TESTER ZASILACZY ELV ATX-Netzteil-Tester.pdf
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Bau- und Bedienungsanleitung
Best.-Nr.: 65060
Version 1.0,
Stand: September 2005
ATX-Netzteil-Tester
Technischer Kundendienst
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Für Geräte, die aus ELV-Bausätzen hergestellt wurden, bieten wir unseren
Kunden einen Reparaturservice an. Selbstverständlich wird Ihr Gerät so
kostengünstig wie möglich instand gesetzt. Im Sinne einer schnellen Abwick-
lung führen wir die Reparatur sofort durch, wenn die Reparaturkosten den
halben Komplettbausatzpreis nicht überschreiten. Sollte der Defekt größer
sein, erhalten Sie zunächst einen unverbindlichen Kostenvoranschlag. Bitte
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ELVjournal 5/05
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Bau- und Bedienungsanleitung
ATX-Netzteil-Tester
Mit diesem kleinen Testgerät kann die Funktion von ATX-Computer-Netzteilen
schnell überprüft werden. LEDs zeigen alle vorhandenen Spannungen an,
und ein zusätzlicher Multimeteranschluss erlaubt auch die Überprüfung der
jeweiligen Toleranzen.
ponenten durch leistungsfähigere ersetzt
werden. Eine schnellere Festplatte oder
eine leistungsfähigere 3D-Grafikkarte kann
erheblich mehr Energie benötigen als die
bisher verwendeten Baugruppen.
Die Gesamt-Leistungsaufnahme aus dem
PC-Netzteil ist dabei nicht unbedingt aus-
schlaggebend, vielmehr muss sichergestellt
sein, dass die einzelnen Spannungszweige
nicht überlastet werden.
Entsprechend der ATX-Spezifikation
liefern alle ATX-PC-Netzteile die Span-
nungen +3,3 V, +5 V, + 12 V, -5 V und -12 V.
Des Weiteren steht eine Stand-by-Span-
nung von 5 V ständig, auch bei ausgeschal-
tetem Gerät, zur Verfügung.
Die Belastbarkeit ist je nach Leistungs-
klasse des Netzteils unterschiedlich. Häu-
fig wird die Maximalleistung des +3,3-V-
und des 5-V-Zweiges als „Combined Po-
wer“ zusammengefasst.
Welcher Spannungszweig nun wie stark
Allgemeines
Der ATX-Netzteil-Tester ist ein Bei-
spiel dafür, dass einfache, unkomplizierte
Schaltungen oft einen sehr hohen Nutzen
haben und u. U. eine Fehlersuche wesent-
lich vereinfachen können. Die Überprü-
fung, ob ein ATX-PC-Netzteil grundsätz-
lich funktioniert, ist in wenigen Sekunden
erledigt.
Ohne ein entsprechendes Netzteil arbei-
tet kein Computer, und oft liegt es an der
Spannungsversorgung, wenn ein System
plötzlich instabil läuft. Neben einem De-
fekt kommt es häufig zur Überlastung von
Computer-Netzteilen, wenn weitere Kom-
ponenten eingebaut oder bestehende Kom-
Technische Daten:
ATX-Netzteil-Tester
Anzeigen: ................... 7 Leuchtdioden
Vorlast: +3,3 V ....................... 330 mA
+5 V .......................... 333 mA
+12 V .......................... 1,03 A
Anschluss: ............ 20-Pin-Mainboard-
Steckverbinder
Max. Betriebsdauer: ........... 5 Minuten
Abm. (B x H x T): .. 135 x 50 x 75 mm
Multimeteranschluss zur Überprüfung
von allen Netzteilspannungen
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ELVjournal 5/05
Bild 1:
20-poliger
bzw. 24-poliger
Kabelstecker
Tabelle 1: Zulässige Spannungstoleranzen
bei ATX-Netzteilen
230 V
∼
180 V ... 265 V
∼
+5 V
± 5 %
+4,75 V ... +5,25 V
-5 V
*1)
±10 %
-4,50 V ... -5,50 V
+12 V
± 5 %
*4)
+11,40 V ... +12,60 V
-12 V
±10 %
-10,80 V ... -13,20 V
+3,3 V
± 4 %
*2)
+3,17 V ... +3,43 V
± 5 %
*3)
+3,14 V ... +3,47 V
+5 VSB
± 5 %
+4,75 V ... +5,25 V
*1)
ATX Rev. 2.1 bzw. ATX12V PSDG Rev. 1.1
*2)
ATX Rev. 2.1 bzw. ATX12V PSDG Rev. 2.0
* 3)
ATX Rev. 2.2 bzw. ATX12V PSDG Rev. 2.0
* 4)
bei Maximallast darf die Toleranz bis
±10 % betragen
belastet wird, ist abhängig von den ver-
wendeten Komponenten und vom einge-
setzten Prozessorsystem. Während beim
Pentium-4-System die 12-V-Spannung
stark belastet wird, erfordern AMD-Pro-
zessoren eine höhere Belastbarkeit im
„Combined Power“-Zweig. Der zur Ver-
fügung stehende Strom bei dem am stärks-
ten belasteten Ausgang ist wesentlich
wichtiger als die zur Verfügung stehende
Gesamtleistung des Netzteils.
Üblicherweise ist auf dem Typenschild
des Netzteils die maximal zulässige Belas-
tung der einzelnen Spannungszweige an-
gegeben. Sehr wichtig sind natürlich die
Bild 2:
Pin-Belegung des
ATX-Mainboard-
Steckverbinders
Spannungen +3,3 V, +5 V und +12 V, da
neben dem Mainboard auch alle Steckkar-
ten und Laufwerke damit versorgt werden.
Spannungsabfälle können zu Instabilitäten
führen oder Fehler verursachen, die nur
schwer zu lokalisieren sind.
Die zulässigen Toleranzen der einzel-
nen Versorgungsspannungen sind in Ta-
belle 1 zu sehen.
Die bei verschiedenen Netzteilleistun-
gen zur Verfügung stehenden Ströme nach
älterer ATX- bzw. ATX12V-Spezifikation
Tabelle 2:
Stromangaben für ATX-/ATX12V-Netzteile nach ATX12V PSDG V1.0
Anschluss
160 W
200 W
250 W
300 W
ATX
ATX
ATX12V
ATX
ATX12V
ATX
ATX12V
+ 12 V 0,0 A – 6,0 A
0,0 A – 8,0 A
0,0 A – 10,0 A
0,0 A – 10,0 A 0,0 A – 13,0 A
0,0 A – 12,0 A
0,0 A – 15,0 A
+ 5 V
0,1 A – 18,0 A
0,1 A – 21,0 A
0,1 A – 25,0 A
0,1 A – 30,0 A
+ 3,3 V
0,3 A – 14,0 A
0,3 A – 14,0 A
0,3 A – 16,0 A
0,3 A – 20,0 A
- 5 V
0,0 A – 0,3 A
0,0 A – 0,3 A
0,0 A – 0,3 A
0,0 A – 0,3 A
- 12 V
0,0 A – 0,8 A
0,0 A – 0,8 A
0,0 A – 0,8 A
0,0 A – 0,8 A
+5 VSB
0,0 A – 1,5 A
0,0 A – 1,5 A
0,0 A – 1,5 A
0,0 A – 1,5 A
0,0 A – 2,0 A
∑
P3,3 V + P5V
bis 110 W
bis 125 W
bis 145 W
bis 180 W
Tabelle 3: Stromangaben für ATX-/ATX12V-Netzteile nach ATX12V PSDG V1.3, V2.01
ATX12V PSDG V1.3
220 W
250 W
300 W
+ 12 V DC
1,0 – 14,0 A
1,0 – 17,0 A
1,0 – 18,0 A
+ 5 V DC
0,3 – 18,0 A
0,3 – 21,0 A
0,5 – 26,0 A
+ 3,3 V DC
0,5 – 14,0 A
0,5 – 20,0 A
0,5 – 27,0 A
- 12 V DC
0,0 – 0,5 A
0,0 – 0,8 A
0,0 – 0,8 A
+ 5 V SB
0,0 – 2,0 A
0,0 – 2,0 A
0,0 – 2,0 A
∑
P
3,3 V
+ P
5V
bis 110 W
bis 140 W
bis 195 W
ATX12V PSDG V2.01
250 W
300 W
350 W
400 W
+ 12 V 1DC
1,0 – 8,0 A
1,0 – 8,0 A
1,0 – 10,0 A
1,0 – 14,0 A
+ 12 V 2DC
1,0 – 14,0 A
1,0 – 14,0 A
1,0 – 15,0 A
1,0 – 15,0 A
+ 5 V DC
0,3 – 18,0 A
0,3 – 20,0 A
03, – 21,0 A
0,3 – 28,0 A
+ 3,3 V DC
0,5 – 17,0 A
0,5 – 20,0 A
0,5 – 22,0 A
0,5 – 30,0 A
- 12 V DC
0,0 – 0,3 A
0,0 – 0,3 A
0,0 – 0,3 A
0,0 – 0,3 A
+ 5 V SB
0,0 – 2,0 A
0,0 – 2,0 A
0,0 – 2,0 A
0,0 – 2,0 A
∑
P
3,3 V
+ P
5V
bis 115 W
bis 120 W
bis 130 W
bis 130 W
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Bau- und Bedienungsanleitung
Bild 3: 12-V-Stecker mit 4 Pins
Bild 4: Festplatten-Steckverbinder
Bild 5: Laufwerk-Steckverbinder
(Power Supply Design Guide v1.0) sind
Tabelle 2 zu entnehmen. Zum Betrieb die-
ser Netzteile ist ausschließlich eine Min-
destlast im 3,3-V- und im 5-V-Zweig vorge-
schrieben. Tabelle 3 zeigt, welche Ströme
Netzteile liefern müssen, die nach der ATX-
Spezifikation v1.3 bzw. v2.01 gebaut sind.
Netzteile nach ATX12V PSDG v2.01
sind hauptsächlich für Mainboards mit
Pentium-4-Prozessor konzipiert. Diese
Netzteile können im 12-V-Zweig wesent-
lich höhere Ströme liefern. Zu bedenken ist
allerdings, dass bei diesen Netzteilen auch
im 12-V-Bereich eine Mindestlast zum si-
cheren Betrieb erforderlich ist. Ältere Netz-
teiltypen haben diese Forderung nicht.
Neben den bereits beschriebenen Span-
nungen liefern ATX-Netzteile zusätzlich
eine Stand-by-Spannung von 5 V, die das
Mainboard auch bei ausgeschaltetem PC
versorgt. ATX-PCs werden über einen
Taster ein- und ausgeschaltet, wobei das
Netzteil durch ein PS-on-Signal vom Main-
board aktiviert wird. Einige Geräte können
mit einem zusätzlichen Netzschalter direkt
am Netzteil auch vollständig vom Netz
getrennt werden.
Laut Spezifikation müssen ATX-Netz-
teile mit mehreren verschiedenen Steck-
verbindungen ausgestattet sein. Zur Verbin-
dung mit dem Mainboard dient dabei ein
20-poliger bzw. bei neueren Modellen ein
24-poliger Kabelstecker (Abbildung 1),
dessen Pin-Belegung in Abbildung 2 zu
sehen ist. Nach ATX-v2.01-Spezifikation
muss ein zusätzlicher 12-V-Stecker mit
4 Pins (Abbildung 3) vorhanden sein.
Der Peripheral-Power-Anschluss (Ab-
bildung 4) dient zur Versorgung von Fest-
platten. Üblicherweise sind von diesem
Steckertyp mehrere Exemplare vorhanden,
so dass auch CD-ROM-Laufwerke usw.
versorgt werden können.
Ein weiterer Anschluss, der bei jedem
ATX-Netzteil vorhanden sein muss, ist der
Floppy-Drive-Anschluss in Abbildung 5.
Um die geltenden EMV-Vorschriften
einzuhalten, müssen Computer-Schalt-
netzteile über eine aktive PFC (Power-
Factor-Correction) verfügen, um eine si-
nusförmige Stromaufnahme zu gewähr-
leisten.
Netzteil-Testers in der unteren Position
befindet, ist das Netzteil deaktiviert, d. h.
ausschließlich die Stand-by-Spannung von
5 V muss vorhanden sein und die entspre-
chende Leuchtdiode (+5 V STB) am Tester
muss aufleuchten.
Zur genauen Überprüfung der Span-
nungstoleranzen kann an den 4-mm-Mess-
gerätebuchsen ein beliebiges Multimeter
angeschlossen werden. In der mittleren
Schalterstellung des Powerschalters (S 1)
wird dann die Stand-by-Spannung zum
Multimeter durchgeschaltet, wobei das
Netzteil gleichzeitig eingeschaltet wird.
In der obersten Schalterstellung des
Powerschalters können alle weiteren Netz-
teilspannungen mit Hilfe des angeschlos-
senen Multimeters überprüft werden. Das
Bedienung und Funktion
Der ATX-Netzteil-Tester wird am Haupt-
Mainboard-Kabelstecker des zu prüfen-
den Netzteils angeschlossen und gibt in
wenigen Sekunden Aufschluss über die
grundsätzliche Funktion des Prüflings. So-
lange sich der rechte Schiebeschalter des
BU1
D1
R1
+3.3V
1
56R
11
3mm,rund,rot
2
D2
-12V
R2
12
330R
3
3mm,rund,rot
D3
13
R3
Power ok
4
120R
14
3mm,rund,rot
5
D4
-5V
R4
15
120R
6
3mm,rund,rot
16
D5
R5
7
5V STB
17
120R
3mm,rund,rot
8
D6
18
+12V
R6
9
330R
3mm,rund,rot
19
D7
10
R7
+5V
20
120R
3mm,rund,rot
ATX
S1
S2
-5V
+ Multimeter
BU2
-12V
Telefonbuchse, rot
S3
+3V3
Umschaltung
für die
Spannungsmessung
BU3
+12V
Telefonbuchse, schw arz
Bild 6:
Schaltbild des
ATX-Netzteil-Testers
+5V
- Multimeter
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ELVjournal 5/05
grundsätzliche Vorhandensein der einzel-
nen Spannungen wird mit Hilfe der zuge-
hörigen Leuchtdioden angezeigt.
Die Ausgänge +3,3 V, +5 V und +12 V
werden vom ATX-Netzteil-Tester mit dem
jeweils erforderlichen Mindeststrom be-
lastet. Aufgrund der dadurch entstehenden
Verlustleistung im Bereich der Hochlast-
widerstände ist kein Dauerbetrieb zuläs-
sig. Die maximale Betriebsdauer beträgt
5 Minuten. Danach ist jeweils eine Ab-
kühlphase erforderlich. Die Auswahl der
mit dem Multimeter zu überprüfenden
Spannungen erfolgt mit den beiden linken
Schiebeschaltern.
teils wird mit BU 1 des Netzteil-Testers
verbunden, und das Ein- und Ausschalten
des Prüflings erfolgt dann mit Hilfe des
Schiebeschalters S 1, wobei das Netzteil
eingeschaltet ist, sobald sich der Schiebe-
schalter in einer der beiden oberen Schal-
terstellungen befindet.
Die Leuchtdioden D 1 bis D 7 sind direkt
an die einzelnen Ausgangsspannungen des
Netzteils angeschlossen, wobei die zuge-
hörigen Widerstände R 1 bis R 7 jeweils
zur Strombegrenzung dienen.
Für die erforderliche Mindestlast des
Netzteils sorgen die Widerstände R 8 bis
R 12. Der Widerstand R 8 belastet dabei
den 3,3-V-Zweig, R 9 den 5-V-Ausgang
und die in Reihe geschalteten Wider-
stände R 10 bis R 12 den 12-V-Ausgang
des Netzteils.
Zur Überprüfung der grundsätzlichen
Funktionsweise des Prüflings reichen be-
reits die LED-Anzeigen und die Vorlast-
widerstände aus.
Zur genaueren Prüfung, insbesondere
der Spannungstoleranzen, dienen die
4-mm-Anschlussbuchsen BU 1 und BU 2.
Hier kann ein beliebiges Multimeter an-
geschlossen werden, welches im entspre-
chenden Spannungsbereich zu betreiben
ist. Die Auswahl der einzelnen Prüfspan-
nungen erfolgt dann mit Hilfe der Schiebe-
schalter S 1 bis S 3 im unteren Bereich des
Schaltbildes.
schließlich bedrahtete konventionelle Bau-
teile zum Einsatz kommen, ist der prakti-
sche Aufbau des Gerätes besonders ein-
fach und schnell erledigt. Zum Einsatz
kommt eine doppelseitig durchkontaktier-
te Leiterplatte, so dass keine Drahtbrücken
erforderlich sind.
Zuerst werden die Metallfilmwiderstän-
de R 1 bis R 7 auf Rastermaß abgewinkelt,
von oben durch die zugehörigen Platinen-
bohrungen geführt und an der Platinenun-
terseite leicht angewinkelt, damit die Bau-
teile nach dem Umdrehen der Platine nicht
wieder herausfallen können. Danach ist die
Platine umzudrehen, und alle Widerstände
sind in einem Arbeitsgang zu verlöten. Die
überstehenden Drahtenden werden direkt
oberhalb der Lötstellen abgeschnitten, ohne
die Lötstellen selbst zu beschädigen.
Im nächsten Arbeitsschritt sind die drei
Schiebeschalter einzubauen. Es ist dabei
unbedingt darauf zu achten, dass die Schal-
tergehäuse vor dem Verlöten plan auf der
Platinenoberfläche aufliegen.
Dann sind die Leuchtdioden an der Rei-
he, wobei hier auf die korrekte Polarität zu
achten ist. Zur Kennzeichnung verfügt die
Anode grundsätzlich über einen längeren
Anschluss, und im Bestückungsdruck ist
die Anodenseite mit einem Plus-Symbol
gekennzeichnet. Die LEDs benötigen eine
Einbauhöhe von 11 mm, gemessen von der
LED-Spitze bis zur Platinenoberfläche.
Auch hier sind an der Platinenunterseite
die überstehenden Drahtenden sorgfältig
abzuschneiden.
Weiter geht es nun mit dem 20-poligen
Schaltung
Wie das Schaltbild in Abbildung 6 zeigt,
ist die Schaltung des ATX-Netzteil-Tes-
ters ausgesprochen einfach, da ausschließ-
lich konventionelle passive Bauelemente
zum Einsatz kommen.
Alle Ausgangsspannungen eines ATX-
Netzteils sind, wie bereits erwähnt, am 20-
bzw. 24-poligen Mainboard-Kabelstecker
verfügbar, und da auch das Ein- und Aus-
schalten eines ATX-Netzteils über diesen
Steckverbinder erfolgt, sind keine weiteren
Verbindungen zum Tester herzustellen.
Eingeschaltet wird ein ATX-Netzteil,
wenn Pin 14 (grüne Leitung) mit Schal-
tungsmasse verbunden wird. Solange die-
se Leitung offen ist, liegt ausschließlich
die Stand-by-Spannung von 5 V an Pin 9
(violette Leitung) an.
Der 20-polige Kabelstecker des Netz-
Nachbau
Da beim ELV-ATX-Netzteil-Tester aus-
Ansicht der fertig bestückten Platine
des ATX-Netzteil-Testers mit
zugehörigem Bestückungsplan von
der Bestückungsseite
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