智慧家庭沒智慧-Honeywell人機介面故障-維修DIY

我的智慧家庭裝置控制面板，之前因為社區停電而我忘了先把Breaker關掉，結果復電之後，這個面板竟然就開不起來了，想說這個面板也好幾年了，我猜應該是過保固了，拿去維修鐵定是要很多錢，乾脆就自己修吧。

上電卻無電流

先來看一下故障的狀況，基本上就是電源打開不會動，如下圖整個畫面都黑黑的，這到底是怎麼回事?

我試過由外部電源供應器供電，想說觀察一下電流大小，但怪的是連電流都沒有，如下圖黃色字的部分，電流是0安培耶，看起來就是一副斷路的樣子。

拆解控制面板機身

為了查出哪裡有故障，我只好把機器拆開來如下圖，左側有變壓器、扼流圈、電感、電容等等，這就是電源電路一次側的主要元件；右側則是主機板，它與電源電路做在同一片板子上。

根據經驗只要主機板有跑起來，一定會有電流少說應該也要有100mA，如果電流是零，或著電流小到儀器偵測不到，表示主機板一定沒有跑起來，所以沒有耗電，若是如此那應該就是電源沒有供電，所以我們就要從電源電路著手。

電源的電路圖一般不會太複雜，我有稍微做一下反向工程，大概就是上圖這個樣子，它就是一個交換式電源，根據下圖的外殼的標示它需要送24V直流電，但我實際測量原本的供電環境卻是供24V交流電，由於這個是交換式電源的架構，基本上AC/DC兩者都可以運作，我這裡做實驗給的是24VDC。

變壓器

接著就利用電錶，根據電路圖試著從輸入端到功率電晶體的輸入端檢查是否都有電，下圖上方就是電源電路的部分，從左邊扼流圈到中間黃色游標處所在的電晶體，都用電錶測量電壓，結果是整路都有24V，但是我另外測量了變壓器的另一頭，它就是沒有DC output，雖然我暫時也不知道它這個輸出應該要幾V，但是這個電路的構造我知道它會是一個直流輸出，沒有DC output 就表示變壓器的輸入端沒有電流變化，因為變壓器只能對交流電流反應。

變壓器的輸入端有電壓，但卻沒有電流變化，那就有兩個可能，一個是變壓器的線圈斷掉，另一個可能是功率電晶體處於罷工的狀態，我實際測量變壓器的線圈之後，發現線圈是短路的狀態，所以變壓器沒問題，那問題就是功率電晶體囉?

功率電晶體

由於功率電晶體是接受外部的控制電壓來工作，所以要先確認到底是功率電晶體本身故障，還是外部的控制電壓不正常，根據電路圖先找到電晶體的閘級G，這裡就是控制電壓的輸入端，閘級實際的位置就在上圖中的黃色游標處，黑色的顆粒就是功率電晶體，我用示波器來看閘級G的波形，如果有送出ON/OFF指令的話，應該會有高高低低的波形。電晶體才能不斷的製造電流變化，結果如下圖整個閘極的波形是躺平的，電壓非常接近0V，表示電晶體會一直處於OFF的狀態，也就不會有電流通過變壓器，當然二次側就不會有電壓輸出。

接下來就要追，到底是誰會提供脈衝訊號給電晶體? 根據電路圖往回看，當然就是這顆UC3843，它算是交換式電源電路的心臟，算是一顆PWM IC，它可以發出PWM訊號用來控制電晶體的導通時間，那是不是IC故障呢? 目前還言之過早

電源控制IC

經驗上IC很難壞，通常是周圍的零件故障讓它工作不正常，所以就先看一下IC周邊的電容，如下圖目前就畫面中央這兩顆，黃色游標處的這顆是UC3843，我看電容的頭頂都是平的沒有突起，目測來看應該還算健康，當然嚴格來說，其實應該要把電容拔下來測量才能真正看出是否有故障，但一想到要解焊電容，我的心就很累，因為焊接的空間小，Ground PAD又很大，散熱快加熱不易會很難解焊。所以我這裡就先目測，電容的頭沒有突起，我就先判定是好的。

