Блок живлення у комп'ютері (БП)– це самостійний імпульсний електронний пристрій, призначений для перетворення напруги змінного струму в ряд постійних напруг (+3,3/+5/+12 та -12) для живлення материнської плати, відеокарти, вінчестера та інших блоків комп'ютера.
Перш ніж приступати до ремонту блока живлення комп'ютера необхідно переконатися в його несправності, оскільки неможливість запуску комп'ютера може бути обумовлена іншими причинами.
Зображення зовнішнього вигляду класичного блоку живлення АТХ стаціонарного комп'ютера (десктопа).
Де знаходиться БП у системному блоці та як його розібрати
Щоб отримати доступ до БП комп'ютера, необхідно спочатку зняти з системного блоку ліву бічну стінку, відкрутивши два гвинти на задній стінці з боку роз'ємів.
Для вилучення блоку живлення з корпусу системного блоку необхідно відкрутити чотири гвинти, помічені на фото. Для проведення зовнішнього огляду БП достатньо від'єднати від блоків комп'ютера ті проводи, які заважають установки БП на край корпусу системного блоку.
Розташувавши блок живлення на розі системного блоку, потрібно відкрутити чотири гвинти, що знаходяться зверху, на фото рожевого кольору. Часто один або два гвинти заховані під наклейкою, і щоб знайти гвинт, її потрібно відклеїти або проткнути викруткою жалом. З боків теж бувають наклейки, що заважають зняти кришку, їх потрібно прорізати по лінії пари деталей корпусу БП.
Після того, як кришка з БП знята обов'язково видаляється пилососом весь пил. Вона є однією з головних причин відмови радіодеталей, оскільки, покриваючи їх товстим шаром, знижує тепловіддачу від деталей, вони перегріваються і, працюючи у важких умовах, швидше виходять з ладу.
Для надійної роботи комп'ютера видаляти пил із системного блоку та БП, а також перевіряти роботу кулерів необхідно не рідше одного разу на рік.
Структурна схема БП комп'ютера АТХ
Блок живлення комп'ютера є досить складним електронним пристроєм і для його ремонту потрібні глибокі знання з радіотехніки та наявність дорогих приладів, проте 80% відмов можна усунути самостійно, володіючи навичками пайки, роботи з викруткою і знаючи структурну схему джерела живлення.
Практично всі БП комп'ютерів виготовлені за наведеною нижче структурною схемою. Електронні компоненти на схемі я навів лише ті, які найчастіше виходять з ладу, та доступні для самостійної заміни непрофесіоналам. При ремонті блоку живлення АТХ обов'язково знадобиться кольорове маркування проводів, що виходять з нього.
Напруга живлення за допомогою мережевого шнура подається через роз'ємне з'єднання на плату блока живлення. Першим елементом захисту є запобіжник Пр1 зазвичай стоїть на 5 А. Але залежно від потужності джерела може бути іншого номіналу. Конденсатори С1-С4 та дросель L1 утворюють фільтр, який служить для придушення синфазних та диференціальних перешкод, які виникають в результаті роботи самого блоку живлення та можуть приходити з мережі.
Мережеві фільтри, зібрані за такою схемою, встановлюють в обов'язковому порядку у всіх виробах, в яких блок живлення виконаний без силового трансформатора, телевізорах, відеомагнітофонах, принтерах, сканерах та ін. Максимальна ефективність роботи фільтра можлива тільки при підключенні до мережі із заземлюючим проводом. На жаль, у дешевих китайських джерелах живлення комп'ютерів елементи фільтра найчастіше відсутні.
Ось тому приклад, конденсатори не встановлені, а замість дроселя запаяні перемички. Якщо Ви ремонтуватимете блок живлення і виявите відсутність елементів фільтра, то бажано їх встановити.
Ось фотографія якісного БП комп'ютера, як видно, на платі встановлені конденсатори, що фільтрують, і перешкододавлюючий дросель.
Для захисту схеми БП від стрибків напруги живлення в дорогих моделях встановлюються варистори (Z1-Z3), на фото з правого боку синього кольору. Принцип роботи їх простий. При нормальній напрузі в мережі опір варистора дуже великий і не впливає на роботу схеми. У разі підвищення напруги в мережі вище за допустимий рівень, опір варистора різко зменшується, що веде до перегорання запобіжника, а не до виходу з ладу дорогої електроніки.
Щоб відремонтувати блок, що відмовив через перенапругу, достатньо буде просто замінити варистор і запобіжник. Якщо варистора під руками немає, можна обійтися тільки заміною запобіжника, комп'ютер працюватиме нормально. Але за першої нагоди, щоб не ризикувати, потрібно в плату встановити варистор.
У деяких моделях блоків живлення передбачена можливість перемикання для роботи при напрузі мережі живлення 115 В, у цьому випадку контакти перемикача SW1 повинні бути замкнуті.
Для плавного заряду електролітичних конденсаторів С5-С6, включених відразу після випрямляючого мосту VD1-VD4, іноді встановлюють RT термістор з негативним ТКС. У холодному стані опір термістора становить одиниці Ом, при проходженні через нього струму, термістор розігрівається і опір його зменшується в 20-50 разів.
Для можливості увімкнення комп'ютера дистанційно, у блоці живлення є самостійне, додаткове малопотужне джерело живлення, яке завжди увімкнено, навіть якщо комп'ютер вимкнено, але електрична вилка не вийнята з розетки. Він формує напругу +5 B_SB і побудований за схемою трансформаторного автоколивального блокінг-генератора на одному транзисторі, запитаного від напруги випрямленого діодами VD1-VD4. Це один із найненадійніших вузлів блоку живлення і ремонтувати його складно.
Необхідні для роботи материнської плати та інших пристроїв системного блоку напруги при виході з блоку вироблення напруги фільтруються від перешкод дроселями та електролітичними конденсаторами і потім за допомогою проводів з роз'ємами подаються до джерел споживання. Кулер, який охолоджує сам блок живлення, запитується у старих моделях БП від напруги мінус 12 В, у сучасних від напруги +12 В.
Ремонт БП комп'ютера АТХ
Увага! Щоб уникнути виведення комп'ютера з ладу розстикування та підключення роз'ємів блока живлення та інших вузлів усередині системного блоку, необхідно виконувати тільки після повного відключення комп'ютера від мережі живлення (вийняти вилку з розетки або вимкнути вимикач у «Пілоті»).
Перше, що необхідно зробити, це перевірити наявність напруги в розетці та справність подовжувача типу «Пілот» зі свічення клавіші вимикача. Далі потрібно перевірити, що шнур живлення комп'ютера надійно вставлений в «Пілот» та системний блок та увімкнений вимикач (за його наявності) на задній стінці системного блоку.
Як знайти несправність БП натискаючи кнопку «Пуск»
Якщо живлення на комп'ютер подається, то на наступному кроці потрібно дивлячись на кулер блоку живлення (видимий за ґратами на задній стінці системного блоку) натиснути кнопку «Пуск» комп'ютера. Якщо лопаті кулера, хоч трохи зрушити, значить справні фільтр, запобіжник, діодний міст і конденсатори лівої частини структурної схеми, а також самостійне малопотужне джерело живлення +5 B_SB.
У деяких моделях БП кулер знаходиться на плоскій стороні і, щоб його побачити, потрібно зняти ліву бічну стінку системного блоку.
Поворот на маленький кут і зупинка крильчатки кулера при натисканні на кнопку «Пуск» свідчить про те, що на мить на виході БП з'являється вихідна напруга, після чого спрацьовує захист, що зупиняє роботу БП. Захист налаштований таким чином, що якщо величина струму по одній з вихідних напруг перевищить заданий поріг, то відключаються всі напруги.
