Ремонт материнских плат. Схема питания материнской платы.
Производя ремонт компьютеров на Троещине мне довольно часто приходится диагностировать неисправность материнской платы. Некоторые пользователи в таких случаях задают вполне резонный вопрос: лучше купить новую или отремонтировать старую материнскую плату? Могу сказать, что ремонт материнских плат, в основном, целесообразен только в случае уникальности последней: особенного форм фактора (берибоны HP, Dell, Asus), привязке к специфическому железу, отсутствия возможности замены остального железа, в случае, если материнская плата давно снята с продажи.
Материнская плата — сложный узел компьютера считающийся, в случае выхода из строя, неремонтопригодным. Однако, при поломках касающихся питающих узлов, иногда, можно обойтись паяльником и мультиметром (во время ремонта, конечно, не помешает схема питания материнской платы, но найти ее — задача не реальная).
Перед началом ремонта материнской платы, неплохо было бы разобраться в общем принципе функционирования преобразователей напряжения. Современные процессоры могут потреблять ток до 100А (Откуда такой ток? Напряжение питания процессоров около 1В при мощности до 100Вт, преобразовав формулу w=u*i => i=w/u получаем 100А). Величина такой, казалось бы, огромной силы тока, обусловлена применением в микросхемах ЭВМ МДП транзисторов. Такие транзисторы, ввиду их конструкции при переключении потребляют потребляют весьма высокие токи. А учитывая их количество в процессоре помноженное на частоту переключений, образуется весьма большой общий потребляемый ток процессора. Кстати, чем меньше размер МДП транзистора, тем меньше его потребляемый ток. Вот почему производители микросхем стремятся переводить производство на более тонкие тех-процессы.
Общий принцип схемы питания материнской платы.
Схема питания материнской платы организована в виде Шим-контроллера, микросхем-драйверов и MOSFET (МДП/МОП транзисторов). ШИМ-контроллер, через микросхемы-драйверы управляет транзисторами (мосфетами).
 Мосфет, он же МОП/МДП транзистор. |
 Схематическое представление мосфетов. |
Чтобы снизить нагрузку по току, цепи питания материнской платы распаралеливают делая их многофазными. Ниже приведена трехфазная схема питания процессора Intel (478 Socket) выполненная на ШИМ-контроллере ADP3180, пар мосфетов включенных полумостом и управляемых драйверами-микросхемами ADP3418. Работая поочередно, транзисторы преобразуют входное напряжение +12В от БП в пониженное импульсное подключая цепочку LC поочередно к +12В и к земле. В зависимости от тока нагрузки микросхема может изменять скважность импульсов тем самым стабилизируя Uвых. Выходное напряжение дополнительно сглаживается выпрямительными конденсаторами стоящими далее по цепи питания материнской платы.
- Схема конвертера питания материнской платы.
На рисунке выше представлена схема питания материнской платы, точнее один ее канал (фаза питания).
Обычно, таких каналов питания процессора на материнской плате используется три. Причем, работают они синхронно со сдвигом относительно друг друга (т.н. смещение фаз), что обеспечивает более сглаженное выходное напряжение.
Некоторыми производителями (MSI) используется схема питания материнской платы основанная на дискретных регуляторах напряжениях DrMOS. Дискретный регулятор напряжения исполнен на одной микросхеме, в которую интегрированы основные узлы преобразователя: MOSFET-транзисторы, драйверы управления MOSFET и ШИМ-контроллер.
Схема питания материнской платы на DrMOS
Регулятор напряжения питания материнской платы на микросхеме DrMOS
Схема питания материнской платы для процессора Intel.
Схема питания материнской платы на чипсете i865
Схема питания материнской платы на базе логики i865. ШИМ-контроллер исполнен на микросхеме ADP3180, драйверы управления MOSFET включенных полумостом исполнены на микросхемах ADP3418. Контроль тока каналов осуществляется через резисторы R589, R591, R592 соединяющие выход каждого полумоста и вход SW ШИМ-контроллера материнской платы.
Ремонт материнских плат: замена конденсаторов.
Схема питания материнской платы включает в себя большое количество электролитических конденсаторов, предназначенных для сглаживания пульсирующего напряжения. Однако, в следствии некорректной работы блока питания или по причине низкого качества самих конденсаторов, они могут выходить из строя. Внешне это проявляется в виде вздутия корпуса с выделением наружу электролита.
Вздувшиеся конденсаторы в схеме питания материнской платы.
Ремонт материнских плат следует начинать с осмотра на предмет вздувшихся конденсаторов. замену конденсаторов следует производить на такие же исправные с аналогичными параметрами: емкость, напряжение, температура(105 ℃) так же, следует обязательно проверить выходные напряжения блока питания и осмотреть его плату на предмет вздувшихся электролитов!
Вздувшиеся конденсаторы в цепи выпрямителя блока питания.