電源供應器電壓值超出正常範圍

linshyu

關於PFC疑問看了許久,還是搞不懂原理與實際上的差異 ! 今天都沒實際上機測試,都在找疑問點 ~hm256~

pin1   實測 : 5.86 ~ 5.92V 好像太高了
pin16 實測 :  0.225V 好像太低了

把 datasheet 這部份方塊列出參考:



請對這有研究有經驗的大大,提供寶貴意見.這PFC部份是不是也有問題呢! 雖然目前可以動作中....

linshyu

再諸多問題未解前 , 再次研究 voltage sampling loop ; 發現原始設計與實際看到的標示不太符合！
怪怪的 , 還是說是機器上標籤內容貼標了.

標籤上是
+24V / 6A
+12V / 3A

相關迴路請參考以下圖示： (黑色所標電阻值是SMD電阻上的標示值,與下列計算無關,僅當比較用)



我們先研究看看 , 個人認為的設計差異點 , 從標示電壓及Rx值不變下回推R1及R2應該的阻值

ps : V1(+24V) 端輸出為6A  ,  V2(+12V) 端輸出為3A , 所以該端點的分流已此比例做計算 , 並不是說R1和R2要流過這麼大的電流量

a. 假設 TL431  R端點電壓 Vx = 2.5V  （實際上電量為 2.46V）
b. It = I1 + I2  ,  It = Vx / 2.32K = 2.5 / 2.32 = 1.07758ma
c. I1 = It * 6A / 3A+6A = 0.71839ma
d. I2 = It * 3A / 3A+6A = 0.35919ma
e. R1= (24V - 2.5V) / I1 = 29.928 Kohm
f. R2= (12V - 2.5V) / I2 = 26.448 Kohm
g. It=I1+I2=  0.71839ma+0.35919ma=1.07758ma (符合)

也就是說
I1(+24V/6A) 佔 66.6% It
I2(+12V/3A) 佔 33.3% It

所以...
R1 = 29.9K 與原設計 40.1K 差好多
R2 = 26.4K 與原設計 18.2K 差好多

這樣的結過(原廠的電流安培數值)會是 +24V/6A  ,  +12V/3A嗎？(理論上看不會,實際會不會有差異我不知道)

R1 = 29.9K , R2= 26.4K 應該才會是 6A/3A 比率吧! , 我沒設計過電源,僅把所知及已知表達出懷疑而已! 與本電路故障無關,供參考.


再來驗算結果,參考如下圖：



已知多電源網路要算同一節點電壓,為個單獨電源電壓和,另一迴路的電壓源是為短路 （戴維寧電壓定理）; 有錯請回覆

Vx = Vx1 + Vx2

a. 當+24V 供電時 , R2 端要接地

    R = Rx // R2 = 2.133K
    Rt = R1 + R = 29.928K + 2.133K = 32.061K
    Vx1 = +24V *  R / Rt = 1.5967V

b. 當+12V 供電時 , R1 端要接地

    R = Rx // R1 = 2.153K
    Rt = R2 + R = 26.448K + 2.153K = 28.601K
    Vx1 = +12V *  R / Rt = 0.9033V


c. Vx = Vx1 + Vx2 = 1.5967V + 0.9033V = 2.5V

驗算ok , 正確的 R1 和 R2 與 電路上所標示的有很大差異 , 故確定是標示錯誤

linshyu

反正現在對這問題束手無策之際 , 再研究原設計的電壓取樣迴路數據 , 看看實際的數值其結果應為多少？

請參考原廠迴路如下:



Vx = 2.46 (實測)

It = Vx / Rx = 2.46V / 2.32K = 1.06034ma

因為 R1 和 R2 電阻值為已知

所以

I1 = ( 24V - 2.46V ) / 40.1 K = 0.53715ma

I2 = ( 12V - 2.46V ) / 18.2 K = 0.52417ma

問題來了 , 這電流比例剛好各 50% , 所以這 SMPS 不會是 6A/3A ; 應該兩個別電壓的安陪數相當 3A/3A or 6A/6A 這種比例.

