Текст книги "Устранение неисправностей и ремонт ПК своими руками на 100%"

Блоки питания, используемые в компьютерах

Компьютерный блок питания (БП) предназначен для обеспечения электроэнергией всех узлов ПК. Напряжение сети переменного тока (в нашей стране 220 В) выпрямляется и понижается до заданных значений. БП выполняет также функцию стабилизации напряжения и защиты.

Если ПК не включен, сетевой кабель подсоединен к розетке, а выключатель на корпусе БП не выключен, то БП работает. На МП поступает «дежурное» напряжение, питающее микросхемы МП и некоторые подключенные к ней устройства. «Дежурное» напряжение используется для возможности включения ПК клавиатурой, дистанционно модемом или локальной сетью. На МП обычно в районе разъемов SATA встроен небольшой зеленый светодиод, он светится при подаче «дежурного» напряжения.

Вначале, после включения ПК, БП проводит самотестирование (0,1–0,3 с), после которого посылает сигнал[1]1
  Используется специальный управляющий сигнал – «Power Good».


[Закрыть] на ЦП. Если БП неисправен (не прошел самотестирование), ПК не начнет работу, чтобы его компоненты не получили повреждение.

Основным рабочим параметром компьютерного блока питания БП является максимальная мощность, которую он может потреблять из сети, и величина максимального тока 12-вольтной цепи. Современные БП построены по импульсной схеме и обеспечивают выходные напряжения ±5, ±12, +3,3 В. Большинство микросхем используют для питания 5 В. В настоящее время распространен БП стандарта ATX, который появился вместе с процессорами Pentium. До этого использовались БП стандарта AT, которые обеспечивали питанием МП с процессорными разъемами Socket 7 и Socket 370.

Рис. 4.13. Блок питания компьютера стандарта АТХ

Характеристики и спецификация БП

Форм-фактор БП определяет физические размеры, расположение отверстий крепления, схему электрических разъемов.

В БП AT выключатель питания выполнен в виде отдельного устройства (кнопочного 4-контактного выключателя), который разрывает контакты цепи, подающей напряжение на БП.

Рис. 4.14. Блок питания компьютера стандарта АТ

Такой выключатель выведен на переднюю панель системного блока и соединен с БП 4 проводами, которые находятся в общем кембрике.

Компьютер с БП АТ не может автоматически включаться и выключаться.

БП стандарта AT подключается к материнской плате двумя идентичными 6-контактными разъемами. Они вставляются в единый 12-контактный разъем на материнской плате. К разъемам от блока питания идут цветные провода, подключать нужно так, чтобы контакты разъемов с черными проводами были рядом – в середине разъема материнской платы. Схема AT-разъема питания на материнской плате представлена в табл. 4.1.

Таблица 4.1. 12-контактный разъем питания БП АТ

Для безошибочного подсоединения проводов питания к кнопке в корпусе AT нужно, чтобы при замыкании контактов соединялись белый с коричневым, черный с синим провода, либо черный с коричневым, белый с синим. Нельзя, чтобы соединялись черный с белым, синий с коричневым.

Использование стандарта АТХ (AT Extended Specification) позволило избавиться от механического выключателя на передней панели ПК, который разрывал входную цепь БП – 220 В. Теперь же большая кнопка на корпусе современного ПК при нажатии замыкает провода, идущие к МП. Напряжение 220 В выключается только лишь кнопкой на задней стороне БП. Стандарт АТХ позволяет дистанционно управлять включением ПК.

Блок питания стандарта ATX в настоящее время имеет несколько разъемов, подключаемых к материнской плате: универсальный разъем питания 20+4 контакта (1 шт.), разъем 12 В (1 шт.). Кроме этого имеются: разъемы для подключения периферийных устройств – накопителей – (несколько шт.), разъемы SATA (1 или 2 шт.), разъем для видео PCI-Express (1 шт.), разъем для FDD (1 шт.). Некоторые из них могут отсутствовать, и количество их может быть разным.

Основной разъем БП содержит 20 контактов, расположенных в 2 ряда. Описание их приведено в табл. 4.2, указаны стандартно используемые цвета проводников.

Таблица 4.2. 20-контактный разъем питания БП АТХ

Рис. 4.15. 20-контактный разъем питания АТХ

В новых версиях стандарта ATX появились 4-контактный разъем с питанием + 12В, который подсоединяется к материнской плате на базе процессоров Pentium 4. и специальный дополнительный 6-контактный разъем для подключения современных видеокарт.

В ранних компьютерах форм-фактора АТХ блоки питания обеспечивали мощность около 250 Вт.

С увеличением мощности, потребляемой ПК, в БП понадобился дополнительный разъем; в стандартах АТХ 2.02, АТХ 2.03 и АТХ 12V 1.X.

В последующих стандартах этот вспомогательный разъем был исключен. Вспомогательный разъем обеспечивал дополнительную мощность до 72 Вт в цепи +12 В.

Таблица 4.3. Вспомогательный 6-контактный разъем БП АТХ

Повышенное энергопотребление процессоров Pentium 4 и новых AMD заставило разработчиков установить на МП дополнительный разъем для питания процессора. На материнских платах установлены модули стабилизации напряжения, которые преобразовывают высокое напряжение от БП – 12 В в низкие напряжения, для питания ЦПУ. Intel добавила в стандарт АТХ новый 4-контактный разъем для напряжения 12 В, расположенный максимально близко к преобразователю и процессору, чтобы уменьшить утечку энергии. Этот разъем называется Р4, или +12 Power Connector. Разъем Р4, у которого контакты выдерживают ток 8А, обеспечивает 192 Вт в цепи + 12 В.

Таблица 4.4. 4-контактная вилка ATX12V1

Рис. 4.16. 4-контактный разъем питания АТХ, +12 В

С появлением видеокарт PCI Express понадобилась дополнительная мощность для обеспечения питанием более производительных видеокарт. 20-контактный разъем питания был заменен на составной 24-контактный стандарта АТХ 12V 2.0 – 20+4. В итоге суммарная мощность БП, складывающаяся из мощности, передаваемой через основной разъем, к примеру – 370 Вт, и 4-контактный разъем – 192 Вт, может достигать 560 Вт.

Таблица 4.5. 24-контактный разъем питания БП АТХ 12V 2. 0

Рис. 4.17. 24-контактный разъем питания АТХ

Для питания мощных видеокарт был разработан специальный 6-контактный разъем для передачи +12В. Так же как и в 4-контактном дополнительном разъеме, контакты рассчитаны на максимальный ток 8 А. Некоторые материнские платы поддерживают две видеокарты, для таких плат выпускаются БП с двумя 6-контактными разъемами. Самые мощные БП обеспечивают нагрузку до 1000 Вт.

Таблица 4.6. 6-контактный разъем БП АТХ для питания видеокарт PCI Express

Для питания дисковых накопителей (винчестеров), CD и DVD-приводов используется специальный 4-контактный разъем Molex-Peripheral, или Molex (табл. 4.7).

Таблица 4.7. Разъем для питания внешних устройств – Molex для АТА – дисков и приводов CD

Для питания 3,5" дисковода – флоппи используется отдельный 4-контактный разъем питания (табл. 4.8).

Таблица 4.8. Разъем для питания внешних устройств – для 3,5" дисковода

Когда появился новый стандарт интерфейса SATA, понадобился уже другой разъем питания. Если БП не имеет специального разъема, то используется переходник. В приведенной спецификации разъема питания SATA выводы COM – «Земля».

Таблица 4.9. 15-контактный разъем БП АТХ для питания SATA-устройств

Рис. 4.18. Переходник для питания SATA устройств

Существующие разновидности блоков питания стандарта АТХ представлены в табл. 4.10.

Мощность БП измеряется в ваттах, это номинальная мощность, которую он обеспечивает.

Коэффициент полезного действия (КПД) – отношение выходной мощности к входной мощности, которое выражается в процентах. У хороших, эффективных БП КПД находится в пределах 70–80 %. Чем выше КПД, тем меньше БП потребляет электроэнергии от сети. И при этом, чем менее он эффективен, тем больше электроэнергии он переводит в тепло.

Таблица 4.10. Разновидности БП АТХ

Уровень стабилизации – это степень преобразования переменного тока с помехами в стабильное напряжение постоянного тока. Чем лучше и качественнее БП, тем более точное, гладкое и отфильтрованное от помех напряжение он подает на питание процессора, материнской платы и т. д. Идеальная схема преобразования – синусоида на входе БП преобразовывается в ровную линию постоянного напряжения. В реальности на выходе БП постоянное напряжение сопровождается небольшими пульсациями, степень которых выражается в процентах от номинального напряжения. Для выходного напряжения 12 В один процент пульсаций составит 0,12 В, или 120 мВ. На разных значениях напряжения у БП могут быть разные проценты отклонений. В целом у качественных БП уровень пульсации составляет 1–3 % от номинала. А вот у дешевых и некачественных – пульсации могут достигать и 10 %, что очень плохо для работы ПК.

В процессе работы ПК нагрузка на БП меняется. При этом под действием нагрузки меняется номинальное напряжение – отклоняется от заданной величины.

Стабилизация нагрузки – это способность БП выдавать номинальную выходную мощность для каждого напряжения при изменении нагрузки. У хорошего БП выходные напряжения – +3,3 В, +5 В, +12 В – меняются в пределах 1–3 % при изменении нагрузки в допустимых пределах. Менее важные напряжения —5 В, – 12 В – достигают 5 %. А вот некачественные БП могут «позволить себе» отклонения 10 % и более.

Раньше +12 В использовалось только для двигателей приводов. С появлением мощных процессоров +12 В используется и для их питания. Поэтому применение устаревших БП нежелательно из-за отсутствия необходимой стабилизации.

Благодаря стабилизации обеспечивается относительно ровное выходное постоянное напряжение при изменении входного – переменного в допустимых пределах. У хороших БП при изменении входного переменного напряжения в допустимых спецификацией пределах выходное постоянное напряжение обеспечивается точно в соответствии с заявленными производителем значениями.

Основной источник шума, который добавляется блоком питания в общий фон – это вентилятор. Существуют БП, в которых разработчики предусмотрели пониженный уровень шума. Такие тихие блоки работают практически бесшумно. Разница между дешевым и таким БП заметна сразу.

Чаще всего в БП выходят из строя вентилятор и входные элементы электрической схемы. Для обеспечения надежной и бесперебойной работы ПК полезно иметь в своем распоряжении запасной БП, в случае если рабочий выйдет из строя. Следует периодически очищать БП от пыли и менять вентилятор, если понадобится. Но все равно, через пару лет эксплуатации ПК очень желательно вообще заменить БП.

В сети переменного тока могут происходить сбои и скачки. Поэтому БП желательно защитить от подобных негативных воздействий.

Для защиты от помех, перепадов напряжения в сети желательно установить сетевой фильтр.

Но он не спасет, если пропадет напряжение – пусть даже кратковременно – и компьютер выключится, ведь при этом вы можете потерять результаты работы. Во избежание подобных неприятностей следует установить резервное питание – источник бесперебойного питания ИБП, в котором используется аккумуляторная батарея.

Неисправности БП и ремонт

Множество отказов операционной системы, сбоев и различных проблем связано с тем, что в ПК работает некачественный, устаревший или перегруженный БП. Плохой БП способен ухудшить работу даже самых дорогих комплектующих. Обычно в готовых ПК, предлагаемых в магазинах, установлены далеко не лучшие БП. В них будет установлен скорее самый мощный процессор, чем «правильный» БП, на которых некоторые сборщики компьютеров экономят. Тем не менее БП – важнейший компонент ПК, которому следует уделять самое серьезное внимание.

Рис. 4.19. Блок питания с открытой крышкой

Если светодиод «Power» на лицевой панели корпуса не светится и при этом вентилятор в блоке питания не работает, то отключите от сети компьютер, откройте корпус системного блока, отсоедините разъемы питания от системной платы, флоппи-дисковода, CD-ROM, винчестера. Подсоедините БП к любому дисководу, так как совсем без нагрузки его включать нельзя.

Для запуска БП АТХ без МП нужно закоротить зеленый и любой черный провод в разъеме, который подключается к системной плате (номера контактов 13 и 14). Это можно сделать с помощью жесткого провода либо с помощью обычной канцелярской скрепки.

Если после включения он не подает «признаков жизни», то он неисправен. Если же он оказался исправным, то есть вентилятор вращается, следует искать короткое замыкание (КЗ) в других модулях ПК. Это может оказаться и материнская плата, и остальные комплектующие.

Когда вы протестируете БП и убедитесь, что он работает, постарайтесь определить места возможных коротких замыканий. Для этого последовательно подсоедините остальные устройства. Вначале подключите материнскую плату, а затем и другие. Каждый раз включайте БП, затем выключайте и подсоединяйте следующее устройство.

Так вы определите источник замыкания. Кратковременные замыкания для БП не очень опасны. В исправном и качественном БП сработает защита, напряжения снизятся до нуля. Но при таком падении напряжения на дисках может пропасть информация, не исключены и сбои в файловой структуре дискет и жесткого диска. Когда вы отремонтируете ПК, протестируйте жесткий диск и дискеты (если они использовались в момент возникновения замыкания или просто случайного экстремального выключения).

Проверка на предмет выявления устройства, вызывающего КЗ производится без предварительного теста БП и полного отключения всех узлов ПК.

Включите ПК и отсоедините одно из устройств, например жесткий диск. Затем следующее по списку – DVD-привод, видеокарту, оперативную память, МП. Не забывайте, что необходимо отключать сетевой кабель питания от ПК перед каждым отсоединением комплектующих. Это нужно, так как некоторые БП при КЗ на выходе не могут сами повторно включиться без отключения от сети, даже после устранения источника КЗ. Когда на очередном отключении ПК запустится, последний отсоединенный модуль, скорее всего, и есть источник неисправности. Конечно, при отключении таких комплектующих, как видеокарта или память, ПК не сможет работать, но системный динамик звуковым сигналом сообщит об ошибке.

Основной причиной выхода из строя блоков питания являются скачки напряжения в сети, а также перегрев из-за недостаточного охлаждения – возможно, из-за сильного загрязнения или остановки вентилятора, запыленности БП.

Вообще перегрев ПК это плохо. А перегрев БП вдвойне плохо.

При возрастании температуры падает выходная мощность БП. Номинальная мощность определяется при рабочей температуре 25 °C. Однако при повышении температуры до 40 °C, она, скорее всего, снизится на треть. Одновременно ухудшается и стабилизация выходного напряжения. Иначе говоря, перегрев БП приводит к изменению всех его технических параметров.

Если БП при включении ПК запускается на короткое время и затем отключается, то причина может заключаться в том, что его мощности недостаточно для работы. Не используйте такой БП, он приведет к выходу из строя других комплектующих ПК.

Вначале выявите причину неисправности.

Прежде всего, проверьте предохранитель, расположенный перед сетевым фильтром. Если он сгорел, то определите причину, которая могла привести к выходу его из строя. Замените предохранитель аналогичным. Не стоит устанавливать более мощные, а также слабые. Следующий шаг – осмотр БП, есть ли дефекты, которые проявляются визуально. Это целостность проводников, выводов, пайки, отсутствие обгоревших элементов, вздутий.

В импульсных блоках питания чаще всего выходят из строя первичные цепи – два силовых транзистора, диодный мост и сглаживающие конденсаторы. Нежелательно менять неисправные элементы на отечественные аналоги.

Можно также проверить тестером соответствие напряжений и уровень сигнала Power Good.

Ниже в табл. 4.11 показан разброс выходных напряжений БП.

Таблица 4.11. Выходные напряжения БП АТХ

Проверьте высоковольтные цепи, высоковольтный фильтр и выпрямитель при помощи омметра. У конденсаторов не должно быть обрывов и КЗ.

Следующий шаг – проверка высоковольтного ключа – транзисторы. К ним обычно прикреплен радиатор (маркировка «В», «С», «Е»). Если сопротивление в цепи «коллектор-эмиттер» низкое либо его нет, транзистор необходимо заменить на аналогичный.

Проверьте сопротивление выходов +5 В, +12 В, – 5 В, – 12 В. Каналы +5 В и +12 В не должны иметь сопротивление свыше 100 Ом.

Если сопротивление меньше, возможно, требует замены диод (диоды) выпрямительного моста. С неисправным диодным мостом БП не будет работать, напряжения существенно уменьшатся, вентилятор не будет вращаться, в БП будет слышен негромкий шум.

Проверьте сопротивление выходов каналов -5 В, – 12 В. Ремонт следует проводить как и в предыдущем случае.

Если не вращается вентилятор, его необходимо снять, почистить и смазать. Либо заменить новым.

БП может отказаться работать в холодном помещении. Причина может быть в том, что один из элементов работает только при более высоких температурах, или в микросхеме ШИМ-контроллера (требуется замена).

