Im Detail: Do-it-yourself-Netzteilreparatur von einem echten Meister für die Seite my.housecope.com.
In der heutigen Welt ist die Entwicklung und Veralterung von PC-Komponenten sehr schnell. Gleichzeitig ist eine der Hauptkomponenten eines PCs – ein Netzteil im ATX-Formfaktor – praktisch hat sein Design in den letzten 15 Jahren nicht verändert.
Daher funktionieren die Netzteile sowohl des hochmodernen Gaming-Rechners als auch des alten Büro-PCs nach dem gleichen Prinzip, haben gemeinsame Techniken zur Fehlerbehebung.
Eine typische ATX-Stromversorgungsschaltung ist in der Abbildung dargestellt. Strukturell handelt es sich um einen klassischen Impulsblock auf einem TL494-PWM-Controller, der durch ein PS-ON-Signal (Power Switch On) vom Motherboard ausgelöst wird. Die restliche Zeit, bis der PS-ON-Pin auf Masse gezogen wird, ist nur die Standby-Versorgung mit +5 V am Ausgang aktiv.
Betrachten Sie den Aufbau des ATX-Netzteils genauer. Sein erstes Element ist Netzgleichrichter:
Seine Aufgabe ist es, Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom umzuwandeln, um den PWM-Controller und das Standby-Netzteil zu versorgen. Strukturell besteht es aus folgenden Elementen:
Sicherung F1 schützt die Verkabelung und das Netzteil selbst vor Überlastung im Falle eines Netzteilausfalls, der zu einem starken Anstieg der Stromaufnahme und in der Folge zu einem kritischen Temperaturanstieg führt, der zu einem Brand führen kann.
Im "neutralen" Stromkreis ist ein Schutzthermistor installiert, der den Stromstoß reduziert, wenn das Netzteil an das Netzwerk angeschlossen wird.
Als nächstes wird ein Rauschfilter installiert, bestehend aus mehreren Drosseln (L1, L2), Kondensatoren (C1, C2, C3, C4) und eine Drossel mit Gegenwicklung Tr1. Die Notwendigkeit eines solchen Filters ergibt sich aus der erheblichen Menge an Störungen, die das Impulsgerät an das Stromversorgungsnetz überträgt – diese Störungen werden nicht nur von Fernseh- und Radioempfängern aufgenommen, sondern können in einigen Fällen zu Fehlfunktionen empfindlicher Geräte führen.
Hinter dem Filter ist eine Diodenbrücke eingebaut, die Wechselstrom in einen pulsierenden Gleichstrom umwandelt. Die Welligkeiten werden durch einen kapazitiv-induktiven Filter geglättet.
Video (zum Abspielen klicken).
Weiterhin wird die konstante Spannung, die die ganze Zeit vorhanden ist, während das ATX-Netzteil mit der Steckdose verbunden ist, an die Steuerschaltungen des PWM-Controllers und des Standby-Netzteils geliefert.
Standby-Stromversorgung - Dies ist ein unabhängiger Impulswandler mit geringem Stromverbrauch, der auf dem T11-Transistor basiert, der über einen Trenntransformator und einen Halbwellengleichrichter an der D24-Diode Impulse erzeugt und einen integrierten Spannungsregler mit geringem Stromverbrauch auf dem 7805-Chip speist Die Schaltung ist, wie sie sagen, bewährt, ihr wesentlicher Nachteil ist der hohe Spannungsabfall über dem 7805-Stabilisator, der zu einer Überhitzung unter hoher Last führt. Aus diesem Grund kann eine Beschädigung in Schaltkreisen, die von einer Standby-Quelle gespeist werden, zu deren Ausfall und der anschließenden Unfähigkeit, den Computer einzuschalten, führen.
