Содержание
1. Теоритическая часть
Назначение устройства
Технические характеристики
Принцип работы блоков питания AT и ATX
Состав и основные компоненты устройства
Составление структурной схемы описывающей принцип работы
2. Практическая часть
Техническое обслуживание устройства
Характерные неисправности и способы их устранения
Проверка рабочих напряжений
Построение алгоритма поиска неисправностей
Заключение
Список используемых источников
Введение
В конце XX века уже невозможно было представить себе жизнь без компьютера. Компьютер прочно вошел в нашу жизнь, став главным помощником человека. На сегодняшний день в мире существует множество компьютеров различных фирм, различных групп сложности, назначения и поколений.
Не секрет, что основными критериями выбора при покупке компьютера являются возможность бесперебойной, стабильной работы и производительность. Для этого необходим правильный выбор блоков питания.
Следовательно, блок питания является неотъемлемой частью компьютера. Основная задача блока питания – преобразование напряжения в сети в напряжение, используемое устройствами компьютера. Хороший блок питания подавляет шумы, имеет конденсатор большой емкости, который предохраняет от краткосрочных выбросов электроэнергии и их провалов.
Блок питания располагается внутри системного блока, с выходом на заднюю панель, где имеется разъем для подключения сетевого провода, так же обычно присутствует клавиша включения/отключения блока питания.
Целью данной выпускной квалификационной работы является:
разработка алгоритма технического обслуживания блоков питания
поиск и устранение в них неисправностей.
Основными задачами выпускной квалификационной работы является:
Сформулировать основные характеристики блоков питания
Сформулировать основное назначение блоков питания.
Следует отметить, что тема данного курсового проекта весьма актуальна, поскольку при повреждении источника питания из строя выходит весь компьютер, и, кроме того, это опасно для человека, так как возможно поражение электрическим током
Назначение устройствакомпьютер неисправность напряжение
Блок питания расположен в верхней части системного блока и крепится к нему. Все блоки питания имеют вентиляционные отверстия, а большинство, собственный вентилятор. Источник питания, кроме того, имеет свой сетевой фильтр и переключатель напряжения, который находится на видимой стороне блока питания. Для подачи напряжения к различным компонентам компьютера от блока питания предназначены несколько кабелей с колодками на четыре провода для функционирования оптических накопителей, накопителей на гибких дисках, а также разъем АТХ с 20 контактами для питания материнской платы.
Блок питания имеет две стороны. На видимой его части находится разъем для сетевого провода, другой конец которого подключается в сеть. С другой стороны блока питания, внутри системного блока, находятся провода, которые присоединяются к материнской плате компьютера и другим устройствам системного блока. При этом цвета означают следующее: красный (+5 вольт), желтый (+12 вольт), синий (-12 вольт) , черный – корпус, белый (-5 вольт). А оранжевый передает сигнал Power-Good, который посылается материнской плате после самотестирования блока питания, при включении компьютера.
Главное назначение блоков питания – преобразование электрической энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, пригодную для питания узлов компьютера.
Блок питания преобразует сетевое переменное напряжение 220 В в постоянные напряжения +5 и +12В, а в некоторых системах и в +3,3 В. Как правило, для питания цифровых схем (системной платы, плат адаптеров и дисковых накопителей) используется напряжение +3,3 или +5 В, а для двигателей (дисководов и различных вентиляторов) +12 В. Компьютер работает надежно только в том случае, если значения напряжения в этих цепях не выходят за установленные пределы. Схема работы блока питания представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Краткая схема работы блоков питания
1.1 Технические характеристики
Для оценки качества блока питания используются различные критерии. Многие потребители при покупке компьютера пренебрегают значением источника питания, и поэтому некоторые сборщики персональных компьютеров сокращают расходы на него. Ведь не секрет, что гораздо чаще цена компьютера увеличивается за счет дополнительной памяти или жесткого диска большей емкости, а не более совершенного источника питания.
Технические характеристики:
1. Выходная мощность блока питания.
Выходная мощность блока питания должна быть достаточной для нормального функционирования персонального компьютера. В большинстве современных блоков питания выходная мощность колеблется от 450 до 900 Вт. Блоки малой мощности непрактичны, но можно использовать блок питания мощностью и в 1200 Вт, который будет вполне соответствовать потребностям пользователя и при этом более половины мощности не использоваться. Блоки питания мощностью более 300 Вт могут спокойно обеспечить работу системной платы с любым набором адаптеров и множеством дисковых накопителей.
Чтобы выяснить, можно ли модернизировать компьютер, сначала нужно вычислить мощность, потребляемую его отдельными узлами, а затем определить мощность блока питания. После этого станет ясно, нужно ли заменять блок питания более мощным.