БП старой версии (от старых ПК), а также дешевые изделия могут не обеспечивать необходимую мощность, что также является причиной выхода БП из строя. Ремонтировать такой блок с экономической точки зрения невыгодно. Если же из строя вышел БП компьютера от известного производителя, например SONY, который невозможно заменить стандартным, поскольку он не влезет в корпус, то ремонт БП будет единственным выходом. В этом случае могут понадобиться: замена разъемов питания, перепайка контактов, замена неисправных элементов.

Чтобы ПК работал стабильно и надежно, в нем должен быть установлен качественный, достаточно мощный БП с хорошей защитой.

Для замены подберите БП, который подходит под ваш корпус. Старые БП – АТХ 1.Х, АТХ 2.Х, АТХ 12V 1.Х, АТХ 12V 2.Х – можно заменить на АТХ12У.

БП SFX, SFX12V можно заменить на АТХ 12V, если позволяет корпус. БП TFX12V можно менять только на TFX12V.

Кроме того, могут возникнуть вопросы совместимости старых БП с новыми МП и наоборот.

Если на МП предусмотрен основной разъем питания под 20-контактный, а вы устанавливаете новый БП, то отсоедините дополнительную секцию 24-контактного разъема питания. Дополнительная секция может оставаться незадействованной и находиться «в воздухе». 20– и 24-контактные разъемы имеют одинаковую форму и расположение выводов, поэтому они совместимы по контактам с 1-го по 20-й, а дополнительная секция из 4 контактов свободно добавляется и отсоединяется. Неправильное подключение исключено самой конструкцией разъема.

На самих МП, рассчитанных на 24-контактное питание, раньше устанавливались разъемы Molex (такие же, как и для IDE-устройств – HDD, CD-ROM). Таким образом, если устанавливается БП с 20-контактным разъемом питания, то на МП для обеспечения достаточной мощности питания можно взамен дополнительной 4-контактной секции 24-контактного разъема подключить разъем типа Molex от БП.

Если же у вас возникла проблема с установкой цельного 24-контактного разъема, у которого дополнительные 4 контакта не отсоединяются, то нужно приобрести и установить дополнительный переходник-удлинитель. Дело в том, что разъем на МП может вплотную располагаться к другому разъему или рядом могут находиться конденсаторы. Такой переходник может входить и в комплект БП.

Перед тем как купить БП для замены неисправного или устаревшего, убедитесь, что он подойдет по форм-фактору и установится без проблем внутри корпуса. Старайтесь не покупать дешевые блоки от неизвестных производителей, ориентируйтесь на известные бренды. Обязательно убедитесь, что мощность выбранного БП соответствует «запросам» ПК, лучше взять с запасом. При этом запас не сказывается на потреблении энергии от сети переменного тока. Потребление такое же, как и у менее мощного, если КПД у них одинаковые. Более мощный БП меньше греется и обеспечит лучшую стабилизацию напряжения. К тому же у вас есть запас на будущее, вы спокойно замените комплектующие в дальнейшем, добавите новые устройства и при этом будете уверенным в том, что ваш БП справится.

Для современных производительных ПК потребуется 500 Вт БП с КПД порядка 70 %. Обратите внимание и на его шумность, выберите более тихий БП.

Чтобы заменить БП, нужно выключить ПК, отсоединить сетевой кабель, все кабели питания – от МП и т. д., и выкрутить 4 винта крепления. Обычно БП в корпусе лежит на полочке и удерживается фиксатором, либо есть специальные контейнеры, направляющие. Когда выкрутите винты крепления, удерживайте одной рукой БП, чтобы он случайно не выскользнул и не повредил МП или другие комплектующие.

Когда будете устанавливать новый БП, обязательно убедитесь, что разъемы питания надежно зафиксированы. Они должны быть установлены до конца. Болтающийся, наполовину установленный разъем питания может вывести из строя технику.

После присоединения всех разъемов проверьте подключения, убедитесь, что все установлено правильно, только после этого включайте ПК.

Чтобы БП прослужил дольше, необходима профилактика. Главный враг БП – это пыль. С потоком воздуха она попадает внутрь и, оседая на деталях БП, ухудшает теплоотдачу. Рекомендуется периодическая чистка от пыли как снаружи, так и изнутри.

Еще одна серьезная опасность – насекомые. Им нравятся «теплые» места, они часто устраиваются внутри БП. Попав между проводниками, насекомое вызывает КЗ.