چگونه پاور کامپیوتر تعمیر کنیم

تعمیر کامپیوتر و لپ تاپ

منبع تغذیه یا Power Supply

منبع تغذیه در کامپیوتر، تامین کننده انرژی و برق مصرفی اجزا مختلف کامپیوتر است و از این نظر آن را می توان قلب کامپیوتر دانست. همانطور که قلب خون کافی برای تامین انرژی مورد نیاز بافت های مختلف بدن را به آنها می رساند، منبع تغدیه نیز توان مورد نیاز برای قسمت های مختلف سیستم را تامین می کند و بدون وجود یک منبع تغذیه مناسب و خوب، بهترین قطعات کامپیوتر هم کارایی چندان مناسبی نخواهند داشت.

منبع تغذیه سوئیچینگ (Switched-Mode Power Supply)

منبع تغذیه سوئیچینگ (بصورت مخفف SMPS) یك واحد تغذیه توان (PSU) است كه به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام می‌دهد. برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در خروجی یك منبع تغذیه، دو روش رگولاسیون خطی و سوئیچینگ رایج می‌باشد.

• در روش رگولاتور خطی از ترانس و المان‌های یكسو كننده جریان و فیلتر استفاده می‌شود. نقطه ضعف این روش، تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و کیفیت دلخواه در خروجی منبع تغذیه خطی می‌باشد. فركانس کار ترانس‌ها در روش خطی 50 تا 60 هرتز است. ترانس‌های فرکانس پایین، اندازه و حجم بزرگی دارند. در روش سوئیچینگ به دلیل استفاده از فركانس بالای 50 تا 200 کیلوهرتز، حجم و وزن ترانس‌ها به میزان قابل توجهی كاهش می‌یابد.
• راندمان یا بازده توان در روش سوئیچینگ بسیار بیشتر از روش خطی است. یك منبع خطی با تلف كردن توان، خروجی خود را رگوله می‌كند ولی در روش سوئیچینگ با تغییر میزان دوره سیكل سوئیچ یا همان Duty Cycle می‌توان ولتاژ و جریان خروجی را كنترل كرد.

نکته

با یك طراحی خوب در روش سوئیچینگ می‌توان به حدود 90% بازدهی دست یافت. در توان‌های بالا از روش PWM که مخفف Pulse Width Modulation می باشد و در توان‌های پائین تر از 30 وات معمولاً از روش كلید زنی به صورت پالس‌های معمولی استفاده می‌شود.

انواع منبع تغذیه

منابع تغذيه دارای ابعاد و شكل های مختلفی می باشند، که بايد با جعبه و مادربرد نصب شده در داخل جعبه رايانه همخوانی و سازگاری داشته باشد.

• XT
• خوابيده يا روميزی AT Desk
• برجی يا ايستاده AT Tower
• Baby AT
• باريك، نقلی Rectifier
• ATX
• SFX
• WTX

در حال حاضر بیشتر از نوع ATX استفاده می شود و مدل های ديگر منسوخ شده اند و فقط در رايانه های قديمی يافت می شوند.

ويژگی های منبع تغذيه نوع ATX

• در منابع ATX جريان هوا از داخل کيس مکيده شده و از قسمت عقبی منبع تغذيه به خارج هدايت می شود تا علاوه بر منبع تغذيه برد اصلی نيز خنك شود.
• رابط منبع به برد اصلی دارای ولتاژ 3/3 ولت بوده و ديگر نياز نيست تنظيم كننده ولتاژ روی برد اصلی قرار بگيرد. (در منبع تغذيه های قديمی اين رابط وجود نداشت و نياز به يك تنظيم كننده بود تا ولتاژ ورودی را به 3.3 ولت تبديل كند)
• کليدی در پشت منبع تغذیه وجود دارد به نام کليد قطع و وصل که برای قطع کامل برق رايانه استفاده می شود. تا اين کليد در حالت وصل نباشد سيستم شروع به کار نخواهد کرد.

