蚂蚁矿机 APW8 电源维修指南

电源系列5个月前发布 YKK
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本卷内容:主要讲述电源APW8各种故障的排除,以及如何使用测试工具进行准确定位。 

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一、维护平台要求

1、80W以上恒温烙铁(焊接温度:300-350℃)。尖头烙铁头用于焊接贴片电阻、电容。刀片式烙铁头用于焊接和更换插件元件(焊接温度:380-420°C)

2、散热烟囱用于芯片拆焊,注意不要长时间加热,以免PCB发泡(焊接温度:260℃±2℃)。

3、APW8通电检测采用交流可控电源稳压器(输出200-250V,可限制0-20A电流)。如果没有这样的条件,也可以将一个100W的普通灯泡串在带市电的交流火线上。当心。

4、对于电子负载(功率2KW,满足电压0-50V),如果没有这个条件,也可以制作与APW8相匹配的电阻负载。

5、fluke 15b+万用表、吸枪、镊子、V9-1.2测试治具及专用功率测试卡固件(有条件可配置 示波器)。

6、助焊剂、无铅锡丝、无水酒精清洗面板水;清洗面板水用于清洗维护后的助焊剂残留物和外观。

7、导热硅脂(2500)用于修复MOS与散热片之间的导热,导热硅胶(704硅胶)用于修复和覆盖PCBA修复后原处的胶损处成分

二. 维护操作要求

1、维修人员必须具有一定的电子知识,一年以上的维修经验,对开关电源的工作原理有一定的了解,并熟练掌握焊接技术。

2、产品拆开和PCBA面板维修前,必须将大电容放电,并用万用表测量电压(小于5V放电),然后才能进行焊接操作!请务必确认,以免触电。

3、判断电路元件时要注意工作方法。更换任意器件后,PCB面板无明显变形,焊盘焊接可靠,更换部件及周边无部件不足、断路、短路等问题。

4、更换关键部件后,进行交流耐压试验前,主电路应无短路等明显异常,否则存在爆炸隐患。

5、判断电路信号需要AC220V电压;注意操作保护。

以下内容:注释、关键口号

● 维修人员资质必须符合规定要求;

● 维修所用仪器、设备必须符合规定要求;

● 维护的仪器、设备必须有效接地,维护环境符合防静电要求;当然,最好佩戴防静电手腕带

● 维护所用材料必须符合规定要求;为保证维修所用材料的准确性和可追溯性,维修所用材料必须是相应型号的生产材料,并且必须确认材料更换;

1、为了防止可能发生的触电危险,非专业人员请勿拆卸外壳:

2、维修人员应使用专用开壳器打开电源适配器外壳进行维修,避免损坏产品内部器件:

3、产品打开后,需对高压电容进行放电;

4、产品维护过程中产生的电子垃圾废物不能随意丢弃:

5、不良产品必须有维修工艺卡并注明故障原因,并单独放置; 

6、修复后的产品必须有良好的标识,以便区分。

7、修复后的产品必须放置在修复区域,并经过系统检测后方可入库。

三.电源原理及结构

1、原理概述

1.1 APW8由1块大面板、2个风扇及上下外壳组成。正常输入AC220V有两路直流输出电压,分别为SB 12V。主电压输出由PIC口和矿机通讯控制,不同型号直流电压范围为(8V-9.2V、10V-11V、16.32V-20.04V)

1.2 性能特点及使用范围:S15、T15采用APW8电源16.32V-20.04V如下:

APW8电源是我公司设计制造的一款高效直流电源。它具有单相交流输入和两个直流输出:

1>. 16.32V-20.04V电压可调输出,最大电流可达95A;

2>. 12V电压固定输出,电流可达5A。

电压可调输出部分可满足可调电压范围95A电流内的普通直流负载使用,特别适合服务器、矿机等对供电要求严格的场合;12V电压的固定输出部分可以满足控制板和散热片的使用。

1.21 有以下特点:

●200-240V电压输入

●具有欠压、短路、过载、过温保护功能, 

故障排除后自动恢复

●采用优质器件,通过合理的设计保证产品稳定可靠 

设计,可在60℃以下高温环境下长时间满负荷工作。 

●体积小,功率密度高

1.3 APW8电源外观

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注:如果需要开启默认电压16.32V测试,可以使用转接线将电压引脚EN与GND短接。

● 电源前面板上分布:1个三角形AC输入接口2个4028高速风扇

●电源左侧分布:4个可调电压输出PCB-33铜焊端子 1个4Pin信号端子 1个12V固定电压输出PCIE端子

● 电源后面板分布:1组出风口,构成高速风扇的出风口。

● 电源前面板上的交流输入端子型号为C14,C13 接口的交流输入电缆为

必需的。

● 4Pin 信号端子为外部控制板与电源的接口。SDA/SCL是I2C协议,可以通过I2C调节电源的输出电压。EN为电源使能信号,控制板可以通过EN使能电源,低电平有效。

● 可调电压输出部分采用四个PCB-33铜焊接端子,90度侧脚接线柱,M4大电流卧式固定座;靠近出风口的2个端子为输出正极,靠近信号端子的2个为输出负极,可用M4螺丝将输出线或输出铜排固定在端子上,使用方便灵活。

● 12V 固定电压输出部分采用PCIE 输出端子。PCIE输出端子图如下:

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PCIE输出线由两色线组成,12V正极线为黄色,负极线为黑色。

6PIN PCIE端子正负极定义:

正极:黄1、黄2、黄3 

负极:黑4、黑5、黑6

1.4 APW8电源参数:

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2、常见故障的维修思路及案例 

2.1 电源基本原理框图

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基本原理工作流程图: 基本原理工作流程图

AC 输入200V-240V:交流输入200V-240V

EMI/LC 电路: EMI/LC 电路

整流电路:整流电路

PFC 电路:PFC 电路

VBUS 滤波大电容:VBUS 滤波大电容

FAN电路、12V反馈及OUTPUT:FAN电路、12V反馈及OUTPUT

12V/VCC 电路: 12V/VCC 电路

主开关MOS:主开关MOS

LLC–DC转换电路: LLC–DC转换电路

VCC- PWM 电路:VCC-PWM 电路

隔离驱动:隔离驱动

DC驱动电路:DC驱动电路

同步整流滤波器:同步整流滤波器

PIC 控制电路: PIC 控制电路

反馈稳压电路:反馈调节电路

DC 主电压输出电路: DC 主电压输出电路

2.2 电源PCBA板布局

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DC同步整流主输出电路:直流同步整流主输出电路 

12V 及 VC 电路: 12V 及 VC 电路

主开关MOS:主开关MOS

PWM主控电路:PWM主控电路

PIC调节:PIC调节

PFC 电路:PFC 电路

大电容高压储能:大容量高压滤波储能

AC 输入 EMI 电路:AC 输入至 EMI 电路

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实物图片,产品版本会有细微差异,但原理类似。

2.21 交流输入EMI转PFC电路原理图,重点测量F1保险、U2整流桥、Q4、D7、D5、D6是否损坏。

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整流桥: 整流桥

AC 输入EMI:交流输入至EMI

开关防浪涌电阻: 开关防浪涌电阻

继电器: 继电器

PFC开关MOS:PFC开关MOS

PFC 驱动: PFC 驱动

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2.22 12V辅助电路原理,重点测量电压检测启动电阻R33、47K及D1、D2是否高压连接,Q5、D8、D9、T1是否损坏。

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高电压输入:高压输入

电压检测启动:电压检测开始

12V主开关MOS:12V主开关MOS

驱动IC:驱动IC

VCC 12V供电:VCC 12V电源

风扇供电: 风扇电源

12V变压器及整流输出:12V变压器及整流器输出

12V稳压反馈电路:12V稳压反馈电路

12V正常时,PFC大电容370-380V电压正常,自动开启VCC12V主控供电:12V正常时,PFC大电容370-380V电压正常,自动开启VCC12V主控电源。

2.23 主控PWM驱动电路,PIC控制稳压原理图,重点介绍主IC VCC供电和驱动变压器。

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稳压反馈:电压调节反馈

PWM主驱动电路:PWM主驱动电路

PIC芯片及控制电路: PIC芯片及控制电路

PIC 烧录通讯及端口:PIC 烧录通讯端口

输出端同步整流驱动:输出端同步整流驱动

驱动信号隔离:驱动信号隔离

2.24 主开关MOS和变压器变换降压同步整流直流滤波输出电路,重点关注主开关MOS Q14、Q15、Q6、Q16,输出整流侧正负极有无短路现象。

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OLP过载保护:OLP过载保护

主控全桥开关MOS电路:主控全桥开关MOS电路

注:如只有2个MOS为半桥电路: 注:如果只有2个MOS,则为半桥电路

主变压器转换同步MOS整流滤波:主变压器转换同步MOS整流滤波器

DC输出电路:DC输出电路

2.25 SMD贴片A面与插件B面位置

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图1 SMD贴片侧面位置

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图2 插件侧位置

2.3 维护步骤

2.31。检查电源外观是否有严重损坏或变形,直流风扇、交流插座是否损坏。

2.32。接通AC220V电源,检查风扇是否正常转动,用万用表测量输出J6端子电压是否为12V(12.1V-12.50),以消除测量误差

2.33。打开外壳检查元器件及焊锡面是否有打火现象(重点检查R33电阻是否损坏),用万用表检测交流输入端F1保险丝是否断路,U2整流桥是否断路;PFC MOS Q1、D7、D5、D6是否有短路,PWM电路主开关管MOS Q6、Q14、Q15、Q16及输出贴片MOS Q17、Q18、Q19、Q20是否有短路;如果有短路,应检查并更换元件位置,注意坏位MOS管周围的电路电阻;晶体管可能已损坏,需要更换。

2.34。检测辅助12V电路U5、T1、Q5、D11是否有短路或断路,周围元件是否烧毁等,必要时更换。

2.35。如果以上位置均无异常,则F1熔丝通路正常。交流上电后,直流风扇转动(如不转动,检查风扇插座是否有12V电压,若电压正常,则更换风扇);输出端J6有12V电压,测量PFC大电容C16或C17两端是否有DC370V-380V,否则检查U1、引脚7V VCC电源是否有12V或判断材料损坏,如无异常则更换,需要检测PWM电路U9、U10、U11,电源VCC是否有12V电压或判断材料损坏并更换,T4驱动变压器是否损坏。

2.36。其他不良需要根据维修人员的技能进一步分析判断,经过上述检查后,单电源测试主电路直流输出需要短接J15 4-5脚,如EN-GND脚所示图中。请注意,短接错误可能会损坏芯片。更换故障器件并焊接正确后,即可进行AC220V测试。

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2.4 电气功能测试连接图,PCBA主要电压测量点。

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(一)测试设备:功率计、万用表、电子负载、或者其他同类型自动测试仪器。(直流输出正常时,如没有负载也可以用带矿机测试)。

(1)测试设备:功率计、万用表、电子负载或其他类似的自动测试设备。(直流输出正常时,空载可用矿机测试)。

(二)测试连接图如下:

(2)测试连接图如下:

S15矿机控制板:S15矿机控制板

外供12V 1A:外部供电12V 1A。

AC200-240V输入:AC200-240V输入

16A开关:16A开关

被测电源:被测电源

电子负载1: 电子负载1

电子负载2: 电子负载2

输入端AC源需接保护装置,未完全修好开关电源二次上电炸机。

输入端的交流电源需要连接保护装置,以避免未完全修复时二次上电爆炸。

TEST7 与 TEST2 负万用表测量 VBUS:TEST7 和 TEST2 负万用表测量 VBUS

电压 375-385V DC: 电压 375-385V DC

TEST11 与 TEST7 级万用表量测 VCC 12-13V:TEST11 和 TEST7 负万用表测量 VCC 12-13V

2.41 S15控制板V1.2与APW8电源PIC口连接测试图,标签1为专用卡测试固件,2为直流电压调试高低转换按钮,3为PIC通讯口,4为控制板插座,5为12V电源;请注意,黄色表示正极,黑色表示负极。注:一般电源不良品修复后,只需将电源短接PIC通讯J15口EN-GND引脚,有电压输出16V则正常,下面单测不需要控制板(PIC单片损坏时,或者固件异常时,重新烧录前需要测试小板),直接安装相应的矿机测试即可。

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2.5矿井电源常见故障的简单判断与维修

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2.6 电源维护试验正常后,需在额定负载80%(80A)以上正常运行2小时,方可供客户使用。

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