Потеря мощности блока питания для компьютера

Чем опасен недостаток мощности блока питания

При нестабильной работе компьютера не каждый пользователь сразу сузит круг подозреваемых и запишет в виновники блок питания. А зря! Нехватка мощности БП — основной бич современных настольных ПК.

Произведена установка нового оборудования или разгон системы, и все — еще вчера исправно работающий системник, сегодня доставляет своему владельцу кучу неприятностей.

Большая часть пользователей сразу начинает «копать» в сторону некорректной работы драйверов или решается на переустановку операционной системы, совершенно забывая проверить главное — блок питания, а именно его мощность и способность справляться с дополнительной нагрузкой.

Нюансы работы на плохом БП

Как правило, при сборке компьютера, блок питания выбирают по остаточному принципу, не особо вдаваясь в технические дебри, главное чтобы «ватт» хватало! И зачастую, либо полностью доверяются продавцу, либо примерно просчитав потребляемую мощность компонентов, покупают ближайшее по мощности устройство.

Такой подход является одной из самых распространенных и грубых ошибок при сборке ПК, ведь по своей важности, блок питания идет сразу за процессором и видеокартой.

Как известно, основными потребителями энергии любого системника являются центральный процессор и графический адаптер, а основной магистралью для их питания служит линия + 12В, именно она несет основную нагрузку. На наклейке любого блока питания отдельно указываются номинальные мощности по всем шинам питания и суммарная мощность блока, но ориентироваться нужно именно на значения, указанные для линии + 12 В.

Более подробно о выборе БП можно прочитать в этой статье на страницах блога. Как определить нужную мощность, можно почитать в статье «Онлайн-калькуляторы для определения мощности ПК — теория и практика»

Установка источника питания, что называется «впритык» по мощности, во-первых, не оставляет шансов для дальнейшего апгрейда и расширения системы без его замены, а во-вторых, заставляет работать его на пределе своих возможностей. Естественно, работа в таком режиме обусловлена повышенным выделением тепла и нагревом элементов БП. В первую очередь это относится к электролитическим конденсаторам. Со временем, под действием температуры они высыхают и теряют свою емкость, что сказывается на технических характеристиках устройства, в частности, ростом пульсаций выходного напряжения и как следствие, выходом из строя других комплектующих системного блока.

Работа электронных компонентов при повышенных температурах снижает их ресурс в разы!

Да и шум при работе устройства на пределе своих возможностей сбрасывать со счетов не стоит. Поэтому оптимальной считается нагрузка БП в диапазоне 60 % — 80 %. При таких условиях достигается оптимальный баланс значений эффективности блока (КПД) и температуры его внутренних компонентов. К тому же, в качестве бонуса, остается запас мощности, рекомендованное значение которого составляет порядка 30 %.

Симптомы нехватки ватт могут быть различны, тут уж как «повезет». На практике можно встретиться со следующими проявлениями поведения компьютера со слабым блоком питания:

  • отказ системника включаться;
  • медленная работа системы;
  • возникновение артефактов изображения в играх;
  • появление синего экрана смерти;
  • возникновение непрогнозируемых выбрасываний из «тяжелых» приложений и перезагрузок системника.

Как влияют на железо просадки напряжения

При качественном блоке питания, а не китайском ноунейме, незначительные просадки напряжения в электрической сети ему и запитанным от него компонентам не страшны. Ситуацию выправит корректор коэффициента мощности, которым оснащают блоки питания. Информацию о том как он работает, можно почерпнуть из следующей статьи.

При наличии в схеме блока активного PFC он без труда может переносить просадки питающего напряжения ниже 110 В, как правило, отключение системы происходит на уровнях, приближающихся к 70 В.

Больший интерес представляет реакция внутренних компонентов системника на пониженное напряжение, поступающее к ним из блока питания. Хотя стандарт ATX12V и регламентирует максимальные отклонения напряжений по всем линиям в диапазоне ±5 %, но далеко не все блоки питания, особенно «китайцы», из-за перекосов и некорректного распределения нагрузки по линиям его выдерживают.

Напряжение на линии + 12 В блока питания должно находиться в диапазоне 11,4 В — 12,6 В.

Материнская плата

Поведение компьютера при работе на пониженном напряжении во многом зависит от модели и схемотехники материнской платы. Дело в том, что все зависит от качества компонентов, из которых собраны стабилизаторы напряжения и фильтры на ней. Одни модели просто не включатся, поскольку имеют защиту от работы на низком напряжении, другие отключатся или переведут процессор в безопасный режим при достижении определенного порога напряжения, третьи продолжат работать. Однако даже если плата и продолжает работать, этот режим нельзя назвать нормальным, поскольку в цепях платы протекают токи, значения которых выше номинальных.

