2.5 Система водяного охлаждения Asetek в Mac Pro
Компания Asetek, известный производитель систем водяного охлаждения, который специализируется на OEM решениях для сборщиков компьютеров (хотя в прошлом компания радовала и простых энтузиастов СВО) продемонстрировала систему водяного охлаждения, установленную на компьютер Apple Mac Pro. Именно на компьютер фирмы Apple, а именно двухпроцессорную рабочую станцию Apple Mac Pro, оснащенную двумя четырехъядерными процессорами Intel Xeon. «Какую систему водяного охлаждения поставили на Apple Mac Pro?» — спросите вы, все просто — компьютер Apple Mac Pro оснастили OEM системой водяного охлаждения, которую, обычно, ставят в двухпроцессорные рабочие станции компании HP. Данная СВО базируется на основе двух гибридных модулей, представляющих собой скомпонованные вместе процессорный ватерблок с помпой (такие модули знакомы нам по системам Corsair H50 или решениям от CoolIT), причем оба модуля соединены параллельно, а также в контуре, как и полагается, есть радиатор СВО (рассчитан на установку двух 120 мм вентиляторов), при этом система водяного охлаждения заправлена и является необслуживаемой (рисунок 2). И хотя наличие двух помп в системе водяного охлаждения является в общем-то избыточным, некоторый смысл в этом есть т.к. если одна из них «уйдет в небытие», то вторая сможет без проблем прокачивать всю систему, а пользователь ничего не заметит так что есть некоторое повышение надежности, особо актуальное для пользователей, которым важно чтобы потенциальные проблемы не останавливали рабочий процесс.
Рисунок 2 – СВО в системном блоке.
3. Практическая часть
3.1 Диагностика блока питания компьютера.
Диагностика (тестирование) блока питания заключается в проверке его принципиальной работоспособности "на включение". Также проводится проверка блока питания в рабочем режиме на соответствие реальных выходных параметров заявленным, на стабильность показываемых характеристик при разном уровне конечной нагрузки. От качества выходного электроснабжения, получаемого с блока питания, напрямую зависит нормальная и стабильная работоспособность как самого компьютера в целом, так и отдельных составных частей, их долговечность. Неисправность блока питания зачастую ведет к выходу из строя других дорогостоящих частей компьютера. В случае нестабильной работы системного блока, его самопроизвольного выключения, поиск неисправностей нужно начинать с проверки блока питания.
3.2 Ремонт блока питания компьютера
Большинство производителей применяют простые схемы ИБП. Наличие нескольких уровней защиты способно часто лишь усложнить ремонт и практически не влияют на надежность, так как повышение надежности за счет дополнительной петли защиты компенсируется ненадежностью дополнительных элементов, а нам при ремонте приходится долго разбираться, что это за детали и зачем они нужны. Конечно, каждый ИБП имеет свои характеристики, отличающиеся мощностью, отдаваемой в нагрузку, стабильностью выходных напряжений, диапазоном рабочих сетевых напряжений и другими характеристиками, которые при ремонте играют роль, только когда нужно выбрать замену отсутствующей детали.
После разборки БП (рисунок 3) необходимо прозвонить на короткое замыкание ключевые транзисторы (типично BUT11A), резисторы на 1..3 Ом. в базе их на обрыв, мост на короткое/обрыв, пред-выходные транзисторы на кз/обрыв, диоды во вторичных цепях на пробой.
Рисунок 3 – Блок питания ПК.
Ремонт блока питания производится по плану:
общая проверка;
принципиальные схемы блоков питания компьютеров;
пpовеpка микpосхемы TL494 и ее аналогов.(М1114ЕУ4, mPC494C, IR3M02);
основные параметры М1114ЕУ3, М1114ЕУ4;
алгоритм поиска неисправностей М1114ЕУ3, М1114ЕУ4.
