手机电源电路

2025-03-12 版权声明 我要投稿

手机电源电路(精选7篇)

手机电源电路 篇1

评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下,为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作,必须设计多种保护电路,比如防浪涌的软启动,防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。开关电源常用的几种保护电路 2.1 防浪涌软启动电路

开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路,在进线电源合闸瞬间,由于电容器上的初始电压为零,电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流,特别是大功率开关电源,采用容量较大的滤波电容器,使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流,重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏,整流桥过流损坏;轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作,为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路,以保证电源正常而可靠运行。

图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。在电源接通瞬间,输入电压经整流桥(D1~D4)和限流电阻R1对电容器C充电,限制浪涌电流。当电容器C充电到约80%额定电压时,逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号,使晶闸管导通并短路限流电阻R1,开关电源处于正常运行状态。

图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路

图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。电源接通瞬间,输入电压经整流(D1~D4)和限流电阻R1对滤波电容器C1充电,防止接通瞬间的浪涌电流,同时辅助电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电,当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时,K1动作,其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1,电源进入正常运行状态。限流的延迟时间取决于时间常数(R2C2),通常选取为0.3~0.5s。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡,延迟电路可采用图3所示电路替代RC延迟电路。

图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路

图3 替代RC的延迟电路

2.2 过压、欠压及过热保护电路

进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害,主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏,同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制,为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。

温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明,电子元器件温度每升高2℃,可靠性下降10%,温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6,为了避免功率器件过热造成损坏,在开关电源中亦需要设置过热保护电路。图4是仅用一个4比较器LM339及几个分立元器件构成的过压、欠压、过热保护电路。取样电压可以直接从辅助控制电源整流滤波后取得,它反映输入电源电压的变化,比较器共用一个基准电压,N1.1为欠压比较器,N1.2为过压比较器,调整R1可以调节过、欠压的动作阈值。N1.3为过热比较器,RT为负温度系数的热敏电阻,它与R7构成分压器,紧贴于功率开关器件IGBT的表面,温度升高时,RT阻值下降,适当选取R7的阻值,使N1.3在设定的温度阈值动作。N1.4用于外部故障应急关机,当其正向端输入低电平时,比较器输出低电平封锁PWM驱动信号。由于4个比较器的输出端是并联的,无论是过压、欠压、过热任何一种故障发生,比较器输出低电平,封锁驱动信号使电源停止工作,实现保护。如将电路稍加变动,亦可使比较器输出高电平封锁驱动信号。

图4 过压、欠压、过热保护电路

2.3 缺相保护电路

由于电网自身原因或电源输入接线不可靠,开关电源有时会出现缺相运行的情况,且掉相运行不易被及时发现。当电源处于缺相运行时,整流桥某一臂无电流,而其它臂会严重过流造成损坏,同时使逆变器工作出现异常,因此必须对缺相进行保护。检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路。由于电流互感器检测成本高、体积大,故开关电源中一般采用电子缺相保护电路。图5是一个简单的电子缺相保护电路。三相平衡时,R1~R3结点H电位很低,光耦合输出近似为零电平。当缺相时,H点电位抬高,光耦输出高电平,经比较器进行比较,输出低电平,封锁驱动信号。比较器的基准可调,以便调节缺相动作阈值。该缺相保护适用于三相四线制,而不适用于三相三线制。电路稍加变动,亦可用高电平封锁PWM信号。

图5 三相四线制的缺相保护电路

图6是一种用于三相三线制电源缺相保护电路,A、B、C缺任何一相,光耦器输出电平低于比较器的反相输入端的基准电压,比较器输出低电平,封锁PWM驱动信号,关闭电源。比较器输入极性稍加变动,亦可用高电平封锁PWM信号。这种缺相保护电路采用光耦隔离强电,安全可靠,RP1、RP2用于调节缺相保护动作阈值。

图6 三相三线制的缺相保护电路

2.4 短路保护

开关电源同其它电子装置一样,短路是最严重的故障,短路保护是否可靠,是影响开关电源可靠性的重要因素。IGBT(绝缘栅双极型晶体管)兼有场效应晶体管输入阻抗高、驱动功率小和双极型晶体管电压、电流容量大及管压降低的特点,是目前中、大功率开关电源最普遍使用的电力电子开关器件。IGBT能够承受的短路时间取决于它的饱和压降和短路电流的大小,一般仅为几μs至几十μs。短路电流过大不仅使短路承受时间缩短,而且使关断时电流下降率di/dt过大,由于漏感及引线电感的存在,导致IGBT集电极过电压,该过电压可在器件内部产生擎住效应使IGBT锁定失效,同时高的过电压会使IGBT击穿。因此,当出现短路过流时,必须采取有效的保护措施。为了实现IGBT的短路保护,则必须进行过流检测。适用IGBT过流检测的方法,通常是采用霍尔电流传感器直接检测IGBT的电流Ic,然后与设定的阈值比较,用比较器的输出去控制驱动信号的关断;或者采用间接电压法,检测过流时IGBT的电压降Vce,因为管压降含有短路电流信息,过流时Vce增大,且基本上为线性关系,检测过流时的Vce并与设定的阈值进行比较,比较器的输出控制驱动电路的关断。

在短路电流出现时,为了避免关断电流的di/dt过大形成过电压,导致IGBT锁定无效和损坏,以及为了降低电磁干扰,通常采用软降栅压和软关断综合保护技术。在检测到过流信号后首先是进入降栅保护程序,以降低故障电流的幅值,延长IGBT的短路承受时间。在降栅动作后,设定一个固定延迟时间用以判断故障电流的真实性,如在延迟时间内故障消失则栅压自动恢复,如故障仍然存在则进行软关断程序,使栅压降至0V以下,关断IGBT的驱动信号。由于在降栅压程序阶段集电极电流已减小,故软关断时不会出现过大的短路电流下降率和过高的过电压。采用软降栅压及软关断栅极驱动保护,使故障电流的幅值和下降率都能受到限制,过电压降低,IGBT的电流、电压运行轨迹能保证在安全区内。

