蚂蚁矿机APW12电源维修指南

电源系列9个月前发布 YKK
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内容:主要讲述如何排查电源APW12的各种故障以及如何使用测试工具进行准确排查。

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一、维护平台要求

1、恒温烙铁,80W以上(焊接温度300-350℃),尖头烙铁头用于焊接电阻、电容等小贴片,刀型烙铁头用于更换插头采用焊接方式固定在构件上(焊接温度为380-420℃)。

2、热风枪用于芯片拆卸和焊接。注意不要长时间加热,以免PCB起泡(焊接温度为260℃±2℃)。

3、APW12通电检测采用交流可控电源稳压器(输出200-250V,限制电流0-20A)。如果没有,操作人员也可以将100W普通灯泡连接到市电交流火线上,但要注意安全。

4、电子负载(功率3.6KW,适用电压0-50V);如果没有,操作者可以制作一个与APW12相匹配的功率电阻负载。

5. Fluke 15b+万用表、吸枪、镊子、zj0001000001或V9 1.2算力板测试仪和专用电源测试卡固件(如果有的话 配置示波器)。

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

7、导热硅脂(2500)用于修复MOS与散热片之间的热传导。导热硅胶(704硅胶)用于PCBA元件原胶修复后损坏后固定盖板。

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,掌握焊接技术。

2、开壳维修PCBA板前,必须将大电容放电。用万用表测量电压后(小于5V则放电完成),即可进行焊接操作!请注意确认,以免触电。

3、判断电路元件时要注意操作方法。更换任何器件后,PCB板不得有明显变形。焊盘焊接可靠。检查更换部件,确认其周围是否有少量开路、短路现象。

4、更换关键部件后,检查测量主电路无短路等明显异常后再进行交流耐压测试,否则可能存在矿机爆炸的隐患。

5、当需要AC220V电压来判断电路信号时,请注意操作保护。以下内容:注释、关键内部口号

 ● 维护人员的资质必须符合规定的要求。

 ● 维护保养所使用的仪器、设备必须符合规定的要求。

 ● 被维修的仪器、设备必须有效接地,维修环境要求应满足防静电要求。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,并确认材料更换的要求;

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、维修人员需要使用专用脱壳矿机对电源适配器进行维修,以免损坏产品内部元件;

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不能随意丢弃;

5、不良品必须在返修工艺卡上标注并置于隔板内;

6、修复后的产品必须有标记以区分;

7、修复后的产品必须放置在修复区域并需要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 APW12由一块大板、三个60mm风扇和下壳组成。一般情况下,两个输入连接至AC220V。它有两个直流输出电压,分别为SB、12V。主电压输出12V-15V由PIC口和矿机通讯控制。

1.2 性能特点及使用范围描述如下

APW12电源是我公司设计生产的一款高效直流电源。它有两个单相交流输入和两个直流输出:

1)12V-15V电压输出可调,最大电流可达12V/300A;15V/240A

2)12V电压固定输出;电流可达15A。

可调电压输出部分在可调电压范围内可满足240A电流以内的普通直流负载使用,特别适合对功率要求严格的服务器和矿机;12V电压固定输出部分可满足控制板和散热风扇使用。

1.21 以下特点:

它具有以下特点: 

❖ 200-240V宽电压输入

♦ 内部设有欠压、短路、过载、过温保护,故障排除后能自动恢复。

❖ 选用优质元器件,通过合理的设计保证了产品的稳定性和可靠性,可在50℃以内的高温环境下长期满负荷工作。

❖ 体积小,功率密度高。

1.3 APW12电源外观介绍

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注意:如果需要测试开机默认电压15.2V,请使用转接线将稳压器端口的EN脚与GND短接。

以下为APW12外壳及输出口图

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● 电源前面板上分布:2个三角形交流输入端口

3个中速风扇,尺寸为60*60*25mm

● 电源左侧分布:2个PCB-33铜焊端子,电压输出可调

1个4Pin信号端子 

1个PCIE端子,12V固定电压输出 

● 分布在电源后面板:散热,充当风扇通风口。 

● 电源前面板上的交流输入端子为卡扣式C14 三角形交流插座,使用时需配备相应接口的C13 交流输入电缆。 

● 4Pin 信号端子为外部控制板与电源的通讯接口。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2个铜带焊接端子,靠近出风口的一个铜带端子为输出正极,另一个靠近信号端子的为输出负极。输出线或输出铜带可用M4螺钉固定在端子上。使用方便、灵活。 

● 12V定压输出部分采用PCIE输出端子。PCIE输出端原理图如下:

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1.4 APW12电源参数表:

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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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2.2 电源PCBA板布局

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布局标记说明: 

AC1 —第一电路交流输入和EMI电路, – PFC和主开关MOS电路, — 12V辅助和VCC电路。 

AC2 —第二电路交流输入和EMI电路, — PFC和主开关MOS电路, — 12V辅助和VCC电路, —12V输出端口和PIC通信端口

主驱动IC、PIC控制芯片—主输出

此图为真实图片。不同产品版本之间可能存在细微差异,但原理是相似的。

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2.21 两路交流输入EMI转PFC电路示意图,以AC1电路为例,重点测量F1安全电路MOV1;对于U2整流桥,确认Q4、D7、D5、D6是否损坏(检查方法与其他电路相同)。注意,当MOS损坏时,驱动电阻和电路可能同时损坏,需要更换。正常工作时,可以判断大电容两端的直流电压为410-420V。

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2.22 二路12V辅助电路及风扇供电原理: 

对于VCC 12V电路,电源判断无短路异常。上电后,该电路需要正常工作,为其他IC供电。测量TEST15/TEST11(11.98V-12.3V)、TEST7/TEST13(11.98V-12.3V),如有异常情况,检查D12;D10;U7;D2;T1;ETC。

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12V辅助电路和风扇供电,12V输出给矿机供电控制板和大风扇,VBUS1或VBUS2电压420V,U5芯片2脚高电平启动,如有异常检查Q7;R66、R145、F4、R121 — Q10;R59;U10;检查F3是否有损坏。

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矿机控制板12V 0UTJ6输出,J7、J8、J31内部风扇

主PWM芯片U9 VCC供电控制,注意前端两个PFC需要正常工作。

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2.23主控U22 PWM驱动电路,反馈控制稳压稳压原理图,重点测量主IC U22 VCC供电及驱动光耦;电阻和晶体管。

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2.24 LLC电路两路主开关管MOS和变压器变换降压同步整流直流滤波输出电路,重点测试主开关管MOS Q14、Q15、Q31、Q32,检查正负极是否有短路现象输出整流芯片MOS极、过流保护电路T2、T8变压器等。

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2.25 PIC控制电路,J15调压通讯口,J16编程口,检查TEST19-GND,TEST18-GND(3.2-3.3V)

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2.26 SMD贴片A面和插件B面器件位置丝印图

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图1:SMD贴片表面位置

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图 2:插件表面位置

2.3 维护流程

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,检查风扇转动是否正常。用万用表测量J6端子输出电压是否为12V(12.1V-12.50)。

2.33 打开外壳检查元器件及焊接面有无打火、烧焦现象(重点检查D1、D2、D21、D22是否损坏,12V电路贴片电容是否烧毁),用万用表检测交流输入F1熔丝是否是否开路,检查U2整流桥和PFC MOS Q4;D7;D5;D6确认是否存在短路(检查方法与其他电路相同),测量PWM电路主开关管MOS Q31;Q32;Q15;Q16和输出芯片MOS Q17;Q18;Q19;Q20;检查是否有短路现象。如果出现短路,操作人员需要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检查辅助12V电路F3、U5是否;T1;Q5;D8、D9等元件有无短路或断路现象及周围元件是否烧毁等,必要时更换。

2.35 若上述位置均无异常,则F1或F2熔丝电路正常,两路交流电路通电后直流风扇转动(如不转动,请测量风扇插座是否为12V;如果转动正常则正常更换风扇),输出J6为12V电压。测量检查两个PFC大电容TEST20-TEST30或TEST2-TEST7测量点两端之间是否有DC410V-420V,否则检查PFC芯片U21或U1,检查7脚VCC电源有12V或判断损坏和更换的材料;如果没有异常,则需要对U9电路进行PWM检测;U10;U24;电源VCC有电压12V或判断材料损坏更换,T5或T7驱动变压器是否损坏。

2.36 其他缺陷需根据维修人员的技能进一步分析判断。上述检查完成后,将J15 PIN脚4-5脚短接后,单电源测试的主直流输出需要为DC21.3V左右,如EN-GND引脚所示。注意短路错误可能会损坏芯片。只有检查更换有缺陷器件且焊接无误后,才能进行AC220V测试。注:如果检查其他电路正常大电容为420V,短路后无输出,也可判断PIC芯片U12固件被重新编程或IC烧毁(一般缺陷较少)

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2.4 可用控制板V1.2和APW9电源PIC口连接测试图。标记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为控制板字母插座,5为12V电源;请注意,黄色表示正极,黑色表示负极。注:一般电源故障产品修复后,上电短接PIC通讯J15口EN-GND引脚,若正常有21V左右电压输出,即可判断正常,控制板无需测试(当PIC单片机坏了,或者固件重新编程时,则需要小板测试),直接安装对应的矿机进行测试。电源修复后,若12V带载电流为12A,主电压DC21V带载电流为170A,

2.5矿用电源常见故障的简单判断与维修。

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2.6 整个电源维护测试正常后,需在额定负载80%以上(140AA)下老化运行2小时,合格后方可供客户使用。

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