Качество блоков питания определяется не только выходной мощностью. Представить, что в одной комнате стоит несколько компьютеров и качество электрической сети невысокое (часто пропадает напряжение, возникают помехи и т.п.), системы с мощными блоками питания работают гораздо лучше систем с дешевыми блоками.
Стоит обратить внимание, гарантирует ли фирма-производитель исправность блока питания (и подключенных к нему систем) при следующих обстоятельствах:
полном отключении сети на любое время;
любом понижении сетевого напряжения;
кратковременных выбросах с амплитудой до 2 500 В на входе блока питания (например, при разряде молнии).
2. Среднее время наработки на отказ (среднее время безотказной работы), или среднее время работы до первого.
Это расчетный средний интервал времени в часах, в течение которого ожидается, что источник питания будет функционировать корректно. Среднее время безотказной работы источников питания (например, 100 тыс. часов или больше) как правило, определяется не в результате эмпирического испытания, а иначе.При вычислении среднего времени безотказной работы для источников питания часто используются данные о нагрузке блока питания и температуре среды, в которой выполнялись испытания.
3. Диапазон изменения входного напряжения (или рабочий диапазон), при котором может работать источник питания.
Для входного напряжения 220 В - от 180 до 270 В.
4. Пиковый ток включения – это самое большое значение тока, обеспечиваемое источником питания в момент его включения; выражается в амперах (А). Чем меньше ток, тем меньший тепловой удар испытывает система.
5. Время (в миллисекундах) удержания выходного напряжения в пределах точно установленных диапазонов напряжений после отключения входного напряжения.
Обычно 15-25 мс для современных блоков питания.
6. Переходная характеристика – это количество времени (в микросекундах), которое требуется источнику питания, чтобы установить выходное напряжение в точно определенном диапазоне после резкого изменения тока на выходе. Другими словами, количество времени, требуемое для стабилизации уровней выходных напряжений после включения или выключения системы. Источники питания рассчитаны на равномерное потребление тока устройствами компьютера. Когда устройство прекращает потребление мощности (например, в дисководе останавливается вращение диска), блок питания может подать слишком высокое выходное напряжение в течение короткого времени. Это явление называется выбросом; переходная характеристика – это время, которое источник питания затрачивает на то, чтобы значение напряжения возвратилось к точно установленному уровню.
7. Защита от перенапряжений – это значения (для каждого вывода), при которых срабатывают схемы защиты, и источник питания отключает подачу напряжения на конкретный вывод.
8. Стабилизация линейного напряжения – это характеристика, описывающая изменение выходного напряжения в зависимости от изменения входного напряжения (от самого низкого до самого высокого значения). Источник питания должен корректно работать при любом переменном напряжении в диапазоне изменения входного напряжения, причем на выходе оно может изменяться на 1% или меньше.
9. Эффективность (КПД) – это отношение мощности, подводимой к блоку питания, к выходной мощности; выражается в процентах. Для современных источников питания значение эффективности обычно равно 65-85%. Оставшиеся 15-35% подводимой мощности преобразуются в тепло в процессе превращения переменного тока в постоянный. Хотя увеличение эффективности (КПД) означает уменьшение количества теплоты внутри компьютера и более низкие счета за электричество.
1.2 Принцип работы блоков питания AT и ATX
Существует 2 стандарта блоков питания – это AT (неуправляемые) и ATX (управляемые). Общий принцип работы блоков питания представлен на рисунке 2.
Двухпо-лосный выклю-чатель
Высоко-вольтный
Выпря-митель
Высоко-вольтный
фильтр
Высоко-вольтный
ключ
Импуль-сный
транс-форматор
Сетевой
фильтр
Канал
+5 В
      
   
Схема управле-ния
Канал
+12 В
 Сеть К монитору
1 15/230В 115/230В
Канал
-5 В
 
Канал
-12 В
 
Рисунок 2 – Общий принцип работы блоков питания.
Блоки питания AT – более старые, входное напряжение (115 или 220 В переменного тока) поступает на помехоподавляющий фильтр, который обычно состоит из дросселей, конденсаторов малой емкости и разрядного резистора.
Далее напряжение питания поступает на двухполюсный выключатель и далее на высоковольтный выпрямитель.
Он представляет собой четыре диода, соединенных по мостовой схеме и "залитых" в пластмассовый корпус. Выпрямленное напряжение поступает на сглаживающий фильтр (это будет пара электролитических конденсаторов емкостью по 200-500 мкФ с указанным максимальным напряжением 400 В. Между высоковольтным выпрямителем и высоковольтным фильтром включен выключатель S1, вынесенный на заднюю стенку БП и изображенный на рисунке 3, в виде схемы.
