手机充电器的一个软毛病

一台常规的公牛的四口5V手机充电器,型号:GN-U2000,标称220V0.8A,也就是输入功率17.6W,单口智能分配2.4A,没有充电协议的那种,用了好几年了,估计现在都停产了。

单口智能分配2.4A不知道是怎么回事,电源插头很有特点。

铭牌上的“单口智能分配2.4A”,我一直就想看看它是怎么做到的?“智能”?难道里面还要装个微处理器不成?

一直用着感觉还不错,挺好使的,给手机充电最大接近2A,充满电速度也很快。

这时肯定有人说这么老的玩意了,坏了还不扔了买新的,可说实在的,这玩意有可心的地方,其他的充电器难以替代。一个是电源线的插头,两扁的90°弯头插头,在电源插板上不挑地方,很方便。再有就是简单结实又轻巧可靠,便于携带,即便丢了也不心痛。

隐藏式白光工作指示灯。

可是最近使用时发现,充着充着电,手机就频繁出现拔插充电线的警示音,尤其是在夜里,很吵人,很烦人,就差把它当废物丢掉了,影响了我的休息,最后只得先拔下插头,停止充电。

观察了几次,发现这种情况出现后,伴随着指示灯闪动。由此判断一定是充电器出现了故障。

最近正好在家呆着闲的没事,索性拆开看看是什么问题。

全卡扣结构外壳,只有电源线压板用了两颗螺丝。

经过对充电器一番观察琢磨之后,发现这个公牛充电器外壳做的还挺讲究,无论是材质还是工艺,都做得都不错。外壳的设计薄厚均匀,表面光洁,磨砂面处理的手感恰到好处,盖子的接缝非常平滑紧密,上下盖之间没有用一颗固定螺丝,全凭塑料卡扣连接锁定。不仔细看还真不知道从哪里下手打开,后来借助放大镜才看清了底部盖子的接缝,成功的用修手机的撬棒打开了底盖。

公牛LOGO清晰浮现。

打开后看到,充电器的PCB板上印有公牛的LOGO,还有板子型号等信息,看来是不愧是品牌货啊,一切都做得比较正规。

贴片加黑板,无法看到覆铜箔走向。

测试中发现板子的焊盘面做了防水涂层处理,PCB铜箔保护漆采用了黑色,这给维修工作带来了一定的难度,测量点必须先刮掉防水保护漆才能用表笔去接触测量,铜箔的走向也很难看清。

既然电路档在了黑幕”漆“之下,无法看清覆铜箔走向,也就不好解析板子的电路原理,就无法解析它是怎么智能分配2.4A充电的,好几年的悬疑也就只好算了。

那就直接通电,看看是谁发热比较大吧。通常用这个方法也能找到出问题的元件。

电流最大能达到接近2A的水平。

接近满载时输出端电压是5.39V。

通电,给手机充电几分钟之后再断电,发现所有的电解电容都在发热,其他元件发热不明显。高压端的电解电容发热情况还可以接受。低压端的三个电解电容发热明显,几乎不敢用手去触摸,仔细看这三个电解电容,并没有烧毁的痕迹,表面看上去都很正常。

这是高压端的,低压端图片没拍好,就不上传了。

不管怎样,电解电容发热温度超过手摸时能承受的温度都是不正常的。这时的温度一般都超过了60°C。需要拆下测量一下电解电容的好坏。

由于板子做了防水涂层,且PCB板的传热太好了,元件的通孔开的又太小了,同时厂家采用了比较高的熔点的焊锡,基于这几点,拆卸这三个电解电容也很费周折,最后终于拆下。

拆下的三个电解电容,都是并联在一起的,居然两种不一样。

经测量发现三个电解电容容量没有变化,和标称值很接近。常温时漏电也很小(用指针万用表测量绝缘电阻),但如果给它加热到类似工作时的那个温度,绝缘电阻就很明显的变小了很多,有数量级级别的变化。

经过分析推断,由于这三个电解电容的耐压值只有6.3V,虽然其名义上是工作在5V的条件下,而其实际工作时直流电压能达到5.4V左右,再加上开关电源的特点,有比较高的脉冲电压,实际超过了其标称工作电压,使其工作时有比较大的漏电电流,首先造成了它初始的发热,一旦发热后,其绝缘电阻就迅速减小,又造成了流过电解电容的直流成份进一步加大,使其进一步升温,直到其失去绝大部分电容量,使5V直流电源的输出纹波系数增大,几乎不是直流电了,也就使电源进入了保护性关断,周而复始,凉凉了就又正常了。

基于开关电源的负载越大,输出端电源电压升高的特点,5V的名义输出电压,最大输出功率时实际电压会在5.4V左右,同时脉冲的高压成份也越高越大,所以选用耐压6.3V的电解电容耐压值是不够的。

安装位置最大能装下的16V耐压固态电解电容。

装上后试用了一下,一点都不发热了。

装入外壳,没有位置冲突。

但受到外壳和安装位置的限制,只能在满足相同容量的条件下,选用尽量高耐压的元件,来解决这个问题。找了好半天,终于找到了可以勉强放下的耐压16V的固态电解电容,先装上试了一下,果然电解电容不再发热了,无论怎样的工况,满载加长时间,都没有一点温升。解决了问题,故障排除了。

装回去后用了几天了,没有再出现先前的故障。

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