無聊,再次計算這電路的 Vx

Vx = Vx1 + Vx2

參考上圖,先將一些電阻並聯值先算出來

24V 時 :

R =  Rx // R2 = 2.32K // 18.2K = 2.05769K
Rt1 = R1 + R = 40.1K + 2005769K = 42.15769K

12V 時 :

R =  Rx // R1 = 2.32K // 40.1K = 2.19311K
Rt2 = R2 + R = 18.2K + 2.19311K = 20.39311K

Vx1 = ( 24V * R ) / Rt2 = 1.17142V
Vx2 = (12V * R ) / Rt2 = 1.29050V

Vx = Vx1 + Vx2 = 1.17142V + 1.29050V = 2.46192V

與實際量測電壓值相符,所以說這阻值再空載時應該可維持所需的12V/24V

至於可用安陪數是否與標示相同,我也不知道了. 個人認為No .

不論結果如何！原設計電路還是可以用的.

還是在回到原主題,想辦法修復才是重點.

HappyMaChi

噗~ ~hm252~
你誤會了 6A 與 3A 的意思! 你要在 +24V 與 +12V 各並一顆負載 RL 到 GND, 流過這顆負載的 RL 各別為 6A 與 3A, 你下面的計算應該是正確的!

簡單的算法:
Vx = 2.5V 固定,  It = I1 + I2
故 I1 = (+24V - Vx) / R1 = (24V - 2.5V) / 40.1K =0.536mA
     I2 = (12V - 2.5V) / R2 = 9.5 / 18.2K = 0.5219mA
     It = I1 + I2 = 0.53mA + 0.52mA = 1.5mA(錯誤修正 -> 1.05mA)
而設定點 Vx 的 It = Vx / 2.32K = 2.5V / 2.32K = 1mA

兩者近似相同, 因電阻值精確度問題, 故有誤差, 試算誤差
1.5mA / 1mA = 1.5%(錯誤修正 -> 1.05mA / 1mA = 1.05)
(其實之前我本來有想寫你在各樓層的觀念錯誤處, 沒想到還沒來得急編完, 你又補了一則! 沒關係, 看得出你的努力與用心!)
----------------------------------------------------------------------------
我之前有跟你說為什麼像翹翹板一樣的問題是正確的! 因為電阻的固定比值不變, Vx 參考點不變, 故變化的是輸出電壓.(其實這是數學問題)

以你在 1# 的異常狀況, 輸出規格為 +24V/6A 以及 +12V/3A ,但目前輸出值異常為

+24V 端輸出 30.6V
+12V 端輸出 8.82V

我們來算一下吧!
簡單的算法:
Vx = 2.5V 固定,  It = I1 + I2
故 I1 = (30.6V - Vx) / R1 = (30.6V - 2.5V) / 40.1K =0.7mA
     I2 = (8.82V - 2.5V) / R2 = 6.32 / 18.2K = 0.347mA
     It = I1 + I2 = 0.7mA + 0.347mA = 1.047mA

與上面的驗證相比差一點點, 所以翹翹板沒錯吧! 多學會了一些電路了麼?

linshyu

V1(+24V) 端輸出為6A  ,  V2(+12V) 端輸出為3A , 所以該端點的分流以此比例做計算 , 並不是說R1和R2要流過這麼大的電流量


剛剛你所計算有誤
"  It = I1 + I2 = 0.53mA + 0.52mA = 1.5mA "

還是1ma ~hm257~

以上算法,有參考過ㄧ本 PowerSupply Desing Guide , 2ND 的算法,應該不會錯的,請再次確定.
書名可能錯誤,看了很多本忘記了~hm248~ ,找到再補上資料

HappyMaChi

~hm248~ 我想我能幫的就到這了! 加油!

linshyu

感謝 HappyMaChi 的幫忙 , 請問各樓層所有的觀念錯誤處是哪些部分？ 請提示,我現在也一直再整理就有資料分析哪出問題？
今天的目標是不碰電路了,先釐清問題再做,避免無謂的時間浪費了.
麻煩H大.

HappyMaChi

回復 3# 的帖子
線圈端在電流反向(指電感充放電)時會有反電動勢! 降幅不同原因可能是因為 24V 空載, 12V 有載加功率不足! 空載損失小, 電壓回補段差小, 解釋你的疑慮! 固定 30us 是因為 PFC 的控制波形.

回復 6# 的帖子
加負載跟空載, 這裡有思考點! 加載之後問題明顯出現, 空載反而問題不明確! 也許加載到問題點 +12V 後, 追蹤各點工作電位是否正常? 反而更容易找出問題!
為什麼電壓像翹翹板一樣一高一低? 因為電阻的比率是固定的, 電位原先設定值是 +24V 與 +12V, 當電位錯誤卻又要達到平衡點 TL431的 2.4V, 電阻比率不能改變, 改變的就是電位! 這裡其實是數學問題, 想一下應該就懂了!