在设计降栅压保护电路时,要正确选择降栅压幅度和速度,如果降栅压幅度大(比如7.5V),降栅压速度不要太快,一般可采用2μs下降时间的软降栅压,由于降栅压幅度大,集电极电流已经较小,在故障状态封锁栅极可快些,不必采用软关断;如果降栅压幅度较小(比如5V以下),降栅速度可快些,而封锁栅压的速度必须慢,即采用软关断,以避免过电压发生。

为了使电源在短路故障状态不中断工作,又能避免在原工作频率下连续进行短路保护产生热积累而造成IGBT损坏,采用降栅压保护即可不必在一次短路保护立即封锁电路,而使工作频率降低(比如1Hz左右),形成间歇“打嗝”的保护方法,故障消除后即恢复正常工作。

下面介绍几种IGBT短路保护的实用电路及工作原理。

图7是利用IGBT过流时Vce增大的原理进行保护的电路,用于专用驱动器EXB841。EXB841内部电路能很好地完成降栅及软关断,并具有内部延迟功能,以消除干扰产生的误动作。含有IGBT过流信息的Vce不直接送至EXB841的集电极电压监视脚6,而是经快速恢复二极管VD1,通过比较器IC1输出接至EXB841的脚6,其目的是为了消除VD1正向压降随电流不同而异,采用阈值比较器,提高电流检测的准确性。如果发生过流,驱动器EXB841的低速切断电路慢速关断IGBT,以避免集电极电流尖峰脉冲损坏IGBT器件。

图7 采用IGBT过流时Vce增大的原理进行保护

图8是利用电流传感器进行过流检测的IGBT保护电路,电流传感器(SC)初级(1匝)串接在IGBT的集电极电路中,次级感应的过流信号经整流后送至比较器IC1的同相输入端,与反相端的基准电压进行比较,IC1的输出送至具有正反馈的比较器IC2,其输出接至PWM控制器UC3525的输出控制脚10。不过流时,VAVref,VB为高电平,C3充电使VC>Vref,IC2输出高电平(大于1.4V),关闭PWM控制电路。因无驱动信号,IGBT关闭,而电源停止工作,电流传感器无电流流过,使VA>t1,可保证电源进入睡眠状态。正反馈电阻R7保证IC2只有高、低电平两种状态,D5,R1,C3充放电电路,保证IC2输出不致在高、低电平之间频繁变化,即IGBT不致频繁开通、关断而损坏。

(a)电路原理图

(b)PWM控制电路的输出驱动波形图

图8 利用电流传感器进行过流检测的IGBT保护电路

图9是利用IGBT(V1)过流集电极电压检测和电流传感器检测的综合保护电路,电路工作原理是:负载短路(或IGBT因其它故障过流)时,V1的Vce增大,V3门极驱动电流经R2,R3分压器使V3导通,IGBT栅极电压由VD3所限制而降压,限制IGBT峰值电流幅度,同时经R5C3延迟使V2导通,送去软关断信号。另一方面,在短路时经电流传感器检测短路电流,经比较器IC1输出的高电平使V3导通进行降栅压,V2导通进行软关断。

图9 综合过流保护电路

图10是应用检测IGBT集电极电压的过流保护原理,采用软降栅压、软关断及降低工作频率保护技术的短路保护电路。

图10

正常工作状态,驱动输入信号为低电平时,光耦IC4不导通,V1,V3导通,输出负驱动电压。驱动输入信号为高电平时,光耦IC4导通,V1截止而V2导通,输出正驱动电压,功率开关管V4工作在正常开关状态。发生短路故障时,IGBT集电极电压增大,由于Vce增大,比较器IC1输出高电平,V5导通,IGBT实现软降栅压,降栅压幅度由稳压管VD2决定,软降栅压时间由R6C1形成2μs。同时IC1输出的高电平经R7对C2进行充电,当C2上电压达到稳压管VD4的击穿电压时,V6导通并由R9C3形成约3μs的软关断栅压,软降栅压至软关断栅压的延迟时间由时间常数R7C2决定,通常选取在5~15μs。

V5导通时,V7经C4R10电路流过基极电流而导通约20μs,在降栅压保护后将输入驱动信号闭锁一段时间,不再响应输入端的关断信号,以避免在故障状态下形成硬关断过电压,使驱动电路在故障存在的情况下能执行一个完整的降栅压和软关断保护过程。

V7导通时,光耦IC5导通,时基电路IC2的触发脚2获得负触发信号,555输出脚3输出高电平,V9导通,IC3被封锁,封锁时间由定时元件R15C5决定(约1.2s),使工作频率降至1Hz以下,驱动器的输出信号将工作在所谓的“打嗝”状态,避免了发生短路故障后仍工作在原来的频率下,连续进行短路保护导致热积累而造成IGBT损坏。只要故障消失,电路又能恢复到正常工作状态。结语 开关电源保护功能虽属电源装置电气性能要求的附加功能,但在恶劣环境及意外事故条件下,保护电路是否完善并按预定设置工作,对电源装置的安全性和可靠性至关重要。验收技术指标时,应对保护功能进行验证。

开关电源的保护方案和电路结构具有多样性,但对具体电源装置而言,应选择合理的保护方案和电路结构,以使得在故障条件下真正有效地实现保护。

手机电源电路 篇2

随着电子技术的飞速发展, 电脑控制技术在各个领域中的应用越来越普遍, 电脑控制系统也成为各种产品的重要组成部分, 尤其是机电产品, 电脑控制技术更是得到广泛应用。因此, 在很多机电产品中, 都牵涉到电脑控制技术应用问题。这些机电产品在使用过程难免会出现一些故障, 如何对这些故障进行检测和诊断, 并且进行快速的排除故障, 成为当今技术人员研究的重要课题之一。

电脑控制系统常用的控制模式, 一般是由传感器、电控单元和执行部分组成 (如图1所示) , 其中, 电脑控制单元自身都需要进行供电。传感器输入信号给电脑控制单元, 经过电脑控制单元的程序运算后, 输出控制指令给执行部分, 进行相关控制。电脑控制单元必须在自身有供电的情况下才可以进行程序运算和控制, 一旦电脑控制单元供电出错, 则必然会造成所有输出指令的中断, 执行部分无法工作。如果电脑控制系统的传感器是由电脑控制单元供电的, 则传感器也停止输出信号。由此可见, 电脑控制单元的供电问题是电脑参与控制的前提, 是进行其他部分的检测与故障排除的基础。下面以某一种车型的汽车发动机电脑控制系统电源电路为例, 从电源电路的组成、原理、检测方法和步骤, 进行汽车发动机电脑控制系统电源电路的检测与故障排除。

