Поиск неисправностей блоков питания, признаки неисправностей, причины возникновения и способы устранения

 

Государственное образовательное бюджетное учреждение среднего профессионального образования Воронежской области

"Воронежский техникум строительных технологий"

Специальность 230106 "Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей"

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по учебной дисциплине: "Техническое обслуживание средств вычислительной техники"

Тема: Поиск неисправностей блоков питания, признаки неисправностей, причины возникновения и способы устранения

ВОРОНЕЖ 2013 г.

ВВЕДЕНИЕ

В условиях постоянного развития компьютерного прогресса растут не только производительность и технологическая оснащённость комплектующих ПК, но и энергопотребление. Растущее энергопотребление постоянно обуславливало выход на рынок всё новых и новых линеек блоков питания.

Блок питания важен, так как подаёт электроэнергию каждому компоненту системы. Он является из самых ненадёжных компьютерных устройств, так как по статистике именно блоки питания чаще всего выходят из строя в связи с тем, что многие производители устанавливают дешёвые блоки питания.

Неисправный блок питания может не только помешать стабильной работе системы, но и физически повредить её компоненты неустойчивым электрическим напряжением.

Целью курсового проекта является поиск неисправностей блоков питания, признаки неисправностей, причины возникновения и способы устранения.

Объект исследования блок питания CHIEFTEC CTG-550-80P

Задачи:

—Проанализировать признаки неисправностей блока питания

—Проанализировать причины неисправностей блока питания

—Проанализировать способы возникновения неисправностей блока питания.

1. ОБЗОРНО - ПОСТАНОВОЧНАЯ ЧАСТЬ

В обзорно-постановочной части курсового проекта, будет представлены блоки питания CHIEFTEC CTG-550-80P 450 Вт и CHIEFTEC CTG-550-80P 650 Вт , а также их характеристики.

Таблица 1 Технические характеристики блок питания CHIEFTEC CTG-550-80P 450 Вт

ПроизводительCHIEFTECМодельCTG-550-80PТипATX12V v2.3Мощность, Вт550Мощность по каналу 12В, Вт450Входное напряжение, В230Частота, Гц50Входной ток, А4,5Размер вентилятора, мм120 х 120 х 25

Еще два-три года назад потребитель концентрировал свое внимание, главным образом, на блоках питания мощностью 450 - 550 Вт.

Сегодня же, основной выбор лежит в пределах 650-750 Вт.

Таблица 2 Технические характеристики блок питания CHIEFTEC CTG-550-80P 750 Вт.

Производитель Chieftec IndustrialМодель CTG-650CТип ATX12V v2.3Номинальная мощность, Вт650Мощность по каналу 12В, Вт552Входное напряжение, В230Частота, Гц50Входной ток, А 6Размер вентилятора, мм120 х 120 х 25

2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

Неисправности блока питания:

Блок питания выходит из строя достаточно часто. Иногда поломка данного устройства влечет за собой выход из строя практически всех установленных компонентов. Если одни неисправности имеют очевидные признаки (не включение ПК, дым, запах горелого, удары электрическим током), и не представляет трудность в определении причины, то другие могут быть вызваны неисправностью компонентов ПК и программным обеспечением. Эти неисправности являются неочевидными. К ним можно отнести: - внезапные перезагрузки или зависания компьютера во время обычной работы, при малейшем снижении напряжения сети. Чаще всего происходит из-за пропадания сигнала PW_OK в связи с уменьшением выходных напряжений БП. При восстановлении выходных напряжений снова формируется сигнал PW_OK и компьютер начинает работать так, будто его только что включили.

