Résoudre le problème de bruit de clic sur l'écran Apple 27" : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

L'un de vos écrans bien-aimés a-t-il déjà commencé à faire beaucoup de bruit lorsque vous l'utilisez ? Cela semble se produire après que l'écran ait été utilisé pendant plusieurs années. J'ai débogué l'un des écrans en pensant qu'il y avait un bogue piégé dans le ventilateur de refroidissement, mais il s'avère que la cause de la panne est beaucoup plus compliquée.

Étape 1: Présentation de la conception de l'alimentation

Voici les instructions sur la façon d'identifier et de résoudre le problème de bruit de clic rencontré sur certains modèles d'écran Apple Thunderbolt et d'ordinateur IMac.

Le symptôme est généralement un bruit assez gênant provenant de l'écran qui ressemble à des feuilles qui s'écrasent. Le bruit s'allume généralement après que l'écran a été utilisé pendant un certain temps. Le problème a tendance à disparaître après que la machine est débranchée pendant quelques heures, mais il réapparaîtra quelques minutes après avoir utilisé l'appareil. Le problème ne disparaît pas si la machine est mise en veille sans être débranchée.

La source du problème est causée par la carte d'alimentation, car je vais essayer de suivre le processus d'identification du problème. Avec suffisamment de connaissances, c'est un problème qui peut être résolu pour quelques dollars de composants.

ATTENTION!!! HAUTE TENSION!!! ATTENTION!!! DANGER!

Travailler sur le bloc d'alimentation est potentiellement dangereux. Une tension mortelle existe sur la carte même après que l'appareil a été débranché. N'essayez cette solution que si vous êtes formé à la manipulation d'un système haute tension. L'utilisation d'un transformateur d'isolement est OBLIGATOIRE pour éviter les courts-circuits à la terre. Le condensateur de stockage d'énergie met jusqu'à cinq minutes à se décharger. MESURER LE CONDENSATEUR AVANT DE TRAVAILLER SUR LE CIRCUIT

ATTENTION!!! HAUTE TENSION!

La conception de la plupart des modules d'alimentation de l'écran Apple est un convertisseur de puissance à deux étages. Le premier étage est un prérégulateur qui convertit le courant alternatif d'entrée en courant continu haute tension. La tension d'entrée CA peut être comprise entre 100 V et 240 V CA. La sortie de ce pré-régulateur est généralement comprise entre 360V et 400V DC. Le deuxième étage convertit le courant continu haute tension en tension d'alimentation numérique pour l'ordinateur et les écrans, généralement de 5 à 20 V. Pour l'écran Thunderbolt, il existe trois sorties: 24,5 V pour le chargement d'un ordinateur portable. 16,5-18,5 V pour le rétroéclairage LED et 12 V pour la logique numérique.

Le pré-régulateur est principalement utilisé pour la correction du facteur de puissance. Pour la conception d'alimentation bas de gamme, un simple pont redresseur est utilisé pour convertir l'entrée CA en CC. Cela provoque un courant de crête élevé et un faible facteur de puissance. Le circuit de correction du facteur de puissance corrige cela en dessinant une forme d'onde de courant sinusoïdale. Souvent, la compagnie d'électricité imposera une restriction sur le faible facteur de puissance qu'un appareil est autorisé à tirer de la ligne électrique. Un faible facteur de puissance entraîne des pertes supplémentaires sur l'équipement de la compagnie d'électricité et représente donc un coût pour la compagnie d'électricité.

Ce pré-régulateur est la source du bruit. Si vous démontez l'écran jusqu'à ce que vous puissiez extraire la carte d'alimentation, vous verrez qu'il y a deux transformateurs d'alimentation. L'un des transformateurs est destiné au pré-régulateur tandis que l'autre transformateur est le convertisseur haute-basse tension.

Étape 2: Présentation du problème

La conception du circuit de correction du facteur de puissance est basée sur le contrôleur produit par ON Semiconductor. Le numéro de pièce est NCP1605. La conception est basée sur un convertisseur de puissance DC-DC en mode boost. La tension d'entrée est une onde sinusoïdale redressée au lieu d'une tension continue lisse. La sortie pour cette conception d'alimentation particulière est déterminée à 400V. Le condensateur de stockage d'énergie en vrac se compose de trois condensateurs 65uF 450V fonctionnant à 400V.

AVERTISSEMENT: DÉCHARGEZ CES CONDENSATEURS AVANT DE TRAVAILLER SUR LE CIRCUIT

Le problème que j'ai observé est que le courant tiré par le convertisseur élévateur n'est plus sinusoïdal. Pour une raison quelconque, le convertisseur s'éteint à un intervalle aléatoire. Cela conduit à un courant incohérent tiré de la prise. L'intervalle où se produit l'arrêt est aléatoire et est inférieur à 20 kHz. C'est la source du bruit que vous entendez. Si vous avez une sonde de courant alternatif, connectez la sonde à l'appareil et vous devriez pouvoir voir que le courant consommé par l'appareil n'est pas régulier. Lorsque cela se produit, l'unité d'affichage dessine une forme d'onde de courant avec de grandes composantes harmoniques. Je suis sûr que la compagnie d'électricité n'est pas satisfaite de ce type de facteur de puissance. Le circuit de correction du facteur de puissance, au lieu d'être là pour améliorer le facteur de puissance, provoque en fait un mauvais flux de courant où un courant important est tiré en impulsions très étroites. Dans l'ensemble, l'affichage semble horrible et le bruit électrique qu'il jette dans la ligne électrique fera grincer des dents tout ingénieur électricien. La contrainte supplémentaire qu'il exerce sur les composants d'alimentation entraînera probablement une défaillance de l'écran dans un proche avenir.

