Как разобрать блок питания компьютера fsp group
В данной заметке расскажу о том, как я ремонтировал ATX БП, ибо столкнулся с этой проблемой за последнее время несколько раз. Печальные признаки помершего БП - переход в защиту ИБП, в который он включён, или полное отсутствие признаков жизни в случае отсутствия ИБП.
Данная заметка в особенности относится к БП FSP и построеных на них - например, Zalman. В схемотехнике данных БП используется один, но к несчастью плохой, конденсатор в силовой части, в то время как в бОльшей части АТХ БП используются два с немного другим включением. Но проблема встречается и в БП с "парными" кондёрами.
Первая ласточка - мне отдали PowerMan HPC-520-302 DF. Блок с мощностью 500 Ватт, APFC, двумя вентиляторами и сильной +5 линией (ATX v1.3). Подключаем - тишина, нету даже дежурки. Вскрытие п.
В данной заметке расскажу о том, как я ремонтировал ATX БП, ибо столкнулся с этой проблемой за последнее время несколько раз. Печальные признаки помершего БП - переход в защиту ИБП, в который он включён, или полное отсутствие признаков жизни в случае отсутствия ИБП.
Данная заметка в особенности относится к БП FSP и построеных на них - например, Zalman. В схемотехнике данных БП используется один, но к несчастью плохой, конденсатор в силовой части, в то время как в бОльшей части АТХ БП используются два с немного другим включением. Но проблема встречается и в БП с "парными" кондёрами.
Первая ласточка - мне отдали PowerMan HPC-520-302 DF. Блок с мощностью 500 Ватт, APFC, двумя вентиляторами и сильной +5 линией (ATX v1.3). Подключаем - тишина, нету даже дежурки. Вскрытие показало вспухший кондёр в силовой части фирмы CapXon ёмкостью около 350 мкФ и на напряжение 420 В. Также в БП был найден кусок микросхемы TOP222Y - на ней собран источник дежурных +5В.
(кликните по картинке для увеличения)
PowerMan 500W. Злополучный конденсатор CapXon.
PowerMan 500W. Кусок микросхемы TOP.
(кликните по картинке для увеличения)
PowerMan 500W. Останки микросхемы TOP.
Видимо, к этому БП пришёл кирдык, когда комп был выключен, но включён в сеть. Кондёр, до этого долго пухший и терявший ёмкость, теряет её окончательно, пульсации сетевого +300 В оказываются не сглаженными, микруха оказывается в в критических режимах и взрывается нафиг, сгорает сетевой предохранитель в БП. Кондёр и микруха были заменены, но БП по-прежнему не стартует - чего-то ещё с ним не то, дежурки нет, пока с ним не разбираюсь.
Следующая птичка - мой БП Zalman ZM600, построеный на базе FSP Epsilon. Комп мой работает круглосуточно не выключаясь. Тут проводил другу апгрейд его машины, решил вытащить из своего какую-то PCI-плату для проверки на его машине. Выключил, вынул, проверили. Жму на морде своего компа Power, из системника раздаётся искряще-жужжащий звук, после чего ИБП (Ippon Back Power Pro 700) с диким непрерывным писком валится в защиту. У меня и друга вот такие глаза: . Чо за. Вырубаю тумблер на БП компа, также ИБП кнопкой на морде, включаю обратно - ИБП проходит тест (писк) и. нету звука реле. ИБП работает от батарей. Ладно, разберёмся, щёлкаю тумблером на БП компа - ИБП опять в защиту. Несколько раз ещё для верности проверил, таки да - виноват БП компа (забегая вперёд - спасибо Ippon'у - пять раз вподряд выдержать фактически КЗ на выходе и остаться исправным. ). Подключил БП напрямую в фильтр, щёлкаю тумблером. свет слегка просел и ничего не произошло, БП конечно не стартует. Ясно - теперь вынесло предохран в самом БП.
Оптустил друга домой, разобрал комп и БП. Первый взгляд - снова опухший кондёр и снова фирмы CapXon. Ладно, дело было к ночи, убрал всё подальше и лёг спать. На следующий день начал разборки.
(кликните по картинке для увеличения)
Zalman ZM600. Опять опухший CapXon.
Первым делом выяснил что с ИБП - оказалось его сетевой предохранитель просто порвало на куски - я долго вытряхивал осколки стекла из ёмкости. На возникший было вопрос - а какой же там стоял предохранитель ответ был найден почти сразу - прямо в держателе предохранителя заботливый производитель в спец. отсеке приберёг запасной. Ставим, включаем - тест, щелчок релюшки, ИБП работает, спасибо Ippon'у ещё раз.
Далее БП Zalman. В силовой части перегоревший предохран в термоусадке, пухлый кондёр и наличие КЗ после предохранителя. Выпаял весь радиатор с силовыми транзисторами, прозвонил. Один из трёх IGBT-транзисторов оказался пробитым накоротко по всем трём ногам. Транзистор 20N60.
Zalman ZM600. Пробитый накоротко 20N60.
Замена нашлась в том самом PowerMan'е 500W, о котором шла речь выше - там стоят такие же транзисторы, пришлось один оттуда снять. С кондёром труднее, но перекопав весь шкаф с радиодеталями я нашёл в коробке с конденсаторами от распаяных БП один (!!) кондёр, который соответствовал нужной ёмкости и напряжению среди кучи "парных" меньшего напряжения. Зато какой - Nichicon, это что надо в отличие от CapXon. Ёмкостью и напряжением он оказался слегка ниже - 330 мкФ на 400В, но в качестве я думаю он всё же выше CapXon'а. Прозвонил на всякий случай мелочёвку в силовой части (отдельные диоды, несколько резисторов) - всё в норме, вынесло только этот транзистор (он, кстати, внешне никак не повредился).