回復 10# 的帖子
同上, 加了風扇有負載的+12V輸出很快掉到 4.5V電壓, 而空載的 24V 很快升到 30.4V 達到 TL431 的 Vref 2.4V 平橫點!(確實 PWM 控制有問題, 造成功率不足! 所以你的 PWM 波形也很細)


回復 13# 的帖子
對照 2# 照片中的 PFC 的波形,我也有點疑慮! 可惜我對這並不瞭解! 為什麼Ton導通率這麼高? 也許 PFC 控制也有問題, 不過我沒做過 Power, 也許有大大願意出來解釋!

回復 14# 的帖子
如你所言, 輕載理論 PWM Ton 窄, 重載 PWM Ton 寬! 可是你的波形不對, 都是輕載, 輸出功率轉移不足, 電壓往下掉! 加上你的 6800 pin 6 VDC 波形不變!
[你說: Pin 6 = PWM Voltage feedback input (range 0~8V), 這是特性最大值, 並不是指電壓要到 8V, 觀念要正確!]

回復 23# 的帖子
如果你電腦有 6800 的檔案, 請參考第15頁電路圖中的左下角 PWM_OUT 電路, 你確認過 Q6, Q7 電晶體正常麼? 跟 C34 的電壓正常麼?

linshyu

1. 先將 Q6 , Q7 拆下量OK  (PWM 驅動)
2. 在拆 Q1 , Q2 拆下量OK  (PWM 驅動)
3. 交換測試 , 狀況相同 . 再次確認這區塊OK

linshyu

下圖示 ramp1 的 waveform  ,

加上 PFC 後如下圖 : PFC 5V/div , Ramp1 1V/div
PFC原圖參考#2圖3


這圖片可以看出ramp1 + Vieao 經PFC CMP 輸出 PFC 波形

linshyu

再秀出 pin1 IEAO 波形 , 上有嚴重的 Noise ! 懷疑是電源線上來的? 在橋式整流後的B+電壓為+140Vdc 上都有類似波形.~hm248~  不知示波器接地該如何處理!才可正常量這電壓???

5ms/div , 2V/div




下圖是 PWM ( 5V/div ) + Ramp2 (0.1V/div)  

hannahmo

橋式整流器輸出到大電容後....
只有140V....雖然也很接近正常值....
但....你要不要查查交流電輸入端的濾波電容....
看看是不是有漏電現象....
說不定也是雜訊的來源....~hm256~

linshyu

a. 橋式整流出來真的只有 138~142Vdc  , 下圖 A點.  ~hm248~    我也曾懷疑過低! 自己也無法解釋 , 為何只有近  140V ?
     理論輸入 110V * 1.414 = 155Vdc , 應為常見數值.      
     實際輸入 112V * 1.414 = 158Vdc , 正常應該出現這數值,但實際為138~142Vdc會不會因電容值太小所以...
     C5 = 10n , C37 = 330n
b. B點電壓為 375Vdc (PFC動作時) , 若將PFC關閉後此點電壓有 156Vdc 正常!
c. 橋式整流輸出後的每一點為何都是火線特性(會電人),是漏電嗎?  連接地也會電人!
d. 為何示波器無法量測整流後的電壓值!!! 都只有 Noise , (預計另開新文章討論~)   

My power 架構

直流輸出的(冷)地與前端的(熱)地為不同點,圖上標示錯誤.

linshyu

A. 應該不是漏電問題,剛查過不同的PSU結果也類似 (用驗電筆測)
B. 示波器部份要再加隔離變壓器將測試地與市電隔離 , 看來還要再敗一顆隔離變壓器,還好示波器電源的地線剛好沒接.

lwang

真是有心~~從5/27~~6/6近10天了~~還可以這麼努力去修~~這毅力須像他看齊~~我就沒辦法如此~~

linshyu

不要挖苦我了 ~hm249~  我已經努力不只10天了!!!  不是我有毅力 , 是這問題讓我無法放棄處理它. (很可能只是一個很小問題沒注意到)

  從沒修過這種問題也沒修過SMPS這麼久 , 也真的破個人紀錄了. 以前面對的幾乎是 Fly-back mode , 概念還可,這次碰到 forward mode 又加 PFC ... 還真的傷腦筋?
實際上兩種架構觀念接近差異不大.  既然電路都已運作中 , 就是不夠力! 用汽車來形容它 ,就是車子已修好可以跑了;就是多載一個人就跑不動了!
  幾乎可以感覺到哪部分可能出問題 , 卻抓不到問題所在 , 所以維修這 SMPS 已無所謂的 "價格" & "時間" 問題 , 剩下是能夠將它修好的 "價值" 問題了 . 所以只要還有機會我會繼續努力 debug , 直到水落石出或...
  因個人可做維修的時間不多,所以每天僅花短短時間在這兒, 當然也需求有經驗的大大提供些觀念幫忙一下.

klee

PFC的電晶體S端到橋式的負端有電阻嗎?如果有可否查一下是否阻值變大了

jack671

會是電源AC220V  .  110v之間 切換問題嗎？

linshyu

" PFC的電晶體S端到橋式的負端有電阻嗎? "

終於有人願意出聲了,感謝.~hm247~

請參考 #43 , Q1 PFC  是 MOSFET 場效晶體 , Source 直接接地 ; 然後這個地(整個一次端)再接一R3 ( 0.39 ohm ) 回到 Bridge Diode (BD1) 的負端.

其中 R3 約 2~3 Watt 電阻 , 其負荷整個一次端電路的電流回到 橋式負極 , 還並聯2顆 Diode . 在圖中可以見到這一點是所謂的 Isense 端點 , 這電壓值會回輸到 CM6800 的  Pin3 .

這 Pin3 用電錶量 約 54mv (不是很穩,會跳高,是穩定下來的數值) , 用示波器可看到波形,但時再太小且Noise一堆,我不敢確定哪個是訊號!
因為一值都是接小負載(PC Fan 0.13A ) 測試 , 現接上電視測試也是一樣變化看不出來 ,  可見耗流不大.

R3 阻值當然正常 , 也懷疑過所以拆下R3後將熱縮皮切開量測與標示一致.
D6,D7 是快速二極體 , 電錶量也是OK , 參考原廠是用 IN4002 , 所以也找兩顆替代上去,依然沒變.

這 SMPS  的設計從一次端和CM6800部分看來與原廠 Data sheet page16 電路機乎一樣 , 不同的部分我也依依再前面的附圖中應該都加上了 , 其他部分是高低壓...保護電路 , 與目前狀況無關 , 且部分也已暫時將其 disable , 方便做些測試 , 只是風險較高一不小心動作面些可能又要燒 CM6800 或那兩顆 MOSFET 了.

linshyu

補上 Q1 , Q2 , R3 , R7 位置 (因限制800*600所以這個圖應不是很清楚!)

linshyu

如 #43 圖 , 這是將板子上實際的電路繪出及其零件編號 ,.

所以可看出 "並無" 110V & 220V 的切換電路.

HappyMaChi

原帖由 linshyu 於 2009-6-17 05:15 PM 發表 http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif
a. 橋式整流出來真的只有 138~142Vdc  , 下圖 A點.  ~hm248~    我也曾懷疑過低! 自己也無法解釋 , 為何只有近  140V ?
     理論輸入 110V * 1.414 = 155Vdc , 應為常見數值.      
     實際輸入 112V * 1.414 =  ...

1. 請先檢查橋式各二極體是否正常? 最好四顆焊下來測量! 依高壓側迴路來看, 整個 110V AC 經橋式整流成 DC 後, 理論上電壓降在大電容上是 155Vdc, 請先拆掉 PFC 的 L 來測電容上的壓降! 確認後再焊回比較變化.
2. 再電容上的壓降依電壓定律, 高壓往低壓流, 可推測方向, 假設橋式二極體正常, 電流不會逆流, 故電流方向往 PFC 流, C5 上的電壓往 PFC L 與 MOSFET 放電, 壓降會產生下降的波動現象, 由於 PFC 的頻率比電源 60Hz x 2 = 120Hz的頻率還高, 故放電現象應該與 120Hz 同步, C5 有回充電壓的現象, 我手邊並無實物與示波器, 上述假設推論你可驗證看看是否有誤.
3. 火線會漏電, 你可先量看看漏電處的電壓值! 接地是否有問題?
4. 示波器的高壓問題, 我自己以前有燒壞過兩條示波器的高壓測試棒的負端鱷魚夾, 雖然有人解釋過用隔離變壓器, 不過腦袋卡住, 還是搞不懂原理! 以前高壓測量都不接地, 直接高壓測量!(供參考勿燒毀)

