开关电源芯片十篇

开关电源芯片篇1

关键词：开关电源；TOP249Y；脉宽调制；TOPSwitch

1引言

随着PWM技术的不断发展和完善，开关电源得到了广泛的应用，以往开关电源的设计通常采用控制电路与功率管相分离的拓扑结构，但这种方案存在成本高、系统可靠性低等问题。美国功率集成公司POWERIntegrationInc开发的TOPSwitch系列新型智能高频开关电源集成芯片解决了这些问题，该系列芯片将自启动电路、功率开关管、PWM控制电路及保护电路等集成在一起，从而提高了电源的效率，简化了开关电源的设计和新产品的开发，使开关电源发展到一个新的时代。文中介绍了一种用TOPSwitch的第三代产品TOP249Y开发变频器用多路输出开关电源的设计方法。

2TOP249Y引脚功能和内部结构

2．1TOP249Y的管脚功能

TOP249Y采用TO－220－7C封装形式，其外形如图1所示。它有六个管脚，依次为控制端C、线路检测端L、极限电源设定端X、源极S、开关频率选择端F和漏极D。各管脚的具体功能如下：

控制端C：误差放大电路和反馈电流的输入端。在正常工作时，利用控制电流IC的大小可调节占空比，并可由内部并联调整器提供内部偏流。系统关闭时，利用该端可激发输入电流，同时该端也是旁路、自动重启和补偿电容的连接点。

线路检测端L：输入电压的欠压与过压检测端，同时具有远程遥控功能。TOP249Y的欠压电流IUV为50μA，过压电流Iav为225μA。若L端与输入端接入的电阻R1为1MΩ，则欠压保护值为50VDC，过压保护值为225VDC。

极限电流设定端X：外部电流设定调整端。若在X端与源极之间接入不同的电阻，则开关电流可限定在不同的数值，随着接入电阻阻值的增大，开关允许流过的电流将变小。

源极S：连接内部MOSFET的源极，是初级电路的公共点和电源回流基准点。

开关频率选择端F：当F端接到源极时，其开关频率为132kHz，而当F端接到控制端时，其开关频率变为原频率的一半，即66kHz。

漏极D：连接内部MOSFET的漏极，在启动时可通过内部高压开关电流提供内部偏置电流。

2．2TOP249Y的内部结构

TOP249Y的内部工作原理框图如图2所示，该电路主要由控制电压源、带隙基准电压源、振荡器、并联调整器／误差放大器、脉宽调制器（PWM）、门驱动级和输出级、过流保护电路、过热保护电路、关断／自动重起动电路及高压电流源等部分组成。

3基于TOP249Y的开关电源设计

笔者利用TOP249Y设计了一种新型多路输出开关电源，其三路输出分别为5V／10A、12．5V／4A、7V／10A，电路原理如图3所示。该电源设计的要求为：输入电压范围为交流110V～240V，输出总功率为180W。由此可见，选择TOP249Y能够满足要求。

3．1控制电路设计

该电路将X与S端短接可将TOP249Y的极限电流设置为内部最大值；而将F端与S端短接可将TOP249Y设为全频工作方式，开关频率为132kHz。

图2

在线路检测端L与直流输入Ui端连接一2MΩ的电阻R1可进行线路检测，由于TOP249Y的欠压电流IUV为50μA，过压电流Iav为225μA，因此其欠压保护工作电压为100V，过压保护工作电压为450V，即TOP249Y在本电路中的直流电压范围为100～450V，一旦超出了该电压范围，TOP249Y将自动关闭。

3．2稳压反馈电路设计

反馈回路的形式由输出电压的精度决定，本电源采用“光耦＋TL431”，它可以将输出电压变化控制在±1％以内，反馈电压由5V／12A输出端取样。电压反馈信号U0通过电阻分压器R9、R11获得取样电压后，将与TL431中的2．5V基准电压进行比较并输出误差电压，然后通过光耦改变TOP249Y的控制端电流IC，再通过改变占空比来调节输出电压U0使其保持不变。光耦的另一作用是对冷地和热地进行隔离。反馈绕组的输出电压经D2、C2整流滤波后，可给光耦中的接收管提供电压。R4、C4构成的尖峰电压经滤波后可使偏置电压即使在负载较重时，也能保持稳定，调节电阻R6可改变输出电压的大小。

3．3高频变压器设计

由于该电源的输出功率较大，因此高频变压器的漏感应尽量小，一般应选用能够满足132kHz开关频率的锰锌铁氧体，为便于绕制，磁芯形状可选用EI或EE型，变压器的初、次级绕组应相间绕制。

高频变压器的设计由于要考虑大量的相互关联变量，因此计算较为复杂，为减轻设计者的工作量，美国功率公司为TOPSwitch开关电源的高频变压器设计制作了一套EXCEL电子表格，设计者可以方便地应用电子表格设计高频变压器。

3．4次级输出电路设计

输出整流滤波电路由整流二极管和滤波电容构成。整流二极管选用肖特基二极管可降低损耗并消除输出电压的纹波，但肖特基二极管应加上功率较大的散热器；电容器一般应选择低ESR等效串联阻抗的电容。为提高输出电压的滤波效果，滤除开关所产生的噪声，在整流滤波环节的后面通常应再加一级LCC滤波环节。

3．5保护电路设计

本电源除了电源控制电路TOP249Y本身所具备的欠压、过压、过热、过流等保护措施外，其控制电路也应有一定的保护措施。用D3、R12、Q1可构成一个5．5V的过压检测保护电路。这样，当5V输出电压超过5．5V时，D3击穿使Q1导通，从而使光耦电流增大，进而增大了控制电路TOP249Y的控制端电流IC，最后通过内部调节即可使输出电压下降到安全值。

图3

为防止在开关周期内，TOP249Y关断时漏感产生的尖峰电压使TOP249Y损坏，电路中设计了由箝压齐纳管VR1、阻断二极管D1、电容C5、电阻R2、R3组成的缓冲保护网络。该网络在正常工作时，VR1上的损耗很小，漏磁能量主要由R2和R3承担；而在启动或过载时，VR1即会限制内部MOSFET的漏极电压，以使其总是处于700V以下。

4电源性能测试及结果分析

根据以上设计方法，笔者对采用TOP249Y设计的多路输出开关电源的性能进行了测试。实测结果表明，该电源工作在满载状态时，电源工作的最大占空比约为0．4，电源的效率约为90％，纹波电压控制、电压调节精度及电源工作效率都超过了以往采用控制电路与功率开关管相分立的拓扑结构形式的开关电源。

开关电源芯片篇2

关键词：DC/DC变换；控制芯片DPA426；应用

引言

DPA426是PI(PowerIntegrationGmbH)公司设计的，高度集成的DC/DC电源控制芯片。它内部集成了一个200V的高频功率MOSFET，并将PWM控制、工作频率选择、输入过欠压检测、可编程电流限制、ON/OFF开关控制、外部时钟同步、软启动及关断自动重启动、热关断保护等功能集于一身。只需极少的外部元器件就可实现众多功能，不但使设计简化，节省空间，而且可降低成本。DPA426支持正激和反激工作模式，工作频率高，贴片式封装；若将元器件及变压器采用贴片元器件和平面变压器，并采用铝基板设计，就可实现模块化设计。另外，DPA426只是DPASwitch系列控制芯片中的一种，它最大输出100W，还有DPA423－425，输出功率分别为18W，35W，70W，用户可根据需要选用。

图1

1DPA426简介

DPA426的输入电压范围为16～75V，其内部功能框图见图1，外形封装见图2，各管脚功能如下：

脚1CONTROL（C）控制脚，接内部误差放大器同相输入端，为反馈电流输入端，用于占空比控制；

脚2LINESENSE（L）在线感应脚，用于过、欠压检测，ON/OFF开关控制及外部时钟同步；

脚3EXTERNALCURRENTLIMIT（X）外部电流限制脚，用于输入电流的可编程限制；

脚4SOURCE（S）接芯片内部功率MOSFET源极；

脚5FREQUENCY（F）用于选择工作频率；

脚7DRAIN（D）接芯片内部功率MOSFET漏极。

下面介绍一下各功能的实现。

频率选择将脚5与脚4短接，工作频率为400kHz；将脚5与脚1短接，工作频率为300kHz，脚5不能悬空。

输入过欠压检测输入欠压保护的作用是使输入电压达到设定值时，芯片才开始工作，防止误触发；过压保护则是保护电路输入部分，不会因输入电压过高而损坏，见图3。

可编程电流限制将一电阻RIL接于脚3与脚4之间，就可实现对内部功率MOSFET漏极电流的限制，防止因输出过流或短路引起的损坏，见图4。

ON/OFF开关控制可实现对芯片的开关控制，脚3若悬空则芯片停止工作，见图5；若在三极在电源开启时，防止浪涌电流过大而损坏内部功率MOSFET及防止变压器饱和；自动重启动功能是在电路工作不正常时，使芯片处在一种低功耗的保护状态，恢复正常后使电路重新启动。

热关断保护用来保护芯片不因过热而损坏，当芯片温度高于137℃时，芯片内部保护电路会使内部功率MOSFET停止工作；当芯片温度低于110℃时，保护会自动解除，芯片继续工作。

2电路设计

实用电路见图8。

图8是一标准单路输出、正激式DC/DC变换器，输入电压为36～72V，48V输?时效率可达90％。电阻R1设置输入过、欠压保护分别为33V和86V；R3用来设置输入电流限制；脚5连接于脚1使芯片工作于300kHz；VR1用来嵌位功率MOSFET的漏极电压并使磁芯复位；C9及R5用来保护Q2，使漏源电压不超过Vdss；次级功率MOSFETQ1，Q2用来实现同步整流，提高整机工作效率；L2的初级用作输出扼流圈，次级整流、滤波后为芯片提供偏置电流；稳压部分采用了比较器431，与R10及R11组成的输出分压网络进行比较，并通过偏置绕组提供的偏置电流完成稳压；D3及C13组成一个软启动网络，与芯片内部限流、软启动共同用来防止电源启动时的过冲现象，R7用来给C13放电；R6，C16，R12，C14，R9，R4，C5共同完成控制循环响应。

图8

开关电源芯片篇3

关键词：电源管理芯片；功率因数校正；开关电源（SMPS）

电源管理芯片是为了节约电路系统整体能耗而利用管理芯片将电源输出合理分配给电路中不同组件，用管理芯片来控制减少闲置时组件的功耗，从而达到低功耗的目的。

电源管理芯片的原理是通过编程来控制设置在电源内的芯片，使电源管理系统通过软件指令控制各级电压激活与否，即通过各项不同软件指令来实现循环执行和条件执行控制各级电压激活， 在电源系统内部完成电能的变换、分配、检测、管理。通过CPU供电幅值，控制各级电路功率输出。

电源管理芯片的目标是提高效率，降低功耗以此达到绿色环保的要求，而随着其应用范围的越来越广泛，其功能越来越多，增效节能的要求也更加突出，节能增效的要求不再仅仅是开关电源等核心部位的要求，功率因数校正（PFC）、USB充电和系统级节能增效的问题，也日益受到关注。

在越来越多的领域对电源管理芯片提出新的要求，如通信、数字家庭设备、移动终端等等，随着对数据处理能力的不断提高，能耗的要求也越来越增加。因此如何尽可能的满足能耗的需求同时提高效率，节约电能成为重中之重。

电脑的电源系统管理主要可以关注PFC的功耗和开关电源的功耗，如何提升每一级电路的能效是相当重要的。在开关电源（SMPS）部分，我们可以通过软件编程完成开关损耗的下降或者整流器压降来减少次级损耗。这两种都是行之有效的方法。

如今我们可以通过采用工艺更为先进、性能参数更加高的PFC电感、diode、场效应管来提高PFC的效率。但随着要求的迅速提高仅仅通过选择性能参数优异的原件满足不了新的要求，因此只有新技术的应用才将会满足新的要求例如无桥PFC，它可以大大减少桥的损耗。

为了达到更高的效率我们还可以采用交错式PFC，以及通过工艺技术的提高、软开关技术等来完成开关损耗的下降或者新型拓扑的应用等等。

在移动终端日益发展的今天，智能手机，平板电脑、智能手表眼镜等可穿戴电子产品功能多元化、完善化，其电源的尺寸、效率、能耗、充电时间、性能的安全稳定性的问题日益凸显，电源管理芯片技术的研究应用也越来越重要。

在移动终端方面，更多采用USB接口进行充电，如何通过USB接口快速充电，提高效率是一个挑战。一般移动设备通过USB连接电脑时，Imax为500mA，而充电芯片功率为有限值，如何利用有限功率高效完成充电是非常重要的，我们利用开关模式的充电芯片可以很好替代传统的线性充电方式，大大提高效率节约时间能耗，移动终端市场的蓬勃发展，提供机遇的同时也给出了许多难题。我们可利用具有高速动态响应的降压控制器，高速运行，可允许使用更小的系统电容，同时集成了更多开关管以及充电电流侦测电阻，使得应用更简便。通过外部的侦测电阻和电池端NTC电阻来检测动态电流，对电池容量进行合理估算，同时利用高效算法，及OCV侦测功能来初始化和校准修正电池剩余容量，增强电池侦测的准确性，以更提高用户体验。

移动终端和可佩戴电子设备有两个关键问题除了上面我们谈到的高效率，我们还很关注产品的体积。我们希望产品越小越好越轻越好，因此便携成为很重要的衡量指标。但高的效率调节需要更多元件支撑，也必然推高成本增大体积，所以如很取舍，设计人员需要权衡主次，确定移动终端中最需要功率支持的部件，因此找到核心部件，是重中之重。例如，手机中的基带处理器从不会关闭，但是在待机操作中却要占用90%以上的时间.因此，要最大化延长手机的运行时间，选择一个具有极低漏电流（数十μA）的功率芯片就显得非常重要了。能耗的减低是最终目标，确保最长的运行时间，最低的消耗是电源管理不懈的追求。

除了以上处理方式之外，优化PCB空间也是解决体积问题的出路之一，因为低功率并不表示小体积，我们必须最大化的利用面积，我们可以通过最优化电容电感这些无源器件解决我们的问题。

电源管理芯片的有相当广阔的发展前景，新技术的发展应用也将多元化，其性能也将日益完善。

参考文献：

[1]习林茂.一种SOI CMOS电压转换电路的设计[D].西安电子科技大学，2011.

[2]张培剑.基于智能IC卡的小型电源管理模块设计[D].山东大学，2013.

开关电源芯片篇4

关键词：CPU；主板；供电电路；电源控制芯片

中图分类号：TP307文献标识码：A文章编号：1007-9599 （2010） 14-0000-02

Computer CPU Power Supply Circuit Board Analysis and Repair

Zou Shixi

（Liaoning Mechanic&Electric College,DanDong118000,China）

Abstrct:This paper discusses the computer CPU power supply circuit board composition,work theory,repair process,due to problems caused by the circuit and the causes of common faults analyzes,puts forward ways to deal with the maintenance.

Keyword:CPU;Motherboard;Power supply circuit;Power Control Chip

一、引言

CPU供电电路为CPU提供电能，保证CPU在高频、大电流工作状态下稳定地运行，满足正常工作的需要，是计算机主板中唯一工作在大电流状态的供电电路单元，由于供电电路元器件发热量较大，市网的强电磁脉冲及周围环境条件因素也能影响到本供电电路，所以它是计算机主板中故障率最高的部位。另外一方面，该供电电路是采用脉冲宽度调制的开关直流稳压电源，不同计算机主板其供电电路结构基本相同，故障也有一定的规律可寻，只要了解它的电路工作原理，就能掌握该电路的维修技术，有一定的实际意义，减少大量的维修时间。

二、CPU 供电电路的组成与工作原理

CPU供电电路通常采用PWM（Pulse width Modulation，脉冲带宽调制）开关电源，该部分电路主要是由场效应管（MOSFET）、PWM控制芯片、扼流线圈、储能线圈、滤波电容和电阻等元器件组成。它将12V或5V主电压转化成高精度的CPU Vcore供电电压。附图是某品牌G31芯片组计算机主板上CPU供电电路的组成部分，本供电电路采用INTESIL公司生产的ISL6556和HIP6601B芯片组以及场效应管（MOSFET）等电路所组成。来完成对四相供电开关管的驱动。ISL6556是高精度多相PWM控制器，它可以支持新一代VRlO处理器的供电需求，ISL6556是主控制芯片，HIP6601B 则是MOSFET开关晶体管的驱动芯片。当按下主板上的开机按键后，ATX电源就会输出+5V的供电电压，这个电压加到PWM控制芯片DU10（ISL6556BCR）的VCC脚，为PWM控制芯片提供工作电压。

ATX电源输出的“电源正常”信号经过相关电路处理后，送到PWM控制芯片DUlO（ISI6556BCR）的PGOOD脚，使PWM控制芯片复位。PWM控制芯片复位后，内部振荡器开始振荡，从PWM1、PWM2、PWM3、PWM4脚输出四路PWM波形信号，

PWM控制芯片DU1O（ISL6556BCR）的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4脚输出的四路PWM波形信号，分别经过两个相位控制集成电路HIP6601B后，分别输出8个反相（4相）的控制信号，控制16个场效应管的导通与截止（每相采用4个场效应管两两并联）。

L2-L5是储能电感，这些电感的一端分别与每一相电源的控制场效应管相连，另外一端并联，将这四相输出电压并联后，再经过多个电解电容滤波，得到平滑稳定的电压供应给CPU。Ll是滤波电感，将CPU辅助供电插座输入的+5V电压滤波后，送到电源控制电路。

输出的四路电压经过四个2.7kΩ的电阻，分别耦合到PWM控制芯片DUlO（ISL6556BCR）的ISEN1、ISEN2、ISEN3、ISEN4脚，作为电流检测信号，经过DUl0（ISL6556BCR）的内部电路处理后，改变输出PWM脉冲的占空比，使得各相输出电压的负载基本相等，实现过流保护。

PWM控制芯片DUlO（ISL6556BCR）的ENLL脚是“基准电源正常”信号的检测电路。当基准电源（基准电源一般由三端稳压器稳压得到）正常时，ENLL脚为低电平，内部电路开始工作，为CPU供电。若基准电源不正常，则ENLL脚为高电平，内部的振荡器停止丁作，切断对CPU的电压供应。

DUlO（ISL6556BCR）的EN脚是使能控制端，该端控制信号由I/O芯片输出，正常工作时，该脚电压高于1.24V。

目前计算机主板比较常用的CPU供电电路主控制芯片还有美国ANNALOG公司的ADP3168+ADP3418芯片组、RichTeck公司的RT9248A+RT9603芯片组、INTESIL公司的ISL6566单芯片控制电路等，它们的工作原理相同，供电电路也基本大同小异。只要掌握了它们的工作特点，有基本的维修工具，如恒温焊台、热风枪，就能够顺利进行故障的排除工作。

三、计算机主板CPU供电电路常见的故障分析

（一）供电电路无输出电压导致CPU 不工作

CPU供电电路无输出电压而导致CPU不工作（不开机自检）是电脑主板最常见的故障之一。这种故障常常是由下列原因所致：

1.电源管理芯片。

电源管理芯片损坏后，也将导致CPU主供电没有电压输出，在加电情况下，将无法控制场效应管的工作，无法为CPU供电，首先测量电源管理芯片工作条件是否满足，来判断芯片是否损坏，导致主板CPU不工作并不一定是由其CPU供电电路引起的，如主板上的石英晶体振荡器损坏、时钟电路工作不正常，CPU自然也就无法工作了。

2.场效应管由于工作过程中过载、过热等引起击穿的现象。

场效应管损坏，将导致CPU主供电没有电压输出，一般“低端管”损坏。因为在高端管截止的瞬间储能电感会产生较高的反峰压，容易造成低端管的损坏。所以在维修时应首先检查此场效应管是否正常，当控制芯片ISL6556检测到输出场效应管状态异常时会停止对HIP6601B驱动芯片的输出信号，确保CPU不被损坏。

（二）电脑使用过程中经常出现重启现象

这种故障现象有多种原因。首先排除计算机软件故障、硬盘、内存等引起本故障的因素后，就可以打开机箱检查与CPU插座附近一排电解电容是否有“爆浆”现象。导致CPU供电电压不正常、不稳定均，从而造成本故障现象。如果CPU供电电路元件长期发热或周围的温度过高，容易造成电容的电解液干枯、漏电以至损坏。

CPU是整个计算机系统的主板核心部分，是计算机三大主要部件之一。CPU正常工作必须要有稳定、干净的直流电源才行。如果CPU供电电路的滤波电容损坏，就会影响到输出电压的平稳性，很容易造成死机等现象

（三）滤波电容导致主板工作不稳定

这种故障往往会导致无法正常提供CPU供电或主板工作不稳定，这种主板故障的电脑往往不能正常启动到视窗工作界面，有时甚至一开机就死机或重启。

四、结束语

CPU供电电路是主板上极其重要而且容易出现故障的一部分电路。掌握了它的工作原理和故障特点，就能够比较容易的维修好这部分电路，提高主板维修的效率。

开关电源芯片篇5

【关键词】主板开机电路分析；电路检测点；故障解决

1.前言

主板开机电路分析：根据主板的设计不同，主板的开机电路控制方式也不同。有通过南桥直接控制的，有通过I/O直接控制的，也有通过电路控制的，不管开机电路控制方式如何，开机电路的功能都是相同的，即通过开机键实现电脑的开机和关机。

主板开机电路工作机制：主板开机电路是主板中的重要单元电路，它的主要任务是控制ATX电源给主板输出工作电压，使主板开始工作。主板开机电路组成，主板的开杨电路主要由ATX电源插座、南桥芯片、I/O芯片(有的没有)、门电路、开机键、开机芯片(只有华硕主板有)和一些电阻、电容、三极管、二极管等元器件组成。

(1)ATX电源接口中包括两种电源电路：待机电源电路和主电源电路。

(2)南桥芯片中包括南桥内部开机触发电路正常工作和条件是：为南桥提供供电。主供电为2；5-3；3V。一般是ATX电源待机电压通过稳压器1117或1084等转换后向南桥供电，或直接由CMOS电池供电。

(3)门电路在主板开机电路中使用的门电路主要包括逻辑门电路和非门电路。逻辑门电路在开机电路中实际上就是触发器，主要包括74HCT74、74HC14、74LS74等。

(4)I/O芯片在Pentium 4主板的开机电路中，I/O芯片内部的门电路控制电源的第14脚或第16脚的，由所以Pentium 4主板的开机电路控制部分一般在I/O芯片内部。

(5)开机键(PW-ON)开机键在主板开机电路中的作有用是：向非门电路或I/O芯片中的门电路提供一个触发信号(低电平)，用来触发主板开机电路工作，最终实现开机。主板的开机键一般一端接地，另一端连接电源的第9脚，再连接到门电路或I/O芯片或南桥。

2.开机电路故障检测点

主板开机电路易坏元器件主要有：①低压差三端稳压器APL1084及连接的滤波电容；②开机控制三极管；③晶振；④谐振电容；⑤稳压二极管；⑥门电路；⑦电源开关连接的电阻。开机电路故障检测点：①COMS跳线；②二极管；③三端稳压二极管；④开机控制三极管；⑤低压差三端稳压器；⑥滤波电容；⑦谐振电容；⑧晶振；⑨74触发器电脑不能开机。

3.开机电路常见故障的判定及解决方法

3.1 开机电路常见故障

(1)无法为主板加电；(2)开机后,过几秒钟就自动关机；(3)无法开机；(4)无法关机；(5)主机通电后自动开机。

3.2 造成开机电路故障的原因

(1)主板某元器件短路；(2)CMOS跳线跳错；(3)南桥旁边的晶振或谐振电容损坏；(4)开机电路中的门电路损坏；(5)电源第14脚或16脚经过的三极管和二极管损坏；(6)南桥供电电路的稳压器（如AMS1117）损坏；(7)I/O芯片损坏；(8)南桥损坏。

主板加电不开机故障排除故障分析，造成这种故障的原因主要有两方面：一是主板开机电路故障，二是主板CPU供电电路或时钟电路或复位电路故障。

主板开机电路常见故障解决方法如下：

解决方法一：排除CPU供电电路故障、时钟电路故障和复位电路故障，然后检查开机电路故障。检查方法如下：

Step1、首先目测主板中有没有明显损坏的元器件（如烧黑、爆裂等），如果有，更换损坏的元器件，然后再测试。

Step2、如果不能开机，则是CPU供电电路或时钟电路或复位电路有故障，检查这几个是路的故障；如果可以开机，则是开机电路的故障，接着检查开机电中路。

Step3、首先将万用表的量程调到电压挡的20量程，然后将万用表的黑表笔接地，红表笔接电池的正极，测量电池是否有电（正常为2；6-3；3V）

Step4、如果电池有电，接着检查COMS跳线，CMOS跳线不正确一般不能开机。

Step5、如果CMOS跳线连接正常，接着用成用表的电压挡测量主板电源开关针有无3；3V或5V电压。

Step6、如果电源开关针电压正常，接着测量南桥旁边的32；768kHz晶振是否起振，起振电压一般为0；5V-1；6V。

Step7、如果晶振正常，接着测量电源开关针到南桥或I/O芯片之间是否有低电压输入南桥或I/O芯片，如果没有，一般是开关针到南桥或I/O芯片之间的门电路或三极管损坏损，门电路损坏的情况较多。

Step8、如果电源开关针到南桥或I/O芯片之间有低电压输入南桥或I/O芯片，接着测ATX电源绿线到南桥(或I/O芯片)是否有元器件损坏，一般会经过一些电阻、三极管等。

Step9、如果上面说的那些地方都是好的，那应该是南桥或I/O芯片坏了，只能更换I/O芯片或南桥。

解决方法二：电脑开机后，过几秒钟就自动关机。故障分析，电脑能开机，说明开机电路被触发，向电源第14脚或第16脚发送了高电平使电源第14脚或第16脚连接的三极管导通，电源第14脚或第16脚的电压主被拉低。而过几秒又自动关机，说明开机电路被触发，向电源发出低电平信号。而开机电路和的触发信号一般是由开机电路中的门电路发送的，所以可能是门电路损坏。

解决方法三：电脑在接上电源线后就自动开机，但无法关机。故障分析：电脑开机的条件是电源第14脚(20针接口插座)或第16脚(24接口插座)连接的三极管导通，将电源第14脚或第16脚接地脚变成低电平。这台脑接上电源线后就自动开机，说明电源第14脚连接的三极管在按开机键前就已经导通，而三极管的B极在触发前导通的情况可能是三极管内部发生了短路，而如果三极管发生了短路，将使电源第14脚或第16脚一直处于低电平状态，所以电源一直保持工作状态，计算机无法实现关机。将三极管拆下，更换一个型号相同的三极管即可。

4.结论

通过主板开机电路分析，不同主板的设计不同,根据主板的开机电路控制方式也不同。对开机电路故障检测点和开机电路常见故障的判定及解决方法，希望维修工作人员和电器维修专业学生都起到重大作用。

参考文献

[1]邹士喜.主板开机电路工作原理与常见故障维修[J].电脑知识与技术,2011(06).

[2]李天峰,唐存东,王志平.主板开机电路工作原理及故障维修[J].内江科技,2009(08).

[3]宋道奎.主板不上电故障的简单维修[J].医疗装备,2008(12).

[4]万宝琳,王栋,周俊.基于CPU供电电压常见故障探讨[J].舰船电子工程,2008(08).

[5]沈祖建,周超.CPU供电电路的分析与维修[J].福建电脑,2007(05).

开关电源芯片篇6

近日，朋友送来一台高斯贝尔数字接收机（图1是其外形图），看上去外观已很破旧，银白色ABS工程塑料外壳上面有很多划痕，仅从前面板看只能确定数字机的品牌，却不能确定具体型号，从后面板的标贴上依稀可见其型号为GSR-S80D。这款高斯贝尔GSR-S80D数字机从保修封条标注日期可确定生产日期为2006年12月。关于高斯贝尔GSR-S80D数字机，早在2005年第10期《卫星电视与宽带多媒体》杂志中小烧老师就对其进行了介绍（以下简称原GSR-S80D机），从外观看，前面板左侧为交流电源开关、红外线遥控接收窗口和频道显示窗口，中间为一字排开的六个轻触按键，分别为“MENU”、“OK”、“CH+”、“CH-”、“Vol-”、“Vol+”，前面板右侧为一卡槽，这些与原GSR-S80D机是相同的，所不同的是原GSR-S80D机前面板左上角有英文“GOSPELL”商标，前面板右上角标有产品型号“GSR-S80D”，而现在这款接收机前面板左上角商标为“高斯贝尔”，产品型号只在后面板以标贴的形式标注。既然外观与原GSR-S80D机有差别，那么内部构造是否和原GSR-S80D机也不相同呢？带着这个疑问决定打开机盖，一探究竟。

打开机盖，观察其内部构造，如图2是数字机的内部结构图。从图中可见，布局与现在的大部分数字机相同，由主板、电源板和显示控制板构成，显示控制板安装于前面板背后。因主板和电源板体积都不是很大，机壳内还有很大的空闲位置。感觉变化最大的就是主板部分，图3为主板图。原GSR-S80D数字机主处理芯片为Hi2010C，FLASH是29LV400B，SDRAM为M56V16160，调谐、解码和解调芯片为MB86A15。而现在这款高斯贝尔GSR-S80D数字机除了D/A解码芯片和音频功放集成块相同外，其他各芯片完全不同，如果不看其品牌和型号，完全可以认为这是一款全新的其他品牌的数字机。该机主处理芯片为Gos999，解调芯片是Gos678，SDRAM为W9816G6CH-6，FLASH是KH29LV400C，特别的是主处理芯片Gos999和解调芯片Gos678，这样的芯片型号在其他品牌数字机中从未曾见过，也未查阅到相关资料，因芯片名称都冠以“Gos”，和该机英文名称“GOSPELL”前三个字母相同，猜想主处理芯片和解调芯片可能是厂家自行开发的，但未经证实。

该机采用板载式调谐器，在主板上，调谐电路部分位置已预留了屏蔽盒的安装孔，只是未安装，该部分电路边缘的阻燃材料已去掉，露出了铜箔的本色，以示与其他部分电路区别。在这部分电路中，ZL10039调谐芯片与Gos678解调芯片结合在一起构成了包括调谐、扫描、解码和解调的TUNER单元。解调出的音频、视频信号处理较为简单，一路经处理后直接输出，一路经处理后的音频、视频信号输送到射频盒，合成射频信号输出。此前，曾有报道数字机射频盒存在信号干扰现象，不少厂家在数字机的设计、制造中取消了射频盒，致使市面上有射频输出功能的数字机很少，有的用户在数字机使用中将射频盒刻意拆除，这对于一些使用有AV输入功能电视机的用户来讲，并不会影响其正常使用，但如果使用没有AV输入功能的老式电视机，就很不便了。试用这款高斯贝尔GSR-S80D数字机，使用射频盒输出信号与电视机驳接，并未发现干扰信号存在，且该机还能通过设置输出不同制式的信号，非常适合没有AV输入和制式转换功能的老电视。

图4是该机的电源板图。开始的时候，还以为是以C5027高反压三级管为主要元件构成的自激式通用型开关电源，但经仔细观察，发现开关变压器体积很小，开关管型号为WSL03751，和由C5027组成的通用型开关电源电路相比电路更简捷，元件更少，最后确认电源为RCC（ Ringing choke convertor ）即振荡抑制型变换电路。这种电源电路具有电路结构简单、不需要设计辅助电源、成本低廉等特点，常应用于手机充电器等小功率电器，但应用于数字卫星接收机并不多见。开关电源输出23V、12 V 、5 V 、3.3 V四组电源，其中12V组电源在空载时测得电压正常，与主板连接后，12V电压降为6V，但未发现有影响接收异常情况发生。

通过对这款高斯贝尔GSR-S80D数字机一段时间的使用，感觉该机没有过人之处，也没有令人讨厌的地方，使用起来较为顺手。这款高斯贝尔GSR-S80D数字机和其他品牌数字机一样，并不是十全十美的，本身也有其优点和不足，如：盲扫速度慢，但能全部扫出接收的频道；开机瞬间声音嘶哑；全部芯片均无发热感，整机唯一发热元件为LNB供电电路中的LM317；处于待机状态时，只关闭音频、视频信号，LNB供电电路仍向LNB供电，耗电有所增加等，但存在的缺陷并不算什么大毛病，从总的情况看，尤其考虑到性价比，这款高斯贝尔GSR-S80D数字机还是不错的。

开关电源芯片篇7

应用是物联网发展的关键驱动力，众多专项中，最具现实意义的也正是“应用推广专项行动”。计划方案提出，到2015 年，我国将在工业、农业、节能环保、商贸流通、交通能源、公共安全、社会事业、城市管理、安全生产等领域开展物联网应用示范，部分领域实现规模化推广。然而，芯片依然是制约物联网发展的关键，中国物联网不能长着一颗“外国芯”，物联网无芯不立，我国物联网芯片国产化“困局”如何破解，更应该首先成为一项“国家行动”。

无芯不立

在犹如海洋一样宽广的物联网中，移动芯片可谓是核心战略资本，也是整个网络信息传送的枢纽。一个完整的物联网=传感网络+通信网络+信息处理，包括了信息产生、传输与处理的整个信息产业链条，而移动芯片作为执行这些信息的神经末梢，在移动物联网时代扮演着重要的幕后推手。针对技术门槛高的现状，很多企业也迂回的采用了移动芯片解密技术，来加快本土大数据物联网产业的逆势增长。

目前，我国物联网芯片产业主要包括：RFID芯片、移动支付芯片、M2M芯片和无线传感器芯片等。这些移动芯片都具有高度的全球竞争性，并从来不缺少世界级的竞争对手，如国外的高通、三星、联发科、英伟达、英特尔、博通、苹果、美满等，均在移动芯片领域具有极强的技术创新和产品定义能力，而国内企业尚无法自主研发高端移动芯片来实现国产化替代。

而实际应用中的物联网芯片到底是怎样的呢？物联网通讯芯片，一般生命周期只有两年左右，最多是三年，因为通讯技术发展很快，芯片要不断地改进。另一个角度是物联网的终端和业务，比如说汽车上的物联网的终端，电表上的终端可能要用5到10年甚至更长。用这样的适用于手机的芯片做物联网终端的时候，会造成物联网终端的升级会非常的快和频繁使得成本很高。这是第一个问题，不适合于物联网业务的开发。

而通讯芯片软硬件平台很多，造成必须使用各种各样芯片的软硬件的要求，这也是造成成本高的重要原因。此外，芯片内部更复杂，由于要把天线、PA、SIM卡配进去，集成度低，造成了整个的开发会比较的复杂及高成本。现在的物联网终端需要外置的SIM卡，SIM卡由于不和芯片在一起，而做物联网终端的时候，SIM卡插入工作环境恶劣，造成了SIM卡的变形、烧毁等等一系列的问题。很多的物联网的终端都有低功耗的要求，比如在供电不方便的地方，若通讯芯片是给手机用的，手机坚持一昼夜充电就可以使用，但是在车里的防盗终端希望半年都不用充电，现在是无法解决的，这是通讯芯片本身给行业造成的困惑。