Впаял транзистор и кондёр, заменил предохранитель на такой же, подключил к ненужной мамке от П2, щёлкаю тумблером - тишина. Уже неплохо.
(кликните по картинке для увеличения)
Zalman ZM600. Пайка радиатора с силовыми элементами.
Zalman ZM600. Замена - конденсатор Nichicon.
Zalman ZM600. Замена - конденсатор Nichicon 400v 330uF.
Проверяю на разъёме материнки фиолетовый провод - есть +5 стандбая. Отлично. Включаю мамкой БП - тот завёлся, засветился светодиодами, зашуршал кулером. Проверяю напруги - все в пределах 1% от нормы. Цепляю на ходу пару старых сказёвых хардов по 4 Гб - все завелись, напруги в норме. Оставил БП на 5 минут, выключил, проверил температуру радиаторов и трансформатора - еле тёплые. Замечательно, ставлю в комп - работает.
Спустя некоторое время видеокарта (тогда была GeForce 6600 128Mb) была заменена на GeForce 8800GT 512 Mb. БП без вопросов это пережил и продолжает по сей день работать круглосуточно.
Вывод: производители применяют некачественные конденсаторы от фирм хз-какого-там-эшелона, которые не выдерживают проверку временем, теряют ёмкость, а значит перестают выполнять свою задачу - сглаживать пульсации. Далее последствия очевидны - если потрерял ёмкость кондёр в силовой части, то силовые ключи (IGBT или MOSFET'ы - зависит от схемотехники) работают в режимах, которые не гарантируются производителем - неизбежен выход из строя. Получаем куски микросхем и другие пробитые полупроводники в силовой части.
Блок питания для ноутбука представляет собой уникальное устройство, обеспечивающее работу компьютерной техники при отсутствии аккумуляторной батареи или при её абсолютной разрядке. Именно БП обеспечивает корректную работу компьютера и ноутбука в любом случае, а также именно это устройство позволяет зарядить аккумулятор, чтобы иметь возможность работать вне пределов помещения.
К сожалению, в некоторых случаях блок питания может выйти со строя, поэтому перед пользователем предстанет проблема либо отремонтировать устройство, либо приобрести новое. Поскольку новый БП сопровождается немаленькой суммой, рекомендуется первоначально предпринять действия, направленные на осуществление самостоятельных ремонтных работ. Для этого, безусловно, важно сориентироваться, как разобрать блок питания ноутбука, чтобы выявить причину проблемы и попытаться её устранить.
Распиновка основного коннектора БП
Для проведения ремонта нам также понадобится знать распиновку главного штекера БП (main power connector), она показана ниже.
Штекеры БП: А – старого образца (20pin), В – нового (24pin)
Правила разборки БП у ноутбука
Для выявления причины пользователю очень важно проникнуть в «сердце» блока питания, поэтому первоначально совсем не помешает досконально ознакомиться с рекомендациями компьютерных гуру, как вскрыть блок питания ноутбука, тем более, что сам процесс вскрытия для разных моделей ноутбука может отличаться.
Доработка БП
В заключение дадим несколько советов по доработке БП, что позволит сделать его работу более стабильной:
- во многих недорогих блоках производители устанавливают выпрямительные диоды на два ампера, их следует заменить более мощными (4-8 ампер);
- диоды шоттки на каналах +5 и +3,3 вольт также можно поставить помощнее, но при этом у них должно быть допустимое напряжение, такое же или большее;
- выходные электролитические конденсаторы желательно поменять на новые с емкостью 2200-3300 мкФ и номинальным напряжением не менее 25 вольт;
- бывает, что на канал +12 вольт вместо диодной сборки устанавливаются спаянные между собой диоды, их желательно заменить на диод шоттки MBR20100 или аналогичный;
- если в обвязке ключевых транзисторов установлены емкости 1 мкФ, замените их на 4,7-10 мкФ, рассчитанные под напряжение 50 вольт.
Такая незначительная доработка позволит существенно продлить срок службы компьютерного блока питания.
Я уже не раз имел дело с этим производителем и не раз описывал их продукцию на этом сайте. Она неоднозначная - это надо сказать прямо. Не всегда громкое имя соответствует "крутости" БП, не всегда оно соответствует и имени, и цена далеко не всегда адекватна содержанию.
Сегодня мы познакомимся с очередным "героем нашего времени" - блоком питания для ПК FSP ATX-550PNR
+ Щелкайте по фото, чтобы увеличить!
Разборка FSP ATX-550PNR
Пора заглянуть внутрь этого блока питания. Тут мы видим, что производитель решил проявить оригинальность: корпус как обычно состоит из двух стальных П-образных элементов, и у всех оно соединяется обычно одинаково. Но тут винты крепления не сверху, где вентилятор, а по бокам. Какие-то выступы по стыку - лепестками. Вероятно, это дает некоторую жесткость, но честное слово - настолько мизерную, что и в микроскоп не разглядеть! На самом деле - просто попытка выделиться хоть чем-то. На металле выбито 5CC02 704 01GPYK.
