港都狼窩 WolfLSI's Den

一部VIEWSONIC VA1716W-6螢幕，故障情形為白屏
型號

白屏，無法正常顯示

親戚抓了一個HITACHI RZ-BM18YT微電腦電子鍋來給我看看，原先故障原因是飯煮半熟，不過現在試上電都沒反應
加熱鍋內有一些黑黑的痕跡

這是Matrox 4sight II影像辨識系統的外接電源供應器，故障情形為無輸出。
電路板正面，屬於UC3843構成返馳式交換電路。

最近被委託修理一部AG NEOVO的F417，故障情形為顯示異常，沒想到拆開後：
一些焊點底部被一堆螞蟻屍覆蓋。
橋式整流接腳之間同樣被塞滿。
交流輸入EMI濾波電感接腳也有，不過少一點。
一次側開關晶體接腳最多，幾乎完全淹沒三隻腳的焊點。
電路板正面，開關晶體三接腳間的空隙也被"蟻屍"佔據。
這些螞蟻專挑一次側電路下手，二次側與Inverter部分完全沒有，看來螞蟻追蹤同類味道的特性使牠們"前仆後繼"往這些接點送死。
努力清理蟻屍&維修中.....

外盒正面，設計樸素，500W字樣相當明顯，以英文列出產品特點，不過關於保固方面卻未進行說明。
側面之一，列出此電源線組長度、提供的接頭種類以及數目列表。
側面之二，有包含中文的六國語言對特點作簡單說明。
側面之三，有本體尺寸及重量、輸出等詳盡規格說明。
包裝內容物，有電源本體、安規電源線、說明書以及固定螺絲。
後方散熱出風口，交流輸入插座及電源總開關設置於此，FULL RANGE表示採全域電壓輸入。
消光黑護網內的散熱風扇顏色是較少見的藍色，中央貼上銀欣的商標貼紙。
貼於電源側面外殼的輸出規格標籤，除標示輸出規格及安規認證外，並有禁止拆卸的警告標語。
貼紙上方還有三個長型的輔助散熱孔。
主要電源接頭，提供一組ATX 24P以及EPS12V 8P接頭，若主機板處理器電源4P插槽周圍空間不足時，需額外購置8P→4P轉接頭。
PCIE顯示卡電源接頭，由一組線路上分接出兩組PCIE 6P接頭，並有貼紙註明為PCIE顯卡專用。
週邊裝置電源接頭，兩組線路上提供6個大4P以及1個小4P，黑色大4P接頭並未有省力易拔設計。
SATA裝置電源接頭，兩組線路上提供6個直角刺破型接頭。
此款電源走樸實路線，所有線材均未以隔離網包覆處理，看起來稍為凌亂。

今日朋友說電腦無法開機，幫測後換了電源供應器就正常啟動，所以幫朋友買了新的電源換上，這顆黃金戰士就凱回來玩玩。
振華黃金戰士，使用兩顆風扇，側面9公分入風，後方8公分出風。
規格表，為350W機種。
內部結構照，靠近輸出端已經看到一些爆漿電容，看來這就是元兇。
交流輸入端，輸入插座接點有包套管，不過電壓選擇開關及總開關就沒有了。
電路板全圖，典型半橋式結構，不過作工還可以，該有的沒省。
湊近爆漿電容一看，果然又是富牌爆彈，真是害"電源"不淺。
5VSB輸出端的富牌爆彈，看來造成5VSB輸出異常，才導致電腦無法過電開機。
滿滿的已爆發富牌爆彈。
這種不定時炸彈，
真是讓人看了心寒寒。
還好朋友電腦並無造成損害，真是不幸中的大幸。
報告完畢，謝謝收看。

上次跟各位研究過一顆典型的半橋式電源後，這次在下繼續"野狼獻曝"，跟各位來探討一款典型單晶順向式電腦用電源供應器以及其故障發生點。
此次準備分析的300W電源內部電路板，電路板上零件數目不少，幾乎佔據所有的空間，電路板本體採用防火的材質製作。
電路板背面，圖片中標示及分區指出該電源供應器各部份的迴路區塊。
輸入EMI濾波電路，除了交流輸入採用一體式EMI濾波插座，電路板上也設有第二階濾波電路。
紅框處為交流輸入保險絲，使用可更換的防爆型保險絲，瓷色外管也以色碼標示其規格。
構成EMI電路的所有元件，這裡使用兩組共模態電感串聯以及兩顆Cx電容並聯，利用感值以及容值的差異來增加EMI雜訊濾除範圍。
全波/倍壓整流電路區的零件，使用標準的橋式整流器，濾波電容採用兩顆松下200V 680uF 85度電解電容，每顆電容並聯一顆MOV元件(紅框內的元件)以及放電用的電阻。
這裡的電路透過電壓選擇開關，於115V輸入時切換成倍壓整流，230V輸入時則為全波整流模式，使直流輸出電壓均可維持於325V左右，來供應功率級一次側使用。
將整流電路區的元件拆卸後，電路板上突然發現一個燒焦的地方，元件燒燬的高溫使黑色的焦油狀物質覆蓋在該處，不過因為採用防火電路板的緣故，並無更嚴重的燒穿情形。
開始進行故障點檢查，使用電錶歐姆檔測量保險絲，其已呈現斷路，代表電源供應器內部存在短路情形，使保險絲過電流燒燬。
接著檢查MOV元件，燒焦位置旁邊的MOV經測量後呈現高阻抗，代表該MOV元件為正常(MOV平常為開路狀態)。
測量位於燒焦位置上方的MOV，呈現出僅數歐姆(紅框中所示的7.7歐姆)的低阻抗狀態，代表其已經發生擊穿短路。
因為MOV在兩端電壓超出其規格值後，會呈現近似短路，所以將熱縮套管外皮剝開後，可以看到該MOV因為承受短路電流的大能量，已經燒燬爆開，外包的熱縮套管避免元件燒燬影響其他零組件，擴大災情，不過包熱縮套管最主要的目的是延長並維持其短路狀態，除了阻止故障電流流進後端電路外，也讓保險絲有足夠時間來熔斷。
在維修時不僅要更換保險絲，還需要將燒燬的MOV更換同規格品，方可繼續提供輸入保護機能。
由MOV的擊穿現象得知，此顆電源應為送錯電所導致的故障。
功率級一次側開關元件，使用一顆固定在散熱片上的大功率MOSFET作為單晶順向式電路拓墣的主開關晶體，比較特別的是右側紅框內較小的MOSFET，是作為副開關晶體使用，搭配左側紅框內的MOSFET驅動板來輔助主開關晶體進行切換，其目的是利用主開關截止時變壓器內部磁化電流，提高其電路交換性能。
因為單晶順向式的功率晶體需要承受兩倍輸入電壓的應力，以輸入電壓325V來說，需要採用耐壓達800V的MOSFET，其成本比起半橋式電路要昂貴不少。
單端式PWM電路用來產生可變任務週期(Duty Cycle)的脈波信號，提供開關晶體使用，並監視開關晶體電流以及限制其最大功率(OLP電路製作於此)，上方一排光耦合元件的左側兩顆是電源管理電路用來傳遞啟動以及異常信號，以控制PWM控制器的輸出與截止，並維持高壓與低壓電路的隔離。
紅框為輔助電源電路區，這裡採用整合式交換元件，所以只看到一顆DIP-8封裝的PI TOP210以及一些所需的週邊元件，有助於簡化電路設計以及元件使用數量。
主要變壓器，負責電源供應器大部分電源的輸出與功率傳遞，其容量規格決定電源供應器輸出能力，而除了交換損失外，變壓器損失也是決定電源供應器交換效率的重要因素之一。
主要變壓器二次側繞組，主要用來輸出5V、12V以及-12V，3.3V部分則是透過磁性放大電路經5V繞組來進行降壓以及調整，雖然3.3V與5V迴路都有獨立的整流元件，但是因為共用一個二次繞組，所以大部分的電源供應器，其3.3V與5V的輸出總和功率是一併計算的。
右方紅框的電感為3.3V電路用電感，作為磁性放大電路的一部份，其磁芯的B-H曲線較一般磁芯不同，可透過控制其磁化電流使其具有類似串聯式降壓電路的操作表現。
左方紅框為5V/12V整流元件使用的緩衝電路(Snubber)，利用電阻與電容串聯，跨接於二次側繞組端，用來改善整流元件di/dt以及加大SOA(安全操作區)，避免其損壞。
上圖的整流元件都有使用絕緣導熱貼片與塑膠墊片進行絕緣，並將散熱片接地來避免發生散熱片帶電現象。
二次側整流用功率元件，構造為兩顆N極相接的SBD(蕭特基障壁二極體)，將其封裝於同一外殼之中，使其有相同溫度係數以及特性表現。
二次側輸出濾波電路，主要由電感、電容等元件構成，上方白色物質為固定膠。
-5V以及-12V則是經過固定在散熱片上的負電壓三端子穩壓IC-7905及7912來穩定其輸出。
各路電壓輸出端，三個紅框處為分流器，當電流流過其上時，會於兩端產生壓降，可以依照I=V/R來判讀電流值，每路輸出都有獨立的分流器，作為OCP電流偵測之用。

