1、 台达DPS 250CB 4B REV OO ATX电源与传统ATX电源不同 它的主辅电源均采用单MOS 开关管驱动 其中 主电源采用UC3843BN脉宽调制集成电路 主电源唤醒 过 欠压等保护电路采用 DNA1002D芯片 电源最大输出功率为232 5W 该电源被广泛用于联想开天M4600等系列微机上 一 电路工作原理简述 1 输入 整流 滤波电路 220V交流输入电压经过差模 共模电感电容组成的EMI滤波电路进入整流电路 EMI电路的作 用 一是防止电源本身的电磁干扰脉冲 通过传导或辐射方式干扰公共线路上的其他电器设备 二是防止 公共线路上的电磁脉冲干扰电源本身的工作 整流后的脉动直流电
2、由滤波电容C1滤波后获得约300V 左右的直流电压 供主辅电源使用 2 主电源工作原理 主电源主要产生正负5V 12V 3 3V电源给计算机主板使用 该电源采用了UC3843BN电流 控制型脉宽调制集成电路 它具有功能全 工作频率高 引脚少 外围元件简单等特点 它的电压调整率 可达0 01 V 非常接近线性稳压电源的调整率 工作频率可达500kHz 启动电流仅需ImA 所以它 的启动电路非常简单 UC3843BN各脚功能见表1 表1 UC3843BN各脚功能 在市电供电处于正常范围内 要使UC3842BN 6 脚输出端关闭脉冲输出的方法有四种 1 关 掉Vcc 2 将 1 脚电压降至IV以下
3、3 将 2 脚电压升至2 5V以上 4 将 3 脚电压 升至IV以上 该电源的启动与关闭是通过控制UC3843BN 2 脚电平的高低 由光电耦合器IC3 336 来实 现的 该电源的稳压控制是通过控制UC3843BN 1 脚电平的高低 由光电耦合器IC2 336 来实现 的 当给UC3843BN 7 脚加上供电电压 达到启动条件后 电源启动 UC3843BN 6 脚输出 PWM脉冲到功率MOS开关管Q1 7N80 的G极 控制Q1的导通与截止 开关变压器T1开始进行 磁能与电能的转换 次级各绕组电压经LC滤波后输出对应的直流电供后级电路使用 该电源中 有关元 件的作用为 电容C3 0 47 F
4、 50V 为UC3843BN内部5v基准电源滤波电容 起抑制开关尖峰作 用 电容C13 152K 1kV 二极管D1 BYV26CPH D2 BYV26CPH 电感L2组成LCD钳 位电路 其作用一是使Q1工作在较安全的工作区域 减小Q1的关断损耗 二是可以使输出端的开关 尖峰电平大大降低 电阻R7 33 R8 10 为01栅源极间限流电阻 防止G极输入电流过大损坏MOS管输入 端 二极管D3 IN4148 为放电二极管 在Q1由导通转入截止瞬间 使栅源极间存储电荷迅速通过 D3泄放掉 增加限流电阻和放电二极管后 既保证了MOS管的安全 又保证了MOS管 开 与 关 的 迅速动作 电阻R19
5、10k 为泄放电阻 关机后 栅极存储电荷通过R19迅速释放 避免Mos管井 机瞬间损坏 三极管Q2 A673 电容C9 1 F 50V 等组成软启动电路 通电瞬间 电容两端电压不能突变 为ov Q2导通 UC3843BN 1 脚电平为oV 其 6 脚不输出PWM脉冲 随着充电时间加 长 当C9充满屯后 02截止 此后UC3843BN 1 脚电平受控于IC2 电阻R11 1k 电容c8 103 CIO 332 为Rt Ct定时元件 决定UC3843BN工作频 率 实测振荡频率为90kHz 电阻R5A 0 15 2W 为过流检测电阻 此电阻上的采样电压经电阻R10 620 R15 5761 电容C