Внутри, после очистки, мы видим такую картину: в общем-то, ничем не примечательный блок питания. Большой 120 мм вентилятор производства Y.L. - это Yate Loon Electronics, и название модели D12BH-12 (M-GP1). Вентилятор хороший - за многие годы не зашумел, не менялся и не смазывался. Я его таким и оставил, к слову сказать, посмотрим, сколько лет еще он протянет?
На входе, как можем видеть, навесным монтажом реализован входной фильтр - конденсатор и дроссель.
Извлекаем плату из корпуса - аккуратно, все таки время должно наложить какой-то свой отпечаток. Есть еще один винт сбоку - притягивает радиатор к корпусу. рассматриваем ее со всех сторон.
По сути это стандартный ATX блок питания, к которому приделали активный PFC - потому мы и видим три алюминиевых радиатора, он как раз и использует первый радиатор для своих нужд. Помимо навесного входного фильтра, на плате опять-таки распаяны дроссели и конденсаторы.
На плате маркировки: JIA HE, 2315 (2), есть еще и другое, но прочесть невозможно.
На переднем радиаторе мы видим диодный мост GBU606, затем два транзистора. или транзистор и диод. маркировку просто так не увидишь, слишком все плотно заставлено. Затем дроссели, большой электролитический конденсатор CapXon 270 мкФ на 420 вольт. Затем небольшой такой блок или узел полностью затянутый термоусадочной трубкой, что это такое, я не знаю, наверное, плата защиты от перегрузки по току. Маленький трансформатор с этикеткой: SP1 8TA00277 01 P2 HI-POT 1017 GP.
Второй алюминиевый радиатор, на нем два транзистора. маркировка снова осталась мне неведомой. Затем восьминогая микросхема TNY277PN - импульсный регулятор (переключатель) напряжения. Основной трансформатор, на нем наклейка: SPI 8TG00542 01 P HI-POT 0950 GP RXT-2. Еще один трансформатор: FSP 8TA00362 05 P 11 HI-POT 1015 GP GH-130. Тут же видим три оптопары 817C.
Третий радиатор, к нему также притянуты элементы, и их маркировку вообще не увидеть, только при выпаивании близлежащих деталей это будет возможно. увы. К этому радиатору притянута маленькая плата - P/N 3BS00076 12QP это и есть тот самый W/Noise killer. Откручивать его я не стал. прямо к плате припаян термодатчик и он приклеен клеем к радиатору (клеить все это потом назад хлопотно).
Микросхема Weltrend W7527 - супервизор питания, который служит для контроля над напряжениями. Также на выходе два тороидальных дросселя и несколько дросселей со стержневым сердечником.
Обратная сторона платы. Здесь дорожки и достаточно много SMD элементов. маркировка на плате - REV:1.04
Структурная схема
На рисунке показано изображение структурной схемы типичной для импульсных БП системных блоков.
Устройство импульсного БП ATX
Указанные обозначения:
- А – блок сетевого фильтра;
- В – выпрямитель низкочастотного типа со сглаживающим фильтром;
- С – каскад вспомогательного преобразователя;
- D – выпрямитель;
- E – блок управления;
- F – ШИМ-контроллер;
- G – каскад основного преобразователя;
- H – выпрямитель высокочастотного типа, снабженный сглаживающим фильтром;
- J – система охлаждения БП (вентилятор);
- L – блок контроля выходных напряжений;
- К – защита от перегрузки.
- +5_SB – дежурный режим питания;
- P.G. – информационный сигнал, иногда обозначается как PWR_OK (необходим для старта материнской платы);
- PS_On – сигнал управляющий запуском БП.
Правила разборки БП у компьютера
Блок питания ноутбука и компьютера отличаются даже внешним видом, поэтому и процесс проведения сборки и разборки сопровождается некоторыми характерными особенностями. По этой причине владельцу ПК следует вникнуть и в другой алгоритм, как разобрать блок питания компьютера.
Стандартный алгоритм вскрытия
Если рассмотреть внимательно БП, можно обнаружить, что он содержит узкий шов, который опоясывает устройство по всему периметру. Именно на этом шве следует сосредоточить своё внимание, но перед этим подготовить инструменты, которые позволят разобрать блок питания без сопровождения серьёзных проблем. Для этих целей понадобятся в большинстве случаев скальпель, паяльник и отвёртка.
Осторожными движениями, с помощью скальпеля и отвертки, разрежьте шов блока питания
Держа в руках скальпель, следует аккуратно совершать надрезы по всему шву. Невзирая на то, что внутренние элементы блока питания сопровождаются дополнительной защитой от механического повреждения, проявляющейся в виде специального металлического кожуха, опытные пользователи настоятельно рекомендуют каждое действие совершать медленно.
Величина шва у разных моделей ноутбука отличается, поэтому и продолжительность проведения такого вскрытия может быть совершенно разной.
В инструкциях, как открыть блок питания ноутбука, можно встретить рекомендации, направленные на применение физической силы. В частности, специалисты советуют применять небольшие молоточки, которыми следует постукивать по скальпелю. Действительно, применение молотка в отдельных случаях оправданно, но важно только правильно рассчитать собственные силы, чтобы каждый удар молотком был направлен на разрушение шва, но при этом он не должен провоцировать повреждение металлического кожуха внутри.