Die Basis des Pulskonverters ist PWM-Controller. Diese Abkürzung wurde bereits mehrfach erwähnt, aber nicht entschlüsselt. PWM ist Pulsweitenmodulation, dh die Änderung der Dauer von Spannungsimpulsen bei ihrer konstanten Amplitude und Frequenz. Die Aufgabe des PWM-Blocks, der auf einer speziellen TL494-Mikroschaltung oder ihren funktionalen Analoga basiert, besteht darin, eine konstante Spannung in Impulse mit der entsprechenden Frequenz umzuwandeln, die nach einem Trenntransformator durch Ausgangsfilter geglättet werden.Die Spannungsstabilisierung am Ausgang des Impulswandlers erfolgt durch Einstellen der Dauer der vom PWM-Controller erzeugten Impulse.
Ein wichtiger Vorteil einer solchen Spannungswandlungsschaltung ist auch die Fähigkeit, mit Frequenzen zu arbeiten, die viel höher als 50 Hz des Netzes sind. Je höher die Stromfrequenz, desto kleiner sind die Abmessungen des Trafokerns und die Windungszahlen der Wicklungen erforderlich. Deshalb sind Schaltnetzteile wesentlich kompakter und leichter als klassische Schaltungen mit Eingangstransformator.
Die auf dem T9-Transistor basierende Schaltung und die darauf folgenden Stufen sind für das Einschalten des ATX-Netzteils verantwortlich. In dem Moment, in dem die Stromversorgung an das Netzwerk angeschlossen ist, wird der Basis des Transistors über den Strombegrenzungswiderstand R58 vom Ausgang der Standby-Stromquelle eine Spannung von 5 V zugeführt, in dem Moment, in dem der PS-ON-Draht geschlossen ist an Masse startet die Schaltung den PWM-Controller TL494. In diesem Fall führt der Ausfall der Standby-Stromquelle zu der Unsicherheit des Betriebs der Stromversorgungs-Startschaltung und dem wahrscheinlichen Ausfall des Einschaltens, wie bereits erwähnt.
Die Hauptlast wird von den Ausgangsstufen des Wandlers getragen. Dies betrifft zunächst die Schalttransistoren T2 und T4, die an Aluminiumheizkörpern verbaut sind. Doch bei hoher Last kann deren Erwärmung auch bei passiver Kühlung kritisch werden, weshalb die Netzteile zusätzlich mit einem Abluftlüfter ausgestattet sind. Fällt sie aus oder ist sie stark verstaubt, steigt die Wahrscheinlichkeit einer Überhitzung der Endstufe deutlich an.
Moderne Netzteile verwenden aufgrund des deutlich niedrigeren Leerlaufwiderstands zunehmend leistungsstarke MOSFET-Schalter anstelle von Bipolartransistoren, die eine höhere Wandlereffizienz und damit eine weniger anspruchsvolle Kühlung bieten.
Video über das Computernetzteil, dessen Diagnose und Reparatur
Anfänglich verwendeten ATX-Standard-Computernetzteile einen 20-poligen Stecker zum Anschluss an das Motherboard (ATX 20-polig). Jetzt ist es nur noch auf veralteten Geräten zu finden. In der Folge führte die Zunahme der Leistung von Personal Computern und damit ihres Stromverbrauchs zur Verwendung zusätzlicher 4-Pin-Anschlüsse (4-polig). Anschließend wurden die 20-poligen und 4-poligen Stecker strukturell zu einem 24-poligen Stecker zusammengefasst, und für viele Netzteile konnte der Teil des Steckers mit zusätzlichen Kontakten getrennt werden, um die Kompatibilität mit alten Motherboards zu gewährleisten.
Die Pinbelegung der Anschlüsse ist im ATX-Formfaktor laut Abbildung wie folgt standardisiert (der Begriff „gesteuert“ bezieht sich auf jene Pins, an denen die Spannung nur bei eingeschaltetem PC anliegt und durch den PWM-Controller stabilisiert wird):
Die meisten modernen Unterhaltungselektronikgeräte haben in ihrem Design unabhängige oder auf einer separaten Platine angeordnete elektronische Module, die die Netzspannung senken und gleichrichten.
