Nguồn chết mosfet: nguyên nhân, cách kiểm tra và thay thế

Bộ nguồn đang chạy bỗng tắt phụt kèm tiếng nổ nhỏ, sau đó cắm điện không còn bất kỳ phản ứng nào. Khi mở ra, kỹ thuật viên thường thấy cầu chì đen và một hoặc vài sò công suất bị chập. Đây là tình trạng nguồn chết mosfet, một trong những lỗi nặng nhất của nguồn xung máy tính. Mosfet là “trái tim” của khối công suất, khi nó chết thì gần như luôn có linh kiện khác hỏng theo, và nếu không tìm đủ nguyên nhân, mosfet mới lắp vào sẽ chết lại ngay lần cấp điện đầu tiên.

Bài viết này của Thần Vũ, xưởng sửa nguồn tại Long Biên, giải thích vai trò mosfet công suất, vì sao mosfet chết kéo theo cầu chì và điện trở, cách đo mosfet chập, rò bằng đồng hồ, tầm quan trọng của việc kiểm tra mạch driver và IC PWM trước khi lắp mosfet mới.

Vai trò mosfet công suất trong nguồn xung

Nguồn xung máy tính hoạt động bằng cách đóng ngắt điện áp một chiều cao áp (khoảng 300V đến gần 400V sau mạch PFC) với tần số rất cao, đưa qua biến áp xung để hạ xuống các mức 12V, 5V, 3.3V. Linh kiện làm nhiệm vụ đóng ngắt chính là mosfet công suất. Trong một bộ nguồn ATX hiện đại thường có:

• Mosfet PFC: trong mạch APFC, nâng và ổn định điện áp đầu vào, giúp hệ số công suất cao.
• Mosfet nghịch lưu chính: theo cấu hình half-bridge, two-transistor forward hoặc LLC cộng hưởng, đóng ngắt điện qua biến áp.
• Mosfet chỉnh lưu đồng bộ ở phía thứ cấp của nguồn đời mới, thay thế diode Schottky.
• Mosfet trong mạch DC-DC tạo 5V, 3.3V từ 12V.

Khi nói nguồn chết sò công suất, thường là nói đến mosfet phía sơ cấp (PFC và nghịch lưu chính), vì đây là nơi điện áp cao, dòng lớn và hậu quả nặng nhất. Lỗi ở mạch PFC có những đặc thù riêng, kỹ thuật viên sẽ kiểm tra riêng khối này với cuộn PFC, diode PFC và IC PFC.

Mỗi giây, mosfet công suất đóng ngắt hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn lần. Mỗi lần chuyển trạng thái đều sinh ra tổn hao nhiệt, nên mosfet luôn được gắn lên tản nhiệt nhôm. Chỉ cần quạt yếu, bụi bám hoặc mạch điều khiển làm thời gian chuyển mạch chậm đi một chút, nhiệt độ mosfet đã tăng đáng kể. Nhiệt độ cao kéo dài làm mosfet suy giảm dần và đến một lúc nào đó chập hẳn, thường vào đúng lúc máy đang tải nặng hoặc khi điện lưới có xung bất thường. Đó là lý do nguồn chết mosfet hay xảy ra ở máy chạy liên tục, máy đặt trong phòng nóng hoặc nhiều bụi.

Vì sao mosfet chết thường kéo theo cầu chì và điện trở

Mosfet hỏng thường ở dạng chập giữa các chân D (máng), S (nguồn), G (cổng). Khi chập D-S, đường điện cao áp bị nối thẳng xuống mass qua điện trở sun, tạo dòng cực lớn trong tích tắc. Chuỗi hậu quả điển hình:

1. Dòng lớn đi qua làm cầu chì nổ đen, đôi khi cầu diode chỉnh lưu cũng chập theo.
2. Điện trở sun (điện trở đo dòng, giá trị rất nhỏ) nối từ chân S xuống mass bị đứt hoặc cháy.
3. Khi chập D-G, điện áp cao dội vào cực cổng, làm đứt điện trở cực cổng, hỏng diode, transistor trong mạch driver.
4. Xung điện áp cao tiếp tục lan về IC PWM hoặc IC PFC, làm chết chân xuất xung hoặc chết hẳn IC.

