Hard du hard • Anatomie d'une alimentation xTX

• Réparation d'un bloc d'alimentation ATX ?

Si on ne se soucis pas du coût du temps homme passé à réparer une alimentation de ce type, il peut en effet être parfois intéressant de la dépanner malgré son bas coût. Par contre, s'il fallait faire payer la réparation d'un bloc en tenant compte du coût horaire d'un électronicien qualifié, il ne serait pas rentable de travailler sur un bloc dont le prix d'achat est inférieur à 60€...

Mais pour que les choses soient claires, réparer une alimentation à découpage est loin d'être simple et peut même s'avérer être dangereux à cause des tensions élevées qui circulent dans sa partie primaire. Si vous n'avez donc pas un minimum de confiance en vous pour se lancer dans cette épreuve, autant ne pas tenter l'expérience.

Au premier plan, composants de filtrage du secteur (fusible, varistances, suppresseurs d'interférences, inductances de lissage, bobine d'arrêt), et au centre, fixé à son radiateur, le pont de diode dont la fonction est de réaliser un redressement double alternance qui converti le courant en continu afin de ne le laisser circuler que dans un seul sens.

Bien entendu, il n'existe pas une procédure écrite ou un algorithme à suivre à la lettre pour réparer une alimentation défectueuse. Mais ceci est général valable pour toute réparation d'un système électronique. D'ailleurs, quand on cherche à en réparer un, on commence toujours par vérifier les tensions et tout ce que l'alimentation délivre au reste du système, car bien souvent quand un appareil dysfonctionne, c'est qu'il y a des tensions incorrectes qui circulent à un ou plusieurs endroits de ses circuits. Or là, c'est un peu différent puisqu'on est dans le dispositif même qui produit ces tensions, mais cette règle reste valable malgré tout.

On avance la plupart du temps par déduction d'une action que l'on vient de tenter ou d'un test que l'on vient de réaliser et qui a abouti, ou pas, à un résultat.

Mais quand c'est possible, se procurer le schéma de principe de l'appareil est ce qu'il y a de mieux à faire pour avoir une vue d'ensemble du système et évaluer les conséquences que pourrait avoir une faille dans telle partie par rapport au reste, en suivant le cheminement théorique du courant sur le schéma.

Cela étant dit, nous sommes conscients qu'il y a 2 points sensibles dans ce raisonnement :

• il est souvent très difficile de se procurer le schéma de principe d'une alimentation;
• tout le monde ne sait pas lire un schéma électronique pour en déduire les zones à problème.

Dans ce cas, il faudra procéder de façon empirique.

Au niveau des outils, un multimètre vous sera indispensable pour effectuer vos mesures, au même titre qu'un fer à souder et de l'étain pour retirer et remplacer les composants détectés comme défaillants. Et si vous avez la chance de posséder un oscilloscope, il vous permettra de tracer le signal à vérifier d'une façon que le multimètre sera incapable de vous présenter. Dans ces moments-là, l'oscilloscope n'a pas son pareil. Un testeur de transistors/diodes est assez utile également, certains multimètres en sont dotés, mais ils ne sont pas toujours aussi fiables qu'un testeur spécialisé.

Un point important à garder à l'esprit est que, lorsqu'on cherche à vérifier la valeur d'un composant (de type résistance, condensateur, diode, bobine) par rapport à ce qu'il est censé donner dans l'absolu, il faut éviter de le faire « en circuit » parce qu'il peut avoir dans son voisinage d'autres composants qui risqueraient de fausser le résultat si le courant envoyé par le multimètre à travers ses sondes est routé jusqu'à eux avant de revenir. C'est la raison pour laquelle il n'y a rien de mieux que de dessouder une des 2 pattes du composant pour le faire sortir du circuit et placer ensuite les sondes à ses bornes.

Bien entendu, quand il s'agit de mesurer les tensions aux bornes d'un composant ou de suivre des signaux, c'est différent, tout se fait en circuit avec l'alimentation sous tension et le dispositif allumé.