Причиною перевантаження зазвичай є коротке замикання низьковольтних ланцюгах самого БП або в одному з блоків комп'ютера. Коротке замикання зазвичай з'являється при пробою в напівпровідникових приладах або ізоляції в конденсаторах.
Для визначення вузла, в якому виникло коротке замикання, потрібно від'єднати всі роз'єми БП від блоків комп'ютера, залишивши тільки підключені до материнської плати. Після чого підключити комп'ютер до мережі живлення і натиснути кнопку «Пуск». Якщо кулер у БП завертався, значить, несправний один із відключених вузлів. Для визначення несправного вузла їх послідовно підключати до блоку живлення.
Якщо БП, підключений тільки до материнської плати не запрацював, слід продовжити пошук несправності та визначити, який із цих пристроїв несправний.
Перевірка БП комп'ютера
виміром величини опору вихідних ланцюгів
При ремонті БП деякі види його несправності можна визначити шляхом вимірювання омметром величини опору між загальним проводом GND чорного кольору та іншими контактами вихідних роз'ємів.
Перед початком вимірювань БП повинен бути відключений від мережі живлення, і всі його роз'єми від'єднані від вузлів системного блоку. Мультиметр або тестер потрібно включити в режим вимірювання опору та вибрати межу 200 Ом. Загальний провід приладу підключити до контакту гнізда, до якого підходить чорний провід. Кінцем другого щупа по черзі торкаються контактів, відповідно до таблиці.
У таблиці наведено узагальнені дані, отримані в результаті вимірювання величини опору вихідних ланцюгів 20 справних БП комп'ютерів різних потужностей, виробників та років випуску.
Для можливості підключення БП для перевірки без навантаження всередині блоку на деяких виходах встановлюють резистори навантаження, номінал яких залежить від потужності блоку живлення і рішення виробника. Тому виміряний опір може коливатися у великому діапазоні, але не повинен бути нижчим від допустимого.
Якщо навантажувальний резистор у ланцюзі не встановлений, показання омметра будуть змінюватися від малої величини до нескінченності. Це з зарядкою фільтруючого електролітичного конденсатора від омметра і свідчить у тому, що справний конденсатор. Якщо поміняти місцями щупи, то спостерігатиметься аналогічна картина. Якщо опір великий і не змінюється, то можливо в кручі знаходиться конденсатор.
Опір менше допустимого свідчить про наявність короткого замикання, яке може бути викликане пробоєм ізоляції в електролітичному конденсаторі або діода, що випрямляє. Для визначення несправної деталі доведеться розкрити блок живлення і відпаяти від схеми один кінець дроселя, що фільтрує цього ланцюга. Далі перевірити опір до та після дроселя. Якщо після нього, то замикання в конденсаторі, дротах, між доріжками друкованої плати, а якщо до нього, то пробитий діод.
Пошук несправності БП зовнішнім оглядом
Спочатку слід уважно оглянути всі деталі, звернувши особливу увагу цілісність геометрії електролітичних конденсаторів. Як правило, через важкий температурний режим електролітичні конденсатори, виходять з ладу найчастіше. Близько 50% відмов блоків живлення пов'язано з несправністю конденсаторів. Найчастіше здуття конденсаторів є наслідком поганої роботи кулера. Мастило підшипників кулера виробляється і оберти падають. Ефективність охолодження деталей блоку живлення знижується і вони перегріваються. Тому при перших ознаках несправності кулера блоку живлення зазвичай з'являється додатковий акустичний шум, потрібно почистити від пилу і змастити кулер.
Якщо корпус конденсатора здувся або видно сліди електроліту, що витік, то відмова конденсатора очевидна і його слід замінити справним. Здувається конденсатор у разі пробою ізоляції. Але буває, зовнішніх ознак відмови немає, а рівень пульсацій вихідної напруги більший. У таких випадках конденсатор несправний через відсутність контакту між його висновком та обкладки всередині нього, як кажуть, конденсатор в обриві. Перевірити конденсатор на урвище можна за допомогою будь-якого тестера в режимі вимірювання опору. Технологія перевірки конденсаторів представлена у статті сайту «Вимір опору».