Nguyên nhân khiến mosfet chết có thể là: điện lưới tăng áp đột ngột, sét lan truyền, quạt hỏng khiến mosfet quá nhiệt, tụ lọc yếu làm mosfet chịu xung áp lớn, mạch driver yếu khiến mosfet đóng ngắt không dứt khoát và nóng dần, hoặc phía thứ cấp bị chập kéo dài như diode Schottky chết. Lỗi phía thứ cấp được giải thích kỹ trong bài nguồn máy tính chết diode xung.

Đo mosfet chập, rò bằng đồng hồ

Việc đo mosfet chỉ được thực hiện sau khi đã xả hết điện trên tụ lọc cao áp. Đây là bước bắt buộc, vì tụ cao áp có thể giữ điện vài trăm vôn trong thời gian dài sau khi rút phích cắm. Kỹ thuật viên thường dùng các cách đo sau:

Phép đo	Mosfet tốt	Mosfet hỏng
Thang điện trở giữa D-S	Điện trở rất lớn (sau khi xả cổng)	Gần 0 ohm: chập
Thang điện trở G-S, G-D	Rất lớn	Thấp: rò hoặc chập cổng
Thang diode S-D	Có điện áp rơi của diode nội	0V hoặc không lên
Thử kích cổng	Kích cổng thì D-S dẫn, xả cổng thì ngắt	Không dẫn hoặc dẫn mãi

Mosfet đo trên mạch có thể bị ảnh hưởng bởi linh kiện song song, nên khi nghi ngờ, kỹ thuật viên sẽ tháo mosfet ra đo riêng. Một số mosfet bị rò nhẹ chỉ lộ ra khi có điện áp cao, đồng hồ thông thường đo vẫn thấy tốt, cần thiết bị chuyên dụng hoặc kinh nghiệm để phát hiện.

Kiểm tra mạch driver và IC PWM trước khi lắp mosfet mới

Đây là bước quyết định thành bại khi sửa nguồn chết mosfet. Nếu mạch điều khiển đã hỏng mà vẫn lắp mosfet mới vào, mosfet sẽ chết lại ngay hoặc sau vài giờ chạy. Kỹ thuật viên cần kiểm tra:

• Điện trở cực cổng, diode xả cổng, transistor đẩy kéo trong mạch driver.
• Biến áp driver (với cấu hình half-bridge) hoặc IC driver cổng cao, thấp.
• IC PWM, IC PFC hoặc IC điều khiển LLC: điện áp nuôi, chân xuất xung, chân bảo vệ dòng.
• Điện trở sun và mạch hồi tiếp dòng để chức năng bảo vệ quá dòng hoạt động đúng.
• Mạch hồi tiếp áp qua opto, TL431, tránh nguồn chạy quá áp gây hỏng phía thứ cấp.

Một cách làm an toàn là cấp điện cho phần điều khiển trước, kiểm tra dạng xung ra cực cổng bằng máy hiện sóng khi chưa lắp mosfet. Nếu IC hỏng, cần thay IC tương đương, chi tiết trong bài nguồn chết IC nguồn chính.

Khi chọn mosfet thay thế, phải đảm bảo điện áp chịu đựng VDS, dòng ID, điện trở dẫn RDS(on), điện dung cổng và kiểu vỏ tương đương hoặc tốt hơn. Mosfet có điện dung cổng quá lớn có thể làm mạch driver quá tải và mosfet nóng hơn bản gốc.

Khi nào nên sửa, khi nào nên thay nguồn mới

Nguồn chết mosfet nghe có vẻ nặng nhưng phần lớn vẫn sửa được nếu bo mạch chưa cháy loang và linh kiện thay thế còn tìm được. Nên sửa khi:

• Nguồn có thiết kế tốt, công suất lớn, dùng cho máy chơi game, máy đồ họa.
• Nguồn máy đồng bộ, nguồn server khó tìm hàng thay thế hoặc giá thay mới cao.
• Hư hỏng tập trung ở khối công suất, các khối khác còn tốt.

