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維修者的心路歷程 電源篇

熱度 4已有 2908 次閱讀2013-10-9 09:18 PM |個人分類:電源| 電源

維修者的心路歷程    電源篇

好文備份,轉自網路文章,抱歉忘了出處

        如果把螢幕做大部分解,可以區分為:電源、高壓板、主機板、面板,這四部份。他們的故障率高低排序,也是如此!電源、高壓板這兩部份,佔總體故障率超過5成,比重很高,是維修的重點!電源的設計方法,一直是以AC110V/60hz交流電輸入,經過降壓變壓器作電壓轉換,在二次側濾波、收集成DC直流電來使用;這款設計常發生輸入交流電源不穩定,導致輸出電壓不穩定,或是末端用電大增會產生用電不穩;早期看電視,在78點熱門檔用電尖峰,有時受視畫面不穩定,突然電壓不足會縮影,甚至彩色瞬間變黑白,於是出現革新的穩壓技術需求-PWM這是將AC110V(60hz)橋整成DC150V左右,再將直流轉變成更高頻的交流電(50Khz,昇頻近千倍)輸出,再由降壓變壓器作電壓轉換、整流,使得末端輸出的電壓十分穩定(理論上也有千倍),整體的效率也獲得明顯改善(提升了2~30),大量的降低熱損、重量(降低變壓器95重)、成本,是很重要的進步。

交換式使用的技術迴異於傳統式,主要的是PWMPulse Width Modulation技術,這是一顆自動控制元件,PWM流行於80年代APPLE II的帶動(賈伯斯的功勞之一),經過30年的變革,元件的穩定度、可靠性提升很多,而這個元件的應用相當廣泛,高壓板、主機板、T-CON的電源部份都用得到;第二個是PFCPower Factor Correction技術PFC是最近10年流行的技術,對於大功率(150W以上)的輸出裝置,輸出穩定度改善很大;你想像一下:5樓公寓的用水,對居住在5樓的用戶,晚上洗澡經常出水量太小,沖浴都沖不乾淨,如果使用加壓馬達,或是把水塔蓋在六樓上,這個問題就沒有了,這就是PFC的功能,它是個升壓電路(註一)!

        電源的結構,是個集體創作,集合開發、採購、機構、工程、維修人員而成,所以有多種觀點論述;以機構來說,散熱、防磁是個大問題(註二);以設計來說,漣波、效率的因素是最需要考慮的;以採購成本角度來說,離散零件最容易列入節省名單(註三);以維修的區塊分解來說,簡單可分為一、二次側(以降壓線圈來分),或是待機、開機兩段分法(以兩段式供電來分); 然而大部分在查修二次側的電容、三極管,換完OK如再有問題,就查不下去!這個問題往往出在一次側的PWM電路,大部分是漣波產生問題,PWMPFC內部有補償(修正用)、節電(待機用)電路,需要穩定的工作電壓,才能產生正確的基準電壓(比較用,一般是+2.5V),如果工作電壓出現漣波,工作區帶容易偏移,產生過流、過壓的工作區帶,於是燒毀驅動三極管,有時候PWM輸出腳沒設計逆向二極體,或是N-CHG極沒有並一顆旁路電阻,N-CH一旦燒起來,短路的大電流,會先燒燬S極的負載電阻,還會回頭燒毀PWM,沿途的貼片電組集體掛彩,最後連貼片三極管一起陪葬,這是火燒厝,修過了人應該印象深刻,故障零件要用碗來裝(TOD1802412BH);幸好現在會額外作一組以上的比較電路(註四),通常會取樣PWM負載電壓,過壓、過流都會關閉工作電壓,但對電源器來說,較大瓦數(150W以上)的積熱較高,升溫較快,如果比較電路做在二次側(透過光耦作反應),反應會較慢,還是會燒一堆(DAC-180CB B);但即令是做在一次側,如果使用含鉛板製程(較省錢,但散熱差,也有汙染問題),還是會燒一堆(HGP180-P240JIFE),所以省錢還是看情形!

        電源的故障,也可分為待機問題、開機問題、冷熱當三大類;第一類最為常見,有些是輸出電壓全無,有些是電壓不足(波浪),這種光靠換電容是解決不了問題,除非一次側的漣波一起解決;第二類是待機用電正常,但是開機用電不正常(或沒有),解決的方式與第一類差不多;第三類最具挑戰,有時還要補焊、洗板才會好!一個電源的故障,大部分都有通病,很多都是用料太省導致(TOM202CABBPSM217-404-H-R),有部份是設計不良(FSP208-3M01),機構考慮不周(0802-23B-01 R.05);常常比對不同的設計群,就可發現上述觀點,並可補強通病,讓機器壽命提升,這也是我們一直努力的目標之一!如果以用料、設計、故障率低而言,台達電均拔得頭籌,而全漢的品質、價格比(CP值)是很優的,產品線最為齊全,佔有率也是最高,而最受東元垂愛的力信,則故障率偏高,又不好修(常見燒一托拉股),拷貝板在大陸常見。

其實電源設計較簡單,但設計得好相當不容易(註五),主要是以PWMPFC這兩顆晶片為主,只要用哪顆晶片,配合電路都差不多,有變化的只是控制線路;比如L6565DLD7575PS用在產生+12VSG3843用在產生+19VL6598D產生+24VTNY264PNSG6841SZ產生+5VsL6561DSG6961SZ產生高壓,依此類推,彼此間的互換性很高,比如:17D06可用NCP1217NCP1203203D6代,但某些互代性很低,比如:UC3843SG38433843B三者不可互代,否則Adaptor修不起來,有些型號易壞,還會燒一堆周邊,比如:SG6841SZ;總而言之,電源主要缺點是重二輕一(註六),還有待機不良(註七)!優點是較單純、易修的,很適合生手入門的機板,藉此建立線路的邏輯觀;網友如果有技術的看法,或有維修的迷思,可善用〝回應〞來切磋,如果有回應,我才會寫電源II,以饗讀者!

 

註一:但是昇高壓有其限制,太高的電壓需要考慮絕緣、尖端放電,所以目前280~400V(常用380V),是設計的範圍!

註二:早期電路板(BENQ 17吋螢幕),使用含鉛製程,優點是融點低、容易焊接,缺點是產生積熱、脫焊的問題,特別是在驅動電路部分;而防磁的規定,讓廠商除了大量使用扼流圈、突波吸收器、鐵殼,其中鐵殼最容易導致積熱!

註三:離散零件,常見的指電容、電阻、電感;有些廠商料偷過了頭,使用二線電容,過保爆一堆(TOM 202C ABBJOP 185241205A H),有些兩個電容座,單插一個(ILFI-025LF 7909014),甚至連抗漣波電感都省了(ILFI-009),製造過保必死的陷阱!

註四:有些做兩組(HGP180-P240JIFE),另一組監控PFC,有無過壓?導致輸出電壓整體偏高!

註五:台達電DPS -213A P,用在ACER AT3201W,故障率恐怕在0.1%以下,是經典之作;它的作品有很多廠商抄襲:AERSTxCH,但都失敗在料偷很大;除了少數積優廠商外,很多都抄來抄去,甚至連PWMDatasheet圖都照抄,連待機省功率,可不必啟動PFC,也懶得做控制開關(LCDTV-180-12V),或是大量使用扼流線圈(Bead),以為漣波會不見,或是每個工作電壓都並一顆稽納,以為這樣可穩壓!

註六:重二輕一,就是重視二次側的電容用量,輕視一次側的電容用量,其實一、二次側,是個等量放大的關係,一次側的+-50mv小漣波(Vdd電壓),二次側產生+-0.5v壓差(Vcc電壓),依此類推!

註七:待機不良,待機電路屬於24小時都在運作,其使用的電容最好提升一級,比如:470UF/16V→470UF/25V,或1000UF/16V;使用的電容最好挑好品牌,否則常見故障!


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