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标题: IBM R400 5M电源工作异常维修一例 [打印本页]
作者: -我心飞翔 时间: 2012-5-21 15:42
标题: IBM R400 5M电源工作异常维修一例
前台收的一台r400机器好像修了好几天了，原始故障是进水了，网卡部分进水比较多，网卡和负责网卡信号切换的u12都已经严重腐蚀，已经拆掉了，听同事说是机器已经可以正常加电。但是只能加到0.4A左右且能听到主板的某一处有“吱吱吱的叫声”，机器转到我手里以后，首先是目测却发现机器进水的面积好像并不大，并且已经被同事处理的很干净了，那就着手维修吧，先是把主板上所有的大的电容的阻值量了一遍，所有关键供电电感的阻值也量了一遍，没有发现任何的异常。试着通电，机器自动上电了，到了0.42A并且伴随着主板的某一处有着很刺耳的啸叫声，典型的电感的过流声，看来肯定是有某一处电源有过载了，电感过放电，从而发出这种刺耳的叫声，那我们就来定位一下看是哪一路电源出现问题了吧。于是快速的用示波器测量整板的主供电电感却发现都很正常，当测到5m电感的时候问题显现出来了5m的电感附近的叫声最明显，同时伴随着5m电源上有一个一个很小很小的负向的脉充如下图，
作者: -我心飞翔 时间: 2012-5-21 15:43
这个脉充足已说明5m上的电压很不稳定，从而说明5m输出电流的情况很不稳定，从而引起电感的啸叫，那是什么原因引起5m电压的这种故障的产生呢？很多人可能会说负载过重，不错在实际维修中上述故障的产生很多时候都是由负载过重引起的，于是马上断电，对5m电感打值，可结果却发现一切正常，5m的后续A B电压的对地数值也很正常，那么还会是什么原因引起这种情况呢？结果肯定是产生5m电源的pwm控制器tps51221的工作状态不正常引起的，那就让我们来一起为这个tps51221来把把脉吧，首先测量其输入电压23脚的vin发现很稳定没有一点波动，13脚的vref2也是很稳定的2v电压，29脚的vreg5也是和5m一样的负脉充，那现在很多人可能都会想是这个vreg5的负载过重了引起了上述现像，因为vreg5是在5m之前产生的，这个想法在思路上看起来是对的但实际上却不完全是对的，因为我以前对这种问题进行过分析和研究，我们知道当2脚的v5sw(vreg5的切换开关)电压上升到一定程度芯片是会自动调节vreg5的带负载能力的那现在v5sw与5m相连也就是说当5m电源正确产生到4.7v以上会直接由5m电源来为vreg5的负载提供供电，也就是说当5m电源幅度高于4.7v以上时vreg5与5m电感会直接连通，那么到底是5m影响了vreg5还是vreg5的负载影响了5m呢？这个很简单我们知道当v5sw电压为0v时（也就是说vreg5不与5m连通时）,vreg5为4.5v时可以提供150MA的电流输出，那我们就可以算出vreg5的对地电阻大于30欧就是完全正常的，实测29脚的对地电阻远远大于30欧,,为了证实自己的判断，我们断开v5sw脚在去测量vreg5的电压也是为很平滑的5v电压，那就确定了影响5m电源的原因不在于vreg5引脚，继续静下心来分析故障，5m电感出现啸叫，并且出现小的负向脉充我们可知这种情况的出现是电源带载能力过差的表现，而电源带载能力差又有2种可能性 1：电源芯片的工作条件及设定出现问题导致芯片的工作条件不满足，或工作状态不正确出现上述故障。2：电源芯片的反馈环路出现问题，导致返回到芯片逻辑控制中心的数据错误，从而不能及时的对负载消耗功耗的情况进行调节，从而引发上述故障现像，那我们就先从这2个方面入手，首先我们检测一下芯片的设定，带负载能力过弱，首先考滤的。肯定是skipsel引脚实测为2v正常的，说明芯片正工作在auto skip模式下，也就是说自动的调节模式，芯片会自己对负载情况进行调节，但调节范围在设定的频率范围之内，这就引出了下一个设定点频率设定点3脚的rf引脚通过一个r725接地，实测r725的阻值是正确的，芯片的关键设定已经都正常了，下面我们就来进行第2个原因的检测吧，芯片的反馈环路，芯片的反馈环路分为2路一是电压反馈二是电流反馈，而如果反馈环路出现故障，最典型的一个现像就是pwm芯片不会对电源的上下管的导通时间进行调节，而使得在skip设定正常的情况下在开机以前与开机以后5m上管和下管g极的脉充频率，不会发生变化。于是按着这个特点进行测量，3m在待机时上下管的脉充数都很少频率很低大概在10k左右的频率，因为现在的负载比较少，按下开机键以后3m上管g极的脉充数会瞬间的变的很多很多频率会升高很多升到70k左右，而5m的上管g级的频率。无论在开机以前，和开机以后，没有任何和的变化都是只有很少的脉充数，并且频率也只有13k左右，看来问题果然出在pwm的反馈环路部分，于是马上测量FB引脚电压却是很平稳的1v（因为电压比较放大器的输出范围很小只有30mv所以示波器在1v档时基本看不出来，如果你有兴趣想看一下电源芯片对fb引脚的调节过程可以对示波器做相应调节），看来电压反馈的环路是没有问题的。在反复的测量中我们发现了一个问题就是5m在软启动期 间也出现了很不稳定的跳动现像，如下图。
作者: -我心飞翔 时间: 2012-5-21 15:47
我们都知道，在芯片的软启动期间电压没有建立到设定点时所有的过压及欠压保护功能都是关闭的，但电流调节功能应该是在的因为软启动一样有负载那现在更可以确定这个故障的根本不在于电压反馈环路，于是马上测量VCOM1也是很平滑的上升到2v。那么所有的故障点都排查完了，现在就只有1种可能了，就是芯片的电流反馈环路建出现了问题，看一下图纸可知此机的电流检测部分是通过电感的直流电阻做取样电阻，将电感上的电压通过R221 ， R1603，R525进行分压通过电感上的电压来表现电流的情况，将取样后的电压进行放大反回到芯片的逻辑控制中心使芯片进行相关的电流控制，电流过大时芯片会关闭上管，导通下管，电流过小时，芯片会导通上管关闭下管，从而使5m电源能输出任何一个可调范围之内的稳定的功率值，而芯片只要工作不管其负载是不是过重都会相应的电流取样反馈回芯片内部通过电流比较放大器放大后送一路送回到逻辑控制中心，另一路通过11脚IMON1（仅做为通道1的电流反馈输出）经过一系列的放整型处理后输出到外部，而正常工作的情况下IMON1应该是一个幅度不大于100mv的连续的三角波负载过重时电感上电流变化频率会升高此波型的频率就会上升，负载变轻时，电感上电流变化频率降低IMON1频率减小，一但此脚输出的脉充幅度超过100mv则芯片内部会有一个OC#事件发生，芯片认为过流停止输出。知道原理就好办了。于是我们把示波器的电压调到100mv每格触发电平调50mv左右通电监控imon1引脚结果却发现没有任何有效的波型，如下图
那这肯定是不对的，我们分析过无论负载是轻是重pwm控制器肯定都是要有调节动作的，只是频率不会相同而己负载过重电感的充放电频率肯定会上升，电流的反馈信息也会跟随电感的充放电情况而做相应的反馈，那现在没有动作肯定是不正常了，说明反馈回路没有对电感上的电流情况进行采样，此时的pwm芯片自然不会对电源的电流输出做相应的调节，此时的5m也只不过是一个没有带载能力的空电压而己能维持不掉也仅仅是依赖于FB引脚的电压采样做相应的电压调节那我们现在的故障点就被收的很小了，于是对相应的电流反馈网络进行排查，结果为r221开路性损坏，更换一颗6.8k 的r221后故障排除。
正常后 的5m电源波型如下图。
芯片的电流反馈网络正确建立以后的imon1引脚的波型如下图
5m电感没有啸叫了，，装好 cpu内存通电，机器电流上到0.98跳了2下没有动了。没有亮机，看来还有故障，但是spd上已经能看到明显的读内存的动作了明天再搞今天下班了。。
PS：PWM控制芯片要想为负载提供一个稳定功率的电源，就要根据负载情况及时的对电源的输出电流及电压进行调节，既然说到调节就肯定要有反馈，当反馈网络出现问题pwm控制中心无法监控后级的电压或电流状态，如此案例中，pwm控制中心无法检测到电感上的电流变化情况，自然就不会对电感有电流的调节动作，当负载过重时电感上的电流不能被正确的调节，导致电感的充放电时间及不能与负载状态对应，从而引发上述故障
作者: 如此而已 时间: 2012-5-21 16:46
我见这种分析的详细的帖子就得加分，即使是最后没修出来
分析的过程就是最宝贵的经验
作者: yy4141078 时间: 2012-5-21 19:19
看的不太动
作者: jordanivers 时间: 2012-5-21 20:30
高手啊，膜拜一下，希望看到更多的精华帖
作者: 阿桑 时间: 2012-5-21 20:50
只能膜拜下了，不是完全理解。
作者: 军★军 时间: 2012-5-21 21:42
我好想看下文啊 我的安泰信 怎么 打不出来你的 5M 上升 波形啊 电压 每格1V 100US 触发模式 正常 类型 边沿 徐率 上升 至今都没整明 还有技巧么
作者: ★牛气冲天★ 时间: 2012-5-22 07:39
看的迷迷糊糊的，不过相信楼主的技术很强悍
