戴爾HA65NS02-00型電源適配器電路原理與維修

近日修了幾臺戴爾筆記本電腦PA-12系列HA65NS2-00型電源適配器，版本號REV A01.其標稱輸入電壓為100~240V（50-60Hz）。輸出電壓為直流19.5V,輸出電流為3.34A,額定輸出功率65W.戴爾Latitude、lnsipron系列筆記本電腦均可使用該電源適配器，社會保有量較大。

HA65NS02-00型電源適配器大量使用了表面安裝器件，如圖1所示。

由于元器件密度高、工作電壓高、電流大，發生故障的幾率較大。若沒有電路原理圖維修相當困難。這里給出根據實物繪出的電路原理圖（見圖2），淺析其工作原理，給出兩個維修實例。圖2中：器件編號與實物一致，貼片電容未標注容量，電阻R12和R18阻值為實測值（缺省標注數值的電阻單位為歐姆，缺省標注數值的電容單位為微法）。

一、電路組成與主要元器件作用

1.電磁干擾抑制電路與整流濾波電路

L1、R1A、R1B、CX1、L2組成差模和共模低通濾波器，通常稱作電磁干擾抑制電路（EMI），用來抑制開關電源產生的電磁干擾；BDl和C1組成橋式全波整流濾波電路，為直流/直流變換電路提供平滑的直流電源（主電源）。

2.直流/直流變換電路

集成電路IC1及外圍元器件、功率場效應開關管Ql、開關變壓器T1等構成直流/直流變換電路。ICl是HA65NS02-00電源適配器的核心器件，采用SOP-8封裝，頂部有兩行標記，一行為"1D07N25",一行為"5528".在查閱了大量資料后排除了NCPl207、LD7575等芯片，最終確認該芯片為富士電機（Fuji Electric）生產的FA5528.FA5528是采用CMOS制程的電流模式脈寬調制控制芯片，典型工作電流僅1.4mA.該芯片額定工作頻率60kHz,輕載時自動降低工作頻率，圖3是FA5528的內部電路框圖。

電阻R5A、R5D、c5和D1構成消尖峰電路。用來削除開關管導通與夾斷時T1初級繞組產生的高壓尖峰脈沖（用來保護開關管Q1）。遇Q1擊穿故障時，應檢查消尖峰電路。D2和R1構成IC1的啟動電路。啟動電流大約7mA.IC1啟動后，芯片啟動電路關閉，改由輔助電源供電，啟動電路電流降至251uA左右。開關變壓器T1-1、T1-2繞組、R7、D3、R8、C3、C10和R4組成18V輔助電源為ICI提供電能。開關管Q1源極與高壓地之間的電阻R18和R14為開關電源過載保護取樣電阻。當流經過載保護電阻的峰值電流大于IC1內部設定的保護閥值電平時，IC1內部過載保護比較器翻轉關閉脈寬調制器輸出。功率場效應開關管Q1夾斷，達到保護目的。

3.輸出整流濾波電路

開關變壓器T1A、T1B繞組產生的低壓脈沖電壓，經共陰極雙肖特基二極管D31A整流、C21A~C21C濾波后，產生平滑的+19.5V電源供電腦使用。電阻R21和電容C21組成的網絡用來吸收開關變壓器產生的尖峰脈沖，保護整流器件。高亮度發光二極管LED和電阻R13相串用來指示電源適配器工作狀態。

4.輸出電壓穩壓控制電路

線性光電耦合器PH1和精密并聯型可調整穩壓器IC32及其外圍元器件與IC1內部誤差放大器、脈寬控制電路共同構成輸出電壓穩壓控制電路。

由于IC32的存在，PHI②腳的電位是恒定的，當+19.5V電壓變化時。PH1內部發光二極管的發光強度發生變化，PH1內部光電三極管集電極和發射極間的電壓UCE隨之發生變化，UCE的變化經ICI內部誤差放大器放大后，調節ICl內部脈寬控制電路輸出的脈沖寬度控制開關管Q1的導通時間達到穩定輸出電壓的。電阻R24、R25和R26用來設定電源適配器的輸出電壓：

固定R24和R25,調整R26,可調節輸出電壓：增大R26,輸出電壓降低。減小R26,輸出電壓增高。光電耦合器PHl內部的發光二極管和光電三極管間沒有電氣連接，低壓側的電壓變化通過光信號傳遞到高壓側，還有保護低壓側設備和人身安全的作用。

5.輸出保護電路

HA65NS2-00電源適配器具有完善的輸出保護功能：Q3、NTC、R29組成輸出整流器件過熱檢測電路；IC2A、內部2.5V參考電壓及外圍元器件組成輸出過壓檢測電路；IC2B及外圍元器件和電流取樣電阻R40組成輸出過流壓檢測電路；IC2A、IC2B的輸出通過共陽極雙開關二極管D42和Q3的輸出匯集到一起，組成線或電路。當某一路輸出變低時，光電耦合器PH2內的發光二極管導通發光，PH2內的光電三極管導通，ICl的①腳變低，關閉脈寬調制控制器輸出。FA5528芯片保護電路具有閂鎖功能，故障解除后不能自動恢復工作。故障解除后，斷開交流市電重新連接市電可以快速恢復適配器工作。

（1）輸出整流器件過熱保護

輸出整流器件溫度過熱時，安放在輸出整流器件散熱片近旁的負溫度系數電阻NTC阻值減小，Q3飽和導通，通過光電耦臺器控制IC1關閉脈寬調制控制器輸出。

（2）輸出過壓保護

IC2A、內部2.5V參考電壓及外圍電路構成一個單限比較器（比較器的門檻電平為2.5V）。當輸出電壓升高，R41A和R41B組成的分壓器中點電壓UA>2.5V時，比較器翻轉輸出低電平，即：

將圖2中有關電阻數據代人不等式得：

VOUT>21.7V.

