Ремонт блока питания с Power Delivery. 470 граммов электроники

Не люблю писать о ремонте техники, так как обычно это рутина. Самые частые аппаратные проблемы — это старение, перегревы, перегрузки, намокание и тому подобное. Но тут коллега принес блок питания, который покупался для тестов устройств с Power Delivery, со словами: «Два раза зарядил телефон и блок питания перестал работать». AOHi GaN 140W, весом 470 граммов (!), с относительно небольшими габаритами. Мне кажется, что за такую стоимость он должен был прослужить немного дольше. Я его решил разобрать только для того, чтобы доказать, что там просто свинцовая пластина, а блок питания самый обычный. Спойлер: нет.

Для начала, совсем немного о его параметрах. Блок имеет два разъема USB TYPE-C и один USB TYPE-A. Светодиодный индикатор меняет цвет в зависимости от режима работы. Габариты 76х69х32 (без вилки). Корпус выглядит очень качественно и приятен на ощупь. Ничего лишнего нет. Не дает покоя только быстрый выход из строя и вес.

На картинке выше видно, что максимальная мощность 140Вт достигается при 28В. Реализовано только на порту «USB C1», видимо, чтобы избежать тотального перегрева, если нагрузить все порты. В интернете нашел список протоколов: PD3.1(PD3.0PD2.0), QC4+(QC4.0QC3.0QC2.0), PPS, APPLE 2.4A, AFC, FCP, SCP. Это еще предстоит проверить на практике.

Да, кстати, магазин бесплатно прислал новый комплект устройства, а неисправное не потребовал назад. Значит, вскрываем.

Так как половинки блока питания скрепляются с помощью ультразвуковой сварки, единственный вариант — это прорезать корпус. Если все сделать достаточно аккуратно, то потом можно смотать скотчем «посадить» половинки на эпоксидную смолу. Основная проблема при этом — близкорасположенные компоненты внутри, их можно легко повредить.

Отпаял экраны с обеих сторон. Порадовало то, что свинцовой пластины внутри не оказалось. Достаточно большой вес создают трансформаторы и теплопроводящий герметик (по консистенции очень похож на термопрокладки для радиаторов). Им залито все свободное пространство, кроме платы Power Delivery с выходными разъемами.

Первым делом разрядил электролиты по горячей стороне, чтобы не было мучительно больно (в прямом смысле). Так как на них было остаточно напряжение около 120В (предварительно измерил), предположил, что сам импульсник рабочий. Это не панацея, но с учетом общего времени работы («два раза зарядил телефон»), перехожу к изучению второй платы.

Новые GPU в облаке Selectel от 196,09 ₽/час

Видеокарты для ресурсоемких задач — NVIDIA® H100, H200, RTX™ 6000 Pro.

Подробнее → ^[1]

Как минимум, на нее должно приходить питание. По контактам и электролитам легко можно найти то, что нужно, и понять полярность. Измеряю — короткое замыкание. Увидел, что все-таки не совсем аккуратно резал корпус и помял конденсатор. Выпаиваю — КЗ на плате осталось, конденсатор в норме по всем параметрам, кроме внешнего вида.

Чтобы понять, где КЗ, придется выпаивать плату PD. Что понравилось, так это качество проектирования плат. Сохранена вся шелкография, при этом достаточно высокая плотность с двухсторонним монтажом.

Короткое замыкание осталось только на этой плате. На импульсном блоке все хорошо. Смотрим, на чем сделаны каналы Power Delivery — микросхема IP6550.

Получается, что есть несколько вариантов — пробиты MOSFET'ы либо сама микросхема по VOUT или VOS2. Бывает еще КЗ по керамике, но это редкий случай. Первым делом проверим транзисторы. Так как на плате таких канала три, необходимо понять, какая именно пара выгорела. Для этого с внешнего блока подаю 10В/1А и смотрю, что греется.

Да, именно эта пара в коротком. После снятия обоих транзисторов плата стала потреблять 10мА — отлично! Тут стояли мощные VSE007N04MS. У меня нашлись только SiSS30DN. Чтобы не потерять мощный USB TYPE-C, я взял транзисторы с канала USB-A, а туда запаял свои. Убеждаемся в работоспособности платы.

Теперь ответ на вопрос, для чего я все это затеял? Ну не могли транзисторы с током 75А сгореть из-за подключения телефона. Должно быть что-то, влияющее на электронику так, чтобы все это устроить. Ставлю плату на место и нахожу то самое!

Ой-ой. Таких мест я обнаружил три! В трех местах при вытаскивании кабеля из разъема TYPE-C происходит совсем небольшая деформация платы, буквально 0,5-1мм (что уже не хорошо) и все. Конкретно эта керамика стоит по входному напряжению. Еще пара по другим. Это только то, что видно. Возможно, непосредственно под электролитами есть что-то похожее. Еще раз ой-ой. Чтобы не пришлось снова разбирать блок питания и менять ключи (а может и телефон), обмотал конденсаторы несколькими слоями полиимидного скотча.

Чтобы сохранить хороший теплоотвод, под экраны уложил два слоя термопрокладки — это не заменит изначальный вариант, но хоть что-то.  

Заказал себе нагрузку USB-C PD, чтобы прогнать все режимы работы и посмотреть нагрев. Желания подключать мощные устройства пока нет, вдруг всплывет что-то еще.

На данный момент удалось протестировать только в режиме 15Вт. Нагрева блока питания, конечно же нет. Нужно бы в десять раз больше нагрузку.

Также я приобрел модуль USB TYPE-C триггер, чтобы можно было джамперами выставлять различные напряжения по протоколу. И сразу же спалил свою нагрузочную плату. В ней был установлен LDO без маркировки, видимо на входное напряжение до 18В. Нужно будет попробовать заменить его на BD450M5FP, который держит до 42В. Пока буду тестировать по старинке – нагрузочными резисторами.

Какие выводы из этого можно сделать? Тесты показали падение напряжения примерно на один вольт, но при этом держит ток даже больше заявленного. В принципе, блок питания выглядит довольно качественно. Конструктивная недоработка приводит его в негодность, но хочется верить, что на этапе сборки забыли установить какой-нибудь защитный экран, который бы не давал бы электролитам закорачивать компоненты на плате (в данный момент ждем ответ от департамента разработки, но не факт, что он будет). Если это не так, то рано или поздно данная проблема проявится на всех без исключения таких блоках питания.

Спасибо за внимание и успехов!