В качестве предвыходных при замене можно ставить наши КТ315, выходные или наши КТ872, КТ8114 (но тогда для самозапуска возможно потребуется снижение номинала резисторов между базой и коллектором их до 200к...150к), или импортные: 2SC3447, 2SC3451, 2SC3457, 2SC3460(61), 2SC3866, 2SC4706, 2SC4744, BUT11A, BUT12A, BUT18A, BUV46, MJE13005 После замены неисправных деталей проверить исправность микросхемы ШИМ TL494 или ее аналога, если определено что она неисправна - заменить. Желательно для профилактики убрать переключатель 220/120в. При включении в сеть для проверки, необходимо вместо предохранителя включить лампу накаливания 100вт 220в, а в выходную цепь +5в резистор 2...5ом 20вт. При работе понадобится принципиальная схема блока питания (рисунок 4).
Рисунок 4 – Принципиальная схема БП
Пpовеpка микpосхемы TL494 и ее аналогов (М1114ЕУ4, mPC494C, IR3M02). В состав этой ИС входит: задающий генератор пилообразного напряжения А1, частота генератора задается внешним резистором R1 конденсатором C1 и может быть приближенно определена по формуле f=1/(C1*R1). R1 включается между выводами 6 и 7, а C1 между выводами 5 и 7. Амплитуда пилы не зависит от номиналов R1 и C1 и приблизительно равна 4В; усилитель цепи обратной связи DA2; широтно-импульсный модулятор, выполненный на компараторе DA4; усилитель защиты преобразователя от перегрузки по току или короткого замыкания на нагрузке DA1; делитель частоты на два, выполненный на счетном тигере DD2; каскады совпадения на элементах DD1, DD5, DD6; каскад на компараторе DA3, позволяющий построить:
схему исключения перенапряжения на выходе преобразователя в переходных режимах;
схему ограничения диапазона изменения коэффициента заполнения в необходимых пределах;
схему обеспечения плавного выхода преобразователя на режим.
А также включает в себя:
логические элементы DD3, DD4 предназначенные для задания режима управления либо однотактными либо двухтактными преобразователями;
выходные транзисторы Q1 и Q2;
встроенный непрерывный стабилизатор напряжения DA5 и реле напряжения (пороговое устройство) DA6;
развязывающие диоды D1, D2 для обеспечения функции "ИЛИ" для выходных сигналов микросхем DA1, DA2.
Микросхема управления работает следующим образом. Непрерывный стабилизатор напряжения обеспечивает питанием все функциональные узлы ИС и задает опорное напряжение +5В (вывод 14) относительно общего вывода 7. Реле напряжения DA6 разрешает прохождение сигналов управления на базы транзисторов Q1 и Q2 только в том случае, если DA5 вышла на режим. Пилообразное напряжение (вывод 5), вырабатываемое генератором А1, поступает на вход компараторов DA3, DA4. На другой вход ШИМ-компаратора DA4, через развязывающий диод D2 поступает сигнал рассогласования с усилителя ошибки DA2. На один из входов DA2, непосредственно или через делитель, подключается источник опорного напряжения с вывода 14, а на другой вход поступает напряжение цепи обратной связи, т.е. выходное какого- либо канала (обычно с канала +5В). Между выводами 3 и 3, как правило, включается корректирующая RC-цепь для обеспечения устойчивой работы стабилизирующего преобразователя. С выхода ШИМ- компаратора прямоугольные импульсы поступают на один вход схемы совпадения DD1, с ее выхода импульсы проходят на счетный тригер DD2 и на схемы совпадения DD5, DD6. Если на управляющий вход элементов DD3, DD4 (вывод 13) подана логическая единица, то микросхема обеспечивает управление двухтактными преобразователями с паузами на нуле, а если на вывод 13 подан логический ноль (вывод 13 соединен с выводом 7), то DD2 не оказывает воздействие на работу ключей DD3, DD4 и в этом случае микросхема может быть использована для ШИМ или ЧИМ управления однотактными преобразователями. Для построения защиты /%`%#`c'.* по току, как отмечалось ранее, может быть использован DA1, при этом на один из его входов подается опорное напряжение, определяющее уровень срабатывания токовой защиты, а на второй вход подается сигнал с датчика тока. Узлы с использованием схем DA1 и DA3 могут быть самыми разнообразными. Для увеличения выходной мощности микросхемы при управлении однотактниками транзисторы Q1 и Q2 могут быть запараллелены, поскольку в этом режиме они работают синхронно и синфазно.
Основные параметры М1114ЕУ3, М1114ЕУ4:
Uпит. микросхемы (вывод 12) - Uпит.min=9В; Uпит.max=40В;
Допустимое напряжение на входе DA1, DA2 не более Uпит/2;
Допустимые параметры выходных транзисторов Q1, Q2:
Uнас менее 1.3В; Uкэ менее 40В; Iк.max менее 250мА Остаточное напряжение коллектор-эммитер выходных транзисторов не более 1.3В.
I потребляемый микросхемой - 10-12мА.
Допустимая мощность рассеивания 0.8Вт при температуре окр. среды +25С;
0.3Вт при температуре окр. среды +70С;
Частота встроенного опорного генератора не более 100кГц.
Выводы М1114ЕУ4 полностью соответствуют выше перечисленным зарубежным аналогам, а соответствие между выводами М1114ЕУ3 и М1114ЕУ4 представлено ниже в таблице 1.
Таблица 1. Соответствие выводов микросхем
М1114ЕУ4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
16М1114ЕУ3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
15 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
16 |
1 |
2 |
3 |
Алгоритм поиска неисправностей М1114ЕУ3, М1114ЕУ4
Проверка работоспособности микросхемы производится при отключенном БП и при питании ИС от внешнего ИВЭП напряжением +9В...+15В поданного на 12-й вывод относительно 7-го. Все измерения проводятся тоже относительно 7-го вывода. Кроме того подключение к ИС лучше осуществлять подпайкой проводов, а не с помощью "крокодилов", это обеспечит повышенную надежность контакта и исключит возможность ложных соприкосновений.
1. При подаче внешнего напряжения смотрим осциллографом напряжение на 14-ом выводе, оно должно быть +5В(+/-5%) и оставаться стабильным при изменении напряжения на 12-ом выводе от +9В до +15В. Если этого не происходит, то значит вышел из строя внутренний стабилизатор напряжения DA5.
2. С помощью осциллографа наблюдаем наличие пилообразного напряжения на выводе 5 (см.рис.1.1а UвхDA4) если оно отсутствует или имеет искаженную форму, то необходимо проверить исправность времязадающих элементов C1 и R1 подключаемых соответственно к 5- му и 6-му выводам, если эти элементы исправны, то неисправен встроенный генератор и необходима замена ИС.
3. Проверяем наличие прямоугольных импульсов на выводах 8 и 11. Они должны соответствовать диаграмме 5 и 5' на рис.1.1а. Если импульсы отсутствуют, то ИС неисправна, а если присутствуют, то проверяем работоспособность других узлов ИС.
4. Соединив проводником 4-й вывод с 7-м, мы должны увидеть, что ширина импульсов на 8-м и 11-м выводах увеличилась; соединив 4-й вывод с 14-м импульсы должны исчезнуть, если этого не наблюдается, то надо менять ИС. Снизив напряжение внешнего (ab.g-(* до 5В, мы должны увидеть, что импульсы исчезли (это говорит, что сработало реле напряжения DA6), а подняв напряжение до +9В...+15В импульсы должны снова появиться, если этого не произошло и импульсы (которые могут быть произвольными) присутствуют на 8 и 11, то значит в ИС неисправно реле напряжения и необходима замена микросхемы.
5. Проверка работоспособности DA2. Снимаем ранее установленную перемычку между 4-м и 7-м выводом, подаем на 12-й вывод напряжение питания в пределах +9В...+15В и соединив 1-й вывод с 14-м мы должны увидеть, что на 8-м и 11-м выводах ширина импульсом стала равной нулю, если этого не происходит, то DA2 неисправна и надо менять ИС.
6. В БП на рис.3, DA1 используется в узлах токовой защиты и если предыдущие тесты показали, что все другие узлы ИС функционируют нормально, то проверка исправности DA1 осуществляется следующим образом: подаем на 12-й вывод +9В...+15В и наблюдаем на 8 и 11 прямоугольные импульсы. От другого источника питания подаем отрицательное напряжение на 15 вывод (относительно 7-го) при этом импульсы на 8 и 11 должны исчезнуть. Если этого не происходит, то значит не работает узел защиты на DA1.