最新消息: USBMI致力于为网友们分享Windows、安卓、IOS等主流手机系统相关的资讯以及评测、同时提供相关教程、应用、软件下载等服务。

戴尔笔记本电脑电源适配器电路原理浅析与维修_上_

IT圈 admin 33浏览 0评论

2024年6月15日发(作者:宇文素华)

电子报/2010年/3月/7日/第009版

维修资料

戴尔笔记本电脑电源适配器电路原理浅析与维修(上)

河南 李群河

近日修了几台戴尔笔记本电脑PA-12系列HA65NS2-00型电源适配器,版本号REVA01。其

标称输入电压为100~240V(50~60Hz),输出电压为直流19.5V,输出电流为3.34A,额定输出功

率65W。戴尔Latitude、Insipron系列笔记本电脑均可使用该电源适配器,社会保有量较大。

HA65NS02-00型电源适配器大量使用了表面安装器件,如图1所示。

由于元器件密度高、工作电压高、电流大,发生故障的几率较大,若没有电路原理图维修相

当困难。这里给出根据实物绘出的电路原理图(见图2),浅析其工作原理,给出两个维修实例。图

2中:器件编号与实物一致,贴片电容未标注容量,电阻R12和R18阻值为实测值(缺省标注数值

的电阻单位为欧姆,缺省标注数值的电容单位为微法)。

一、电路组成与主要元器件作用

1.电磁干扰抑制电路与整流滤波电路

L1、R1A、RIB、CX1、L2组成差模和共模低通滤波器,通常称作电磁干扰抑制电路(EMI),

用来抑制开关电源产生的电磁干扰;BD1和C1组成桥式全波整流滤波电路,为直流/直流变换电

路提供平滑的直流电源(主电源)。

2.直流/直流变换电路

集成电路IC1及外围元器件、功率场效应开关管Q1、开关变压器T1等构成直流/直流变换电

路。IC1是

HA65NS02-00电源适配器的核心器件,采用SOP-8封装,顶部有两行标记,一行为

“1D07N25”,一行为“5528”。在查阅了大量资料后排除了NCPl207、LD7575等芯片,最终确

认该芯片为富士电机(FujiElectric)生产的FA5528。FA5528是采用CMOS制程的电流模式脉宽调

制控制芯片,典型工作电流仅1.4mA。该芯片额定工作频率60kHz,轻载时自动降低工作频率,

图3是FA5528的内部电路框图。

电阻R5A~R5D、C5和D1构成消尖峰电路,用来削除开关管导通与夹断时T1初级绕组产

生的高压尖峰脉冲(用来保护开关管Q1)。遇Q1击穿故障时,应检查消尖峰电路。D2和R1构成

ICl的启动电路。启动电流大约7mA,ICl启动后,芯片启动电路关闭,改由辅助电源供电,启动

电路电流降至25μA左右。开关变压器T1-1、T1-2绕组、R7、D3、R8、C3、C10和R4组成18V

辅助电源为ICl提供电能。开关管Ql源极与高压地之间的电阻R18和R14为开关电源过载保护

取样电阻。当流经过载保护电阻的峰值电流大于ICl内部设定的保护阀值电平时,ICl内部过载保

护比较器翻转关闭脉宽调制器输出,功率场效应开关管Ql

夹断,达到保护目的。

3.输出整流滤波电路

开关变压器T1A、T1B绕组产生的低压脉冲电压,经共阴极双肖特基二极管D31A整流、

C21A~C21C滤波后,产生平滑的+19.5V电源供电脑使用。电阻R21和电容C21组成的网络用

来吸收开关变压器产生的尖峰脉冲,保护整流器件。高亮度发光二极管LED和电阻R13相串用

来指示电源适配器工作状态。

4.输出电压稳压控制电路

线性光电耦合器PH1和精密并联型可调整稳压器IC32及其外围元器件与IC1内部误差放大

器、脉宽控制电路共同构成输出电压稳压控制电路。

由于IC32的存在,PHI②脚的电位是恒定的,当+19.5V电压变化时,PHl内部发光二极管的

发光强度发生变化,PHI内部光电三极管集电极和发射极间的电压UCE随之发生变化,UCE的

第1页 共4页

变化经IC1内部误差放大器放大后,调节IC1内部脉宽控制电路输出的脉冲宽度控制开关管Q1

的导通时间达到稳定输出电压的。电阻R24、R25和R26用来设定电源适配器的输出电压:

V

OUT

=V

REF

(1+R24/(R25//R26))

=2.5V×(1+69.8(10.2//909))=19.8V

固定R24和R25,调整R26,可调节输出电压:增大R26,输出电压降低,减小R26,输出电

压增高。光电耦合器PHl内部的发光二极管和光电三极管间没有电气连接,低压侧的电压变化通

过光信号传递到高压侧,还有保护低压侧设备和人身安全的作用。

5.输出保护电路

HA65NS2-00电源适配器具有完善的输出保护功能:Q3、NTC、R29组成输出整流器件过热检

测电路;IC2A、内部2.5V参考电压及外围元器件组成输出过压检测电路;IC2B及外围元器件和

电流取样电阻R40组成输出过流压检测电路;IC2A、IC2B的输出通过共阳极双开关二极管D42

和Q3的输出汇集到一起,组成线或电路。当某一路输出变低时,光电耦合器PH2内的发光二极

管导通发光,PH2内的光电三极管导通,IC1的①脚变低,关闭脉宽调制控制器输出。FA5528芯

片保护电路具有闩锁功能,故障解除后不能自动恢复工作。故障解除后,断开交流市电重新连接

市电可以快速恢复适配器工作。

(1)输出整流器件过热保护输出整流器件温度过热时,安放在输出整流器件散热片近旁的负温

度系数电阻NTC阻值减小,Q3饱和导通,通过光电耦合器控制ICl关闭脉宽调制控制器输出。

(2)输出过压保护 IC2A、内部2.5V参考电压及外围电路构成一个单限比较器(比较器的门槛

电平为2.5V)。当输出电压升高,R41A和R41B组成的分压器中点电压UA>2.5V时,比较器翻

转输出低电平,即:

(R14B/(R41A+R41B))×V

OUT

>2.5V

R41A+R41B

将图2中有关电阻数据代入不等式得:V

OUT

>21.7V。

(3)输出过流保护 IC2B及外围电路与电流取样电阻R40(阻值约30mΩ)构成一个单限比较

器,门槛电平104mV,由R32和R33对IC2内部2.5V参考电压分压取得。当电流取样电阻R40

两端的压降大于104mV时,比较器翻转输出低电平。

信息存储电路

戴尔笔记本电脑电源适配器输出接口比较特殊:其外壁是负极,内壁是正极,中间还有一根小

针与电源适配器内的ID信息存储芯片相连。戴尔笔记本电脑通过这颗芯片识别接入的适配器的

型号。

ID信息存储芯片IC3(型号为DS2501)采用TO92封装,有3只引脚,其中3脚为空脚。该芯

片由MAXIM-DALLAS公司生产的512字节单线只添加EPROM芯片,内部存有戴尔电源适配器

ID、功率等信息。这些信息可以通过最少的接口访问,例如微控制器的一个端口引脚。DS2501

由一个工厂刻度的注册码,其中包括:48位唯一序列码、8位CRC校验码和8位家族码(09h)以及

512位的用户可编程E-PROM组成。DS2501进行编程和读取操作的电源全部来自于1-Wire通信

线。采用1-Wire协议,即仅通过一条信号线和一条地线,实现数据的串行传输。读取数据时电压

不得超过6V,编程时要求电压12V。

早期电源适配器ID信息存储芯片直接与中间针相连,长达2m的输出线未使用屏蔽线,在电

气上相当一根天线,外界杂散电磁信号常常导致DS2501

莫名奇妙损坏。HA65NS2-00 REV A01

电源适配器针对这一问题作了改进:一是新增了ZD3和R31两个保护器件;二是输出线改用三芯

同轴线。

另外,部分适配器输出接口导线焊接位置不当,使用过程中易造成+19.5V导线碰触中心针导

线,致使DS2501损坏。如果DS2501芯片损坏,笔记本电脑屏幕将显示"The AC power adapter type

cannotbe determined"等信息,按F3可以进入系统,但是CPU降频使用,电池不能充电。(下转第

第2页 共4页

2024年6月15日发(作者:宇文素华)

电子报/2010年/3月/7日/第009版

维修资料

戴尔笔记本电脑电源适配器电路原理浅析与维修(上)

河南 李群河

近日修了几台戴尔笔记本电脑PA-12系列HA65NS2-00型电源适配器,版本号REVA01。其

标称输入电压为100~240V(50~60Hz),输出电压为直流19.5V,输出电流为3.34A,额定输出功

率65W。戴尔Latitude、Insipron系列笔记本电脑均可使用该电源适配器,社会保有量较大。

HA65NS02-00型电源适配器大量使用了表面安装器件,如图1所示。

由于元器件密度高、工作电压高、电流大,发生故障的几率较大,若没有电路原理图维修相

当困难。这里给出根据实物绘出的电路原理图(见图2),浅析其工作原理,给出两个维修实例。图

2中:器件编号与实物一致,贴片电容未标注容量,电阻R12和R18阻值为实测值(缺省标注数值

的电阻单位为欧姆,缺省标注数值的电容单位为微法)。

一、电路组成与主要元器件作用

1.电磁干扰抑制电路与整流滤波电路

L1、R1A、RIB、CX1、L2组成差模和共模低通滤波器,通常称作电磁干扰抑制电路(EMI),

用来抑制开关电源产生的电磁干扰;BD1和C1组成桥式全波整流滤波电路,为直流/直流变换电

路提供平滑的直流电源(主电源)。

2.直流/直流变换电路

集成电路IC1及外围元器件、功率场效应开关管Q1、开关变压器T1等构成直流/直流变换电

路。IC1是

HA65NS02-00电源适配器的核心器件,采用SOP-8封装,顶部有两行标记,一行为

“1D07N25”,一行为“5528”。在查阅了大量资料后排除了NCPl207、LD7575等芯片,最终确

认该芯片为富士电机(FujiElectric)生产的FA5528。FA5528是采用CMOS制程的电流模式脉宽调

制控制芯片,典型工作电流仅1.4mA。该芯片额定工作频率60kHz,轻载时自动降低工作频率,

图3是FA5528的内部电路框图。

电阻R5A~R5D、C5和D1构成消尖峰电路,用来削除开关管导通与夹断时T1初级绕组产

生的高压尖峰脉冲(用来保护开关管Q1)。遇Q1击穿故障时,应检查消尖峰电路。D2和R1构成

ICl的启动电路。启动电流大约7mA,ICl启动后,芯片启动电路关闭,改由辅助电源供电,启动

电路电流降至25μA左右。开关变压器T1-1、T1-2绕组、R7、D3、R8、C3、C10和R4组成18V

辅助电源为ICl提供电能。开关管Ql源极与高压地之间的电阻R18和R14为开关电源过载保护

取样电阻。当流经过载保护电阻的峰值电流大于ICl内部设定的保护阀值电平时,ICl内部过载保

护比较器翻转关闭脉宽调制器输出,功率场效应开关管Ql

夹断,达到保护目的。

3.输出整流滤波电路

开关变压器T1A、T1B绕组产生的低压脉冲电压,经共阴极双肖特基二极管D31A整流、

C21A~C21C滤波后,产生平滑的+19.5V电源供电脑使用。电阻R21和电容C21组成的网络用

来吸收开关变压器产生的尖峰脉冲,保护整流器件。高亮度发光二极管LED和电阻R13相串用

来指示电源适配器工作状态。

4.输出电压稳压控制电路

线性光电耦合器PH1和精密并联型可调整稳压器IC32及其外围元器件与IC1内部误差放大

器、脉宽控制电路共同构成输出电压稳压控制电路。

由于IC32的存在,PHI②脚的电位是恒定的,当+19.5V电压变化时,PHl内部发光二极管的

发光强度发生变化,PHI内部光电三极管集电极和发射极间的电压UCE随之发生变化,UCE的

第1页 共4页

变化经IC1内部误差放大器放大后,调节IC1内部脉宽控制电路输出的脉冲宽度控制开关管Q1

的导通时间达到稳定输出电压的。电阻R24、R25和R26用来设定电源适配器的输出电压:

V

OUT

=V

REF

(1+R24/(R25//R26))

=2.5V×(1+69.8(10.2//909))=19.8V

固定R24和R25,调整R26,可调节输出电压:增大R26,输出电压降低,减小R26,输出电

压增高。光电耦合器PHl内部的发光二极管和光电三极管间没有电气连接,低压侧的电压变化通

过光信号传递到高压侧,还有保护低压侧设备和人身安全的作用。

5.输出保护电路

HA65NS2-00电源适配器具有完善的输出保护功能:Q3、NTC、R29组成输出整流器件过热检

测电路;IC2A、内部2.5V参考电压及外围元器件组成输出过压检测电路;IC2B及外围元器件和

电流取样电阻R40组成输出过流压检测电路;IC2A、IC2B的输出通过共阳极双开关二极管D42

和Q3的输出汇集到一起,组成线或电路。当某一路输出变低时,光电耦合器PH2内的发光二极

管导通发光,PH2内的光电三极管导通,IC1的①脚变低,关闭脉宽调制控制器输出。FA5528芯

片保护电路具有闩锁功能,故障解除后不能自动恢复工作。故障解除后,断开交流市电重新连接

市电可以快速恢复适配器工作。

(1)输出整流器件过热保护输出整流器件温度过热时,安放在输出整流器件散热片近旁的负温

度系数电阻NTC阻值减小,Q3饱和导通,通过光电耦合器控制ICl关闭脉宽调制控制器输出。

(2)输出过压保护 IC2A、内部2.5V参考电压及外围电路构成一个单限比较器(比较器的门槛

电平为2.5V)。当输出电压升高,R41A和R41B组成的分压器中点电压UA>2.5V时,比较器翻

转输出低电平,即:

(R14B/(R41A+R41B))×V

OUT

>2.5V

R41A+R41B

将图2中有关电阻数据代入不等式得:V

OUT

>21.7V。

(3)输出过流保护 IC2B及外围电路与电流取样电阻R40(阻值约30mΩ)构成一个单限比较

器,门槛电平104mV,由R32和R33对IC2内部2.5V参考电压分压取得。当电流取样电阻R40

两端的压降大于104mV时,比较器翻转输出低电平。

信息存储电路

戴尔笔记本电脑电源适配器输出接口比较特殊:其外壁是负极,内壁是正极,中间还有一根小

针与电源适配器内的ID信息存储芯片相连。戴尔笔记本电脑通过这颗芯片识别接入的适配器的

型号。

ID信息存储芯片IC3(型号为DS2501)采用TO92封装,有3只引脚,其中3脚为空脚。该芯

片由MAXIM-DALLAS公司生产的512字节单线只添加EPROM芯片,内部存有戴尔电源适配器

ID、功率等信息。这些信息可以通过最少的接口访问,例如微控制器的一个端口引脚。DS2501

由一个工厂刻度的注册码,其中包括:48位唯一序列码、8位CRC校验码和8位家族码(09h)以及

512位的用户可编程E-PROM组成。DS2501进行编程和读取操作的电源全部来自于1-Wire通信

线。采用1-Wire协议,即仅通过一条信号线和一条地线,实现数据的串行传输。读取数据时电压

不得超过6V,编程时要求电压12V。

早期电源适配器ID信息存储芯片直接与中间针相连,长达2m的输出线未使用屏蔽线,在电

气上相当一根天线,外界杂散电磁信号常常导致DS2501

莫名奇妙损坏。HA65NS2-00 REV A01

电源适配器针对这一问题作了改进:一是新增了ZD3和R31两个保护器件;二是输出线改用三芯

同轴线。

另外,部分适配器输出接口导线焊接位置不当,使用过程中易造成+19.5V导线碰触中心针导

线,致使DS2501损坏。如果DS2501芯片损坏,笔记本电脑屏幕将显示"The AC power adapter type

cannotbe determined"等信息,按F3可以进入系统,但是CPU降频使用,电池不能充电。(下转第

第2页 共4页

发布评论

评论列表 (0)

  1. 暂无评论