cxema.org — Блок нагрузок для проверки комп. БП

Блок нагрузок для проверки комп. БП

Так как в тренде сейчас максимальное удешевление при производстве – то некачественный товар быстро доходит до дверей ремонтника. При покупки компьютера (особенно первого) – многие выбирают корпус «самый красивый из дешёвых» со встроенным БП – а многие даже не знают, что там есть такое устройство. Этот «скрытый девайс» на котором очень хорошо экономят продавцы. Но платить за проблемы будет покупатель.

О главном

Сегодня мы затронем тему ремонта компьютерных блоков питания, а точнее их первичной диагностики.Если есть проблемный или подозрительный БП – то диагностику желательно проводить отдельно от компьютера (на всякий случай). И поможет нам в этом вот такой агрегат:

Блок состоит из нагрузок на линиях +3.3, +5, +12, +5vSB (дежурное питание). Он нужен для имитирования компьютерной нагрузки и измерения выходных напряжений. Так как без нагрузки БП может показать нормальные результаты – а в нагрузке могут проявляться многие проблемы.

Подготовительная теория

Грузить будем чем попало (что найдете в хозяйстве) – мощные резисторы и лампы.

У меня валялись 2 автомобильные лампы 12V 55W/50W – две спирали (дальний/ближний свет). Одна спираль испорчена – будем использовать вторую. Покупать их не нужно – спросите у знакомых автомобилистов.

Конечно лампы накаливания имеют очень низкое сопротивление в холодном состоянии – и при запуске будут создавать большую нагрузку на короткое время – а это могут не выдержать дешевые китайцы – и не стартовать. Но плюс ламп — это доступность. Если достану мощные резисторы – поставлю вместо ламп.

Резисторы можно искать в старых приборах (ламповые телевизоры, радиолы) с сопротивлением(1-15 Ом).

Можно также использовать нихромовую спираль. Мультиметром подбираем длину с нужным сопротивлением.

Загружать будем не по полной а то 450W в воздух получится обогреватель. А ватт на 150 будет нормально. Если практика покажет что нужно больше – добавим. Кстати это примерное потребление офисного ПК. А лишние ваты рассчитаны по линиям +3.3 и +5 вольт – которые мало используются – примерно по 5 ампер. А на этикетке жирно написано по 30А –а это 200ватт которые ПК не может использовать. А по линии +12 часто не хватает.

Для нагрузки у меня в наличии:

• 3шт резисторы 8.2ом 7,5w
• 3шт резисторы 5.1ом 7,5w
• резистор 8.2ом 5w
• лампы 12в: 55w, 55w, 45w, 21w

Для расчётов будем использовать формулы в очень удобном виде (у меня висит на стене – всем рекомендую)

Итак выбираем нагрузку:

— линия 

+3.3В – используется в основном для питания оперативной памяти – примерно 5ватт на планку. Будем грузить на ~10ватт. Вычисляем нужное сопротивление резистора

R=V²/P=3.3²/10=1.1 Ом  таких у нас нет, минимальный 5.1ом. Вычисляем сколько он будет потреблять P=V²/R=3.3²/5.1=2.1W–мало, можно поставить 3 параллельно – но получим всего 6W на троих–не самое удачное использование таких мощных резисторов (на 25%) – да и место займут большое. Я пока не ставлю ничего – буду искать на 1-2 Ома.

— линия +5В–мало используется в наши дни. Смотрел тесты – в среднем кушает 5А.

Будем грузить на ~20ватт. R=V²

/P=5²/20=1.25 Ом  — тоже малое сопротивление, НО у нас уже 5 вольт – да еще и в квадрате – получим намного большую нагрузку на те же 5-ти омные резисторы. P=V²/R=5²/5.1=4.9W – поставим 3 и будет у нас15W. Можно добавить 2-3 на 8ом (будут потреблять по 3W), а можно и так оставить.

— линия +12В – самая востребованная. Тут и процессор, и видеокарта, и некоторые малоежки (кулеры, накопители, ДВД).

Будем грузить на целых 155ватт. Но раздельно: 55 на разъём питания материнской платы, и 55 (+45 через переключатель) на разъём питания процессора.Будем использовать автомобильные лампы.

— линия +5VSB – дежурное питание.

Будем грузить на ~5ватт. Есть резистор 8.2ом 5w, пробуем его.

Вычисляем мощностьP=V²/R=5²/8.2=3Wну и хватит.

— линия -12В – тут подключим вентилятор.

Фишки

Еще в корпус добавим малогабаритную лампу 220В 60W в разрыв сети 220В. При ремонте часто используется для выявления КЗ (после замены каких-то деталей).

Собираем девайс

По иронии судьбы – корпус будем использовать тоже от компьютерного БП (нерабочего).

Гнёзда для разъёма питания материнки и процессора выпаиваем с неисправной материнки. К ним припаиваем кабеля. Цвета желательно выбрать как на разъёмы от БП.

