по сравнению с сердечником без зазора.
В завершении необходимо сравнить полученное значение индуктивности с рассчитанной программой Старичка.
Как видим значения практически совпадают. Трансформатор полностью готов, можно устанавливать его на плату.
На этом все, наша дежурка готова. Теперь давайте проверим наш самодельный блок питания в работе. Для этого включаем блок питания в сеть с напряжением 220В, при этом первое подключение желательно произвести через миниатюрную лампу накаливания.
Если все хорошо и ничего не взорвалось, проверяем напряжение на выходе, в данном случае оно должно быть 12В.
Отлично, теперь можно убирать лампочку и включать самоделку напрямую сеть. В качестве нагрузки автор подключил два элемента: кулер и лампу накаливания.
Давайте посмотрим на стабилизацию без нагрузки и с нагрузкой.
Как видим показания мультиметра не изменились, а это значит обратная связь реагирует адекватно. Далее автор решил оставить блок питания на некоторое время включенным для того, чтобы проверить нагрев.
На изображении выше вы можете видеть замеры температуры спустя час работы прибора. В принципе, это не плохой показатель, тем более, что в реальном блоке у автора будет установлен кулер для обдува. В итоге у нас получился довольно неплохой дежурный источник питания.
На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видеоролик автора:

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

Устройство компьютерных блоков питания и методика их тестирования

⇡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.

Пример линейного источника питания со стабилизатором. Избыточная мощность рассеивается на транзисторе Q1

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%.

Простейшая схема импульсного преобразователя AC/DC с трансформатором

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.

Блок-схема импульсного БП

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:

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

Внутреннее устройство БП (AeroCool KCAS-650M)

Полная схема простого блока питания стандарта ATX

⇡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.

Схема фильтра электромагнитных 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.

Фильтр электромагнитных помех (Antec VP700P)

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.

Потребление тока импульсным БП

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.

Электрическая схема и потребление тока блоком Active PFC

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).

Блок Active PFC и входной выпрямитель (Antec VP700P)

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
Two-Transistor Forward 2 2 0 2
Half Bridge 2 0 2 2
Full Bridge 4 0 0 2
Push-Pull 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

Two-Transistor Forward

Full Bridge

Half Bridge

Resonant Half-Bridge

⇡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.

Стабилизирующие дроссели и выходной фильтр (Antec VP700P)

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.

Преобразователь DC-DC для шины 5 В (CoolerMaster G650M)

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).

Трансформаторы (Corsair HX750i)

⇡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).

Пример отличной КНХ (Corsair HX750i)

Посредственная КНХ (Antec VP700P)

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

Стенд для тестирования БП

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.

Высокочастотные пульсации: хороший результат (AeroCool KCAS-650M)

Низкочастотные пульсации: хороший результат (AeroCool KCAS-650M)

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.

Высокочастотные пульсации: на грани допустимого (старый БП)

Низкочастотные пульсации: ужасно (старый БП)

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.

График КПД

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.

График скорости вращения вентилятора (AeroCool KCAS-650M)

Ремонт компьютерного блока питания

Для более доступного объяснения данного материала настоятельно рекомендую прочесть статью по основам ремонта компьютерных блоков питания.

Проверяем входное сопротивление

Итак, дали в ремонт блок питания Power Man на 350 Ватт

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

Замеряем напряжения

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

Далее меряем напряжение на фиолетовом проводе

Мой пациент на фиолетовом проводе показал 0 Вольт. Беру мультиметр и прозваниваю фиолетовый провод на землю. Земля – это провода черного цвета с надписью СОМ. COM – сокращенно от “common”, что значит “общий”. Есть также некоторые виды “земель”:

Как только я коснулся земли и фиолетового провода, мой мультиметр издал дотошный сигнал “ппииииииииииип” и показал нули на дисплее. Короткое замыкание, однозначно.

Ну что же, будем искать схему на этот блок питания. Погуглив по просторам интернета, я нашел схему. Но нашел только на Power Man 300 Ватт. Они все равно будут похожи. Отличия в схеме были лишь в порядковых номерах радиодеталей на плате. Если уметь анализировать печатную плату на соответствие схемы, то это не будет большой проблемой.

