标题: T400 5M电压工作异常维修一例 [打印本页]
作者: 鸿利上海售后 时间: 2013-3-25 04:09 标题: T400 5M电压工作异常维修一例
本帖最后由 鸿利上海售后 于 2013-3-25 10:10 编辑
今天接一台T400机器好像被外面那些地方修了好几天了，没修好 原始故障是进水了，网卡部分进水比较多，网卡和负责网卡信号切换的u12都已经严重腐蚀，已经拆掉了，听说是机器已经可以正常加电。但是只能加到0.4A左右且能听到主板的某一处有“吱吱吱的叫声”，机器转到我手里以后，首先是目测却发现机器进水的面积好像并不大，并且已经被处理的很干净了，那就着手维修吧，先是把主板上所有的大的电容的阻值量了一遍，所有关键供电电感的阻值也量了一遍，没有发现任何的异常。试着通电，机器自动上电了，到了0.42A并且伴随着主板的某一处有着很刺耳的啸叫声，典型的电感的过流声，看来肯定是有某一处电源有过载了，电感过放电，从而发出这种刺耳的叫声，那我们就来定位一下看是哪一路电源出现问题了吧。于是快速的用示波器测量整板的主供电电感却发现都很正常，当测到5m电感的时候问题显现出来了5m的电感附近的叫声最明显，同时伴随着5m电源上有一个一个很小很小的负向的脉充如下图，
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这个脉充足已说明5m上的电压很不稳定，从而说明5m输出电流的情况很不稳定，从而引起电感的啸叫，那是什么原因引起5m电压的这种故障的产生呢？很多人可能会说负载过重，不错在实际维修中上述故障的产生很多时候都是由负载过重引起的，于是马上断电，对5m电感打值，可结果却发现一切正常，5m的后续A B电压的对地数值也很正常，那么还会是什么原因引起这种情况呢？结果肯定是产生5m电源的pwm控制器tps51221的工作状态不正常引起的，那就让我们来一起为这个tps51221来把把脉吧，首先测量其输入电压23脚的vin发现很稳定没有一点波动，13脚的vref2也是很稳定的2v电压，29脚的vreg5也是和5m一样的负脉充，那现在很多人可能都会想是这个vreg5的负载过重了引起了上述现像，因为vreg5是在5m之前产生的，这个想法在思路上看起来是对的但实际上却不完全是对的，因为我以前对这种问题进行过分析和研究，我们知道当2脚的v5sw(vreg5的切换开关)电压上升到一定程度芯片是会自动调节vreg5的带负载能力的那现在v5sw与5m相连也就是说当5m电源正确产生到4.7v以上会直接由5m电源来为vreg5的负载提供供电，也就是说当5m电源幅度高于4.7v以上时vreg5与5m电感会直接连通，那么到底是5m影响了vreg5还是vreg5的负载影响了5m呢？这个很简单我们知道当v5sw电压为0v时（也就是说vreg5不与5m连通时）,vreg5为4.5v时可以提供150MA的电流输出，那我们就可以算出vreg5的对地电阻大于30欧就是完全正常的，实测29脚的对地电阻远远大于30欧,,为了证实自己的判断，我们断开v5sw脚在去测量vreg5的电压也是为很平滑的5v电压，那就确定了影响5m电源的原因不在于vreg5引脚，继续静下心来分析故障，5m电感出现啸叫，并且出现小的负向脉充我们可知这种情况的出现是电源带载能力过差的表现，而电源带载能力差又有2种可能性 1：电源芯片的工作条件及设定出现问题导致芯片的工作条件不满足，或工作状态不正确出现上述故障。2：电源芯片的反馈环路出现问题，导致返回到芯片逻辑控制中心的数据错误，从而不能及时的对负载消耗功耗的情况进行调节，从而引发上述故障现像，那我们就先从这2个方面入手，首先我们检测一下芯片的设定，带负载能力过弱，首先考滤的。肯定是skipsel引脚实测为2v正常的，说明芯片正工作在auto skip模式下，也就是说自动的调节模式，芯片会自己对负载情况进行调节，但调节范围在设定的频率范围之内，这就引出了下一个设定点频率设定点3脚的rf引脚通过一个r725接地，实测r725的阻值是正确的，芯片的关键设定已经都正常了，下面我们就来进行第2个原因的检测吧，芯片的反馈环路，芯片的反馈环路分为2路一是电压反馈二是电流反馈，而如果反馈环路出现故障，最典型的一个现像就是pwm芯片不会对电源的上下管的导通时间进行调节，而使得在skip设定正常的情况下在开机以前与开机以后5m上管和下管g极的脉充频率，不会发生变化。于是按着这个特点进行测量，3m在待机时上下管的脉充数都很少频率很低大概在10k左右的频率，因为现在的负载比较少，按下开机键以后3m上管g极的脉充数会瞬间的变的很多很多频率会升高很多升到70k左右，而5m的上管g级的频率。无论在开机以前，和开机以后，没有任何和的变化都是只有很少的脉充数，并且频率也只有13k左右，看来问题果然出在pwm的反馈环路部分，于是马上测量FB引脚电压却是很平稳的1v（因为电压比较放大器的输出范围很小只有30mv所以示波器在1v档时基本看不出来，如果你有兴趣想看一下电源芯片对fb引脚的调节过程可以对示波器做相应调节），看来电压反馈的环路是没有问题的。在反复的测量中我们发现了一个问题就是5m在软启动期 间也出现了很不稳定的跳动现像，如下图。