那有沒有可能是功率電晶體故障拖累了IC讓PWM訊號不正常? 這個因素當然是不排除，所以我先把串接閘極的電阻移除，把電晶體暫時隔離開來，電阻移除之後先觀察IC的輸出訊號，結果發現PWM的控制訊號依舊沒有發出來，那目前看來就應該比較偏IC這裡的問題了。

為了避免錯殺，先量一下IC周圍的波形，先看電源Vcc的波形，正常來說Vcc應該要一條線，也就是一個固定的電壓，但現在電源波形有出現凹陷的現象，表示IC內部在短時間內會吃掉很大的電流，造成電壓急遽下降，這看起來怪怪的。

另外IC的pin8這裡，根據Datasheet它應該要是一個5V的參考電壓，應該也要是一條線才對，但現在它的平均電壓大約2點多伏，既不穩定也不是5V，我總覺得是這顆IC故障。

綜合以上種種觀察，由於UC3843的訊號行為太奇怪了，我決定把它用熱風槍吹下來然後換一顆新的上去。原本以為這樣就可以修好，但我太天真了，更換之後所有的波形都和剛才一樣並沒有修好，我想我可能太大意了。

我反覆看了電路圖，難道是稽納二極體嗎? 我是不覺得它有問題啦，但我想不出來還會有哪裡有問題，反正死馬當活馬醫，所以我試著更換稽納二極體。根據UC3843的Datasheet，它說VCC在8.4V以上IC才會啟動，所以我試了8.4V 9V 10V 11V的稽納二極體結果都沒用。

於是我又回頭看了電路圖，發現VCC的前面還有一個15k的電阻，難道是這顆電阻故障嗎? 我看Datasheet裡面寫道，VCC的電流再啟動之初至少需要1mA才能夠動得起來，不然我換個小一點的阻值好了，就從15k開始換，10k 5k這樣換下去，結果呢也是沒起來，VCC電壓依舊是沒有穩定，真的是讓人很挫折啊。

想過來想過去，不會吧! 難道是真的是電容有問題，它的頭都是平的啊，雖然我知道頭沒有凸不代表沒問題，該不會這個電容因為高溫而發生了甚麼變化吧? 各位看下圖的變壓器附近，標籤膠帶有出現熔掉的情況，我猜這裡應該曾經有出現過高溫。

看來只好把電容解焊下來了，該來的還是要來，於是把一顆新的100uF電容換上，也就是原先比較矮的那一顆，現在換成黑色如下圖。

更換電源電容

重新上電之後測量PWM的輸出如下圖，哇! 有方波耶，它活起來了! 雖然導通時間很長那是因為電晶體的閘級G還沒接上去，所以不會有電壓輸出，電源的回授電路會以為沒電流，於是整個系統會試圖讓電晶體的導通時間增加。

再來看VCC電源如下圖，整段電壓看起來雖然不是平的，但變化幅度已經不像剛才這麼劇烈，可以說有明顯改善。

再來順便看一下UC3843的REF，理論上應該要有5V，但目前量出來卻是斷斷續續的5V如下圖，雖然沒有連續，但我認為有改善，可能跟電晶體還沒有接上有關，所以我認定更換電容之後，確實有讓電源電路朝正確的方向前進。

等會兒我來把所有的零件都再焊回去，畢竟要把電晶體接回去然後再量一次看看才會準，喔! 天啊! 真的是不能偷懶耶，剛才搞那麼大一圈，這時間我都可以解焊好幾顆電容了，俗話說千金難買早知道，明明一開始就有懷疑過電容，只因為電容頭頂沒有凸起，就直接放過它了，我看以後就直接換電容就好了，是說既然要換就連隔壁這顆330uF也一起換吧。