 
С еть 115/230В
 S1 С1
С2
Рисунок 3 – Схема двухполюсного выключателя
В разомкнутом состоянии схема будет работать как однофазный мостовой выпрямитель с входным напряжением 220 В, который работает на емкость, равную С/2, а в замкнутом - удвоитель напряжения, входное напряжение для которого должно быть 115 В (это американский стандарт). Если включить его в нашей сети (России) – это приведет к выходу из строя всего блока питания.
Отфильтрованное постоянное напряжение поступает на собранный по одно- или двухтактной схеме высоковольтный транзисторный ключ, который переключается схемой управления с частотой несколько десятков килогерц.
Импульсы напряжения поступают на импульсный понижающий трансформатор, на вторичных обмотках которого и получаются напряжения для каналов +5 В, +12 В, -5 В, -12 В. Каналы эти собираются по стандартным схемам и содержат двухполупериодный выпрямитель (два диода, подключенных к обмотке со средней точкой) и LC-фильтр. Выходные напряжения отслеживаются схемой управления.
Сигнал PG (Power Good), сигнализирующий о том, что напряжения на блоке питания находятся в пределах нормы, представляет собой постоянное напряжение +5 В, которое должно появиться после окончания всех переходных процессов в блоке питания. При отсутствии этого сигнала на системной плате непрерывно вырабатывается сигнал аппаратного сброса процессора, при появлении этого сигнала система начинает нормальную работу.
Уровень этого сигнала может лежать в пределах 3-6 В, появляется он через 0,1-0,5 сек. после включения питания при нормальных напряжениях на выходе блока. Отсутствие необходимой задержки при включении и запаздывание при выключении приводит к потере информации в CMOS и ошибкам при загрузке. Нажатие кнопки "reset" практически эквивалентно замыканию PG на схемную землю.
Схема управления обычно состоит из контроллера широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер) и линейки компараторов, которые отслеживают уровни выходных напряжений и участвуют в формировании сигнала PG. В качестве линейки компараторов часто применяется микросхема LM339N, TL494 (TL493,TL495) фирмы Texas Instrument или ее аналог - микросхема MPC494 фирмы NEC. Структурная схема микросхемы TL494 изображена на рисунке 4.
Рисунок 4 - Структурная схема микросхемы TL494
Выводы 1 и 2 - неинвертирующего и инвертирующего входов усилителя ошибки 1; вывод 3 - вход "обратной связи"; вывод 4 - вход регулировки "мертвого времени" (время, в течение которого закрыты оба выходных транзистора, причем независимо от величины тока нагрузки); выводы 5 и 6 - для подключения внешних элементов ко встроенному генератору пилообразного напряжения; вывод 7 - общий; выводы 8 и 9 - коллектор и эмиттер первого транзистора; выводы 11 и 10 - коллектор и эмиттер второго транзистора; вывод 12 - питание; вывод 13 - выбор режима работы (возможна работа в одно- или двухтактном режиме: если на этом выводе присутствует логическая "1" (+2,4...+5 В), то транзисторы открываются поочередно (двухтактный режим работы); если на выводе будет "0" (0...0,4 В), то это однотактный режим, при этом транзисторы могут быть включены параллельно для увеличения выходного тока); вывод 14 - выход опорного напряжения (+5 В); выводы 15 и 16 - неинвертирующий и инвертирующий входы усилителя ошибки 2.
ШИМ-контроллер работает на фиксированной частоте и содержит встроенный генератор пилообразного напряжения, который требует для установки частоты всего два внешних компонента: резистора Rt и конденсатора Ct. При этом частота генерации будет равна f=1,1/RtCt.
Модуляция ширины импульсов достигается сравнением положительного напряжения, полученного на конденсаторе Ct с двумя управляющими сигналами (один из них поступает на вход регулировки "мертвого времени", второй получается из выходных сигналов усилителей ошибок и сигнала обратной связи).
Логический элемент ИЛИ-НЕ возбуждает выходные транзисторы только тогда, когда амплитуда пилообразного напряжения выше амплитуды управляющих сигналов. Таким образом, повышение амплитуды управляющих сигналов вызывает уменьшение ширины выходных импульсов.
Блоки питания АТХ - По принципу работы практически не отличается от старого формата АТ. Отличия в конструкции и возможностью управления питанием. Если в старом конструктиве выключатель сети располагался на передней стенке корпуса (почти всегда), то в новых блоках питания управление производится с помощью кнопки, а силовой выключатель установлен на самом блоке питания, и сетевое напряжение присутствует только внутри БП. Еще многие новые блоки питания не требуют переключения пределов входного напряжения, работая в диапазоне 100-240 В.
Существенные отличия есть и в электрическом интерфейсе. В АТХ есть дополнительный источник напряжением 3,3 В для питания процессора и дежурный "Standby" - маломощный источник с выходом +5 В. Дежурный источник с допустимым током нагрузки 10 мА (АТХ 2.01) включается при подаче сетевого напряжения.
