优化ADSL MODEM之电源记

互联网 | 编辑: 2001-11-25 00:00:00

在广州,近期ADSL上网真是牵起了一个宽带的热潮,听闻报装的用户很多,而近期中国电信公布了更大可装机范围,杰仔在本月也用上了ADSL。虽然经过中国电信的不断改进,在连接速度上有了提高,也很少会有断线的现象,但对于配送的ADSL MODEM 上却出了问题,大大影响了正常的使用,以下就是杰仔对其改进优化的实例。

初步的了解

电信局配送的ADSL MODEM 多以E TEK.TD这款外置式的采用网卡接口的MODEM。该款MODEM其貌不扬,十足以前旧款式的普通拔号用的 MODEM,但拿在手上却又份量不轻。在使用中,发觉效果还很不错,上网稳定、速度也快,但开机不到二十分钟,不觉意地摸了摸MODEM,哗,竟然十分烫手,估计也有五十多度,再拔下外接的电源适配器,同样也烫得很不正常。虽然暂时还未对使用效果造成影响,但至少让人用得不安心,长此下去心然会引发多种的故障,若出门忘了关机的话,实在会怕造成火患。于是杰仔决心对这只MODEM 动动“手术”。

首先对其“开膛破肚”,查其发高热的原因,好让有好奇心又但心保修问题的朋友也可一睹其“内脏”。拆开倒也方便,只要松开后盖两枚镙丝,最可惜也破坏了保修封条。打开后,一块做工精致的电路板就展现在眼前。原来这只MODEM的外壳是由铝合金做成的,不轻的份量就来源于此。

之所以用金属造外壳是因为要对内部产生的无线电波进行屏蔽,及散发由里面空气所传导电路板上发出的热量。但同时也造成一个相对密封的空间,没的空气的流通,所以对散热也是一个不利的条件。

寻找发热的来源

轻轻接出电路板,可以看出该板的做工与采用有零件都是上乘的,左边是两只主要的芯片,右边的是接口电路与电源部份。

为了探明发热的原因及位置,于是就以这个样子通电运行。通电后,发觉两只主芯片发出一定的热量,但只是正常的温度,不会持续升高;当接触到电源稳压IC时,当量相当高,手指不能停留,估计温度高达七十多度。看来主要的热量来源就是这里。

这是电源部份的全貌
中间两只是发出高热的稳压IC

分析温度过高的原因

对出现这样的高热,是绝对不寻常的。因为这类外置型设备并不是什么功率型的器材,也就是说不会对外输出较大功率,而自己所损耗功率也是很小的。另外,从电路板上的设计出可以看出,所用的是非常常见的三端稳压IC,而这两只IC并没有装上常规的散热片,连固定在板上的螺丝都省去(固定在板上可以帮助散热),可见原本的设计也不会出现温度过高的现象。

既然芯片的温度属正常,而电源IC发高热,外部的供电器(是交流输出的变压器)也出现高温。所以可以肯定,问题就在这几个地方之一。

究竟是何原因会出现这种不寻常的高温呢?根据以往的经验,杰仔已经心中有数,接下来就是实测以证实。用万用表测量两只IC的输出电压:正负各12伏,绝对正常。再测量两只IC的输入端电压竟然高达29伏(注1),这就是问题所在了。于是拔下电源插头,直接测量外接电源的交流输出电压:22伏,完全证明了杰仔的预想,这是一个极为低级的错误。

随机配套的变压器

注1:电源IC采用的是:7812、7912 两只IC。正常的输入电压只需比输出电源高 3伏就可以正常工作。再高的输入电压只会增加IC的功率损耗,因为IC输出的电压是稳定不变的,高出的电压就成为IC上的压降,只会白白转化为热能。假设电流为 1安,而此时输入的电压为29伏,输出为12伏,总的功率输入就是29X1=29瓦,那么IC上的功率损耗就是29-12X1=17瓦,就等于一只17瓦电烙铁所发出的热量。而负载实际只需要29-17=12瓦。而当输入电源是正常的:如16伏,IC上只会损耗 4瓦的功率。高温会使IC出现自我的保护,工作在一个不稳定的状态,而长期高温工作,还会引发焊点虚焊、接触不良、寿命缩短。

早十几年前,在广州刚流行任天堂游戏机时,杰仔就已经发现到这种的错误。当时的游戏机多为本地组装,所配的电源变压器的质量较差。而游戏机内是使用 5伏的稳压IC供电,但输入的电源却高达近20伏,引至稳压IC严重过热,在温度超过了IC内部过热电路的限制值时,会强制IC降低输出电压,从而减少输出电流,最终停止工作,此时游戏机就会出现花屏、死机的现象了。