Готовим резисторы, лампы, лед-индикаторы, переключатели и разъём для измерений.

Подключаем все по схеме .. точнее по VIP-схеме 🙂

Крутим, сверлим, паяем – и готово:

По виду должно быть все понятно.

Бонус

Изначально не планировал, но для удобства решил добавить и вольтметр. Это сделает прибор более автономным – хотя при ремонте мультиметр все равно где-то рядом лежит. Смотрел на дешевые 2-ух проводные (которые питаются от измеряемого напряжения) – 3-30 В – как раз нужный диапазон. Просто подключив к разъёму для измерений. Но у меня был 4,5-30 В и я решил поставитьуже 3-х проводной0-100 В – и питать его от зарядки мобильного телефона (тоже в корпус добавил). Так он будет независим и покажет напряжения от нуля.

Этот вольтметр также можно использовать для измерения внешних источников  (батарейку или еще чего …)– подключив к измерительному разъёму (если мультиметр где-то пропал).

Фейс-контроль

Пару слов о переключателях.

S1– выбираем способ подключения: через лампу 220В (Выкл) или напрямую (Вкл). При первом запуске и после каждой пайки – проверяем через лампу.

S2 – подается питание 220В на БП. Должно заработать дежурное питание и загореться LED +5VSB.

S3 – замыкается PS-ON на землю, должен запустится БП.

S4 – добавка 50W на линии процессора. (50 там уже есть, будет 100W нагрузки)

SW1 – Переключателем выбираем линию питания и проверяем по очереди если все напряжения в норме.

Так как измерения у нас показывает встроенный вольтметр,то в разъёмы можно подключить осциллограф для более глубокого анализа.

Кстати

Пару месяцев назад купил около 25 БП (у закрывающиеся конторы по ремонту ПК). Половина рабочие, 250-450 ватт. Покупал как подопытных кроликов для изучения и попытки ремонта. Блок нагрузки как раз для них.

Вот и всё. Надеюсь было интересно и полезно. Я пошел тестировать свои БП и вам желаю удачи !

Автор — Русу Владислав

Самодельный Блок нагрузок для проверки БП компьютера

Проверять неисправный БП компьютера, подключая его к исправному системному блоку чревато выходом материнской платы и другого оборудования из строя. Ведь неизвестно, какие напряжения выдает БП, и если они завышены, то последствия могут быть серьезные, вплоть до выхода из строя материнской платы. Поэтому проверять и ремонтировать БП безопаснее и удобнее, подключая его к Блоку нагрузок. Блок нагрузок не сложно сделать самостоятельно и это целесообразно, если приходится периодически сталкиваться c необходимостью проверки блоков питания компьютеров.

Электрическая схема Блока нагрузок

Приведенная схема Блока нагрузок и индикации наличия напряжений, несмотря на свою простоту, позволяет даже без измерительных приборов, с помощью этого простейшего испытательного стенда моментально оценить работоспособность любого БП компьютера, даже не извлекая его из системного блока.

Для полноценной проверки БП компьютера, достаточно нагрузить его на 10% от максимальной мощности. Исходя из этих требований и выбраны номиналы нагрузочных резисторов стенда R1-R5 по шинам +3,3 В, +5 В и +12 В соответственно. Резисторы R6-R12 служат для ограничения тока через светодиоды для индикации наличия напряжения VD1-VD7. Выключатель S1 имитирует ключевой транзистор на материнской плате включения блока питания, как будто нажимается кнопка на системном блоке «Пуск». Переключатель служит для коммутации шин питающих напряжений к розетке, предназначенной для подключения измерительных приборов – вольтметра и осциллографа.

О цветовой маркировке проводов БП для подключения компьютера Вы можете узнать из статьи «Цветовая маркировка проводов».

Конструкция Блока нагрузок и индикации напряжений

Все детали Блока нагрузок собраны в корпусе блока питания от компьютера, отслуживший свой срок.

На одной из сторон установлены светодиоды, выключатель S1, розетка для подключения измерительных приборов и переключатель для коммутации.

На противоположной стороне стенда, на месте, где подключался шнур питания, закреплена печатная плата с двумя разными разъемами для возможности подключения любых моделей блоков питания. Плата вместе с разъемами выпилена из неисправной материнской платы. Снизу прикручены четыре ножки, которые улучшают отвод тепла и не дают винтам царапать поверхность стола.

Монтаж элементов стенда выполнен навесным способом. Резистор R5 мощностью 50 Вт закреплен на уголке, который привинчен к дну корпуса. Остальные мощные резисторы привинчены к алюминиевой пластине. Пластина закреплена к дну винтами на стойках. Светодиоды вклеены в отверстия корпуса клеем Момент, на их ножки напаяны токоограничительные резисторы. Так как при подключении источника питания, на нагрузочных резисторах выделяется много тепла, то в корпусе стенда оставлен родной кулер, который заодно выполняет функцию нагрузки по цепи -12 В. Резисторы R1-R5 применены переменные проволочные типа ППБ.