Опытные специалисты для ускорения процесса разборки блока питания применяют специальные насадки для дрели. Безусловно, это значительно ускорит процесс, но при этом возрастает в разы опасность повреждения устройства при вскрытии, поэтому пользоваться таким методом позволительно только тем, кто уже «набил руку» и имеет достаточный опыт в этом направлении.
После того как шов был разрезан, в него вставляют отвёртку, которую используют далее в качестве рычага. Слегка поддевая отвёрткой, удастся раскрыть полностью БП ноутбука.
Может случиться так, что пользователь обнаружит соединение типа «паз-выступ», тогда будет достаточно поддеть места таких соединений, после чего корпус БП легко рассоединится на две половинки.
Тонким слоем нанесите клей на половинки блока питания
Нагрузка на БП
Необходимо предупредить, что включение импульсных БП без нагрузки существенно сокращает их срок службы и даже может стать причиной поломки. Поэтому мы рекомендуем собрать простой блок нагрузок, его схема показана на рисунке.
Схема блока нагрузки
Схему желательно собирать на резисторах марки ПЭВ-10, их номиналы: R1 – 10 Ом, R2 и R3 – 3,3 Ом, R4 и R5 – 1,2 Ом. Охлаждение для сопротивлений можно выполнить из алюминиевого швеллера.
Подключать в качестве нагрузки при диагностике материнскую плату или, как советуют некоторые «умельцы», HDD и СD привод нежелательно, поскольку неисправный БП может вывести их из строя.
Вес, прежде всего!
Внешне - это обычный БП самого скромного вида, конечно, искушенный пользователь увидит, что здесь не все так просто. явно, корпус изготовлен из сравнительно толстой стали, и его конфигурация не стандартная. Ну, об этом позже.
Размеры этого БП стандартные - для форм-фактора ATX - а весь его 1 килограмм 385 грамм - измерено мною с помощью китайских электронных весов. Надо сказать - измерено после чистки. этот БП 2010 года и проработал более 10 лет, его никто за это время не чистил. и грязи скопилось в нем предостаточно! В БП применен большой вентилятор, он соответственно обеспечивает и большую прокачку воздушных масс, а с этим и повышенный приток пыли.
Тыльная сторона блока питания и все провода с разъемами - перечислять все не буду, как и не буду приводить данные о длине проводов и об их толщине. Не столь это сегодня и актуально. Скажу одно - количество и разнообразие разъемов вполне удовлетворяло запросы для обычного ПК тех времен, толщина и длина проводов так же не вызывали претензий.
На корпусе есть такие наклейки: Active PFC, W/Noise killer, Ball bearing fan, что значит - наличие активного корректора коэффициента. второе - это значит, что в БП применена автоматическая регулировка оборотов вентилятора, в зависимости от температуры. Ну а третье - использование подшипников качения в вентиляторе (что надежнее, но более шумно).
AC 200-240V~, 4A, 50-60HZ
Выходные напряжения - ток постоянный:
+3.3V 24A (ORG)
+5V 20A (RED)
+12V1 25A (YEL)
+12V2 25A (YEL/BLACK)
+5Vsb 2.5A (PURP)
-12V 0.3A (BLUE)
P.G. Signal (GRAY)
GROUND (BLACK)
+3.3V & +5V = 120W Max
+12V1 & +12V2 = 456W Max
Вот такие данные на этикетке. нигде не указана общая мощность блока питания, но она везде указывается как 550 Вт. Но и здесь надо иметь в виду три буковки - Max - это означает, максимально и кратковременно. Реальные цифры за семью печатями.
Выводы
Блок питания FSP ATX-550PNR не был самым дешевым в свое время, хотя его можно отнести к довольно таки скромным БП. Основной упор, который делал производитель в продвижении своей продукции - это качество. Ну что же, как видим, оно вполне присутствует. И это главное. А есть или нет оплетки на кабелях - это уже дело десятое, скорее маркетинговое, нежели практически полезное.
P.S. Вы можете сравнить этот продукт FSP с другими схожими, которые я описал ранее. Да, здесь мне не удалось полностью опознать все элементы на плате (по вполне объективным причинам), но в целом все и так понятно.
Михаил Дмитриенко, WASP.kz
16.09.2021
Транзистор и диод - видно по печатке. Есть место для 2го транзистора, но он не распаян.
Топология - 1тактная, косой полумост, стандарт для мощных БП, в термоусадке - ШИМ+АККМ контроллер.
Перечень возможных неисправностей
Перечислим наиболее распространенные неисправности, характерные для импульсных БП системных блоков:
- перегорает сетевой предохранитель;
- +5_SB (дежурное напряжение) отсутствует, а также больше или меньше допустимого;
- напряжения на выходе блока питания (+12 В, +5 В, 3,3 В) не соответствуют норме или отсутствуют;
- нет сигнала P.G. (PW_OK);
- БП не включается дистанционно;
- не вращается вентилятор охлаждения.
Алгоритм разборки БП компьютера
Блок питания компьютера может подвергаться разборке не только, когда возникла ситуация, указывающая на его неработоспособность. Это устройство может подвергаться сильному запылению, а пыль, как известно, является наиважнейшим врагом для компьютерной техники. Своевременная чистка БП от пыли благоприятствует продолжительной эксплуатационной работоспособности ПК.
Первоначально следует отвинтить все винты, при помощи которых БП подсоединён к системному блоку. После этого прямоугольную металлическую конструкцию можно вынуть на ровную поверхность. На корпусе блока питания легко обнаружить несколько винтиков, которые также важно открутить.