В качестве примера, при TPD процессора равном 120 Вт, ток в цепи его питания при напряжении 12 В составит 10 А, а при понижении напряжения до 10 В значение тока составит 12 А. Понятно, что цифры пониженного напряжения, взятые для примера и удобства расчета, редко встретишь в реальной жизни, но они как нельзя кстати характеризуют суть протекающих в цепях процессов. Такая «прожарка» компонентов материнки влечет за собой их быстрый выход из строя. Привет вздутым конденсаторам!

Видеокарта

При питании пониженным напряжением видеоадаптера, он не сможет выйти на номинальный режим работы, а, следовательно, говорить о нормальной работе графической подсистемы неуместно. Нужно быть готовым к зависаниям картинки, артефактам изображения, прекращению работы «тяжелых» игрушек и приложений, перезагрузкам системы.

Жесткие диски

Основную опасность просадки напряжения несут дисковой системе ПК, собранной из HDD.

В жестких дисках напряжение 12 В отвечает за работу его механической части. Недостаток напряжения не позволит шпинделю раскрутиться до номинальных оборотов, а считывающие головки дольше будут позиционироваться над нужной частью блина. К тому же, нехватка питания может привести к остановке винчестера и прекращению работы ОС. Твердотельные накопители лишены этого недостатка, поскольку механическая часть в них отсутствует. Еще один немаловажный нюанс, при снижении выходного напряжения снижается его качество, в нем возрастают пульсации, которые губительно сказываются на здоровье HDD, последние начинают, что называется «сыпаться».

Как видно, блок питания не как уж прост, как кажется на первый взгляд. Грамотный подбор мощности, модели и ее оснащения избавит пользователя от многих неприятностей, вызванных ее нехваткой.

Источник

Ремонт блока питания компьютера.

Неисправный блок питания при ремонте компьютера зачастую просто заменяют новым. Это быстрое решение проблемы, но цена такого ремонта высока, да и хорошо заработать мастеру при этом не получится – просто замена блока больших денег не стоит. В любом сервисном центре, как правило, гора неисправных блоков питания, которые могут быть отремонтированы или послужить «неиссякаемым» источником запасных элементов. Сам ремонт блока задача, вполне решаемая и по плечу даже среднему ремонтнику.

Основные узлы блока питания

Состоит блок питания компьютера из двух основных половин. Первая часть гальванически связана с питающей сетью и содержит фильтр, выпрямитель, схему источника питания дежурного режима, транзисторные ключи преобразователя. При ремонте этой половины нужно соблюдать необходимые меры безопасности!

Также, здесь подключается схема коррекции фактора мощности (PFC), если предусмотрено ее использование.

Вторая часть включает в себя выпрямители и фильтры выходных напряжений, схему управления и стабилизации на микросхеме ШИМ-контроллера, выпрямитель и стабилизатор напряжения дежурного режима. Эта часть схемы развязана от питающей сети, поэтому работа с ее элементами безопасна.

Отделяют части три импульсных трансформатора. Силовые элементы схемы размещены на двух радиаторах охлаждения.

Общее представление о компьютерном блоке питания получили, переходим к практике.

Поиск неисправности в блоке питания компьютера лучше производить в определенном порядке. Поэтому разделим действия на шаги, которые в результате приведут к определению и устранению поломки. Даже если на одном из этапов будет найдена неисправная деталь, нужно пройти все шаги до последнего, на котором и включим блок для проверки.
Практика

Разберите блок, снимите плату и разрядите конденсаторы сетевого выпрямителя лампой накаливания.
Шаг 1

Начинаем с внешнего осмотра. На этом этапе выявляются вздутые конденсаторы, сгоревшие элементы схемы – варисторы, резисторы. Также нужно внимательно осмотреть плату с обратной стороны для выявления плохой пайки или подгоревших участков. Обнаруженные детали заменяются, плата очищается и пропаивается. Соблюдайте полярность при установке элементов.

Проверьте, насколько легко вращается вентилятор охлаждения, зачастую именно он является причиной перегрева блока.
Шаг 2

Проверяем сетевой предохранитель, диоды моста выпрямителя. Если предохранитель сгоревший, в цепи есть короткое замыкание, которое нужно найти и устранить. Для этого проверяем отдельно каждый диод моста выпрямителя. Помните, диод может быть не только пробит, но и иметь незначительную утечку в обратном направлении – при проверке отпаивайте один контакт элемта.

Исправный мост должен иметь бесконечное сопротивление на входе. На выходе моста, при подключении тестера, сопротивление должно измениться от низкого до высокого. Это происходит из-за заряда подключенных параллельно конденсаторов.
Шаг 3, если есть схема активного PFC

Транзисторы ключей схемы PFC (см. схему в первой части) подключены через дроссель параллельно выпрямителю напряжения сети. При пробое транзисторов вход оказывается закороченным и сгорает предохранитель. Как правило, вместе с ключами выходят из строя резисторы, подключенные к затворам и микросхема PWM-контроллера. Как проверить работу схемы PFC, рассмотрим ниже.
Шаг 4

Проверяем транзисторы ключей преобразователя. Транзисторы подключены таким образом, что пробой одного из них может не вызвать замыкания питания и сгорания предохранителя, при этом блок питания просто не запускается.

Причиной неисправности в этом узле часто служат электролитические конденсаторы, подключенные к базе. При их утечке или потере емкости, транзистор переходит из ключевого режима работы в усилительный, что вызывает перегрев элемента.

Эти элементы и конденсатор, обозначенный синим кругом на схеме выше, также являются причиной потери выходной мощности блока питания компьютера. При этом подключенный к системной плате блок не запускается, а без нагрузки работает. Из-за неисправности этих конденсаторов повышаются пульсации на выходе блока питания, что приводит к перезагрузкам и сбоям в работе системы. Эти элементы нужно обязательно выпаивать и проверять.

Если пробиваются транзисторы ключей, резисторы и диоды, подключенные к базе, часто также сгорают.
Шаг 5

Неисправность, рассмотренная в предыдущем шаге, зачастую вызвана завышенным напряжением питающей сети. Источник питания +5в дежурного режима работает постоянно и из-за скачков напряжения страдает первым. Наступила очередь его проверки.

При пробое силового транзистора нужно проверить, а лучше вообще заменить на заведомо исправные все полупроводниковые элементы схемы – транзисторы, диоды, оптопару. Затем проверяем все резисторы и конденсаторы, выпаивая их по очереди. Почему все?

Это очень капризная и важная часть блока питания, от нее запитана микросхема ШИМ-контроллера и схема включения материнской платы. При выходе источника из режима стабилизации, на эти узлы подается завышенное напряжение, что в лучшем случае приводит к сгоранию ШИМ-контроллера блока, а в худшем – потере материнской платы.

Второй случай, когда источник не запускается, +5 дежурного на выходе просто нет. Начальное напряжение для запуска схема получает через резисторы, подключенные к +310в. Зачастую они подгорают, изменяя значение своего сопротивления на гораздо большее, хотя внешне выглядят исправными. Учитывая высокие значения сопротивления резисторов при проверке детали нужно обязательно выпаивать.

Схема также может не запускаться из-за замыкания или перегрузки выходных цепей. Виновником этого может быть пробитый диод выпрямителя, сгоревший ШИМ-контроллер или устанавливаемый в качественных блоках питания защитный стабилитрон.

Всегда проверяйте конденсатор, обозначенный на схеме выше восклицательными знаками. От его исправности зависит значение выходного напряжения блока питания, а расположен он в зоне с повышенной рабочей температурой. Если в схеме блока не установлен защитный стабилитрон, именно из-за этого конденсатора выходит из строя материнская плата.
Шаг 6

Переходим к выпрямителям выходных напряжений. Выпрямители собраны на спаренных диодах, проверяем от центрального вывода оба крайних на наличие пробоя. Нужно обязательно проверить все элементы схемы стабилизатора 3.3в, потому что блоки с микросхемой ШИМ-контроллера TL494 не имеют обратной связи для контроля этого выхода. Блок питания будет запускаться вхолостую, но не работать под нагрузкой.

Также проверьте диоды выпрямителей для напряжений -5в, -12в. Учитывайте, что каждый выход блока нагружен низкоомным резистором, если появились сомнения в исправности одного из диодов, элемент лучше выпаять.
Шаг 7

Добрались до микросхемы ШИМ-контроллера. Возможности проверки исправности микросхемы без включения блока питания ограничены. Но, если в шаге 5, были обнаружены какие либо неисправности, а тем более, если при внешнем осмотре найден сгоревший резистор в цепи питания ШИМ-контроллера, микросхему нужно заменить заведомо исправной.

Выходы микросхемы подключены к двум транзисторам (C945 или 2N2222), если меняете микросхему, проверьте их также.
Шаг 8

После устранения всех неисправностей обнаруженных в предыдущих шагах, блок можно подключить к питающей сети, конечно при соблюдении всех мер предосторожности.

