Solució del problema de soroll en fer clic a la pantalla d'Apple de 27 ": 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Alguna de les vostres estimades pantalles ha començat a fer molt de soroll quan la feu servir? Sembla que això passarà després que la pantalla estigui en ús durant diversos anys. Vaig depurar una de les pantalles pensant que hi havia un error atrapat al ventilador de refrigeració, però resulta que l'arrel de la fallada és molt més complicada.

Pas 1: Visió general del disseny de la font d'alimentació

Aquí teniu la instrucció sobre com identificar i solucionar el problema de soroll dels clics experimentat en determinats models de la pantalla Apple Thunderbolt i l’ordinador IMac.

El símptoma sol ser un soroll força molest que prové de la pantalla i que sona com fulles estavellades. El soroll sol aparèixer després que la pantalla ha estat en ús durant un temps. El problema tendeix a desaparèixer després de desconnectar la màquina durant unes hores, però tornarà a aparèixer en qüestió de minuts després d’utilitzar el dispositiu. El problema no desapareix si es posa l'estat de suspensió de la màquina sense ser desconnectat.

L’origen del problema és causat per la placa d’alimentació, ja que intentaré recórrer el procés d’identificació del problema. Amb prou coneixement, és un problema que es pot solucionar per uns components que valen uns quants dòlars.

AVÍS !!! ALT VOLTATGE!!! AVÍS !!! PERILL !

Treballar a la font d'alimentació és potencialment perillós. Hi ha tensió letal a la placa fins i tot després de desconnectar el dispositiu. Intenteu solucionar-ho només si esteu entrenat en el maneig del sistema d'alta tensió. ES NECESSITA l’ús del transformador d’aïllament per evitar que el sòl quedi curt. El condensador d’emmagatzematge d’energia triga fins a cinc minuts a descarregar-se. FES LA MESURA DEL CAPACITADOR ABANS DE TREBALLAR AL CIRCUIT

AVÍS !!! ALT VOLTATGE!

El disseny de la majoria de mòduls de font d'alimentació de la pantalla d'Apple és un convertidor de potència de dues etapes. La primera etapa és un pre-regulador que converteix la potència d'entrada d'entrada en una potència de CC de gran voltatge. La tensió d'entrada de CA pot variar entre 100V i 240V de CA. La sortida d’aquest pre-regulador sol ser de 360 V a 400 V CC. La segona etapa converteix el corrent continu d'alta tensió a l'alimentació digital de tensió de l'ordinador i mostra, normalment de 5 ~ 20V. Per a la pantalla Thunderbolt, hi ha tres sortides: 24,5 V per a la càrrega de l’ordinador portàtil. 16,5-18,5 V per a llum de fons LED i 12 V per a lògica digital.

El pre-regulador s’utilitza principalment per a la correcció del factor de potència. Per al disseny de subministraments d’energia de gamma baixa, s’utilitza un simple rectificador de pont per convertir l’entrada CA a CC. Això causa un corrent pic elevat i un factor de potència deficient. El circuit de correcció del factor de potència corregeix això dibuixant una forma d'ona de corrent sinusoïdal. Sovint, la companyia elèctrica establirà una restricció a la baixesa del factor de potència que un dispositiu pot treure de la línia elèctrica. Un factor de potència deficient comporta pèrdues addicionals a l’equip de la companyia elèctrica, per tant, suposa un cost per a la companyia elèctrica.

Aquest pre-regulador és la font del soroll. Si desmunteu la pantalla fins que pugueu extreure la placa d'alimentació, veureu que hi ha dos transformadors de potència. Un dels transformadors és per al pre-regulador, mentre que l’altre és el convertidor d’alta a baixa tensió.

Pas 2: Visió general del problema

El disseny del circuit de correcció del factor de potència es basa en el controlador produït per ON Semiconductor. El número de peça és NCP1605. El disseny es basa en el convertidor de potència DC-DC en mode boost. La tensió d'entrada és una ona sinusoïdal rectificada en lloc d'una tensió CC suau. Es calcula que la sortida d’aquest disseny d’alimentació en particular és de 400 V. El condensador d’emmagatzematge d’energia a granel està format per tres condensadors de 65 uF 450 V que funcionen a 400 V.

ADVERTÈNCIA: DESCARREGUAR AQUESTS CAPACITADORS ABANS DE TREBALLAR AL CIRCUIT

El problema que vaig observar és que el corrent generat pel convertidor d’impulsió ja no és sinusoïdal. Per alguna raó, el convertidor s'apaga a intervals aleatoris. Això condueix a la presa de corrent inconsistent del sòcol. L'interval en què es produeix l'apagat és aleatori i està per sota de 20 kHz. Aquesta és la font del soroll que sentiu. Si teniu una sonda de corrent altern, connecteu-la al dispositiu i hauríeu de poder veure que el corrent del dispositiu no és suau. Quan això passa, la pantalla dibuixa una forma d'ona de corrent amb components harmònics grans. Estic segur que la companyia elèctrica no està satisfeta amb aquest tipus de factor de potència. El circuit de correcció del factor de potència, en lloc d’estar aquí per millorar el factor de potència, en realitat està provocant un mal flux de corrent on s’estén corrent gran en polsos molt estrets. En general, la pantalla sona terriblement i el soroll de potència que llença a la línia elèctrica farà que qualsevol enginyer elèctric s’enfonsi. La tensió addicional que fa als components de potència probablement farà que la pantalla falli en un futur proper.

Si pinteu el full de dades per a NCP1605, sembla que hi ha diverses maneres de desactivar la sortida del xip. Mesurant la forma d’ona al voltant del sistema, es fa evident que un dels circuits de protecció s’inicia. El resultat és que el convertidor d’augment s’apaga en un temps aleatori.

Pas 3: identifiqueu el component exacte que causa el problema

Per identificar la causa arrel exacta del problema, s'han de realitzar tres mesures de voltatge.

La primera mesura és la tensió del condensador d’emmagatzematge d’energia. Aquest voltatge hauria d’estar al voltant dels 400V +/- 5V. Si aquest voltatge és massa alt o baix, el divisor de tensió FB surt de les especificacions.

La segona mesura és la tensió del pin FB (Feed back) (pin 4) respecte al node (-) del condensador. La tensió hauria de ser de 2,5 V.

La tercera mesura és la tensió del pin OVP (protecció contra sobretensió) (pin 14) respecte al node (-) del condensador. La tensió ha de ser de 2,25 V.

AVÍS, tots els nodes de mesura contenen alta tensió. S'ha d'utilitzar un transformador d'aïllament per protegir-lo

Si el voltatge del pin OVP és de 2,5 V, es generarà el soroll.

Per què passa això?

El disseny de la font d’alimentació conté tres divisors de tensió. El primer divisor mostra la tensió d'entrada d'entrada, que és a 120 V RMS. És poc probable que aquest divisor falli a causa del voltatge de pic inferior i consta de 4 resistències. Els dos següents divisors mostren el voltatge de sortida (400V), cadascun d’aquests divisors consta de resistències de 3x 3,3M ohm en sèrie, formant una resistència de 9,9MOhm que converteix el voltatge de 400V a 2,5V per al pin FB i de 2,25V per al Pin OVP.

El costat inferior del divisor per al pin FB conté una resistència efectiva de 62K ohm i una resistència de 56K ohmis per al pin OVP. El divisor de tensió FP es troba a l'altre costat de la placa, probablement parcialment cobert per una mica de cola de silicona per al condensador. Malauradament, no tinc una imatge detallada de les resistències FB.

El problema es va produir quan la resistència de 9,9M Ohm comença a derivar. Si l’OVP s’activa en funcionament normal, la sortida del convertidor d’augment s’apagarà, cosa que provocarà una aturada brusca del corrent d’entrada.

Una altra possibilitat és que la resistència FB comenci a derivar, cosa que pot provocar que la tensió de sortida comenci a augmentar per sobre dels 400V, fins que es desencadeni OVP o es danyi el convertidor CC-CC secundari.

Ara arriba la solució.

La solució implica la substitució de les resistències defectuoses. El millor és substituir les resistències tant per al divisor de tensió OVP com per al FP. Aquests són els resistors 3x 3.3M. La resistència que utilitzeu hauria de tenir un 1% de mida de resistència de muntatge superficial 1206.

Assegureu-vos de netejar el flux que queda de la soldadura, ja que amb la tensió aplicada, el flux pot actuar com a conductor i reduir la resistència efectiva.

Pas 4: per què ha fallat?

El motiu pel qual aquest circuit ha fallat al cap d’un temps es deu a l’alta tensió aplicada a aquestes resistències.

El convertidor d’impulsió està encès tot el temps, fins i tot si no s’utilitza la pantalla o l’ordinador. Així, segons el disseny, hi haurà 400V aplicats a les resistències de la sèrie 3. El càlcul suggereix que s’aplica 133V a cadascuna de les resistències. La tensió màxima de treball suggerida pel full de dades de la resistència de xips Yaego 1206 és de 200V. La tensió sobre el material de la resistència ha de ser gran. La tensió del camp d’alta tensió podria haver accelerat la velocitat de deteriorament del material promovent el moviment de les partícules. Aquesta és la meva pròpia conjuntura. Només una anàlisi detallada de les resistències fallides per un científic material comprendrà plenament per què va fallar. Al meu entendre, utilitzar 4 resistències de la sèrie en lloc de 3 reduirà la tensió de cada resistència i allargarà la vida útil del dispositiu.

Espero que us hagi agradat aquest tutorial sobre com solucionar la pantalla d'Apple Thunderbolt. Si us plau, allargueu la vida útil del dispositiu que tingueu, de manera que menys d'ells acaben a l'abocador.