Практическое занятие №34

Изучение принципа работы компьютерного  блока питания, его устройства и проверка работоспособности БП путём проверки напряжения. 

 

Устройство блока питания.

 

 

 Вам будет представлен блок питания со структурой представленной на фото.

1     В качестве допуска к работе Вы должна рассказать,что за элементы расположены на плате.

2     Рассказать принцип работы импульсного блока питания.

3     Измерить напряжение на разъемах и определить работоспособность БП.

4     Укажите какие напряжения на каких разъемах.

 

 Диагностика неисправностей блока питания с помощью мультиметра

 Стандарт ATX имеет 2 версии — 1.X и 2.X, имеющие 20 и 24-пиновые коннекторы соответственною, вторая версия имеет 24-x 4 дополнительных пина, удлиняя тем самым стандартный коннектор на 2 секции таким образом:

image

Прежде чем мы начнем, расскажу про “правила большого пальца” по отношению к неисправностям:
1) Проблемную материнскую плату легче заменить чем починить, это крайне сложная и многослойная схема, в которой разве что можно заменить пару конденсаторов, а обычно это проблемы не решает.
2) Если вы не уверены в том что вы делаете, то не делайте этого.


Перейдем к диагностике:

Вам понадобится обычный мультиметр. Необходимы достаточно тонкие щупы, для того чтобы мы могли тыкнуть в провод с задней части коннектора.
Ничего из корпуса не вынимаем. Диагностику проводим с коннектором питания в материнской плате, и включенным блоком питания, подключенным к сети.

Проверка напряжения:

Если ваш мультиметр не имеет функции автоматической подстройки диапазона, то выставьте его на измерение десяток вольт постоянного напряжения. (Обычно обозначается 20 Vdc)
Поставим черный щуп на землю (GND-pin, COM, см. схему выше) — черный провод, к примеру контакты 15, 16, 17. 

Концом красного щупа тыкаем в:
1) Пин 9 (Пурпурный, VSB) — должен иметь напряжение 5 вольт ± 5%. Это резервный интерфейс питания и он работает всегда, когда блок питания подключен к сети. Он используется для питания компонентов, которые должны работать, пока 5 основных каналов питания недоступны. К примеру — контроль питания, Wake on LAN, USB-устройства, контроль вскрытия и т.д. 
Если напряжения нет или он меньше/больше, то это означает серьезные проблемы со схемой самого блока питания.

2) Пин 14 (Зеленый, PS_On) должен иметь напряжение в районе 3-5 вольт. Если напряжения нет, то отключите кнопку питания от материнской платы. Если напряжение поднимется, то виновата кнопка.

Все еще держим красный щуп на 14ом контакте…
3) Смотрим на мультиметр и нажимаем кнопку питания, напряжение должно упасть до 0, сигнализируя блоку питания о том, что надо врубать основные рельсы питания постоянного тока: +12VDC, +5VDC, +3.3VDC, -5VDC и -12 VDC. Если изменений нет, то проблема либо в процессоре/материнской плате, либо в кнопке питания. Для того чтобы проверить кнопку питания вытаскиваем ее коннектор из разъема на материнской плате и легонько закорачиваем пины легким прикосновением отвертки или джампером. Также можно попробовать аккуратно проводом закоротить PS_On на землю сзади. Eсли изменений нет, то скорее всего что-то случилось с метринской платой, процессором или его сокетом. 
Если подозрения все-таки падают именно на процессор, то можно попытаться заменить процессор на известный исправный, но делать это на свой страх и риск, поскольку если убила его неисправная мать, то тоже самое может случиться и с этим.

При напряжении ~0 В на PS_On… (Т.e. после нажатия на кнопку)
4) Проверяем Pin 8 (Серый, Power_OK) он должен иметь напряжение ~3-5V, что будет означать что выходы +12V +5V и +3.3V находятся на примемлемом уровне и держат его достаточное время, что дает процессору сигнал стартовать. Если напряжение ниже 2.5V то ЦП не получает сигнала к старту.
В таком случае виноват блок питания.

5) Нажатие на Restart должно заставить напряжение на PWR_OK упасть до 0 и быстро подняться обратно.
На некоторых материнских платах этого происходить не будет, в случае если производитель использует “мягкий” триггер перезагрузки.

При напряжении ~5V на PWR_OK
6) Смотрим на таблицу и сверяем основные параметры напряжения на коннекторе и всех коннекторах периферии:
image

Тестируем на пробои:

ОТКЛЮЧАЕМ КОМПЬЮТЕР ОТ СЕТИ и ждем 1 минуту пока уйдет остаточный ток.

Ставим мультиметр на измерение сопротивления. Если ваш мультиметр не имеет автоматической подстройки диапазона, то ставим его на самый нижний порог измерений (Обычно это значок 200 Ω). Из-за погрешностей, замкнутая цепь не всегда соответствует 0 Ом. Сомкните щупы мультиметра и посмотрите какую цифру он показывает, это и будет нулевым значением для замкнутой цепи.

Проверим цепи блока питания:
Вынимаем коннектор из материнской платы…
И держа один из концов мультиметра на металлической части корпуса компьютера… 
1) Дотрагиваемся щупом мультиметра до одного из черных проводов в коннекторе, а потом до среднего штырька (земли) сетевой вилки. Сопротивление должно быть нулевым, если это не так, то блок питания плохо заземлен и его следует заменить.
2) Дотрагиваемся щупом до всех цветных проводов в коннекторе по очереди. Значения должны быть больше нуля. Значение, равное 0 или меньше 50 Ом означает проблему в цепях питания.

Тестируем материнскую плату на пробои:
Вынимаем процессор из сокета…
Внимательно рассматриваем схему выше и, используя коннектор питания как пример, изучаем какие порты разъема чему соответствуют. Это очень важно, поскольку тестировать можно только землю (GND, Черные провода) иначе ток мультиметра может повредить цепи материнской платы.
3) Дотрагиваемся одним щупом мультиметра до шасси, а другим тыкаем во все разъемы земли (GND, пины 3, 5, 7, 13, 15, 16, 17) и смотрим на мультиметр. Сопротивление должно быть нулевым. Если оно не нулевое вытаскиваем материнскую плату из корпуса и тестируем опять, только в этот раз один из щупов должен касаться металлизированного колечка у отверстия для шурупов на которых плата фиксируется к задней стенке корпуса. Если значение сопротивления все еще ненулевое, то с цепями материнской платы что-то глубоко не так и скорее всего ее придется менять.

 

 

ИСТОЧНИК ДЕЖУРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Компьютерный блок питания содержит в себе источник дежурного напряжения (+5 VSB).

Если вилка блока питания вставлена в сеть, это напряжение будет присутствовать на контакте 21 основного разъема (если разъем 24- контактный).

Этот дежурный источник питания запускает основной инвертор. К этому контакту приходит фиолетовый (чаще всего) провод.

Необходимо замерить это напряжение относительно общего провода (обычно черного цвета) цифровым мультиметром.

Оно должно находиться в пределах + 5 +-5%, т. е. быть в диапазоне от 4,75 до 5,25 В.

Если оно будет меньше, компьютер может не включиться (или будет включаться «через раз»). Если оно будет больше, компьютер может «подвисать».

Если это напряжение отсутствует, питающий блок не запустится!

ОБЛЕГЧЕННАЯ НАГРУЗКА БЛОКА ПИТАНИЯ

Нагрузка блока питанияЕсли дежурное напряжение находится в норме, необходимо подключить к одному из разъемов нагрузку в виде мощных резисторов (см. фото).

К шине +5 В можно подключить резистор величиной 1 — 2 Ом, к шине +12 В ― величиной 3 ― 4 Ом. Мощность резисторов должна быть не менее 25 Вт.

Это далеко не полная величина нагрузки. К тому же шина + 3,3 В остается вообще ненагруженной.

Но это необходимый минимум, при котором питающий блок (если он исправен) должен без «вреда для своего здоровья» запуститься.

Резисторы следует припаять к ответной части разъема, который можно взять, например, от неисправного внешнего вентилятора корпуса.

ЗАПУСК БЛОКА ПИТАНИЯ

Включение блока питанияПосле того как нагрузка подключена, следует замкнуть контакт PS-ON (чаще всего ― зеленого цвета) с соседним общим (обычно черного цвета) проводником.

Контакт PS-ON — четвертый слева в верхнем ряду, если ключ расположен сверху.

Замкнуть можно с помощью скрепки. Блок питания должен запуститься. При этом начнут вращаться лопасти вентилятора охлаждения.

Напоминаем, что компьютерный блок питания лучше не включать без нагрузки!

Во-первых, в нем есть цепи защиты и контроля, которые могут не разрешить основному инвертору запуститься. Во-вторых, в «облегченных» блоках эти цепи могут вообще отсутствовать. В худшем случае дешевый питающий блок может выйти из строя. Поэтому дешевые блоки питания не покупайте!

КОНТРОЛЬ ВЫХОДНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

На всех разъемах появятся выходные напряжения. Следует замерить все выходные напряжения цифровым мультиметром. Они должны находиться в пределах 5% допуска:

  • напряжение + 5 В должно находиться в пределах + 4,75 ― 5, 25 В,
  • напряжение +12 В ― в пределах 11,4 ― 12,6 В,
  • напряжение +3,3 В ― в пределах 3,14 ― 3,47 В

Значение напряжения в канале + 3,3 В может оказаться выше + 3,47 В. Это связано с тем, что этот канал остается без нагрузки.

Но, если остальные напряжения в пределах нормы, то с высокой долей вероятности можно ожидать того, что и напряжение в канале + 3,3 В под нагрузкой окажется в пределах нормы.

Отметим, что допуск 5% в верхнюю сторону для напряжения + 12 В великоват.

Этим напряжением питаются шпиндели винчестеров. При напряжении + 12,6 В (верхняя граница допустимого диапазона) управляющая шпинделем микросхема-драйвер сильно перегревается и может выйти из строя. Поэтому желательно, чтобы это напряжение было поменьше — 12,2 – 12,3 В (естественно, под нагрузкой).

Цифровой тестерСледует сказать, что могут быть случаи, когда блок на этой нагрузке работает, а на реальной (которая существенно больше), напряжения «проседают».

Но так бывает сравнительно редко, это вызвано скрытыми неисправностями. Можно сделать, так сказать, «честную» нагрузку, имитирующую реальный режим работы.

Но это не так просто! Современные питающие блоки могут отдавать мощность 400 ― 600 Вт и более. Для проверки работы с переменной нагрузкой надо будет коммутировать мощные резисторы.

Необходимы мощные коммутационные элементы. Все это будет греться…

Предварительный вывод о работоспособности можно сделать и при облегченной нагрузке, и это вывод будет достоверен более чем в 90% случаев.

НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ВЕНТИЛЯТОРАХ

Вентилятор блока питанияЕсли вентилятор блока питания, бывшего в употреблении, сильно шумит, он, скорее всего, нуждается в смазке. Или, если он сильно изношен, в замене.

Больше всего это касается небольших вентиляторов диаметром 80 мм, которые устанавливаются на заднюю стенку блока питания.

Вентилятор диаметром 120-140 мм для обеспечения необходимого воздушного потока вращается с меньшей скоростью, поэтому шумит меньше.

В заключение отметим, что качественный блок питания имеет «умную» схему управления, которая управляет оборотами вентилятора в зависимости от температуры или нагрузки. Если температура радиаторов с силовыми элементами (или нагрузка) невелика, вентилятор вращаются с минимальными оборотами. При повышении температуры или увеличении тока нагрузки обороты вентилятора увеличиваются. Это снижает шум.