Ремонт материнских плат для начинающих и не только теория полезные советы
Материнская плата ноутбука не включается. На примере ASUS A6F рассмотрим общий принцип ремонта и поиска неисправностей, которые препятствуют запуску материнской платы и поможет нам в этом POWER On Sequence (такая страничка имеется во многих схемах ноутбуков).
По диаграмме можно отследить всю процедуру запуска материнской платы, начиная с момента включения питания и вплоть до готовности процессора выполнять инструкции BIOS и определить, на каком из этапов у нас происходит ошибка. В той же pdf-ке к материнской плате, можно найти более детальную схему распределения напряжений:
0–1. Входные напряжения питания A/D_DOCK_IN и AC_BAT_SYS
Первым делом следует убедиться в наличии питающего напряжения 19 вольт на входе материнской платы и, желательно, напряжения с АКБ (аккумуляторной батареи). Отсутствие входных напряжений A/D_DOCK_IN и АС_ВАТ_SYS представляется достаточно частой проблемой и проверку следует начинать с блока питания и разъёма на плате.
Если напряжение на участке (разъём — P-mosfet) отсутствует, то необходимо разорвать связь между сигналами A/D_DOCK_IN и AC_BAT_SYS. Если напряжение со стороны A/D_DOCK_IN появилось, то причина неисправности скрывается дальше и надо разбираться с участком (P-mosfet — нагрузка):
Необходимо исключить вариант короткого замыкания (КЗ) по AC_BAT_SYS (19В). Чаще всего, КЗ заканчивается не дальше, чем на силовых транзисторах в цепях, требующих высокой мощности (питание процессора и видеокарты) или на керамических конденсаторах. В ином случае, необходимо проверять все, к чему прикасается AC_BAT_SYS.
Если КЗ отсутствует, то обращаем внимание на контроллер заряда и P-MOS транзисторы, которые являются своеобразным «разводным мостом» между блоком питания и аккумулятором. Контроллер заряда выполняет функцию переключателя входных напряжений. Для понимания процесса работы, обратимся к datasheet, в котором нас интересует минимальные условия работы контроллера заряда:
Как видно по схеме, контроллер MAX8725 управляет транзисторами P3 и P2, тем самым переключая источники питания между БП и аккумулятором — P3 отвечает за блок питания, а P2 за аккумулятор. Необходимо проверить работоспособность этих транзисторов.
Разберем принцип работы контроллера. При отсутствии основного питания, контроллер автоматически закрывает транзистор P3 (управляющий сигнал PDS) тем самым перекрывая доступ блока питания к материнской плате и открывает транзистор P2 (управляющий сигнал PDL). В таком случае плата работает только от аккумулятора.
Если мы подключим блок питания, контроллер должен перекрыть питание от аккумулятора закрывая P2 и открывая P3, обеспечив питание от внешнего блока питания и зарядку аккумулятора.
При диагностике входного напряжения от сети мы не используем аккумулятор и проверяем только сигнал PDS. В нормальном режиме он должен “подтягиваться” к земле, тем самым открывая P-MOS и пропуская 19В на плату. Если контроллер неправильно управляет транзистором P3, то необходимо проверить запитан ли сам контроллер. Затем проверяем основные сигналы DCIN, ACIN, ACOK, PDS. При их отсутствии, меняем контроллер и, на всякий случай, P-MOS транзисторы.
Если проблем с входными напряжениями нет, но плата все равно не работает, переходим к следующему шагу.
1–2. Питание EC контроллера
Embedded Contoller (EC) управляет материнской платой ноутбука, а именно включением/выключением, обработкой ACPI-событий и режимом зарядки аккумулятора. Также эту микросхему ещё называют SMC (System Management Controller) или MIO (Multi Input Output).
Контакты микросхемы EC контроллера программируются под конкретную платформу, а сама программа, как правило, хранится в BIOS или на отдельной FLASH микросхеме.
Вернувшись к схеме запуска материнской платы, первым пунктом видим напряжение +3VA_EC, которое является основным питанием EC контроллера и микросхемы BIOS. Данное напряжение формирует линейный стабилизатор MIC5236YM:
Благодаря присутствию сигнала AC_BAT_SYS, микросхема должна выдать напряжение +3VAO, которое с помощью диагностических джамперов преобразуется в +3VA и +3VA_EC.
+3VA и +3VA_EC питают Embedded контроллер и BIOS, при этом запускается основная логика платы, которая отрабатывается внутри EC контроллера. Основными причинами отсутствия +3VA и +3VA_EC могут служить короткое замыкание внутри компонентов (ЕС, BIOS и т.д.), либо повреждение линейного стабилизатора или его обвязки.
3. Дежурные напряжения (+3VSUS, +5VSUS, +12VSUS)
После того как был запитан EC и он считал свою прошивку, контроллер выдает разрешающий сигнал VSUS_ON для подачи дежурных напряжений (см. пункт 3 последовательности запуска). Этот сигнал поступает на импульсную систему питания во главе которой стоит микросхема TPS51020:
Как видно на схеме, нас интересуют напряжения, отмеченные на схеме зеленым цветом +5VO, +5VSUS, +3VO, +3VSUS. Для того, что бы эти напряжения появились на плате необходимо что бы микросхема была запитана 19В (AC_BAT_SYS) и на входы 9, 10 приходили разрешающие сигналы ENBL1, и ENBL2.
Разрешающие сигналы на платформе A6F формируются из сигналов FORCE_OFF# и VSUS_ON.
В первую очередь нужно обратить внимание на VSUS_ON который выдается EC контроллером, а сигнал FORCE_OFF# рассмотрим чуть позже. Отсутствие сигнала VSUS_ON говорит о том, что либо повреждена прошивка (хранящаяся в BIOS), либо сам EC контроллер.
Если же напряжение ENBL присутствует на плате и TPS51020 запитан, то значит TPS51020 должен формировать +5VO, +5VSUS, +3VO, +3VSUS (проверяется мультиметром на соответствующих контрольных точках).
Если напряжения +5VO, +3VO не формируются, проверяем эти линии на КЗ или заниженное сопротивление. В случае обнаружения КЗ, разрываем цепь и выясняем, каким компонентом оно вызвано.
При отсутствии или после устранения КЗ, снова проверяем напряжения и если их нет, то меняем сам контроллер вместе с транзисторами которыми он управляет.
4. Сигнал VSUS_GD
На этом этапе контроллер дежурных напряжений сообщает EC контроллеру о том, что дежурные питания в норме. Проблем тут быть не должно.
5. Сигнал RSMRST
На этом этапе EC контроллер выдает сигнал готовности системы к включению — RSMRST# (resume and reset signal output). Этот сигнал проходит непосредственно между EC и южным мостом. Причиной его отсутствия может быть сам контроллер, южный мост или прошивка EC.
Прежде чем искать аппаратные проблемы, сначала прошейте BIOS. Если результата нет, отпаиваем и поднимаем соответствующую сигналу RSMRST# 105 ножку EC, и проверяем выход сигнала на EC контроллера. Если сигнал все равно не выходит, то меняем контроллер.
Если сигнал выходит, но до южного моста не доходит, то проверяем южный мост и часовой кварц, в худшем случае меняем сам южный мост.
6. Кнопка включения (сигнал PWRSW_EC)
На этом этапе необходимо проверить прохождение сигнала от кнопки включения до EC контроллера. Для этого меряем напряжение на кнопке и проверяем ее функциональность, если после нажатия напряжение не падает, то проблема в кнопке. Так же можно закоротить этот сигнал с землей и проверить включение.
7. Сигнал включения (сигнал PM_PWRBTN)
После того как сигнал от кнопки включения попадает на EC, тот в свою очередь передает этот сигнал в виде PM_PWRBTN# на южный мост.
Если южный мост его успешно принял, то следующим этапом является выдача ответа в виде двух сигналов PM_SUSC, PM_SUSB, которые, в свою очередь, являются разрешением южного моста EC контроллеру включать основные напряжения платы (если южный мост никак не реагирует на сигнал PM_PWRBTN, то проблема скрывается в нем).
8–9. Основные напряжения
Каким образом EC контроллер обрабатывает ACPI-события? В предыдущем пункте было сказано, что южный мост отправляет на EC два сигнала PM_SUSC, PM_SUSB. Эти сигналы еще называют SLP_S3# и SLP_S4# (отмечено красным блоком на след схеме):
Рассмотрим более подробно ACPI состояния:
- S0 — Working Status
- S1 — POS (Power on Suspend)
- S3 — STR (Suspend to RAM), Memory Working
- S4 — STD (Suspend to Disk), H.D.D. Working
- S5 — Soft Off
Так вот, состояние этих сигналов отвечает за ACPI состояние питания на материнской плате:
Мы будем рассматривать случай, когда оба сигнала SLP_S3# и SLP_S4# , соответственно сигналы SUSC_EC#, SUSB_EC# в состоянии HI. То есть, материнская плата находится в режиме S0 (полностью работает, все напряжения присутствуют).
Как видно из последовательности запуска, при появлении сигналов SUSC_EC, SUSB_EC, на плате должны появиться следующие напряжения:
- SUSC_EC, отвечает за напряжения: +1.8V, +1.5V, +2.5V, +3V, +5V, +1V;
- SUSB_EC, отвечает за напряжения: +0.9VS, +1.5VS, +2.5VS, +3VS, +5VS, +12VS
Если хоть одного из этих напряжений не будет, плата не запустится, по этому, проверяем каждую систему питания, начиная от +1.8V, заканчивая +12VS.
Сигналы SUSC_EC, SUSB_EC, поступают как на ENABLE отдельных импульсных систем питания (например 1.8V DUAL – питание памяти), так и на целые каскады напряжений преобразовывая уже существующие ранее дежурные напряжения в основные:
10. Питание процессора
Проверяем разрешающий сигнал VRON, который с определенной задержкой поступает на контроллер питания CPU сразу после выдачи сигналов SUSC_EC, SUSB_EC. Далее на CPU должно появится напряжение, если такого не произошло, разбираемся с контроллером питания и его обвязкой. Причин неработоспособности системы питания CPU достаточно много. Основная из них – это выход из строя самого контроллера. Необходимо проверить минимальные условия работы, для этого не помешает даташит контроллера и сама схема.
11. Включение тактового генератора
После того, как на плате появилось напряжениеCPU, контроллер должен выдать 2 сигнала, это IMVPOK# (Intel Mobile Voltage Positioning – OK) и CLK_EN. Сигнал IMVPOK# уведомляет EC о том, что питание процессора в норме, а сигнал CLK_EN# включает тактовую генерацию основных логических узлов. Что бы проверить работоспособность клокера ICS954310 необходимо измерить частоту хотя бы на одном из выводов на котором тактовая частота наименьшая, или такая, которую словит ваш осциллограф. Выберем для этого 12 ножку ICS954310, которая отвечает за выдачу FSLA/USB_48MHz. Если нет генерации, то проверяем минимальные условия для работы ICS954310. Это кварц 14Mhz и питание 3VS и 3VS_CLK.
12. Завершающий сигнал готовности питания (PWROK)
Если этот сигнал присутствует, и логика EC исправна, то это значит, что все напряжения на плате должны быть включены.
13. PLT_RST, H_PWRGD
PLT_RST# – сигнал reset для северного моста, H_PWRGD сообщает процессору о том, что питание северного моста в норме. Если возникли проблемы с этими сигналами, то проверяем работоспособность северного и южного моста.
Проверка мостов — тема, довольно обширная. Вкратце, можно сказать, что необходимо проверять сопротивления по всем линиям питания этих мостов и при отклонении от нормы мосты нужно менять.
В принципе, обычной диодной прозвонкой сигнальных линий можно определить неисправный мост, но так как микросхемы выполнены в корпусе BGA, добраться до их выводов практически невозможно. Не все выводы приходят на элементы, которые легко достать щупом тестера, поэтому используют специальные вспомогательные диагностические платы (например есть диагностические платы для проверки северного моста и каналов памяти).
14. Завершающий этап
H_CPURST# – сигнал reset, выдаваемый северным мостом CPU. После завершения последовательности начинается выполнение инструкций BIOS.
Подписывайтесь на канал Яндекс.Дзен и узнавайте первыми о новых материалах, опубликованных на сайте.
ЕСЛИ СЧИТАЕТЕ СТАТЬЮ ПОЛЕЗНОЙ,
НЕ ЛЕНИТЕСЬ СТАВИТЬ ЛАЙКИ И ДЕЛИТЬСЯ С ДРУЗЬЯМИ.
https://mdex-nn.ru/page/obshhij-princip-remonta-motherboard-notebook.html
Добрый день, друзья!
Сегодня у нас практическое занятие, и мы будем заниматься интересным делом – ремонтом материнской платы компьютера. Разумеется, можно эту плату просто заменить, и часто так и делается. Но, когда удается оживить отказавшую «железку», испытываешь, как говорил один знаменитый деятель, «чувство глубокого удовлетворения» .
Данная статья для тех, кто хочет копнуть чуть глубже. Мы рассмотрим наиболее часто встречающуюся неисправность, которая, к счастью, устраняется достаточно просто.
В любом случае, сложные случаи оставим профессионалам с их паяльными станциями, диагностическими платами и прочим сложным оборудованием.
Надеюсь, вы уже научились обращаться с паяльником, цифровым мультиметром, и проверять полевые транзисторы.
Материнская плата компьютера
Материнская плата – это основная и наиболее сложно устроенная часть компьютера, представляющая собой пластину из изоляционного материала с медными проводниками и напаянными на них деталями и разъемами.
Неумолимый закон техники гласит — чем выше сложность, тем ниже надежность.
Монтаж материнских плат производится посредством автоматизированных линий («на коленке» такое сложное изделие не сделаешь) с выходным контролем и тестированием.
Несмотря на все технические и технологические ухищрения, существует некоторая вероятность выхода их из строя. Отказ может быть после нескольких лет работы (вследствие старения элементов), либо из-за небрежного обращения (в частности, из-за неумеренного разгона), либо вследствие иных причин.
Неисправные конденсаторы
Пожалуй, наиболее частая причина сбоев или отказов материнских плат вызвана выходом из строя конденсаторов низковольтного сильноточного источника питания ядра процессора.
Эти конденсаторы работают в тяжелом режиме, и проявляется обычно такая неисправность после нескольких месяцев или лет работы.
Тяжесть режима заключается в том, что по цепям источника питания протекают токи в десятки ампер.
Выход из строя конденсаторов можно определить по внешнему виду. Они вздуваются, при этом в самых запущенных случаях верхняя грань их раскрывается, и из них вытекает электролит. Как правило, эти конденсаторы включены параллельно – для уменьшения ESR (эквивалентного последовательного сопротивления, ЭПС). Вы хотите спросить,
Что такое ESR конденсаторов?
ESR конденсатора складывается из омического сопротивления выводов, контактных площадок, проводимости электролита и определяется материалами и технологией производства. При этом, чем больше емкость, тем, оно, как правило, меньше. Существуют электролитические конденсаторы различных типов, которые отличаются (при одной и той же емкости) величиной ЭПС.
Конденсаторы, которые применяются при производстве материнских плат, имеют пониженное ESR и стоят дороже обычных.
Со временем в конденсаторе протекают сложные электрохимические процессы, внутренние контактные площадки корродируют, и ЭПС постепенно растет.
Оно представляет собой омическое сопротивление, поэтому в соответствии с законом Ома на нем будет рассеиваться мощность, приводящая к нагреву конденсатора (а также к усилению коррозии и еще большему его росту).
Для уменьшения суммарного ESR и ставят несколько конденсаторов (иногда – более 10) параллельно, а не один большой емкости.
При выходе из строя одного конденсатора суммарное ЭПС растет, и оставшиеся конденсаторы работают в еще более тяжелом режиме. Иными словами, если вздулся один конденсатор, то со временем вздуются все, включенные параллельно с ним.
Подготовка к ремонту материнской платы
Мы не будем рассматривать сложных технологий замены с использованием паяльных станций, вакуумных отсосов – это удел сервисных центром и продвинутых ремонтников.
Будем использовать обычный отечественный паяльник мощностью 40 Вт, спиртоканифольный флюс, оловянно-свинцовый припой и заостренную деревянную палочку.
Жало паяльника надо заточить определенным образом. Оно должно быть такой ширины, чтобы, по возможности, одновременно нагревать оба вывода.
Желательно иметь ЛАТР или автотрансформатор с отводами и переключателем для регулировки температуры жала паяльника.
Спиртоканифольный флюс можно получить, растворив порошкообразную канифоль в этиловом спирте 96 градусов.
Замена конденсаторов
Итак, надо смочить флюсом места припайки конденсатора, обхватить выпаиваемый конденсатор пальцами левой руки и прогреть несколько секунд места пайки (взяв при этом паяльник в правую руку – если Вы правша). Затем, аккуратно покачивая, необходимо осторожно вытащить конденсатор.
Если ширина жала не позволяет нагреть оба вывода сразу, можно нагревать их по одному, поочередно (и поочередно вытаскивать каждый на несколько миллиметров). Но в этом случае нагревать их придется не один раз! Лишний нагрев материнской платы нам ни к чему.
Переходные отверстия на материнской плате металлизированы, поэтому в них остается припой.
Удалить его можно заостренной деревянной палочкой. Можно использовать палочки-зубочистки или палочки для чистки ушей (если снять с них ватные тампоны).
Дерево там твердое и прекрасно подходит для наших целей.
В крайнем случае, можно использовать спичку, если предварительно обжечь ее конец на жале паяльника, чтобы этот кончик стал тверже.
Итак, надо опять нанести каплю флюса на места пайки, вставить кончик деревянной палочки или спички в переходное отверстие, слегка надавить на него и прогреть с противоположной стороны паяльником. Когда припой расплавится, заостренный кончик палочки покажется с противоположной стороны. Перед припайкой нового конденсатора необходимо, естественно, предварительно облудить его выводы.
Проверьте и полевые транзисторы!
Выход из строя конденсаторов может повлечь за собой и выход полевых транзисторов низковольтного стабилизатора питания.
При этом их выводы (особенно сток – исток) часто оказываются закороченными, что легко определяется тестером.
Как проверить полевые транзисторы, рассказано в статье о полевых транзисторах. Чтобы получить достоверные результаты, необходимо перед «прозвонкой» вынуть процессор из разъема.
Негодные транзисторы следует заменить исправными, используя флюс и паяльник. При этом может понадобиться демонтировать какие-то детали (в частности, дроссели фильтра) для того, чтобы получить доступ к транзисторам.
Таким образом, если понадобилось заменить вздувшиеся конденсаторы на плате, надо демонтировать их, очистив переходные отверстия от припоя. Затем надо проверить полевые транзисторы низковольтного стабилизатора и при необходимости заменить их. Только после этого надо припаивать новые конденсаторы.
Отметим, что ЭПС не измеряют обычным цифровым тестером.
Оно может иметь значение десятых или сотых долей Ома, что сравнимо (или даже меньше) с сопротивлением самих щупов и погрешностью прибора.
Для этих целей используют специальные приборы – измерители ESR. Существуют прецезионные и дорогие приборы, а есть и приборчики попроще, которые измеряют заодно и емкость конденсатора.
Конечно, бывают и многие другие неисправности, связанные с заменой микросхем. Но это сложные в диагностике и устранении виды неисправностей. Это удел сервисных центров.
Ошибки в ремонте материнской платы
Рассмотрим несколько типичных ошибок, которые делают начинающие ремонтники. Избегайте этих «граблей».
Напоминаем, что при ремонте материнской платы нежелательно использовать паяльник более 40 Вт. В противном случае можно перегреть места пайки и необратимо повредить контактные площадки и токопроводящие дорожки платы.
Жало паяльника должно быть хорошо отформовано, и за этим нужно постоянно следить. Дело в том, что постепенно медь жала потихоньку растворяется в припое. И на поверхности жала образуются раковины. Из-за этого приток тепла к месту пайки ухудшается.
Кроме того, корявая поверхность жала может легко повредить контактные площадки и токопроводящие дорожки материнской платы.
После выпаивания неисправных конденсаторов затекший припой из отверстий нужно удалять только деревянной палочкой.
Металлическими предметами делать этого нельзя! Дело в том, что материнская плата имеет несколько контактных слоев, а внутренняя металлизация в отверстиях соединяет эти слои.
Металлические предметы (скрепки, иглы от шприца и т.д.) могут повредить металлизацию, и контакт между слоями исчезнет. Восстановить его невозможно! Шансы на то, что материнская плата нормально заработает после такого ремонта, уменьшаются.
Некоторые ремонтники высверливают затекший в отверстия припой тонким сверлом. В этом случае повредить металлизацию еще легче. Никогда так не делайте!
Иногда вместо специальных конденсаторов (с малым ESR) берут обычные, подешевле. Как вы думаете, что будет в этом случае?
Правильно, они очень быстро выйдут из строя.
Повышенное ESR приведет к тому, что они будут сильнее греться, и быстрее деградируют.
Или материнская плата вообще не заведется.
Специальные конденсаторы бывают нескольких типов – от дорогих до дешевых.
Если ваша плата проработала уже несколько лет, то, видимо, нет смысла использовать дорогие. Ведь скоро вы либо сделаете апгрейд, либо смените компьютер. В этом случае можно использовать, например, конденсаторы CapXon. Они недорогие и среднего качества.
При их установке можно рассчитывать на то, что плата еще год-два поработает. А при благоприятных условиях – и больше.
Иногда при замене конденсаторов действуют по принципу «чем больше, тем лучше». Или когда нет конденсаторов нужной емкости, берут с емкостью побольше, чтобы «уж точно хватило». Делать этого не следует. Нужно ставить конденсаторы именно той емкости, которая была!
Установка конденсаторов большей емкости приведет к тому, что низковольтный стабилизатор ядра процессора (именно там чаще всего выходят из строя конденсаторы) будет еще работать в еще более тяжелом режиме. Импульсы тока через полевые транзисторы-ключи будут больше, они перегреются, и могут выйти из строя.
У конденсаторов есть и такой параметр, как рабочее напряжение. Типовые значения – 4; 6,3; 10; 16 В. Необходимо использовать конденсаторы с рабочим напряжением не меньше того, которое было. При установке конденсаторов с меньшим напряжением они сразу выйдут из строя!
Конденсаторы с бОльшим рабочим напряжением использовать можно. Другое дело, что они могут быть больше по габаритам, что затруднит их установку.
Ну, все, друзья, заканчиваю. Скажу вам – не бойтесь практических дел! Вы ведь все равно собирались избавиться от неисправной «материнки», не так ли? Попробуйте ее оживить! Если получится – вы не только сэкономите деньги, но и поднимете себе самооценку, что однозначно хорошо.
Напоследок отметим: бывают случаи, когда материнскую плату отремонтировать не получается. Всякое бывает в этой жизни… Иногда приходится покупать новую.
Купить можно в этом интернет-магазине.
До новых встреч!