2. 汽车发动机电脑控制系统电源电路的组成和原理

该型汽车的发动机电脑控制系统的电源电路主要是由蓄电池、保险丝 (MAIN、EFI、AM2三个保险丝) 、点火开关、EFI继电器、电脑控制单元 (ECU) 以及若干导线所组成 (如图2所示) 。

IGSW-点火开关信号端子;BATT-ECU后备电源端子;+B-ECU驱动电源端子;MREL-EFI继电器控制端子

打开点火开关时, 蓄电池电源→MAIN保险丝→AM2保险丝→点火开关→ECU的IGSW端子, 电脑接收到IGSW点火开关信号后, 输出电压给MREL端子, 使EFI继电器的控制线圈导通, EFI继电器开始工作, 开关触点闭合。此时, 蓄电池电源→MAIN保险丝→EFI保险丝→EFI继电器开关触点→E-CU的+B端子, 电脑接收到+B端子供电后, 驱动了电脑, 电脑程序开始运行。

关闭点火开关, IGSW端子断电, 电控单元ECU失去点火开关信号, 就切断了MREL端子的供电, EFI继电器的控制线圈断电, 开关回位, +B断电, 电控单元停止工作, 此时, 汽车发动机熄火。

当点火开关处于起动位置时, 由于点火开关的特殊结构, 此时, 点火开关的AM2触点与IG2触点仍然闭合, 电脑供电情况并没有改变。

但是, 不管点火开关是否打开, BATT后备电源端子始终都处于通电状态, 它与点火开关没有关系, BATT电源的作用是在点火开关关闭后, 仍然给ECU提供电源, 具体就不在这里阐述了。

3. 汽车发动机电脑控制系统电源电路的检测方法和步骤

当点火开关处于关闭状态时, 电脑控制单元ECU的4个端子IGSW、BATT、+B、MREL的电压分别为0V、12V、0V、0V。当点火开关处于打开状态时, 电脑控制单元ECU的4个端子电压为12V、12V、12V、12V。一旦电脑控制单元ECU的4个端子检测的电压与上述情况不符合, 说明ECU的供电出错, 必须进行检修。

3.1 检测BATT端子电压

用万用表的电压档测量电控单元ECU端子BATT, 如果检测结果有12V电压, 说明正常。如果没有电压, 必须检查EFI保险丝、MAIN保险丝和蓄电池。具体检查步骤是:

(1) 分别用万用表的欧姆档检查EFI保险丝和MAIN保险丝, 应该处于导通状态, 否则更换保险丝;

(2) 检查保险丝插槽端子电压, 没有电压, 则检查线路和蓄电池接线柱, 有电压则检查BATT端子导线。

导线的检查方法就是用万用表的欧姆档测量BATT端子与EFI保险丝端子之间的电阻, 导通表示正常, 不导通表示故障, 应该更换或者修复导线。

3.2 检测IGSW端子电压

打开点火开关, 测量IGSW端子电压, 如果有12V电压, 表示正常。如果没有电压, 必须检查AM2保险丝、点火开关和相关线路。具体检查步骤是:

(1) 检查AM2保险丝, 不导通则更换;

(2) 用导线直接导通点火开关的AM2端子和IG2端子, 测量IGSW端子电压, 如果有电压, 更换或修复点火开关;没有电压, 则修复或更换IGSW端子导线和点火开关与AM2保险丝之间的导线。

3.3 检测MREL端子电压

打开点火开关, 测量MREL端子电压, 如果有12V电压, 表示正常。如果没有电压, 必须更换ECU插头或ECU。

3.4 检测EFI继电器

(1) 关闭点火开关, 拔下EFI继电器, 用万用表电压档测量继电器的4个插孔的电压, 有12V电压的表示继电器的5端子正常。

(2) 打开点火开关, 检测电压, 应该有两个端子有电压, 一个是5端子, 一个是2端子, 否则, 应该修复ECU的MREL端子导线。

(3) 用万用表的欧姆档测量继电器的任意两个端子的电阻, 导通的表示1和2端子, 另外剩下的就是3和5端子;用蓄电池搭接1和2端子, 则3和5端子应该导通 (如图3所示) , 否则更换继电器。

(4) 分别检测继电器1端子的插孔与蓄电池负极 (搭铁) 和继电器3端子的插孔与ECU的+B端子的导线, 如果不导通应该更换或修复导线。

当然, 上述检测方法只是针对线路的断路情况以及部件损坏情况, 进行检修, 而在实践当中, 还可能出现线路短路, 插头和插孔腐蚀、脏污、接触不良, 插头松动等故障, 在此不一一例举, 测量的步骤和方法与上述情况大致相同。

4. 结束语

经过实践检验, 不管是什么类型的汽车发动机电脑控制系统的电源电路, 只要按照以上方法和步骤, 都能顺利排除故障。对于其他机电产品的电脑控制系统的电源电路, 都可以参照或仿照这种检测方法。以上检测方法是本人经多年的实践总结, 不断地摸索和研究所得成果, 此次拿出来与大家共同学习、交流, 欢迎多提宝贵意见。

参考文献

[1].王秀红, 田有为.《汽车发动机电控技术》[J].大连理工大学出版社, 2007.