Предназначен он для питания цепей управления энергопотреблением и устройств, "страдающих бессонницей" - например, факс-модема, который при поступлении входящего звонка "разбудит" машину. Мощность этого источника может быть увеличена до 720 мА, и машина сможет проснуться при приеме пакета от дежурного адаптера локальной сети. В интерфейс БП введен управляющий сигнал PS-ON, включающий основные источники +5, +3,3, +12, -5 и -12 В.
Напряжение от этих источников поступает только при низком уровне управляющего сигнала. При высоком уровне или свободном состоянии цепи выходные напряжения источников - около нуля. О нормальном напряжении питания свидетельствует наличие сигнала PW-OK (Power O'Key) - то же самое, что PG на старых блоках. Интерфейс управления питанием позволяет выполнять программное отключение питания.
В старом формате питающие провода к плате подключались двумя разъемами, что порой приводило к нехорошим последствиям, в АТХ разъем один и снабжен надежным ключом. Расширенная спецификация предусматривает передачу информации от датчиков вентилятора на системную плату - для обеспечения контроля оборотов.
1.3 Состав и основные компоненты устройства
1 Плата управления токовой защитой - это плата, которая служит для проверки качества электрического тока, в случае каких либо отклонений включается защита.
2Дроссель групповой стабилизации обычно представляет собой четыре обмотки (по одной обмотке в каждом выходном канале БП), намотанные на одном кольцевом ферритовом сердечнике и включенные синфазно. В этом случае дроссель выполняет в схеме две функции:
• функцию сглаживания пульсации выпрямленного напряжения - при этом каждая обмотка для своего канала представляет сглаживающий дроссель фильтра и работает как обычный дроссель;
• функцию межканальной связи при групповой стабилизации - при этом благодаря электромагнитной связи через общий сердечник дроссель работает как трансформатор, передающий изменения величины токов
3 Дроссель фильтра напряжения представляет собой аппарат, который работает как автоматический регулятор электрического напряжения сети
4 Радиатор, на котором размещены выпрямительные диоды выходных напряжений представляет собой толстую алюминиевую пластину – он охлаждает диодные сборки, формирующие напряжение блока – 12 В. Несмотря на высокую мощность, размер радиатора объясняется не только высокой эффективностью БП, но и применением в качестве выходных диодных сборок элементов, способных выдать ток на уровне сотни ампер без существенного нагрева.
5 Трансформатор главного преобразователя- статистический электромагнитный аппарат преобразующий систему переменного тока одного напряжения в систему переменного тока другого напряжения.
6. Трансформатор, управляющий ключами главного преобразователя служат для управления полевыми транзисторами.
7. Трансформатор вспомогательного преобразователя (формирующий дежурное напряжение);
8. Плата контроллера коррекции коэффициента мощности - убирает некоторые недостатки мостового выпрямителя сетевого напряжения.
9. Радиатор, охлаждающий диодный мост и ключи главного преобразователя;
10. Фильтры сетевого напряжения от помех;
11. Дроссель корректора коэффициента мощности (PFC);
12. Конденсатор фильтра сетевого напряжения.
Все выше перечисленные компоненты блока питания изображены на рисунке 5.
Рисунок 5 - Состав и основные компоненты устройства
1.5 Составление структурной схемы описывающей принцип работы
Через трансформатор это ступенчатое напряжение передается на базы ключевых транзисторов и поочередно открывает их. Наличие пауз между импульсами гарантирует полное закрывание каждого из транзисторов перед открыванием другого.
Микросхемы формирователя питаются напряжением 12В от бестрансформаторного источника, состоящего из балластного конденсатора, выпрямительного моста, стабилитрона и конденсаторов фильтра. Выбор такого напряжения питания микросхем позволил использовать трансформатор с максимально возможным коэффициентом трансформации (10:1), что снизило токовую нагрузку на элементы и дало возможность обойтись без дополнительных транзисторных ключей в их выходной цепи.
Поскольку выпрямленное напряжение имеет вид разделенных паузами импульсов, по форме близких к прямоугольным, на входах фильтров включены оксидные конденсаторы относительно небольшой емкости, удовлетворительно работающие на выбранной частоте преобразования.
Благодаря малому току, потребляемому от нижнего источника, его сглаживающий фильтр содержит только конденсаторы, а стабилизатор выполнен по параметрической схеме с усилителем тока.