En regardant la fiche technique du NCP1605, il semble qu'il existe plusieurs façons de désactiver la sortie de la puce. En mesurant la forme d'onde autour du système, il devient évident que l'un des circuits de protection entre en action. Le résultat est que le convertisseur boost est arrêté dans un timing aléatoire.

Étape 3: Identifiez le composant exact à l'origine du problème

Pour identifier la cause exacte du problème, trois mesures de tension doivent être effectuées.

La première mesure est la tension du condensateur de stockage d'énergie. Cette tension doit être d'environ 400V +/- 5V. Si cette tension est trop élevée ou trop basse, le diviseur de tension FB est hors spécifications.

La deuxième mesure est la tension de la broche FB (Feed back) (Broche 4) par rapport au nœud (-) du condensateur. La tension doit être à 2.5V

La troisième mesure est la tension de la broche OVP (Protection contre les surtensions) (Broche 14) par rapport au nœud (-) du condensateur. La tension doit être à 2.25V

ATTENTION, tous les nœuds de mesure contiennent de la haute tension. Un transformateur d'isolement doit être utilisé pour la protection

Si la tension de la broche OVP est à 2,5 V, le bruit sera généré.

Pourquoi cela arrive-t-il?

La conception de l'alimentation contient trois diviseurs de tension. Le premier diviseur échantillonne la tension alternative d'entrée, qui est de 120 V RMS. Ce diviseur est peu susceptible de tomber en panne en raison de la tension de crête inférieure et il est composé de 4 résistances. Les deux diviseurs suivants échantillonnent la tension de sortie (400V), chacun de ces diviseurs se compose de 3 résistances de 3,3M ohms en série, formant une résistance de 9,9MOhm qui convertit la tension de 400V à 2,5V pour la broche FB, et 2,25V pour le Broche OVP.

Le côté bas du diviseur pour la broche FB contient une résistance efficace de 62K ohms et une résistance de 56K ohms pour la broche OVP. Le diviseur de tension FP est situé de l'autre côté de la carte, probablement partiellement recouvert de colle silicone pour le condensateur. Malheureusement, je n'ai pas de photo détaillée des résistances FB.

Le problème s'est produit lorsque la résistance de 9,9 M Ohm a commencé à dériver. Si l'OVP se déclenche en fonctionnement normal, la sortie du convertisseur élévateur s'éteint, ce qui entraîne un arrêt soudain du courant d'entrée.

Une autre possibilité est que la résistance FB commence à dériver, ce qui peut entraîner un début de tension de sortie au-dessus de 400 V, jusqu'à ce que l'OVP se déclenche ou endommage le convertisseur DC-DC secondaire.

Vient maintenant le correctif.

Le correctif implique le remplacement des résistances défectueuses. Il est préférable de remplacer les résistances du diviseur de tension OVP et FP. Ce sont les résistances 3x 3,3M. La résistance que vous utilisez doit être une résistance de montage en surface de 1% de taille 1206.

Assurez-vous de nettoyer le flux restant de la soudure car avec la tension appliquée, le flux peut agir comme un conducteur et réduire la résistance effective.

Étape 4: Pourquoi cela a-t-il échoué ?

La raison pour laquelle ce circuit a échoué après un certain temps est due à la haute tension appliquée à ces résistances.

Le convertisseur boost est allumé en permanence, même si l'écran/l'ordinateur n'est pas utilisé. Ainsi, comme il est conçu, il y aura 400V appliqués aux 3 résistances de la série. Le calcul suggère que 133V est appliqué à chacune des résistances. La tension de fonctionnement maximale suggérée par la fiche technique de la résistance de la puce Yaego 1206 est de 200 V. Ainsi, la tension conçue est assez proche de la tension de fonctionnement maximale que ces résistances sont censées gérer. La contrainte sur le matériau de la résistance doit être grande. La contrainte du champ haute tension peut avoir accéléré la vitesse de détérioration du matériau en favorisant le mouvement des particules. C'est ma propre conjoncture. Seule une analyse détaillée des résistances défaillantes par un scientifique des matériaux comprendra pleinement pourquoi elle a échoué. À mon avis, l'utilisation de 4 résistances en série au lieu de 3 réduira le stress sur chaque résistance et prolongera la durée de vie de l'appareil.

J'espère que vous avez apprécié ce tutoriel sur la façon de réparer l'écran Apple Thunderbolt. Veuillez prolonger la durée de vie de l'appareil que vous possédez déjà afin que moins d'entre eux finissent à la décharge.