Проволочные переменные резисторы ППБ можно с успехом заменить постоянными типа ПЭВ, С5-35, С5-37, подключив их, как показано на схеме, подойдут и автомобильные лампочки, подобранные по мощности. Можно резисторы намотать и самостоятельно из нихромовой проволоки. Светодиоды можно применить любого типа. Для индикации напряжений положительной и отрицательной полярности лучше применить светодиоды разного цвета свечения. Для положительной полярности – красного, а для отрицательной – зеленого цвета.

Проверка БП компьютера

Проверку Блока питания компьютера проводить просто, достаточно подключить разъем блока к разъему Блока нагрузок и подать штатным шнуром на блок питания 220 В.

Когда выключатель S1 находится в разомкнутом положении, то должен светиться только один светодиод +5 B_SB. Это говорит о том, что схема формирования дежурного напряжения +5 В SB в Блоке питания работает и источник готов к запуску. После включения S1 сразу же должен заработать кулер и засветиться все светодиоды, кроме светодиода VD5, Power Good. Он должен засветиться с задержкой 0,1-0,5 секунд. Это время задержки подачи питающих напряжений на материнскую плату на время переходных процессов в Блоке питания при запуске. Отсутствие задержки может вывести материнскую плату из строя из-за подачи на нее ненормированных напряжений.

Если происходит так, как я описал, то Блок питания исправен. При размыкании S1 все светодиоды должны погаснуть, кроме, VD4 (+5 B SB). Напряжение -5 В в последних моделях Блоков питания компьютеров отсутствует и светодиод может не светиться. В Блоках питания последних моделей может также отсутствовать напряжение -12 В.

Для более детальной проверки Блока питания компьютера, необходимо подсоединить к разъему на лицевой стороне стенда-тестера вольтметр постоянного тока, мультиметр или стрелочный тестер, включенный в режим измерения постоянного напряжения и осциллограф. У

Ремонт БП. Нагрузка для блока питания из подручных средств.

Когда я начал пробовать ремонтировать компьютерные блоки питания у меня возникла одна проблемка. Дело в том, что не очень удобно постоянно подключать БП к компьютеру (просто масса неудобств), а также не безопасно (так как неправильно или не до конца отремонтированный блок может вывести из строя материнскую плату или другую периферию).
Немного поискав по интернету схемы, нашел немного схемотехнических решений этой проблемы. Были и на микроконтроллере, на транзисторах-резисторах с печатной платой (что в будущем думаю сделать и себе), и на нихромовых спиралях. Так как ближайший радиомагазин от меня 150км то я решил собирать нагрузку из того что завалялось в гараже и нихромовой спирали, которая продается к электрическим плитам почти в любом електромагазине.

Корпус я выбрал от того же БП, основные соединения паял, а некоторые брал на зажимные колодки, сделал светодиодную индикацию каналов: +12, +5, +3,3, +5VSB, PG. Нет пока нагрузки на каналы -5, -12. Поставил включатель от БП который соединяет PS_ON и GND. Вывел на заднюю панель провода от всех номиналов питания, для проверки напряжения тестером. Разъем выпаян от материнской платы, а также остался вентилятор для обдува спиралей и резисторов. На нагрузку +12В были использованы два резистора от старых телевизоров 5,1Ом.

Несколько слов о том, как измерить спираль. Берем тестер и мерим все сопротивление, дальше мерим длину всей спирали. Зная длину спирали до миллиметра, делим сопротивление в Ом на миллиметры и узнаем, сколько Ом на 1мм. Дальше вычисляем длину отрезка спирали.
Пример.

Смотрим схему (она очень простая и легкая для повторения):

А теперь несколько фото завершенного прибора.

детальки:

1.

2.

3.

4.

Готовый девайс:

В действии:

Проверка блока питания компьютера — программы и советы

1. ПРОГРАММЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ БЛОКА ПИТАНИЯ НА WINDOWS
2. ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ

В процессе выбора комплектующих для персонального компьютера рядовой пользователь, как правило, задается вопросами быстродействия, объемом оперативной памяти, жесткого диска или SSD, параметрами видеокарты, забывая при этом о блоке питания. А ведь это один из основных элементов надежной и стабильно функционирующей системы. Блок питания, преобразуя входное напряжение, формирует из него рабочие напряжения, питающие абсолютно все компоненты и узлы компьютера.

Качественный блок питания должен обладать и другими функциями, позволяющими эффективно и надежно работать компьютеру. Например:

• Фильтрация внешних помех и наводок, эргономичное расположение компонентов на плате блока питания, сводящее к минимуму внутренние наводки.
• Стабилизация напряжений под нагрузкой.
• Защита схемы от скачков и перепадов напряжения во внешней электросети.
• Коррекция коэффициента мощности, позволяющая повысить КПД блока питания и уменьшить нагрузку на электросеть.