2.Техническое обслуживание устройства
Под техническим обслуживанием блоков питания понимается следующее:
Замена высоковольтных конденсаторов (в связи с тем, что происходит высыхание элементов конденсатора)
Замена, прочистка системы охлаждения БП (вентилятора) (происходит в результате накопления пыли из окружающей среды)
Проверка контактных дорожек на отсутствие повреждений
2.1 Характерные неисправности и способы их устранения
Практически любые сбои в работе компьютера могут быть вызваны неисправностью блока питания, например:
Ошибки и «зависания» при включении компьютера
Спонтанная перезагрузка или периодические «подвисания» во время работы
Ошибки в функционировании оперативной памяти как при начальном тестировании, так и при работе в операционной системе
Одновременная остановка жесткого диска и вентилятора (нет напряжения +12 В)
Перегрев компьютера
Перезапуск компьютера из-за малейшего снижения напряжения в сети
Поражение электрическим током через корпус компьютера.
Существуют и более очевидные признаки, например:
компьютер вообще не работает (не работает вентилятор, на дисплее нет изображения)
появился дым или запах гари.
Для ремонта блока питания необходимо его извлечь из корпуса и открыть. Некоторые фирмы-производители применяют при сборке специальные винты. В то же время фирмы, производящие инструменты, выпускают комплекты отверток, которыми можно отвернуть эти винты. Некоторые блоки питания собраны на заклепках, и при вскрытии блока их приходится высверливать. Далее необходимо определить тип неисправности.
Для начала необходимо проверить: предохранитель, защитный терморезистор, катушки, диодный мост, электролиты высокого напряжения, силовые транзисторы, первичную обмотку трансформатора, элементы управления в базовой цепи силовых транзисторов.
Первыми обычно сгорают силовые транзисторы. Лучше заменить на аналогичные. Как правило, если сгорает диодный мост, то соответственно от поступившего в схему переменного тока выходят из строя электролиты высокого напряжения. Последним всегда сгорает предохранитель.
Затем необходимо приступить к безопасным испытаниям силовой части блока. Для этого понадобится трансформатор с вторичной обмоткой на 36В. На выходе диодного моста должно быть напряжение 50..52В. Соответственно на каждом электролите высокого напряжения будет половина от 50..52В. Между эмиттером и коллектером каждого силового транзистора также должна быть половина от 50..52В.
Следующим проверяется источник дежурного питания. Также следует проверить первичные и вторичную обмотки трансформатора.
Для проверки схемы управления понадобится стабилизированный блок питания 12В. Подключается он к схеме испытуемого блоки питания и определяется наличием осциллограмм на соответствующих выводах.
Проверку силовых транзисторов режимов работы в принципе можно и не делать. Если первые два пункта пройдены, то можно считать блок питания исправным. Однако если силовые транзисторы были заменены на другие аналоги или биполярные транзисторы были заменены на полевые, то необходимо проверить, как транзистор держит переходные процессы. Осциллограммы на коллекторе силового транзистора измерить относительно его эмиттера. При этом процесс перехода от низкого уровня к высокому должен быть мгновенным, это во многом зависит от частотных характеристик транзистора и демпферных диодов. Если переходной процесс происходит плавно (присутствует небольшой наклон), то скорее всего уже через несколько минут радиатор силовых транзисторов очень сильно нагреется.
Очень часто выходят из строя детали в высоковольтном фильтре, высоковольтном ключе, выпрямителях в каналах +5 В и +12 В, и микросхемы ШИМ-контроллера. Неисправности можно искать в таком порядке:
Проверить предохранитель, стоящий перед сетевым фильтром (номинал - 4 А) и при его неисправности заменить на предохранитель с таким же номиналом. Если предохранитель сгорит опять - ищите дальше.
Провести внешний осмотр монтажа печатной платы, желательно через увеличительное стекло.
Печатные проводники должны быть целыми, без разрывов, выводы деталей не должны болтаться (ложные пайки выглядят как кольцеобразная трещина вокруг вывода детали).
С помощью омметра проверить высоковольтный выпрямитель, высоковольтный фильтр и высоковольтный ключ. Конденсаторы фильтра не должны иметь обрывов (отсутствие броска при проверке омметром) или коротких замыканий. Если есть осциллограф, можно посмотреть форму выпрямленного напряжения на выходе высоковольтного фильтра (на входе осциллографа должен быть включен делитель 1:10). При подключенной к каналу +5 В нагрузке 1-2 Ом двойная амплитуда пульсаций не должна превышать 5 В.
Транзисторы высоковольтного ключа, скорее всего, будут иметь встроенный защитный диод, включенный между коллектором и эмиттером. Найти эти транзисторы просто - они имеют большой корпус, закреплены на радиаторе, на плате у их выводов обычно нанесена маркировка "В", "С", "Е" (база, коллектор, эмиттер). Проверяются также защитные диоды, если они установлены, подключенные к выводам коллектора и эмиттера транзисторов. Транзистор считается неисправным, если сопротивление "коллектор - эмиттер" мало или равно нулю в обоих направлениях.
