Naprawianie problemu z klikaniem na wyświetlaczu Apple 27 ": 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Czy zdarzyło Ci się kiedyś, że jeden z Twoich ukochanych wyświetlaczy zaczął hałasować, gdy go używasz? Wydaje się, że dzieje się tak po kilku latach użytkowania wyświetlacza. Debugowałem jeden z wyświetlaczy, myśląc, że w wentylatorze jest błąd uwięziony, ale okazało się, że przyczyna awarii jest o wiele bardziej skomplikowana.

Krok 1: Przegląd projektu zasilacza

Oto instrukcja, jak zidentyfikować i naprawić problem z hałasem klikania występujący w niektórych modelach wyświetlacza Apple Thunderbolt i komputera IMac.

Objawem jest zwykle dość irytujący dźwięk dochodzący z wyświetlacza, który brzmi jak rozbijające się liście. Hałas zwykle pojawia się po pewnym czasie używania wyświetlacza. Problem zwykle ustępuje po odłączeniu urządzenia od zasilania na kilka godzin, ale wróci w ciągu kilku minut po użyciu urządzenia. Problem nie zniknie, jeśli maszyna zostanie przełączona w stan wstrzymania bez odłączenia.

Źródłem problemu jest płyta zasilacza, ponieważ spróbuję przejść przez proces identyfikacji problemu. Przy wystarczającej wiedzy jest to problem, który można naprawić za komponenty warte kilka dolarów.

OSTRZEŻENIE!!! WYSOKIE NAPIĘCIE!!! OSTRZEŻENIE!!! ZAGROŻENIE!

Praca przy zasilaczu jest potencjalnie niebezpieczna. Na płycie występuje śmiertelne napięcie nawet po odłączeniu urządzenia. Spróbuj tego rozwiązania tylko wtedy, gdy jesteś przeszkolony w obsłudze systemu wysokiego napięcia. WYMAGANE jest użycie transformatora izolującego, aby zapobiec zwarciu do masy. Rozładowanie kondensatora do magazynowania energii trwa do pięciu minut. WYKONAJ POMIAR KONDENSATORA PRZED ROZPOCZĘCIEM PRACY NA OBWODZIE

OSTRZEŻENIE!!! WYSOKIE NAPIĘCIE!

Konstrukcja większości modułów zasilania wyświetlacza Apple to dwustopniowy konwerter zasilania. Pierwszym stopniem jest regulator wstępny, który przekształca wejściową moc AC na moc DC wysokiego napięcia. Napięcie wejściowe AC może wynosić od 100 V do 240 V AC. Wyjście tego wstępnego regulatora wynosi zwykle od 360 V do 400 V DC. Drugi stopień przekształca prąd stały o wysokim napięciu na cyfrowe zasilanie komputera i wyświetlaczy, zwykle 5~20V. W przypadku wyświetlacza Thunderbolt są trzy wyjścia: 24,5 V do ładowania laptopa. 16,5-18,5 V dla podświetlenia LED i 12 V dla logiki cyfrowej.

Regulator wstępny służy głównie do korekcji współczynnika mocy. W przypadku niskiego projektu zasilacza, prosty prostownik mostkowy służy do konwersji wejściowego prądu przemiennego na stały. Powoduje to wysoki prąd szczytowy i niski współczynnik mocy. Obwód korekcji współczynnika mocy koryguje to, rysując sinusoidalny przebieg prądu. Często firma energetyczna nakłada ograniczenia dotyczące niskiego współczynnika mocy, jaki urządzenie może pobierać z linii energetycznej. Niski współczynnik mocy powoduje dodatkowe straty na sprzęcie przedsiębiorstwa energetycznego, a zatem jest kosztem dla przedsiębiorstwa energetycznego.

Ten regulator wstępny jest źródłem hałasu. Jeśli zdemontujesz wyświetlacz, aż będziesz mógł wyjąć płytkę zasilacza, zobaczysz, że są dwa transformatory mocy. Jeden z transformatorów jest przeznaczony do regulatora wstępnego, podczas gdy drugi transformator jest konwerterem wysokiego na niskie napięcie.

Krok 2: Przegląd problemów

Konstrukcja układu korekcji współczynnika mocy opiera się na sterowniku wyprodukowanym przez ON Semiconductor. Numer części to NCP1605. Konstrukcja oparta jest na przetwornicy DC-DC w trybie boost. Napięcie wejściowe jest wyprostowaną falą sinusoidalną zamiast gładkiego napięcia stałego. Moc wyjściowa dla tego konkretnego projektu zasilacza jest określona na 400V. Kondensator magazynujący energię składa się z trzech kondensatorów 65uF 450V pracujących pod napięciem 400V.

UWAGA: ROZŁADUJ TE KONDENSATORY PRZED PRACĄ NA OBWODZIE

Zaobserwowałem problem polegający na tym, że prąd pobierany przez przetwornik doładowania nie jest już sinusoidalny. Z jakiegoś powodu konwerter wyłącza się w losowych odstępach czasu. Prowadzi to do niespójnego pobierania prądu z gniazda. Interwał, w którym następuje wyłączenie, jest losowy i wynosi poniżej 20 kHz. To jest źródło hałasu, który słyszysz. Jeśli masz sondę prądu zmiennego, podłącz sondę do urządzenia i powinieneś być w stanie zobaczyć, że pobór prądu przez urządzenie nie jest płynny. Kiedy tak się dzieje, wyświetlacz rysuje przebieg prądu z dużymi składowymi harmonicznymi. Jestem pewien, że firma energetyczna nie jest zadowolona z tego rodzaju współczynnika mocy. Obwód korekcji współczynnika mocy, zamiast być tutaj w celu poprawy współczynnika mocy, w rzeczywistości powoduje zły przepływ prądu, gdy duży prąd jest pobierany w bardzo wąskich impulsach. Ogólnie rzecz biorąc, wyświetlacz brzmi okropnie, a szum zasilania, który wrzuca do linii energetycznej, sprawi, że każdy inżynier elektryk się wzdrygnie. Dodatkowy nacisk, jaki wywiera na elementy zasilania, prawdopodobnie spowoduje awarię wyświetlacza w najbliższej przyszłości.

Przeglądając arkusz danych NCP1605, wydaje się, że istnieje wiele sposobów na wyłączenie wyjścia układu. Mierząc przebieg wokół systemu, stało się oczywiste, że jeden z obwodów zabezpieczających się włącza. W rezultacie konwerter doładowania jest wyłączany w losowym czasie.

Krok 3: Zidentyfikuj dokładny składnik, który powoduje problem

Aby zidentyfikować dokładną przyczynę problemu, należy wykonać trzy pomiary napięcia.

Pierwszy pomiar to napięcie kondensatora magazynującego energię. To napięcie powinno wynosić około 400V +/- 5V. Jeśli to napięcie jest zbyt wysokie lub niskie, dzielnik napięcia FB jest dryfowany poza specyfikacją.

Drugim pomiarem jest napięcie pinu FB (Feed back) (Pin 4) względem węzła (-) kondensatora. Napięcie powinno wynosić 2,5 V

Trzecim pomiarem jest napięcie na pinie OVP (Ochrona nadnapięciowa) (Pin 14) względem węzła (-) kondensatora. Napięcie powinno wynosić 2,25V

UWAGA, wszystkie węzły pomiarowe zawierają wysokie napięcie. Do ochrony należy zastosować transformator izolacyjny

Jeśli napięcie na pinie OVP wynosi 2,5 V, generowany jest szum.

Dlaczego to się zdarza?

Konstrukcja zasilacza zawiera trzy dzielniki napięcia. Pierwszy dzielnik próbkuje napięcie wejściowe AC o wartości 120 V RMS. Ten dzielnik prawdopodobnie nie ulegnie awarii ze względu na niższe napięcie szczytowe i składa się z 4 rezystorów. Kolejne dwa dzielniki próbkują napięcie wyjściowe (400 V), każdy z nich składa się z 3 rezystorów 3,3 M omów połączonych szeregowo, tworząc rezystor 9,9 MOhm, który przekształca napięcie z 400 V na 2,5 V dla pinu FB i 2,25 V dla Szpilka OVP.

Niska strona dzielnika dla pinu FB zawiera skuteczny rezystor 62K omów i rezystor 56K omów dla pinu OVP. Dzielnik napięcia FP znajduje się po drugiej stronie płytki, prawdopodobnie częściowo pokryty jakimś silikonowym klejem do kondensatora. Niestety nie mam szczegółowego zdjęcia rezystorów FB.

Problem pojawił się, gdy rezystor 9,9 M Ohm zaczął dryfować. Jeśli OVP wyłączy się podczas normalnej pracy, wyjście przetwornicy doładowania zostanie wyłączone, co spowoduje nagłe zatrzymanie prądu wejściowego.

Inną możliwością jest to, że rezystor FB zaczyna dryfować, co może skutkować wzrostem napięcia wyjściowego powyżej 400 V, aż do wyłączenia OVP lub uszkodzenia wtórnego konwertera DC-DC.

Teraz przychodzi poprawka.

Poprawka polega na wymianie uszkodzonych rezystorów. Najlepiej wymienić rezystory zarówno dla dzielnika napięcia OVP, jak i FP. To są rezystory 3x 3,3M. Rezystor, którego używasz, powinien mieć 1% rezystor do montażu powierzchniowego o rozmiarze 1206.

Upewnij się, że wyczyściłeś topnik pozostały po lutowiu, ponieważ przy przyłożonym napięciu topnik może działać jako przewodnik i zmniejszać efektywną rezystancję.

Krok 4: Dlaczego to się nie powiodło?

Przyczyną awarii tego obwodu po pewnym czasie jest wysokie napięcie przyłożone do tych rezystorów.

Konwerter doładowania jest cały czas włączony, nawet jeśli wyświetlacz/komputer nie jest używany. Tak więc, zgodnie z projektem, do rezystorów 3 serii będzie przyłożone 400V. Obliczenia sugerują, że do każdego z rezystorów przyłożone jest napięcie 133V. Maksymalne napięcie robocze sugerowane w arkuszu danych rezystora chipowego Yaego 1206 wynosi 200 V. Tak więc zaprojektowane napięcie jest dość zbliżone do maksymalnego napięcia roboczego, jakie te rezystory mają obsługiwać. Nacisk na materiał rezystora musi być duży. Naprężenie wywołane polem wysokiego napięcia mogło przyspieszyć tempo pogarszania się materiału poprzez promowanie ruchu cząstek. To moja własna koniunktura. Tylko szczegółowa analiza uszkodzonych rezystorów przez materiałoznawcę pozwoli w pełni zrozumieć, dlaczego zawiodły. Moim zdaniem zastosowanie 4 szeregowych rezystorów zamiast 3 zmniejszy obciążenie każdego rezystora i wydłuży żywotność urządzenia.

Mam nadzieję, że podobał Ci się ten samouczek dotyczący naprawy wyświetlacza Apple Thunderbolt. Proszę przedłużyć żywotność posiadanych już urządzeń, aby mniej z nich trafiło na wysypisko śmieci.