修复华雁数据接收盒电源适配器
2013-04-25
县内某清华远程教学站出现无法接收亚洲3S卫星Ku波段IP数据的故障。经过检查发现,用于接收卫星IP数据的华雁USB数据接收盒电源指示灯不亮,用随身携带的万用表测其外置式电源适配器输出端电压为0,很明显故障发生在电源适配器。仔细查看该电源适配器发现其输出为9V2A,因为输出电流达2A,所以在本地市场上根本没有相应的产品(只有500mA至1A的电源适配器),让笔者想办法将原适配器进行修复。
修复华雁数据接收盒电源适配器
笔者将已经损坏的电源适配器小心打开,发现里面主要是由一块6脚贴片封装的PMW控制芯片(63818)和场效应管(WFF2N60)组成,用万用表检查发现此开关电源初级大部分元件均已损坏,修复难度相当大。无意中想到以前在修理彩电开关电源时用过三端万能模块,那么用该模块修复此类开关电源也应该是可以的。说干就干,马上购入一块开宇超级智能型开关电源模块,将原开关电源损坏元件全部拆除,初级只保留整流滤波电路、开关变压器和尖峰脉冲吸收电路,将模块红线接至原开关管C级位置,黑线接地,如图2所示,因模块说明书上说蓝线用于遥控器关机(若不想使用遥控功能的话可以不接),所以笔者开始时就没有接入蓝线。接上60W灯泡作为假负载,通电试验发现次级有9V左右的电压输出,不过电压波动比较大,尝试调整模块上的可变电阻时电压有变化,但输出电压波动仍然比较大,看来要想办法稳定输出电压才行。又拿出说明书仔细查看,在说明书的后面发现蓝线还有精密稳压的作用,即将其接到原电路光耦○4脚后能够起到提高稳压精度的作用。立马动手将蓝线焊至光耦○4脚位置,再次通电试验发现输出已经在9+0.1V了,问题应该不大了。由于模块无法装入原电源适配器盒内,只能用胶布将两者包裹在一起,插上华雁USB数据接收盒后电脑已经能够正常接收IP数据了,试机几个小时也正常,而模块温度也在正常范围内,至此故障排除,唯一的遗憾就是外形丑陋点。
为了弄清电源模块工作原理,笔者特地将该模块拆开并实绘出其原理图,如图3所示。从原理图中可以看出模块与彩显中的开关电源很相似,即采用典型的KA3842+场效应管方案,不同的是在不接蓝线的情况下,误差取样也是取自初级,这可能就是造成稳压波动大的原因所在。KA3842是一种性能优异、应用广泛、结构较简单的PWM开关电源集成控制器,由于它只有一个输出端,所以主要用于一端控制的开关电源,内部方框原理见图4所示,引脚功能分别为:①脚是误差放大器的输出端,外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性;②脚是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端的2.5V 基准电压进行比较,产生误差电压,从而控制脉冲宽度;③脚为电流检测输入端, 当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态;④脚为定时端,内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定,f=1.8/(RT×CT);⑤脚为公共地端;⑥脚为推挽输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns 驱动能力为±1A ;⑦脚是直流电源供电端,启动电压范围为16-34V,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;⑧脚为5V 基准电压输出端,有50mA 的负载能力。整个模块的工作过程大致是:在电源启动时,Vcc﹤16V时输入电压施密特比较器输出为0,此时无基准电压产生,电路不工作;当Vcc﹥16V时输入电压施密特比较器送出高电平到5V稳压器,产生5V基准电压,此电压一方面供销内部电路工作,另一方面通过⑧脚向外部提供参考电压。一旦施密特比较器翻转为高电平(芯片开始工作以后),Vcc可以在10V-34V范围内变化而不影响电路的工作状态。当Vcc低于10V时,施密特比较器又翻转为低电平,电路停止工作。当基准稳压源有5V基准电压输出时,基准电压检测逻辑比较器即输出高电平信号到输出电路。同时,振荡器将根据④脚外接Rt、Ct参数产生f=/Rt.Ct的振荡信号,此信号一路直接加到图腾柱电路的输入端,另一路加到PWM脉宽市制RS触发器的置位端,RS型PWN脉宽调制器的R端接电流检测比较器输出端。R端为占空调节控制端,当R电压上升时,Q端脉冲加宽,同时⑥脚送出脉宽也加宽(占空比增多);当R端电压下降时,Q端脉冲变窄,同时⑥脚送出脉宽也变变窄(占空比减小)。②脚一般接输出电压取样信号,也称反馈信号。当②脚电压上升时,①脚电压将下降,R端电压亦随之下降,于是⑥脚脉冲变窄;反之,⑥脚脉冲变宽。③脚为电流传感端,通常在功率管的源极或发射极串入一小阻值取样电阻,将流过开关管的电流转为电压,并将此电压引入境脚。当负载短路或其它原因引起功率管电流增加,并使取样电阻上的电压超过1V时,⑥脚就停止脉冲输出,这样就可以有效的保护场效应管不受损坏。
另外,该模块用在普通的DVB或中九接收机上也是可以的,原机所需的多路电压会自动匹配(可调),输出功率20W—225W,有兴趣的朋友不妨试一试。