手机电源电路 篇3

摘要:本文设计了一种应用于AC/DC开关电源芯片的片内电源电路。该电路输入电压范围110V~220V,输出电压稳定在约5.8V。本电路仅在开关电源芯片中功率开关关断的半周期,通过高压JFET抽取外部电源电能给储能电容充电,来维持输出电压的稳定,具有输入电压范围广,电路结构简单的特点。通过HSPICE仿真实验,取得预期的效果。

关键词:片内电源;AC/DC开关电源;低功耗

片内电源电路是集成在半导体芯片内部的电源模块。其作用主要是从外部电源(例如220V市电)中获取电能,并把能量转化芯片内部其它模块可接受的稳定直流电平,给内部其它模块供电。目前,片内电源在纹波幅度、调整范围、功耗等技术指标上还不能达到外部电源的水平,但是,片内电源具有设计指标灵活、成本低廉、可集成等外部电源不可比拟的优势。因此,片内电源将会成为未来电源的另一个发展方向。

1电路结构及功能分析

如上图1所示,是本文设计的应用于AC/DC开关电源芯片的片内电源电路整体结构。Vin为片内电源电路的输入端口,220V的交流电源经过半桥整流滤波后通过此端口输入。BP为片内电源电路的输出端口,输出一恒定电压Vout为AC/DC开关电源芯片的其它子模块供电。Gate为AC/DC开关电源芯片中功率MOSFET栅驱动信号,为高时功率MOSFET导通,为低关断。输入检测信号为本片内电源电路的欠压保护信号,当Vin低于110V时片内电源停止工作对开关电源芯片进行保护。

在AC/DC开关电源芯片工作过程中,每个时钟周期对片内电源模块输出电压Vout进行检测,如果输出电压低于设计要求,并且开关电源芯片其它保护模块输出正常的情况下,在Gate为低的半周期对输出端电容C0充电,直到输出电压满足设计要求,停止充电,从而使输出电压保持恒定。本功能由上图1所示的充电控制部分和模拟充电部分来实现。充电控制部分包括:输出电压检测模块,数字逻辑控制模块。模拟充电模块包括高压JFET,MN1,MN2,电阻R0,储能电容C0。

充电控制模块是本电路设计的重点难点,其具体设计过程如下:

1.1输出电压检测模块的设计

输出电压检测模块电路如下图2所示,BP端输出电压Vout经过电阻网络分压后产生3路输出D1,D2,D3,这三路输出分别输入到COM2,COM1,COM3三路比较器中,与基准电压进行比较。COM1输出欠压信号A5,欠压为高,不欠压为低。COM2输出过压信号A6,过压为高,不过压为低。COM3的输出控制泄流支路,当Vout (BP电压)高于7V时,给电容C0提供一条泄流通路,使BP电压低于7V,对电路进行保护。

1.2数字逻辑控制模块的设计

数字逻辑控制模块电路如下图3所示,A5,A6为输出电压检测模块对BP端口电压检测后输出的欠压信号,过压信号;A7为A5,A6经过寄存器后产生的中间信号,X1为输入电压的检测信号,正常为低,当输入电压过低(X1为高)时,片内电源停止工作对开关电源芯片进行保护。

Gate为AC/DC开关电源芯片中功率管的栅控制信号,本片内供电模块仅在功率管关断的时间进行充电。Regulator为过压欠压逻辑单元模块的输出信号,它来控制模拟充电部分对储能电容充电。片内电源在从上电到系统稳定需要经过以下三种工作状态:

① 状态1:储能电容电压Vout低于4.8V。

过压欠压电路的输出A5=1,A6=0。

经过RS触发器,得出A7=1,上支路的输出为1。

于是Regulator信号输出由上支路决定,始终为0。储能电容从0充电会一直充至4.8V而不受各内部信号的影响。

② 状态2:储能电容电压Vout充至略大于4.8V。

过压欠压电路的输出A5,A6由状态1的10转换成00。此时RS触发器为保持状态,于是A7保持为1,上支路的输出由1变为0。此时Regulator由下支路决定,若X1=1(输入电压Vin过低),Regulator=1(不充电);若X1=0(输入电压Vin正常),则Regulator由Gate信号决定。所以储能电容达到4.8V后,若X1信号为1,储能电容将不再充电。若X1信号为0,储能电容在功率管关断周期充电,可充至5.8V。

③ 状态3:储能电容电压由Vout由继续升高,大于5.8V时。

当状态2最后一种情况Regulator由Gate决定,Vout充电至大于5.8V时。过压欠压电路的输出A5,A6由状态2的00转换成01。经过RS触发器A7信号要改变为0,下支路A7与X1的与非使得X1对Regulator无影响。A6经过反向器后的0信号使得Gate对Regulator也没有了影响。此时Regulator输出完全由A5,A6,A7来决定,输出为1(不充电),直到储能电容的电压回落至5.8V以下。

2仿真结果

仿真条件:本文采用CSMC 700V BCD工艺库和HSPICE进行仿真,Vin电压从0V上升到300V,然后维持稳定。

仿真结果如右图4所示:当Vin从0V上升到300V的过程中,A5,A6状态从10转换到00再转换到01,当芯片稳定工作时其在00,01之间转换从而维持输出稳定在5.8V,达到设计要求。

3结束语

本文设计了一种新型的片内电源电路,具有功耗低,输入电压范围广,电路结构简单等特点。适用于各种开关电源芯片进行片内供电。通过电路仿真,本电路设计满足设计要求。

参考文献

[1]方健 李肇基 张波等. PSoC-新一代SoC技术. 中国集成电路第50期. 2003.7

[2]张占松,蔡宣三. 开关电源的原理与设计. 北京:电子工业出版社 2000

[3]Phillip E.Allen. CMOS模拟集成电路设计(第二版). 电子工业出版社

[4]Data Sheet TNY264/266-268,Power Integration INC.

[5]张乃国. 电源技术[M]. 北京:中国电力出版社 1999

[6]“全球电源管理IC的发展趋势” 中国电源信息网

作者简介

手机电源电路 篇4

●1.300V电源有短路现象

首先检查保险丝是否断开,如果保险丝已烧爆或烧黑,一般是300V直流电源有短路现象,这时不要轻易更换保险丝,应查出短路的地方。着重应检查电源开关管(电源板上个头最大的管子)是否已被击穿,300V整流二极管及300V滤波电容是否已损坏。

●2.启动电路有问题

如果保险丝没有烧断,这时应查一下电源启动电路。可用万用表直流10V档的内阻(如表头标有200K/V,则内阻为200K),一表笔接300V正端,另一表笔接开关管的B极,这时如果电源吱的一声振荡起来,则为启动电路有问题。一般启动电阻为几百K,容易变质。可用一只200K电阻,一端接在300V正端,另一端接在开关管B极,故障即可排除。

●3.负载短路

开机一瞬间能听到咕的一声,然后什么都没有了,这时一般是负载有短路。但有些电源在负载严重短路时,连咕声都没有,电源根本无法起振,

负载有短路时,可断电后用万用表1档,黑表笔接整流二极管正端,红表笔接地,测电阻,如果某一路测得的电阻很小,则说明该路有短路,这样很快能查出故障所在地方。值得注意的是显示器的灯丝由电源8V电压提供,测该路电阻时表现为短路。另外,高压包短路时可断开行管C极,如果电压恢复正常,说明高压包有局部短路。

●4.稳压负反馈电路有问题

稳压负反馈电路有问题,也会引起电源不振荡。稳压电路一般采用光电耦合器,根据电源变压器次级电压的大小来控制初级电压的振荡情况。如果断开光电耦合,电源马上振荡起来,说明故障在次级取样电路或光电耦合器本身。如果仍不能启动,则断开靠近开关管的中功率管的C极,如电源能振荡,则故障在电源初级或光电耦合器。值得注意的是,上述试验会引起高压,所以应事先断开行输出支路,加100W的白炽灯作假负载,通电试验过程控制在3~5秒钟之内,以免高压引起新的故障。

5A直流稳压电源电路分析 篇5

1 主电路 (见图1)

220V交流电通过熔断器RD1及电源开关K1加到变压器T的初级绕组, 经降压后输出两组电源。一组电源输出4V、12V、20V及16V电压, 通过J1、J2和J3继电器触点的组合, 给串联稳压电源输入8V、12V、16V、20V、24V、28V、32V、36V不等电压, 经D1~D4整流C1滤波, V1、V2复合管调整后, 输出0~32V连续可调的直流稳压电。另一组双20V交流电经D5~D8整流后, +24V电源给继电器供电, 继电器的吸合通过三极管T2、T4、T5控制;+24V再经集成稳压器7815稳压, 输出+15V的电压给集成块和基准电压供电;-24V经R5和Z1稳压后输出-15V电压给集成块供负电压。

2 电压、电流调整电路图 (见图2)

+15V电压经R10、Z2稳压电路输出+6.2V稳压电源。

(1) 电压调整:

+6.2V的电压经R6、VR1、电压粗调和电压细调电阻到输出负极;分压电压通过R1加到集成块LM358的3脚, 1脚输出去调整V2、V1开启电压, 通过输出负极的变化来改变输出电压。

(2) 电流调整:

+6.2V的电压经R11、VR2、电流粗调和电流细调电阻到输出正极, 分压电压通过R9加到集成块的5脚, 7脚输出, 通过电流调节使A点电压钳位某位置, 只能小不能大, D12是钳位二极管。

3 继电器控制电路

继电器控制电路采用三个电压比较器电路, 来控制三极管的导通, 电路接成正反馈加速比较器的反转;同相端接0V (输出正极) , 反相端接控制信号。电路设计比较特殊, 只有通过对控制信号的计算来分析电路工作程序。现计算如下:

输出电压Vd是指输出正极对输出负极的电压。

1) 6脚的计算方法及值:

V6=15K÷ (15K+15K) × (15+Vd) -Vd=0.5× (15+Vd) -Vd= (15-Vd) ÷2

(1) 当Vd=0V时:

V6= (15-0) ÷2=7.5V

(2) 令V6=0时:

(15-Vd) ÷2=0 这时Vd=15V

(3) 当Vd=30V时:

V6= (15-30) ÷2= -7.5V

通过计算得到V6在Vd各段的电压值 (见表2) 。

通过上表得到三极管工作情况:

(1) 在0—15V段: T1 ON;T5 OFF

(2) 在15V—30V段:T1 OFF;T5 ON

2) 13脚在各段的计算方法及值:

(1) 当T1导通时 (即0V—15V段)

V13=10÷ (10+20) × (15+Vd) ﹣Vd

=5﹣2÷3Vd

•当Vd=0时:

V13=5V

•令V13=0V时:

5-2÷3Vd=0 15-2Vd=0 Vd=7.5V

•当Vd=15时:

V13=5-2÷3×15=-5V

(2) 当T1不导通时 (即15V—30V段) :Z3两端电压为15V。

V13=10÷ (10+20) × (15+Vd﹣15) ﹢15﹣Vd=15﹣2÷3Vd

(1) 当Vd=15V时:

V13=15﹣2÷3×15=5V

(2) 令V13=0V时:

15-2÷3Vd=0 45-2Vd=0 Vd=22.5V

(3) 当Vd=30V时:

V13=15-20=-5V

通过计算得到V13在Vd各段的电压值 (见表3) 。

通过上表得到三极管工作情况:

(1) 在0—7.5V段: T3 OFF; T4 OFF

(2) 在7.5—15V段: T3 ON; T4 ON

(3) 在15—22.5V段:T3 OFF; T4 OFF

(4) 在22.5—30V段:T3 ON; T4 ON

3) 9脚在各段的计算方法及值:

(1) T1导通、T3不导通 (即0—7.5V段) :

V9=6.25÷ (25+6.25) × (15+Vd) ﹣Vd

=3﹣0.8Vd

•当Vd=0V时:

V9=3V

•令V9=0V时

3-0.8Vd=0 Vd=3.75

•当Vd=7.5V时

V9=3-0.8×7.5=-3V

(2) T1导通、T3导通 (即7.5—15V段)

V9=6.25÷ (6.25﹢10) × (15﹢Vd) ﹣Vd=5.769﹣0.6154Vd

•当Vd=7.5V时

V9=5.769﹣0.6154×7.5=1.15V

•令V9=0V时

Vd=5.769÷0.6154=9.4V

•当Vd=15V时:

V9=-3.4V

(3) T1不导通、T3不导通 (即15—22.5V段) Z3=15V

V9=6.25÷31.25× (15+Vd-15) +15﹣Vd=15-0.8Vd

•当Vd=15V时:

V9=15-0.8×15=3V

•令V9=0V时

Vd=15÷0.8=18.75V

•当Vd=22.5V时:

V9=15﹣0.8×22.5=﹣3V

(4) T1不导通、T3导通 (即22.5—30V段) Z3=15V

V9=6.25÷16.25× (15﹢Vd﹣15) ﹢15﹣Vd=15﹣0.615Vd

•当Vd=22.5V时:

V9=15﹣0.615×15=1.16V

令V9=0V时:

Vd=15÷0.615=24.4V

当Vd=30V时:

V9=15﹣0.615×30=﹣3.45V

通过计算得到V9在Vd各段的电压值 (见表4) 。

通过表4得到三极管工作情况:

(1) 在0—3.75V段:T3 OFF

(2) 在3.75—7.5V段:T3 ON

(3) 在7.5—9.4V段:T3 OFF

(4) 在9.4—15V段:T3 ON

(5) 在15—18.75V段:T3 OFF

(6) 在18.75—22.5V段:T3 ON

(7) 在22.5—24.4V段:T3 OFF

(8) 在24.4—30V段:T3 ON

手机微电脑电路 篇6

手机电源电路由充电电池BATT为主构成,该干电池是手机工作能量的来源。当处于充电状态时,CHG(+)端进入的充电电压先经VDZ2稳压为约4.2V左右后分为二路:一路经VD4隔离、C70电容滤波后对BATT进行充电,同时还经L3、C43去耦后加到微电脑ICU3 22脚作电源,使手机充电时仍处于工作状态;另一路经VD5隔离后加到ICU3 25脚内,作为微电脑的充电检测信号,相关电路如图所示。

低压检测电路由R16、C25等构成。检测信号取自BATT电池正极,一旦电池电压下降使R16、C25去耦滤波后的电压低于一定值,这一电压经ICU3的 26脚进入微电脑内,微处理器经确认后产生相应的告警信号从23脚输出,控制BUZ蜂鸣器发声,以提醒用户手机电池容量不足,应进行充电。

2.微电脑控制电路

(1)时钟振荡电路 ICU3 1、2脚间的内、外电路构成了时钟振荡电路,X2为振荡晶体,时钟振荡频率就由其频率确定。

(2)复位电路 手机的电池初次安装使用时,当BATT干电池接通瞬间,Vcc电压经R16对C25电容进行充电,由于电容上的电压不能突变,使得一个上拉复位信号经ICU3的27脚进入IC内,使微电脑实现上电复位的目的。

(3)键盘电路 该电路由ICU的3 7~9脚及R45~R51电阻等组成,采用分压式键控输入方式。手机的控制均由键盘电路输入,当按下某一键时,ICU3微电脑先根据预存的程序确认是哪一键按下,然后按预先设定的程序执行相应的指令,使控制信号经发射电路发射传送给主机。

(4)键盘灯控制 LED1~LED4、R76~R77、VT6构成了键盘灯控制电路,受ICU3 15脚输出信号的控制。当15脚为高电平时,VT6管导通,从而使LED1~LED4的电流通路形成而导通发光。LED5为工作状态指示灯,当微电脑ICU3 21脚与ICU1 7脚间进行数据交换而呈低电平时,LED5经VD6形成电流通路而导通发光。

(5)振铃控制 主机发送来的振铃信号由天线接收、ICU1处理后从23脚输出→ICU3 24脚内。微电脑按预定的程序进行判断,确认是振铃信号后,产生的再生信号从23脚输出→R70电阻→VT7管基极,使其导通,推动蜂鸣器BUZ发声。

3.存储器电路

存储器电路由电可擦写存储集成电路ICU2(24C01)及R55、C40组成。ICU3的存储器时钟信号从其10脚送给ICU2的8脚,ICU3的5脚与ICU2 5脚相连,以便进行数据交换。

4.显示电路

显示电路由液晶显示模块ICU4(HT1616)和LCD显示屏共同组成。显示模块的供电取自干电池正极,经VD1~VD3稳压后加至ICU4 26脚后得到。其18、19脚内外电路构成了显示用时钟振荡电路,振荡频率由X3晶振频率确定。

当拨号时,键盘输入的键码经微电脑ICU3处理后,一方面从其19~21脚将与拨号有关的信息输送至ICU1的8~6脚提供给调制发射电路向外发射,另一方面又从ICU3 16~18脚输出启动、数据、时钟信号至ICU4 15、14、8脚,使液晶屏显示出所拨的号码。ICU4 9、13、20脚外接的三只开关分别为:SET为设置键,ADJ为时钟键,TIMER 为计时调整键。VD9~VD11均为隔离开关二极管。

5.主要故障现象分析与排除

(1)不能振铃 手机不能振铃,确认主机振铃及检测电路正常后,应重点检查VT7、R70、R72有无开路,VD6、C71是否短路,BUZ蜂鸣器是否损坏。

(2)按下手机“TALK”键,主机不能摘机 检修时,可先测量ICU3 9脚在按下“TALK”键后是否为0V。若不是,应检查该键的导电橡胶是否太脏而造成导电不良;若0V无问题,再观察按该键时工作指示灯和键盘夜光灯能否点亮。若不亮,应检查ICU3供电及时钟振荡电路(通常X2晶振易损坏)。

若灯亮正常,应检查调制电路VTS(见射频电路)导通是否正常,测VD1上是否有安全密码波形。若无,应检查ICU3 4脚输出的数据波形中有无密码校验信号,检查R31、R30电阻有无开路;还应检查锁相环电路发射部分工作正常否,可在ICU1 47脚测调制载波是否正常来确定。最后检查VT4~VT2、T5、T4各点上的波形来寻找故障点,若信号幅度小,可试调T5或T4的磁芯看其能否恢复正常。若调整无效,则可能有元件损坏,应进一步查找。

(3)手机低电压报警常响 这种故障多为手机不能充电引起的,常见为VD4二极管开路或虚脱焊;充电座有脏污或簧片接触不良;R16电阻值变大导致ICU3 26脚电压下降,而使微电脑误认为电池欠压。

(4)手机拨号均不正常 先确认主机无问题后,按“TALK”键时测ICU3的 7~9脚上的约3.5V电压是否正常。若该电压偏低,应检查电容C70、稳压二极管VDZ2、C43滤波电容有无漏电。确认3.5V电压正常后,再按各数字键看 7~9脚电压是否变化。电压不变,应检查手机按键是否良好,R45~R51分压电阻中有无变质或虚脱焊。若电压有变化,但ICU3 4脚无数据信号输出,则多为ICU3内部电路局部损坏引起的,可通过测其在路电阻来作进一步确认。手机微电脑ICU3各引脚功能及检测数据如附表所列,供检测时参考。

手机电源电路 篇7

5V待机电源(5Vs)

5V待机电源电路如图2所示,TOP210是美国PowerIntergrtions公司上个世纪90年代的产品,是TOP开关系列中的一种。TOP210集各种控制功能及耐压700V的功率开关管MOSFET于一体,采用8脚DIP封装。其中5脚是MOSFET管漏极(D极),1和8脚相通,是MOSFET的源极(S极),4脚是完成占空比等控制功能的TOP控制脚C,在正常工作的情况下,MOSFET的占空比随其控制极电源Ic的增大而减小,从而输出电压也随之下降。接通市电后,C6上的300V电压通过开关变压器TF2的1-2绕阻加到MOSFET的D极,由连接在D和C之间的内部高电压开关电流源为C脚提供电流,通过对C12的充放电而形成自激振荡,经脉冲整流滤波后得到5V电压。R27、R28、R19、D16和Q6等构成简易稳压电路,当市电升高时,5Vs升高,Q6基级电压升高,发射极电流减小,因而流过TOP210的C极的电流增大,随之5Vs下降,从而达到了稳定输出电压的目的。当市电下降其稳压过程类似,不再重复。

接收机刚通电时,待机电源工作,除为待机控制电路提供电源外,还为MCU87C51提供电源,因而在接通市电瞬间,87C51的P1口输出信号,驱动面板上的显示屏和指示灯发亮。

5Vs电源的保护电路主要有三个作用:

(1)尖峰吸收保护电路:D10、C15和R23构成尖峰吸收回路,该回路可防止MOSFET在截止期间被反峰电压击穿。

(2)过流保护电路:当MOSFET漏极电流过大时,过流保护电路开始工作,TOP开关会自动切断输出,从而达到过流保护的目的。

(3)过热保护电路:当MOSEFT的结温度超过135℃时,过热保护电路开始工作,TOP开关会自动切断输出,从而达到过热保护的目的。

主电源电路的构成和原理

KA3842B集成电路是本机电源电路的核心,内含基准电压发生器、振荡器、误差放大器、PWM锁存器、脉冲输出级和过流、欠压保护等电路。其适应的市电范围为180~240V,输出电压误差≤1%。由于采用集成电路,该机电源还具有线路简单和小型化的优点。为了给读者在维修该类电路时提供方便,我们先分析KA3842B的各引出脚功能,并在图3中画出它的内部框图。1脚为补偿端,外接阻容元件来补偿误差放大器的频率特性。2脚是反馈端,将取样电压加至误差放大器的反相输出入端,再与同相输入端的基准电压(2.5V)进行比较,产生误差电压。3脚是过流检测端,外接过流检测取样电阻,构成过流保护电路。4脚外接内部振荡器的定时电容和定时电阻。5脚为接地端,6脚是脉冲输出端,8脚是基准电压端,其值为5V。主电源电路如图4所示,下面我们分析各级电路的原理。

1.抗干扰、整流滤波电路 该电路是5V待机电源电路和主电源电路公共部分,图2、图4、图5中的C6为同一只滤波电容,但为了分析问题方便,把该电路列入主电源电路来分析。如图5所示,市电进入接收机后,首先经过压敏电阻DK1,DK1起到超压保护的作用。C1~C4、T1组成抗干扰电路,滤除进入电源电路的高频干扰,经BD1整流后在C6上得到约300V的直流脉动电压。请读者特别注意的是该机采用了负温度系数热敏电阻RT1作限流电阻。在电流刚流过RT1的瞬间,RT1的阻值较大,这就限制了对C6的充电电流。随后由于有电流流过,使其温度升高,从而使其阻值降低。这样不但不影响开关电源的工作性能,而且自身的功耗也大大下降,从而提高了开关电源的安全性和可靠性。

2.启动电路与自激振荡电路 启动电路由R16、R3、D1和Q3等组成。当接通市电后,5Vs电压建立,经MCU87C51送出高电平的PCS控制电压,该电压使Q3处于截止状态,300V电压经R16、R3、D1向C7充电。当C7上的电压达到16V时,集成电路U1内部施密特比较器输出高电平,U1开始启动。这时8脚有5V基准电压,该5V电压有3个作用:(1)为U1的内部线路提供工作电压;(2)如图3所示,经内部分压后,取出2.5V基准电压加到误差放大器的正端;(3)通过R15对C10充电。经过一定的延误时间后,4脚内部的振荡器起振。C9、R4用以改善内部误差放大器的频率响应,C8是消噪电容。

U1起振后,从第6脚输出的脉冲信号加在开关管Q1的栅极,在脉冲信号的高电平期间,开关管Q1导通,漏极电流流过开关变压器TF1的初级1-2绕阻并逐渐增大,直至Q1饱和导通。同理,在脉冲信号的低电平期间,开关管Q1截止。这时,开关变压器TF1初级绕阻所储存的能量传输到次级绕组上。

当漏极电流流过初级绕组时,次级3-4绕组所输出的脉冲电压经D9、C7整流滤波后,在U1的7脚得到12V的工作电压。D1在此条件下重新导通,和R3、R16、Q3等,成为待机控制电路的一部分。启动电路与待机控制电路密不可分,是本机电源电路的一个特点。由U1的内部电路图3可知,U1的工作电压不能超过34V。

3.脉冲整流滤波电路 开关电源正常工作后,分别经D11、D12、D13、D15、D17和各路滤波电路滤波,分别得出12V(供QPSK解码板)、33V(供调谐器调谐电压)、5V(经三端稳压器降压到+3V,供CL9100芯片用)、18V(经L318转换成18/14V输出,供LNB使用)及-12V共5组电压。读者请注意以下两点:(1)该机小巧的电源板旁有一小巧的散热用的直流5V电扇,其供电取自主电源5V电源,它直观地反映了主电源的工作状况;(2)为满足高频低电压大电流整流的需要,D15选用肖特基管B10A45V,并配备以大块散热片。读者在分析该机电源电路时,切不可理解本电源的两块散热片为主电源和5Vs待机电源开关管的散热片,实际上,另一块较小的散热片为主电源开关管Q1的散热片。

4.稳压控制环路 本机的稳压控制环路由取样放大器U5、光耦器U22及U1(KA3842B)等组成。当5V电源因某种原因升高时,U5(KIA431)的R极电压将升高,即U5内的电压比较器同相输入端的电压将超过2.5V,该电压与反相输入端的2.5V基准电压比较后比较器将输出高电平,加大U5内三级管的导通程度,U22的2脚电平将下降;与此同时,升高的5V电源将通过R36使U22的1脚电平下降,这一升一降的结果使流过的U22内发生二极管的电流增大,其内的光敏管导通程度加大,U22的3脚电压升高,这时输入到U1的2脚上的电压增大,U1内误差放大器反相输入端电压将超过2.5V,因而该放大器将提前输出一低电平,该低电平加到电流传感比较器的反相输入端,并使其产生一高电平加到 RS 触发器的R端使其复位, Q=0,Q =1 ,通过或非门使 Q1’导通, Q2’截止,Q1开关管将提前关断,因此降低了开关电源的占空比,使开关电源下降到稳定的电压值。当开关电源的输出电压因某种原因下降时,其稳压控制原理不再重述。该稳压环路还通过R38对12V电源进行取样稳压,其原理与上述稳压原理相同。

5.待机控制电路 待机控制电路由待机电源5Vs,87C51输出的PCS控制信号,电子开关Q4、Q5、光耦器U21和Q3、D2、R3、D1及集成电路U1等组成。接收机正常工作时,PCS为高电平,Q4饱和,Q5截止,光耦器U21的1、2脚没有电流流过,光耦器U21内的光敏管及Q3、D2处于截止状态,这时它们对主电源电路的工作没有影响。当机子处于待机状态时,PCS为低电平,Q4截止,Q5和光耦器U21内的发光二极管导通,光耦器4脚为低电平,该低电平一方面通过D2使集成电路U1的1脚为低电平,加到电流传感比较器的反相输入端,使该比较器输出高电平,RS触发器复位,其结果为Q1截止,Q2导通,从而切断了6脚的脉冲输出;另一方面加到Q3的基极使Q3饱和导通,Q3的发射极为低电位,该电位经R3、D1使集成电路U1的7脚电压为零,从而停止了主电源的工作。

6.保护电路

(1)欠压保护电路 当市电低于180V时,启动电源在C7上的电压低于16V,参照图3,这时U1不起振。U1起振后,如负荷加重等原因使U1的工作电压低于11V时,U1也将停振,从而保护了开关电源。

(2)过流保护电路 R12是过流检测电阻。如图3所示,当流过Q1源极的电流增大时,R7上的电压将增大。当该电压大到一定程度时,它将通过R12加到U1的3脚内部的电流传感比较器的同相输入端并使其输出高电平,从而切断6脚的脉冲输出,达到了保护开关电源的目的。

(3)尖峰吸收保护电路 D8、C14、R21构成尖峰吸收回路,该保护电路可防止开关管Q1在截止期间不被反峰电压击穿。

维修方法

了解和掌握该机电源部分的组成和工作原理,对该机的维修实践大有裨益。下面分三种情况进行讨论。

1.接通电源,保险管马上烧黑 这种情况说明电源部分存在严重的短路故障,一般通过在线测电阻值就能很快找到故障。通常在整流滤波电路为压敏电阻DK1、整流桥BD1、变压器T1特别是滤波电容C6击穿;在待机电源部分为TOP210击穿;在主电源部分为Q1击穿。但也有个别情况下用测电阻法不能排除故障,这时用锋利的小刀割断C6与待机电源、C6与主电源的连接线,换好保险管,通电,如果保险管继续烧黑,说明短路发生在整流滤波电路;如保险管不烧断,则分别接上待机电源和主电源,看在接上哪一部分电路时保险管烧黑,即为该部分有严重的短路故障,通过测量和代换等方法就能很快地排除故障。

2.接通电源后显示屏不亮,但小风扇转动正常 很明显这是主电源部分正常而待机电源部分有故障,通过测量和代换就能很快地排除故障。

3.显示屏闪烁不停,小风扇不转 很明显这是待机电源部分正常而主电源部分有故障,接收机不能进行控制和对信号的处理。这时测U1的7脚电压,如果该电压基本正常,说明起动电路和待机控制基本正常,故障可能就在U1和Q1;若测U1的7脚电压为0,则故障在起动电路或待机控制电路,这时一般为R16开路,Q3、U21的3、4脚击穿短路等。

维修实例

例1:接收机无输出电压。这时检查保险管已烧黑,在线检查5Vs电源开关管TOP210已击穿短路并已炸裂,更换后输出电压正常。

例2:接收机无输出电压。这时检查保险管已烧黑,在线测整流桥BD1、C6开关管Q1及TOP210的直流电阻无异常。为了分清故障的部位,用锋利的小刀割断待机电源和主电源与C6的连线,首先检查整流滤波电路。按原规格换好保险管,通电。但在通电瞬间保险管立即烧黑,与此同时,C6上的圆形盖片飞出,该电容炸裂,更换该电容后故障排除。

例3:接收机显示屏及指示灯不亮。打开机子检查,在通电瞬间,5V散热小风扇转动,但很快就不转了,立即拔出电源插头进行故障分析。显示屏不亮,说明待机电源不正常,而5V风扇转动不久就停转,说明主电源基本正常而待机电源可能有某种不很严重的短路性故障,在这一定程度上影响了U1的正常工作,而使其进入保护状态。在线测出5Vs电源整流管D14已击穿,更换一只快恢复整流二极管后故障排除。

例4:接收机显示屏及指示灯不亮。打开机子检查,发现风扇转动正常,这说明主电源正常而待机电源不正常,这时测5Vs,仅为约1.8V。5Vs电压下降,估计可能为流过TOP210控制极电流Ic增大所致,即Q6可能处于截止状态。在线用10k Ω挡测R27,该电阻开路。用一只1MΩ电阻更换后故障排除。

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