Gros plan sur un module de contrôle du découpage. Le circuit intégré génère entre autre la forme d'onde (PWM), le reste des composants assure un filtrage et un minimum de protection quant au signal produit. Pour gérer les transistors à l'étage de découpage en fonction de la charge nécessaire sur les rails +5V et +12V, ce circuit va agir sur leur temps de conduction selon un calcul de moyenne pondérée prenant en compte l'ensemble des lignes utilisées

Autre point à savoir, les alimentations modernes contiennent de plus en plus de composants de surface (SMD) au niveau du secondaire. On peut d'ailleurs le constater autour du LM339 sur la précédente photo montrant la face arrière du circuit imprimé. Plus le système est de qualité, plus il aura de circuiterie en rapport avec les sécurités, le monitoring, la supervision, etc. Dans ces cas là, un certain nombre de circuits intégrés sont impliqués avec leur lot de SMD tout autour d'eux.

Cependant, il est relativement rare que les composants de ces systèmes défaillent. Il n'y a que de faibles tensions qui y circulent et la consommation de courant n'est que de quelques milliampères. Cela étant, en électronique, le problème n'est pas toujours là où on l'attendrait. Par exemple, vous pourriez trouver des valeurs incohérentes en sortie d'un transistor de puissance Mosfet qui injecte son signal dans le transformateur principal et le mettre en cause, alors que le problème réel serait en amont, au niveau du circuit intégré en charge de produire le signal de modulation de largeur d'impulsion (PWM). Et du coup, il sera sans doute nécessaire de vérifier la validité des SMD en rapport avec le circuit fautif (car oui, il peut aussi y avoir des SMD dans le primaire autour du module de hachage mais ils sont très localisés et même souvent sur un circuit à part).

La manipulation de composants de surface nécessite plutôt une station à air chaud à la place d'un fer à souder (même s'il n'est pas interdit ni impossible de souder/dessouder des SMD avec un fer à souder à panne fine, en fait, vous faites comme vous voulez), ainsi que de la pâte à souder.

Quelques conseils (si vous n'avez pas peur de foutre le feu chez vous, hormis avec Johnny)

Voici donc les remarques et conseils pratiques qui nous viennent à l'esprit lors du dépannage d'une alimentation à découpage :

• Toutes les tensions mesurées dans la partie primaire se font par rapport à la terre de protection (Tp). Pour info, ce point de référence se retrouve sur le négatif du pont redresseur (pont de diode du primaire). Si vous utilisez un oscilloscope, il doit donc être isolé de la terre secteur. Dans le secondaire, toutes les tensions sont mesurées par rapport à la masse (Gnd).
• Dans un premier temps, juste après avoir ouvert le boîtier, il est bon de nettoyer son circuit, composants et ventilateur (soufflette, dépoussiérant, aspirateur avec mini embout, etc) histoire de travailler sur des éléments dénués de poussière. Il faut aussi s'assurer que le ventilateur n'est pas grippé et qu'il fonctionne.
• Une première analyse visuelle du dispositif est indispensable afin de repérer des détails suspicieux sur les composants ou les pistes du circuit (par exemple l'état du fusible, des traces de surchauffe, des éléments fendus, un haut de condensateur électrochimique bombé, des soudures imparfaites, etc.) Il y a parfois des réparations qui peuvent se régler simplement après avoir remplacé ce qui paraissait douteux, ou qui était évident, ce sont des pannes « faciles », il faut en profiter.
• En cas de remplacement de composant, remplacez-le à l'identique. Pour les condensateurs électrochimiques polarisés, vous pouvez vous permettre d'avoir une valeur de tension un cran au-dessus de l'original, par contre la capacité doit être la même (par exemple un condo de 47uF en 16V à 85° peut être remplacé par un 47uF en 25V à 105° si vous n'avez pas trouvé l'équivalent).
• Si le fusible est sectionné, il est bon de vérifier l'état des transistors de découpage (généralement des NPN plaqués à un gros radiateur) à l'aide d'un testeur de semi-conducteurs. S'ils sont défaillants, il faut bien entendu les remplacer, et il est ensuite conseillé de connecter à la place du fusible une ampoule à filament de 50W (surtout pas de fluocompacte) afin de poursuivre le dépannage sans risque pour les 2 composants neufs.
• Comme vous le savez maintenant, la tension du secteur est redressée en double alternance par le pont de diodes. La tension redressée et filtrée par les deux condensateurs de filtrage en série avec une résistance de forte valeur en parallèle est de +310V. Cet assemblage forme ce que l'on appelle un pont diviseur capacitif, et il faut s'assurer qu'il y a donc +155V au point commun entre les 2 condensateurs et les 2 résistances (ça peut être plus mais ça ne doit pas être moins). Si c'est le cas, tout va bien, sinon cela signifie qu'il y a un court-circuit sur une des branches. Il faut alors vérifier les composants de la chaîne : varistance, diode, condensateur de filtrage, transistor de découpage symétrie, etc. et trouver le fautif.
• Si la tension de +5V est présente en sortie du transformateur +5V standby, ça vaut le coup de forcer le démarrage de l'alim en court-circuitant le signal Power On (broche n°16 du connecteur ATX) à la Masse (broche n°15, entre autre). Il sera parfois nécessaire de « charger » l'alim (c'est à dire lui demander de la puissance) car certaines ATX ne démarrent pas sans une charge. Une charge de 1,5A sur le +5V et de 1A sur le +12V devrait suffire. Une fois l'alim en route, si aucune tension fractionnée (+3.3V, +5V, +12V, etc.) n'est présente en sortie, alors il faut se tourner vers le découpage au niveau du primaire. Cela concerne donc les 2 transistors de puissance, mais également le circuit PWM qu'il va donc falloir sonder à l'aide de l'oscilloscope.
• Et à ce propos, le circuit intégré qui produit la modulation de largeur d'impulsion doit être identifié afin de se procurer le datasheet (sur internet) qui vous permettra de connaître son brochage et les tensions qui doivent figurer à ses broches. Vous aurez à les mesurer en prenant soin d'avoir comme masse celle présente à la borne GND du circuit intégré. Il est important que les broches Vcc et REF aient les bonnes tensions, et si c'est le cas, il y a de fortes chances pour que ce contrôleur soit fiable. Il faudra alors vérifier à l'oscilloscope la présence de pulses aux broches de sorties C1 et C2 et les tracer méticuleusement jusqu'à la base des transistors de puissance du découpage.
• Si cette tension de +5V est absente du +5VSTB (ou nettement inférieure), il faut vérifier avec une précaution extrême la présence du +310V entre le positif et le négatif du pont redresseur au niveau du primaire. Si la tension mesurée est très inférieure, il faudra alors vérifier toute la partie filtrage du secteur, le pont de diode, les condensateurs réservoir d'énergie, et si tout semble normal, aller jusqu'à vérifier l’interrupteur et les cordons. A ce stade, s'il n'y a rien à signaler au niveau du +310V malgré l'absence du +5VSTB, c'est qu'il y a une faille dans cette alimentation auxiliaire qui fournit cette tension de standby car elle est indispensable sur certains modèles pour enclencher le démarrage de l'alimentation principale. Dans ce cas, autour de ce transfo, il sera nécessaire de vérifier les diodes et les résistances de fortes valeurs, ainsi que le transistor de découpage qui lui est assigné. Sur ce transfo, il est aussi conseillé de vérifier que les enroulements du primaire et du secondaire de ce transfo ne sont pas sectionnés.

Bien entendu, la liste pourrait être aussi longue qu'il y a de cas de pannes possibles et de modèles d'alimentations disponibles, donc il faut bien s’arrêter à un moment.