К выбору блока питания необходимо относиться ответственно, но не менее важно следить за тем, чтобы он работал стабильно и соответствовал заваленным характеристикам. Будет не лишним проверять не только БП уже давно работающие в системе, но и новые. Это полезная практика, т.к. от брака и подделок никто не застрахован.

ПРОГРАММЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ БЛОКА ПИТАНИЯ НА WINDOWS

Для тестирования БП есть несколько программ, позволяющих это сделать из под Windows. Рассмотрим пару из них.

AIDA64. Программа удобна, но для полнофункционального использования её необходимо приобрести. Впрочем, с некоторыми ограничениями можно использовать и пробную версию.

Запускаем ярлык, в верхней панели выбираем «Сервис» — «Тест стабильности системы»

Далее ставим галочку на «Stress GPU(s)» и подтверждаем свое действия, нажав «Да» в появившемся окне. Тем самым во время нашего теста нагрузка на систему и блок питания будет увеличена за счет задействования в тесте графического процессора.

Запускаем тест, нажав на «Start»

Переходим на вкладку «Statistics»

В этом окне нас интересует «Voltage». Здесь следует обратить внимание на линии напряжения центрального процессора, 5V, 3,3V и 12V. Чем стабильнее будут показатели столбцах «Minimum» и «Maximum», тем лучше. Явные просадки в показателях будут свидетельствовать о наличии проблем в работе блока питания.

Также стоит обратить внимание на «Cooling Fans» — «Power Supply» — этот параметр показывает скорость оборотов вентилятора блока питания под нагрузкой во время теста. Сама возможность автоматической регулировки оборотов является большим плюсом БП.

Для пользователей ноутбуков — иногда во вкладке со статистикой можно увидеть только напряжение процессора. В некоторых случаях это абсолютно нормально, т.к. отображение линий питания в программе зависит от схемотехники материнской платы, наличия тех или иных датчиков и совместимости их с программой. Но на точность отображения динамики напряжения во время теста это не влияет.

OCCT. Рассмотрим вторую программу. У неё есть явное преимущество перед предыдущей — она полностью бесплатна. Открываем и переходим на вкладку, указанную стрелкой

В этой вкладке обращаем внимание на параметры:

• Тип тестирования: Авто;
• Длительность: от 30 минут до 1 часа;
• Версия DirectX: выбираем доступную. Если есть возможность — 11, если нет — 9;
• Разрешение: как правило, текущее. Выставляется автоматически, в зависимости от того, какое в данный момент используете;
• Ставим галочку на «Полноэкранный режим»
• Ставим галочку на «64 бит Linkpack», если у вас 64-разрядная система. Узнать разрядность своей системы можно в свойствах ОС;
• Ставим галочку на «Использовать все логические ядра» (в некоторых случаях галочка недоступна, например, если в BIOS заблокированы одно или несколько ядер)

Всё. Можно запускать тест, нажав на кнопку «ON»

По окончании теста откроется окно со скриншотами, где будут подробные графики необходимых нам параметров системы. Проанализировав показания работы блока питания во время теста, мы можем сделать выводы о надежности и стабильности его работы.

ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ

Программа OCCT очень сильно нагружает БП во время теста. Если вы не уверены в качестве своего блока питания, то, возможно, стоит воздержаться от данного теста. Особенно внимательно к этому замечанию стоит отнестись владельцам дешевых китайских блоков питания неизвестного или малоизвестного производителя. Это же и относится к владельцам ноутбуков. Для вас, пожалуй, оптимальным вариантом будет программа AIDA64.

Остались вопросы, предложения или замечания? Свяжитесь с нами и задайте вопрос.

Индикатор Уровня Напряжения ATX Блоков Питания Компьютера (ИУНATXБПК)

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Измерения >

Индикатор Уровня Напряжения ATX Блоков Питания Компьютера (ИУНATXБПК)

или просто ATX Voltage Indicator

В журнале «Радио» эта статья могла бы называться «по следам наших публикаций»…

Приятным и полезным дополнением для проверки блоков питания ATX под нагрузкой (или без оной) может стать предлагаемое устройство.

Введение.

Все основные характеристики и требования к компьютерным блокам питания в той или иной степени описаны в документах, известных как ATX12V Power Supply Design Guide Version 2.2, SSI EPS12V Power Supply Design Guide Version 2.91 и аналогичных. Эта документация предназначается производителям блоков питания для обеспечения совместимости их аппаратуры с общепринятым стандартом ATX. Сюда входят геометрические, механические и, конечно же, электрические характеристики устройств. Вся документация доступна в открытом виде в сети Internet. Современный стандарт предписывает наличие каналов с напряжением +5В, +12В, +3.3В, -12В и дежурное напряжение +5В. Обычно по-старинке оставлено еще -5В.