Благодаря быстрому отключению сигнала PW_OK компьютер не замечает неполадок в системе питания, поскольку останавливает работу раньше, чем могут появиться ошибки четности и другие проблемы, связанные с неустойчивостью напряжения питания)

прекращение работы сразу всех устройств хранения данных (при пропадании напряжения на выводах блока питания) или каждого по очереди; - заметное повышение температуры в блоке питания и корпусе компьютера (из-за выхода из строя вентилятора или вентиляторов, установленных в блоке питания, или любых других электронных составляющих); - появление напряжения на корпусе компьютера, что можно ощутить, если приложить руку к корпусу или разъемам на задней стенке; - любые ошибки и зависания ПК при включении питания; (Режим включения питания является самым тяжелым для БП. Большой ток из-за накопления энергий индуктивными(трансформаторы, дроссели) потребителями и конденсаторами, большая нагрузка на цепь +12В из-за больших пусковых токов эл. двигателей (вентиляторы, приводы).Идет также процесс стабилизации выходных напряжений БП, уровень пульсации наибольший. Если в этот момент запустить процессор, т.е. подать сигнал PW_OK, помехи (пульсации) через шину питания приведут к искажению переданных и принятых данных. В данном случае программ запуска компьютера. О ранней подаче сигнала PW_OK может говорить и такой факт, что ПК запускается нормально при нажатии кнопки Reset (сброса) или комбинации клавиш <Ctrl+Alt+Del>.) - ошибки в функционировании оперативной памяти, как при начальном тестировании, так и при работе в операционной системе, ошибки четности и другие ошибки памяти; Один из часто задаваемых вопросов связан с тем, что при каждой проверке памяти, тестирующая программа дает разные сбойные ячейки.

Стремление увеличивать объем памяти на единицу объема привело к понижению напряжения питания, в то же время уменьшение напряжения привело к уменьшению разницы величины напряжения между нулем и единицей. А если учитывать еще, что чем ниже напряжение питания, тем сложнее осуществить его фильтрацию, то становится ясно, почему микросхемы памяти так сильно подвержены помехам) - появление неприятного запаха из вентиляционных отверстий блока питания; Если компьютер перестал включаться и появился не приятный запах, значит, вы не сумели вовремя предупредить выход блока питания из строя. Следует учесть, что это могло привести и к повреждению других устройств. Большая часть блоков питания, как и большинство бытовых устройств, снабжена плавким или керамическим предохранителем (рис.1).

Такой предохранитель срабатывает и перегорает при повышенном потреблении тока или резком скачке напряжения (что может произойти по разным причинам).

При этом тонкая проволока (или керамический корпус) внутри предохранителя перегорает и напряжение перестает поступать на другие компоненты блока питания. Это предохраняет их от поломки.

Рис.1 Предохранитель

Кроме собственно неисправного блока питания, примерно те же результаты могут дать плохие контакты. При осмотре компьютера, нужно убедиться, что разъемы питания винчестера, CD-ROM, видеокарты, основного и дополнительных разъемов материнской платы, сидят плотно.

Если некоторые разъемы болтаются, подогните контакты на кабеле питания, загнув усики "С" вовнутрь. Кабеля питания не должны быть чрезмерно натянуты, так как из-за натяжения, может возникнуть подгорание контакта.

Блок питания представляет собой сложный электронный компонент в отдельном корпусе. Поэтому диагностировать его неисправность внешне сложно. Основными причинами его неисправности, кроме заводского брака, являются пыль (как следствие - перегрев и вздутие конденсаторов), перепады напряжения в сети, перегрев.

С пылью вы можете бороться самостоятельно. Для сглаживания скачков напряжения купите хороший фильтр или SMART UPS. Перегрев, как правило, возникает из-за остановки вентилятора. Поэтому, если вы заметили уменьшение общего шума от компьютера, обязательно поглядите на вентилятор блока питания.

Без сомнения, блок питания самый важный компонент компьютера, поскольку именно он отвечает за снабжение стабильным напряжением всех устройств, установленных в компьютере (в том числе подключенных к USB-портам). В самом простом случае неисправность блока питания приводит к нестабильной работе компьютера, постоянным его зависаниям и т. д.

Рис.2 Виды разъемов

Блок питания представляет собой сложный электронный компонент в отдельном корпусе. Поэтому диагностировать его неисправность внешне сложно. Основными причинами его неисправности, кроме заводского брака, являются пыль (как следствие - перегрев и вздутие конденсаторов), перепады напряжения в сети, перегрев. С пылью вы можете бороться самостоятельно. Для сглаживания скачков напряжения купите хороший фильтр или SMART UPS. Перегрев, как правило, возникает из-за остановки вентилятора. Поэтому, если вы заметили уменьшение общего шума от компьютера, обязательно поглядите на вентилятор блока питания.