Далі оглядаються інші елементи, запобіжник, резистори та напівпровідникові прилади. У запобіжнику всередині вздовж по центру повинен проходити тонкий металевий зволікання, іноді з потовщенням у середині. Якщо зволікання не видно, то, швидше за все, вона перегоріла. Для точної перевірки запобіжника потрібно його продзвонити омметром. Якщо запобіжник перегорів, його потрібно замінити новим чи відремонтувати . Перш ніж виконувати заміну, для перевірки блоку живлення можна перегорілий запобіжник не випоювати з плати, а припаяти до його висновків жилку мідного дроту діаметром 0,18 мм. Якщо при включенні блоку живлення в мережу проводок не перегорить, тоді вже є сенс замінювати запобіжник справним.
Як перевірити справність БП замиканням контактів PG та GND
Якщо материнську плату можна перевірити лише підключивши її до свідомо справного БП, то блок живлення можна перевірити окремо за допомогою блоку навантажень або запустити за допомогою з'єднання контактів +5 PG і GND між собою.
Від блоку живлення на материнську плату напруги живлення подаються за допомогою 20 або 24 контактного роз'єму і 4 або 6 контактного. Для надійності роз'єми мають клямки. Для того, щоб вийняти рознімання з материнської плати потрібно пальцем натиснути нагору клямки одночасно, докладаючи досить велике зусилля, похитуючи з боку в бік, витягнути частину у відповідь.
Далі потрібно закоротити між собою, відрізком дроту, можна і металевою канцелярською скріпкою, два виводи в роз'ємі, знятому з материнської плати. Провід розташований з боку клямки. На фотографіях місце встановлення перемички позначене жовтим кольором.
Якщо роз'єм має 20 контактів 14 (провід зеленого кольору, в деяких блоках живлення може бути сірий, POWER ON) та висновок 15 (Провід чорного кольору, GND).
Якщо роз'єм має 24 контакти, то з'єднувати між собою потрібно висновок 16 (зеленого зеленого, в деяких блоках живлення провід може бути сірого кольору, POWER ON) та висновок 17 (чорний провід GND).
Якщо крильчатка в кулері блоку живлення завертається, то блок живлення АТХ можна вважати працездатним, і, отже, причина комп'ютера, що не працює, знаходиться в інших блоках. Але така перевірка не гарантує стабільну роботу комп'ютера в цілому, тому що відхилення вихідних напруг можуть бути більшими за допустимі.
Перевірка БП комп'ютера
вимірюванням напруги та рівня пульсацій
Після ремонту БП або у разі нестабільної роботи комп'ютера для повної впевненості у справності блоку живлення, необхідно його підключити до блоку навантажень та вимірювати рівень вихідної напруги та розмах пульсацій. Відхилення величин напруги і розмахів пульсацій на виході блока живлення не повинні перевищувати значень, наведених у таблиці.
Можна обійтися і без блоку навантажень вимірювавши напругу та рівень пульсацій безпосередньо на висновках роз'ємів БП у комп'ютері, що працює.
| Таблиця вихідних напруг та розмаху пульсацій БП АТХ | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вихідна напруга, | +3,3 | +5,0 | +12,0 | -12,0 | +5,0 SB | +5,0 PG | GND |
| Колір дроту | помаранчевий | червоний | жовтий | синій | фіолетовий | сірий | чорний |
| Допустиме відхилення, % | ±5 | ±5 | ±5 | ±10 | ±5 | – | – |
| Допустима мінімальна напруга | +3,14 | +4,75 | +11,40 | -10,80 | +4,75 | +3,00 | – |
| Допустима максимальна напруга | +3,46 | +5,25 | +12,60 | -13,20 | +5,25 | +6,00 | – |
| Розмах пульсації не більше, мВ | 50 | 50 | 120 | 120 | 120 | 120 | – |
При вимірі напруги мультиметром «мінусовий» кінець щупа приєднується до чорного дроту (загального), а «плюсовий» до потрібних контактів роз'єму.