Допустимый уровень отклонения напряжений — эта характеристика является одной из основных и определяет допустимое отклонение каждого из напряжений.

Для индикации нахождения в заданых пределах (или выхода за эти пределы) основных напряжений +5В, +12В, +3.3В и дежурного +5В, а также наличия напряжений -5В, -12В и сигнала Pow_Ok было разработано это устройство. Оно может использоваться самостоятельно, но разумнее его применять для проверки блоков питания под нагрузкой. Идея создания подобного устройства у меня витала давно, но именно после появления у РадиоКота статьи «Тестилка блоков питания персонального компьютера (ТБПК)» (https://radiokot.ru/circuit/analog/measure/35/) эта идея в срочном порядке оформлена в железе.

Схема и принцип работы.

Устройство состоит из 4-х почти одинаковых блоков сравнения. Рассмотрим работу одного из них на примере канала +5В.

На входы 5 и 6 компараторов U2-1 и U2-2 подается измеряемое напряжение, в данном случае +5В. На входы 4 и 7 компараторов U2-1 и U2-2 через делитель R30-R33 подаются пороговые напряжения, полученные из опорного напряжения Uref=+7.5В. Пороговые напряжения задают допустимые границы отклонения измеряемого напряжения. Опорное напряжение подается на резистор R30. Два резистора R30-R31 установлено для более точного подбора делителя из имеющихся номиналов.

Нижний (по схеме) компаратор U2-2 отслеживает заниженное напряжение. Если измеряемое напряжение ниже установленого предела на 5% или более — он устанавливается в 0 (выходной транзистор открывается) и загорается желтый светодиод HL32, индицируя заниженное напряжение.

Если измеряемое напряжение выше установленого предела на 5% или более — в 0 устанавливается верх

Когда напряжение находится в установленых пределах — оба компаратора находятся в 1 (транзисторы закрыты) желтый и красный светодиоды не светятся, а на выходе элемента И-НЕ появляется лог.0, включая зеленый светодиод HL31, который индицирует нахождение измеряемого напряжения в допустимых границах.ний по схеме компаратор и загорается красный светодиод HL31, индицируя завышенное напряжение.

От измеряемого напряжения также запитаны индикаторные светодиоды конкретного блока сравнения. Это сделано для того, чтобы при отсутствии измеряемого напряжения светодиоды не светились, иначе (при запитке их от другого источника) будет индицироваться «заниженное» напряжение.

Для нормальной работы при любых напряжениях блок сравнения запитывается от отдельного источника питания, о котором ниже.

Расчет делителя опорного напряжения для получения пороговых выполнен по следующим формулам: I = Uref / (R1+R2+R3) Ulo = Uref * R3 / (R1+R2+R3) Uhi = Uref (R2+R3) / (R1+R2+R3), отсюда получаем: R1 = (Uref*R3 — Ulo*R2 — Ulo*R3) / Ulo, выразим все через R3: R2 = 2 * p * R3 / (1-p) R1 = R3 * ( Uref / (U0*(1-p)) — 2*p/(1-p) — 1 ) где: Uref — опорное напряжение U0 — номинальное значение напряжения p — допустимое отклонение в % Таким образом, отталкиваясь от допустимого отклонения и нижнего резистора, расчитываем делитель и получаем верхнюю и нижнюю границы напряжений.

 

Для моделирования составлен проект в Протеусе. А для упрощения расчета и подбора резисторов из имеющихся в наличии прилагается файл Excel.

Но ставить четыре одинаковых блока на разные напряжения нельзя! Для правильной работы нужны маленькие хитрости, про которые сейчас расскажу.

Блок сравнения для напряжения +3.3В отличается наличием резисторов, подтягивающих для его нормальной работы входы элемента И-НЕ к напряжению питания +5В.

Блок сравнения для напряжения +12В отличается наличием стабилизатора на 4.7В (или 5.1В) для снижения питания светодиодов, чтобы не сгорел по входам элемент И-НЕ 74LS00 (по даташиту его максимальное входное напряжение 7В, проверять не будем, доверимся разработчикам). Также, чтобы обойтись опорным напряжением 7.5В, а не завышать его до 14В (ради одного блока), измеряемое напряжение +12В подано на вход через делитель 1:2. Т.е на вход компараторов подается +6В.

Также, учитывая разное рабочее напряжение цветных светодиодов (около 2В для красных и желтых и около 3В для синих и зеленых), для них установлены разные гасящие резисторы.

Вообще, резисторы немного «оптимизированы» для одинаковости использованых номиналов.

Берем бумагу, рисуем разъем АТХ, квадратики (которые на самом деле прямоугольники), соединяем питающими напряжениями.

 

Схема (дата последней корректировки видна справа внизу):

Следует отметить, что 7 нога U3 подключена к «земле», а 14 нога U3 подключена к Vcc — OrCAD об этом знает.