Дальше - проверка каналов +5 В, +12 В,
-5 В, -12 В. Для проверки каналов +5 В и
+12 В измеряют сопротивление их выходов (шина +5 В и общий, шина +12 В и общий). Проводник + 5 В обычно окрашен в красный цвет, +12 В - в желтый, общий провод черного цвета. Сопротивление выхода должно быть больше 100 Ом. Если оно намного меньше или даже равно нулю - скорее всего, пробиты диоды в выпрямительном мосте (как минимум один).
Заменять неисправные детали нужно аналогичными. Выпрямители представляют собой два диода, соединенные катодами и залитые в пластмассу. На корпусе нанесена маркировка - изображение двух диодов, включенных встречно. Эти блоки также закреплены на радиаторе, причем он может быть общим для выпрямителей и транзисторов высоковольтного ключа.
Если пробит один или оба диода в любом из каналов, блок питания не включится: будет слышно только слабое жужжание, все выходные напряжения сильно занижены, вентилятор не крутится, импульсов на выходе микросхемы (выводы 8, 9, 10, 11) тоже может не быть. Обычно сразу начинают подозревать неисправность микросхемы ШИМ-контроллера.
Аналогично проверяется исправность каналов -5 В и -12 В. Выпрямители в них часто собирают на двух обычных диодах.
Проверить компараторы. Руководствуясь схемой и цоколевкой, измерьте напряжения на входах и выходах компараторов. Если напряжение на неинвертирующем входе больше, чем на инвертирующем, выходное напряжение должно быть примерно 4,9 В, если наоборот - то гораздо ниже. Схема компаратора изображена на рисунке 6.
Рисунок 6 – Схема Компаратора
ШИМ-контроллер проверяется так: измерьте напряжение питания (вывод 12), оно должно быть примерно 10-15 В (диапазон рабочих напряжений 7-40 В).
Если этого напряжения нет или оно очень низкое, нужно перерезать печатную дорожку, идущую к выводу 12. Если напряжение появится, микросхему надо менять - она неисправна. Если напряжение не появилось, проверяйте эту цепь дальше. В некоторых моделях это напряжение вырабатывает выпрямитель, подключенный к небольшому трансформатору. Скорее всего, схема выпрямителя такова: трансформатор со средней точкой подключен к двум диодам и конденсатору.
Далее проверить выход опорного напряжения (вывод 14), на нем должно быть +5 В. Это напряжение подается через резистивные делители на входы компараторов.
Если оно больше нормы более чем на 10% или равно напряжению питания, меняйте микросхему. Если опорное напряжение ниже нормы или отсутствует, перережьте дорожку на плате, идущую к выводу 14. Если после этого напряжение на выводе появилось, необходимо проверить внешние цепи, если нет - неисправна микросхема.
Импульсы на выводе 5 проверяются с помощью осциллографа. На этом выводе должно быть пилообразное напряжение амплитудой около 3 В и частотой несколько десятков килогерц. Возможна частота в пределах от 1 до 50 кГц. "Пила" должна быть неискаженной. Если есть искажения или слишком мала (велика) частота, проверьте конденсатор и резистор на выводах 5 и 6. Если навесные элементы исправны, микросхема требует замены.
Проверьте сигналы на выходах микросхемы. Схему их включения можно определить "на глаз" - если выводы 9 и 10 подключены к общему проводу, выходные сигналы нужно наблюдать на выводах 8 и 11, а если к проводу питания подключены выводы 8 и 11, выходные сигналы проверяют на выводах 9 и 10. На выходах должны быть импульсы с четкими фронтами, амплитудой 2-3 В и длительностью, зависящей от мощности подключенной нагрузки.
Эти импульсы непосредственно или через трансформаторы подаются на базы транзисторов высоковольтного ключа. Если амплитуда импульсов мала, перерезают проводники, ведущие к выводам микросхемы, и наблюдают сигналы непосредственно возле микросхемы. Если амплитуда сигналов стала нормальной, пробиты переходы транзисторов и их следует заменить.
Если напряжения в норме, но вентилятор не вращается - скорее всего, неисправен сам вентилятор. Достаточно почистить крыльчатку, смазать его подшипник машинным маслом, и если он не сгорел окончательно, то будет крутиться как новенький.
При низкой температуре окружающего воздуха БП так же может не запускаться, а после прогрева работает нормально. В технических условиях обычно оговаривается, что компьютер должен работать при температурах +10...+35оС. Если температура менее +10оС, нормальная работа не гарантируется. Если в помещении выше +10оС, но БП не запускается - можно попробовать заменить микросхему ШИМ-контроллера. Микросхемы TL494 с буквой "I" (например, TL494ID) работают в диапазоне температур от -25 до +85оС, а с буквой "C" (например, TL494CN) - при температурах от 0 до +70оС.
