Do-it-yourself-Reparatur eines Netzteils für einen Computer

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.

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):

Eine der wichtigsten Komponenten eines modernen Personal Computers ist die Stromversorgungseinheit (PSU). Ohne Strom funktioniert der Computer nicht.

Erzeugt das Netzteil hingegen eine Spannung, die außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, kann dies zum Ausfall wichtiger und teurer Bauteile führen.

In einem solchen Gerät wird mit Hilfe eines Wechselrichters die gleichgerichtete Netzspannung in eine hochfrequente Wechselspannung umgewandelt, aus der die für den Betrieb des Computers notwendigen Niederspannungsflüsse gebildet werden.

Die ATX-Stromversorgungsschaltung besteht aus 2 Knoten - einem Netzspannungsgleichrichter und einem Spannungswandler für einen Computer.

Netzgleichrichter ist eine Brückenschaltung mit einem kapazitiven Filter. Am Ausgang des Gerätes entsteht eine konstante Spannung von 260 bis 340 V.

Die Hauptelemente in der Komposition Spannungsumwandler sind:

• ein Wechselrichter, der Gleichspannung in Wechselspannung umwandelt;
• Hochfrequenztransformator, der mit einer Frequenz von 60 kHz arbeitet;
• Niederspannungsgleichrichter mit Filtern;
• Kontrollgerät.

Darüber hinaus enthält der Wandler eine Standby-Spannungsversorgung, Schlüsseltransistor-Steuersignalverstärker, Schutz- und Stabilisierungsschaltungen und andere Elemente.

Die Ursachen für Störungen in der Stromversorgung können sein:

• Überspannungen und Schwankungen der Netzspannung;
• minderwertige Herstellung des Produkts;
• Überhitzung durch schlechte Lüfterleistung.

Fehlfunktionen führen normalerweise dazu, dass die Systemeinheit des Computers nicht mehr startet oder sich nach kurzer Arbeitszeit ausschaltet. In anderen Fällen startet das Motherboard trotz des Betriebs anderer Blöcke nicht.

Bevor Sie mit der Reparatur beginnen, müssen Sie sich endgültig vergewissern, dass das Netzteil defekt ist. Dabei müssen Sie zunächst Überprüfen Sie die Funktion des Netzwerkkabels und des Netzwerkschalters. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass sie in gutem Zustand sind, können Sie die Kabel trennen und das Netzteil aus dem Gehäuse der Systemeinheit entfernen.

Bevor Sie das Netzteil wieder autonom einschalten, müssen Sie die Last daran anschließen. Dazu benötigen Sie Widerstände, die an den entsprechenden Klemmen angeschlossen werden.

Zuerst müssen Sie überprüfen Motherboard-Effekt. Schließen Sie dazu zwei Kontakte am Stromversorgungsstecker. Bei einem 20-Pin-Anschluss sind dies Pin 14 (der Draht, der das Einschaltsignal überträgt) und Pin 15 (der Draht, der zum GND-Pin passt). Bei einem 24-Pin-Anschluss sind dies die Pins 16 bzw. 17.

Nachdem Sie die Abdeckung vom Netzteil entfernt haben, müssen Sie sofort den gesamten Staub mit einem Staubsauger entfernen. Gerade wegen Staub fallen Funkkomponenten oft aus, da Staub, der das Teil mit einer dicken Schicht bedeckt, eine Überhitzung solcher Teile verursacht.

Der nächste Schritt bei der Fehlersuche ist eine gründliche Inspektion aller Elemente. Besonderes Augenmerk sollte auf Elektrolytkondensatoren gelegt werden. Der Grund für ihren Zusammenbruch kann ein strenges Temperaturregime sein. Ausgefallene Kondensatoren schwellen normalerweise an und es tritt Elektrolyt aus.

Solche Teile müssen durch neue mit den gleichen Nennwerten und Betriebsspannungen ersetzt werden. Manchmal weist das Auftreten eines Kondensators nicht auf eine Fehlfunktion hin. Wenn durch indirekte Anzeichen der Verdacht auf eine schlechte Leistung besteht, können Sie den Kondensator mit einem Multimeter überprüfen. Aber dazu muss es aus dem Stromkreis entfernt werden.

Ein Ausfall der Stromversorgung kann auch auf einen Ausfall einer Niederspannungsdiode zurückzuführen sein. Zur Überprüfung muss der Widerstand der Vorwärts- und Rückwärtsübergänge der Elemente mit einem Multimeter gemessen werden. Um defekte Dioden zu ersetzen, müssen die gleichen Schottky-Dioden verwendet werden.

Der nächste optisch erkennbare Fehler ist die Bildung von Ringrissen, die die Kontakte unterbrechen. Um solche Defekte zu erkennen, ist es notwendig, die Leiterplatte sorgfältig zu untersuchen. Um solche Defekte zu beseitigen, müssen die Risse sorgfältig gelötet werden (dazu müssen Sie wissen, wie man mit einem Lötkolben richtig lötet).

Widerstände, Sicherungen, Induktivitäten, Transformatoren werden auf die gleiche Weise geprüft.

Falls die Sicherung durchgebrannt ist, kann sie durch eine andere ersetzt oder repariert werden. Die Stromversorgung verwendet ein spezielles Element mit Lötanschlüssen. Um eine defekte Sicherung zu reparieren, wird sie aus dem Stromkreis ausgelötet. Dann werden die Metallbecher erhitzt und aus dem Glasrohr entfernt. Wählen Sie dann den Draht mit dem gewünschten Durchmesser.

Den erforderlichen Drahtdurchmesser für einen bestimmten Strom können Sie den Tabellen entnehmen. Für die im ATX-Stromversorgungskreis verwendete 5-A-Sicherung beträgt der Durchmesser des Kupferdrahts 0,175 mm. Dann wird der Draht in die Löcher der Sicherungsbecher eingeführt und durch Löten befestigt. Die reparierte Sicherung kann in den Stromkreis eingelötet werden.

Die häufigsten Fehlfunktionen eines Computer-Netzteils sind oben besprochen.

1. Eines der wichtigsten Elemente eines PCs ist die Stromversorgung, wenn sie ausfällt, funktioniert der Computer nicht mehr.
2. Das Computer-Netzteil ist ein ziemlich kompliziertes Gerät, aber in einigen Fällen können Sie es selbst reparieren.