十几年来，我国一直在攻关，但物联网芯片也一直都是“技术门槛非常高、投入非常大”的代名词。如果单纯地依赖自主设计或进口代工，国产移动品牌要想实现快速超越，根本无从谈起。从安防领域的视频监控，到电力行业的远程抄表、输变电监测，再到环境监测、市政设施监控、楼宇节能、食品药品溯源等领域，各种基于物联网技术的应用已经逐步铺展开来。物联网是一个比互联网规模更大的万亿级产业，但是遍布国内的高端传感设备却几乎长了一颗“外国芯”，我国物联网产业的发展被小小的芯片绊住了脚。

目前，芯片研发已经成为我国物联网产业的短板，势必影响物联网《行动计划》的实施。据不完全统计，现在的物联网领域应用所用的芯片接近80%都源自国外提供，加上我国对于物联网芯片还没有相关清楚的界定和标准，这也让我国芯片企业在设计与研发上捉肘见襟。物联网芯片国产化如何解困，成为一个必须解决的难题。

难解之困

专家表示，我国物联网芯片研发理应是物联网行业的核心竞争力，但是物联网芯片的研发企业由于缺乏相关技术人才，创新服务能力不足，再加上芯片设计周期长、风险高等因素，导致国内企业更愿意从国外拿现成的芯片产品来使用，而不愿意投入资源进行研发与设计，这就导致了国内企业在芯片领域一直处于劣势。

此外，市场发展的不确定性、技术发展风险和运营风险困扰着我国物联网企业，目前我国感知设备企业普遍规模较小，而涉及高端芯片研发的企业更是凤毛麟角，这也给整个行业的健康发展设置了阻碍。

芯片研发需要投入大量的人力、物力、财力，这就大大增加了芯片研发企业的风险。但是，在物联网技术发达的欧美国家，这些风险通过科技租赁的形式转嫁出去，大多数研发企业会主动采用租赁研发设备的方式，将芯片研发的初期成本降到最低。记者了解到，目前主流的芯片研发所需科研设备成本从几十万到几千万元不等，高昂的前期投入对于中小型研发企业来说简直是天文数字。目前国内缺少物联网龙头企业是关键，国内上市公司与物联网有关约30家，但仅是业务关联，关联业务收入最高仅1.7亿元，只占营业额的一小部分。

根据高工传感产业研究所市场调查，目前全球已经有80%的知名传感器厂商已经进入中国市场。中国传感器市场需求规模增长主要动力来自于工业电子设备、汽车电子、通讯电子、消费电子和专用电子设备。工业电子设备和汽车电子是中国电子信息产业中增长最快的行业，也是传感器应用最多的领域，二者对传感器的应用约占整个传感器市场的三分之一。

开关电源芯片篇8

关键词：直接数字驱动功放模块；射频信号；故障分析

中图分类号：TN948.53 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0238-03

1 前言

直接数字驱动功放模块采用数字芯片技术直接对射频信号进行放大，不需要提前对送到模块的射频信号进行前级放大，而是把射频信号直接送到功放模块，在功放模块中采用驱动芯片直接对射频信号放大来驱动MOS场效应管，省去DX200所需的前级放大。模块采用大量贴片元器件，大大减少了模块的体积，集成度高，节省电源耗，提高了电能利用效率[1]。目前，直接数字驱动功放模块在我台研制的MF200多频中波广播发射机上得到很好的应用，性能稳定，现在已经平稳运行上千小时，电声指标均达到了国家规定的甲级标准。虽然Thomcast公司生产的M2W中波发射机与Harris公司生产的3DX中波发射机上也使用了直接驱动技术，但驱动方式有很大区别，设计思路也不尽相同，维护方式也相应不同。

2 直接数字驱动功放模块结构

直接数字驱动功放模块主要功能电路分为以下几个部分[1]：一是射频预处理电路，对输入到模块的平衡信号进行平衡转不平衡变换变为TTL电平，提高信号的抗干_能力，送入可编程逻辑芯片PAL22V10进行后续处理；二是电源转换电路，直接数字驱动模块通过合成母板得到+12V和+48V电源，再经过功放模块的开关电源电路转换成所需各种电源；三是射频隔离和驱动技术，采用硅隔离技术的MOS场效应管驱动芯片Si8233，可以很好地对信号进行隔离，利用驱动芯片IXDN604对IRFP460直接驱动，满足直接数字驱动功放模块的设计需求。

通过我台自主研发的直接数字驱动功放模块测试平台，可以很好地对测试点和各芯片输入输出波形进行测量，通过测试数据来判断具体故障点[2]。下面就各主要功能电路出现的典型故障进行分析和总结。

2.1 射频预处理部分故障分析

射频预处理部分电路比较简单，出现故障也比较容易查找出，信号发生器送给两模块合成母板的信号频率为850KHZ，幅度为4.24VPP，占空比为52%的方波信号，经过处理后，送到模块输入芯片U21。首先用示波器测试芯片U21输出波形，正常波形为占空比为50%，峰峰值为+5V的方波信号。若输出波形无、占空比不对或者幅度不对，则测量U21芯片的电源和接地是否正常，输入信号是否为占空比为50%，峰峰值为1.2V的方波，以及芯片U16是否击穿，有异常则检查原因。若上述电路测试都正常，则可判断为芯片MC100ELT23损坏，更换该芯片即可。射频预处理电路图1所示。

2.2 电源转换电路故障分析

直接数字驱动模块通过隔离变压器将外接+12V和48V电源变换成各芯片所需电源，+12V电源经LM317稳压后产生+5.5V电源，+VB、+VA1、+VA2、+VH、+VD由变压器T1产生，电路原理图如图2所示。

正常情况下，合低压开关，测试平台驱动电流表显示的单块模块驱动电流约为0.30A左右，若电流远远低于该0.30A或为零，测量保险F5，F6，F7，F8和F9，看是否有开路，若存在开路情况，则更换相应保险。更换保险后，合低压，若驱动电流表显示依然为零，则要进一步分析原因，分为以下几种情况。