Разрушение информации в CMOS может быть вызвано не только батарейкой. Для проверки проделайте следующее: если перед включением питания удержать нажатой кнопку "reset" и отпустить ее через несколько секунд, этим можно сымитировать увеличение задержки сигнала Power Good. Если при этом данные сохраняются - мала задержка при включении. Если данные все равно теряются, проверьте задержку при отключении.
Для этого "reset" нужно нажать перед отключением питания и удерживать еще несколько секунд - это имитация ускорения снятия сигнала Power Good. Если при таком выключении данные сохраняются, дело в большой задержке при выключении. В обоих случаях требуется ремонт блока питания и его настройка. Обязательно проверяется уровень напряжения +5 В, иногда советуют понизить его величину до 4,9 В при наличии такой регулировки в блоке питания. Все эти описанные неисправности представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Типовые неисправности блоков питания ПК
Тип неисправности
|
Возможная причина
|
Способ устранения
|
Не светится индикатор питания компьютера, не вращается вентилятор, компьютер не включается
|
Перегорел предохранитель
|
Заменить предохранитель
|
После замены предохранитель при включении питания вновь перегорает
|
Вышли из строя элементы входных цепей блока питания
|
Проверить входные цепи блока питания
|
Предохранитель цел, но блок питания не работает
|
Неисправны МКТ или схема управления
|
Проверить исправность МЕСТ и схемы управления
|
Отсутствуют выходные напряжения, вентилятор не работает
|
Пробита микросхема ШИМ-генератора
|
Заменить микросхему
|
Отсутствуют выходные напряжения, вентилятор не работает
|
Пробит конденсатор в схеме управления, неисправен датчик обратной связи
|
Заменить конденсатор, проверить датчики обратной связи
|
Не запускается преобразователь частоты
|
Пробит импульсный трансформатор или образовались короткозамкнутые витки
|
Заменить или отремонтировать трансформатор
|
Не включается ПК, хотя напряжение на блоке питания есть
|
Отсутствует сигнал "Power good"
|
Проверить микросхему, вырабатывающую сигнал "Power good"
|
Блок питания работает одну-две секунды и отключается
|
Срабатывает защита от перегрузки.
|
Проверить цепь нагрузки
|
Не одного из выходных напряжений
|
Неисправность вторичных цепей одной из обмоток трансформатора
|
Отремонтировать вторичные цепи
|
Выходные напряжения ±5 и ±12 В есть, но имеют высокий уровень пульсаций
|
Неисправность в фильтрующих и стабилизирующих цепях
|
Отремонтировать фильтры и стабилизаторы
|
После всех вышеперечисленных работ необходимо проверить выходные напряжения блока питания.
2.3 Проверка рабочих напряжений
Под диагностикой рабочих напряжений понимается то, какие напряжения выдает блок питания на выходе (+5В, +12В, -12В, +3,3В). Осуществляется она с помощью вольтметра. Отклонения от эталонных значений может составлять:
Для цепи +12 В - ± 5% +11,4 +12 +12,6
Для цепи +5 В - ± 5% +4,75 +5 +5,25
Для цепи +3,3 В - ± 5% +3,14 +3,3 +3,47
Для цепи -12 В - ± 10% -10,8 -12 -13,2
Проверка выполняется замером значений на выводах питающей цепи разъема Molex, предназначенный для обеспечения питанием жестких дисков стандарта UltraATA и других устройств (CD-, DVD-приводы). Но в связи с ростом популярности жестких дисков стандарта SATA, количество разъемов Molex в блоках питания уменьшилось.
2.4 Построение алгоритма поиска неисправностей
1.Внимательно осмотреть монтаж печатной платы через увеличительное стекло. Печатные проводники не должны иметь трещин и ложных паек (ложную пайку иногда можно выявить как кольцеобразную трещину вокруг вывода детали).
2.Проверить предохранитель, стоящий перед сетевым фильтром (номинал - 4 А) и при его неисправности заменить на аналогичный исправный. Применение всякого рода «жучков» чревато «выгоранием» гораздо более дорогостоящих, нежели предохранитель, элементов. Если предохранитель опять сгорит, значит неисправность находится где-то глубже.
3.Проверить ("прозвонить" омметром) высоковольтный выпрямитель, высоковольтный фильтр и высоковольтный ключ. Конденсаторы высоковольтного фильтра, разумеется, не должны иметь внутренних замыканий или обрывов. С помощью осциллографа и пробника - делителя 1:10 желательно посмотреть форму выпрямленного напряжения на высоковольтных конденсаторах. При номинальной нагрузке двойная амплитуда пульсаций не должна превышать 5 В. Следует иметь в виду, что транзистор (иди транзисторы) высоковольтного ключа между коллектором и эмиттером могут иметь встроенный защитный диод. Визуально определить транзисторы высоковольтного ключа не сложно: они имеют относительно большой корпус, помещены на радиаторе, у места подпаивания их выводов на печатной плате нанесены буквы "В", "С", "Е" (база, коллектор, эмиттер). Следует также проверить внешние защитные диоды, которые могут быть подключены к выводам коллектор-эмиттер транзистора. Транзистор можно однозначно считать неисправным, если сопротивление коллектор-эмиттер мало или равно нулю в обоих направлениях.
