DH321是仙童公司開發(fā)的最新單片低功耗離式開關(guān)電源集成電路，電源電壓輸出控制方式為電流型脈寬整（PWM），有“綠色芯片”之稱。該集成電路為8腳雙列直插式（8DIP）封裝，（1）腳為接地端，（2）腳為電源端，（3）腳為反饋輸入端，（4）腳為開關(guān)管極限電流調(diào)整端，（5）腳為啟動(dòng)電壓接入端，（6）、（7）、（8）腳接內(nèi)部場效應(yīng)開關(guān)管的漏極。DH321內(nèi)部集成了擊穿電壓為650V的“敏感型”場效功率開關(guān)管、內(nèi)部偏置電路、高壓啟動(dòng)電流源、固定頻率振蕩器、軟啟動(dòng)電路、脈沖前沿閉鎖電路、過壓保護(hù)電路、欠壓保護(hù)電路、過載保護(hù)電路、異常過流保護(hù)、過熱保護(hù)電路、自動(dòng)重啟動(dòng)電路等，由DH321組成的開關(guān)電源具有適應(yīng)市電范圍寬、效率高、功耗低、電磁輻射小、電路間捷等優(yōu)點(diǎn)，因而特別適合制作成本低、微型化的小功率開關(guān)電源。世紀(jì)星、卓異、亞視達(dá)、二菱等品牌數(shù)字機(jī)采用了以DH321為核心元件的開關(guān)電源，從開關(guān)電源的構(gòu)成來看，雖然都是以DH321為核心元件，但不同品牌數(shù)字機(jī)開關(guān)電源又有所不同，例如：卓異ZY-2250F和亞視達(dá)HIC-5288B數(shù)字機(jī)開關(guān)電源省略了抗干擾電路，這與生產(chǎn)廠家對開關(guān)電源的設(shè)計(jì)有關(guān)；卓異ZY-2250F電源只輸出一組18V電壓，亞視達(dá)HIC5288B電源有21V、15V、3.3V三組電源輸出，而世紀(jì)星數(shù)字機(jī)有21V、15V、5V、3.3V四組電源輸出，這與主板采用不同的芯片有關(guān)，但以DH321為核心元件構(gòu)成開關(guān)電源的主變換電路、穩(wěn)壓電路的原理是相同的。現(xiàn)以世紀(jì)星數(shù)字機(jī)為例，簡述其原理與檢修。
工作原理
220V交流市電經(jīng)電源開關(guān)SW和保險(xiǎn)管FUSE送至抗干擾電路，濾除電網(wǎng)的高頻干擾信，同時(shí)對開關(guān)電源產(chǎn)生的干擾信號起抑制作用。經(jīng)抗干擾電路處理的220V交流電經(jīng)過VD1-VD4組成橋式整流和C1濾波電路，得到約300V直流電壓。300V直流電壓一路經(jīng)開關(guān)變壓器初級（1）-（2）繞組加至DH321（6）、（7）、（8）腳內(nèi)部的“敏感型”場效應(yīng)功率開關(guān)管漏極，另一路直接加到的DH321（5）腳，通過內(nèi)部高壓啟動(dòng)電流源對（2）腳外接電容C4充電，隨著充電的進(jìn)行，當(dāng)（2）腳電壓上升到大于12V時(shí)，高壓電源源的供電自行切斷，DH321內(nèi)部各功能電路開始正常工作，此時(shí)開關(guān)管進(jìn)入正常開關(guān)狀態(tài)。電路起振后，改由開關(guān)變壓器（3）-（4）繞組產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖電壓經(jīng)VD6整流、R4限流及C4濾波后產(chǎn)生的約14V直流電壓為（2）腳供電。只要（2）腳電壓不低于8V，電路就將鎖定正常工作狀態(tài)，當(dāng)（2）腳電壓低于8V時(shí)，高壓啟動(dòng)電流源的供電立即接通，為（2）腳外接電容C4充電，只有當(dāng)（2）腳電壓回升到大于12V時(shí)，內(nèi)部自動(dòng)重啟電路動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電源的自動(dòng)重啟動(dòng)。由于DH321內(nèi)部集成了高壓啟動(dòng)電流源，因而無需外加啟動(dòng)電路，大大簡化了外圍電路。電源正常工作后，開關(guān)變壓器次級各繞組產(chǎn)生高頻脈沖電壓，分別經(jīng)過整流、濾波后輸出不同的電壓，為主板各單元電路提供工作電源。
IC2（PC817）和IC3（KA431）等元件組成電壓取樣、穩(wěn)壓電路，當(dāng)因某種原因使輸出電壓升高時(shí)，取樣電壓比較放大器KA431的控制端R電壓也隨之升高，使KA431的K端電壓下降，光電耦合器IC2（PC817）內(nèi)的發(fā)光二極管發(fā)光增強(qiáng)，光敏三極管導(dǎo)通增強(qiáng)而內(nèi)阻減小，流經(jīng)DH321（3）腳電流增大，因DH321內(nèi)部集成有電流型PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制器，經(jīng)過脈寬調(diào)整，使開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間變短，開關(guān)變壓器儲能減少，輸出電壓降低，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，穩(wěn)壓控制與上述過程相反。
由DH321組成的開關(guān)電源具有多種完善的保護(hù)措施。當(dāng)市電電壓升高或穩(wěn)壓控制電路失控造成輸出電壓升高時(shí)，開關(guān)奕壓器（3）-（4）繞組上的電壓也會(huì)升高，加至（2）腳的電壓隨之升高，當(dāng)（2）腳電壓超過19V時(shí)，內(nèi)部過壓保護(hù)電路啟動(dòng)，開關(guān)管截止，實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)。當(dāng)電源輸入電壓過低時(shí)，開關(guān)變壓器（3）-（4）繞組上感應(yīng)脈沖電壓隨之下降，DH321（2）腳的電壓也相應(yīng)降低，當(dāng)（2）腳電壓低于8V時(shí)，內(nèi)部欠壓保護(hù)電路啟動(dòng)，使開關(guān)管截止，超到欠壓保護(hù)電路啟動(dòng)，使開關(guān)管截止，起到欠壓保護(hù)作用。當(dāng)電源過載時(shí)，DH321內(nèi)部脈沖寬度控制器（PWM）輸入端電壓達(dá)到3V時(shí)，內(nèi)部脈沖寬度控制器（PWM）輸入端被切斷，此時(shí)內(nèi)部一個(gè)5UA電流源給DH321（3）腳外接電容C5充電，當(dāng)C5兩端電壓充到6V時(shí)，內(nèi)部電路關(guān)閉電源開關(guān)管的激勵(lì)脈沖，電源開關(guān)管截止，實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。電源的過流保護(hù)電路以及電流取樣檢測電路均集成在DH321內(nèi)部，當(dāng)因某種原因致使流經(jīng)DH321內(nèi)部場效應(yīng)開關(guān)管源極的電源增大時(shí)，DH321內(nèi)部場效開關(guān)管源極取樣檢測電阻兩端壓降增大，當(dāng)開關(guān)管源極電源增大到1.2A時(shí)，開關(guān)管源極取樣檢測電阻兩端電壓達(dá)到閥值電壓，內(nèi)部電壓比較器動(dòng)作，開關(guān)管的激勵(lì)脈沖被關(guān)閉，開關(guān)管截止，電源停止輸出。DH321內(nèi)部還集成了過熱檢測器，當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到140°C時(shí)，過熱保護(hù)電路動(dòng)作，開關(guān)管的激勵(lì)脈沖被關(guān)閉，開關(guān)管截止，實(shí)現(xiàn)了過熱保護(hù)。此外，R1、C3、VD5組成消尖峰電路，吸收DH321內(nèi)部開關(guān)管截止瞬間，開關(guān)變壓器初級繞組產(chǎn)生的尖峰脈沖，達(dá)到保護(hù)開關(guān)管的目的。
檢修思路
1、電源無輸出電壓
應(yīng)先檢查保險(xiǎn)管FUSE是否熔斷，如果保險(xiǎn)管FUSE已熔斷，則應(yīng)檢查電路中是否存在短路故障，重點(diǎn)檢查橋式整流電路中四只二極管和濾波電容C1有無短路現(xiàn)象，排除短路故障更換保險(xiǎn)管后再通電試機(jī)。通電測C1兩端是否有300V電壓，如果C1兩端無300V電壓，則應(yīng)檢查電源線、插座是否存在故障，抗干擾電路中電感線圈是否已開路。如C1兩端有300V電壓則說明抗干擾、整流、濾波電路正常，只是主變換電路有故障而未啟動(dòng)，應(yīng)先檢查DH321外圍電路元件是否損壞，如DH321外圍電路元件未發(fā)現(xiàn)異常，再更換DH321試之。
2、各組電源輸出電壓普遍偏高或偏低。
此類故障多為電壓取樣、穩(wěn)壓電路中元件異常所致，應(yīng)檢查IC2（PC817）和IC3（KA431）相關(guān)聯(lián)電路各元件有無損壞。
3、單路電源輸出電壓異常。
某一路電源電壓不正常，直接檢查該支路整流二極管、濾波電容、電感等元件有無損壞。
DH321是仙童公司(FAIRCHILD)開發(fā)的最新單片低功耗離線式集成電路，電源電壓輸出控制方式是電流型脈寬調(diào)制(PWM)，有“綠色芯片”之稱。其內(nèi)部集成有擊穿電壓為650V的“敏感型”場效應(yīng)功率開關(guān)管、高壓啟動(dòng)電流源、固定頻率、內(nèi)部偏置電路、軟啟動(dòng)電路、脈沖前沿閉鎖電路、過壓保護(hù)電路、欠壓保護(hù)電路、過載保護(hù)電路、異常過流保護(hù)、過熱保護(hù)電路、自動(dòng)重啟動(dòng)電路等，由其構(gòu)成的開關(guān)電源具有適應(yīng)市電范圍寬、效率高、功耗低、電磁輻射小、電路簡潔等優(yōu)點(diǎn)。它特別適合制作成本低、微型化的小功率開關(guān)電源．應(yīng)用十分廣泛。下面以一款廣州產(chǎn)e-Haier牌961型D機(jī)開關(guān)電源為例，對其原理進(jìn)行分析。附圖為該機(jī)開關(guān)電源原理圖。
一、電源的啟動(dòng)及輸出過程
交流220V市電經(jīng)電源開關(guān)SW1和保險(xiǎn)管F1送到由L1和C3組成的具有雙向?yàn)V波特性的電源濾波器。該濾波器既可濾除電網(wǎng)中的高頻干擾信號，又可抑制本機(jī)開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻開關(guān)干擾信號對電網(wǎng)的污染。經(jīng)過濾波后的220V交流電經(jīng)D1～D4組成的橋式整流電路整流及C4濾波后，產(chǎn)生300V左右的直流電壓。
整流濾波后得到的300V直流電壓一路經(jīng)過開關(guān)變壓器初級①～②繞組加到Ic1的⑥、⑦、⑧腳內(nèi)部的“敏感型”場效應(yīng)開關(guān)管漏極：另一路直接加到IC1的⑤腳，通過內(nèi)部高壓啟動(dòng)電流源對IC1②腳外接電容C6充電。隨著充電的進(jìn)行，②腳電壓上升．大約15ms后(由于DH321內(nèi)部集成有電源軟啟動(dòng)電路，該時(shí)間為內(nèi)部軟啟動(dòng)電路的電源啟動(dòng)延遲時(shí)間)，當(dāng)②腳電壓上升到大于12V時(shí)，高壓電流源的供電立即自行切斷。內(nèi)部各功能電路開始正常工作，此時(shí)開關(guān)管進(jìn)入正常開關(guān)狀態(tài)。電路起振后，改由開關(guān)變壓器③-④繞組產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖電壓經(jīng)D6整流．R2限流及C6濾波后所產(chǎn)生的約14V直流電壓為IC1②腳供電。只要②腳電壓不低于8V，電路就將鎖定在正常工作狀態(tài)。當(dāng)②腳電壓低干8v時(shí)。高壓啟動(dòng)電流源的供電立即接通，為IC1②腳外接電容充電，只有當(dāng)②腳電壓回升到大于12V時(shí)，IC1內(nèi)部自動(dòng)重啟動(dòng)電路作用，實(shí)現(xiàn)電源的自動(dòng)重啟動(dòng)(由于IC1內(nèi)部集成了高壓啟動(dòng)電流源，因而無需外加啟動(dòng)電路，簡化了外圍電路)。
電源工作后，開關(guān)變壓器兩個(gè)次級繞組上會(huì)不斷產(chǎn)生高頻脈沖電壓，⑥一⑦繞組上的脈沖電壓經(jīng)D8整流，C10濾波后，輸出l2V直流電壓。⑤一⑥繞組上的脈沖電壓經(jīng)D9整流，經(jīng)C11、L2、C13、C14組成的π型濾波器濾波后．輸出5V直流電壓。
二、穩(wěn)壓過程
穩(wěn)壓電路主要由IC1、光電耦合器IC2(817)、基準(zhǔn)電路ZD1(3.9V)組成。穩(wěn)壓過程如下：當(dāng)因某種原因?qū)е螺敵鲭妷荷邥r(shí)，5V輸出電壓也會(huì)升高。由于ZD1兩端電壓為固定的3.9V，因此，光敏二極管兩端電壓會(huì)相應(yīng)升高，光敏二極管發(fā)光增強(qiáng)，光敏三極管導(dǎo)通增強(qiáng)而內(nèi)阻減小，流過IC2的④～③腳的電流增大，即流經(jīng)Ic1的③腳電流增大，因IC1內(nèi)部集成有電流型PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制器，IC1的③腳內(nèi)電路對反饋電流特別敏感。IC1內(nèi)部脈寬控制電路通過脈寬調(diào)整．使開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間變短，開關(guān)變壓器儲能減少，輸出電壓降低，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的；輸出電壓降低時(shí)其穩(wěn)壓控制與上述過程相反。
三、保護(hù)電路
1.過壓保護(hù)當(dāng)電網(wǎng)電壓升高或穩(wěn)壓控制電路失控造成輸出電壓過高時(shí)，開關(guān)變壓器③-④繞組上的電壓幅度也會(huì)相應(yīng)升高．經(jīng)D6整流，C6濾波后加Ic1②腳的電壓也相應(yīng)升高。當(dāng)②腳電壓幅度超過19V時(shí)，IC1內(nèi)部過壓保護(hù)電路啟動(dòng)，開關(guān)管截止，實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)。
2.欠壓保護(hù)當(dāng)電源輸入電壓
過低時(shí)，開關(guān)變壓器③-④繞組上的感應(yīng)脈沖電壓幅度也將隨著降低，經(jīng)D6整流，c6濾波后加到Ic1②腳的電壓也相應(yīng)降低。當(dāng)②腳電壓『氐于8V時(shí)，IC1內(nèi)部欠壓保護(hù)電路啟動(dòng)，使電源功率開關(guān)管截止，起到了欠壓保護(hù)的目的。一旦出現(xiàn)欠壓保護(hù)．IC1內(nèi)部高壓啟動(dòng)電流源將接通，為ICl②腳外接電容充電，只有當(dāng)②腳電壓回升到l2V時(shí)，在IC1內(nèi)部自動(dòng)重啟動(dòng)電路作用下整個(gè)電源電路才能重新恢復(fù)正常工作
3．過載保護(hù)這是一種延遲型
保護(hù)電路，可以避免瞬間過載引起保護(hù)電路誤動(dòng)作。當(dāng)因過載引起DH321內(nèi)部脈沖寬度控制器(PWM)輸入端電壓達(dá)到3V時(shí)，內(nèi)部脈沖寬度控制器(PWM)輸入端將被切斷，此時(shí)內(nèi)部一個(gè)5μA電流源給IC1③腳外接電容c7充電，當(dāng)c7兩端電壓充到6V時(shí)(該充電時(shí)間即為延遲過載保護(hù)時(shí)間)，內(nèi)部電路關(guān)閉電源開關(guān)管的激勵(lì)脈沖，電源開關(guān)管截止，實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。
4．過流保護(hù)電源的過流保護(hù)
電路及電流取樣檢測電路均集成在IC1內(nèi)部。當(dāng)因某種原因致使流經(jīng)IC1內(nèi)部場效應(yīng)開關(guān)管源極(SOURCE)的電流增大時(shí)．IC1內(nèi)部場效應(yīng)開關(guān)管源極取樣檢測電阻兩端壓降增大，當(dāng)開關(guān)管源極電流增大到l.2A時(shí)，開關(guān)管源極取樣檢測電阻兩端電壓達(dá)到閾值電壓，內(nèi)部電壓比較器動(dòng)作，開關(guān)管的激勵(lì)脈沖被關(guān)閉，開關(guān)管截止，電源停止輸出。
5．過熱保護(hù)IC1內(nèi)部集成有過熱檢測器。當(dāng)IC1內(nèi)部溫度達(dá)到140℃時(shí)，過熱保護(hù)電路動(dòng)作，開關(guān)管的激勵(lì)脈沖被關(guān)閉，開關(guān)管截止．實(shí)現(xiàn)過熱保護(hù)。
另外，由C5、R3、D5組成開關(guān)管漏極尖峰脈沖吸收電路．用來吸收IC1內(nèi)部開關(guān)管在截止瞬間，開關(guān)變壓器初級繞組上產(chǎn)生的尖峰脈沖．達(dá)到保護(hù)開關(guān)管的目的。
四、維修資料
DH321為8腳雙列直插式(SNP)封裝，其引腳功能及實(shí)測數(shù)據(jù)詳見表1。
與DH321功能相同，能直接互換的還有幾種其他型號的集成電路，詳見表2。表中集成電路相互代換時(shí)要注意功率余量和使用條件，應(yīng)用功率大的代功率小的，否則容易損壞。
五、維修實(shí)例
[例1]大多數(shù)時(shí)間不能開機(jī)，偶爾能開機(jī)一次．但激光頭一直往外跑．直到打齒：即使未放入光盤主軸電機(jī)也轉(zhuǎn)動(dòng)不停。
檢測電源輸出電壓，能開機(jī)時(shí)12V輸出為8.6V，5V輸出為3.2V，不能開機(jī)時(shí)，12V及5V輸出均為0v。判斷故障在電源電路。測量整流濾波后的300V電壓正常，Ic1的⑤腳和⑥、⑦、⑧腳電壓也正常，而②、③腳電壓為0V。檢查12V、5V輸出端無短路現(xiàn)象，IC1的②腳外圍元件D6、R2、C6均正常。檢測光電耦合器IC2及穩(wěn)壓二極管ZD1正常，但當(dāng)焊下C7檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)已嚴(yán)重漏電。用R×10k擋檢測已接近短路，更換C7后故障排除。
[例2]不能開啟電源。
測量l2V及5V輸出均為0V，IC1⑤腳及⑥、⑦、⑧腳300v電壓正常，②、③腳電壓為0V。排查IC1的外圍元件無明顯異常，判斷集成電路IC1(DH321)損壞。當(dāng)無意間用50V電壓擋測②)腳對地電壓時(shí)，誤將IC1⑥、⑦、⑧腳當(dāng)作地，黑表筆接在了⑥、⑦、⑧腳的位置，此時(shí)卻意外地發(fā)現(xiàn)電源啟動(dòng)了。移開萬用表表筆．電源也正常，但關(guān)閉電源后重新開啟電源，電源又不能啟動(dòng)了。再次將萬用表50V擋接在Ic1②腳和⑥、⑦、⑧腳間，電源又能啟動(dòng)。判斷IC1內(nèi)部啟動(dòng)電路損壞．試用一500kΩ電阻連在IC1②～⑤腳間，經(jīng)反復(fù)試機(jī)，均工作正常。