6、6组成的RC滤波器后 送至UC3843BN 3 脚 当该脚电平等于或高于1V时 内部电流检测比较器输出高电平 复位PWM锁存器 其 6 脚不输出PWM脉冲 达到限流保护的目 的 RC滤波器的作用是抑制Q1开通时产生的电流尖峰 其时间常数近似等于电流尖峰持续时间 大约 几百纳秒 电阻R14 4 7k 电容C7为斜波补偿阻容元件 其作用是将UC3843BN 4 脚的锯齿波 电压经R14 C7与R5A上的采样电压叠加加到UC3843BN 3 脚 防止谐波振荡现象发生 使电路 工作更加稳定 3 副电源工作原理 副电源主要向计算机主板提供 5VSB电源做待机及电源唤醒之用 该电源只要一通人市电 就有 5
7、VSB电压输出 说明 该电源维修资料奇缺 特别是DNA1002D芯片 资料很少 为此 特绘出其原理图 见图 1 供参考 图中元件无标号 无参数标示的均为贴片元件 贴片电阻阻值未经换算 阅读时注意 图 中各处电压值是用500型万用表直流挡在主辅电源正常工作空载时测得的 其中 括号内的电压值为主 电源不工作时的电压值 图 1 电路原理图 副电源 由电阻 R 9 5 1 A I M R 9 5 1 B I M 功 率 M OS 管 0 9 0 2 K 3 0 6 7 脉宽调整管 Q9 0 1 M P S 2 2 2 2 A 正反 馈电阻 R 9 0 2 4 7 k n 电容 C 9 0 2 2 2
8、2 K 开关变压 器 T 2 及光电耦 合器 I C 9 0 1 3 3 6 等元件组 成 电路通电后 3 0 0 V 直流脉动电压一路经 R 9 5 1 A R 9 5 1 B 加至 Q9 0 2 的 G 极 另 一路经 T 2 的初 级 1 一 3 绕组加至 0 9 0 2 的 D 极 T 2 初级绕组及 0 9 0 2 的 D S 极间有电流通过 T 2 反馈绕组 4 一 5 产生的感应电压 通过 R 9 0 2 C 9 0 2 正反馈到 0 9 0 2 的 G 极 电路开始振荡 Q9 0 2 快速 作 开 关 动作 T 2 开始进 行磁能与电能的转换 他次级 7 一 8 绕组电压经 L
9、 C 滤波后输出 5 V S B 直流电供后级电路使 用 1 2 反馈绕组 4 一 5 电压经二极管 D 9 5 1 1 N 4 0 0 2 电容 C 9 5 1 4 7 y F 5 0 V 整流滤波 后给 U C 3 8 4 3 B N 7 脚及 I C 9 0 1 4 3 脚内部的 光敏三极管等供电 电路中 0 9 0 1 I C 9 0 1 等元 件组成 5 V S B 稳压控制电路 电阻 R 9 0 6 1 2 为过流 检测电阻 稳压管 Z D 9 0 2 1 8 2 Z D 9 0 3 1 1 C 2 为过压 保护之用 电容 C 9 5 2 2 2 2 K 电 阻 R 9 5 3 4
10、 7 k 二极管 D 9 5 2 I N 4 0 0 7 为 Q 9 0 2 的反峰抑制 元件 4 D N A 1 0 0 2 D 芯 片 功能 该芯片无法找到其技术资料 只查到 D N A 1 0 0 2 C P 部分 资料 D N A 1 0 0 2 C P 具有 OV P U V P 等功 能 其各脚功能见表 2 表 2 D N A1 0 0 2 D 各脚功能 从功能上看 该芯片除产生 P G 信号并接受 P S ON 信 号控制外 还具有 5 V 正负 1 2 V 3 3 V 过电压与欠电压等保护功能 因此 采用该芯片后 既可减少电路元件 又可提高保护电路可靠性 5 输出 整流滤 波电
11、路 主电源正负 5 V 正负 1 2 V 输出整流滤波电路 由 T 1 次级各绕组经各自整流二极管及组合 线圈 L 1 0 1 滤波电容等组成 5 v 3 3 V 还采 用了两级 L C 滤波电路 其中 3 3 V 5 v 由 T 1 的 1 1 1 2 8 9 绕组提供 1 2 V 由 T 1 的 1 1 1 2 8 9 绕组与 1 3 1 4 绕组串联提供 5 v 1 2 V 由 T 1 的 1 1 1 0 绕组提供 并通过三端稳压块 I C 2 0 1 L 7 9 0 5 C V I C 2 5 1 L 7 9 1 2 C V 稳压后向后级电路提供 5 v 1 2 V 直流电 L C 滤
12、波电路工作过程 当 T l 次级绕组有感应电压时 此电压经整流二极管 L 1 0 1 左端处于水平位 置的二极管 L 1 0 1 向电容 充电 输出电压建立 当感应电压 消失后 整流二极管截止 此时由于滤波 电感 L 1 0 1 中的电流不能突变 电压在 L 1 0 1 中产生反激电 压 极性为左负右正 此反激电压使续流二极 管 L 1 0 1 左端处于垂直位置 的二极管 导通 L 1 0 1 经负 载 整流二极管放电 保持了在 0 1 关断期间 负载电流的连续 提高了输出电压的稳定性 副电源 5 V S B 输出整流 滤波电路也采用 L C 滤波电路 此电路由 T 2 次级 7 8 绕组经整
13、流二 极管 C R 3 0 1 S B 3 4 0 及滤 波电感 L 9 5 1 滤波电 容 C 9 5 3 1 5 0 0 F 1 6 V C 9 5 4 2 2 0 F 2 5 V 等组成 6 稳压 控 制原 理 1 主电源稳压控制 主电源各路输出电压的稳压控制由 5 v 1 2 V 两支路来控制 控制了这两 路电压 其他几路输出电压基本上也保证了稳定 5 v 1 2 V 稳压控制电 路由光电耦合器 I C 2 3 3 6 精密基准稳压器 I C 5 0 1 T L A 3 1 A C 5 v 采样电阻 R 5 0 1 5 1 k 1 2 V 采样电阻 R 5 0 2 2 7 k 及采样分
14、压可调电阻 V R 5 0 1 5 0 1 电阻 R 5 0 3 2 6 7 1 等组成 稳压控制过程为 当因某种原因导致输出 5 v 或 1 2 V 电压输出电压升高时 升高的直流电压经采 样电阻分压后 将使 I C 5 0 1 R 端电压升高 K 端电压下降 I C 2 1 2 脚内部的发光 二极管发光 强度加大 3 4 脚内 部的光敏三极管导通程度加深 内阻变小 U C 3 8 4 3 B N 1 脚电压下 降 从而使 U C 3 8 4 3 B N 减小 6 脚输出脉冲的占空比 降低次级绕组输出电压 使输出的直流电压稳 定在 5 v 和 1 2 V 达到稳压目 的 如果输出的 5 v
15、1 2 V 直流电压降低时 其控制过程正好相反 为使其他各路输出的直流电压得到所需的稳压值 5 v 1 2 V 两支路采用了三端稳压块进行稳压 3 3 V 采用了由三极管 Q3 0 1 A 6 7 3 精密基准稳压器 I C 3 0 1 T I A 3 1 A C 等元件组 成的大电流并 联稳压电路 其中 二极管 D 3 0 2 I N 4 1 4 8 D 3 0 3 I N 4 1 4 8 可使稳压控制在 T 1 的 1 1 1 2 8 9 绕组有 无感应电压时均能保证输出电压稳定在 3 3 V 2 副电源稳压控制 副电源 5 V S B 稳压控制电路由 光电耦合器 I C 9 0 1 3
16、3 6 精密基准稳压 器 I C 9 5 1 T L A 3 1 A C 5 V S B 采样电阻 R 9 5 8 4 7 5 k 采样分压电阻 R 9 5 6 4 7 5 k 等组 成 其控制过程为 当因某种原因导致输出 5 V S B 输出电 压升高时 升高的直流电压经采样电阻分压 后 将使 I C 9 5 1 R 端电压升高 K 端电压下降 I C 9 0 1 1 2 脚内部的发光二极管发光强度加 大 3 4 脚内部的光 敏三极管导通程度加深 内阻变小 经 D 9 5 1 C 9 5 1 整流 滤波后的电压通 过 I C 9 0 1 4 3 脚内部 的光敏三极管及电阻 R 9 0 1 5
