Диагностика установка замена и тестирование работы блока питания

Обновлено: 07.07.2024

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.

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.

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.

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

В этой статье, я немного расскажу об основах ремонта компьютерных, импульсных блоков питания стандарта ATX. Это одна из первых моих статей, я написал её примерно 5 лет назад, по этому прошу строго не судить.

Меры предосторожности.
Ремонт импульсных БП, довольно опасное занятие, особенно если неисправность касается горячей части БП. Поэтому делаем всё вдумчиво и аккуратно, без спешки, с соблюдением техники безопасности.

Силовые конденсаторы могут длительное время держать заряд, поэтому не стоит прикасаться к ним голыми руками сразу после отключения питания. Ни в коем случае не стоит прикасаться к плате или радиаторам при подключенном к сети блоке питания.

Для того чтобы избежать фейерверка и сохранить ещё живые элементы следует впаять 100 ватную лампочку вместо предохранителя. Если при включении БП в сеть лампа вспыхивает и гаснет – все нормально, а если при включении лампа зажигается и не гаснет – где-то короткое замыкание.

Проверять блок питания после выполненного ремонта следует вдали от легко воспламеняющихся материалов.

Инструментарий.

Паяльник, припой, флюс. Рекомендуется паяльная станция с регулировкой мощности или пара паяльников разной мощности. Мощный паяльник понадобиться для выпаивания транзисторов и диодных сборок, которые находятся на радиаторах, а так же трансформаторов и дросселей. Паяльником меньшей мощности паяется разная мелочевка.
Отсос для припоя и (или) оплетка. Служат для удаления припоя.
Отвертка
Бокорезы. Используются для удаления пластиковых хомутов, которыми стянуты провода.
Мультиметр
Пинцет
Лампочка на 100Вт
Очищенный бензин или спирт. Используется для очистки платы от следов пайки.
Устройство БП.

Немного о том, что мы увидим, вскрыв блок питания.

Внутреннее изображение блока питания системы ATX

A – диодный мост, служит для преобразования переменного тока в постоянный

B – силовые конденсаторы, служат для сглаживания входного напряжения

Между B и C – радиатор, на котором расположены силовые ключи

C – импульсный трансформатор, служит для формирования необходимых номиналов напряжения, а также для гальванической развязки

между C и D – радиатор, на котором размещены выпрямительные диоды выходных напряжений

D – дроссель групповой стабилизации (ДГС), служит для сглаживания помех на выходе

E – выходные, фильтрующие, конденсаторы, служат для сглаживания помех на выходе

Распиновка разъема 24 pin и измерение напряжений.

Знание контактов на разъеме ATX нам понадобится для диагностики БП. Прежде чем приступать к ремонту следует проверить напряжение дежурного питания, на рисунке этот контакт отмечен синим цветом +5V SB, обычно это фиолетовый провод. Если дежурка в порядке, то следует проверить наличие сигнала POWER GOOD (+5V), на рисунке этот контакт помечен серым цветом, PW-OK. Power good появляется только после включения БП. Для запуска БП замыкаем зеленый и черный провод, как на картинке. Если PG присутствует, то, скорее всего блок питания уже запустился и следует проверить остальные напряжения. Обратите внимание, что выходные напряжения будут отличаться в зависимости от нагрузки. Так, что если увидите на желтом проводе 13 вольт, не стоит беспокоиться, вполне вероятно, что под нагрузкой они стабилизируются до штатных 12 вольт.

Если у вас проблема в горячей части и требуется измерить там напряжения, то все измерения надо проводить от общей земли, это минус диодного моста или силовых конденсаторов.

Визуальный осмотр.

Первое, что следует сделать, вскрыть блок питания и произвести визуальный осмотр.

Если БП пыльный вычищаем его. Проверяем, крутится ли вентилятор, если он стоит, то это, скорее всего и является причиной выхода из строя БП. В таком случае следует смотреть на диодные сборки и ДГС. Они наиболее склонны к выходу из строя из- за перегрева.

Далее осматриваем БП на предмет сгоревших элементов, потемневшего от температуры текстолита, вспученных конденсаторов, обугленной изоляции ДГС, оборванных дорожек и проводов.

Первичная диагностика.

Перед вскрытием блока питания можно попробовать включить БП, чтобы наверняка определиться с диагнозом. Правильно поставленный диагноз – половина лечения.

Неисправности:

БП не запускается, отсутствует напряжение дежурного питания
БП не запускается, но дежурное напряжение присутствует. Нет сигнала PG.
БП уходит в защиту,
БП работает, но воняет.
Завышены или занижены выходные напряжения
Предохранитель.

Если вы обнаружили, что сгорел плавкий предохранитель, не спешите его менять и включать БП. В 90% случаев вылетевший предохранитель это не причина неисправности, а её следствие. В таком случае в первую очередь надо проверять высоковольтную часть БП, а именно диодный мост, силовые транзисторы и их обвязку.

Варистор

Задачей варистора является защита блока питания от импульсных помех. При возникновении высоковольтного импульса сопротивление варистора резко уменьшается до долей Ома и шунтирует нагрузку, защищая ее и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. При перенапряжении в сети варистор резко уменьшает свое сопротивление, и возросшим током через него выжигается плавкий предохранитель. Остальные элементы блока питания при этом остаются целыми.

Варистор выходит из строя из-за скачков напряжения, вызванными например грозой. Так же варисторы выходят из строя, если по ошибке вы переключили БП в режим работы от 110в. Вышедший из строя варистор обычно определить не сложно. Обычно он чернеет и раскалывается, а на окружающих его элементах появляется копоть. Вместе с варистором обычно перегорает предохранитель. Замену предохранителя можно производить только после замены варистора и проверки остальных элементов первичной цепи.

Диодный мост
Диодный мост представляет собой диодную сборку или 4 диода стоящие рядом друг с другом. Проверить диодный мост можно без выпаивания, прозвонив каждый диод в прямом и обратном направлениях. В прямом направлении падение напряжения должно быть около 500мВ, а в обратном звониться как разрыв.

Диодные сборки измеряются следующим образом. Ставим минусовой щуп мультиметра на ножку сборки с отметкой «+», а плюсовым щупом прозваниваем в направления указанных на картинке.

Конденсаторы
Вышедшие из строя конденсаторы легко определить по выпуклым крышкам или по вытекшему электролиту. Конденсаторы заменяются на аналогичные. Допускается замена на конденсаторы немногим большие по ёмкости и напряжению. Если из строя вышли конденсаторы в цепи дежурного питания, то блок питания будет включаться с n-ого раза, либо откажется включаться совсем. Блок питания с вышедшими из строя конденсаторами выходного фильтра будет выключаться под нагрузкой либо так же полностью откажется включаться, будет уходить в защиту.

Иногда, высохшие, деградировавшие, конденсаторы выходят из строя, без каких либо видимых повреждений. В таком случае следует, предварительно выпаяв конденсаторы проверить их емкость и внутренние сопротивление. Если емкость проверить нечем, меняем все конденсаторы на заведомо рабочие.

Блок питания перед установкой в компьютер желательно проверить, особенно, если вы покупаете бывший в употреблении БП. Да и новые БП, несмотря на проверку на производстве частенько бывают неисправны. Куда смотреть, чем делать замеры и где, какие отклонения напряжений допустимы для источника питания? В этом тексте мы попытаемся ответить на данные вопросы.

Что необходимо для проверки блока питания

Будем рассматривать две ситуации. В первом случае у нас имеется только сам блок питания, во втором имеется возможность установить его в тестовую систему — готовый компьютер. Для измерения напряжений нам нужен мультиметр. Можно взять недорогой вариант, но лучше все же потратиться, так как измерения будут точнее. Софтовые измерения напряжений в большинстве случаев очень неточны и программами типа HWMonitor или AIDA64 делать замеры — совершенно бесполезное занятие.

Показания мультиметра RGK DM40: 12В — 12,43 В; 5 В — 5,108 В; 3,3 В — 3,305 В.

Даже у самой простой модели мультиметра при измерении постоянного напряжения отклонения от реальных значений будут невелики, и в отличие от софтовых показаний дадут почти реальную картину характера стабилизации напряжений в БП.

Проверяем БП без подключения к компьютеру

Прежде всего нужно провести внешний осмотр на предмет повреждений как самого корпуса БП, так и кабелей. При включенном в сеть БП и правильном положении выключателя на задней панели блока (вкл.), у нас на 24-контактом разъеме должно появиться дежурное напряжение 5 В. Допустимое отклонение от номинального значения ± 5 %, то есть от 4,75 В до 5,25 В.

Дежурное напряжение подается на материнскую плату и позволяет ее логике давать сигнал к включению блока питания. То есть, когда мы нажимаем кнопку на системном блоке, то подаем сигнал материнской плате, а уже она сигнализирует БП, что неплохо бы запуститься. Измерить его можно тут:

Если его нет, проверьте исправность кабеля питания, наличие напряжения в сети и положение выключателя на задней панели блока. Все правильно, а напряжения нет? Еще раз проверьте, на нужном ли контакте вы проводите измерения, и если все сделано верно, а напряжения нет, скорее всего БП неисправен. Выход из строя дежурного источника питания не такая редкая причина поломки.

Если дежурное напряжение есть, как на картинке выше, то запустить блок питания можно, замкнув два контакта на колодке 24-контактного разъема. В данном случае нам нужен PS_ON и любой земляной контакт. Удобно это делать обычной канцелярской скрепкой, если согнуть ее нужным образом, но подойдет и любой кусок проволоки.

Операцию эту надо делать аккуратно. Хотя при незапущенном, но включенном блоке напряжение у нас есть только на паре контактов — дежурный источник напряжения и PS_ON, и если вы их куда-нибудь не туда замкнете, ничего страшного не произойдет. У современных БП защита от кроткого замыкания на дежурном источнике питания, как правило, имеется.

БП должен запуститься, а вентилятор завертеться, если он вообще работает на низких нагрузках, то есть БП у вас не с полупассивным охлаждением. Теперь можно замерить основные напряжения. Их три: 3,3 В; 5 В и 12 В. Есть еще напряжение -12 В, но его можно не учитывать. В современных системах оно не нужно. Прежде всего — где измерять. Самые доступные разъемы в данном случае — это четырехконтактные Molex.

Раньше во всех БП АТХ провода были определенного цвета для каждого напряжения, и об этом на пару страниц были разъясниения в Power Supply Design Guide, но в последнее время модным стали черные провода. Да, выглядят они определенно эстетичнее, но ориентироваться, где какое напряжение на разъеме стало труднее. Поэтому для вас сделал пару картинок с распиновкой. Ориентироваться где какая сторона у разъема удобно по защелке.

Разъем для дополнительного питания видеокарт.

Разъем для питания процессора.

Напряжение 3,3 В есть только на 24-контактном разъеме.

Допуски основных напряжений ± 5 % от номинала.

Замеряем все напряжения, и если они в допустимых пределах, блок питания можно считать условно исправным. Почему условно? Полную информацию о его состоянии можно получить только тестированием под нагрузкой.

Проверка БП в составе системного блока

Если вы купили б/у блок, то лучше его сначала проверить вышеописанным методом, а потом устанавливать в компьютер. Далее просто запускаем бенчмарки, нагружающие одновременно основные потребители, видеокарту, процессор и повторяем измерения.

Измерять при нагрузке лучше всего именно на самом нагружаемом разъеме. То есть, 12 В на разъеме для питания процессора и видеокарты. Для остальных напряжений это не так важно, ибо токи там небольшие. Потому что по проводам, идущим к этим разъемам, протекает ток, и чем он больше, тем больше падение напряжения на проводах.

Замеренное на неподключенном ни к чему разъеме напряжение будет отличаться от напряжения на разъеме видеокарты, например. А нас интересует, сколько именно приходит к потребителю, а не сколько на выходе внутри самого блока питания.

Как измерить напряжение на разъеме, подключенном к материнской плате или видиокарте? Можно использовать такой метод: в нужный контакт разъема со стороны проводов аккуратно (!) втыкаем тонкую иглу, и уже к ней подключаемся щупом мультиметра.

В данном случае на фото вместо иглы использован вывод резистора МЛТ.

Естественно, нагрузить на максимум БП с помощью компьютера, скорее всего, не удастся. Если вы не ставите 300 Вт блок на систему с GeForce RTX 3080. Чтобы нагрузить блок питания на максимум, потребуется специальное оборудование. Существуют специальные нагрузки для проверки компьютерных блоков питания, а есть универсальные электронные нагрузки.

Впрочем, все это достаточно дорого. Специализированный стенд стоит как неплохая б/у иномарка. Если вы не хотите заниматься тестированием блоков, то тратить такие деньги бессмысленно.

Проверка на короткое замыкание

Согласно Power Supply Design Guide, короткое замыкание на выходе определяется как любое выходное сопротивление менее 0,1 Ом. Источник питания должен выдерживать длительное короткое замыкание на выходе без повреждения компонентов, дорожек на печатной плате и разъемов. Когда короткое замыкание устранено, питание должно восстановиться автоматически или повторным замыканием PS_ON на землю.

Большого смысла проверять наличие и работу системы защиты от короткого замыкания нет. Сегодня она имеется во всех современных блоках питания. Единственное исключение — самые бюджетные БП. В них могут сэкономить на защите низковольтных линий. Для 3,3 В это не так страшно. У нас нет доступных разъемов с таким напряжением, оно присутствует только на 24-контактном разъеме, и проблемы могут быть только при повреждении изоляции проводов 3,3 В, что бывает крайне редко.

А вот 5 В линия есть и на разъемах Molex, и SATA. Проверить работу защиты от КЗ можно тонкой проволочкой. Тонкой, потому что если защиты нет, или время ее срабатывания велико, пусть сгорит лучше эта проволочка, нежели провода БП или что-нибудь на плате. При этом ее желательно держать не пальцами. Плавящийся металл это не самое приятное, что можно пощупать :)

При подключении кабеля питания к БП происходит щелчок, похожий на искрение. Это нормально, идет зарядка конденсаторов.
При включении БП (и отключении) происходит щелчок внутри БП. Это нормально, срабатывает реле, коммутирующее термистор, защищающий от бросков тока. Есть не во всех БП.
Почему вы говорите не использовать для проверки софт? У меня мультиметр показывает примерно такие же значения, как и программа. Потому как программа может некоторое время показывать вполне вменяемые значения, а потом вдруг выдать нечно совершенно неприемлимое и к реальности не имеющее никакого отношения.

Таким нехитрым способом можно проверить исправность компьютерного БП и обезопасить свои комплектующие от некачественного питания.

Один из самых важных компонентов в компьютере - это блок питания. Если блок питания работает неправильно, это может привести к нестабильной работе системы, частым сбоям и перезагрузкам что в свою очередь приведет к выходу из строя отдельных компонентов системы.

Поверить блок питание на сколько стабильное и качественное напряжение он выдает можно различными методами. Основном методом является его разборка, прозвонка, физический осмотр, а также тест мультитестером выходного тока под нагрузкой.
Но для этого нужно обладать достаточно высокими навыками в данном вопросе. Но что же делать если нет таких навыков или блок питания попросту еще на гарантии?

Давайте рассмотрим как можно проверить блок питания компьютера программно без его разборки и физического вмешательства.

Шаг 1: Скачайте софт и установите его на свой ПК.

Шаг 2: запустите программу и выберите в меню «Сервисы» опцию «Тест стабильности системы».

Шаг 3: В меню слева поставьте галочку напротив надписи «Stress GPU(s)» — нагрузка блока питание с помощью видеокарты. Во всплывающем окне согласитесь использовать видеоадаптер.

Шаг 4: Нажмите «Start» и перейдите на вкладку «Statistics», — здесь отображаются результаты теста.

Обратите внимание на вольтаж - 5V, 3,3V. Большие просадки говорят о нестабильной работе блока питания. Посмотреть работу БП в динамике можно на странице «Voltages».

Показатель «Cooling Fans» отображает количество оборотов вентилятора блока питания. При запуске на ноутбуке может отображаться только вольтаж без графиков.

Шаг 1: Скачайте программу и установите ее.

Шаг 2: Запустите софт и выберите вкладку «Тест».

Шаг 3: Укажите продолжительность теста от 1 до 999, кликните на букву «Ч», если хотите изменить часы на минуты.

Шаг 4: Выберите режим «Power». Если у вас несколько видеокарт, можно выбрать одну из них в списке ниже.

Шаг 5: Запустите тест.

Шаг 6: Ознакомьтесь с данными в реальном времени в окне справа, выбрав вкладку «Обороты». Дождитесь окончания теста, чтобы убедиться в отсутствии ошибок.

Рекомендуется выбирать длительность теста от 30 до 60 минут. Тестировать бесплатно можно в течение 1 часа, по истечению этого периода необходимо перезапустить тест или сделать пожертвование.

AIDA64 - популярное решение для мониторинга ПК. Программа платная, для единичной проверки можно воспользоваться триаловой версией продукта. В случае слишком высокой нагрузи тест прекратится. Рекомендуется владельцам ноутбуков и слабых ПК.

OCCT - полностью бесплатная программа на русском языке. Есть возможность указать время тестирования, выбрать видеокарту, если их несколько. Данные отображаются в режиме реального времени. Программа очень сильно нагружает БП, поэтому во время длительных тестов с маломощными блоками питания стоить быть аккуратней, могут сгореть.

Если с блоком питания все в порядке попробуйте воспользоваться программами для диагностики компьютера. Также оптимизируйте компьютер.

Читайте также: