Im Detail: DIY Reparatur von Netzteilen von einem echten Meister für die Seite my.housecope.com.
In der modernen Welt erfolgt die Entwicklung und Veralterung von Personalcomputerkomponenten sehr schnell. Gleichzeitig ist eine der Hauptkomponenten eines PCs – ein ATX-Netzteil – praktisch hat sein Design in den letzten 15 Jahren nicht verändert.
Folglich arbeiten die Netzteile sowohl des hochmodernen Gaming-Computers als auch des alten Office-PCs nach dem gleichen Prinzip und verfügen über gemeinsame Fehlerbehebungstechniken.
Eine typische ATX-Stromversorgungsschaltung ist in der Abbildung dargestellt. Strukturell handelt es sich um eine klassische Impulseinheit auf dem TL494 PWM-Controller, die durch das 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 einer Spannung von +5 V am Ausgang aktiv.
Schauen wir uns den Aufbau des ATX-Netzteils genauer an. Sein erstes Element ist Netzgleichrichter:
Seine Aufgabe besteht darin, 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 bei einem Stromausfall, was zu einem starken Anstieg der Stromaufnahme und in der Folge zu einem kritischen Temperaturanstieg führt, der zu einem Brand führen kann.
Im „Neutral“-Kreis ist ein Schutzthermistor eingebaut, der den Stromstoß beim Anschluss des Netzteils an das Netz reduziert.
Als nächstes wird ein Entstörfilter, bestehend aus mehreren Drosseln (L1, L2), Kondensatoren (C1, C2, C3, C4) und eine Gegenwicklungsdrossel Tr1... Die Notwendigkeit eines solchen Filters ergibt sich aus den erheblichen Störungen, die die Impulseinheit in das Stromnetz überträgt - diese Störungen werden nicht nur von Fernseh- und Rundfunkempfängern erfasst, sondern können in einigen Fällen auch zu Fehlfunktionen empfindlicher Geräte führen .
Hinter dem Filter ist eine Diodenbrücke eingebaut, die Wechselstrom in pulsierenden Gleichstrom umwandelt. Die Welligkeit wird durch einen kapazitiv-induktiven Filter geglättet.
Video (zum Abspielen anklicken).
Außerdem wird eine konstante Spannung, die immer anliegt, wenn das ATX-Netzteil an die Steckdose angeschlossen ist, an die Steuerkreise des PWM-Controllers und des Standby-Netzteils angelegt.
Standby-Netzteil - Dies ist ein unabhängiger Impulswandler mit geringer Leistung auf der Grundlage des T11-Transistors, der über einen Trenntransformator und einen Einweggleichrichter an der D24-Diode Impulse erzeugt und einen integrierten Niederleistungsspannungsregler auf der Mikroschaltung 7805 versorgt über den 7805 Stabilisator abfallen, was bei starker Belastung zur Überhitzung führt. Aus diesem Grund kann eine Beschädigung der von der Standby-Quelle gespeisten Schaltkreise zu einem Ausfall und der anschließenden Unmöglichkeit des Einschaltens des Computers führen.
Die Basis des Pulswandlers ist PWM-Controller... Diese Abkürzung wurde bereits mehrfach erwähnt, aber nicht entziffert. PWM ist Pulsweitenmodulation, dh die Änderung der Dauer von Spannungsimpulsen bei ihrer konstanten Amplitude und Frequenz. Aufgabe der PWM-Einheit, basierend auf der spezialisierten Mikroschaltung TL494 oder ihren funktionalen Analoga, ist es, die konstante Spannung in Pulse der entsprechenden Frequenz umzuwandeln, die nach dem Trenntransformator von den Ausgangsfiltern geglättet werden.Die Spannungsstabilisierung am Ausgang des Pulswandlers erfolgt durch Anpassung der Dauer der vom PWM-Controller erzeugten Pulse.
Ein wichtiger Vorteil eines solchen Spannungsumwandlungsschemas ist auch die Möglichkeit, mit Frequenzen zu arbeiten, die deutlich über 50 Hz des Netzes liegen. Je höher die Stromfrequenz, desto kleiner sind die Abmessungen des Transformatorkerns und die Anzahl der Wicklungswindungen. Schaltnetzteile sind deshalb deutlich kompakter und leichter als klassische Schaltungen mit Eingangs-Abwärtstransformator.
Für das Einschalten des ATX-Netzteils ist eine Schaltung auf Basis des T9-Transistors und der folgenden Stufen zuständig. In dem Moment, in dem die Stromversorgung zum Netz eingeschaltet wird, wird über den Strombegrenzungswiderstand R58 vom Ausgang des Standby-Netzteils eine Spannung von 5 V an die Basis des Transistors geliefert, in dem Moment, in dem das PS-ON-Kabel mit Masse kurzgeschlossen, startet die Schaltung den TL494-PWM-Controller. In diesem Fall führt der Ausfall der Standby-Stromversorgung zu der Unsicherheit des Betriebs der Stromversorgungs-Startschaltung und dem wahrscheinlichen Fehler beim Einschalten, was bereits erwähnt wurde.