После осуществления таких действий крышка вентилятора будет легко снята. Чистке вентилятора, представляющего собой устройство системы охлаждения, теперь ничто не препятствует.
Далее важно отсоединить плату, открутив вновь четыре винта. Плата легко отсоединяется и подвергается аккуратной чистке, используя мягкую кисточку.
Во время проведения чистки любых составляющих специалисты рекомендуют избегать прямого соприкосновения деталей с руками человека, поскольку засаленные места сильнее притягивают большое количество пыли. По этой причине блок питания будет загрязняться быстрее.
Собрать БП компьютера не составляет сложности, поскольку все действия, проделанные первоначально, вновь точно так же осуществляются, но только в обратной последовательности.
Итак, каждый, кто стал обладателем компьютерной техники, может при желании не только успешно использовать все её функциональные возможности, но и при необходимости самостоятельно осуществлять «реанимацию» любимого компа. Для этого всего лишь требуется внимательно изучить рекомендации опытных гуру, которые пошагово расписали, как вскрыть БП и у ноутбука, и у компьютера.
Идея написать родилась после очередной непредвиденной поломки блока питания, чтобы поделиться опытом да и самому было где почитать в следующий раз, если попадётся на ремонт подобный блок питания (далее — БП) или понадобится вспомнить схему.
Сразу скажу, статья рассчитана на простого пользователя ПК, хотя можно было и углубиться в академические подробности.
Несмотря на то, что схемы не мои, я даю описание исключительно «от себя», которое не претендует не единственно правильное, а имеет целью объяснить «на пальцах» работу столь необходимого устройства, как БП компьютера.
Необходимость вникнуть в работу APFC у меня появилась в 2005 году, когда я имел проблему с произвольной перезагрузкой компьютера. Комп я купил на «мыльной» фирмочке не вникая особо в тонкости. В сервисе не помогли: на фирме работает, а у меня перезагружается. Я понял, что пришла очередь напрячься самому… Оказалось проблема в домашней сети, которая вечером просаживалась скачками до 160В! Начал искать схему, увеличивать ёмкость входных конденсаторов, слегка попустило, но проблему не решило. В процессе поиска информации увидел в прайсах непонятные буквы APFC и PPFC в названиях блоков. Позже выяснил, что у меня оказался PPFC и я решил купить себе блок с APFC, потом взял ещё и бесперебойник. Начались другие проблемы — выбивает бесперебойник при включении системника и пропадании сети, в сервисе разводят руками. Сдал его обратно, купил в 3 раза мощнее, работает по сей день без проблем.
Поделюсь с вами своим опытом и надеюсь, вам будет интересно узнать немного больше про компонент системника — БП, которому несправедливо отводят чуть ли не последнюю роль в работе компьютера.
Блоки питания FSP Epsilon 1010 представляют собой качественные и надёжные устройства, но учитывая проблемы наших сетей и другие случайности, они иногда тоже выходят из строя. Выкидывать такой блок жалко, а ремонт может приблизиться к стоимости нового. Но бывают и мелочи, устранив которые, можно вернуть его к жизни.
Как выглядит FSP Epsilon 1010:
Самое главное — понять принцип работы и разложить блок по косточкам.
Приведу пример фрагментов схем типового блока FSP Epsilon, которые мной нарыты в нете. Схемы составлены вручную очень усидчивым и грамотным человеком, который любезно вложил их для общего доступа:
Модификации блоков питания данной серии отличаются количеством элементов (впаиваются дополнительно в ту же плату), но принцип работы одинаков.
Итак, что же такое APFC?
PFC — это коррекция коэффициента мощности (англ. power factor correction) PFC) — процесс приведения потребления конечного устройства, обладающего низким коэффициентом мощности при питании от силовой сети переменного тока, к состоянию, при котором коэффициент мощности соответствует принятым стандартам. Если показать это на трёх пальцах, то это выглядит так:
— запустили блок питания, конденсаторы начали заряжаться — пошёл пик потребления тока совпадающий с пиком синусоиды переменного тока 220В 50Гц (лень рисовать). Почему совпадающий? А как они будут заряжаться при «0» вольт ближе к оси времени? Никак! Пики будут в каждой полуволне синусоиды, так как перед конденсатором стоит диодный мост.
— нагрузка блока потянула ток и разрядила конденсаторы;
— конденсаторы начали заряжаться и опять появились пики потребления тока на пиках синусоиды.
И того, мы видим «ёжика», которым обросла синусоида, и который вместо постоянного потребления «дёргает» ток короткими скачками в узкие моменты времени. А чего тут страшного, нехай себе дергает, скажете вы. А вот тут и порылась собака Баскервилей: эти пики перегружают электрическую проводку и даже могут привести к пожару при номинально рассчитанном сечении проводов. А если учитывать, что блок в сети не один? Да и работающим в одной сети электронным устройствам вряд ли понравится подобная «попиленная» сеть с помехами. Мало того, при заявленной паспортной мощности БП, вы будете платить за свет больше, так как нагрузкой уже выступают ваши сетевые провода в квартире (офисе). Возникает задача сбить пики потребления тока по времени в строну провалов синусоиды, тоесть приблизиться к подобию линейности и разгрузить проводку.