Без сомнения, блок питания самый важный компонент компьютера, поскольку именно он отвечает за снабжение стабильным напряжением всех устройств, установленных в компьютере (в том числе подключенных к USB-портам). В самом простом случае неисправность блока питания приводит к нестабильной работе компьютера, постоянным его зависаниям и т. д.

Рекомендации по ремонту компьютерных блоков питания:

1.Подключение к сети 220 В любого блока питания необходимо осуществлять через "быстрый" предохранитель на ток не более 2А.

.Первый запуск после ремонтных работ производится последовательно с лампой накаливания, о коротком замыкании на входе устройства скажет накал лампы. Такой блок питания, включать в сеть - нельзя.

.В процессе как диагностики, так и ремонта, необходимо проводить разряд всех электролитических емкостей (после каждого включения/отключения). Нужно ждать 3-5 минут, либо использовать электролампу на 220В - вспышка укажет, что разряд действительно произведен.

.Все ремонтные операции проводятся при полностью отключенном от сети блоке питания.

Блок питания CHIEFTEC CTG-550-80P белого цвета внешне мало чем отличается от решений среднего класса. Его корпус выполнен из достаточно жесткой SECC стали, а вентилятор закрыт вентиляционной решеткой.

Рис.3 Вентиляционна решетка

Задняя часть источника питания выполнена в виде стандартной вентиляционной решетки с сотообразными ячейками. Как положено, на задней панели размещен разъем для подключения шнура питания и кнопка отключения сети. Возле кнопки блока питания имеется наклейка с предупреждением мелким шрифтом о том, что входное напряжение должно соответствовать параметрам 230 В при 50 Гц.

Спецификация блока питания CHIEFTEC CTG-550-80P выглядит в Приложении 1

Передняя панель блока питания CHIEFTEC CTG-550-80P совсем лишена вентиляционных отверстий. На блоке питания имеется сразу две этикетки с его характеристиками (рис.5).

Рис.5 Характеристики блока питания CHIEFTEC CTG-550-80P

На этикетке блока питания CHIEFTEC CTG-550-80P, как принято, перечислены все выходные линии и указана их мощность. Линии +5В и +3,3В рассчитаны на токи в 25 А. Суммарная же нагрузка на эти линии составляет 150 Вт. Подобной мощности должно с лихвой хватить даже для очень производительного компьютера. Линия +12В, судя по этикетке, разбита на два виртуальных канала по 25 А с общей мощностью 450 Вт. Данное обстоятельство при более грамотной оценке позволяет рассматривать CHIEFTEC CTG-550-80P как решение мощностью 500 Вт.

К некоторым уловкам компании CHIEFTEC можно отнести присутствие на этикетке подобия логотипа сертификации "80 PLUS". Однако в том виде, в котором логотип изображен на этикетке, на сайте Ecos Plug Load Solutions он отсутствует. К тому же тот факт, что модель CHIEFTEC CTG-550-80P отсутствует в перечне прошедших сертификацию 80 PLUS, наталкивает на мысль, что официальной сертификации этот блок питания таки не имеет(рис.6).

Рис.6 Блок питания

Оснащение кабелями и разъемами у блока питания CHIEFTEC CTG-550-80P достаточно хорошее и вполне соответствует современному решению подобной мощности.

Нейлоновой оплеткой обтянут лишь провода с основным 25 контактным разъемом питания.

Таблица 4 Разъемы и длина проводов блока питания CHIEFTEC CTG-550-80P:

Типы разъемовДлина проводов до разъема (разъемов), см24-контактный разъем питания508 контактный и 4-контактный разъем питания ATX12V55-70Два 6+2-контактных разъема PCIE40-55Три разъема SATA55-70-85Три разъема SATA45-60-75Три разъема для периферийных устройств PATA и FDD45-60-70-90

Рис.7 Разъемы блока питания

Два 6+2-контактных разъема PCIE для дополнительного питания видеокарт размещены на одном кабеле. Таким же образом было сэкономлено на кабеле с 4-контактным и 8-контактным разъемом для питания процессора. Основной калибр проводов блока питания составляет 18 AWG (площадь сечения 0,8 мм²), который можно считать стандартным для компьютерных источников питания.

Для питания периферийных устройств блок питания CHIEFTEC CTG-550-80P оснащен шестью разъемами SATA, размещенными на двух кабелях, и тремя разъемами PATA. В целом подобного набора кабелей должно быть достаточно для игрового компьютера среднего уровня.

Разбирается блок питания CHIEFTEC CTG-550-80P стандартно просто. Для этого необходимо лишь выкрутить четыре винта (рис.8).

Рис.8 Блок питания в разобранном виде

В качестве вентиляторов в серии блоков питания CHIEFTEC A-80 используются 120 мм модели производства Globe Fan, основанные на подшипнике скольжения(рис.9). В данном случае в блоке питания CHIEFTEC CTG-550-80P используется модель S1202512L с максимальной скоростью вращения 1700 об/мин. Таким образом, даже при полной нагрузке от источника питания не следует ожидать громкого гула. Скорее всего, вентилятор будет создавать шум среднего уровня. Для того чтобы исключить вероятность появления внутри блока питания "мертвых зон", ближняя к задней панели часть вентилятора закрыта пластиковой заслонкой.

Рис.9 Вентилятор блока питания

Компоновка элементов в блоке типичная для решений, выполненных по принципу групповой стабилизации (рис.10). Вся схема распаяна на односторонней печатной плате коричневого цвета. Ранее мы рассматривали несколько решений компании CHIEFTEC и как видим, с тех пор в блоках питания ничего не изменилось.

Рис.10 Элементы блока питания

В качестве радиаторов в блоках питания серий CHIEFTEC A-80 и CHIEFTEC A135 используются алюминиевые пластины, хотя и достаточно толстые, но с относительно небольшой площадью рассеивания (рис.11).

Рис.11 Радиаторы в блоках питания серий CHIEFTEC A-80 и CHIEFTEC A135

Для защиты электрической сети от высокочастотных помех, которые возникают при переключении ключей блока питания, служит EMI-фильтр, собранный на отдельной плате возле разъема питания.

Рис.12 Фильтр

На "первом" радиаторе размещены полупроводниковые элементы модуля активной коррекции коэффициента мощности и диодный мост первичной цепи выпрямления. Дроссель в узле APFC заметно меньше, чем у подобных источников питания со входным напряжением от 110 В. В цепи выпрямления блока питания CHIEFTEC CTG-550-80P установлен конденсатор проверенной компании TEAPO емкостью 390 мкФ при 400 В, рассчитанный на максимальную температуру 85ºС. Размер трансформатора как и емкости конденсатора можно считать вполне соответствующим источнику питания мощностью 500 Вт.

Рис.13 Трансформатор блока питания

В выходной цепи установлены достаточно габаритные дроссели, а также конденсаторы компании TEAPO, рассчитанные на температуру в 105ºС, так как область в выходных цепях является наиболее горячей. Из-за плотного монтажа нам не удалось рассмотреть маркировку элементов, но было заметно, что они очень аккуратно установлены на радиаторы через термопрокладку с применением термоинтерфейса. По монтажу на плате можно определить, что вторая линия +12В подведена только к 4-контактному разъему ATX12V (к половине 8-контактного разъема EPS12V).

рис.14 Четырехканальная схема мониторинга и защит PS224

Четырехканальная схема мониторинга и защит PS224 по спецификации обеспечивает защиту от превышения или понижения напряжения на выходных линиях +12В, +5В и +3,3В, а также защиту от перегрузки этих каналов.

Рис.15 Качество пайки на обратной стороне печатной платы достаточно хорошее.

В своей ценовой категории блок питания CHIEFTEC CTG-550-80P является очень привлекательным решением с точки зрения возможностей. Данная модель хотя и "не хватает звезд с небес", но достаточно хорошо сбалансирована. Стоит отметить, что реальная мощность источника при продолжительной нагрузке примерно равна 500 Вт, чего должно быть достаточно для питания конфигурации с любым производительным процессором и любой производительной видеокартой. Уровень шума блока питания даже на максимальной скорости вращения можно оценить как средний или выше среднего в зависимости от предпочтений пользователя. К положительным качествам блока питания CHIEFTEC CTG-550-80P, которые придают ему привлекательность, можно отнести хорошую эффективность преобразования, которая вполне соответствует стандарту 80 PLUS, а также достаточно стабильные значения напряжений на выходе даже при сильной нагрузке.

Достоинства:

·достаточно высокий уровень КПД;

·приемлемая стоимость;

·хорошая стабильность напряжений в заявленном диапазоне;

·активный метод компенсации реактивной мощности.

К недостаткам можно отнести:

·реальная мощность, на которую стоит рассчитывать, немного меньше заявленной;

·не очень эффективная система охлаждения.

. РАСЧЕТНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В этом пункте я опишу систему компьютера, у которого я буду рассчитывать необходимую мощность для нормальной работы системы.

КомплектующиеНаименованиеКоличествоЦенаМатеринская платаGigabyte GA-X79-UD519 297 руб.Центр. ПроцессорIntel Core i7-3770110 562 руб.ВидеокартаGeForce GTX660 Ti111 114 руб.Оперативная памятьCorsair Dominator GT 2133 МГц х228 960 руб.Жесткий дискHITACHI DeskStar H3IK40003254SW17 907 руб.КорпусКорпус ATX FullTower Zalman GS120018 319 рубЗвуковая картаASUS Xonar HDAV1.3 Deluxe18 941 рубИтог : 65 100

Определение необходимой мощности блока питания.

Необходимо учитывать не только общую мощность, но и мощность каждого питающего напряжения. Просуммировав мощность отдельных устройств и получив общую потребляемую мощность, необходимо умножить полученное значение на 1,5, так как оптимальный режим работы блока питания - в пределах 30-70% от его максимальной мощности.

Программа для расчёта мощности блока питания Power Watts PC (см. прилож. 2)

Данная программа была написана для вычисления мощности блока питания, требуемого пользовательской системой, с выбранной конфигурацией. Именно мощности блока, а не комплектующих. Были занесены данные о большом количестве процессоров, их базовой мощности, с коэффициентами, позволяющими оценивать изменение потребляемой мощности при разгоне и повышении напряжения на ядре. Также, можно выбрать источник питания для процессора, что полезно для владельцев материнских плат без поддержки дополнительного питания ATX12V (P4), например, на популярной в оверклокерских кругах Epox 8RDA+ процессор питается от +5V. В целом алгоритм прост, вычисляется приблизительное потребление по различным выходам, выбирается наиболее загруженный и масштабируется, отталкиваясь от требований к блокам питания ATX12V. Программа пытается автоматически определить некоторые параметры, но для большинства других требуется ручная коррекция (как-то для кулеров, и тд). Также, имеется функция теста напряжений в простое и под нагрузкой, с выводом процентов отклонения от стандартных значений. К сожалению, данная функция отлаживалась только на трех материнских платах с микросхемами мониторинга Winbond и на материнских платах с другими системами мониторинга возможны некорректные показания.

Особенности программы:

Подсчет энэргопотребления компьютера с учетом многих устройств и параметров.

Учет разгона процессора, видеокарты и оперативной памяти.

Учет нескольких видеокарт, которые подключены к компьютеру по технологии CrossFireX или SLI.

Возможность расчета с выбором нескольких оптических приводов и жестких дисков с одинаковыми или разными характеристиками.

Что нового:

Добавлены новые процессоры AMD FX и AMD A-Series;

Добавлены новые видеокарты AMD 7xxx и AMD 6xxx;

Изменено энергопотребление половины видеокарт на правильное и более точное;

Добавлены новые локализации.

блок питание напряжение мощность

4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

·Недопустимо использование некачественных и изношенных компонентов в системе электроснабжения, а также их суррогатных заменителей: розеток, удлинителей, переходников, тройников. Недопустимо самостоятельно модифицировать розетки для подключения вилок, соответствующих иным стандартам. Электрические контакты розеток не должны испытывать механических нагрузок, связанных с подключением массивных компонентов (адаптеров, тройников и т. п.).

·Все питающие кабели и провода должны располагаться с задней стороны компьютера и периферийных устройств. Их размещение в рабочей зоне пользователя недопустимо.

·Запрещается производить какие-либо операции, связанные с подключением, отключением или перемещением компонентов компьютерной системы без предварительного отключения питания.

·Компьютер не следует устанавливать вблизи электронагревательных приборов и систем отопления.

·Недопустимо размещать на системном блоке, мониторе и периферийных устройствах посторонние предметы: книги, листы бумаги, салфетки, чехлы для защиты от пыли. Это приводит к постоянному или временному перекрытию вентиляционных отверстий.

·Запрещается внедрять посторонние предметы в эксплуатационные или вентиляционные отверстия компонентов компьютерной системы.

Все компоненты системного блока получают электроэнергию от блока питания. Блок питания ПК - это автономный узел, находящийся в верхней части системного блока. Правила техники безопасности не запрещают вскрывать системный блок, например при установке дополнительных внутренних устройств или их модернизации, но это не относится к блоку питания. Блок питания компьютера - источник повышенной пожаро-опасности, поэтому вскрытию и ремонту он подлежит только в специализированных мастерских.

Блок питания имеет встроенный вентилятор и вентиляционные отверстия. В связи с этим в нем неминуемо накапливается пыль, которая может вызвать короткое замыкание. Рекомендуется периодически (один - два раза в год) с помощью пылесоса удалять пыль из блока питания через вентиляционные отверстия без вскрытия системного блока. Особенно важно производить эту операцию перед каждой транспортировкой или наклоном системного блока.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате курсового проекта был разработан алгоритм модернизации высокопроизводительного компьютера.

Данный алгоритм в дальнейшем может быть использован в качестве инструкции для сотрудников вычислительной станции на каком-либо предприятии, для индивидуальных пользователей или для студентов ссузов изучающих дисциплины, связанные с техническим обслуживанием, модернизацией и ремонтом средств компьютерных систем и комплексов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. А.В.Головков, В.Б.Любицкий "Блоки питания для системных модулей типа IBM PC-XT/AT", 1995г, Издательство: М.: "ЛАД и Н"

. Скотт Мюллер " Модернизация и ремонт ПК", издание 13. Москва. Изд. QUE.

Список используемых Интернет ресурсов.

.Блоки питания РС. Импульсные блоки питания PC. #"justify">. ЖЕЛЕЗО. Восстанавливаем и модернизируем блок питания. #"justify">ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СПЕЦИФИКАЦИЯ БЛОКА ПИТАНИЯ CHIEFTEC CTG-550-80P

ПроизводительCHIEFTECМодель CTG-550-80PТипATX12V v2.3Мощность, Вт550Мощность по каналу 12В, Вт450Линий +12V2, виртуальныеВыходы+3.3V - 25 A, +5V - 25 A, +12V1 - 25 A, +12V2 - 25 A, -12V - 0,3 A, +5VSB - 2,5 APCI-E разъемов2SLI ReadyнетCrossFire CertifiedНетМодульныйНетКПД>80%Сертифицирован 80 PLUSнетКоэффициент мощности (PF)>0,9Метод компенсации коэффициента мощностиАктивныйВходное напряжение, В230Частота, Гц50Входной ток, А4,5Размер вентилятора, мм120 х 120 х 25Уровень шума, дБ-Регулятор скорости вращенияЕстьЭлектромагнитные безопасность и совместимость (EMI/EMC)TUV, CE, CBРесурс, часов-Соответствие RoHS (низкое содержание в припое свинца и кадмия)ЕстьРазмеры (ШхДхВ), мм150х160х86КомплектацияШнур питания, винты крепленияВес, кг-Гарантия3 годаСайт производителя#"justify">ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЁТА МОЩНОСТИ БЛОКА ПИТАНИЯ POWER WATTS PC

Государственное образовательное бюджетное учреждение среднего профессионального образования Воронежской области "Воронежский техникум строительных техно

Больше работ по теме: