机器通电试机,发现电源指示灯长亮一次后就不停地闪烁,也不能网络唤醒。打开塑料机壳,发现主板与电源盒(嵌入式)在内部呈分离状态,取下电源盒,换上从正常机器拆下的电源盒试机,机器能恢复工作,说明电源存在故障。打开电源盒的铝制金属外壳,取出电源面板,做好绝缘。仔细观察,发现该电源与传统ATX电源类似,亦采用TL494+LM339组合,只是副电源产生的SB电压为+3.3V,而不是+5V。
为便于分析,并为后续检修工作提供资料(因故障机器数量较多)。根据电源板元件实物绘出电路原理图,上图为副电源电路图、中图为主回路电路图、下图为控制部分电路图。
首先取一个12V/0.27A服务器用散热风扇接在电压输出排插12v接口上(红、黑),又将电压输出排插白、黑两接口用导线短接(由下图分析知,白线为低电平时,IC1(9)脚电位降低,并低于(8)脚,IC1(14)脚输出低电平,通过D21,最终使IC2(4)脚电平降为0V,电源工作),加电,发现风扇转速偏低。测15v滤波电容C18两端电压仅为10V左右,+5V滤波电容C21两端电压仅为3.8V(见中图)。但测副电源提供的+16.2V、+3.3V电压正常(见上图),测IC2(TL494)(14)脚输出的5V基准电压也正常(见下图)。
拔掉风扇负载(因为各电压输出端都有空载保护电阻)。加电,测15V滤波电容C18两端电压上升为14V左右,且不稳定,输出电路中似存在容性故障。将+15V、+5V、-5V输出滤波电容全部换新(见中图),故障依旧。怀疑IC5(7812)损坏,断开其输入端。
将风扇负载改至电压输出排插15V接口上(橙、黑),加电,测C18两端电压仍偏低,仅为11V左右,C21两端电压为4v左右,C22两端电压为-3.7V(见中图):此时测IC2(TL494)(8)、(11)脚电压由空载时的2v降至1.5V,IC2(4)脚电压一直为0v,未起控(如下图),看来问题不在控制部分。继而替换两只推动三极管Q3(C945)、Q4(C945),两只功率管Q1(13007)、Q2(13007)以及Q5、Q6两只整流管,仍然无果。
综合分析认为,各输出端电压整体下降。且比例大致相同,在排除以上整流滤波元件无误后,怀疑主回路变压器T1损坏。从正常电源盒上拆下T1调换后试机,故障依旧,而原正常电源盒加电依然正常,说明问题不在T1。疑点又回到了+15V、+5V整流后的滤波部分了。无奈之下,断开功率因数校正变压器X线圈(串联于15V整流回路)一端,将风扇负载改至电压输出排插5V接口上(黄、黑),加电后风扇转速明显提高,测C21两端电压升至5.7V,C22两端电压为-4.7V。又将同一规格风扇并联上,测C21两端电压仍保持5.5V。至此,问题似乎很明显:+15V滤波支路故障导致各级输出电压整体下降,电源带负载能力差。然而+15V滤波支路实在无元件可查(见中图),断开L1后,仅刺主滤波电容C18(早已替换17,把X线圈断点恢复后,又将风扇负载改回电压输出插排+15V接口上(橙、黑),另一风扇负载仍保留在电压输出排插5V接口上(黄、黑)。加电后,两风扇转速都偏慢,不用测也明白,电压肯定不高。最后(-5V滤波支路还没动过)直接断开D9、D1(1两只整流二极管(见中图),加电后两风扇竟然不转。测IC2(4)脚电压为3.7V,控制部分保护了。究其原因,是-5V的缺失,通过R59、DZ8导致IC1(LM339)(5)脚的电平升高,超过了IC1(4)脚的反相输入电平,使集成块内部电压比较器的输出端(IC1的(2)脚)输出高电平,并最终通过D23到达IC2(4)脚,使IC2的(8)、(11)脚输出脉冲截止。在检查完-5V滤波支路元件无误后,将D9、D1O恢复到原电路中。无意中看到,+15V电压输出电流为3.5A(电源盒外壳上标注),该路输出功率的大小,可代表电源的负载能力,而-5V(标注为2.OA)电压输出功率相对较小。分析认为,在排除所有整流滤波电路后,电源负载能力仍未恢复,检查的重点应该往前转移到推动级(T1已替换过1。