Обвязка вокруг разъема АТХ взята из ТБПК. Кнопка Pow_On служит для включения блока питания. Для напряжений -5В, -12В и сигнала Pow_Ok просто индицируется наличие напряжения (слишком жирно делать для малоценных и устаревших каналов питания схему сравнения).

 

Питание схемы.

Первоначально планировалось питать блоки сравнения от канала +12В, но потом появилась дурацкая мысль «А вдруг этот канал не работает или дает сильно заниженное напряжение? А защита в блоке не отработала?». Поэтому для питания схемы использован отдельный Step-Up конвертер на MC34063, источником напряжения для которого используються все напряжения блока питания через сумматор на диодах VD2-VD5.

При подключении блока АТХ к сети, в режиме Stand-By, конвертер работает от дежурки. При включении блока питания и наличия напряжения +12В он отключается, пропуская напряжение напрямую через диод VD1 (или продолжает работать от любого другого присутствующего напряжения), всегда обеспечивая питание схемы и сравнение измеряемых напряжений с пороговыми.

Step-Up конвертер собран по типовой схеме. Светодиод HL4 с резистором R29 индицируют наличие напряжения на плате, в принципе для работы необязательны.

Для упрощения схемы Step-Up конвертер можно исключить, запитав схему от напряжения +12В и помня, что его может не быть! Для этого подаем напряжение +12В с 10 ноги разъема XP1 в точку соединения конденсатора C4, резистора R5 и входа стабилизаора U6.

Выходное напряжение конвертера (+9.7В при питании от дежурки или +11В (остальное падает на диодах VD1, VD4) при наличии +12В, во как хитро) используется для источника опорного напряжения +7.5В на U6 TL431 и стабилизатора питания U6 78L05 микросхемы И-НЕ.

Так простая вначале схема понемногу обросла деталями и перекрестными соединениями. Но мы трудностей не боимся, начинаем разводить плату. Тем более, что впереди семь новогодних выходных — холодно, снега нет, ехать некуда.

 

Плата.

Валерьянка выпита, вдохновение так и не пришло, плата развелась не очень красиво и изобилует перемычками. Может у кого-то получится лучше. Тем не менее нормально изготавливается методом ЛУТ и хлорного железа. (Кстати, недавно открыл для себя журнал Hi-Tech — прекрасна бумага! Легко читается, печатаем на нем, гладим утюгом секунд 30-40 и в воду. Через 3-5 минут, если страничка была неинтересная, в смысле — сплошной текст без рисунков, берем за краешек и снимаем бумагу. Готово — без всяких подложек, oracal’ов и др. А еще его можно читать!)

Вид платы со стороны выводных деталей (желтым показаны SMD-элементы, они естественно, внизу, с обратной стороны), синим показаны перемычки. Светодиоды HL11-HL13, HL21-HL23, HL31-HL33, HL41-HL43 установлены по-вертикали один над другим: внизу желтый (заниженное напряжение), посередине — зеленый (норма), верхний — красный (завышенное напряжение).

Картинка в конце статьи в виде файла — можно скачать. Там же и вид со стороны дорожек.

Детали.

Плата разведена под SMD 1206 (в основном). Диод VD1 — шоттки, VD2-VD5 — можно обычные, но лучше шоттки, сняты с плат винчестеров.-VD5 — шоттки, сняты с плат винчестеров. Микросхема U3 — 74LS00/74LS01, счетверенный компаратор LM339 можно заменить сдвоенным LM393.

Резисторы R6, R7, R10-R13, R20-R21, R30-R33, R40-R43 — желательно точные. Резисторы R48-R49 также точные (можно других номиналов, но одинаковые!). Можно использовать и резисторы обычной точности, подобрав их для получения указаных на схеме напряжений в контрольных точках.

Светодиоды у меня стоят ультраяркие, ток установлен резисторами 3-5мА. Хотя зеленые можно поставить обычные, по фотографиям увидите, почему.

 

Грабли, которые прошли мимо.

Вначале я пожадничал и поставил конденсаторы C1, C3 малой емкости — не поверим расчетам. В результате получил, что пульсации напряжения безобразно большие, хуже всего, что они проходят на вход измерения через диод VD2-VD5. Баловался с дросселями до и после преобразователя — помогает, но достаточно оказалось увеличить емкость конденсаторов C1, C3 до 1500 мкФ лучше LowESR от блоков питания или материнок. Пульсации уменьшились до 0,01В, что соответствует точности измерений. Естественно эти пульсации возникают при работе конвертера, при входном напряжении до 10В, т.к. выше конвертер перестает работать и напряжение идет ровное.

Аналогично, стоял керамический конденсатор C5 емкостью 0.1 мкФ параллельно U5 — давал прекрасную «пилу» и ШИМ по индикаторным светодиодам — хоть проводи лабораторную работу. В результате граница переключения возле пороговых напряжений размазывалась до 0,1В, что меня не устраивает (хотя профессионалы могут по яркости свечения пары светодиодов определять уровень отклонения напряжения от номинального). Из окончательной схемы конденсатор удален.