作者: 月饼 时间: 2012-5-22 08:35
太会分析了。我一般就直接检测各引脚相关电容电阻是否掉件损坏~~线路是否断路~
作者: htbcn11 时间: 2012-5-22 12:20
简直就是九阴真经级别的，佩服。我收藏了，有时间好好看看，在找个板对着测测。
作者: 天天向商 时间: 2012-5-23 10:36
电流反馈出问题了。
作者: snxwy888 时间: 2012-5-23 13:25
好久没见过这种好贴了，楼主真是我辈学习的榜样
作者: 天天向商 时间: 2012-5-23 23:35
楼主的排版有待加强啊，看得有点累
作者: 飘逸使者 时间: 2012-5-25 22:10
原来LZ在迅维是这个账号啊，再次学习一下
作者: 296366935 时间: 2012-5-26 20:12
基本功这么扎实 不错
作者: 296366935 时间: 2012-5-26 20:17
大师级别的
作者: 348014674 时间: 2012-5-27 12:17
高手 高手分析电路很强，整编没有看到动手换件什么的。动起手来一击必中。
作者: liuzeng898 时间: 2012-5-27 20:45
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: -我心飞翔 时间: 2012-5-29 10:06
军★军 发表于 2012-5-21 21:42
我好想看下文啊 我的安泰信 怎么 打不出来你的 5M 上升 波形啊 电压 每格1V 100US 触发模式 正常 ...
100us抓什么电源啊。。一般芯片的软启动过程都是1ms以上的。100us肯定抓不出来了。。。打到500us或1ms看看吧。
作者: 职权范围 时间: 2012-5-30 17:39
-我心飞翔 发表于 2012-5-21 15:47
我们都知道，在芯片的软启动期间电压没有建立到设定点时所有的过压及欠压保护功能都是关闭的，但电流调节功 ...
精辟啊!这才有技术含量帖子!
作者: 15071354008123 时间: 2012-6-1 20:52
原来是这样
作者: 会员196689 时间: 2012-6-4 11:03
好帖啊 我以前修的R400都是换显卡。
作者: 万宏军 时间: 2012-6-5 18:36
没怎么看明白，我修过的R400暗屏的就是坏主板上的保屏，有时也会不断重启，也是屏线附近的保险坏．
作者: 王彬784428960 时间: 2012-6-6 14:45
"我们断开v5sw脚在去测量vreg5的电压也是为很平滑的5v电压"不知道楼主怎么断开的呀是把电感敲起来吗
作者: kurui0062 时间: 2012-6-6 22:30
理论功底极其的扎实，楼主是厂家人员吧？
作者: 君在云端 时间: 2012-6-9 11:23
向楼主学习！
作者: byboss 时间: 2012-6-10 22:23
太强悍了,楼主能不能写点有复位不跑码的思路?
作者: 杨靖 时间: 2012-6-12 09:23
这贴真给力。还有没有下文！
作者: hyy5124 时间: 2012-6-15 10:14
上次我看这个的时候是华子介绍的，在联盟那，现在在迅维发现了。
作者: hyy5124 时间: 2012-6-15 10:17
月饼 发表于 2012-5-22 08:35
太会分析了。我一般就直接检测各引脚相关电容电阻是否掉件损坏~~线路是否断路~
饼哥不测一下信号直接测电阻电容呀？
作者: pldt 时间: 2012-6-18 14:38
哎 高人呀 真的很详细
作者: pldt 时间: 2012-6-18 14:40
分析的很详细但是看得有的晕
作者: pldt 时间: 2012-6-18 14:46
我的收藏起来没事研究研究
作者: 问道 时间: 2012-6-22 23:24
前两天我也修了个r400独显的，丫的也是5m不正常，修了几天修不出，最后想给3m加个3v电，忘了调了，一不小心直接短接十九伏，调回三点三，南桥完蛋了……&
作者: pldt 时间: 2012-6-23 23:12
太有才了 写的不错
作者: tongve 时间: 2012-7-31 10:13
我以前也遇到电感发出异响，都以为是电压不够引起的
作者: whaa2688 时间: 2012-8-23 22:34
顶一个，写的辛苦了，就是看起来晕晕的 有点累
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