Устранение проблемы со щелчком на дисплее Apple 27 дюймов: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Случалось ли, что один из ваших любимых дисплеев сильно шумит, когда вы им пользуетесь? Похоже, это происходит после того, как дисплей использовался в течение нескольких лет. Я отлаживал один из дисплеев, думая, что в охлаждающем вентиляторе возникла ошибка, но оказалось, что причина сбоя намного сложнее.

Шаг 1. Обзор конструкции источника питания

Ниже приведены инструкции по выявлению и устранению проблемы со щелчком, возникающей на определенных моделях дисплея Apple Thunderbolt и компьютера IMac.

Симптомом обычно является довольно раздражающий шум, исходящий от дисплея, похожий на треск листьев. Шум обычно появляется после того, как дисплей поработал некоторое время. Проблема, как правило, исчезает после того, как устройство отключено от сети на несколько часов, но возвращается через несколько минут после использования устройства. Проблема не исчезнет, если компьютер будет переведен в режим ожидания без отключения от сети.

Источник проблемы вызван платой блока питания, поскольку я попытаюсь пройти через процесс определения проблемы. При наличии достаточных знаний эту проблему можно решить с помощью компонентов стоимостью несколько долларов.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ!!! ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!!! ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ!!! ОПАСНОСТЬ!

Работа с блоком питания потенциально опасна. На плате присутствует смертельное напряжение даже после отключения устройства от сети. Выполняйте это исправление только в том случае, если вы обучены работе с системами высокого напряжения. ТРЕБУЕТСЯ использование изолирующего трансформатора для предотвращения короткого замыкания на землю. Для разряда конденсатора накопителя энергии требуется до пяти минут. ПЕРЕД РАБОТОЙ С ЦЕПЕЙ СДЕЛАЙТЕ ИЗМЕРЕНИЕ КОНДЕНСАТОРА

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ!!! ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

Большая часть модулей питания дисплеев Apple представляет собой двухступенчатый преобразователь питания. Первая ступень - это предварительный регулятор, который преобразует входную мощность переменного тока в мощность постоянного тока высокого напряжения. Входное напряжение переменного тока может быть от 100 до 240 В переменного тока. Выход этого предварительного регулятора обычно находится в диапазоне от 360 В до 400 В постоянного тока. Второй этап преобразует высоковольтный постоянный ток в цифровой источник напряжения для компьютера и дисплея, обычно от 5 до 20 В. Для дисплея Thunderbolt предусмотрено три выхода: 24,5 В для зарядки ноутбука. 16,5-18,5 В для светодиодной подсветки и 12 В для цифровой логики.

Предварительный регулятор используется в основном для коррекции коэффициента мощности. Для низкоуровневых источников питания используется простой мостовой выпрямитель для преобразования входного переменного тока в постоянный. Это вызывает высокий пиковый ток и низкий коэффициент мощности. Схема коррекции коэффициента мощности исправляет это, отображая синусоидальную форму волны тока. Часто энергетическая компания устанавливает ограничение на то, насколько низкий коэффициент мощности устройства может потреблять от линии электропередачи. Низкий коэффициент мощности приводит к дополнительным потерям в оборудовании энергокомпании и, следовательно, является расходом для энергокомпании.

Этот предварительный регулятор является источником шума. Если разобрать дисплей до тех пор, пока не удастся извлечь плату блока питания, то вы увидите, что есть два силовых трансформатора. Один из трансформаторов предназначен для предварительного регулятора, а другой трансформатор - для преобразователя высокого напряжения в низкое.

Шаг 2: Обзор проблемы

Схема коррекции коэффициента мощности основана на контроллере производства ON Semiconductor. Номер детали - NCP1605. В основе конструкции лежит преобразователь постоянного тока в постоянный с повышающим режимом. Входное напряжение представляет собой выпрямленную синусоидальную волну вместо плавного постоянного напряжения. Выход для этой конкретной конструкции источника питания определен как 400 В. Конденсатор накопителя энергии состоит из трех конденсаторов емкостью 65 мкФ 450 В, работающих от напряжения 400 В.

ВНИМАНИЕ: РАЗРЯДИТЕ ЭТИ КОНДЕНСАТОРЫ ПЕРЕД РАБОТОЙ НА ЦЕПИ

Проблема, которую я заметил, заключается в том, что ток, потребляемый повышающим преобразователем, больше не является синусоидальным. Конвертер почему-то отключается со случайным интервалом. Это приводит к непостоянному току, потребляемому из розетки. Интервал отключения является случайным и составляет менее 20 кГц. Это источник шума, который вы слышите. Если у вас есть пробник переменного тока, подключите пробник к устройству, и вы увидите, что ток, потребляемый устройством, не является плавным. Когда это происходит, дисплей отображает форму волны тока с большими гармоническими составляющими. Я уверен, что энергетическая компания недовольна таким коэффициентом мощности. Схема коррекции коэффициента мощности вместо того, чтобы улучшать коэффициент мощности, на самом деле вызывает плохой ток, когда большой ток потребляется очень узкими импульсами. В целом, дисплей ужасно звучит, а шум, который он вызывает в линии электропередач, заставит съежиться любого инженера-электрика. Дополнительная нагрузка на компоненты питания, вероятно, приведет к отказу дисплея в ближайшем будущем.