17、 1 0 后 加到了脉宽调整管 Q9 0 1 B 极 Q9 0 1 B 极电压升高 导通程度加深 Q9 0 1 G 极电位下降 导通程度减弱 次级绕组输出电压降低 从 而使整流输出的 直流电压稳定在 5 v 达到稳压目的 如输出的 5 V S B 直流电 压降低时 其控制过程正好相反 7 主电 源唤醒 控制 主电源唤醒由计算机主板送来的 P s ON 信号进行控制 只要控制 P S ON 信号电平的 变化 就能控 制电源的开启和关闭 当按下计算机机箱面板上的 P OW E R 键或实现网络唤醒 远程开机时 主板上的 P s ON 信号为低电平 接地 这一信号经 A rI X 2 0 脚插座中的
18、 1 4 脚 绿线 电阻 R 6 0 2 5 1 0 n 达到 I C 7 0 1 的 5 脚 I C 7 0 1 1 脚电平变低 I C 3 1 2 脚内部发光二极管 发光 4 3 脚内部光敏三极 管导通 致使 I C 1 的 2 脚为低电平 其 6 脚输出 P W M 脉冲 主电源开始工作 当关闭计算机时 计算机主板 P S ON 信号为高电平 I C 7 0 1 1 脚电平变高 I C 3 1 2 脚内部发光二极管截止不发光 4 3 脚内部光敏三 极管不导通 5 v 基准电压通 过电阻 R 1 7 1 0 k 加至 I C 1 的 2 脚 其 6 脚无 P W M 输出脉冲 主电源停止工
19、作 A T X 2 0 脚插座接口含义见图 2 图 2 AT X 2 0 脚插座接口 8 P G 信 号形成电 路 P G 信号为微机开机自检 启动信号 为防止开机时各路输出电路时序不定 C P U 或各 部件未进入初 始化状态造成工作错误及突然停电时 硬盘 磁头 来不及移至着陆区造成盘片划伤 微机电源中均设 置了 P G 信号 该机的 P G 信号形成电路 由电阻 R 6 0 7 1 k I C 7 0 1 3 4 脚延时电容 C 6 0 2 1 F 5 0 v 等组成 在通电瞬向 利用电容两端电压不能突变的特点 通过 I C 7 0 1 4 脚 C 6 0 2 延时 其 3 脚先为低电平
20、当 C 6 0 2 充满电后 3 脚 再为高电平 电源 p G 电路向主板 C P U 发 出 电源正常 信号 主板 C P U 产生复位信号 执行 B l OS 自检 主机正常启动 P G 信号 延时大约在 1 0 0 5 0 0 ms 相当于市电 5 1 0 个周期 此机因 D N A 1 0 0 2 D 芯片资料不全 具体延 时时间不详 9 保 护电 路 1 主电源保护电路 该保护电路由正负 5 V 正负 1 2 V 3 3 V 过电压与欠电压保 护电路组成 其中 5 v 过电压与欠电压保护 电路的检测输入点为 I C 7 0 1 的 9 脚 此脚通过采样电阻 R 5 0 9 3 9 2
21、 1 接人 5 v 输出端 其 OV P 点为 6 OV 6 3 9 V U V P 点为 4 OV 4 2 4 V 5 v 过电压与欠电压保护电路的检测输入点为 I C 7 0 1 的 1 3 脚 此脚接人 5 v 输出端 其 OV P 点 U V P 点不详 若此脚接 1 5 脚参考电压 则失去过电 压与欠电压保护功能 1 2 V 过电压与 欠电压保护电路的检测输入点为 I C 7 0 1 的 1 0 脚 此脚通过采样电 阻 R 5 0 7 O 接入 1 2 V 输出端 其 OV P 点为 1 4 4 5 1 5 3 5 V U V P 点为 9 4 9 9 9 V 1 2 V 过电压与欠