مدل های جدیدتر منابع تغذیه

• مدل STX

   

   

  • در منبع تغذیه STX پین ولتاژ 5- (سیم سفید) وجود ندارد و علت حذف ولتاژ 5- آن است که این ولتاژ فقط در وسایلی که با گذرگاه ISA کار می کردند کاربرد داشت. از آنجای که مادربورد های جدید همگی با گذرگاه PCI و AGP کار می کنند لذا نیازی به این ولتاژ نداریم.
• مدل WTX 
• این منبع تغذیه برای ایستگاه های کاری (کامپیوتر مادر درشبکه) طراحی شده است. این منبع تغذیه برای استفاده درسیستم های با چند پردازنده ساخته شده است که دارای قدرت بین 460 تا 800 وات بلکه بیشتر می باشد.

آشنایی با مدار پاور

به شکل زیر توجه کنید.

شکل بالا یک نمای شماتیک از اصول اولیه مدار پاور می باشد.

به مدار زیر توجه کنید.

نکته

فایل های عکس این مدار را در ریزولوشن بالا از این لینک دریافت کنید.

این مدار از بخش های زیر تشکیل شده است.

• مدار قدرت
• مدار 5 ولت StandBy یا 5vSB
• مدار تفاضلی یا Ple and Amplifier
• مدار خروجی یا ثانویه ترانس T1

مدار قدرت

به شکل زیر توجه کنید.

• محل ورود برق 220 ولت

   

   

  • در ابتدا برق 220 ولت AC توسط یک پایه که دارای سه پین است وارد مدار پاور می شود.
• خازن ضربه گیر
• یک خازن به عنوان ضربه گیر بطور موازی با محل ورود برق 220 ولت به پاور قرار دارد. هنگامی که دو شاخه پاور را به پریز برق وصل می کنید یک جرقه زده می شود و ممکن است این جرقه به مدار آسیب بزند. خازن ضربه گیر ولتاژ اضافه موقع جرقه زدن را می گیرد و اجازه نمی دهد این ولتاژ اضافه وارد مدار پاور شود.
• با استفاده از فیوز تنها اجازه عبور مقدار مشخصی جریان داده می شود و اگر جریان بیشتری از آنچه روی فیوز نوشته شده است رد شود فیوز می سوزد و ولتاژ مدار قطع می شود.
• مقاومت NTC با دما نسبت عکس دارد. در لحظه اول که پاور روشن می شود مقاومت NTC اجازه عبور جریان زیادی را نمی دهد و با بالا رفتن دما در پاور مقاومت NTC کمتر می شود و جریان بیشتری وارد مدار پاور می شود.
• با توجه به اينکه منابع تغذية سوئيچينگ به عنوان يك منبع توليد کننده نويز برای مدارات مخابراتی می باشند، با كردن ورودی و خروجی، بايد ميزان اثر تداخل الكترومغناطيسی را تا حد امكان كاهش داد. چرا که با بالا رفتن فركانس در مدار داخلی پاور، هارمونيك‌هايی با فركانس بالاتر از فركانس اصلی منبع ايجاد می گردند و موجب تداخل در باندهای راديويی و مخابراتی می‌گردد. معمولا اين بخش از دو عنصر القاگر و خازن تشکيل شده است، که وظيفه ممانعت از خروج نويز حاصل از سيستم سوئيچينگ منبع تغذيه به بيرون و همچنين ممانعت از ورود فركانس‌های اضافی حاصل از دوران موتورهای الكتريكی و يا سيستم‌های توليد كننده حرارت به داخل منبع تغذيه را بر عهده دارد. امروزه علاوه بر تقويت لاين ، با تعبيه PFC در بخش ورودی، پيشرفت‌های بيشتری صورت گرفته است.
• مدار Line Filter در بیشتر پاور ها حذف شده است.
• از پل دیود برای یکسوسازی تمام موج در مدار پاور استفاده می شود. در ابتدا در برق 220 ولت شهری که دارای ولتاژ AC می باشد نمودار ولتاژ آن بصورت زیر می باشد.
• فیوز
• مقاومت NTC
• مدار Line Filter یا EMI
• پل دیود

و بعد از پل دیود نمودار ولتاژ بصورت زیر می شود.

مشاهده می شود که بعد از پل دیود ولتاژ کاملا یکسو شده است.

• خازن های ورودی C1 و C2

   

   

  • ولتاژ 220 ولت صاف شده توسط پل دیود در اختيار خازن‌های الکتروليت ورودی (C1 و C2) با تحمل ولتاژ بالاتر از 200 ولت قرار داده می شود تا انرژی مورد نظر برای کارکرد ترانزيستور های مدار سوئيچینگ را فراهم آورند. اين قسمت معمولا از دو خازن الکتروليت با ظرفيت‌های متناسب با توان منبع تغذيه تشکيل شده است، که وظيفه كنترل سطح ولتاژ ورودی در هنگام كاركرد پاور و همچنين ذخيره انرژی مورد نياز مدار سوئيچينگ به هنگام وقفه‌های كوتاه انرژی، را برعهده دارد. ظرفيت و کيفيت خازن‌ها در اين قسمت از اهميت ويژه‌ای برخوردار می‌باشند. چرا که ظرفيت انباره انرژی و پارامترهای کيفی اين خازن‌ها در کارکرد بدون وقفه مدار وکاهش ريپل خروجی تاثير گذار میباشد.
  • خازن های C1 و C2 در هنگام پر شدن دارای ولتاژی برابر 150 ولت یا بیشتر می شوند که در مجموع 300 ولت DC برق در خود ذخیره می کنند.
  • با استفاده از خازن های C1 و C2 نمودار ولتاژ بصورت زیر می شود.

مشاهده می شود که با استفاده از خازن های الکترولیتی C1 و C2 سطح ولتاژ صاف شده است.

نکته

تا اینجا مدار قدرت پاور تمام شد. مدار قدرت پاور در ادامه با مدار های زیر ارتباط دارد.

• مدار سوئیچینگ (Power Switching)

   

   

  • از دو ترانزیستور MOSFET که با مدار قدرت در ارتباط است و یک ترانزیستور MOSFET که با مدار 5 ولت StandBy مرتبط است تشکیل شده است. به طور معمول ولتاژ DC عرضه شده توسط خازن‌های ورودی در اين قسمت تبديل به ولتاژ AC با فرکانس بالا جهت کنترل سطح ولتاژ می‌گردد. با اين کار عملا يک محيط کنترلی انعطاف‌پذير توسط Duty Cycle ، برای کاهش و افزايش ميزان ولتاژ و جريان ايجاد نموده‌ايم و از طرفی ريپل خروجي را با تعبيه خازن‌ها و سلف‌های محدودتری می‌توانيم کنترل نماييم. همچنين با بالا بردن فرکانس جريان AC ، نياز به ترانسفورماتور (T1) با ابعاد خيلی بزرگ نخواهيم داشت و از اتلاف انرژی بيشتر، جلوگيری نموده‌ايم. اين بخش معمولا از دو ترانزيستور قدرت (MOSFET) تشکيل شده است که وظيفه كنترل سطح ولتاژ خروجی از طريق زمان روشن و خاموش شدن ( سوئيچ کردن ) را بر عهده دارد . همچنين ترانزيستور سوئيچ ديگری نيز برای عمليات راه‌اندازی مدار StandBy پاور، در اين قسمت وجود دارد، که عموما تا زمان قطع کامل ولتاژ ورودی، درگير می‌باشد.

نکته

دقت کنید در بعضی مدار ها برای راه اندازی مدار StandBy بجای ترانزیستور MOSFET موجود برای ساخت ولتاژ AC فرکانس بالا در مدار سوئیچینگ از یک آی سی (IC M605 در این مدار) برای این کار استفاده می شود.

• مدار 5vSB

   

   

  • آی سی های داخلی پاور برای عملکرد نیاز به یک ولتاژ DC داخلی دارد که وظیفه روشن کردن آی سی مدار پاور را بر عهده دارد. در این مدار برای تامین ولتاژ 5 ولت باید ولتاژ 300 ولت DC خازن های C1 و C2 را به یک ولتاژ AC با فرکانس بالا تبدیل کنیم (توسط آی سی M605 در این مدار یا توسط فت IRF موجود در مدار سوئیچینگ) سپس با استفاده از یک ترانس کاهنده ولتاژ 5 ولت StandBy را فراهم کنیم.
• ترانس خروجی T1
• وظیفه ساختن ولتاژ های مناسب در مدار خروجی را بر عهده دارد. دقت کنید برای اینکه ابعاد ترانس ها کاهش یابد لازم است فرکانس ولتاژ بیشتر شود.

نکته

برای کاهش اندازه ترانس در مفهوم کلی لازم است ولتاژ DC فرکانس پایین به ولتاژ AC فرکانس بالا تبدیل شود سپس دوباره DC شود.

مدار 5 ولت StandBy یا 5vSB

مدار داخلی پاور (IC) برای عملکرد نیاز به یک ولتاژ 5 ولتی DC داخلی دارد که وظیفه روشن کردن آی سی کنترل مدار پاور را بر عهده دارد. در این مدار برای تامین ولتاژ 5 ولت باید ولتاژ 300 ولت DC خازن های C1 و C2 را به یک ولتاژ AC با فرکانس بالا تبدیل کنیم (با استفاده از ترانزیستور MOSFET مدار سوئیچینگ یا IC M605 در این مدار) سپس با استفاده از یک ترانس کاهنده و دیود و خازن ولتاژ 5 ولت StandBy را فراهم کنیم.

به شکل زیر توجه کنید.

• IC M605

   

   

  • با استفاده از این IC یا نمونه های مشابه می توان ولتاژ 300 ولت DC خازن های C1و C2 که با فرکانس 50 هرتز کار می کنند را به ولتاژ AC با فرکانس بالا تبدیل کرد.
• ترانس کاهنده T3
• با استفاده از ترانس کاهنده T3 می توان ولتاژ 300 ولت AC فرکانس بالا را به ولتاژ 5 ولت AC با فرکانس بالا تبدیل کرد.
• با استفاده از این دیود های ولتاژ 5 ولت AC فرکانس بالا یکسو می شود.
• با استفاده از این خازن ها ولتاژ 5 ولت AC فرکانس بالای کسو شده به ولتاژ 5 ولت DC تبدیل می شود که همان ولتاژ 5vSB می باشد.
• رنگ این سیم در کانکتور خروجی بنفش می باشد و ولتاژ آن 5 ولت می باشد. اين ولتاژ در هر دو حالت روشن و خاموش بودن رايانه وجود دارد، اين سيگنال به صورت نرم افزاری در حالت خاموش بودن رايانه آن را روشن می کند.
• این IC یا نمونه های مشابه (TL494) مهمترین IC در مدار پاور می باشد و وظیفه کنترل پاور را بر عهده دارد. در اغلب پاورها از دو آی سی استفاده میشود.

   

   

  • یک IC که موج PWM تولید میکند و به بيس ترانزيستورهای قدرت اعمال می کند (OP1 و OP2)
  • یک IC که عمل مقایسه کنندگی ولتاژ (LM339) را انجام می دهد.

     

     

    • آی سی مقایسه کننده ولتاژ ورودی را با ولتاژ مرجع مقايسه کرده و در صورت صحت ، آی سی SG6105 یا TL494 روشن ميشود درغير اين صورت آی سی تا رفع اشکال خاموش مي ماند. در صورتی که خروجی ها اتصال کوتاه شوند (جريان زياد از آنها کشيده شود)، يا ولتاژ آنها از حد تعريف شده بالا تر رود آی سی SG6105 یا TL494 توسط اين آی سی (LM339) خاموش مي شود.
• ولتاژ ایجاد شده در خروجی IC SG6105 وارد مدار تفاضلی می شود سپس در مدار تفاضلی بعد از تبدیل شدن به یک ولتاژ AC با فرکانس بالا وارد ترانس افزاینده T2 می شود سپس با استفاده از دیود یکسو می شود و با استفاده از خازن تبدیل به یک ولتاژ DC با فرکانس بالا می شود و به پایه های بیس (Gate) ترانزیستور های مدار سوئیچینگ اعمال می شود.
• برای روشن کردن منبع تغذیه بدون اتصال به مادر بورد بایستی پین شماره 14 که به رنگ سبز رنگ می باشد و به PS_ON موسوم است را به یکی از شاخه های بدنه GND یا همان سیم مشکی وصل کنید. در منبع تغذيه های جديد تابعی تعريف شده است که به وسيله نرم افزارها می توان منبع تغذيه را کنترل نمود و باعث روشن شدن منبع تغذيه می شود. اين سيگنال به عنوان روشن بودن و يا تأمين قدرت (Power On) مادربرد را کنترل می کند.
• پس از روشن شدن سيستم، منبع تغذيه به مقداری زمان احتياج دارد تا به سطح ولتاژ مفيد و مطلوب برسد و اگر سيستم شروع به کار کند و منبع تغذيه بعد از آن به کار افتد اتفاقات بدی رخ خواهد داد. برای درستی ولتاژ و يا قدرت مطلوب به مادربرد برای اينكه رايانه قبل از آمادگی منبع تغذيه روشن نگردد سيگنالی به نام (Power Good) ارسال می شود و تا قبل از رسيدن آن مادربرد کاری انجام نمی دهد و در صورتی که مشكلی در برق به وجود آيد و جرقه ای توليد شود منبع تغذيه اين سيگنال را قطع می کند و مادربرد کار نخواهد کرد. رنگ سيم آن خاکستری است.
• دیود D11 و D12
• خازن C و C19
• سیم 5vSB
• IC SG6105
• خروجی OP1 و OP2
• سیم PSON
• سیم PG

مدار تفاضلی یا Ple and Amplifier

وظیفه مدار تفاضل ایجاد ولتاژی مناسب برای پایه بیس (Gate) ترانزیستور های مدار سوئیچینگ می باشد.

به شکل زیر توجه کنید.

• ورودی OP1

   

   

  • ولتاژ DC فرکانس بالا در خروجی OP1 و OP2 از IC SG6105 وارد ورودی مدار تفاضل یا Ple and Amplifier می شود.
• ترانزیستور Q3 و Q4
• با استفاده از این ترانزیستور ها ولتاژ DC فرکانس بالا (5 ولت) تبدیل به ولتاژ AC فرکانس بالا می شود.
• با استفاده از ترانس افزاینده T2 ولتاژ AC فرکانس بالا (5 ولت) تبدیل به یک ولتاژ AC بالاتر و با فرکانس بالا می شود.
• با استفاده از دیود ها و خازن های این بخش از مدار ولتاژ AC فرکانس بالا ایجاد شده در خروجی ترانس T2 تبدیل به دو ولتاژ DC فرکانس بالا می شود و به پایه های بیس (Gate) ترانزیستور های MOSFET مدار سوئیچینگ (Q1 و Q2) اعمال می شود.
• دو ترانزیستور مدار سوئیچینگ می باشد و پایه Gate آن ها توسط مدار تفاضلی تحریک می شود و پایه Drain آن توسط ولتاژ 300 ولت DC خازن های ورودی C1 و C2 تغذیه می شود. در اینجا دو کار صورت می گیرد.

   

   

  • اگر ولتاژ پایه Gate صفر بود ترانزیستور ولتاژ 300 ولت DC را رد می کند.
  • اگر ولتاژ پایه Gate صفر نبود ولتاژ در پایه Source برابر صفر می شود.

     

     

چگونه پاور کامپیوتر تعمیر کنیم

تاثیر قصه بر تربیت کودکان، چیست؟

نقش تربیتی قصه های شب در روند شکل گیری شخصیت کودک