Dafür gibt es mehrere Gründe, aber die wichtigsten sind:
Netzspannungsschwankungen, für die diese Tiefsetzsteller nicht ausgelegt sind;
Nichteinhaltung der Betriebsordnung;
Anschluss einer Last, für die die Geräte nicht ausgelegt sind.
Natürlich kann es sehr enttäuschend sein, wenn dringende Arbeiten erledigt werden müssen und das Netzteil des Computers defekt ist oder dieses Gerät ausfällt, während Sie Ihre Lieblingsfernsehsendung ansehen.
Sie sollten nicht sofort in Panik geraten und eine Reparaturwerkstatt kontaktieren oder in einen Elektronikmarkt eilen, um ein neues Gerät zu kaufen. Oft sind die Ursachen für Funktionsstörungen so banal, dass sie mit minimalem finanziellen und Nervenaufwand zu Hause beseitigt werden können.
Um zu versuchen, ein Schaltnetzteil nicht nur zu reparieren, sondern auch seine Fehlfunktion festzustellen, müssen Sie natürlich über Grundkenntnisse in Elektronik verfügen und über bestimmte elektrische Fähigkeiten verfügen.
Als Teil jeder Stromquelle, ob eingebaut, wie in einem Fernseher oder als separates Gerät installiert, wie in einem Desktop-Computer, gibt es zwei Funktionsblöcke - Hochspannung und Niederspannung.
In der Hochspannungsbox wird die Netzspannung durch eine Diodenbrücke in eine Konstante umgewandelt und am Kondensator auf einen Pegel von 300,0 ... 310,0 Volt geglättet. Eine konstante Hochspannung wird in eine Impulsspannung mit einer Frequenz von 10,0 ... 100,0 Kilohertz umgewandelt, wodurch auf massive Niederfrequenz-Abwärtstransformatoren verzichtet und durch kleine Impulstransformatoren ersetzt werden kann.
In der Niederspannungseinheit wird die Stoßspannung auf das erforderliche Maß reduziert, gleichgerichtet, stabilisiert und geglättet. Am Ausgang dieses Blocks liegen eine oder mehrere Spannungen an, die zum Betrieb von Haushaltsgeräten erforderlich sind. Darüber hinaus sind in der Niederspannungseinheit verschiedene Steuerkreise montiert, um die Zuverlässigkeit des Geräts zu verbessern und die Stabilität der Ausgangsparameter sicherzustellen.
Optisch ist es auf einer echten Platine recht einfach, zwischen einem Hochvolt- und einem Niedervoltteil zu unterscheiden. Netzwerkkabel kommen zum ersten und Stromkabel gehen vom zweiten ab.
Schaltstabilisator im Netzteil auf Transistoren
Eine Person, die versucht, das Netzteil von Unterhaltungselektronikgeräten zu reparieren, muss im Voraus darauf vorbereitet sein, dass nicht jedes Netzteil repariert werden kann. Heutzutage stellen einige Hersteller Elektronik her, deren Blöcke nicht repariert, sondern vollständig ausgetauscht werden müssen.
Kein einziger Meister wird die Reparatur eines solchen Netzteils übernehmen, denn zunächst ist vorgesehen, das alte Gerät komplett zu demontieren und durch ein neues zu ersetzen. Oft sind solche elektronischen Geräte einfach mit irgendeiner Verbindung gefüllt, was die Frage nach ihrer Wartbarkeit sofort beseitigt.
Wie Statistiken zeigen, werden die Hauptstörungen der Stromversorgung verursacht durch:
eine Fehlfunktion des Hochspannungsteils (40,0%), die sich in einem Durchbruch (Durchbrennen) der Diodenbrücke und einem Ausfall des Filterkondensators äußert;
Ausfall eines Leistungsfeldes oder Bipolartransistors (30,0%), der Hochfrequenzimpulse erzeugt und sich im Hochspannungsteil befindet;
Durchbruch der Diodenbrücke (15,0%) im Niederspannungsteil;
Ausfall (Durchbrennen) der Induktorwicklungen des Ausgangsfilters.
In anderen Fällen ist die Diagnose ziemlich schwierig und ohne spezielle Instrumente (Oszilloskop, Digitalvoltmeter) nicht möglich. Wenn die Fehlfunktion des Netzteils nicht auf die vier oben genannten Hauptgründe zurückzuführen ist, sollten Sie es daher nicht zu Hause reparieren, sondern sofort den Assistenten anrufen, um es auszutauschen, oder ein neues Netzteil kaufen.
Fehlfunktionen des Hochspannungsteils sind recht einfach zu erkennen. Sie werden durch eine durchgebrannte Sicherung und einen anschließenden Spannungsmangel diagnostiziert. Der dritte und vierte Fall kann angenommen werden, wenn die Sicherung in gutem Zustand ist, die Spannung am Eingang der Niederspannungseinheit vorhanden ist, aber der Eingang fehlt.
Es ist ratsam, alle Details gleichzeitig zu überprüfen. Wenn mehrere elektronische Elemente durchbrennen, wenn eines davon durch ein funktionsfähiges ersetzt wird, kann es aufgrund einer komplexen Fehlfunktion, die nicht behoben wurde, erneut durchbrennen.
Nach dem Austausch von Teilen müssen Sie eine neue Sicherung installieren und die Stromversorgung einschalten. In der Regel beginnt danach das Netzteil zu arbeiten.
Wenn die Sicherung nicht durchgebrannt ist und am Ausgang des Netzteils keine Spannung anliegt, ist die Ursache der Fehlfunktion der Ausfall der Gleichrichterdioden des Niederspannungsteils, das Durchbrennen der Induktivität oder der Ausgang von die Elektrolytkondensatoren der Sekundärgleichrichtereinheit.
Der Ausfall von Kondensatoren wird diagnostiziert, wenn sie anschwellen oder Flüssigkeit aus ihrem Körper austreten. Dioden müssen ausgelötet und mit einem Tester auf die gleiche Weise überprüft werden wie die Überprüfung des Hochspannungsteils. Die Unversehrtheit der Drosselklappenwicklung wird von einem Tester überprüft. Alle defekten Teile müssen ersetzt werden.
Wenn es nicht möglich ist, den richtigen Induktor zu finden, spulen einige "Handwerker" den verbrannten zurück, wählen einen Draht mit geeignetem Durchmesser und bestimmen die Anzahl der Windungen. Solche Arbeiten sind ziemlich mühsam und werden normalerweise nur für einzigartige Netzteile durchgeführt. Es ist schwierig, ein Analogon zu finden, für das es schwierig ist.
Wie bereits erwähnt, sind die meisten Netzteile moderner Computer und Fernseher nach einem typischen Schema aufgebaut. Sie unterscheiden sich in der Größe der verwendeten elektronischen Bauteile und der Ausgangsleistung. Die Diagnose- und Fehlerbehebungsverfahren für diese Geräte sind identisch.
Hochwertige Reparaturen erfordern jedoch ein entsprechendes Werkzeug, dessen Angebot umfasst:
Lötkolben (vorzugsweise mit einstellbarer Leistung);
Lot, Flussmittel, Alkohol oder raffiniertes Benzin ("Galosha");
eine Vorrichtung zum Entfernen von geschmolzenem Lot (Lötabsaugung);
Im Prinzip können einfache Fernseher ohne Schaltung repariert werden, aber die Hauptschwierigkeit bei der Reparatur einiger Modelle besteht darin, dass das Netzteil den gesamten Spannungsbereich erzeugt - einschließlich der Hochspannung, die zum Scannen der Bildröhre verwendet wird. Netzteile für Haushaltscomputer werden nach dem gleichen Schema hergestellt. Betrachten Sie die Methode zum Bestimmen der Fehlfunktion und zum Reparieren des Fernsehgeräts und des Desktops separat.