22、电压保护电路的检测输入点为 I C 7 0 1 的 1 1 脚 此脚接入 1 2 V 输出端 其 OV P 点 U V P 点不详 若此脚 接 1 5 脚参考电压 则失去 过电压与欠电压保护功能 3 3 V 过电压与欠电压保护电路的检测输入点为 I C 7 0 1 的 1 2 脚 此脚一路经电阻 1 1 3 接 入 1 5 脚 另一路经分压采 样电阻 4 7 R 6 0 6 1 1 3 分压后接人 3 3 V 输出端 其 OV P 点 为 1 4 3 1 5 2 V U V P 点为 1 0 9 1 1 6 V 当上述各路输出过电压与欠电压时 都会抬高 I C 7 0 1 1 脚电平 最终导致
23、 I C I 6 脚无 P W M 输出脉冲 主电源停止工作 其控制过程与 P S ON 信号控 制一样 不再赘述 另外 5 v 绕组的电压还 经二极管 D 6 0 1 I N 4 1 4 8 电容 C 6 0 1 2 2 F 5 0 V 整流滤波后 再 经分压电阻进入 I C 7 0 1 的 脚 B S E N S E 端 当此脚电压 低于 2 5 V 时 I C 7 0 1 的 3 7 脚电 压变低 电路不做欠 压检测 而当充电电压大于 2 5 V 参考电压时 欠电压检测恢复 设计此电路的目的是起延时开机作用 避免开机瞬间电源处于欠压保护而不能正常启动 2 副电源保护电路 该电源的过流保护
24、由 Q9 0 2 S 极 电阻 R 9 0 6 来完成 当因某种 原因引超过流 导致此电阻的压降增大时 增大的电压经电阻 R 9 0 5 3 9 送至 Q9 0 1 B 极 Q9 0 1 导 通程度进一步被 加深 Q9 0 2 G 极电位被拉低 0 9 0 2 导通程度被进一步减 弱 过流严重时 可使 Q9 0 1 饱和导通 Q9 0 2 G 极电位接近于 o v 0 9 0 2 提前截止 电路停振 实施过流保护 该电源的过压保护由 Z D 9 0 3 I I C 2 来完成 当市电电 压过压或因某种原因导致 T 2 反馈绕组电压 异常升高时 Z D 9 0 3 将被击穿 导通 Q9 0 1
25、导通程度加深或 饱和导通 进而控制 Q9 0 2 工 作状态 实施 过压保护 当副电源处于过流或过压保护时 Q9 0 2 在工作与保护 之间相互转换 因此 输出端电压是有一定幅 度的 另外 主电源 T 1 次级绕组中的电容 C 3 0 1 2 2 2 K 电阻 R 3 0 1 1 0 0 W 及 C 2 5 1 2 2 2 K 电阻 R 2 5 1 3 9 W 组成 R C 尖峰吸收电路 主要是降低 绕组之间的反峰电压 保证电路能够持续稳 定 地工作 精密基准稳压器 T L A 3 1 A C 阴极 K 控制 R 两端并联的 R C C 元件 其作用是提高整 个电路的电压 调节性能和稳定性 消
26、除干扰 防止电路自激 1 0 风 扇 转速控 制电路 此电路采用射极跟随器形式 由热敏电阻 N T C 6 0 1 稳压管 Z D 6 0 1 1 5 2 分压电 阻 R 1 6 1 1 3 7 1 2 0 0 1 三极管 Ql 6 1 D 4 6 8 F A N 等组成 采用这种形式 可使输出电压瞬时值如实地 跟随输入电压的变化 负载 F A N 风扇转速跟随输入电压做快速调整 此电路输入电压的变化由 N T C 6 0 1 决定 N T C 6 0 1 被固定在 T l 次级各整流管公用散热片上 这样 散热片温度越高 N T C 6 0 1 电阻就越低 电阻 2 0 0 1 上的压 降就越
