Типовые неисправности системных плат и методы их устранения

Неисправности питающих напряжений

Voltage Regulator Module (VRM) — модуль регулятора напряжения (ШИМ). Состоит из батареи электролитических конденсаторов, ряда MOSFET’ов (силовых ключей — полевых транзисторов, больших и малых), нескольких (1−3 и больше) дросселей. Главной обязанностью схемы DC-DC конвертера, является питание процессора.

Например, микросхема FAN5091 — это программируемый преобразователь постоянного напряжения фирмы «Fairchild Semiconductor». Обычно располагается рядом с панелькой процессора в окружении больших конденсаторов, дросселей и кучи силовых транзисторов и диодов, имеет 24 ноги. Работает по принципу ключевого преобразователя с широтно-импульсным управлением и индуктивным накопителем. На ножки 1−5 с процессора поступает 5 разрядов двоичного кода, нули и единицы, выходного напряжения, в соотвествие с которым цифровая схема управления формирует последовательности прямоугольных импульсов переменной длительности на ножках 14/17 и 11/8, управляющих ключами на полевых транзисторах, которые на определенное время коммутируют накопительную индуктивность и источник питания +5 вольт. В результате из +5 вольт получается напряжение +1,644 вольта. Микросхема FAN5091 может программироваться на выходное напряжение от 1,1 вольта до 1,85 вольта с шагом 25 милливольт и точностью 1% и предназначена для построения источников питания с током нагрузки до 50 ампер. Частота преобразования программируется от 200 кГц до 2 мГц. Микросхема имеет два симметричных канала, защиту от повышения и понижения питающего напряжения и перегрева: при +150 градусах отключается, а при +40 включается снова. Сгорают эти микросхемы крайне редко, в первую очередь нужно проверить 10-омный резистор по ее питанию. Ещё проверить конденсаторы по софт-старту и в бустерных цепях [3].

Часто встречающаяся неисправность импульсного стабилизатора — сгорание микросхемы ШИМ-контроллера после скачка по линии +12 В, вызванного, например, коротким замыкание по линии +5 или сгоранием БП, тогда сгорают не только ШИМ и мосфеты, но иногда и часть их SMD-обвязки.

Некоторые стабилизаторы при отсутствии процессора не работают, другие — выдают минимальное рабочее напряжение. И при высыхании входных конденсаторов стабилизатора может срабатывать защита от перегрузки из-за кажущегося увеличения падения напряжения на Rds_ON.

Если при нажатии POWER_ON запускается вентилятор и тут же все гаснет, скорее всего, уходит в защиту — надо искать короткое замыкание по питанию.

Для проверки VRM-ов, можно выпаять дроссели, и таким образом выяснить, на каком этапе происходит короткое замыкание, до или после них. Если до, то, скорее всего пробой у мосфетов, если после, то — в конденсаторах.

Наиболее часто встречающаяся неисправность системных плат K7T — это быстро сгорающий ШИМ-контроллер. Материнская плата выключается после нескольких секунд работы. Если микросхема SC1155 сильно греется, слышен свист и по осциллографу детектируется наличие помех — нужно срочно менять, может выйти из строя процессор.

Схема питания северного моста часто совмещена со схемой питания процессора, следует это учесть.

Южный мост потребляет мало энергии, потому его схема питания обычно собрана на простом линейном стабилизаторе.

Это может быть интегральная микросхема SC1117 или небольшая схема на мосфете.

Довольно часто после выхода из строя компонентов схемы питания приходится менять и сам южный мост.

Следует проверять питающие напряжения для слотов памяти, часто выходят из строя мосфеты стабилизатора питания.

Еще проблемы с питанием — это выгорание ключей, которые коммутируют дежурное или основное питание на клавиатуру, USB или сетевой контролер из-за отсутствия запаса по мощности или короткого замыкания, ключей или стабилизатора по линии +2.5 В при установке модуля памяти наоборот и т. п., но обычно это всё (дырки и почернения) видно невооруженным глазом.

Материнская плата при этом обычно вообще не включается.