（1）F5开路，F5，F6，F7，F8和F9正常。测量MOS管Q11和Q12是否击穿，若栅源级击穿，则会导致+48V电源对地短路而使得F5烧断。若电流快速上升直到F5开路，时间大约为1S左右，则可能是变压器T1次级整流电路中，有个别整流二极管开路或者性能不好，导致次级电流增大，进而使得变压器初级电流越来越大，从而使F5开路，这种情况要用数字万用表二极管档测量各变压器T1次级整流电路中的二极管，看是否有短路或者性能不好的，更换有异常的整流二极管。（2）F5正常，F6，F7，F8和F9其中有一个或者多个开路。以保险F9为例，F9为电源+VD的通路提供保护，为隔离芯片U1和场效应管驱动芯片U6提供电源。当F9再次开路，则需检查芯片U1和U6是否有异常。首先判断隔离芯片U1是否有异常，测量引脚U1-15和UI-16是否短路，如短路，则可断定U1有问题，更换U1；若引脚U1-15和U1-16没有短路，则测量芯片U1电路是否正常，比如各引脚输入信号是否正常，正常情况下引脚U1-1和U1-2输入波形为占空比50%，频率为850KHZ，峰峰值为+5V，相位相反的方波信号，U1-3和U1-8为+5V，U1-4、U1-5和U1-9接地，引脚U1-10和U1-15输出波形为占空比40%，峰峰值为+16V，相位相反的方波信号。U1输入信号正常，而没有输出，则可判断芯片U1有异常。U1输入输出都正常，则测量芯片U6，正常情况下，U6-6对地电阻阻值为150欧姆左右，若远远低于该值，则说明电源对地隔离度不够，更换该芯片，同时测量二极管CR6和CR21是否短路，如短路则更换。其余保险开路可按照F9方法找出故障点。（3）F5，F6，F7，F8和F9均正常。若更换保险开路保险后，测量F5，F6，F7，F8和F9均正常，驱动电流表依然显示为零，则需检查电源处理芯片U15是否工作正常。正常情况下，经过四分频芯片U17处理后，U15-1和U15-2输入波形为占空比50%，频率为212KHZ，峰峰值为+5V，相位相反的方波信号，U15-3和U15-8为+5V电源，U15-4、U15-5和U15-9接地，U15-16测量为对地+30V左右悬浮电压，U15-11为+12V， U15-15输出波形为占空比48%，频率为212KHZ，峰峰值为70V左右的方波信号，U15-10输出波形为占空比48%，频率为212KHZ，峰峰值为20V左右的方波信号。

下面我们将根据测量值与上述正常值比较，查找故障点。例1：假设U15-1和U15-2输入波形没有或者频率不对，则应查找前级电路，测量CR29、CR30是否击穿，R75和R80是否开路，以及分频电路是否工作正常，一级级往前测量，直到找出故障点；例2：U15-16的电压为零，说明开关电源没有启动，这时需测量二极管CR54两端电压，正常情况下正端为+12V，负端为11.3V左右，在实际过程中，碰到过几次电阻R47和二极管CR54开路现象，导致+12V电源不能通过经CR32向模块提供+VA电源，低边MOS管Q5/Q7、Q6/Q8也就无法关断，输出磁环上的感应高电压将模块损坏，击穿场效应管；例3：当测得芯片U15输入信号和电源都正常，MOS管Q11和Q12也正常，合低压后驱动电流表显示电流依然为零，则可判断为U15内部可能有故障，更换U15即可。

2.3 场效应管击穿故障分析

直接数字驱动功放模块利用射频隔离驱动器SI8233芯片对射频驱动信号进行隔离，MOSFET采用IR公司生产的IRFP460，IRFP460的主要参数为Rds为0.22Ω，Id为20A，Vds为500V，Vdg为500V，可以很好地满足设计需求，而且IRFP460输入电容小，所需驱动功率低，栅极只要2.6V左右电压就可以导通，输出波形好[3]。用驱动芯片IXDN604对IRFP460直接驱动，省去了预驱动等复杂部件，方便设计和维护。IRFP460驱动原理图3所示。

导致场效应管击穿的原因有很多种，本节只对维修过程中经常出现的故障进行分析。首先对+250V电源保险进行测量，看是否有250V电源保险开路，以F3为例，若测得F3开路，用万用表二极管档测量F3保险对应的四个场效应管Q1/Q3和Q5/Q7的栅源、漏源级是否有短路现象，正常情况下二极管档测量栅源级数值为480左右，漏源级无穷大，若测得某管的数值很小或者为零，则说明该管已经击穿，先卸除有异常的场效应管，但不要急着更换该管，应先在模块测试平台加低压，测试IRFP460的栅极波形，正常情况下栅极波形为频率850KHZ，占空比为42%，峰峰值为16V左右的类方波，若波形不对或者没有，则需向前级查找原因，一般楦衾胄酒U1损坏，判断是否为隔离芯片U1异常可以参考故障处理2.2节。若F3未开路，四个场效应管Q1/Q3和Q5/Q7也正常，则要向前级查找故障点，看通路中电阻R1和R4是否开路，二极管CR6、CR7、CR8、CR21是否击穿，芯片U1、U6和U18是否工作正常，芯片电路是否有短路现象等。同理，F4开路也可根据F3开路的处理步骤进行故障处理。

3 总结

本文简要讲述了直接数字驱动功放模块在日常维护中碰到的几种典型故障及对故障的简要分析。在实际设计和维护过程中，碰到的问题繁杂众多，由于篇幅限制，不能一一赘述，希望上述故障维护心得能给予相关研究人员。

参考文献

[1]肖秋华.直接数字驱动功放模块的设计与应用[J].广播电视信息，2014（12）：74-77.

开关电源芯片篇9

1电动机控制电路控制

芯片STM32F103RB是一款基于ARMCortex－M3内核的32位单片机，价格便宜、使用简单、开发方便．其片内资源丰富，含有128kB内部存储器（flash）、串行总线IIC（inter－integratedcir－cuit）、定时器TIMER、串口USART、实时时钟RTC、直接存储器DMA以及12位数字模拟转换器ADC等模块．定时器TIMx的输出比较功能可产生PWM信号，输入捕获功能可采集测量传感器位置信号．12位的ADC模块可以直接用来采样测量外部电压值（＜5V）．IIC模块可以对日历／时钟芯片进行信息写入和读取．STM32芯片的这些模块和功能都较大方便了系统的软硬件设计．控制芯片电路图．控制芯片STM32实时测量6路霍尔位置信号，按照预先设定的程序，输出相应的6路PWM（pulsewidthmodulation）波和6路控制信号给功率开关管驱动电路芯片IR2103，通过控制功率开关管的导通顺序，实现电机的正反向转动和制动．芯片的PC1，PC2，PC3，PB5，PB6，PB7等6个端口分别采集上、下电机的位置传感器信号．通过激活设置这些端口相应的定时器计数模块，来计算电机转速和电机转动长度．PB13，PB14，PB15，PA8，PA9，PA10等6个端口输出PWM波．调整PWM寄存器的计数频率，就可改变PWM的占空比．PA1，PA2，PA3，PC7，PB0，PB1等6个端口输出驱动管开关电路控制信号，控制MOS开关管通断．NRST，JTRST，JTDO，JTCK，JTMS，JTDI等6个端口为JTAG接口，用来下载调试程序．PB10，PB11复用USART3＿TX和USART3＿RX串口，PC11和PC12复用IIC＿SDA和IIC＿SCL端口，分别与外接控制器和PCF8563时钟芯片进行指令、数据传递和读取．PC0，PC4，PC5，PA4启用ADC模块，检测电路电压和电流．两个晶振Y1和Y2分别为8MHz和3768kHz，提供外接晶振时钟源．