Просматривая таблицу данных для NCP1605, выясняется, что существует несколько способов отключения вывода микросхемы. Измеряя форму сигнала в системе, становится очевидным, что срабатывает одна из схем защиты. В результате повышающий преобразователь отключается в случайном порядке.

Шаг 3. Определите точный компонент, который вызывает проблему

Чтобы определить точную первопричину проблемы, необходимо выполнить три измерения напряжения.

Первое измерение - это напряжение накопительного конденсатора. Это напряжение должно быть около 400 В +/- 5 В. Если это напряжение слишком высокое или низкое, делитель напряжения FB выходит за пределы спецификации.

Второе измерение - это напряжение на выводе FB (обратной связи) (вывод 4) по отношению к (-) узлу конденсатора. Напряжение должно быть 2,5 В.

Третье измерение - это напряжение вывода OVP (защита от перенапряжения) (вывод 14) по отношению к (-) узлу конденсатора. Напряжение должно быть на уровне 2,25 В.

ВНИМАНИЕ, все узлы измерения находятся под высоким напряжением. Для защиты следует использовать изолирующий трансформатор

Если напряжение на выводе OVP равно 2,5 В, будет генерироваться шум.

Почему это происходит?

Конструкция блока питания содержит три делителя напряжения. Первый делитель измеряет входное переменное напряжение, которое составляет 120 В RMS. Этот делитель вряд ли выйдет из строя из-за более низкого пикового напряжения и состоит из 4 резисторов. Следующие два делителя измеряют выходное напряжение (400 В), каждый из этих делителей состоит из 3 последовательно включенных резисторов 3,3 МОм, образующих резистор 9,9 МОм, который преобразует напряжение с 400 В до 2,5 В для вывода FB и 2,25 В для вывода Вывод OVP.

Нижняя сторона делителя для вывода FB содержит эффективный резистор 62 кОм и резистор 56 кОм для вывода OVP. Делитель напряжения FP расположен на другой стороне платы, вероятно, частично покрытой каким-то силиконовым клеем для конденсатора. К сожалению, у меня нет подробного изображения резисторов FB.

Проблема возникла, когда резистор 9,9 МОм начал дрейфовать. Если OVP отключается при нормальной работе, выход повышающего преобразователя отключится, что приведет к внезапной остановке входного тока.

Другая возможность - начало дрейфа резистора FB, это может привести к выходу напряжения выше 400 В до отключения OVP или повреждения вторичного преобразователя постоянного тока в постоянный.

Теперь пришло решение.

Исправление предполагает замену неисправных резисторов. Лучше всего заменить резисторы как для делителя напряжения OVP, так и для FP. Это резисторы 3х3,3 МОм. Используемый резистор должен быть 1% резистора для поверхностного монтажа размером 1206.

Убедитесь, что вы очистили флюс, оставшийся от припоя, так как под действием приложенного напряжения флюс может действовать как проводник и уменьшать эффективное сопротивление.

Шаг 4: Почему это не удалось?

Причина, по которой эта схема вышла из строя через некоторое время, связана с высоким напряжением, приложенным к этим резисторам.

Повышающий преобразователь включен постоянно, даже если дисплей / компьютер не используется. Таким образом, согласно проекту, на резисторы 3-й серии будет подаваться напряжение 400 В. Расчет предполагает, что на каждый из резисторов подается напряжение 133 В. Максимальное рабочее напряжение, рекомендованное в паспорте резистора Yaego 1206, составляет 200 В. Таким образом, расчетное напряжение довольно близко к максимальному рабочему напряжению, на которое рассчитаны эти резисторы. Нагрузка на материал резистора должна быть большой. Напряжение от поля высокого напряжения могло ускорить скорость разрушения материала, способствуя перемещению частиц. Это моя собственная конъюнктура. Только детальный анализ вышедших из строя резисторов ученым-материаловедом позволит полностью понять, почему они вышли из строя. На мой взгляд, использование 4 последовательных резисторов вместо 3 снизит нагрузку на каждый резистор и продлит срок службы устройства.

Надеюсь, вам понравился этот урок о том, как исправить дисплей Apple Thunderbolt. Пожалуйста, продлите срок службы уже имеющегося у вас устройства, чтобы меньше их попадало на свалку.