PPFC — пассивная коррекция коэффициента мощности. Это значит, что перед одним сетевым проводом БП стоит массивный дроссель, задача которого сбить по времени пики потребления тока во время заряда конденсаторов, учитывая нелинейные свойства дросселя (тоесть то, что ток через него отстаёт от приложенного к нему напряжения — вспоминайте школу). Выглядит это так: на максимуме синусоиды должен заряжаться конденсатор и он этого ждёт, но вот незадача — перед ним поставили дроссель. А вот дроссель не совсем обеспокоен тем, что нужно конденсатору — к нему приложили напряжение и возникает ток самоиндукции, который направлен в обратную сторону. Таким образом дроссель препятствует заряду конденсатора на пике входной синусоиды — в сети пик, а конденсатор разряжен. Странно, правда? А не этого ли мы хотели? Теперь синусоида спадает, но дроссель и тут ведёт себя как и большинство людей: (имеем — не ценим, теряем — жалеем) опять возникает ток самоиндукции только уже совпадающий с убывающим током, что и заряжает конденсатор. Что мы имеем: на пике — ничего, на провалах — заряд! Задача выполнена!
Именно так и работает схема PPFC за счет затягивания пиков потребления тока на провалы синусоиды (восходящий и нисходящий участки) с помощью всего лишь одного дросселя. Коэффициент мощности близок к 0,6. Неплохо, но не идеально.
APFC — активная коррекция коэффициента мощности. Это значит с использованием электронных компонентов, для которых требуется питание. В этом блоке питания фактически два блока питания: первый — стабилизатор 410В, второй — обычный классический импульсный блок питания. Это мы рассмотрим ниже.
APFC и принцип работы.
Рисунок 3:
Мы только подошли к принципу работы активной коррекции коэффициента мощности, поэтому определим некоторые моменты для себя сразу. Помимо основного назначения (приближение к линейности потребления тока по времени), APFC решает триединую задачу и имеет особенности:
— блок питания с APFC состоит из двух блоков: первый — стабилизатор 410В (собственно APFC), второй — обычный классический импульсный блок питания.
— схема APFC обеспечивает коэффициент мощности около 0,9. Это то, к чему мы стремимся — к «1».
— схема APFC работает на частоте около 200KHz. Согласитесь, дёрнуть ток 200000 раз в секунду по отношению к 50 Гц — это практически в каждый момент времени, тоесть линейно.
— схема APFC обеспечивает стабильное постоянное напряжение на выходе около 410B и работает от 110 до 250В (на практике от 40В). Это значит, что промышленная сеть практически не влияет на работу внутренних стабилизаторов.
Работа схемы:
Принцип работы APFC основан на накоплении энергии в дросселе и последующей отдаче её в нагрузку.
При подаче питания через дроссель, его ток отстаёт от напряжения. При снятии напряжения возникает явление самоиндукции. Вот его и кушает блок питания, а так как напряжение самоиндукции может приближаться у двойному приложенному — вот вам и работа от 110В! Задача схемы APFC — с заданной точностью дозировать ток через дроссель, чтобы на выходе всегда было напряжение 410В независимо от нагрузки и входного напряжения.
На рисунке 3 мы видим DC — источник постоянного напряжения после моста (не стабилизированный), накопительный дроссель L1, транзисторный ключ SW1, которым управляет компаратор и ШИМ. Схема сделана довольно смело на первый взгляд, так как ключ фактически делает короткое замыкание в розетке в момент открытия, но мы его простим, учитывая что замыкание происходит на микросекунды с частотой 200000 раз в секунду. А вот при неисправностях схемы управления ключом вы обязательно услышите и даже понюхаете, а может и увидите как сгорят силовые ключи в подобной схеме.
1. Транзистор SW1 открыт, ток в нагрузку течёт как и раньше через дроссель от "+ DC" — «L1» — «SW2» — «RL» к "-DC". Но дроссель сопротивляется движению тока (самоиндукция начало), при этом идёт накопление энергии в дросселе L1 — на нём растёт напряжение практически до напряжения DC, так как это короткое замыкание (правда на долю времени (пока всё исправно). Диод SW2 предотвращает разряд конденсатора C1 в момент открытия транзистора.
2. Транзистор SW1 закрылся… напряжение на нагрузке будет равно сумме напряжений источника DC1 и дросселя L1, который только что некисло приложился к источнику и выбросил ток самоиндукции с обратной полярностью. Магнитное поле дросселя пропадая пересечёт его, индуцируя на нём ЭДС самоиндукции противоположной полярности. Теперь ток самоиндукции имеет одно направление с пропадающим током источника (самоиндукция конец). Самоиндукция — явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока.
Так вот, в момент самоиндукции после закрытия транзистора и получается наша добавочка до 410В из-за добавления энергии от дросселя. Почему добавочка? Вспоминайте школу, сколько будет на выходе моста с конденсатором, если на входе 220в? Правильно, 220В умножить на корень из двух (1,41421356) = 311В. Вот это было бы без работы схемы APFC. Оно так и есть в точке, где мы ждём 410В, пока работает только дежурка +5В и не запущен сам блок. Сейчас нет смысла гонять APFC, дежурке и так хватит её 2 Ампера.
Всё это строго контролируется схемой управления с помощью обратной связи от точки 410В. Регулируется уровень самоиндукции временем открытия транзисторов, тоесть временем накопления энергии L1 — это широтно-импульсная стабилизация. Задача APFC — стабильно держать 410В на выходе при изменении внешних факторов сети и нагрузки.
Вот и получается, что в блоке питания с APFC — два блока питания: стабилизатор 410В и сам классический блок питания.
