О поиске неисправностей на материнских платах

Информация, изложенная в данной статье, является субъективным изложением фактов.
Автор не претендует на полноту изложения материала,
не несет ответственности за любые действия,
совершенные читателем на основе рекомендаций, изложенных ниже.

Диагностику поломок материнских плат можно условно разделить на два основных этапа:

• без подачи питающих напряжений от блока питания — включает визуальный осмотр, проверку и измерение сопротивлений на плате, сброс/прошивку BIOS и другие действия, которые с малой степенью вероятности могут повредить электронные компоненты;
• диагностика платы, подключенной к блоку питания. На этом этапе возможно появление дополнительных неисправностей вследствие подачи напряжения на неисправные участки. В связи с этим при диагностике нужно понимать возможные последствия неправильных действий, использовать лабораторный блок питания, тест-карты, тепловизор, другое вспомогательное оборудование и, главное, прямые руки.

Сделай шаг вперед — и ты поймешь,
что многое не так страшно как раз потому,
что больше всего пугает...

Поиск неисправностей на материнской плате без включения питания

До включения материнской платы нужно убедиться в отсутствии коротких замыканий и других проблем, которые могут усугубить ситуацию после подачи на нее питающих напряжений.

Последовательность действий при поиске неисправностей материнских плат компьютеров без подачи питающего напряжения:

• тщательный визуальный осмотр передней и задней частей платы на предмет выявления сгоревших, сбитых, поврежденных деталей (например, вспухших электролитических, треснутых керамических конденсаторов), перерезанных дорожек, прогаров, окислов, заржавевших, позеленевших элементов. После этого производится устранение выявленных проблем. Во время работы желательно использовать микроскоп, так как невооруженным взглядом вряд ли получится провести качественный контрольный осмотр;
• проверка напряжения на батарейке, питающей флеш-память BIOS. Если оно меньше трех вольт, то ее нужно заменить. Необходимо убедиться, что батарейка BIOS не разряжается через неисправные элементы платы (нет быстрого падения вольтажа после установки в разъем);

• обнулить BIOS замыканием соответствующей перемычки. Лучше записать с помощью программатора заведомо подходящий для конкретной материнской платы BIOS. Причиной проблем с запуском/работой материнки может быть сбой в микропрограмме BIOS из-за различных причин (неверное обновление пользователем, проблемы с питанием флеш-памяти, неисправность самой микросхемы и т.д.);
• если предварительный осмотр не дал никаких результатов, с BIOS все в порядке, необходимо провести замеры сопротивлений относительно GND по основным линиям питания и других контрольных точках.

Проверка сопротивлений на материнской плате:

• на основной колодке проверяются сопротивления по всем линиям питания (+3.3V — , +5, +12, -12 вольт, дежурное напряжение +5VSB) — не должно быть КЗ, слишком малого сопротивления (до нескольких Ом) и обрывов. Как правило, сопротивления должны быть не менее десятков Ом — нескольких килоОм) :

Назначение контактов стандартного ATX-блока питания (вид со стороны разъема от БП):

Распиновка коннекторов питания компьютеров Dell:

Распиновка контактов на компьютерах DELL Optiplex, DELL Inspiron 3668, DELL Precision T1700, а также разных HP описана в статье «О подключении компьютеров Hewlett Packard и DELL к ATX блокам питания».

Назначение пинов у блоков питания компьютеров APPLE:

Назначение контактов разъема питания ATX12VO (10-pin Mini-Fit Jr, стандарт Intel CP-01110031-X2 или CP01376S):

• при снятом процессоре замеряется сопротивление по линии +12V (между GND и контактами 5-8). Оно должно равняться килоОмам, не должно быть короткого замыкания:

Не должно быть КЗ между +12В колодки питания процессора и дросселями фаз питания. Если оно присутствует, значит пробит/-ы транзистор/-ы верхнего плеча цепи питания процессора. Обычно в этом случае блок питания при включении уходит в защиту.

Сопротивление по цепи GND-питание процессора (если он установлен) очень низкое, так как он потребляет достаточно большой ток:

• проверить сопротивления ключевых транзисторов фаз питания процессора, встроенного видеоядра и памяти (между контактами затвор и исток, транзистором верхнего плеча и +12В ).

Там не должно быть КЗ;

Измерение сопротивления на катушках индуктвности фаз питания памяти:

• проверить сопротивления на катушках индуктивности импульсных цепей питания платы (относительно GND). Обязательно нужно проверить цепь питания чипсета, которое должно быть в пределах нескольких десятков Ом;
• проверить сопротивление в цепи питания мультиконтроллера (это удобно делать на контактах конденсаторов его обвязки);

• измеряется падение напряжения на контактах приема-передачи данных (Data+ и Data-) всех разъемов USB материнской платы.

Назначение контактов USB-разъема материнской платы:

Справочная информация по назначению контактов распространенных USB-коннекторов:

Для проверки USB-разъемов красный щуп тестера (+) соединяется с GND материнской платы, черным щупом (+) производятся замеры на выводах USB-разъемов (падение напряжения должно быть прмиерно одинаковым на всех разъемах, около 0.5-1 вольт). Если имеется просадка напряжения до нуля, то, скорее всего, неисправен мультиконтроллер, либо южный мост/чипсет. При обрыве — неисправен соответствующий супрессор;

• проверяем кварцевый резонатор материнской платы (могут использоваться кварцы разных номиналов, например, на 12, 25 МГц). Для этого нужно использовать осциллограф;

Проверка материнской платы, подключенной к источнику питания

После подключения материнской платы к блоку питания проверяются номиналы питающих напряжений, цепи, отвечающие за запуск и считывание BIOS.

При включенном БП проверяются напряжения на колодке питания материнской платы:

Необходимо также проверить наличие питающего напряжения на микросхеме флеш-BIOS (1.8В или 3.3В). Расположение контактов и номинал питающего вольтажа нужно смотреть по даташиту.

Обычно питание (вывод VCC) подается на восьмой вывод чипа:

Если есть подозрения относительно неисправности той или иной цепи питания, стоит подавать питающее напряжение на нее через лаборатрный блок питания с ограничением по току.

Если все напряжения пристуствуют, нет повышенного потребления тока, блок питания не уходит в защиту (у ЛБП не срабатывает ограничение по току), но материнская плата не включается, можно приступать к поиску неисправностей на подключенной к питанию плате.

После включения платы нужно проконтролировать нагрев чипсета, транзисторов фаз питания, линейных преобразователей напряжения и других деталей. В этом большую помощь может оказать тепловизор.

Для нахождения неисправности, из-за которой плата не запускается, нужно ориентироваться в последовательности процессов, происходящих на материнской плате при ее включении. В этом процессе задействованы микросхема Super I/O (мультиконтроллер), флеш-BIOS, чипсет, а также их цепи питания.

Типовая последовательность появления напряжений (Power_ON Sequence) материнской платы компьютера:

Процесс включения материнской платы многоэтапный, она инициализируется, когда кнопка включения Pwr_Sw (при нажатии) замыкает сигнал 5V_SB на GND, что активирует цепь запуска.

При этом микросхема SIO формирует сигнал PS_ON для блока питания — контакт 14 главного коннектора питания замыкается на GND:

Фотография разъема питания материнской платы, на которой стрелкой показано место контакта PS_ON (включение блока питания):

Блок питания формирует сигнал PWR_Good, после чего мультиконтроллер начинает взаимодействовать с чипсетом (ICH)/южным мостом, задействуется кварцевый резонатор, а также считывается микропрограмма с флеш-BIOS.

Если, не смотря на наличие всех питающих напряжений, плата не запускается, нужно проверить работоспособность этих цепей.

Дальнейший поиск неисправностей требует знания Motherboard Power Sequence, желательно иметь схему материнской платы, boardview и твердое намерение…

Когда корабль не знает, в какой порт направляется, никакой ветер не будет попутным...
Луций Сенека, римский философ