Эти эффекты возникают при работе конвертера, при входном напряжении до 10В, т.к. выше конвертер перестает работать и напряжение ровное.

 

Проверка работоспособности.

Как говорится, правильно собраная плата из исправных деталей начинает работать сразу. Но поскольку так почти никогда не бывает, после травления проверяем на обрывы и замыкания дорожек, особенно под SMD элементами, аккуратно паяем и начинаем проверку с чего? Правильно, с источника питания!

Подаем от лабораторного блока питания в точку соединения диодов VD2-VD5 напряжение (от 2.5 до 9В) и убеждаемся в работе Step-Up конвертера на MC34063. На его выходе должно быть 9.7В. У меня вначале конвертер не запустился из-за некачественного конденсатора C2. Конвертер должен работать при входном напряжении от 2,5-3 до 10В. При повышении напряжения до 12-13В на его выходе будет на 0.5В (падение на диоде VD1) меньше, чем на входе.

Проверяем напряжение +5В на выходе стабилизатора U6 и образцовое напряжение +7.5В на катоде U5.

Проверяем соответствие пороговых напряжений (указаны на схеме) блоков сравнения на входах компараторов (4, 7, 8 и 11). При несоответствии — проверяем или подбираем резисторы делителей.

Поочередно подаем от лабораторного блока на соответствующие контакты разъема XP1 напряжения +3,3В, +5В_SB, +5В, +12В и изменяя напряжение в пределах +/- 15-20% проверяем индикацию заниженного, нормального и завышенного напряжения в каждом блоке сравнения.

Внимание! Проверять все одновременно одним напряжением, соединив входы +3,3В, +5В_SB, +5В, +12В — нельзя (выше читаем отличия блоков сравнения), т.к. при низком напряжении не засветятся светодиоды в блоках сравнения +5 и +12В, а при завышенном (более 7В) — могут сгореть входные каскады U3 и светодиоды в блоках сравнения +3.3 и +5В!

Устраняем найденые ошибки монтажа и меняем неисправные элементы.

 

Фотосессия готового изделия (комментарии даю к группе снимков).

1. Плата в сборе.

Обратите внимание на раздел «грабли» и конденсаторы C1, C3 — они еще малой емкости, а C5 присутствует где-то возле TL431. Резисторы также вперемежку точные и не очень, что выпаял с плат — то и впаял. Ниже увидим результат.

 

 

Проверка канала +3,3В, красные стрелки показывают на рабочий черновик. Результат вполне устраивает:

 

 

Проверка канала +5В, результат тоже вполне соответствует расчетному:

 

 

Проверка канала +12В, тоже неплохо:

 

Как видно, даже при таком наборе резисторов вполне достойный результат.

На этих фото видно, что конденсаторы C1 и C3 уже установлены 1500 мкФ — пороги переключения светодиодов очень четкие.

Фотография недоработаной схемы (с малыми емкостями C1, C3). Из-за больших пульсаций, которые проходят на вход измеряемой цепи, порог переключения плавно размазывается на 0.2В, а то и больше — видно как светятся оба светодиода (зеленый и желтый) и сам порог срабатывания начинается на 0.1В ниже установленого.

 

Подключаем блок питания. Дежурка работает:

 

Нажимаем кнопочку — появляются напряжения и они в норме.

 

И через несколько секунд — загорается Pow_Ok!

 

Прекрасно видно, что зеленые светодиоды нужно ставить не такие яркие (или уменьшить их ток) — чтобы при нормальной работе не слепили глаза. Яркими лучше сделать желтый и красный — чтобы сразу видно было неисправность.

Подготавливаем нагрузку. Не мудрствуя лукаво, используем ТБПК с небольшими изменениями: для уменьшения локального нагрева заменены резисторы:

по каналу -12В — два 100 Ом х 2Вт одним 51 Ом х 5Вт
по каналу +3.3В — один 1.1 Ом х 10Вт — двумя 2 Ом х 10Вт
по каналу +5В_sb — один 5.6Ом х 5Вт — одним 5.6 Ом х 10Вт
по каналу +5В — один 3.3 Ом х 10Вт — двумя 5.6 Ом х 10Вт
по каналу +12В — два 15 Ом х 10Вт — тремя 20 Ом х 10Вт
Суммарная нагрузка изменилась до 49Вт.

 

Следующее фото демонстрирует использование ИУНATXБПК совместно с «Модульной электронной нагрузкой» (статья о ней уже почти написана, но ждет модернизации один из модулей, после чего — на суд Котов!). Видно, что при нагрузке 49Вт и дополнительной 10.8А по каналу +12В блок питания уверенно держит напряжение.

 

P.S. К сожалению, блока питания, который бы давал неправильное напряжение, под рукой не нашлось — все или живые, или совсем мертвые. Окончательное тестирование отдаеться на откуп уважаемым котам.