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

Ищем виновника

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

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

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

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

Вспоминаем простые подсказки:

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

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

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

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

Пробуем выпаять стабилитрон. Как только я к нему прикоснулся, он развалился надвое. Без комментариев…

Дело не в стабилитроне

Проверяем, устранилось ли у нас короткое замыкание по цепям дежурки и массы, либо нет. Действительно, короткое замыкание пропало. Я сходил в радиомагазин за новым стабилитроном и запаял его. Включаю блок питания, и… вижу как мой новый, только что купленный стабилитрон испускает волшебный дым)…

И тут я сразу вспомнил одно из главных правил ремонтника:

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

Ругаясь про себя матом, перекусываю сгоревший стабилитрон бокорезами и снова включаю блок питания.

Так и есть, дежурка завышена: 8,5 Вольт. В голове крутится главный вопрос: “Жив ли еще ШИМ контроллер, или я его уже благополучно спалил?”. Скачиваю даташит на микросхему и вижу предельное напряжение питания для ШИМ контроллера, равное 16 Вольтам. Уфф, вроде должно пронести…

Проверяем конденсаторы

Начинаю гуглить по моей проблеме на спец сайтах, посвященных ремонту БП ATX. И конечно же, проблема завышенного напряжения дежурки оказывается в банальном увеличении ESR электролитических конденсаторов в цепях дежурки. Ищем эти конденсаторы на схеме и проверяем их.

Вспоминаю о своем собранном приборе ESR метре

Самое время проверить, на что он способен.

Проверяю первый конденсатор в цепи дежурки.

ESR в пределах нормы.

Находим виновника проблемы

Проверяю второй

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

Понимаю, что виновник, или по крайней мере один из виновников проблемы найден. Перепаиваю конденсатор на точно такой же, по номиналу и рабочему напряжению, взятый с донорской платы блока питания. Здесь хочу остановиться подробнее:

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

Итак, я включаю блок питания и снова замеряю напряжение на дежурке. Наученный горьким опытом уже не тороплюсь ставить новый защитный стабилитрон и замеряю напряжение на дежурке, относительно земли. Напряжение 12 вольт и раздается высокочастотный свист.

Снова сажусь гуглить по проблеме завышенного напряжения на дежурке, и на сайте rom.by, посвященном как ремонту БП ATX и материнских плат так и вообще всего компьютерного железа. Нахожу свою неисправность поиском в типичных неисправностях данного блока питания. Рекомендуют заменить конденсатор емкостью 10 мкФ.

Замеряю ESR на конденсаторе…. Жопа.

Результат, как и в первом случае: прибор зашкаливает. Некоторые говорят, мол зачем собирать какие-то приборы, типа вздувшиеся нерабочие конденсаторы итак видно – они припухшие, или вскрывшиеся розочкой

Да, я согласен с этим. Но это касается только конденсаторов большого номинала. Конденсаторы относительно небольших номиналов не вздуваются. В их верхней части нет насечек по которым они могли бы раскрыться. Поэтому их просто невозможно определить на работоспособность визуально. Остается только менять их на заведомо рабочие.

Итак, перебрав свои платы был найден и второй нужный мне конденсатор на одной из плат доноров. На всякий случай было измерено его ESR. Оно оказалось в норме. После впаивания второго конденсатора в плату, включаю блок питания клавишным выключателем и измеряю дежурное напряжение. То, что и требовалось, 5,02 вольта… Ура!

Измеряю все остальные напряжения на разъеме блока питания. Все соответствуют норме. Отклонения рабочих напряжений менее 5%. Осталось впаять стабилитрон на 6,3 Вольта. Долго думал, почему стабилитрон именно на 6,3 Вольта, когда напряжение дежурки равно +5 Вольт? Логичнее было бы поставить на 5,5 вольт или аналогичный, если бы он стоял для стабилизации напряжения на дежурке. Скорее всего, этот стабилитрон стоит здесь как защитный, для того, чтобы в случае повышения напряжения на дежурке, выше 6,3 Вольт, он сгорел и замкнул накоротко цепь дежурки, отключив тем самым блок питания и сохранив нашу материнскую плату от сгорания при поступлении на нее завышенного напряжения через дежурку.