2功率开关管

驱动电路功率开关管驱动电路由上、下2组3个驱动控制芯片IR2103和6个功率开关管P75NF75组成．1个IR2103连接2个功率开关管，通过驱动开关管开闭，控制电机相电流通断及流向，使电机内定子电流不断变向，从而生成变化磁场，推动永磁转子运转．IR2103依单片机发出信号控制上下MOS管通断，通过调整和控制MOS管开关频率，调节电机输入电流，实现对电机速度调节．IR2103驱动芯片设有对输入信号的死区时间保护，有效保证同一驱动电路中两个MOS管不同时导通而发生短路．图3为电动机的一相驱动电路，其余两相电路相同．当输入信号PWM和COM为高电平时，Ho输出高电平，上MOS管导通，＋24V直流电压经AU给电机供电；当PWM和COM为低电平时，Lo输出高电平，下MOS管导通，相电流从电机经AU接电源地．

3霍尔信号采集

电路霍尔信号采集电路用来测量电机的霍尔信号．其采用一个上拉电路、RC滤波电路和二极管钳位，保证测量信号在0～5V．端口TIMx定时器模块启用，在每次任一路霍尔信号输入发生变化后开始计数．利用霍尔信号的周期性，可计算电机速度，通过计算T时间内时钟脉冲λ个数k，得到f＝1／T＝1／kλ．根据电机转动一周的霍尔信号的周期数，就可计算出电机转速．

4检测电路对三相星型六状态

永磁无刷直流电机，只要在任一相电流和电源之间串接一个阻值为0．01Ω的电阻RT1作为检测电阻，经采样电路转变为电压信号DCT，就可测出电流值．当测量值大于预设值时，控制芯片发出信号封锁MOSFET管，电机停转．电压检测电路采用LM358双极性放大器，通过比较3．3V电源电压、3．3V备用电池电压和地之间的电位，可检测电源电压的状态．对＋24V电源的检测，采用电阻分压方法，并联100nF电容滤除杂波．

二系统软件设计

软件编程在Keil的RVMDK4．70上用C语言完成．电机控制板程序由串口中断及参数设置程序、时间扫描及电机工作程序两部分组成．串口中断程序用来接收串口信号，进行握手判断，进入参数设置子程序；否则，进入时间扫描程序．时间扫描程序用来定期读取日历芯片的时间参数，判断是否运行或结束电机工作程序．电机工作程序用来控制电动机工作．首先，电机顺时针转动，同时测量转动长度，当到达一个广告画面的长度时停止转动，静止时间即为设定的广告画面的展示时间；电机继续顺时针转动翻页、静止展示，直至最后一张画面展示完毕．电动机开始逆时针转动重复以上过程，转动翻页—停止展示—转动翻页，循环转动直到系统判断结束时间停止转动．图4为电机控制板程序的流程图．

三结论

开关电源芯片篇10

关键词：电子技术基础实验 演示仪 设计

1 现状分析

数字电子技术基础是高等学校理科类学生广泛选修的课程，对于电子、通信等专业更是必修的基础入门课程[1]，具有较强的理论性和实践性。目前电子技术方面的实践教学都是独立设课，几乎没有相应的课堂演示实验。

与普通物理、化学具有丰富的演示实验器材相比，市场上几乎没有电子技术基础课堂演示实验器材。而实验室的实验器材比较笨重，不方便携带。所以设计实用性较强、简单便携的电子技术基础演示实验演示仪就显得很有必要。

2 设计实例

以3人表决器电路为例，具体阐述实验演示仪的设计和制作过程与要点。

2.1 电路原理

3人表决器电路，又称为多数“1”鉴别电路（如图1所示）。工作方式就是当3个输入端中有任意2个或者2个以上输出逻辑状态为“1”时，电路输出状态为“1”；否则电路输出状态为“0”。其逻辑功能见表1[2]。可广泛应用于各种比赛的裁判电路。

图1 3人表决器电路原理图

表1

2.2 电路图设计

图1所示电路需要选用合适的芯片去实现，另外还加上电源、输入端电路、输出端电路才能工作。

图2是3人表决器设计电路图。

图2 电子技术基础综合实验演示仪电路

2.3 电路说明

2.3.1 主电路芯片选择

我们采用TTL系列的74LS00和74LS20芯片。集成电路不直接焊接，而是采用插接式安装。即焊接安装一个同规格的芯片插座，把芯片插在上面使用，这样一旦出现芯片故障，更换非常方便[3]。

2.3.2 电源

因为此电路只需直流电源，而且最大电压为+5 V，允许误差为±10%。所以我们采用可容纳4节5号或者7号干电池的电池盒来充当电源。

2.3.3 输入、输出端电路

输入端用开关来控制输入电平，一般选用单刀双掷钮子开关，并采用LED发光二极管作为逻辑电平指示灯。开关打开时就输入逻辑电平“1”，对应的指示灯亮起；关闭时输入逻辑电平“0”，对应的指示灯熄灭。

输出端直接用一个LED发光二极管作为逻辑电平指示灯。

2.3.4 限流电阻

发光二极管的反向击穿电压约5 V。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算[4]：

R=（E-UF）/IF

式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流。

普通的发光二极管正饱和压降为1.6～2.1 V，最常见的压降大约为1.8 V，具体值可以查看对应的型号参数表。工作电流5～20 mA。

由以上条件可计算出电路各处电阻范围，选用合适的标准电阻。电阻采用最常见的色环电阻，1/4 W规格即可。

2.3.5 电路板

电路板一般有敷铜板、面包板和万用板。从实用性、可靠性、美观性和布局灵活性等方面考虑，最好采用环氧玻璃布敷铜板[5，6]。

2.4 功能扩展

为了提高电路利用率，我们把电路适当修改，使其功能得到扩展。主要是增加了功能切换开关K4。再添上电源开关以及电源指示灯，使电路更加完整。

2.4.1 芯片逻辑功能演示

开关K4向上接a位置时，如果IC1位置芯片为74LS00，则可以演示与非门功能；如果IC1位置芯片为74LS08，则可以演示与门功能；如果IC1位置芯片为74LS32，则可以演示或门功能；如果IC1位置芯片为74LS86，则可以演示异或门功能；如果IC1位置芯片为CC4001，则可以演示或非门功能。

2.4.2 3人表决器电路功能演示

开关K4向下接b位置时，如果IC1位置芯片为74LS00，IC2位置芯片为74LS20，则可以演示3人表决器电路功能。

3 结束语

该实验演示仪具有制作简单、轻便易携、结构简单、方便操作、附带电源、价格低廉等特点。电子技术基础演示实验不是一个电路就能解决的，需要根据教学需要，制作一系列相应的演示仪。以上仅仅试列举了一个电路作为示范，其他电路依此也不难制作。太复杂的电路不建议课堂演示，应放到专业实验课去解决。

参考文献

[1] 谢建明.电子技术基础实验教学改革探讨[J].中国现代教育装备，2006（8）：46-47.

[2] 吴勇灵.浅谈三人表决器实验电路的设计[J].物理实验，2010（8）：33-35.

[3] 尹建友.如何减少电子电路制作过程中的人为故障[J].科技信息，2007（25）：104.

[4] 谢自美.电子线路实验・测试・设计[M].第二版.武汉：华中理工大学出版社，2003.