Если при подключении сгорел сетевой предохранитель – возвращаемся к шагу 1 и следующим, чтобы найти пропущенную неисправность.

Измеряем значение напряжения дежурного режима +5в на 9 (фиолетовый) контакте разъема. Подключаем нагрузку, подойдет резистор сопротивлением 3-4Ом мощностью около 7Ватт. Снова измеряем напряжение.

Если блок питания выдает заниженное значение (4.3в — 4.8в) нужно заменить оптопару, TL431 и электролитические конденсаторы схемы стабилизатора. Напряжения нет вообще, повторяем шаг 5.

При нормальной работе источника дежурного питания, напряжение на входе PS ON (14,зеленый) в пределах 2.3-5в, на остальных– 0в. Замыкаем 14 и 15 контакты перемычкой, блок должен запуститься.

Если старта не произошло, возвращаемся к шагу 4. Возможна ситуация, когда блок питания запустился на короткий промежуток времени, при этом дернулся вентилятор. Это происходит при неисправности выходных выпрямителей или микросхемы ШИМ-контроллера, снова проходим шаги 6 и 7.

Для блоков с системой активной PFC на этом этапе нужно проверить работоспособность схемы. Измеряем напряжение на конденсаторе сетевого выпрямителя, схема PFC поддерживает его значение в пределах 380-400в, если прибор показывает 310в – схема не работает и нужно повторить шаг 3.

У запущенного блока измеряем напряжение на выходе PG (8, серый), правильное значение +5в. Затем проверяем все выходные напряжения — +12в, -12в, +5в, -5в, +3.3в. Нагружать при тестировании все выходы блока было бы правильно, но часто проблематично. Поэтому можно ограничиться нагрузкой каждого выхода по-отдельности. Для нагрузки можно использовать автомобильные лампы накаливания подходящей мощности.

Компьютер после ремонта блока питания обязательно нужно тестировать в течение 3-6 часов.

В заключение дадю 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.

ЗАПОМНИТЕ. Измерять непосредственно на контактах БП с нагрузкой и не доверять программам мониторинга! (у прибора должны быть надлежащего качества и напряжения элементы питания (не аккумы!))

ЗЫ: Взял где взял, обобщил и добавил немного.
ЗЫ2: Кому не нужно — проходим мимо.
ЗЫ3: LF! ,kzl rjgbgfcnf!

Простите за качество некоторых картинок (чем богаты).

Источник

Потеря мощности блока питания для компьютера

50%). Так как блок питания без APFC должен гарантированно работать как минимум при отклонении напряжения в сети в пределах нормативов (а по ГОСТ допускается +10%/-15%), то проектировщики в любом случае должны выбирать ёмкость как с запасом на пониженное напряжение, так и на разброс и старение. С APFC рабочее напряжение конденсаторов более стабильное и более высокое, ёмкость можно уменьшить, но запас есть и в этом случае.
По требованиям стандартов ATX12V/EPS12V блок питания не должен реагировать на пропадание питания переменного тока длительностью до 17ms, или же на один период (для 50Гц это будет 20ms). В некоторых бесперебойниках переход на батареи может быть и больше одного периода.
Частота преобразования в компьютерных б/п может быть примерно 30-35кГц со старой схемотехникой, или 55+кГц (FSP 80GLN/GLC) в более современных блоках. За один период сети 60Гц происходит 30000/60=500 тактов преобразования энергии инвертором блока питания. Даже если уменьшить ёмкость вдвое — это никак не ограничит мощность единичного цикла DC-DC преобразования, хотя и уменьшит надёжность и снизит стабильность работы блока и всего компьютера.
Низковольные конденсаторы выходных фильтров. Аналогично: запасаемая в конденсаторах энергия в разы больше передаваемой за один цикл преобразования. При снижении ёмкости — растут пульсации выходного напряжения (снижается качество питания).
И вообще. Берём дешёвый блок питания типа Codegen/JNC/Linkworld. Высоковольтные конденсаторы стоят 330мкФ вместо 680мкФ в брендовых аналогичной мощности, выходные — 1000мкФ вместо 3300мкФ, конденсаторы типа «нонейм», да ещё и часто перемычки вместо дросселей. И без всякого APFC от этого блока работает компьютер при 160В в сети. Да, пульсации и точность стабилизации выходных напряжений за пределами требований стандартов. Но работает.
Вот поэтому к результатам eXtreme Power Supply калькулятора отношусь с большим скепсисом.

Источник

Поделиться с друзьями
Мощность и напряжение