Вторая функция этого стабилитрона, видать, защита ШИМ контроллера от поступления на него завышенного напряжения. Так как дежурка соединена с питанием микросхемы через достаточно низкоомный резистор, поэтому на 20 ножку питания микросхемы ШИМ поступает почти то же самое напряжение, что и присутствует у нас на дежурке.

Заключение

Итак, какие можно сделать выводы из этого ремонта:

1)Все параллельно подключенные детали при измерении влияют друг на друга. Их значения активных сопротивлений считаются по правилу параллельного соединения резисторов. В случае короткого замыкания на одной из параллельно подключенных радиодеталей, такое же короткое замыкание будет на всех остальных деталях, которые подключены параллельно этой.

2)Для выявления неисправных конденсаторов одного визуального осмотра мало и необходимо либо менять все неисправные электролитические конденсаторы в цепях проблемного узла устройства на заведомо рабочие, либо отбраковывать путем измерения прибором ESR-метром.

3)Найдя какую либо сгоревшую деталь, не торопимся менять её на новую, а ищем причину которая привела к её сгоранию, иначе мы рискуем получить еще одну сгоревшую деталь.

РадиоКот >Схемы >Питание >

Блоки питания

Маломощный двухполярный стабилизатор
Блок питания с предрегулятором
Собираем импульсный БП. Блок питания на микросхеме KA2S0880
Импульсный блок питания (60Вт).
Плавный пуск импульсных и трансформаторных блоков питания.
Блок питания — простой,регулируемый,импульсный.
Импульсный БП 60Вт на TOP246Y.
Бестрансформаторный блок питания.
Импульсный БП 5В, 1,5А на TNY264P.
Три, два, один… Пуск!
Стабилизаторы напряжения с низким уровнем пульсаций.
Лабораторный источник питания.
Блок питания лазерного диода.
Лабораторный БП.
БП для безопасного включения усилителя.
Простой стабилизатор напряжения.
Три регулятора переменного напряжения.
Блок питания/зарядное устройство v1.0.
БП с микроконтроллерным управлением и регулировкой параметров при помощи энкодера.
Простой стабилизированный БП для УМЗЧ.
Лабораторный с ОУ
Цифровое управление лабораторным источником (stm32f100c4)
Питание часов от телефонной линии.
Встраиваемая универсальная плата управления лабораторными блоками питания.
У.М.Б.П.
750 ваттный, каскадный регулируемый импульсный источник питания из трёх АТХ/АТ блоков питания по 300W
Записки пластического реаниматолога
БП с синхронным выпрямителем.
Блок питания
Блок питания 2x35V
Компактный маломощный блок распределения и индикации
Импульсный блок питания мощностью 200 Вт для УМЗЧ
Надёжный,как автомат Калашникова
Модуль индикации, защиты и управления для лабораторного блока питания
Узел защиты импульсного блока питания
Простая доработка импульсного БП
Лабораторный Блок Питания на ATmega16
TL494 в полноценном блоке питания
TL494 в полноценном блоке питания. Часть 2
ШИМ стабилизатор
БП для автолюбителя из компьютерного БП powerman iw-p300a2-0
Подключаем ЭНП-1
Мощный лабораторный блок питания (1…15 В, 0…5А)
Плавный запуск блока питания
Вторая жизнь компьютерного БП
Многофункциональный источник питания
Дадим прикурить! «Прикуриватель» из компьютерного БП
Стабилизатор напряжения сетевого паяльника
Блок питания для одно- и трехфазной сети с широким диапазоном входных напряжений на LNK304
ИБП для УМЗЧ сабвуфера.
Проектируем обратноходовой ИБП программой PI Expert
IR2161 VS IR2153. Импульсный блок питания на IR 2161
Надёжная токовая защита для БП и ЗУ на IR2153 и электронном трансформаторе.
Блок питания от 1,5 до 35 вольт

МИНИАТЮРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЯ 0.8-24В 3 А
Двухканальный управляемый лабораторный блок питания
Мощный лабораторный блок питания (ЛБП) 2.5…15В / 0…10А
Защита от КЗ на MOSFET
Блок питания для всего на 350 Вт
Продвинутая гальваническая развязка
ЗУ-Приставка + Лаб.БП на МК версий 9_2 и 11

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх