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Bau- und Bedienungsanleitung

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Best.-Nr.: 65060Version 1.0,

Stand: September 2005

ATX-Netzteil-Tester

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Bau- und Bedienungsanleitung

Allgemeines

Der ATX-Netzteil-Tester ist ein Bei-spiel dafür, dass einfache, unkomplizierteSchaltungen oft einen sehr hohen Nutzenhaben und u. U. eine Fehlersuche wesent-lich vereinfachen können. Die Überprü-fung, ob ein ATX-PC-Netzteil grundsätz-lich funktioniert, ist in wenigen Sekundenerledigt.

Ohne ein entsprechendes Netzteil arbei-tet kein Computer, und oft liegt es an derSpannungsversorgung, wenn ein Systemplötzlich instabil läuft. Neben einem De-fekt kommt es häufig zur Überlastung vonComputer-Netzteilen, wenn weitere Kom-ponenten eingebaut oder bestehende Kom-

ATX-Netzteil-TesterMit 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 ersetztwerden. Eine schnellere Festplatte odereine leistungsfähigere 3D-Grafikkarte kannerheblich mehr Energie benötigen als diebisher verwendeten Baugruppen.

Die Gesamt-Leistungsaufnahme aus demPC-Netzteil ist dabei nicht unbedingt aus-schlaggebend, vielmehr muss sichergestelltsein, dass die einzelnen Spannungszweigenicht überlastet werden.

Entsprechend der ATX-Spezifikationliefern 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

Technische Daten:ATX-Netzteil-Tester

Anzeigen: ................... 7 LeuchtdiodenVorlast: +3,3 V ....................... 330 mA +5 V .......................... 333 mA +12 V .......................... 1,03 AAnschluss: ............ 20-Pin-Mainboard- SteckverbinderMax. Betriebsdauer: ........... 5 MinutenAbm. (B x H x T): ..135 x 50 x 75 mmMultimeteranschluss zur Überprüfungvon allen Netzteilspannungen

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Tabelle 2:Stromangaben für ATX-/ATX12V-Netzteile nach ATX12V PSDG V1.0

Anschluss 160 W 200 W 250 W 300 WATX 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

belastet wird, ist abhängig von den ver-wendeten Komponenten und vom einge-setzten Prozessorsystem. Während beimPentium-4-System die 12-V-Spannungstark 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 wesentlichwichtiger als die zur Verfügung stehendeGesamtleistung des Netzteils.

Üblicherweise ist auf dem Typenschilddes Netzteils die maximal zulässige Belas-tung der einzelnen Spannungszweige an-gegeben. Sehr wichtig sind natürlich die

Spannungen +3,3 V, +5 V und +12 V, daneben dem Mainboard auch alle Steckkar-ten und Laufwerke damit versorgt werden.Spannungsabfälle können zu Instabilitätenführen oder Fehler verursachen, die nurschwer 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 nachälterer ATX- bzw. ATX12V-Spezifikation

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∑ P3,3 V + P5V 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∑ P3,3 V + P5V bis 115 W bis 120 W bis 130 W bis 130 W

Tabelle 1: Zulässige Spannungstoleranzenbei 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

Bild 1:20-poliger

bzw. 24-poligerKabelstecker

Bild 2:Pin-Belegung desATX-Mainboard-Steckverbinders

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3mm,rund,rot

D3

3mm,rund,rot

D1

3mm,rund,rot

D2

3mm,rund,rot

D73mm,rund,rot

D6

120RR7

56RR1

330RR2

330RR6

120RR3

120RR4

15R

R9

10R

R8

3mm,rund,rot

D4

3mm,rund,rot

D5

S2

S1

S3

-5V

+3V3

+12V

+5V

-12V

Telefonbuchse, rot

BU2

Telefonbuchse, schw arz

BU3

2010199188177166155144133122111

ATX

BU1

120RR5

3R9

R10

3R9

R12

3R9

R11

5Wat

t

5Wat

t

5Wat

t5W

att

5Wat

t

+5V

+12V

5V STB

-5V

Power ok

+3.3V

-12V

- Multimeter

+ Multimeter

Umschaltungfür die

Spannungsmessung

Bel

astu

ngs-

wid

erst

ände

(Power Supply Design Guide v1.0) sindTabelle 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 StrömeNetzteile liefern müssen, die nach der ATX-Spezifikation v1.3 bzw. v2.01 gebaut sind.

Netzteile nach ATX12V PSDG v2.01sind hauptsächlich für Mainboards mitPentium-4-Prozessor konzipiert. DieseNetzteile können im 12-V-Zweig wesent-lich höhere Ströme liefern. Zu bedenken istallerdings, dass bei diesen Netzteilen auchim 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 zusätzlicheine Stand-by-Spannung von 5 V, die dasMainboard auch bei ausgeschaltetem PCversorgt. ATX-PCs werden über einenTaster ein- und ausgeschaltet, wobei dasNetzteil durch ein PS-on-Signal vom Main-board aktiviert wird. Einige Geräte könnenmit einem zusätzlichen Netzschalter direktam Netzteil auch vollständig vom Netzgetrennt werden.

Laut Spezifikation müssen ATX-Netz-teile mit mehreren verschiedenen Steck-verbindungen ausgestattet sein. Zur Verbin-dung mit dem Mainboard dient dabei ein20-poliger bzw. bei neueren Modellen ein24-poliger Kabelstecker (Abbildung 1),dessen Pin-Belegung in Abbildung 2 zusehen ist. Nach ATX-v2.01-Spezifikationmuss ein zusätzlicher 12-V-Stecker mit4 Pins (Abbildung 3) vorhanden sein.

Der Peripheral-Power-Anschluss (Ab-bildung 4) dient zur Versorgung von Fest-platten. Üblicherweise sind von diesemSteckertyp mehrere Exemplare vorhanden,so dass auch CD-ROM-Laufwerke usw.versorgt werden können.

Ein weiterer Anschluss, der bei jedemATX-Netzteil vorhanden sein muss, ist derFloppy-Drive-Anschluss in Abbildung 5.

Um die geltenden EMV-Vorschrifteneinzuhalten, müssen Computer-Schalt-netzteile über eine aktive PFC (Power-Factor-Correction) verfügen, um eine si-nusförmige Stromaufnahme zu gewähr-leisten.

Bedienung und Funktion

Der ATX-Netzteil-Tester wird am Haupt-Mainboard-Kabelstecker des zu prüfen-den Netzteils angeschlossen und gibt inwenigen Sekunden Aufschluss über diegrundsätzliche Funktion des Prüflings. So-lange sich der rechte Schiebeschalter des

Netzteil-Testers in der unteren Positionbefindet, ist das Netzteil deaktiviert, d. h.ausschließlich die Stand-by-Spannung von5 V muss vorhanden sein und die entspre-chende Leuchtdiode (+5 V STB) am Testermuss aufleuchten.

Zur genauen Überprüfung der Span-nungstoleranzen kann an den 4-mm-Mess-gerätebuchsen ein beliebiges Multimeterangeschlossen werden. In der mittlerenSchalterstellung des Powerschalters (S 1)wird dann die Stand-by-Spannung zumMultimeter durchgeschaltet, wobei dasNetzteil gleichzeitig eingeschaltet wird.

In der obersten Schalterstellung desPowerschalters können alle weiteren Netz-teilspannungen mit Hilfe des angeschlos-senen Multimeters überprüft werden. Das

Bild 3: 12-V-Stecker mit 4 Pins Bild 4: Festplatten-Steckverbinder Bild 5: Laufwerk-Steckverbinder

Bild 6:Schaltbild des

ATX-Netzteil-Testers

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grundsätzliche Vorhandensein der einzel-nen Spannungen wird mit Hilfe der zuge-hörigen Leuchtdioden angezeigt.

Die Ausgänge +3,3 V, +5 V und +12 Vwerden vom ATX-Netzteil-Tester mit demjeweils erforderlichen Mindeststrom be-lastet. Aufgrund der dadurch entstehendenVerlustleistung im Bereich der Hochlast-widerstände ist kein Dauerbetrieb zuläs-sig. Die maximale Betriebsdauer beträgt5 Minuten. Danach ist jeweils eine Ab-kühlphase erforderlich. Die Auswahl dermit dem Multimeter zu überprüfendenSpannungen erfolgt mit den beiden linkenSchiebeschaltern.

Schaltung

Wie das Schaltbild in Abbildung 6 zeigt,ist die Schaltung des ATX-Netzteil-Tes-ters ausgesprochen einfach, da ausschließ-lich konventionelle passive Bauelementezum Einsatz kommen.

Alle Ausgangsspannungen eines ATX-Netzteils sind, wie bereits erwähnt, am 20-bzw. 24-poligen Mainboard-Kabelsteckerverfügbar, und da auch das Ein- und Aus-schalten eines ATX-Netzteils über diesenSteckverbinder erfolgt, sind keine weiterenVerbindungen 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 ausschließlichdie Stand-by-Spannung von 5 V an Pin 9(violette Leitung) an.

Der 20-polige Kabelstecker des Netz-

teils wird mit BU 1 des Netzteil-Testersverbunden, und das Ein- und Ausschaltendes Prüflings erfolgt dann mit Hilfe desSchiebeschalters S 1, wobei das Netzteileingeschaltet ist, sobald sich der Schiebe-schalter in einer der beiden oberen Schal-terstellungen befindet.

Die Leuchtdioden D 1 bis D 7 sind direktan die einzelnen Ausgangsspannungen desNetzteils angeschlossen, wobei die zuge-hörigen Widerstände R 1 bis R 7 jeweilszur Strombegrenzung dienen.

Für die erforderliche Mindestlast desNetzteils sorgen die Widerstände R 8 bisR 12. Der Widerstand R 8 belastet dabeiden 3,3-V-Zweig, R 9 den 5-V-Ausgangund die in Reihe geschalteten Wider-stände R 10 bis R 12 den 12-V-Ausgangdes Netzteils.

Zur Überprüfung der grundsätzlichenFunktionsweise des Prüflings reichen be-reits die LED-Anzeigen und die Vorlast-widerstände aus.

Zur genaueren Prüfung, insbesondereder Spannungstoleranzen, dienen die4-mm-Anschlussbuchsen BU 1 und BU 2.Hier kann ein beliebiges Multimeter an-geschlossen werden, welches im entspre-chenden Spannungsbereich zu betreibenist. Die Auswahl der einzelnen Prüfspan-nungen erfolgt dann mit Hilfe der Schiebe-schalter S 1 bis S 3 im unteren Bereich desSchaltbildes.

Nachbau

Da beim ELV-ATX-Netzteil-Tester aus-

schließlich bedrahtete konventionelle Bau-teile zum Einsatz kommen, ist der prakti-sche Aufbau des Gerätes besonders ein-fach und schnell erledigt. Zum Einsatzkommt eine doppelseitig durchkontaktier-te Leiterplatte, so dass keine Drahtbrückenerforderlich 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 nichtwieder herausfallen können. Danach ist diePlatine umzudrehen, und alle Widerständesind in einem Arbeitsgang zu verlöten. Dieüberstehenden Drahtenden werden direktoberhalb der Lötstellen abgeschnitten, ohnedie Lötstellen selbst zu beschädigen.

Im nächsten Arbeitsschritt sind die dreiSchiebeschalter einzubauen. Es ist dabeiunbedingt darauf zu achten, dass die Schal-tergehäuse vor dem Verlöten plan auf derPlatinenoberfläche aufliegen.

Dann sind die Leuchtdioden an der Rei-he, wobei hier auf die korrekte Polarität zuachten ist. Zur Kennzeichnung verfügt dieAnode grundsätzlich über einen längerenAnschluss, und im Bestückungsdruck istdie Anodenseite mit einem Plus-Symbolgekennzeichnet. Die LEDs benötigen eineEinbauhöhe von 11 mm, gemessen von derLED-Spitze bis zur Platinenoberfläche.Auch hier sind an der Platinenunterseitedie überstehenden Drahtenden sorgfältigabzuschneiden.

Weiter geht es nun mit dem 20-poligen

Ansicht der fertig bestückten Platinedes ATX-Netzteil-Testers mit

zugehörigem Bestückungsplan vonder Bestückungsseite

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Steckverbinder BU 1, der von der Platinen-unterseite zu bestücken ist. Wenn das Buch-sengehäuse plan auf der Platine aufliegt,sind an der Oberseite alle Anschlusspinssorgfältig zu verlöten.

Jetzt werden die HochlastwiderständeR 8 bis R 12 für den Einbau vorbereitet,indem die Anschlüsse entsprechend Ab-bildung 7 abgewinkelt werden. Die Hoch-lastwiderstände müssen ebenfalls von derPlatinenunterseite eingesetzt werden unddie Anschluss-Drahtenden sind vor demVerlöten entsprechend Abbildung 8 um-

zubiegen. Das Verlöten erfolgt dann unterZugabe von reichlich Lötzinn.

Damit ist bereits die Platinenbestückung

Ansicht der fertig bestücktenPlatine des ATX-Netzteil-Testersmit zugehörigem Bestückungs-plan von der Lötseite

Bild 7: So müssen die Anschlüssebei den Hochlastwiderständenabgewinkelt werden

Bild 8: Einbau der Hochlastwider-stände

Bild 9:Einschub der

Fixierungsplatine indie Führungsnuten

Stückliste:ATX-Netzteil-Tester

Widerstände:3,9 /5 W ........................... R10–R1210 /5 W ....................................... R815 /5 W ....................................... R956 ............................................... R1120 ................................R3–R5, R7330 ...................................... R2, R6

Halbleiter:LED, 3 mm, Rot ..................... D1–D7

Sonstiges:ATX-Buchsenleiste, 2 x 20-polig, winkelprint ......... BU1Telefonbuchse, 4 mm, Rot ......... BU2Telefonbuchse, 4 mm, Schwarz ................................... BU3Print-Schiebeschalter ............... S1–S32 Fächerscheiben, M64 Polyamidscheiben mit 6,2-mm-Loch, 14,0 x 1,2 mm1 Gehäuse, komplett, bearbeitet und bedruckt, Grau

erledigt, und wir können uns dem Gehäu-seeinbau zuwenden.

Im Gehäuseoberteil werden zuerst diebeiden Messgerätebuchsen mit aufge-schraubter Kunststoffkappe eingesetzt. Aufder Innenseite folgt dann die jeweils zuge-hörige Kunststoffhülse und je zwei 1,2 mmdicke Polyamid-Futterscheiben.

Danach wird die Platine so in das Ge-häuseoberteil geführt, dass die 20-poligeBuchse durch die zugehörige Gehäuseöff-nung ragt und die Messgerätebuchsen durchdie Leiterplatte geführt werden. Die Mess-gerätebuchsen sind danach mit jeweils ei-ner M6-Unterlegscheibe zu bestücken undmit den zugehörigen Muttern fest zu ver-schrauben. Eine Fixierungsplatine ist ent-sprechend Abbildung 9 in die Gehäuse-Führungsnuten zu schieben.

Bevor im letzten Arbeitsschritt das Ge-

häuseunterteil aufgesetzt wird, sind dieHochlastwiderstände sorgfältig auszu-richten, so dass keine Berührungsgefahrzum Gehäuse besteht. Dem Test von ATX-PC-Netzteilen steht nun nichts mehr ent-gegen.

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