Сбивание зависимости пиков потребления тока от пиков синусоиды обеспечивается перенесением этих пиков на частоту работы схемы APFC — 200000 раз в секунду, что приближается к линейному потреблению тока в каждый момент времени синусоиды 50Гц 220В. Что и требовалось доказать.
Достоинства APFC:
— коэффициент мощности около 0,9;
— работа от любой капризной сети 110 — 250В, в том числе нестабильной сельской;
— помехоустойчивость:
— высокий коэффициент стабилизации выходных напряжений за счёт стабильного входного 410В;
— низкий коэффициент пульсаций выходных напряжений;
— малые размеры фильтров, так как частота около 200КГц.
— высокий общий КПД блока.
— малые помехи отдаваемые в промышленную сеть;
— высокий экономический эффект в оплате за свет;
— разгружается электрическая проводка;
— на предприятиях и в организациях телекоммуникаций, имеющих станционные батареи 60В, для питания критических серверов можно обойтись вообще без UPS — просто включите блок в цепь гарантированного питания 60В ничего не меняя и не соблюдая полярность (которой нет). Это позволит уйти от тех несчастных 15 минут работы от UPS до 10 часов от станционных батарей, чтобы не легла вся система управления в случае незапуска дизеля. А на это многие не обращают внимание или об этом не думали, пока дизель не обидится как-нибудь разок… Всё оборудование будет продолжать работать, а управлять будет нечем, так как компы поотрубаются через 15 минут. Изготовителем представлен диапазон работы 90 — 265В по причине отсутствия такого стандарта питания как переменные 60В, но практический предел работы был получен на величине 40В, ниже проверять небыло смысла.
Перечитайте пункт внимательно ещё раз и оцените возможности своих бесперебойников для критических серверов!
Недостатки APFC:
— цена;
— сложность в диагностике и ремонте;
— дорогие детали (транзисторы — около 5$ за шт., а их там до 5шт. иногда), зачастую стоимость ремонта себя не оправдывает;
— проблемы совместной работы с бесперебойниками (UPS) за счёт большого пускового тока. Выбирать UPS нужно с двукратным запасом мощности.
А теперь рассмотрим схему блока питания FSP Epsilon 1010 на рис. 1, 2.
Типовые неисправности:
Симптомы:
— перегорает предохранитель с хлопком;
— блок «не дышит» вообще даже после замены предохранителя, что ещё хуже. Значит повреждения грозят обернуться более дорогим ремонтом.
Диагноз: отказ схемы APFC.
Лечение:
В диагностике отказа схемы APFC ошибиться сложно.
Принято считать, что блок с APFC можно запустить и без APFC, если он вышел из строя. И мы так посчитаем, и даже проверим это, особенно когда речь идёт об опасных экспериментах с дорогими транзисторами HGT1S20N60C3S. Выпаиваем транзисторы.
Блок удачно работает, если проблема была только в схеме APFC, но нужно понимать, что блок питания потеряет мощность до 30% и в эксплуатацию его пускать нельзя — только проверка. Ну а далее уже меняем транзисторы на новые, но включаем блок последовательно через лампу накала 220В 100Вт. Блок нагружаем например на старый HDD. Если лампа горит в пол накала и HDD запустился (трогаем пальцами), на блоке крутится вентилятор — есть вероятность, что на этом ремонт закончен. Запускаем без лампы с уменьшенной в 3 раза величиной предохранителя. И сейчас не сгорел? Ну тогда впаиваем родной F1 и вперёд на часовой тест под эквивалентом нагрузки ватт на 300-500! Горящая полным накалом лампа вам говорит об полном открытии ключевых транзисторов или их заупокойном состоянии, ищем проблему перед ними.
Если на каком-то этапе не повезло, возвращаемся к новой покупке транзисторов, не забыв при этом купить и контроллер CM6800G. Меняем детали, повторяем всё заново. Не забываем визуально осмотреть всю плату!
Симптомы:
— блок запускается через раз или когда постоит 5 минут включенным в сеть;
— у вас ниоткуда появился неисправный HDD;
— вентиляторы крутятся, но система не загружается, BIOS не пикает при запуске;
— вздулись конденсоры на материнской плате, видеокарте;
— система произвольно перезагружается, зависает.
Диагноз: высохли электролитические конденсаторы.
Лечение:
— разобрать блок и визуально найти вздутые конденсаторы;
— лучшее решение поменять все на новые, а не только вздутые;
Незапуск происходит из за высохших конденсаторов дежурки C43, C44, C45, C49;
Отказы компонентов происходят из-за повышения пульсаций в цепи +5В, +12В вследствие высыхания конденсатов фильтров.
Симптомы:
— блок свистит или пищит;
— тон свиста меняется под нагрузкой;
— блок свистит только пока холодный или пока горячий.
Диагноз: Трещины печатной платы или непропай элементов.
Лечение:
— разбираем блок;
— визуально осматриваем печатную плату в местах пайки ключевых транзисторов и дросселей фильтров на предмет овальных трещин на месте пайки;
— если ничего не нашли, то всё равно пропаиваем ножки силовых элементов.
— проверяем и наслаждаемся тишиной.
Остальных неисправностей великое множество, вплоть до внутренних обрывов или межвитковых пробоев, трещин в плате и деталях, и прочее. Особенно досаждают температурные неисправности, когда работает пока не нагреется или не остынет.
