修牛記-電源供應器研究系列(一)-重溫

當年答應ezone, 所登系列不能已在其他媒體刊登過.
但無應承不再在其他媒體刊登. 何況今時今日都無其多人有興趣做維修人員, 都無乜商業價值.
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Techno

text/庖丁
edit/小邦

大題︰
變壓器維修研究系列 (一)
焊點老化疑案


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筆者簡介︰庖丁
資深電子工程師,20 多年前開始設計開關式變壓器,對維修及設計變壓器極具經驗。曾任職於歐美半導體廠商十多年,近年從事電子產品設計。他常於本地硬件網站,發表專業變壓器技術文章。
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主相︰Photo01.JPG + Photo05.JPG (合成)
caption: Delta mATX 200W
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變壓器(稱火牛)是電腦的主要原件,在長期使用下,會較其他硬件更易損壞,但其問題帶有隱蔽性,用家難以發現,同時亦無法維修。其實,維修變壓器的技術層面不高,很多時一般儀器已足夠。本系列將從筆者遇過的維修個案入手,通過介紹維修過程,讀者可以了解一般損壞原因,繼而了解個別型號之內部用料優劣。

<小題> 個案一︰Delta mATX 200W
此次維修的變壓器是 Delta mATX 200W,機主之前已偶爾未能啟動之,最後則完全開動不到。筆者先給予 AC220V 供電,測試 「+5V standby」 有沒有輸出。此輸出位是在 ATX 主電源插頭的第 9 針腳 (紫色電線),其正常電壓應在 4.75V 至 5.25V 之間。但現在只有 4.13V,可見 「+5V standby」 輸出出現問題。




圖3: 「+5V standby」 輸出只有4.13V 。


注意!
開蓋後,要測試主高壓電容是否已完全放電,以免觸電。

<小題> 變壓器內部拆解
先拔掉主電源,開蓋研究內部結構,共有三塊線路板,AC 電源輸入 EMI 濾波及整流線路在其中一塊板上,印有 「PFC」 字樣,作為被動式功率系數校正(Passive Power Factor Correction) 功能,常見於較低功率有  PFC 之變壓器上。至於主要高壓電容,則是兩個日系 Rubycon 470μF 200V 85℃ 電容,用料已算不錯。


圖4: Delata 內部結構一覽。

圖5: AC 輸入 EMI 濾波及整流板。

在主底板上有編號 1001DL 但沒印廠號的集成晶片,這是主電源之 PWM(Pulse Width Modulation, 使用脈衝闊度控制輸出),推動一枚 Toshiba 高壓 MOSFET 組成單端前推式開關電源結構 (Single End Forward Switching Topology),旁邊編號 K2608 的是 「+5V standby」 電源之高壓 MOSFET。


黃線之內為 +5V standby 部分,但仍有不少表面貼片 (SMD) 電阻及電容在底板下面。此部分只用分立式原件組成自振式電路,沒有使用 PWM  集成電路。至於輸出保護電路在一獨立小板上,上面有一枚 ST 339 集成晶片內置四組電壓比較器,另一個為沒印廠號、編號 DNA1002D 的集成晶片。


圖7: +5V standby 部分。




圖10: 保護電路

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<小題> 補回
開始先用 DC30V 供電,由於 「+5V standby」 電源使用分立式原件,一般供電 DC30V 皆能起動。起動後,「+5V standby」 輸出有 4V 左右,但將回輸光耦合器 (Optical Coupler) 之 LED 短路 (下圖),輸出馬上跳至6.5V,由此證明高壓自振電路正常,只是輸出電壓取樣部分有問題。之後,檢查TL431 各點電壓時,發覺輸出會跳回 5V,尤其是碰到 R914、4.64k 電阻時,細看下發現有焊點老化跡像;重補焊點,輸出回復 5V。


圖8: 主底板背部

圖11: 主底板背部+5V Standby部份之R914、4.64k電阻

DIY Comment︰
小處足弄成大問題
供電 AC220V,「+5V standby」 輸出有 5.1V,再將 ATX 主電源插頭綠色電線跟黑色電線短路,+12V、+5V、+3.3V、-12V 及 Power Good Signal (主電源插身灰色電線) 均輸出正常。 接主板都能正常起動,重復測試十次,以及連續工作一小時,均一切正常,維修工作完結。原來,變壓器內一個小焊點老化,只需補上一點焊錫,足可令一部變壓器起死回生。

安全警告
電源供應器內有高壓電,維修人員須曾受有關之工業安全訓練,及於AC220V輸入端使用隔離變壓器減低觸電危險。
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jwong852 發表於 2015-9-5 19:40

Good post

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本帖最後由 breadboy 於 2015-9-5 21:58 編輯

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