lwang

其實一般power  mos  電壓大電流高~~在被擊穿的瞬間~~會造成一些積體電路的半破壞~~如電晶體 & ic & 二極體~~且瞬間也會讓保險絲電阻斷路~~或阻質改變~~說真的不好抓問題~~一般我是一個很懶的人~~我會先找齊一些零件~~(初級端)如電晶體 & 2極體 & IC & 基納2極體(須注意幾伏特的)一起換一換~~這樣會比較快~~且沒一次換~~有時又會讓剛換的零件給燒了~~這樣會比較安全~~因為你的是擊穿的關係且東西也沒看到實體~~很難幫你做判斷~~~~也沒有正確的波形可以參考~~所以~~建議你用我的笨方法試試看~~

港都狼仔

在下的推測若是APFC輸出端380V不會隨負載有無而變動的話，可能變壓器有層間擊穿或絕緣劣化，導致電路工作異常。
可以嘗試將變壓器解下後測量繞組與繞組間是否有異常情形。

最好的情形是找顆相同的電源來進行交叉比對。

linshyu

原帖由 港都狼仔 於 2009-6-22 02:18 AM 發表 http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif
在下的推測若是APFC輸出端380V不會隨負載有無而變動的話，可能變壓器有層間擊穿或絕緣劣化，導致電路工作異常。
可以嘗試將變壓器解下後測量繞組與繞組間是否有異常情形。

最好的情形是找顆相同的電源來進行交叉比對。 ...

PFC 輸出端量電容值為 375Vdc 是穩定的,在加上大小負載其電壓並無變化.~hm256~  
我在把變壓器拆下做些量測看看,是否有異常!

要在找另一顆目前很難,若哪位大大有這顆不知是否借測試.或可否提供些量測數據參考比較. thanks

這兩天都在 K  datasheets 以及 forward mode converter 相關知識.希望能找出破綻.

maxcar

我先說明一下我大慨有十年沒修power

我可以給一些見議

如第一點把負載接上
第二點把保護電路切開
第三點把回饋切開加電壓試試
如果可以是保護電路問題

不過我看這台有可能12v跟本無輸出接地斷了......所以亂跳...
因為12v地回路斷了.....當然一街接小電扇就掛了....你量到的電壓是24v分壓過來的
12v迴路有無空焊斷線試一下

linshyu

有近2週沒處理了 , 繼續努力.
先回 m大的建議：
1.目前測試都直接接上負載.
2.整個電路幾乎已摸熟了,所以相關的保護電路都已先去掉了（暫時disable）; 含2個過溫保護 , 過壓低壓...等.
  若這些保護未處理,電源接上後,用電表量2個輸出電壓正常（空載時）一加負載高壓（任一邊）高壓保護啟動 -> 拉下cm6800 VCC 以及 pin5 電壓做保護 , PWM 及 PFC stop ; 整個shutdowm . 無法做後續測試,故早已取消保護.
3. "回饋切開加電壓試試" 之前有用短路法取代測試過,測試此 feedback loop 動作正常.
4.昨晚針對這問題,進一步做測試確定12V / 24V 都有個別獨立輸出無誤.

最大的那顆變壓器已拆下測試 , 初步判斷是正常的.
其他的繼續努力中

maxcar

3. "回饋切開加電壓試試" 之前有用短路法取代測試過,測試此 feedback loop 動作正常.
4.昨晚針對這問題,進一步做測試確定12V / 24V 都有個別獨立輸出無誤.
那意思是可全載12V 24V 都有個別獨立輸出無誤..
如你所說的測一下全載12V 24V直流上有無交流............
有就是那些輸出的電容大的
如為高頻就是小電容
實修中低壓整流二級體壞也會如此......
提供你檢查點你所有低壓負電就地線是不是斷了...........是最有可..就是12v24v比較地沒連一起..沒參考點當然亂成一團
我發現我打字真是太慢了....只會注音...打字很難表答...~hm238~

radioic706

最近我也是遇到相同的問題, 24V變成30V(空載), 但接上負載後又產生壓降至15V, 經檢修後故障原因為電壓調整部位的比較器IC之電源濾波器(電解電容22uF)老化, 更換後電壓即正常了,亦不會發生壓降問題, 供您參考!
LCR meter檢測其容值已降至8uF

yengyf

請教L大最後處理的結果是如何