戴尔笔记本电脑电源适配器电路原理浅析与维修

戴尔笔记本电脑电源适配器电路原理浅析与维修

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REV A01。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、lnsipron 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、R1B、CXl、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；BDl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Ql、开关变压器T1等构成直流/直流变换电路。ICl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(Fuji Electric)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IC1的启动电路。启动电流大约7mA。IC1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251uA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ICI提供电能。开关管Q1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IC1内部设定的保护阀值电平时，IC1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Q1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。PH1内部发光二极管的发光强度发生变化，PH1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的变化经ICI内部误差放大器放大后，调

节ICl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：

VOUT=VREF(1+ )=2.5V×(1+ )＝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，ICl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，通过光电耦台器控制IC1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：

×VOUT>2.5V

将图2中有关电阻数据代人不等式得：

VOUT>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。

6. ID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人的适配器的型号。

ID信息存储芯片IC3(型号为DS2501)采用T092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l-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奠名奇妙损坏。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。