Die Hauptlast wird von den Endstufen des Umrichters getragen. Dies betrifft in erster Linie die Schalttransistoren T2 und T4, die auf Aluminium-Radiatoren verbaut sind. Bei hoher Last kann deren Erwärmung aber auch bei passiver Kühlung kritisch werden, daher sind die Netzteile zusätzlich mit einem Abluftventilator ausgestattet. Fällt sie aus oder ist sie stark verstaubt, steigt die Wahrscheinlichkeit einer Überhitzung der Endstufe deutlich an.
Moderne Stromversorgungen verwenden zunehmend leistungsfähigere MOSFET-Schalter anstelle von Bipolartransistoren, die aufgrund des deutlich geringeren Widerstands im geöffneten Zustand für einen höheren Wirkungsgrad des Wandlers und damit weniger Anforderungen an die Kühlung sorgen.
Video über das Computernetzteil, seine Diagnose und Reparatur
Anfangs verwendeten ATX-Computernetzteile einen 20-Pin-Anschluss (ATX 20-polig). Jetzt ist es nur auf veralteten Geräten zu finden. In der Folge führte die Zunahme der Leistung von Personalcomputern und damit ihres Energieverbrauchs zur Verwendung zusätzlicher 4-poliger Anschlüsse (4-polig). Anschließend wurden die 20-Pin- und 4-Pin-Anschlüsse baulich zu einem 24-Pin-Anschluss zusammengefasst, und bei vielen Netzteilen konnte ein Teil des Anschlusses mit zusätzlichen Pins zur Kompatibilität mit älteren Mainboards abgetrennt werden.
Die Pinbelegung der Anschlüsse ist im ATX-Formfaktor gemäß Abbildung wie folgt standardisiert (der Begriff "gesteuert" bezeichnet diejenigen Pins, an denen die Spannung nur beim Einschalten des PCs anliegt und durch den PWM-Controller stabilisiert wird) :
Die meisten modernen Geräte der Unterhaltungselektronik weisen in ihrer Bauart eigenständige oder auf einer separaten Platine befindliche Elektronikmodule auf, die die Netzspannung reduzieren und gleichrichten.
Dafür gibt es mehrere Gründe, die wichtigsten sind jedoch:
Schwankungen der Netzspannung, für die diese Abwärtsgleichrichter nicht ausgelegt sind;
Nichtbeachtung der Betriebsvorschriften;
Anschließen einer Last, für die die Geräte nicht ausgelegt sind.
Natürlich kann es sehr ärgerlich sein, wenn dringende Arbeiten zu erledigen sind und das Strommodul des Computers defekt ist oder beim Anschauen Ihrer Lieblings-TV-Sendung dieses Gerät ausfällt.
Geraten Sie nicht sofort in Panik und gehen Sie zu einer Reparaturwerkstatt oder eilen Sie zu einem Elektronik-Supermarkt, um ein neues Gerät zu kaufen. Oftmals sind die Gründe für die Inoperabilität so trivial, dass sie mit minimalem Aufwand an finanziellen Mitteln und Nerven zu Hause beseitigt werden können.
Um nicht nur zu versuchen, das Schaltnetzteil zu reparieren, sondern auch dessen Fehlfunktion festzustellen, müssen Sie natürlich über Grundkenntnisse der Elektronik und über bestimmte elektrische Fähigkeiten verfügen.
Als Teil jedes Netzteils, ob eingebaut, wie in einem Fernseher oder als separates Gerät installiert, wie in einem Desktop-Computer, gibt es zwei Funktionsblöcke – Hochspannung und Niederspannung.
Auf der Oberspannungsseite wird die Netzspannung über eine Diodenbrücke in eine Konstantspannung umgewandelt und an einem Kondensator auf einen Pegel von 300,0 ... 310,0 Volt geglättet. Eine konstante Hochspannung wird in eine Pulsspannung mit einer Frequenz von 10,0 ... 100,0 Kilohertz umgewandelt, was es ermöglicht, auf massive Niederfrequenz-Abwärtstransformatoren zu verzichten und sie durch kleine Pulstransformatoren zu ersetzen.
Im Niederspannungsgerät wird die Stoßspannung auf das erforderliche Niveau abgesenkt, gerichtet, stabilisiert und geglättet. Am Ausgang dieses Geräts liegen eine oder mehrere Spannungen an, die zum Betreiben von Haushaltsgeräten erforderlich sind. Darüber hinaus sind in der Niederspannungseinheit verschiedene Regelkreise montiert, die es ermöglichen, die Zuverlässigkeit des Geräts zu erhöhen und die Stabilität der Ausgangsparameter zu gewährleisten.