（3）輸出過流保護

IC2B及外圍電路與電流取樣電阻R40（阻值約30mΩ）構成一個單限比較器，門檻電平104mV.由R32和R33對IC2內部2.5V參考電壓分壓取得。當電流取樣電阻R40兩端的壓降大于104mV時。比較器翻轉輸出低電平。

6. ID信息存儲電路

戴爾筆記本電腦電源適配器輸出接口比較特殊：其外壁是負極。內壁是正極，中間還有一根小針與電源適配器內的ID信息存儲芯片相連。戴爾筆記本電腦通過這顆芯片識別接人的適配器的型號。

ID信息存儲芯片IC3（型號為DS2501）采用T092封裝，有3只引腳，其中3腳為空腳。該芯片由MAXIM-DALLAS公司生產的512字節單線只添加EPROM芯片，內部存有戴爾電源適配器ID、功率等信息。這些信息可以通過最少的接口訪問，例如微控制器的一個端口引腳。DS2501由一個工廠刻度的注冊碼。其中包括：48位唯一序列碼、8位CRC校驗碼和8位家族碼（09h）以及512位的用戶可編程E-PROM組成。DS2501進行編程和讀取操作的電源全部來自于1-Wire通信線。采用l-Wire協議，即僅通過一條信號線和一條地線，實現數據的串行傳輸。讀取數據時電壓不得超過6V,編程時要求電壓12V.

早期電源適配器ID信息存儲芯片直接與中間針相連。長達2m的輸出線未使用屏蔽線，在電氣上相當一根天線，外界雜散電磁信號常常導致DS2501奠名奇妙損壞。HA65NS2-00 REV A01電源適配器針對這一問題作了改進：一是新增了ZD3和R31兩個保護器件：二是輸出線改用三芯同軸線。

另外，部分適配器輸出接口導線焊接位置不當。使用過程中易造成+19.5V導線碰觸中心針導線，致使DS2501損壞。如果DS2501芯片損壞，筆記本電腦屏幕將顯示"The AC power adapter type cannot be determined"等信息，按F3可以進入系統，但是CPU降頻使用，電池不能充電。

二、維修實例

[例1]接上220V市電瞬間，電源插頭與插座間沒有電火花，適配器指示燈不亮。

分析與檢修：由下開關電源加電瞬間，主電源濾波電容Cl充電和開關管導通時主電源工怍電流較大，電源插頭與插座間會產生電火花。無此現象，說明市電未加到開關電源電路，初步判定交流電源線斷路或保險絲熔斷。首先，用電表檢測交流電源線：輕輕彎曲交流電源線關鍵部位，未見異常，故障范圍被圈定到適配器內部。用刀片或鋸條小心拆開適配器外殼，檢查發現立式保險絲F1熔斷、主電源濾波電容Cl鼓包，測量C1兩端電阻未見短路性故障。折下C1用LCR數字電橋檢測，證實其已失效（C=0.237nF,Q=0.34）。更換主濾波電容器C1,用3A/250V玻璃管保險替換立式熔斷器后，通電試機，只聽"砰"的一聲，保險管炸裂，將周邊器件熏得漆黑。進一步檢查發現全橋BDl對臂兩只二極管已擊穿。用酒精棉球擦拭周邊器件，用KBP306替換BDI（KBP206），再次更換上只套有熱縮管的玻璃管保險絲后，適配器恢復正常。

經驗與教訓：（1）開關電源保險絲熔斷，通常伴有元器件擊穿短路性故障，未查明前不要急于通電試機；（2）使用玻璃管保險絲肘最好套上一段熱縮管，這樣可以防止保險管炸裂傷人或將周邊器件熏黑。

[例2]戴爾Inspiron 1420 附帶的HA65S2-00電源適配器接上220V市電瞬間，電源插頭與插座間有電火花產生，適配器無直流輸出。指示燈不亮。

分析與檢修：由于開關電源加電瞬間，電源插頭與插座間有電火花產生，說明開關變壓器初級側的整流濾渡電路、開關管等狀態正常，故障可能是脈寬調制控制芯片未啟動或者某種原因致使芯片內部保護電路動作切斷輸出。

打開外殼，靜態檢查脈寬調制控制芯片啟動電路的D2和R1未見異常。接著，將市電加至電源適配器，測試主電源電壓為307v正常。斷開市電。待C1存儲的電能泄放掉，再次給電源適配器加市電（在加市電的同時，用電表監測ICl③腳電壓），發現該腳電壓瞬間達1V左右。這說明電源適配器過載ICI處于保護關閉狀態。斷掉市電，檢查電源適配器輔出線兩端電阻幾乎為零。分別拆除D31A的絕緣層從熱縮管中脫出，致使21mm處中間屢導線和外層導線發生碰觸。在距電源適配器30mm處剪斷三芯同軸線，將有碰觸故障的線段從護套中抽出，將正常線段穿入護套。剝皮后用熱縮管處理后。焊到電路板上。加市電，綠色指示燈點亮。測C21A兩端空載電壓19.81V,接上戴爾Latitude D610筆記本電腦后電壓為19.73V.