復原零件後再測試

零件全部焊上去換好之後，再上電試一次，電源開關一扳上去，馬上就聽到一聲~嗶! 真是太好了，而且過了一陣子之後，有開機畫面出現啦! 這表示修好了耶，雖然有電池相關的錯誤訊息，但那是主機板的電池沒電造成的，不會影響日後的操作。

雖然有開機畫面，但是相關的波形還是得要巡一下，萬一波形只是剛好遊走在正常的邊緣那就不好了，先看PWM output的方波，它確實有波形出來，而且是寬度較窄的脈衝波，表示脈波寬度有受到控制，不再像之前那樣寬，所以這部分就正常了。

電源VCC的部分，波形電壓落在11.9V，基本上就是12V而且完全是平的，這也是一個正常的穩定電壓該有的表現，所以VCC現在也正常了。

再來看REF的波形，之前是斷斷續續的5V，現在則是完全平坦的一條直線，這種穩定的電壓表示了REF也已經恢復正常了。

基於好奇我加測了UC3843的時脈，太棒了! 有出現震盪訊號耶，所有的訊號看起來都很正常，那這樣我就當作修好囉。

燒機測試失敗

為了確認它真的有修好，於是我把它開機放一天，這個動作稱為燒機測試，目的就是要看修好的機器在長時間使用之下，會不會有甚麼問題出現，結果隔天早上起來看，螢幕怎麼暗暗的? 我起初以為是螢幕保護程式的緣故，結果用手去按壓螢幕看是否能出現畫面，結果甚麼都沒有，哇咧! 是真的又掛了。

之前我們幾乎把所有的零件都換過一輪了，只剩下功率電晶體沒換，該不會是它有問題吧? 於是我把外殼打開看電路板，第一個映入眼簾的情況就是電容鼓起來了，才一天而已呢! 這表示它在一天之內經歷過高溫的情境，而且是很高溫，才會讓電容如此快速的老化。

目前有機會貢獻高溫的東西，當然就是從外部24V電源正極到功率電晶體這個主要的電流路徑上所有的元件，所以功率電晶體與電阻都是懷疑的對象。我傾向於懷疑電晶體，因為我測量了電晶體DS之間的電阻，竟然只有100多歐姆，這一定有問題，所以就直接把電晶體吹起來了。

把功率電晶體解焊下來之後，拿電錶單獨測量電晶體DS之間的電阻，發現電阻真的只有142歐姆，尤其是在沒有上電的情況這一定不正常，常理來說電晶體在Turn off的情況下，Rds電阻應該要很大吧，少說幾百k歐姆，或著我認為應該要呈現Mega級的電阻，但現在居然出現142歐姆，這麼小的電阻流過去的電流當然會大，溫度當然就高，這樣一定是有問題的啊! 而且這麼大的電流容易把上一級的電源供應器弄壞呢，於是我回頭檢查了上一級的電源，媽呀! 還真的弄壞了，這下子又多了一個東西要修。

既然電晶體掛掉，所以我就去買個同型號的電晶體再把它焊回去，焊回去之後我們再上電開機一次，這次我學乖了，先用電源供應器供電，不要直接接到系統上，免得拖累到其它裝置，而且電源供應器要設定好安全電流上限，免得節外生枝。

第二次燒機測試

把新的功率電晶體焊回去之後再上電，嘿! 又可以開機了，我想也應該要能開機，我幾乎把所有的零件都換了一輪了，開機之後我觀察它的電流大約就落在245mA如下圖，然後我大概燒機燒了三天，基本上都沒甚麼問題，並沒有出現高溫或高電流的現象，所以就是真的修好了，至於這個錯誤訊息它就是電池沒電的訊息，但手邊沒有電池可以替換，所以我就先忽略它，這並不影響操作，只是每次斷電都會需要重新設定時間。