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AI-0067(ADAPTOR)電路原理講解 1 芯片介紹 PHILIPS產(chǎn)的Lenovo AK5S50/55系列機(jī)種電源部分使用飛兆半導(dǎo)體公司(Fairchild Semiconductor)推出的新型FAN7601器件，這是具有可設(shè)定開(kāi)關(guān)頻率的電流模式PWM控制器，F(xiàn)AN7601的內(nèi)在功能特性，如可外部調(diào)整的軟啟動(dòng)（20mS）和高壓?jiǎn)?dòng)開(kāi)關(guān)等，進(jìn)一步降低了功耗。此外，過(guò)壓保護(hù)（19V輸入/2.5V反饋）、過(guò)熱關(guān)斷，以及欠壓鎖定UVLO（12V / 8V）功能都提高了系統(tǒng)的可靠性。除了提供長(zhǎng)期可靠性外， FAN7601的電路板布局簡(jiǎn)潔，確保其應(yīng)用靈活方便。  圖1  圖2 我們可以從圖2看出個(gè)功能引腳的定義。PHILIPS系列機(jī)種電源部份和AOC不同的地方就是其使用了不同的PWM控制芯片，F(xiàn)AN7601是一款更符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的新型PWM控制器，在待機(jī)的狀態(tài)下，功耗可以做到小于1W。 2 電路流程 （如無(wú)說(shuō)明，以輸入電壓~220V分析） 啟動(dòng) 220V的工頻交流電經(jīng)過(guò)三芯插頭送到ADAPTOR電路板上，經(jīng)過(guò)F001 一個(gè)2安培的保險(xiǎn)后，我們可以看見(jiàn)有一個(gè)NTC1的器件。這是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。它的作用是限制浪涌電流，起到保護(hù)的一個(gè)作用。因?yàn)楦綦x式開(kāi)關(guān)電源在加電會(huì)產(chǎn)生極高的浪涌電流，浪涌電流主要是由濾潑電容充電引起的，在開(kāi)關(guān)管開(kāi)始導(dǎo)通的瞬間，電容對(duì)交流呈現(xiàn)出很低的阻抗，一般情況下，只是電容的ESR值，如果不采取任何保護(hù)，浪涌電流可接近幾百安培。 NF002和后面的NF001都是感量較大的磁芯線圈，它們一起構(gòu)成EMI濾潑器，防止產(chǎn)生電磁干擾，同時(shí)也限制外部的電磁干擾進(jìn)入到電源里面。R001 R002和R003一起構(gòu)成EMI濾潑器的泄放會(huì)路。CX001和CY001 CY002在本電路里面的作用是一起構(gòu)成X校正和Y校正，其實(shí)就是我們了解的共膜和差膜抑制回路，主要也是消除來(lái)自電網(wǎng)的干擾。在這里有一個(gè)器件VAR1，在這里是一個(gè)過(guò)壓保護(hù)的器件，也叫壓敏電阻。一般標(biāo)稱的電壓值是275V，一旦電網(wǎng)的電壓超過(guò)275V后，VAR1就擊穿短路，使保險(xiǎn)絲馬上燒毀，從而保護(hù)了后面的電路在外部電壓異常的情況下不受損壞！ 經(jīng)過(guò)前面的電路后，工頻的交流電就變成比較純凈的220V電壓了。220V的電壓有經(jīng)過(guò)BD001全橋整流，C001濾潑，變成一個(gè)大約320V左右的直流電壓。320V左右的直流電壓一路直接送到了IC001的1腳供電，給IC001一個(gè)一次啟動(dòng)的電壓。另一路從T001的1腳進(jìn)入了變壓器。從變壓器的3腳輸出。因?yàn)榍懊嬖谝婚_(kāi)機(jī)的情況下，320V的電壓同時(shí)進(jìn)入了IC001的1腳，IC內(nèi)部就開(kāi)始產(chǎn)生震蕩的波行，從6腳進(jìn)行輸出。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)正脈沖來(lái)臨的時(shí)候，開(kāi)關(guān)管Q001就導(dǎo)通了。另一路320V的電壓經(jīng)過(guò)了T001的3腳，Q001的D極到S極下地，就會(huì)在T001的1，3腳產(chǎn)生一個(gè)快速的直流電平變化。此變化的電平同樣會(huì)在T001的4，5腳產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)的電壓，此感應(yīng)電壓經(jīng)過(guò)D001 C004整流濾潑，R009限流，送到IC001的7腳供電，這樣就完成了開(kāi)關(guān)電源的啟動(dòng)。啟動(dòng)后IC001的供電主要是靠T001的4，5腳感應(yīng)的電壓。 在啟動(dòng)回路中，R004 R039 R040 R037 C002等器件構(gòu)成了變壓器初級(jí)線圈的消振電路，D002的作用主要是提供初級(jí)線圈反向電壓的泄放回路，使開(kāi)關(guān)管在關(guān)斷的情況下不至于會(huì)被初級(jí)線圈的反向電動(dòng)勢(shì)擊穿。 穩(wěn)壓保護(hù) 變壓器回路在完成了啟動(dòng)后，正常的情況下，在變壓器的此級(jí)側(cè)就會(huì)有感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過(guò)兩個(gè)繞組，（7，9/10），（6，8），分別產(chǎn)生兩組不同的電壓。（7，9/10）此一組經(jīng)過(guò)D007 C013 L001 C011 C007 等器件整流濾潑后，得到了一組12V的直流電壓；（6，8）此一組經(jīng)過(guò)D006 C014 L002 C012 C008等器件整流濾潑后，得到了一組3.3V的直流電壓。因?yàn)槟承┳兓脑?，我們得到的直流電壓不一定是穩(wěn)定的，要正常使用，必須要有穩(wěn)定的電壓。所以我們要對(duì)前極的振蕩波形，根據(jù)輸出的變化，進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，以獲得我們需要的電壓。 在本電路中，我們用來(lái)監(jiān)測(cè)輸出變化的核心器件（IC002）是一組雙運(yùn)放BA10358。  圖3 我們具體看一下后極電壓的變化情況是怎么反饋到前面電路的 電源啟動(dòng)后，產(chǎn)生的12V和3.3V的直流電壓，分兩個(gè)情況：12V一路經(jīng)過(guò)R038到了運(yùn)放的6腳負(fù)向輸入端；3.3V一路經(jīng)過(guò)R029也到了運(yùn)放的6腳負(fù)向輸入端，同時(shí)可以看見(jiàn)在運(yùn)放的6腳負(fù)向輸入端有接兩個(gè)電阻下地，R026和R042，那么在這樣一個(gè)回路中就構(gòu)成了典型的電阻取樣分壓電路。我們可以從下面的例子中分析這種電路的特點(diǎn)： 如果V+電壓恒定，我們又知道R1和R2的租值，那么如果要計(jì)算出A點(diǎn)的電壓，我們就可以用到下面的公式：  如果V+的電壓變化的話，那么在A點(diǎn)的電壓也就會(huì)相應(yīng)的變化：V+升高，A點(diǎn)的電壓也升高，其實(shí)這樣就反映了我們輸入電壓的變化。  具體的穩(wěn)壓過(guò)程，我們通過(guò)下面的電路圖來(lái)表示：  圖4 在本電路中，需要了解的是U002的使用。U002（AP432）是一個(gè)精密的三端穩(wěn)壓器，在本電路的結(jié)構(gòu)中，它因?yàn)榭刂贫私拥氖歉唠娖?，所以只能?.5V的穩(wěn)壓值。這個(gè)2.5V的電壓通過(guò)R031加到運(yùn)放的正向輸入端（5）腳作為比較器的參考電壓使用。 回到電路（見(jiàn)圖4），如果12V輸出或3.3V輸出的電壓有變化，就必然會(huì)通過(guò)R026 R042構(gòu)成的電阻分壓取樣電路，使A點(diǎn)（也就是運(yùn)放的6腳）的電壓也相應(yīng)的變化，6腳的變化電壓和5腳的基準(zhǔn)參考電壓比較，產(chǎn)生比較電壓從7腳輸出。 我們假設(shè)12V的電壓升高，那么A點(diǎn)的電壓也升高，同樣相當(dāng)于IC002 6腳的 電壓升高，因?yàn)檫\(yùn)放的輸入是接在反向端，那么7腳輸出的電壓就向反的方向下降，B點(diǎn)電壓下降后，相當(dāng)于D005負(fù)端的電位下降，那么D005正端的電壓就流向負(fù)端，從而引起U001上面的電流增加，光藕內(nèi)部的發(fā)光二級(jí)管發(fā)光強(qiáng)度增加，在U001 3—4腳感應(yīng)的光強(qiáng)度變化成阻抗的變化，光敏三極管導(dǎo)通腳加強(qiáng)，從而又使T001 4腳的電壓通過(guò)光藕流到IC001的2腳，IC001 2腳的電壓上升后，IC001內(nèi)部電路就使6腳使出的PWM波脈寬邊窄，Q001的導(dǎo)通腳就減小，反映到負(fù)載就是輸出的電壓下降了。 這樣就完成了一個(gè)閉環(huán)的穩(wěn)壓過(guò)程。同樣的，如果輸出的電壓下降， 就是這些電路的逆過(guò)程，同樣會(huì)穩(wěn)定輸出電壓的值。3.3V 的穩(wěn)壓情況也是一樣的。 在這個(gè)電路中還有一個(gè)ZD001是并聯(lián)在12V和3.3V之間，這個(gè)ZD的作用主要是一個(gè)輔助穩(wěn)壓的過(guò)程。如果12V電壓異常升高，可以通過(guò)ZD泄放到3.3回路，同時(shí)也具有鉗位的作用。 過(guò)流保護(hù) 在電路正常工作的時(shí)候，應(yīng)該要限制電流的大小，如果電流過(guò)大而沒(méi)有保護(hù)的話，就容易損壞后面的電路。在我們這款電源中，同樣設(shè)置有過(guò)電流的保護(hù)。  圖5 這個(gè)電路的形式基本上和穩(wěn)壓保護(hù)的相同。這里我們必須要明白取樣點(diǎn)的問(wèn)題，因?yàn)槿魏慰刂贫疾皇菓{空而來(lái)的，有因才有果。具體到電路上就是必須要找到一個(gè)反映變化的量，通過(guò)這個(gè)量的變化我們才能控制它的變化。 在電路圖中，我們可以了解到，12V和3.3V接的負(fù)載最后都是經(jīng)過(guò)了圖5的GND端，然后流過(guò)R034，再到T001的8腳下地，這里的R034其實(shí)是一個(gè)有一定阻值的錳銅跳線。所以12V和3.3V的負(fù)載產(chǎn)生的電流就會(huì)在R034上產(chǎn)生一個(gè)微弱的電壓降，我們就是通過(guò)捕捉這個(gè)微弱的變化量來(lái)反映了電路的總電流的實(shí)時(shí)變化！ 回到電路（圖5），運(yùn)放的正向輸入端同樣的是接了一個(gè)基準(zhǔn)的電壓，這個(gè)電壓也是從U002取過(guò)來(lái)的。當(dāng)然經(jīng)過(guò)了R021和R032的分壓，就不一定還是2.5V了。這時(shí)候如果負(fù)載發(fā)生短路或者重載的情況，那么在R034靠近GND端產(chǎn)生的電壓降就會(huì)增加，通過(guò)R036反饋到運(yùn)放的反向輸入端2腳，那么在運(yùn)放的輸出端電位就相應(yīng)的下降，同樣B點(diǎn)的電壓通過(guò)D004的正極向負(fù)極放電，使光藕的發(fā)光增強(qiáng)，IC101 2腳電壓上升，輸出脈寬減小，同樣就降低了輸出的電壓。 過(guò)壓保護(hù) 過(guò)壓回路是防止電路瞬間的高電壓使后面的器件受到損壞。在開(kāi)關(guān)電源中，這同樣是一個(gè)必不可少的會(huì)路。 12V和3.3V 分別有接一個(gè)穩(wěn)壓二級(jí)管，根據(jù)電壓的不同，穩(wěn)壓二級(jí)管的穩(wěn)壓值也不同。如果這個(gè)時(shí)候12V和3.3V有任一路異常超壓，瞬間的電壓升高，那么馬上會(huì)將穩(wěn)壓二級(jí)管擊穿，12V或者3.3V通過(guò)穩(wěn)壓二級(jí)管到達(dá)SCR001的G極，使SCR001受電導(dǎo)通，SCR001導(dǎo)通后，A極和K極的壓降將變的很小，從而將U001的2腳電壓拉到地，12V的電壓全部加在U001的1-2腳之間，光藕發(fā)光強(qiáng)度急劇增加，使IC001 2腳的電壓也會(huì)積聚升高，使它超過(guò)了2腳內(nèi)部比較器的翻轉(zhuǎn)電壓，是內(nèi)部比較器產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，關(guān)斷PWM的輸出！ 寬電壓輸入調(diào)整 現(xiàn)在的開(kāi)關(guān)電源都具有寬電壓輸入的特點(diǎn)，在交流90V到260V之間都能正常工作，如果不加其他電路的話，輸入的電壓變化勢(shì)必將影響到輸出電壓的變化。 在本電路中，我們?cè)谌珮蛘骱蟮闹绷麟妷禾?，通過(guò)R005 R006 R007構(gòu)成一個(gè)檢測(cè)回路，接到了IC001的2腳。如果輸入的交流電壓變化的話，那么在IC001 2腳得到的電壓勢(shì)必也會(huì)有所變化，這個(gè)變化的電壓經(jīng)過(guò)IC001內(nèi)部的比較器比較，實(shí)時(shí)的改變PWM輸出的波形大小，也就達(dá)到了寬電壓輸入的要求了??！ |
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