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[电源] 冒烟的小米45W PD充电器CDQ02ZM,拆解并尝试修复

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发表于 2020-5-22 15:07:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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陪伴已久的小米45W笔记本充电器最近罢工了,通电0功率,还有一股糊味,应该是内部BOOM了,于是打开看一下。超声波焊接的结构还是挺好开的,不用撬棍不要锤子,用带胶手柄的大螺丝刀对着角落抽几下,就能无损打开。

QQ图片20200522135448.jpg

打开一看果不其然都熏黑了,F1保险丝熔断(2A/250V),千万不能让北京的杨女士看到。

QQ图片20200522135452.jpg

另外一面熏黑,应该是电容爆浆弄的。

QQ图片20200522135454.jpg

爆浆电容特写,ACON 深圳中元电子,22uF 400V,105℃。不知道是离变压器近压力太大还是温度高,这颗电容先走一步。

QQ图片20200522135505.jpg

紫米代工,2017年产的,到现在说长不长说短不短3年,已经过保了,但是作为笔记本配件来说3年还真不算久。那时候我记得市面上不像现在这样PD满天飞,只有高贵的苹果。小米一出世直接把好几百元的PD充电器干到99元,想买一个也不容易一直缺货得抢好久。

QQ图片20200522141810.jpg

现在看来方案还是挺不错的,安森美(仙童已死)的PWM和同步整流,东芝的开关管和同步整理管,RM变压器,配合国产的被动元件,做到了技术未普及情况下的价格屠夫,非常符合小米的一贯作风,或者说保证功能的情况下控制成本,至于稳定寿命管他呢。

QQ图片20200522135507.jpg

开始修复过程,先取下电容,可以看到烧的还是比较惨烈的,故障点应该在这。电容变形爆浆,PCB也糊了一点,边上的15uF电容稍微波及了一点也给取下来了。

QQ图片20200522141807.jpg

QQ图片20200522135508.jpg

测了一下竟然还有大部分的容量,应该是冷却了以后又恢复了,爆炸的时候应该温度升高内部变形电极短路一声惊雷电容变春笋,然后保险丝才熔断。

QQ图片20200522135516.jpg

本来想把电容保险丝换上就行,不放心又检查一遍整个电路,发现整流桥被击穿了。

QQ图片20200522145213.jpg

济南固得电子,3A1000V整流桥,没有坚持到保险丝熔断,不知道是保险动作太慢了还是峰值电流太大,或者管子太差。

现在变成了下面这种状态,我分析故障先后是:
1.电容不堪重负老化,漏电流越来越大温度越来越高,直到内部电极短路,短路后温度剧烈升高,爆浆。
2.短路后保险丝没有马上动作,期间短路电流击穿了整流桥中的两只二极管,加剧了短路。
3.保险丝终于动作。

QQ图片20200522135514.jpg

手头没有现成的直插整流桥,等到了再说。


未完待续。


-----------------------------分割线--------------------------------


吃完夜宵更新啦

翻了一下垃圾堆,凑齐了电容和保险丝,后来没想到整流桥也击穿了,手上没有直插的整流桥,贴片的倒是有几个。本来想先算了,日后等买元件的时候捎一个,楼下有建议用二极管搭,我又去垃圾堆里翻出了一袋S2M,也凑合能用了。鬼知道为什么垃圾堆里什么都有。

QQ图片20200522214434.jpg

原来的整流桥是3A的,现在二极管是2A,其实区别不大。小型充电器用大电流整流桥的目的是更大的封装,毕竟一点点大的元件上,VF*IF功率还是不小的,大封装能增大散热面积,稍微减小点VF,现在很多gan 65w的充电器上甚至用两个3A或者4A的整流桥分担发热。
我查了下sma封装的S2M,2A 1000V,VF 1.1V@2A,热阻Ta是65℃/W,220V满载下电流不到0.3A,温升20℃,再加上工作时壳体内部的高温,最终温度应该不会过百,对于二极管来说这温度问题不大。

背面3颗,正面1颗,强行利用焊盘,二极管底下有用绿油隔离焊盘。

QQ图片20200522214438.jpg

QQ图片20200522214444.jpg

然后打胶均匀散热,把更多的热量导到FR4和共模电感,那里铜挺多的。

QQ图片20200522214517.jpg

Y电容从471换成了102,作用不大,不过我认为102合适一点。偷偷换掉了输出采样,稍微增加了一点功率上限。

QQ图片20200522214519.jpg


电容和F1保险管也换好了,保险手上没有合适的,稍微偏大了一点(3.15A/250V)。电容换下了爆浆的22uF和边上的15uF,PWM供电保险起见也换了,外边的两个22uF应该没事。换上的电容是艾华的,同是国产,艾华还是正规太多,PWM电容是丰宾的。

QQ图片20200522214448.jpg

打点胶,盖上盖子,缝里的胶水等干了以后拉一下就平整了。

QQ图片20200522214524.jpg

通电正常工作,三年前的协议有点落后,现在更新太快了。

QQ图片20200522214512.jpg

接上诱骗器和负载老化一下,边更新边烤鸡,外壳还是有点烫手的

QQ图片20200522214530.jpg


修复完毕完结撒花

···························后续更新······························


刚才跑了一个多小时,外壳烫手,打开马上用热电偶测量电容表面温度,有七十多度,可见正常工作电容内部温度肯定更高,设计1000h@105度的电容在这种情况下工作出问题一点都不奇怪,现在换的艾华是2000h,会稍微好一些。现在同样类型的电容红宝石可以做到10K、12K,成本只差几毛钱,一个差几毛,一共有四个,对于售价99的产品来说是根本不能承受的,所以有时候过分追求性价比也不是件好事。


对于剩下两颗年过半百的电容,不想再用一段时间接着爆掉,只能做一些小措施,并上高压瓷片电容,等效降低ESR,减少一些负担,假装能延长一点寿命。
QQ图片20200522233631.jpg


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发表于 2020-5-22 16:10:40 | 显示全部楼层
手上多备些损坏的电路板,需要用到时,拆一个整流桥堆就行了

或者用四颗二极管,组成一个桥式整流电路
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发表于 2020-5-22 19:14:32 | 显示全部楼层
看来大功率比电源内部温度不低,有可能得需要外部风扇散热。整流桥模块和电容器等,应该备一些以防万一。
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发表于 2020-5-22 19:23:21 | 显示全部楼层
那几颗有色电阻  有点吸引人
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发表于 2020-5-22 20:30:43 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
zjzkl 发表于 2020-5-22 19:23
那几颗有色电阻  有点吸引人

标红字的电阻是少见,荣一次见。
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发表于 2020-5-23 06:31:44 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
外壳不能钻些孔散热吗?自己用注意点防水。
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发表于 2020-5-23 07:14:03 | 显示全部楼层
你分析故障原因出现了错误,损坏电容你用表测量还有容量,那就是没有短路,后来你这样总结   
现在变成了下面这种状态,我分析故障先后是:
1.电容不堪重负老化,漏电流越来越大温度越来越高,直到内部电极短路,短路后温度剧烈升高,爆浆。
如果真是电容短路,那就爆炸了,里面全是纸屑。这个电源就是设计冗余不够,温度高,电容长时间高温爆浆,高频内阻加大,滤波变差,加剧高温,最终休息了。应该换日系耐高温长寿命电容,其他几个电容也应该换了,检修开关电源最好有个数字电桥,检查电容力判高下,开关电源坏的最多是电解电容,儿高温时直接原因。

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 楼主| 发表于 2020-5-23 09:57:54 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
无忧无虑 发表于 2020-5-23 07:14
你分析故障原因出现了错误,损坏电容你用表测量还有容量,那就是没有短路,后来你这样总结   
现在变成了下 ...

那么说可能电容爆浆不是断保险的直接原因,电容早炸了一直带病工作,后来另外的整流桥炸了才短路。高温下元件的寿命都变得不可靠。
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发表于 2020-5-23 10:23:46 | 显示全部楼层
“千万不能让北京的杨女士看到”是什么情况?
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发表于 2020-5-23 10:55:50 | 显示全部楼层
轻烟 发表于 2020-5-23 10:23
“千万不能让北京的杨女士看到”是什么情况?

同好奇这个

如果真的是温度这么高的话,说明还是设计的问题,要么散热没做好,要么效率太低
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发表于 2020-5-23 11:22:29 | 显示全部楼层
一个是差几毛钱,人家造几万几十万个电源呢,这些钱足够某个采购买个包啊表啊什么的了
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 楼主| 发表于 2020-5-23 11:25:24 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
轻烟 发表于 2020-5-23 10:23
“千万不能让北京的杨女士看到”是什么情况?

杨女士在小米发布前买的小米6老是出问题,被北京电视台采访,后泛指有组织的收钱黑小米。
你想无中生有都有黑起来,我这真炸了妥妥的黑料。
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 楼主| 发表于 2020-5-23 11:35:13 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
se7ens 发表于 2020-5-23 10:55
同好奇这个

如果真的是温度这么高的话,说明还是设计的问题,要么散热没做好,要么效率太低 ...

毕竟是非常早期的PD充电器,和传统的笔记本电源是定压输出的不同,电压横跨5-20v,方案也不是专门pd使用的。
还有我查了下东芝的开关管,Rdon,Ciss,Qg这些和效率相关的参数都不是很好,甚至比不上现在的国产管。
效率低体积大发热大也是情有可原的,再加上大量使用的国产元件,高温下短期问题不大,时间一久就接二连三地炸掉了。
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发表于 2020-5-23 11:35:38 | 显示全部楼层
电容也鼓了
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发表于 2020-5-23 12:04:24 | 显示全部楼层
打的是什么胶啊 :lol::lol:
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发表于 2020-5-23 12:21:30 | 显示全部楼层
我有个12V.2A路由器的电源也这样,用在卫生间带LED灯带,大概1A电流。
损坏元件也是主电容怀孕爆浆,整流桥击穿了两个二极管,保险丝烧断。也是爆浆的电容拆下来测容量减小不多。
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发表于 2020-5-23 13:25:36 | 显示全部楼层
你的坏桥原理有误
140502ir78bpqqp2qma7b6[1].jpg
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发表于 2020-5-23 15:17:34 | 显示全部楼层
这个估计就是电容失效引发的后果。
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 楼主| 发表于 2020-5-23 15:43:14 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
小乔初嫁了 发表于 2020-5-23 12:04
打的是什么胶啊

硅酮导热胶,比704稍微好用一点。
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 楼主| 发表于 2020-5-23 15:45:13 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
关关雎鸠 发表于 2020-5-23 13:25
你的坏桥原理有误

多谢指正,第二幅图是测出来正确的,第三幅图等效没那么仔细,就一边分一个管子了。
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