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我们都知道，在芯片的软启动期间电压没有建立到设定点时所有的过压及欠压保护功能都是关闭的，但电流调节功能应该是在的因为软启动一样有负载那现在更可以确定这个故障的根本不在于电压反馈环路，于是马上测量VCOM1也是很平滑的上升到2v。那么所有的故障点都排查完了，现在就只有1种可能了，就是芯片的电流反馈环路建出现了问题，看一下图纸可知此机的电流检测部分是通过电感的直流电阻做取样电阻，将电感上的电压通过R221 ， R1603，R525进行分压通过电感上的电压来表现电流的情况，将取样后的电压进行放大反回到芯片的逻辑控制中心使芯片进行相关的电流控制，电流过大时芯片会关闭上管，导通下管，电流过小时，芯片会导通上管关闭下管，从而使5m电源能输出任何一个可调范围之内的稳定的功率值，而芯片只要工作不管其负载是不是过重都会相应的电流取样反馈回芯片内部通过电流比较放大器放大后送一路送回到逻辑控制中心，另一路通过11脚IMON1（仅做为通道1的电流反馈输出）经过一系列的放整型处理后输出到外部，而正常工作的情况下IMON1应该是一个幅度不大于100mv的连续的三角波负载过重时电感上电流变化频率会升高此波型的频率就会上升，负载变轻时，电感上电流变化频率降低IMON1频率减小，一但此脚输出的脉充幅度超过100mv则芯片内部会有一个OC#事件发生，芯片认为过流停止输出。知道原理就好办了。于是我们把示波器的电压调到100mv每格触发电平调50mv左右通电监控imon1引脚结果却发现没有任何有效的波型，如下图
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那这肯定是不对的，我们分析过无论负载是轻是重pwm控制器肯定都是要有调节动作的，只是频率不会相同而己负载过重电感的充放电频率肯定会上升，电流的反馈信息也会跟随电感的充放电情况而做相应的反馈，那现在没有动作肯定是不正常了，说明反馈回路没有对电感上的电流情况进行采样，此时的pwm芯片自然不会对电源的电流输出做相应的调节，此时的5m也只不过是一个没有带载能力的空电压而己能维持不掉也仅仅是依赖于FB引脚的电压采样做相应的电压调节那我们现在的故障点就被收的很小了，于是对相应的电流反馈网络进行排查，结果为r221开路性损坏，更换一颗6.8k 的r221后故障排除。
正常后 的5m电源波型如下图。
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芯片的电流反馈网络正确建立以后的imon1引脚的波型如下图
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5m电感没有啸叫了，，装好 cpu内存通电，机器电流上升spd上已经能看到明显的读内存的动作了。插屏亮机。此机修复
PS：PWM控制芯片要想为负载提供一个稳定功率的电源，就要根据负载情况及时的对电源的输出电流及电压进行调节，既然说到调节就肯定要有反馈，当反馈网络出现问题pwm控制中心无法监控后级的电压或电流状态，如此案例中，pwm控制中心无法检测到电感上的电流变化情况，自然就不会对电感有电流的调节动作，当负载过重时电感上的电流不会被正确的调节，导致电感的充放电对应负载的状态异常，从而引发上述故障
作者: mpu51 时间: 2013-3-25 10:23
强大的技术贴，俺自认为自己看不懂，但一定要支持！
作者: GNMXD 时间: 2013-3-25 15:20
泰克示波器很好，很强大。。。
作者: nut 时间: 2013-3-25 16:51
不是防水的吗？？？http://v.youku.com/v_show/id_XMjE3ODg5NjU2.html[img][/img][attach]91474[/attach][attach]91475[/attach][attach]91476[/attach]
作者: hdwwt007 时间: 2013-3-26 20:10
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