相同条件下(同带两风扇负载)对比检测正常电源盒,加电,测IC2的(8)、(11)脚电平都为2.O4V,Q3、Q4两只推动管c极电压为3.31V,共e极电压为1.51V,两管的b-e结压降都为0.53V(如中图);而故障电源盒IC2的(8)、(11)脚电平都为1.56V(说明:随负载加重,该电压表现为由2.2V~1.5V之间逐渐下降,实则为IC2的(8)、(11)脚输出脉冲宽度在逐渐提高),Q3、Q4两推动管c极电压为1.98V,共e极电压为1.50V,两管的b-e结压降都为0.O6V。此时顺测T2初级(1)-(2)绕组为0.5V(交流),(4)-(3)绕组为5.2V(交流);而相对应的T2次级(1)-(3)绕组为0.6V(交流),(2)-(3)绕组为2.6V(交流),见中图。显然,T2次级(1)-(3)绕组或其初级(1)-(2)绕组匝间短路,导致Q2激励不足,电源带负载能力降低。在确定R38未变值后,取正常电源盒上T2替换,各路输出恢复正常(带两风扇负载);而换下的推动变压器T2装入正常电源盒亦出现同样的故障,原因终于查明。
自厂家购回批量T2配件后,故障机器全部修复。表1、表2为LM339及TL494在路实测数值(修复后),以供维修参考。
表1 LM339各引脚参数
引脚 | 名称 | 功能 | 待机(V) | 工作(V) | 带负载(V) |
1 | OUT2 | 输出2 | 0.09 | 0.09 | 0.09 |
2 | OUT1 | 输出1 | 0.06 | 0.09 | 0.09 |
3 | VCC | 电源 | 4.85 | 4.85 | 4.85 |
4 | IN1- | 反相输入1 | 1.16 | 1.19 | 1.19 |
5 | IN1+ | 同相输入1 | 0.19 | 1.01 | 0.94 |
6 | IN2- | 反相输入2 | 4.83 | 4.83 | 4.83 |
7 | IN2+ | 同相输入2 | 2.39 | 2.36 | 2.38 |
8 | IN3- | 反相输入3 | 2.39 | 2.36 | 2.38 |
9 | IN3+ | 同相输入3 | 3.08 | 1.18 | 1.13 |
10 | IN4- | 反相输入4 | 4.20 | 0.2 | 0.14 |
11 | IN4+ | 同相输入4 | 2.39 | 2.36 | 2.38 |
12 | GND | 地 | 0 | 0 | 0 |
13 | OUT4 | 输出4 | 0.08 | 6.15 | 6.14 |
14 | OUT3 | 输出3 | 4.29 | 0.09 | 0.09 |
表2 TL494各引脚参数
引脚 | 名称 | 功能 | 待机(V) | 工作(V) | 带负载(V) |
1 | IN- | 反相位输入 | 0 | 2.41 | 2.41 |
2 | IN+ | 同相位输入 | 2.43 | 2.43 | 2.43 |
3 | NF | 反馈控制 | 0.06 | 3.35 | 2.81 |
4 | DT | 脉宽调制输出控制 | 3.77 | 0.01 | 0.01 |
5 | CT | 振荡1 | 1.4 | 1.36 | 1.24 |
6 | RT | 振荡2 | 3.64 | 3.66 | 3.73 |
7 | GND | 地 | 0 | 0 | 0 |
8 | C1 | 脉宽调制输出1 | 2.25 | 2.19 | 2.06 |
9 | E1 | 地 | 0 | 0 | 0 |
10 | E2 | 底 | 0 | 0 | 0 |
11 | C2 | 脉宽调制输出2 | 2.25 | 2.19 | 2.06 |
12 | VCC | 电源 | 16.2 | 16.2 | 16.2 |
13 | OC | 输出方式控制 | 4.85 | 4.85 | 4.85 |
14 | REF | +5V基准输出 | 4.85 | 4.85 | 4.85 |
15 | IN+ | 同相输入 | 4.85 | 4.85 | 4.85 |
16 | IN- | 反相输入 | 0.19 | 0.70 | 0.78 |