現在的使用者都開始會注意電源供應器的好壞，卻忽略了選擇一條好的延長線。
這是一條買電腦時，店家會贈送的電源延長線。
翻過背面來看，品名寫著FULLY PROTECTED OUTLETS(完全保護插座)，120V下號稱可達10A耐流量。
把背蓋拆開來看看。
接地線居然不見了，連接線與插座銅片也顯得單薄。
線路交錯凌亂，且焊點並無絕緣，尤其是藍色線，幾乎與開關焊點互相接觸，發熱後摩擦便會造成短路。
無熔絲斷路開關為15A規格。
接下來看看接線，右邊是一條規格也為120V 10A標準延長線的電源線。
可以看到右邊插頭的兩平板電極為單片實心，左邊贈送延長線的插頭電極為兩片較薄金屬相疊而成。
比較一下線路的粗細，上方為贈送延長線，下方為標準延長線。
剝開外皮，比較一下內線的粗細，上方為標準延長線，內部有L(火線)、N(中性線)、E(接地線)，而下方的除了線路較細外，也少了E(接地線)。
除了電源供應器外，替電腦選條好的延長線也很重要。
報告完畢，謝謝收看。

上次的文章初步介紹了電源內常見的各種元件，這次在下以實際的電源供應器電路來跟各位一起探討解說。
這是一款市面上常見的電腦用電源供應器內部主電路板，為手動輸入115/230電壓選擇，被動式PFC設計，半橋式電路拓墣。
電路板背面，說明各級電路名稱及分區。
交流電輸入電路板後，首要關卡為紅框內的EMI濾波電路，一般電源供應器都會有一至兩階EMI濾波電路，有的還會在交流輸入端採用一體式EMI濾波插座或是加裝獨立EMI電路子板，以提升雜訊過濾及隔離能力，也節省主電路板空間供放置更多元件。
暫態保護電路的NTC(負溫度係數)熱敏電阻與保險絲也常常被設置於交流輸入端之後，而元件上的黃色膠狀物質，則是固定元件用的膠。
將EMI電路區所有元件取下後的樣子，主要構成為之前介紹過的Cx、Cy、交連電感、環形電感、放電用電阻、保險絲、負溫度係數(NTC)熱敏電阻。
圖片中兩隻紅色玻璃管元件也屬於一種突波吸收元件，作為暫態保護用途。
經過EMI濾波電路之後，就是輸入整流電路，此電源供應器輸入電壓為手動選擇式，利用開關切換整流電路模式，是屬於倍壓整流(輸入115V)或是全波整流(輸入230V)，並讓兩顆200V 560uF濾波電容充電，電源拔除後則透過電阻釋放電容儲存的電荷。
紅框內為MOV，與電解電容並聯，原因是避免輸入超過電解電容最高耐壓，進而破壞電容以及其後的電路，外部包覆熱縮套管(其中一顆已經將套管除下)讓MOV於超壓輸入時能延長並維持短路狀態，以犧牲自己的方式使保險絲能有效熔斷，達成保護功能。
主要電源電路(左邊紅框兩顆)與輔助電源電路(右邊紅框)的一次側功率元件均固定於散熱片上，協助運作時的熱量發散，散熱片以增加鰭片及打洞方式增加散熱面積。
半橋式電路功率級一次側常使用BJT(雙極電晶體)，此電源採用的是FAIRCHILD MJE13009 NPN功率電晶體。
功率級一次側電路配置，紅框內為用於主要電源電路一次側繞組，用電阻與電容串聯而成的緩衝電路(Snubber)，改善交換元件的di/dt以及加大SOA(安全作業區)。
PWM IC經由上方紅框內的脈衝變壓器，在維持高低壓隔離下傳遞可變任務週期(Duty Cycle)的脈波，並透過下方紅框內，由二極體、電阻、電容所組成的波形整型電路，變成主要電源電路兩顆功率晶體所需要的基極(Base)驅動信號，以控制其導通與截止。
交流輸入經整流後的高壓直流，經開關晶體以PWM方式調變後，變成脈寬可變的高壓脈流，再輸入至主要變壓器中，透過電磁轉換變為多組較低的電壓輸出，所以變壓器本體承受功率傳遞的能力，是決定各路輸出容量及性能的要素之一。
變壓器雖然隔離了高壓與低壓電路，提高用電安全，但本身也存在鐵損、銅損等等的損失問題，所以除了功率元件的交換損失以外，變壓器的損失也與電源供應器表現出的轉換效率息息相關。
紅框內為輔助電源電路的二次側，因為僅提供5V待命電源以及電源供應器自身電路電源的小功率輸出，所以結構都蠻簡單的，這裡使用的是RCC(振鈴扼流圈)返馳(Flyback)自激式交換電路。
其構成元件有輸出電感、電容、整流用二極體、小型低功率電晶體。有些電源採用的是一體式控制+功率元件，其元件更少，輔助電源電路可以更為簡化，降低成本及故障的風險。
主要變壓器二次側輸出繞組分配圖，可以看到5V與3.3V共用同一繞組，由5V繞組透過一磁性放大電路電感進行降壓後提供3.3V迴路使用，雖然3.3V與5V迴路都有獨立的整流元件，但是因為共用一個二次繞組，所以大部分的電源供應器，其3.3V與5V的輸出總和功率是一併計算的。
各路整流用SBD(蕭特基障壁二極體)固定於散熱片上，協助散發運作時的熱量，並加上絕緣導熱膠片與散熱片進行絕緣，每顆都包裝兩顆N極相對的SBD，依照承受電流量及電壓的不同而有大小相異的封裝。
紅框為3.3V/5V/12V整流元件使用的緩衝電路(Snubber)，利用電阻與電容串聯，跨接於二次側繞組端，用來改善整流元件di/dt以及加大SOA(安全作業區)，避免其損壞。
二次側濾波輸出電路所使用的電感，5V、12V、-12V共用一個(右紅框)，3.3V則獨立使用一個(左紅框)，圖中濾波電容已被移除。
各路電壓輸出端，其中紅框處為12V1與12V2的分流器裝設點，不過可以見到12V2的分流器MJ2並未接上，僅12V1有安排分流器。
可能是因為此款電源並未安裝額外OCP子板的關係，而將其省略。
PWM控制電路以獨立子板製作，安裝上方標示於PWM Control Board的位置，可以節省主電路板的空間。此顆半橋式PWM控制器為該電源廠商自行改良的型號，算是為此架構電源系列所量身訂做的，其好處可以簡化電路零件數目並達成所要求的功能。
其他電源廠商，例如台達與HIPRO，在其電源內也都有使用自家改良過的控制器以及電源管理IC。
探討到此告一段落，下次將跟各位討論另一種很常見的單晶順向式電路電源供應器結構。
報告完畢，謝謝收看。