4. Проверить каналы +5 В, +12 В, -5 В, -12 В. Чтобы проверить каналы +5 В и +12 В, необходимо измерить сопротивление их выходов (шина +5 В и общий, шина +12 В и общий). Проводник +5 В имеет обычно красный цвет, проводник +12 В - желтый цвет, общий - черный. Сопротивление выхода должно быть больше 100 Ом. Если оно намного меньше или равно нулю, то, скорее всего, пробиты один или два диода в выпрямителе соответствующего канала. Выпрямители (два диода, соединенные катодами) помещены в трехвыводные корпусы, их можно отличить по маркировке - символическому изображению двух диодов, включенных встречно. Выпрямители также помещены на радиаторе (часто общем для них и транзисторов высоковольтного ключа). Перед установкой выпрямителей следует проверить целостность изолирующих прокладок.
Аналогично можно проверить каналы -5 В и -12 В. Выпрямители в них обычно собраны на двух дискретных диодах. Если применены интегральные стабилизаторы 7905 и 7912, следует измерить сопротивление и на их входах (должно быть более 100 Ом). Закоротить выход канала могут и конденсаторы фильтра, что, однако, встречается довольно редко.
5.Проверить линейку компараторов. Руководствуясь структурной схемой и цоколевкой (рис.3), измерить напряжение на входах и выходах компараторов. Если напряжение на неин-вертирующем входе больше, чем на инвертирующем, то выходное напряжение должно быть около 4,9 В, если наоборот -то значительно меньше.
6.Проверить ШИМ-контроллер.
6.1. Сначала необходимо измерить напряжение питания микросхемы (выв.12), которое должно составлять 10 -15 В (по ТУ допускается 7-40 В). Если этого напряжения нет или оно сильно снижено, следует перерезать дорожку печатной платы, идущую к выводу 12, и вновь провести измерение. Если напряжение появится, значит, микросхема неисправна и подлежит замене. Если же напряжение не появилось, следует проследить эту цепь дальше. В некоторых моделях это напряжение получается из маленького трансформатора, подключенного к высоковольтному выпрямителю; к его вторичной обмотке со средней точкой подключен двухполупериодный выпрямитель и фильтрующий конденсатор.
6.2.Далее проверить выход опорного напряжения (вывод 14), которое должно быть +5 В. Это напряжение используется для подачи через резистивные делители на входы компараторов. Если оно превышает номинальное более чем на 10% или равно напряжению питания, микросхема подлежит замене. Если опорное напряжение меньше номинального или равно нулю, следует обрезать дорожку на печатной плате, ведущую к выводу 14. Если после этого оно повысилось до номинального, неисправность находится вне микросхемы, если не изменилось –микросхему необходимо заменить.
6.3. Подключить щуп осциллографа к выводу 5 микросхемы. На нем должно быть пилообразное напряжение амплитудой около 3 В и частотой несколько десятков килогерц. Если имеются искажения или слишком мала (велика) частота, следует проверить навесные элементы генератора: конденсатор, подключенный к выводу 5 микросхемы, и резистор, подключенный к выводу 6. Если эти элементы исправны, микросхему придется заменить.
ПК рабоатет стабильно
Заключение
Из данной выпускной калификационной работы следует, что качественный блок питания является основой стабильной работы всей системы, важной частью компьютера.
В этой работе отражены принципы работы блоков питания, основные материалы по поиску и устранению в них неисправностей блоков питания, проделаны такие работы как:
Техническое обслуживание
Настройка и регулировка
Выявление характерных неисправностей, возникающих проблем, общих неисправностей и методов их устранения
Вместе с тем, рассмотрены важные характеристики блоков питания, его основные компоненты, а так же принцип его работы. Таким образом, поставленные цели и задачи полностью выполнены. Следует сделать вывод, что тестирование, обслуживание и ремонт блоков питания трудоемкий и сложный процесс, требующий знаний, умений, опыта.
Список используемых источников
Основные источники
1. Глазенко Т.А., Прянишников В.А. Электротехника и основы электроники.– М.: Высшая школа, 2006.
2. Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. - М.: 2003.
3. Косцов А.В. Железо ПК. Настольная книга пользователя. - М.: 2006.
4. Марголис А. Поиск и устранения неисправностей в персональных компьютерах. – М.: 2004.
Дополнительные источники
Интернет-источники
5. БП и ИБП - Неисправности блоков питания
6. Виды неисправностей! Ремонт блоков питания, ремонт UPS
|
Скачать 186.15 Kb.