27、大 输出端电压就越高 风扇转速就 越快 散热效果就越好 N T C 6 0 1 Z D 6 0 1 1 5 2 R 1 6 1 1 3 7 1 2 0 0 1 被接在 1 2 V 电源之间 实测在环境温度为 2 8 C 时 N T C 6 0 1 电阻为 8 5 k 如果不并联稳压管 则大 部分压降都降在了 N T C 6 0 1 上 电阻 2 0 0 1 上的压降很小 风扇转速会很低 当接上稳压管后 N T C 6 0 1 上的压降就被钳位于稳压管的稳压值上 电阻 2 0 0 1 上的压降就会增大 稳压值越小 电阻 2 0 0 1 上 的压降就越大 风扇启动时的转速就越快 如 果想改变风扇初
28、始转速 只要换上不同参数的稳压管就可以了 二 故 障检修 故障现象 通电无反应 经观察发现 除光电耦合器 I C 2 3 3 6 外壳有一小鼓包外 其他一切正 常 据机主讲 开机瞬间 机箱内部发出 砰 地一声 随后 箱内冒烟 分析与排除 此现象说明电路存在严重短路 经仔细检查发现 保险丝 管 F l 6 3 H 2 0 5 V 副电 源中的脉宽调整管 Q9 0 1 M P S 2 2 2 2 A M OS 开关管 Q9 0 2 K3 0 6 7 Q9 0 2 G 极钳位稳压管 Z D 9 0 2 1 8 2 过流检测电 阻 R 9 0 6 1 2 均已损坏 而主电源 M OS 开关管 Q1 7
29、 N 8 0 过流 检测电阻 R 5 A 0 1 5 2 W 均正常 I C 2 尽管外壳有一小 鼓包 但实测其各脚非在路电阻均正常 估 计其电参数已变 决定不再使用它 各元件代换如下 I C 2 用 P C 8 1 7 代换 Z D 9 0 2 用 B Z X 5 5 C 2 0 代换 R 9 0 6 用同规格 电阻代换 Q9 0 1 Q9 0 2 两管因无法找到 同型号管子 只好用 A T X 2 5 0 0 6 5 P C 微机副电源中的 C 9 4 5 P 3 N 8 0 代换 通电 测副电源 5 V S B 空载输出为 3 2 V 电压偏低 不行 A T X 2 5 0 0 6 5
30、P C 微机副电源实绘电路图如图 3 所示 图 3 AT X 2 5 0 0 6 5 PC 微机副电 源实绘电路图 参照 A T X 2 5 0 0 6 5 P C 副 电源 将启动电阻 R 9 5 1 A R 9 5 1 B 总阻值改为 5 1 0 k 输出电压变为 3 9 V 仍然偏低 现将启动电 阻恢复到原态 难道是电路参数不同引起 Z D 9 0 3 1 1 C 2 过压保护 将 Z D 9 0 3 参数改为 1 8 V 输出电压变为 4 8 5 Y 当将参数改为 2 4 2 后 5 V S B 空载输出为 5 1 I C l 脚供电电压为 2 4 V 电压 恢复正常 现将 A T X
31、 2 0 脚插座中的 1 4 脚 绿线 与其中的黑 线短接后 启动主电源 主电源各路输出电压 正常 可副电源 5 V S B 输出 却变成了 4 6 V 2 4 Y 变成了 2 3 5 V 这显然不行 看来是副电源带负载 能力太差 现将过流检测电阻 R 9 0 6 阻值由 1 2 改为 1 再测副电源不管是空载还是带负载 5 V S B 输出均为 5 V 至此 故障彻底排除 为方便维修 现提供 U C 3 8 4 3 B N D N A 1 0 0 2 D 芯片非 在路电阻 见表 3 表 4 表 3 U C 3 8 4 3 BN 各脚非在路电 阻阻值 表 4 D N A1 0 0 2 D 各脚非在路电 阻阻值