解决危险的高温

这款 MODEM设计与用料都是十分不错,可见是大厂的风范,出现如此的高温问题,绝对不是厂家愿意见到的。而引发问题的电源变压器应该是外加工的产品,问题就是厂家将低价值附件发外加工导至品质监控不严的结果,这种并不偶然的现象普遍存在世界级大厂当中。

既然发现了问题的根本,下面就开始计划解决的方案。

方案一:加装散热装置。

方案二:外接稳压电源。

方案三:更换符合电源要求的变压器。

方案一其实并不可行,因为并不能根本解决发热的问题,而在细小的密闭空间,并不能散走热量。而方案二是比较完善的方法,可以从外部接入已经稳压后的电源,而不再使用内部的电源电路,从而将一个大热源移出外面。不过太复杂的改动并不是所有爱玩电脑的朋友都能动手的,而且会失去保修的权利,所以也不推荐。

而方案三就是最简单的方法,直接替换原来的变压器,就可大功告成,适合所有会买变压器的朋友啊,当然还不用拆开MODEM!当然,怎么样的变压器才算是符合要求,在这里还要向大家道明其中的道理。(注2)

注2:当市电电压正常时,变压器输也电压经整流滤波后,只要比稳压IC输出电压高 3伏就行了。虽然出在市电电压很少有不足的现象,但还是要考虑到电压不足时不会发生欠压现象,所以就将电提高到16伏,在这个情况下,IC发出的热量也会很少。所以变压器的交流输出电压就可以如此得出:16伏除以1.3约等于12伏,熟悉电子的朋友不用多说就会明白当中原理。

原变压功率是18瓦的,但实测该MODEM总的输入直流电流不过才 700毫安,总使用功率为 8瓦多一点,所以我们只要先用一只功率为10瓦,输出为交流12伏的变压器就可以满足要求了。大家可以到广州电子集散地就很容易买到。功率宜大不宜小,功率过小的,使用中发热量较大,切记只能使用输入是交流的,最好买到内置有温度保护,以防万一!下图的就是杰仔利用一只旧MODEM的变压器,经过改造后的样子。

这只变压器还具有 115度的温度保护,但却是密封式的外壳,这点对散热来讲是极为不利的,虽然热不是很高。为了提高安全系数,也做得完善一点,杰仔用电烙铁在其上下外壳上开出不少的小孔,以利空气流通,大家在买到密封的变压器时,有条件的记得也要开上一定数量的通气孔啊!

实试效果

用新改造的变压器接上电源,测量整流滤波后的直流电压为16 伏多一点,完全符合设计的数值(15-18伏都是正常电压)。通电后触摸稳压IC,感觉热量已经大大减少,大概约为三十来度。装回外壳,经过两个多小时的网上冲浪,温度也只不过是暧暧的,与之前的感觉真是完全两回事,比原来节省了近10瓦的电能,也就少发了10瓦的热量了。而为变压器开的小孔也发挥了很大的效果,令其温度也只是微微的一点热而以!

其它的问题

主要的发热问题已经解决,但在使用中杰仔还发现了几个不小的不足之处。

一、网卡连接线。随机配套的网线初看上去是还算“精美”,可惜还是好看不好用啊,要想把线拔下来的话,套在水晶头上的胶套会让你有劲使不出,总之不咬牙切齿你是拔不下来哦。解决的办法是有的,要么把胶套剪下来,舍不得的就换根网线啦!

二、网卡的设置。杰仔用的是一只稍有点档次的INTEL 21140 10/100M自适应网卡,在默认状态下连接模式是自动适配,但却连不上ADSL MODEM,于是手动设定为10M模式,成功连接上了,但下载时速度很慢,且时通时断。经过无数的设置尝试,终于发现,原来只有将网卡设为10M半双工模式才能正常工作。不是所有的网卡的默认设置都会一样,在使用上同样也遇到这个问题,请注意。

另外,在WIN2000 下,在起动后出现“加载个人设置”页面时,要等待很长的时间,后来将网卡自动分配IP地址一项取消,并随便填上一个IP地址后,解决问题。

三、滤波器。按原理,最好的接法当然是将电话总线先经滤波器才接入其它电话机,如杰仔的电话总线就在电脑旁边。但并不可能每个家庭都有条件做到,如装修时就将电话线埋入墙,并连接了数个电话机,这时就就只能给每个电话机都装上滤波器了,不然就上网时不要打电话了!

四、散热。虽然最大的热源已经可以解决掉了,但整个MODEM 还是发出一定的热量积聚在密封的外壳中。要想把这个最后的问题也解决,给芯片加上散热片也是徒劳的,因为加散热片只不过是在密封的空间里多了一片金属,起不了作用。唯有就是在外壳上打孔,此等“破相”的事儿,也只好留给杰仔做了,因为杰仔的MODEM已经没有了保修!:(

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