Nên thay mới khi bo mạch bị cháy than hóa, đường mạch bong nhiều, hoặc nguồn chất lượng thấp mà lỗi lan rộng ra nhiều khối. Với nguồn server như HP, Dell, IBM, Supermicro, Delta, nhiều nơi từ chối sửa nhưng Thần Vũ vẫn nhận, xem thêm bài sửa nguồn server chết hoàn toàn và dịch vụ sửa nguồn server.

Cách phòng tránh chết mosfet nguồn tái diễn

• Dùng ổ cắm chống sét lan truyền, rút điện khi có giông lớn.
• Lắp ổn áp hoặc UPS ở khu vực điện lưới không ổn định, hay tăng giảm áp.
• Giữ quạt nguồn hoạt động tốt, vệ sinh bụi để tản nhiệt mosfet hiệu quả.
• Thay tụ lọc khi có dấu hiệu khô, phồng để mosfet không phải chịu xung áp lớn.
• Chọn nguồn đủ công suất, tránh làm việc quá tải liên tục.

Với máy chạy liên tục như máy chủ, phòng game, nên kiểm tra định kỳ để phát hiện sớm các dấu hiệu như quạt yếu, tụ khô trước khi chúng làm chết mosfet.

Một thói quen ít người để ý là bật tắt máy liên tục khi điện lưới đang chập chờn, ví dụ ngay sau khi có điện lại. Lúc này điện áp lưới thường dao động mạnh, dòng khởi động lớn dồn vào tụ lọc và mosfet PFC. Hãy đợi điện ổn định một lúc rồi mới bật máy, hoặc dùng UPS để máy được tắt an toàn khi mất điện. Với phòng máy có nhiều máy, nên bật từng máy một thay vì bật đồng loạt.

Những việc không nên tự làm khi gặp chết mosfet nguồn

• Không tự mở nguồn khi chưa xả tụ cao áp, nguy cơ bị giật rất cao.
• Không thay cầu chì rồi cắm điện thử, mosfet chập sẽ làm nổ tiếp và hỏng lan.
• Không thay mosfet mà bỏ qua mạch driver, IC PWM.
• Không dùng mosfet có điện áp, dòng điện thấp hơn bản gốc.
• Không cấp điện trực tiếp lần đầu sau sửa, luôn dùng bóng đèn hạn dòng.

Sửa nguồn chết mosfet là công việc đòi hỏi dụng cụ đo và kinh nghiệm. Nếu không chắc chắn, hãy để kỹ thuật viên chuyên nguồn xử lý.

Quy trình Thần Vũ kiểm tra và xử lý nguồn chết mosfet

1. Tiếp nhận, hỏi tình huống hỏng: có giông, mất điện, nâng cấp linh kiện hay không.
2. Xả tụ, mở nguồn, kiểm tra ngoại quan toàn bộ bo mạch.
3. Đo nguội cầu chì, NTC, cầu diode, mosfet PFC, mosfet chính, điện trở sun, điện trở cực cổng, diode Schottky phía thứ cấp.
4. Kiểm tra mạch điều khiển: IC PWM, IC PFC, driver, nguồn phụ 5VSB, opto, TL431.
5. Thay linh kiện đúng thông số, ưu tiên mosfet chất lượng tốt.
6. Cấp điện qua bóng đèn hạn dòng, sau đó chạy tải giả, đo điện áp và nhiệt độ mosfet.

Thần Vũ kiểm tra, báo giá trước khi sửa và bảo hành sau sửa. Nhiều ca nguồn máy tính để bàn được sửa lấy trong ngày. Tìm hiểu thêm dịch vụ sửa nguồn máy tính hoặc liên hệ hotline 0965.305.158, Zalo 0983.504.555.