 

P.P.S.

Разработано и изготовлено устройство, которое:

1. При нормальной работе от 200-ваттного исправного блока питания способно включить 6 зеленых светодиодов, а чуть поднапрягшись — еще один синий.
2. Обогреть помещение.
3. Опровергнуть законы логики. При входном напряжении около 2В устройство показывает, что напряжение одновременно ниже и выше чем измеряемое. (фото с этапа проверки).
   
4. А еще оно позволяет быстро и наглядно проверить, соответствуют ли напряжения блока питания АТХ стандарту.

 

 

Литература:

«Тестилка блоков питания персонального компьютера (ТБПК)», https://radiokot.ru/circuit/analog/measure/35/
«Методика тестирования блоков питания стандарта ATX», https://www.overclockers.ru/lab/28446.shtml

 

После отправки статьи понял, что без Step-Up конвертера при запитке только от +12В схема будет работать в корне неправильно. Т.е. при подключении к БП и наличии только дежурки — не будет сформировано нужное опорное напряжение (оно будет занижено до уровня около 4.5В), следовательно будет показывать завышенное напряжение самой дежурки. После включения блока и появления +12В все станет ОК!

Для устранения этого нужно запитку сделать без Step-Up конвертера просто через диоды от +5, +5_sb, +12 (через 78L05). Вторым шагом (по моим прикидкам самым оптимальным вариантом будет сделать так) снизить опорное напряжение до 4В, тогда +3,3В можно будет не делить, +5В делить пополам (меряем 2.5В), а +12В делить на 4 (меряем 3В) и при этом пересчитать делители опорного напряжения. По идее, даже с учетом падения на диодах +5В должно хватить для формирования +4В опорного. Например сделать вот так:

 

 

Диоды VD3-VD5 — очень желательно Шоттки. Иначе могут быть проблемы с питанием U3 и получением опорного напряжения.

Короче:

1. Изменены номиналы R5, R6, R10, R11, R20, R21 R30, R31, R40, R41, R48, C1
2. Изменены позиционные обозначения резисторов R18, R19 на R50, R51
3. Добавлены R18, R19, R38, R39 (делители измеряемого напряжения)
4. Удалены VD2, R1, R2, R3, R4, R29, C2, C3, L1, U4, HL4
5. Перемещен стабилизатор на U6 с обвязкой.
6. R6 можно заменить подстроечником на 620-680 Ом и точно выставить опорное напряжение.

Возможно, схема стала даже проще первоначальной..

В железе не проверялось, т.к. у меня уже есть это устройство, отдаю на откуп Вам.

 

 

Файлы:
Расположение деталей
Чертеж платы
Моделирование блока сравнения
Расчет элементов схемы

Все вопросы в Форум.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Диагностика неисправностей блока питания с помощью мультиметра / Habr

Недавно понадобилось произвести диагностику питания, для того чтобы понять по какой причине не запускается машина. К сожалению, в интернете оказалось мало годных статей на эту тему, поэтому пришлось самому лезть в даташиты.
Эта статья является выжимкой из моих изысканий и надеюсь поможет кому-нибудь, когда им придется заниматься тем же самым.

Дисклеймер номер раз: Данная статья относится только к обычным блокам питания стандарта ATX, она не относится к проприетарным стандартам блоков (например как у старыx рабочиx станциях DELL или SUN), использующим другую распиновку ATX-коннектора. Внимательно сверьтесь со схемой и убедитесь в том, что ваш блок питания является стандартным прежде чем проводить диагностику, во избежании причинения вреда вашему компьютеру.

Дисклеймер номер два: Вы должны понимать что вы делаете и соблюдать технику безопасности, в том числе электростатической (в т.ч. работать в антистатическом браслете). Автор не несет ответственности за порчу оборудования или вред здоровью вследствие несоблюдения или незнания техники безопасности и принципов работы устройства.

Перейдем к теории:

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

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

Перейдем к диагностике:

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

Проверка напряжения:

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

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

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

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

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

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

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

Тестируем на пробои:

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

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

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

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

Для интересующихся и желающих залезть глубже советую почитать данный документ:
ATX12V Power Supply Design Guide Version 2.2

Как проверить блок питания компьютера на работоспособность?

Наверх

• Рейтинги
• Обзоры
  • Смартфоны и планшеты
  • Компьютеры и ноутбуки
  • Комплектующие
  • Периферия
  • Фото и видео
  • Аксессуары
  • ТВ и аудио
  • Техника для дома
  • Программы и приложения
• Новости
• Советы
  • Покупка
  • Эксплуатация
  • Ремонт
• Подборки
  • Смартфоны и планшеты
  • Компьютеры
  • Аксессуары
  • ТВ и аудио
  • Фото и видео
  • Программы и приложения
  • Техника для дома
• Гейминг
  • Игры
  • Железо
• Еще
  • Важное
  • Технологии
  • Тест скорости