Напруга +5 В SB (Stand-by), фіолетовий провід – виробляє вбудоване в БП самостійне малопотужне джерело живлення виконане на одному польовому транзисторі та трансформаторі. Ця напруга забезпечує роботу комп'ютера в черговому режимі і служить лише запуску БП. Коли комп'ютер працює, то наявність або відсутність напруги +5 SB ролі не грає. Завдяки +5 В SB комп'ютер можна запустити натисканням кнопки «Пуск» на системному блоці або дистанційно, наприклад, з Блоку безперебійного живлення у разі тривалої відсутності напруги живлення 220 В.
Напруга +5 В PG (Power Good) – з'являється на сірому дроті БП через 0,1-0,5 секунд у разі його справності після самотестування і служить сигналом для роботи материнської плати.
Напруга мінус 12 В (провід синього кольору) потрібна лише для живлення інтерфейсу RS-232, який у сучасних комп'ютерах відсутній. Тому в блоках живлення останніх моделей цієї напруги може бути.
Як замінити запобіжник у БП комп'ютера
Зазвичай в комп'ютерних блоках живлення встановлюється трубчастий плавкий скляний запобіжник, розрахований на струм захисту 6,3 А. Для надійності і компактності запобіжник впаюють безпосередньо в друковану плату. Для цього застосовуються спеціальні запобіжники, що мають висновки для запаювання. Запобіжник зазвичай встановлюють у горизонтальному положенні поруч із мережним фільтром і його легко виявити на вигляд.
Але іноді зустрічаються блоки живлення, в яких запобіжник встановлений у вертикальному положенні і на нього одягнена трубка, що термоусаджується, як на фотографії вище. В результаті виявити його важко. Але допомагає напис, нанесений на друкованій платі поруч із запобіжником: F1 – так позначається запобіжник електричних схем. Поряд із запобіжником може бути також вказаний струм, на який він розрахований, на поданій платі вказаний струм 6,3 А.
Під час ремонту блоку живлення та перевірки вертикально встановленого запобіжника за допомогою мультиметра було виявлено його обрив. Після випоювання запобіжника і зняття трубки, що термоусаджується, стало очевидно, що він перегорів. Скляна трубка зсередини вся була покрита чорним нальотом від дроту, що перегорів.
Запобіжники з дротяними висновками зустрічаються рідко, але їх можна з успіхом замінити звичайними 6,3 амперними, припаявши до чашок з торців одножильні шматочки мідного дроту діаметром 0,5-0,7 мм.
Залишиться тільки запаяти підготовлений запобіжник у друкованій платі блоку живлення та перевірити його на працездатність.
Якщо при включенні блока живлення запобіжник згорів повторно, значить, має місце відмова інших радіоелементів, зазвичай пробою переходів у ключових транзисторах. Ремонтувати блок живлення з такою несправністю потребує високої кваліфікації та економічно не доцільний. Заміна запобіжника, розрахованого на більший струм захисту, ніж 6,3 А, не призведе до позитивного результату. Запобіжник все одно перегорить.
Пошук у БП несправних електролітичних конденсаторів
Дуже часто відмова блоку живлення, і як результат нестабільна робота комп'ютера в цілому відбувається через здуття корпусів електролітичних конденсаторів. Для захисту від вибуху на торці електролітичних конденсаторів робляться надсічки. При зростанні тиску всередині конденсатора відбувається здуття або розрив корпусу в місці надсічки і за цією ознакою легко знайти конденсатор, що відмовив. Основною причиною виходу з ладу конденсаторів є їх перегрів через несправність кулера або перевищення допустимої напруги.