Ca thực tế tại Thần Vũ

một công ty nhỏ ở Long Biên gửi tới xưởng bộ nguồn của máy trạm đồ họa, máy tắt đột ngột khi đang render, cắm điện lại không có phản ứng. Mở nguồn, kỹ thuật viên thấy cầu chì đen, đo nguội phát hiện hai mosfet nghịch lưu chính chập D-S, điện trở sun đứt và hai điện trở cực cổng bị cháy. Kiểm tra sâu hơn, IC PWM không còn xuất xung, quạt nguồn đã khô bạc quay rất yếu, đây là nguyên nhân khiến mosfet quá nhiệt lâu ngày. Sau khi thay mosfet, điện trở, IC PWM, quạt mới và thay luôn mấy tụ thứ cấp đã khô, nguồn được cấp điện qua đèn hạn dòng, chạy tải giả lâu với nhiệt độ mosfet ổn định và được bàn giao lại cho máy trạm hoạt động bình thường.

Thần Vũ nhận Sửa nguồn máy tính tại Hà Nội, Sửa máy tính tại nhà Hà Nội. Kỹ thuật kiểm tra, báo giá trước khi sửa; nhiều lỗi nguồn thông dụng lấy trong ngày.

Bài viết liên quan

• Nguồn chết IC nguồn chính: biểu hiện và cách sửa
• Nguồn hỏng mạch PFC chủ động: biểu hiện và cách sửa
• Nguồn chết diode xung thứ cấp (Schottky): kiểm tra và thay thế
• Nguồn server chết hoàn toàn, không đèn: có sửa được không
• Sửa nguồn máy tính tại Hà Nội

Câu hỏi thường gặp

Nguồn chết mosfet có sửa được không? Phần lớn sửa được nếu bo mạch chưa cháy nặng. Cần thay mosfet cùng các linh kiện hỏng kéo theo và kiểm tra kỹ mạch điều khiển.

Vì sao thay mosfet mới lại chết tiếp? Thường do mạch driver hoặc IC PWM đã hỏng, hoặc nguyên nhân gốc như quạt hỏng, tụ khô, chập thứ cấp chưa được xử lý.

Có thể dùng mosfet khác mã để thay không? Được nếu tương đương hoặc tốt hơn về điện áp, dòng, RDS(on), điện dung cổng và kiểu vỏ. Kỹ thuật viên sẽ chọn mã phù hợp.

Nguồn chết mosfet có làm hỏng mainboard không? Thường lỗi nằm ở phía sơ cấp nên main ít bị ảnh hưởng, nhưng nguồn kém chất lượng vẫn có nguy cơ, nên kiểm tra lại cả máy.

Thần Vũ có sửa nguồn server chết mosfet không? Có. Xưởng nhận sửa nguồn server HP, Dell, IBM/Lenovo, Supermicro, Delta và các module hot-swap.

Mang máy tới xưởng Thần Vũ hoặc gọi thợ tới tận nơi

Nguồn chết mosfet, nổ cầu chì không lên? Thần Vũ nhận xử lý theo 2 cách, bạn chọn cách tiện nhất:

Bài viết liên quan

• Bảo dưỡng, vệ sinh nguồn máy tính đúng cách
• Cấu tạo nguồn xung máy tính và nguyên lý hoạt động
• Những linh kiện hay hỏng nhất trong nguồn máy tính
• Đường 5V, 3.3V của nguồn bị lệch: ảnh hưởng ổ cứng và RAM
• Ổ cứng hay mất nhận, kêu lạch cạch: có phải do nguồn
• Nguồn chết diode xung thứ cấp (Schottky): kiểm tra và thay thế
• Nguồn tự ngắt vì quá nhiệt (OTP): cảm biến hỏng hay nguồn quá nóng
• Nguồn kêu rít cao (coil whine): sửa được không
• Máy tính tốn điện bất thường: nguồn hiệu suất thấp hay hỏng
• Sửa nguồn Thermaltake Smart, Toughpower, Litepower