Solucionar el problema del ruido al hacer clic en la pantalla Apple de 27 ": 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

¿Alguna vez una de sus amadas pantallas ha comenzado a hacer mucho ruido cuando la está usando? Esto parece suceder después de que la pantalla ha estado en uso durante varios años. Depuraé una de las pantallas pensando que había un error atrapado en el ventilador de enfriamiento, pero resultó que la raíz de la falla es mucho más complicada.

Paso 1: Descripción general del diseño de la fuente de alimentación

Aquí están las instrucciones sobre cómo identificar y solucionar el problema del ruido de clic experimentado en cierto modelo de la pantalla Apple Thunderbolt y la computadora IMac.

El síntoma suele ser un ruido bastante molesto proveniente de la pantalla que suena como hojas chocando. El ruido suele aparecer después de que la pantalla ha estado en uso durante un tiempo. El problema tiende a desaparecer después de desconectar la máquina durante unas horas, pero volverá en minutos después de usar el dispositivo. El problema no desaparece si la máquina se pone en estado de suspensión sin desenchufarla.

La fuente del problema es la placa de la fuente de alimentación, ya que intentaré analizar el proceso de identificación del problema. Con suficiente conocimiento, es un problema que se puede solucionar por unos pocos dólares en componentes.

¡¡¡ADVERTENCIA!!! ¡¡¡ALTO VOLTAJE!!! ¡¡¡ADVERTENCIA!!! ¡¡¡PELIGRO!

Trabajar en la fuente de alimentación es potencialmente peligroso. Existe voltaje letal en la placa incluso después de desconectar el dispositivo. Intente esta solución solo si está capacitado en el manejo de sistemas de alto voltaje. Se REQUIERE el uso de un transformador de aislamiento para evitar cortocircuitos a tierra. El condensador de almacenamiento de energía tarda hasta cinco minutos en descargarse. ¡REALICE LA MEDICIÓN DEL CONDENSADOR ANTES DE TRABAJAR EN EL CIRCUITO

¡¡¡ADVERTENCIA!!! ¡¡¡ALTO VOLTAJE!

El diseño de la mayor parte del módulo de fuente de alimentación de la pantalla de Apple es un convertidor de potencia de dos etapas. La primera etapa es un prerregulador que convierte la potencia de CA de entrada en una potencia de CC de alto voltaje. El voltaje de entrada de CA puede oscilar entre 100 V y 240 V CA. La salida de este prerregulador suele oscilar entre 360 V y 400 V CC. La segunda etapa convierte la CC de alto voltaje en el suministro de voltaje digital para la computadora y las pantallas, generalmente de 5 ~ 20 V. Para la pantalla Thunderbolt, hay tres salidas: 24,5 V para cargar la computadora portátil. 16,5-18,5 V para retroiluminación LED y 12 V para lógica digital.

El prerregulador se utiliza principalmente para la corrección del factor de potencia. Para el diseño de fuente de alimentación de gama baja, se utiliza un rectificador de puente simple para convertir la entrada de CA a CC. Esto causa un pico de corriente alto y un factor de potencia deficiente. El circuito de corrección del factor de potencia corrige esto dibujando una forma de onda de corriente sinusoidal. A menudo, la compañía eléctrica impondrá una restricción sobre qué tan bajo es el factor de potencia que un dispositivo puede extraer de la línea eléctrica. Un factor de potencia deficiente genera una pérdida adicional en el equipo de la compañía eléctrica y, por lo tanto, es un costo para la compañía eléctrica.

Este prerregulador es la fuente del ruido. Si desmonta la pantalla hasta que pueda extraer la placa de la fuente de alimentación, verá que hay dos transformadores de potencia. Uno de los transformadores es para el prerregulador, mientras que el otro transformador es el convertidor de alto a bajo voltaje.

Paso 2: descripción general del problema

El diseño del circuito de corrección del factor de potencia se basa en el controlador producido por ON Semiconductor. El número de pieza es NCP1605. El diseño se basa en un convertidor de potencia CC-CC en modo boost. El voltaje de entrada es una onda sinusoidal rectificada en lugar de un voltaje de CC uniforme. Se determina que la salida para este diseño de fuente de alimentación en particular es de 400V. El condensador de almacenamiento de energía a granel consta de tres condensadores de 65 uF 450 V que funcionan a 400 V.

ADVERTENCIA: DESCARGUE ESTOS CONDENSADORES ANTES DE TRABAJAR EN EL CIRCUITO

El problema que observé es que la corriente que extrae el convertidor elevador ya no es sinusoidal. Por alguna razón, el convertidor se apaga a intervalos aleatorios. Esto conduce a que se extraiga corriente inconsistente del enchufe. El intervalo en el que se produce el apagado es aleatorio y está por debajo de 20 kHz. Ésta es la fuente del ruido que escuchas. Si tiene una sonda de corriente CA, conecte la sonda al dispositivo y debería poder ver que el consumo de corriente del dispositivo no es uniforme. Cuando esto sucede, la unidad de visualización dibuja una forma de onda de corriente con grandes componentes armónicos. Estoy seguro de que la compañía eléctrica no está contenta con este tipo de factor de potencia. El circuito de corrección del factor de potencia, en lugar de estar aquí para mejorar el factor de potencia, en realidad está causando un mal flujo de corriente donde se extrae una gran corriente en pulsos muy estrechos. En general, la pantalla suena horrible y el ruido de energía que arroja a la línea eléctrica hará que cualquier ingeniero eléctrico se estremezca. La tensión adicional que ejerce sobre los componentes de alimentación probablemente hará que la pantalla falle en un futuro próximo.

Al analizar la hoja de datos para NCP1605, parece que hay varias formas en que se puede desactivar la salida del chip. Al medir la forma de onda alrededor del sistema, resulta obvio que uno de los circuitos de protección se está activando. El resultado es que el convertidor de refuerzo se apaga en una sincronización aleatoria.

Paso 3: Identifique el componente exacto que causa el problema

Para identificar la causa raíz exacta del problema, se deben realizar tres mediciones de voltaje.

La primera medida es la tensión del condensador de almacenamiento de energía. Este voltaje debe rondar los 400 V +/- 5 V. Si este voltaje es demasiado alto o bajo, el divisor de voltaje FB se desvía fuera de las especificaciones.

La segunda medida es el voltaje del pin FB (Retroalimentación) (Pin 4) con respecto al nodo (-) del condensador. El voltaje debe ser de 2,5 V

La tercera medida es el voltaje del pin OVP (Protección contra sobretensión) (Pin 14) con respecto al nodo (-) del condensador. El voltaje debe ser de 2,25 V

ADVERTENCIA, todos los nodos de medición contienen alta tensión. Se debe usar un transformador de aislamiento para protección

Si el voltaje del pin OVP es de 2,5 V, se generará ruido.

¿Por qué pasó esto?

El diseño de la fuente de alimentación contiene tres divisores de voltaje. El primer divisor muestra el voltaje de CA de entrada, que es de 120 V RMS. Es poco probable que este divisor falle debido al voltaje máximo más bajo y consta de 4 resistencias. Los siguientes dos divisores muestrean el voltaje de salida (400 V), cada uno de estos divisores consta de 3 resistencias de 3.3M ohmios en serie, formando una resistencia de 9.9MOhmios que convierte el voltaje de 400V a 2.5V para el pin FB y 2.25V para el Pin OVP.

El lado bajo del divisor para el pin FB contiene una resistencia efectiva de 62K ohmios y una resistencia de 56K ohmios para el pin OVP. El divisor de voltaje FP está ubicado en el otro lado de la placa, probablemente parcialmente cubierto por un poco de pegamento de silicona para el capacitor. Desafortunadamente, no tengo una imagen detallada de las resistencias FB.

El problema ocurrió cuando la resistencia de 9,9 M ohmios comenzó a desviarse. Si el OVP se dispara durante el funcionamiento normal, la salida del convertidor elevador se apagará, lo que provocará una interrupción repentina de la corriente de entrada.

Otra posibilidad es que el resistor FB comience a desviarse, esto puede resultar en que el voltaje de salida comience a subir por encima de 400 V, hasta que el OVP se dispare o dañe el convertidor CC-CC secundario.

Ahora viene la solución.

La solución implica el reemplazo de las resistencias defectuosas. Es mejor reemplazar las resistencias tanto para el divisor de voltaje OVP como para el FP. Estas son las 3 resistencias de 3.3M. La resistencia que utilice debe tener un tamaño de resistencia de montaje en superficie del 1% 1206.

Asegúrese de limpiar el fundente sobrante de la soldadura, ya que con el voltaje aplicado, el fundente puede actuar como un conductor y reducir la resistencia efectiva.

Paso 4: ¿Por qué falló esto?

La razón por la que este circuito falló después de algún tiempo se debe al alto voltaje aplicado a estas resistencias.

El convertidor elevador está encendido todo el tiempo, incluso si la pantalla / computadora no se está utilizando. Por lo tanto, según la forma en que está diseñado, se aplicarán 400 V a las 3 resistencias en serie. Los cálculos sugieren que se aplican 133 V a cada una de las resistencias. El voltaje de trabajo máximo sugerido por la hoja de datos del resistor de chip Yaego 1206 es de 200V Por lo tanto, el voltaje diseñado está bastante cerca del voltaje de trabajo máximo que estos resistores deben manejar. La tensión en el material de la resistencia debe ser grande. La tensión del campo de alto voltaje podría haber acelerado la tasa de deterioro del material al promover el movimiento de partículas. Esta es mi propia coyuntura. Solo un análisis detallado de las resistencias fallidas por un científico de materiales comprenderá completamente por qué falló. En mi opinión, el uso de resistencias en serie 4 en lugar de 3 reducirá la tensión en cada resistencia y extenderá la vida útil del dispositivo.

Espero que hayas disfrutado de este tutorial sobre cómo reparar la pantalla Apple Thunderbolt. Extienda la vida útil del dispositivo que ya posee para que menos de ellos terminen en el vertedero.