Меню

Узлы питания материнских плат

Узлы питания материнских плат

Схема питания процессора на материнской плате

Производя ремонт компьютеров 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 не всегда рентабелен, но в случае выхода из строя схемы питания процессора, например — вполне выполним.

Материнская плата — сложный узел компьютера считающийся неремонтопригодным. Однако, вооружившись мультиметром, диагностической POST-картой, паяльником и имея голову на плечах, выполнить несложный ремонт материнки — задача посильная любому инженеру-электронщику.

Признаки неисправности материнской платы

С чего начать ремонт материнской платы? С диагностики и визуального осмотра в первую очередь!

Самый явный признак неисправности материнской платы — когда компьютер не стартует (т.е. блок питания подает все напряжения, а инициализации железа с соответствующими надписями на экране монитора нет). Еще довольно распространенное явление — старт-стоп, когда после включения блок питания «уходит в защиту» по причине КЗ по линиям питания процессора (если же вынуть 4-х пиновый коннектор из материнской платы, блок питания запустится, но старта системы конечно же не будет).
Начинать диагностику материнской платы следует с визуального осмотра последней.

Выявление выгоревших компонентов на материнской плате позволяют облегчить ее диагностику

Выстреливший мосфет в цепи питания материнской платы

Вздутые конденсаторы в цепи питания процессора

Прогар (в следствии пробоя) в микросхеме контроллера

Случается, что при визуальном осмотре неисправной материнской платы почти сразу находится элемент содержащий следы трещин, прогара или вздутия. Диагностика материнки на этом считается законченной и дальнейший ремонт состоит в замене неисправных компонентов новыми.

Принцип диагностики материнской платы на примере Biostar A785-GE

Ниже представлена диагностика материнской платы Biostar A785-GE при помощи мультиметра. Заявленная неисправность: при наличии модуля ОЗУ в любом из слотов — отсутствие старта материнской платы, при отсутствии ОЗУ — повторяющиеся короткие сигналы POST BIOS.

Принцип диагностики материнской платы гласит: после визуального осмотра обязательная проверка питающих напряжений ремонтируемого устройства и его узлов.

То, что материнская плата пытается стартовать при отсутствующей планке оперативной памяти и даже проходит какие-то этапы самотестирования означает, что на процессор приходят все питающие напряжения, клокер работает и сигнал Reset снят, а отсутствие старта при вставленном в слот модуле ОЗУ свидетельствует о проблемах с питающими напряжениями оперативной памяти.

Давайте попробуем разобраться какие напряжения необходимы для работы оперативной памяти DDR-II

Список необходимых напряжений для модулей памяти

Распиновка слота ОЗУ DDR-II

Основные напряжения питания ОЗУ на материнской плате следующие:

  • VDD — Напряжение питания модулей ОЗУ (для DDR-II — 1.8В).
  • VDDSPD — Напряжение питания микросхемы SPD (маленькая восьминожечная, в ней зашиты параметры модуля).
  • VREF — Опорное напряжение (1/2 от питающего).
  • VTT — напряжение терминации (половина питающего, т.е. 1/2 VDD). Для модулей DDR-I и DDR-II оно подводится из-вне, с резисторных сборок распаянных на материнке. Для DDR-III цепи терминации VTT распаяны уже на самой плате модуля ОЗУ.
Диагностика неисправной материнской платы с помощью мультиметра показала наличие всех питающих напряжений кроме терминирующих (VTT) . Напряжение терминации призвано устранить т.н. «звон» — ненужные отражения полезного сигнала.Напряжение терминации подается на модуль ОЗУ через резисторные сборки распаянные непосредственно на материнской плате и соответственно замерять его удобно именно на этих сборках.
За напряжения терминации отвечает микросхема-регулятор (LDO) — FP6137C. Она состоит из операционного усилителя и пары n-канальных полевых транзисторов включенных по двухтактной схеме. Для правильной работы FP6137C ей требуются:

  • Напряжение питания транзисторов — VIN и VCNTL — питание операционного усилителя.
  • REFEN — разрешающее напряжение «включающее» микросхему (пачки импульсов).
  • VOUT — выход регулятора, имеет форму прямоугольных импульсов частотой 1KHz. На этом выводе и формируется напряжение VTT 0.9/1.25В По сути выходное напряжение = 1/2 питающего напряжения оконечного транзисторного каскада VIN.
Читайте также:  Рациональное питание расчет дневного рациона обж

Согласно даташиту на микросхеме LDO FP6137C присутствовали все необходимые для ее работы напряжения, однако на выходе оставался по прежнему низкий уровень. Данная микросхема была признана неисправной и заменена аналогичной RT9199 от Richtek.

Замена неисправной микросхемы-регулятора напряжения терминации

После ее замены материнская плата Biostar A785-GE успешно стартовала.

Полное видео ремонта материнской платы Biostar A785-GE

Общий принцип схемы питания процессора на материнской плате

Перед началом ремонта питающих узлов материнской платы, неплохо было бы разобраться в общем принципе функционирования преобразователей напряжения. Современные процессоры могут потреблять пиковый 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.

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

Пример реализации схемы 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.

Схема питания CPU материнской платы на чипсете i865

Напряжения питания процессоров Intel согласно оф. спецификации

Как и любой микросхеме процессору необходимо напряжение питания и не одно, а целый набор. Все напряжения питания процессора формируются на материнской плате при помощи преобразователей и подаются на соответствующие ножки процессорного сокета. В процессе диагностики материнской платы необходимо убедиться в наличии основных напряжений на процессоре. Их перечень согласно спецификациям компании Intel приведен ниже.

Типы питающих напряжений процессоров Intel 6-gen

Vcc — напряжения ядра процессора

Vcc GT — напряжение на встроенном графическом ядре

Vcc SA — напряжение питания интегрированного северного моста System Agent (System Agent, включает в себя контроллер памяти DDR3, модуль управления питанием (Power Control Unit, PCU), контроллеры PCI-Express 2.0, DMI)

Читайте также:  Белковое питание для беременной женщины

Vcc PLL — напряжение на интегрированный генератор тактовой частоты

Vcc IO — аналог QPI/VTT на платформе s1366, или VTT (FSB termination voltage) на платформе s775, питающее напряжение для внешних сигнальных шин процессора (ОЗУ)

VDDQ — напряжение контроллера памяти

Подробные спецификации сигнальных линий и питания процессоров Intel

На официальном сайте в разделе технической документации можно скачать подробные спецификации процессоров Intel 5…8-го поколений.

Здравствуйте. У меня проблема. Когда ноутбук переходит в спящий режим я двигаю мишкой и он не включается. Приходиться перерзапускать с помощью кнопки. Как можно устранить эту проблему?

Обновите драйвера с официального сайта. Также обновите ATK ACPI Utility.

Здравствует… Такая ситуация- переустановил винду с XP на WIn7 макс-ная, пропал звук, но инденторы звука шевелятся. Драйвера установлены, колонки рабочие гнёзда для штекеров целы. Ломаю голову чем поможете?
Звуковой адаптер Analog Devices AD1986A @ VIA VT8237A High Definition Audio Controller

Системная плата Asus P5VD2-MX (2 PCI, 1 PCI-E x1, 1 PCI-E x16, 2 DDR2 DIMM, Audio, Video, LAN)

Тип ЦП Intel Pentium 4 540J, 3200 MHz (16 x 200)

Здравствуйте. Я хотел бы спросить: вот я случайно засунул во вход под динамики на задней панели маленький болтик. Теперь не могу его вытащить и вставить штекер динамиков. Хотел включить динамики в переднюю панель, но она почему-то не работает, я её подключил и драйвер установил, а она всё-равно не работает. Что нужно сделать чтобы заработала передняя панель(как переключиться с задней панели на переднюю)?

Comments are closed.

Ремонт компьютеров, компьютерная помощь онлайн

?Платные консультации, компьютерная помощь программиста онлайн

Источник



Узлы питания материнских плат

Системы питания современных материнских плат ASUS, рассчитаны на любые нагрузки и условия работы. В них применяются спаренные силовые модули с температурно-сбалансированным расположением – такая архитектура наиболее оптимально соответствует особенностям новейших процессоров AMD Ryzen и Intel Core, отличающихся большим количеством вычислительных ядер.

Система питания материнской платы – почему она так важна?

Преобразование напряжения, получаемого от блока питания, в величину, требуемую центральным процессором, осуществляется системой питания материнской платы. Стабильное напряжение с минимальным уровнем флуктуаций означает стабильную работу всего компьютера, даже в режиме разгона. Ниже описаны основные составляющие систем питания материнских плат ASUS.

Спаренные силовые модули
Высококачественная элементная база
Температурный баланс

Современные процессоры выдвигают повышенные требования к системе питания материнской платы, поскольку практически моментально переходят из энергосберегающего «сна» в режим работы под полной нагрузкой. Платы ASUS легко справляются с этими колебаниями, используя спаренные силовые модули и полноценную систему охлаждения.

  • Немного истории
  • Картина меняется
  • Задавая тенденцию

Компания ASUS стала первым производителем материнских плат, реализовавшим систему питания на базе сдвоенных фаз – в модели A8N32-SLI Deluxe, выпущенной в 2005-м году. Эта плата заслужила всеобщую похвалу за то, что легко удовлетворяла потребности доступных на тот момент компонентов, при этом максимально снижая флуктуации напряжения. В результате такая схема стала общепринятой – сдвоенные фазы применяются в материнских платах с аналогичными целями и сегодня.

ASUS выпускает первую материнскую плату со сдвоенными фазами.

Процессоры нынешнего поколения включают в себя большее число ядер, чем их предшественники, а дополнительные наборы инструкций позволяют им с еще большей скоростью справляться с интенсивными вычислительными нагрузками. Кроме того, они обладают более низким энергопотреблением в режиме простоя и быстрее переключаются между различными состояниями, соответствующими разным уровням нагрузки. Такие изменения требуют соответствующей адаптации системы питания, поскольку удвоители фаз срабатывают недостаточно быстро.

Система питания на базе спаренных силовых модулей показывает практически такую же рабочую температуру, что и система с удвоителями фаз.

Читайте также:  Субсерозный узел с признаками нарушения питания

К счастью, современные интегрированные силовые элементы могут работать с большими токами, чем компоненты прошлых лет, что позволяет реализовать упрощенную схему без ограничений, накладываемых удвоителями фаз. Вот почему на новых материнских платах ASUS применяются спаренные силовые модули, которые поддерживают более высокий ток для каждой фазы и обладают такими же температурными характеристиками, что и схемы с удвоителями фаз.

Подробнее о температурном сравнении

Система питания на базе спаренных силовых модулей показывает практически такую же рабочую температуру, что и система с удвоителями фаз.

Схема со спаренными силовыми модулямиn

Схема с удвоителями фаз

Новая схема подразумевает использование двух силовых модулей в тандеме для того, чтобы обеспечить большую мощность.
**Наведите указатель мыши для воспроизведения и сравнения**

Стабильная подача электроэнергии процессору начинается на уровне отдельных элементов системы питания. Вот почему так важно качество составляющих ее ШИМ-контроллера, транзисторов, дросселей и конденсаторов.

На материнских платах ASUS применяются тщательно отобранные компоненты, благодаря которым обеспечиваются надлежащие температурные условия, стабильность и надежность работы компьютера в долгосрочной перспективе.

Каждый элемент системы питания служит определенной цели. Щелкните по кнопкам ниже, чтобы увидеть подробные описания.

ШИМ-контроллер управляет системой питания, переключая силовые модули, чтобы с максимальной точностью подать на процессор нужное напряжение.

Силовой модуль состоит из драйвера и двух транзисторов. Благодаря такой интеграции этот компонент, специально оптимизированный под требования современных центральных процессоров, обычно отличается большей эффективностью по сравнению с дискретными.

Дроссель используется для хранения электрической энергии и регулирования тока.

Конденсатор поглощает электрическую энергию при всплесках напряжения и выдает дополнительную, когда напряжение проседает. Иными словами, он смягчает колебания напряжения, подаваемого на процессор.

Помимо схемотехники и качества элементной базы важную роль в работе системы питания играет расположение составляющих ее компонентов. Чтобы предотвратить появление отдельных зон с высокой температурой, менее загруженные силовые модули, питающие процессорный SoC-блок, находятся между остальными, а модули питания процессорного ядра (Vcore) активируются вразброс, а не в порядке их физического расположения.

*На материнских платах ASUS с чипсетом AMD X570.

Отзывы и награды

Основанная на фундаментальных принципах схемотехника представляет собой лишь первый шаг к созданию первоклассной материнской платы. Ведь в конечном счете мерилом успеха является ее работа в реальных условиях. Именно ориентация на высокое качество и безупречное функционирование готовой продукции является залогом того, что бренд ASUS лидирует на рынке материнских плат. Об этом свидетельствуют и восторженные отклики экспертов:

ROG Crosshair VIII Hero

«Температура порядка 50 градусов Цельсия – весьма и весьма неплохой показатель». – Der 8auer

TUF Gaming X570 Plus

«Чрезвычайно хороша – всего 61 градус Цельсия – учитывая, насколько она дешевле». – Der 8auer

TUF Gaming X570-Plus

«Температура системы питания платы ASUS TUF Gaming весьма впечатляющая». – Hardware Unboxed

ROG Crosshair VIII Impact

«Если вы планируете собрать миниатюрного монстра, добавив в его конфигурацию Ryzen 3950X, то лучшего варианта не придумаешь». – bit-tech

ROG Crosshair VIII Hero (Wi-Fi)

«У этой материнской платы есть весьма серьезные разгонные возможности». – eTeknix.com

ROG Strix X570-E Gaming

«Разгонять с помощью новейшей версии интерфейса ASUS UEFI очень легко, и мы смогли ускорить наш Ryzen 9 3900X до 4,4 ГГц». – OC3D. NET

ROG Rampage VI Extreme Omega

«Система питания и ее радиаторы на этой материнской плате – среди лучших, что мы встречали у моделей на базе чипсета X299». – TweakTown

ROG Maximus XI Extreme

«Материнская плата работает ожидаемо для флагмана серии ROG, то есть великолепно. Maximus XI Extreme не испытывает проблем даже с безумно мощным разогнанным процессором 9900K». – ProClockers

Источник