Optisch ist auf einer echten Platine recht einfach zwischen Hochvolt- und Niedervoltteil zu unterscheiden. Die Netzwerkkabel sind für das erste geeignet, und die Versorgungskabel gehen vom zweiten.
Schaltregler im Transistornetzteil
Eine Person, die versucht, ein Netzteil für elektronische Haushaltsgeräte zu reparieren, muss im Voraus darauf vorbereitet sein, dass nicht jedes Netzteil repariert werden kann. Heute produzieren einige Hersteller Elektronik, deren Blöcke nicht repariert, sondern vollständig ersetzt werden.
Kein einziger Meister wird die Reparatur eines solchen Netzteils übernehmen, denn zunächst ist es für die komplette Demontage des Altgerätes mit Austausch gegen ein neues gedacht. Oft werden solche elektronischen Geräte einfach mit irgendeiner Verbindung gefüllt, was die Frage nach der Wartbarkeit sofort beseitigt.
Wie Statistiken zeigen, werden die Hauptstörungen der Stromversorgung verursacht durch:
Fehlfunktion des Hochspannungsteils (40,0 %), die sich durch den Durchbruch (Burnout) der Diodenbrücke und den Ausfall des Filterkondensators ausdrückt;
Durchbruch eines Leistungsfeldeffekt- oder Bipolartransistors (30,0%), der Hochfrequenzimpulse bildet und sich im Hochspannungsteil befindet;
Durchbruch der Diodenbrücke (15,0%) im Niederspannungsteil;
Ausfall (Durchbrennen) der Drosselwicklungen des Ausgangsfilters.
In anderen Fällen ist die Diagnose ziemlich schwierig und ohne spezielle Geräte (Oszilloskop, Digitalvoltmeter) nicht möglich. Wenn die Fehlfunktion des Netzteils nicht durch die vier oben genannten Hauptgründe verursacht wird, sollten Sie daher keine Reparaturen zu Hause durchführen, sondern sofort einen Meister zum Austausch rufen oder ein neues Netzteil kaufen.
Fehler im Hochspannungsteil sind leicht zu erkennen. Sie werden durch eine durchgebrannte Sicherung und danach fehlende Spannung diagnostiziert. Vom dritten und vierten Fall kann ausgegangen werden, wenn die Sicherung gut ist, die Spannung am Eingang der Niederspannungseinheit anliegt und die Eingangsspannung fehlt.
Es empfiehlt sich, alle Angaben gleichzeitig zu prüfen. Wenn mehrere elektronische Elemente durchgebrannt sind und eines von ihnen durch ein funktionsfähiges ersetzt wird, kann es aufgrund einer komplexen, nicht behobenen Störung erneut durchbrennen.
Nach dem Austausch von Teilen müssen Sie eine neue Sicherung installieren und die Stromversorgung einschalten. Danach beginnt in der Regel 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 der Elektrolytkondensatoren der sekundären Gleichrichtereinheit.
Eine Fehlfunktion von Kondensatoren wird diagnostiziert, wenn sie geschwollen sind oder Flüssigkeit aus ihrem Körper austritt. Die Dioden müssen verdampft und mit einem Tester wie der Hochspannungsteil geprüft werden. Die Integrität der Drosselwicklung wird von einem Tester überprüft. Alle defekten Teile müssen ersetzt werden.
Wenn Sie den gewünschten Choke nicht finden können, spulen einige "Handwerker" den ausgebrannten zurück, nehmen einen Draht mit einem geeigneten Durchmesser auf und bestimmen die Anzahl der Windungen. Eine solche Arbeit ist ziemlich mühsam und wird normalerweise nur für einzigartige Netzteile durchgeführt, für die es schwierig ist, ein Analogon zu finden.
Wie bereits erwähnt, sind die meisten Netzteile für moderne Computer und Fernseher nach einem typischen Schema aufgebaut. Sie unterscheiden sich in der Größe der verwendeten Elektronikteile und in der Ausgangsleistung. Die Diagnose- und Fehlerbehebungsverfahren für diese Geräte sind identisch.
Eine qualitativ hochwertige Reparatur erfordert jedoch ein entsprechendes Werkzeug, dessen Sortiment umfasst:
Lötkolben (vorzugsweise mit einstellbarer Leistung);
Lötmittel, Flussmittel, Alkohol oder raffiniertes Benzin (Galosha);
Vorrichtung zum Entfernen von geschmolzenem Lot (Entlötpumpe);
Prinzipiell lassen sich einfache Fernseher ohne Stromkreis reparieren, die Hauptschwierigkeit bei der Reparatur einiger Modelle besteht jedoch darin, dass das Netzteil den gesamten Spannungsbereich erzeugt – auch die Hochspannung, die zum Scannen der Bildröhre verwendet wird. Die Netzteile für Haushaltscomputer werden nach dem gleichen Schema hergestellt. Betrachten wir separat die Methodik zur Feststellung der Fehlfunktion und zur Reparatur des Fernsehers und des Desktops.