На фотографії видно, що у конденсатора, що знаходиться з лівого боку, торець плоский, а у правого - здутий, зі слідами електроліту, що підтік. Такий конденсатор вийшов з ладу та підлягає заміні. У блоці живлення зазвичай виходять з ладу електролітичні конденсатори по шині харчування +5 В, так як встановлюються з малим запасом по напрузі, всього на 6,3 В. Зустрічав випадки, коли всі конденсатори в блоці живлення ланцюга +5 В були здуті.
При заміні конденсаторів по ланцюгу живлення 5 В рекомендую встановлюю конденсатори, які розраховані на напругу не менше, ніж на 10 В. Чим більше напруга розрахований конденсатор, тим краще, головне, щоб по габаритах вписався в місце установки. У випадку, якщо конденсатор з більшою напругою не вміщується через розміри, можна встановити конденсатор меншої ємності, але розрахований на більшу напругу. Все одно ємність встановлених на заводі конденсаторів має більший запас і така заміна не погіршить роботу блоку живлення та комп'ютера загалом.
Нема рації замінювати електролітичні конденсатори в блоці живлення, якщо вони все спучилися. Це означає, що вийшла з ладу схема стабілізації вихідної напруги, і на конденсатори було подано напругу, що перевищує допустиму. Такий блок живлення можна відремонтувати лише маючи професійну освіту та вимірювальні прилади, але економічно такий ремонт не доцільний.
Головне при ремонті БП не забувати, що електролітичні конденсатори мають полярність. З боку негативного виведення на корпусі конденсатора є маркування, у вигляді широкої вертикальної вертикальної смуги, як показано на фото вище. На друкованій платі отвір для негативного виведення конденсатора розташований у зоні маркування білого (чорного) півкола або отвір для позитивного виведення позначається знаком "+".
Перевірка дроселя групової стабілізації БП АТХ
Якщо з системного блоку комп'ютера раптом запахло гаром, то однією з причин може бути перегрів дроселя групової стабілізації в БП або обмотка, що підгоріла, одного з кулерів. У цьому комп'ютер зазвичай продовжує нормально працювати. Якщо після розкриття системного блоку та огляду всі кулери обертаються, значить несправний дросель. Комп'ютер необхідно відразу вимкнути та зайнятися ремонтом.
На фотографії показаний БП комп'ютера зі знятою кришкою, в центрі якої видно дросель, покритий ізоляцією зеленого кольору, що підгоріла зверху. Коли я підключив цей БП до навантаження і подав на нього напругу живлення, то через пару хвилин з дроселя пішла тонка цівка диму. Перевірка показала, що вся вихідна напруга в допуску і розмах пульсацій не перевищує допустимий.
Через дросель проходить струм всіх напруг, що живлять комп'ютер, і очевидно, що сталося порушення ізоляції проводів обмоток внаслідок чого, вони закоротили між собою.
Обмотки можна перемотати на цей же сердечник, але в результаті сильного нагріву магнітодіелектрик сердечника може втратити добротність, внаслідок великих струмів Фуко буде нагріватися навіть при цілих обмотках. Тому рекомендую встановити новий дросель. Якщо аналога немає, то потрібно порахувати витки обмоток, змотуючи їх на згорілому дроселі, і намотати ізольованим дротом такого ж перерізу на новому сердечнику. При цьому потрібно дотримуватися напрямку обмоток.
Перевірка інших елементів БП
Резистори та прості конденсатори не повинні мати потемнінь та нагарів. Корпуси напівпровідникових приладів мають бути цілими, без сколів та тріщин. При самостійному ремонті доцільно виконати заміну лише елементів, що відображаються на структурній схемі. Якщо потемніла фарба на резистори, або розвалився транзистор, то міняти їх безглуздо, оскільки, швидше за все, це наслідок виходу з ладу інших елементів, які без приладів не виявити. Потемнілий корпус резистора не завжди свідчить про його несправність. Цілком можливо просто потемніла лише фарба, а опір резистора в нормі.