Блоки питания других производителей имеют похожий принцип работы, который позволит найти и устранить неисправность.
В конце пара советов по БП:
1. Никогда не выключайте из розетки работающий блок питания с APFC! Сначала припаркуйте систему, а потом вынимайте из розетки или выключайте не удлинителе — иначе доиграетесь…
При пропадании напряжения в момент работы блока тянется дуга и происходит искрение, что приводит к куче гармоник отличных от 50Гц — это раз, напряжение убывает и ключи APFC пытаются удержать стабильное напряжение на выходе, открываясь при этом полностью и на большее время, вызывая ещё больший ток и дугу — это два. Это приводит к пробою открытых транзисторов огромными токами и неконтролируемыми напряжениями гармоник — это три. Это легко проверить, если есть желание. Лично я уже проверил… теперь написал эту статью и потратил 25$ на ремонт. Вы можете тоже написать свою. Кстати у FSP Epsilon 1010 кнопка на корпусе отключает не провод питания, а систему управления, при этом все силовые элементы остаются под напряжением — будьте осторожны! Поэтому, если уж нужно срочно выключить комп, то делайте это кнопкой питания на блоке — тут всё продумано.
2. Если вы заранее знаете, что будете работать с бесперебойником, то покупайте блок питания с PPFC. Это избавит вас от ненужных проблем.
В рассказе я старался не приводить лишних графиков, схем, формул и технических терминов, чтобы на пятой строке не отпугнуть рядового мучителя своего ПК, более глубокое понимание основ питания которого, продлит ему время безотказной работы.
Сейчас самое время разобрать системник и определить модель вашего блока питания, заодно и пыль с него вытряхнуть. Одну неисправность вы уже предотвратили. Чистым он с благодарностью будет служить дольше. Смажьте вентилятор, это тоже приветствуется.
Кто дочитал статью до конца — всем спасибо!
Теперь ваш БП в безопасности.
Если блок питания вашего компьютера вышел из строя, не спешите расстраиваться, как показывает практика, в большинстве случаев ремонт может быть выполнен своими силами. Прежде чем перейти непосредственно к методике, рассмотрим структурную схему БП и приведем перечень возможных неисправностей, это существенно упростит задачу.
Методика проверки (инструкция)
После того, как блок питания снят с системного блока и разобран, в первую очередь, необходимо произвести осмотр на предмет обнаружения поврежденный элементов (потемнение, изменившийся цвет, нарушение целостности). Заметим, что в большинстве случаев замена сгоревшей детали не решит проблему, потребуется проверка обвязки.
Визуальный осмотр позволяет обнаружить «сгоревшие» радиоэлементы
Если таковы не обнаружены, переходим к следующему алгоритму действий:
- проверяем предохранитель. Не стоит доверять визуальному осмотру, а лучше использовать мультиметр в режиме прозвонки. Причиной, по которой выгорел предохранитель, может быть пробой диодного моста, ключевого транзистора или неисправность блока, отвечающего за дежурный режим;
- проверка дискового термистора. Его сопротивление не должно превышать 10Ом, если он неисправен, ставить вместо него перемычку крайне не советуем. Импульсный ток, возникающий в процессе заряда конденсаторов, установленных на входе, может стать причиной пробоя диодного моста;
- тестируем диоды или диодный мост на выходном выпрямителе, в них не должно быть обрыва и КЗ. При обнаружении неисправности следует подвергнуть проверке установленные на входе конденсаторы и ключевые транзисторы. Поступившее на них в результате пробоя моста переменное напряжение , с большой вероятностью, вывело эти радиодетали из строя;
- проверка входных конденсаторов электролитического типа начинается с осмотра. Геометрия корпуса этих деталей не должна быть нарушена. После этого измеряется емкость. Нормальным считается, если она не меньше заявленной, а расхождение между двумя конденсаторами в пределах 5%. Также проверке должны быть подвергнуты запаянные параллельно входным электролитам варисторы и выравнивающие сопротивления;
- тестирование ключевых (силовых) транзисторов. При помощи мультиметра проверяем переходы база-эмиттер и база-коллектор (методика такая же, как при проверке диодов).
Если найден неисправный транзистор, то прежде, чем впаивать новый, необходимо протестировать всю его обвязку, состоящую из диодов, низкоомных сопротивлений и электролитических конденсаторов. Последние рекомендуем поменять на новые, у которых большая емкость. Хороший результат дает шунтирование электролитов при помощи керамических конденсаторов 0,1 мкФ;
- Проверка выходных диодных сборок (диоды шоттки) при помощи мультиметра, как показывает практика, наиболее характерная для них неисправность – КЗ;
- проверка выходных конденсаторов электролитического типа. Как правило, их неисправность может быть обнаружена путем визуального осмотра. Она проявляется в виде изменения геометрии корпуса радиодетали, а также следов от протекания электролита.
Не редки случаи, когда внешне нормальный конденсатор при проверке оказывается негодным. Поэтому лучше их протестировать мультиметром, у которого есть функция измерения емкости, или использовать для этого специальный прибор.
Заметим, что нерабочие выходные конденсаторы – самая распространенная неисправность в компьютерных блоках питания. В 80% случаев после их замены работоспособность БП восстанавливается;
- проводится измерение сопротивления между выходами и нулем, для +5, +12, -5 и -12 вольт этот показатель должен быть в пределах, от 100 до 250 Ом, а для +3,3 В в диапазоне 5-15 Ом.
Читайте также: