教学与维修实例联想lxb-l15caoc pwpc板

1、四、PWPC 板电路原理分析31.1 电源部份的电路原理分析31.2ERVER 部分电路分析82.1 PWPC 板电源部份维修流程图142.2 PWPC 板升压部份维修流程图162.3 PWPC 板重点点位的测试波形172.4 PWPC：5216A1L1 参考电路图20四、PWPC 板电路原理分析PWPC 板是机器内置的由电源部份与升压部份组合，这样设计上简化了机构，降低了成本，提高了产品的性能。电源部份由：桥式整流滤波、软启动电路、脉宽调制控制（SG6841）及输出整流 12V、5V 直流电压等电路。升压部份由：电压启动回路、控制器（BA9741）、直流变换回路、LC 振荡及输出回路等电路。

2、图（9-1）是其方框图，下面电整流滤波D910 D912路9详0-2尽40V分析了其部份理AC 输入CN2015V控制 器IC90112VON/OFFMOS 开关管Q903控制 亮度调节0-5V图（9-1）PWPC 板电气方框图1.1 电源部份的电路原理分析一、输入交流滤波该部分的主要作用是用于防止由交流输入线引入的噪声，抑制电源计成为电磁兼容（EMI）滤波器。产生的反馈噪声。该滤波器被设开关电源是把工频交流整流为直流后，再通过开关变为高频交流，其后再整流为稳定直流的一种电源，这样就有工频电源的整流波形畸变产生的噪声与开关波形产生的噪声。在输入侧出去就表现为传导噪声和辐射噪声，在输出侧出去就表

3、现为纹波。外部噪声会进到电子设备中，而供给负载的电源噪声也会到外部。若电源线中有噪声电流通过，电源线就相当于天线向空中辐射噪声。为此，在开关电源的输入侧要介入电容与电感的滤波器，用于抑制交流电源产生的 EMI。噪声分为共态噪声和正态噪声。对于单相电源，输入侧有 2 根交流电源线和 1 根地线。在电源输入侧 2根交流电源线与地线之间产生的噪声为共态噪声；2 根交流电源线之间产生的噪声为正态噪声。这就要求2反馈回路D207器U201过压保护ZD203直流变换回路L203个灯管LC 振荡及输出回路 PT201 Q209电压启动电路Q201 Q202过压保护回路 Q901电压反馈回路IC902软启动电

4、路R906、R907MOS 开关管Q903线路滤波：变压器 T901电桥路式的整工流及作原滤波DB901在电源输入侧接入的 EMI 滤波器要滤除这两类噪声。在该电源电路中使用如下图 9-2 的 EMI 滤波器。它由共态扼流圈 L902，跨接线路电容 C901 以及线路高通滤波电容 C902 和 C903。其中，L901 用于滤除低频共态噪声，C901 用于滤除低频正态噪声，C902 和C903 用于滤除高频共态和正态噪声。图中 R901、R902 用于拔掉电源时对电容起放电作用。图 9-2 交流滤波及桥式整流滤波电路二、桥式整流及滤波当 220V 交流输入经桥式整流输出后经滤波电容 C905

5、滤波后生成一高压的直流电压其大小为1.414VAC，C900 起滤除高频电磁干扰用。三、软启动电路软启动电路如图 9-3 所示，图中的电阻R 为 R906、R907、为 1M 的等效电阻，由于这些电阻的阻值很大，所以其工作电流很小。刚启动开关电源时，SG6841D 所需要的启动工作电流由 +300V 直流高压经过 R 降压后加至 SG6841D 的输入端 Vin 实现了软启动。一旦开关功率管转入正常的工作状态，自馈线圈 4-5 端上所建立的高频电压经 D902、C907 整流滤波后，就作为的工作电压，至此启动过程结束。300V图 9-3 电源软启动电路四、脉宽调制控制器 SG6841D在 LC

6、D Monitor 中 Adapter 采用的是开关电源设计方法。开关电源具有体积小、重量轻、变换效率高等优点，因此被广泛应用于电子产品中，特别是脉宽调制（）型的单片开关电源。型开关电源的特点是固定开关频率，改变脉冲宽度来调节占空比。其基本工作原理：交流 220V 输入电压经过整流滤波电路变成直流电压，再由开关功率管斩波和高频变压器降压，得到高频矩形波电压，经整流滤波后获得所需要的直流输出电压。脉宽调治器是这类开关电源的，它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号，控制开关功率管的通断状态，来调节输出电压的高低，达到稳压的目的。以下将要介绍的电源适配器就是这种类型的脉宽调制的单片开关电源。它所用

7、的是 SG6841D 脉宽调制集成控制器。SG6841D 有下列性能特点：(1)它属于电流型单端调制器，具有管脚数量少、电路简单、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点。能通过高频变压器与电网，适合于无工频变压器的 2050W 小功率开关电源。(2)绿色模式待机时的低功耗和完美的保护特性。在待机模式下：把反馈电压作为参考值，一旦反馈电压低于门限值，输出线性下降以减少功耗，同时提供一定的输出电压 。保护特性：1、NTC 电热检测器用于检测温度升高时起保护作用。当环境温度上升，IC RT PIN 电压小于 0.65V 此时可使 SMPS 功率输出降低，进而使温度下降。如果环境温度再次上升，将关闭输

8、出占空比将减小，。2、功率检测器起一个过载保护。通过检测 IC PIN6 检测电阻，当此 PIN 电压高于门限电压 0.85V 时，GATE 输出被关闭。（3）启动电流和工作电流分别降至 30uA 和 3Ma,从而改善功率转换效率，频率可以通过改变外接电阻来改变。启动电流:典型值为 30UA，超低启动电流充许用户使用高阻抗，低启动电阻，以提供 SG6841所需的启动电流。工作电流为 3MA，它降低 VDD 保持电容的要求。（4）SG6841D 属于电流控制型脉宽调制器。所谓电流控制型是指，一方面把自馈线圈的输出电压 Vin反馈给误差放大器，在与基准电压进行比较之后，得到误差电压 Vr；另一方面

9、初级线圈中的电流在取样电阻 R919 上建立电压，直接加到 IC901 PIN6 电流检测比较器的同相输入端，与 Vr 作比较，进而控制输出脉冲的占空比，使流过开关功率管的最大峰值 Ipm 电流总是受误差电压 Vr 的控制，这就是电流控制型的原理。其优点是调整速度快，一旦+300V 输入电压发生变化，就立即引起 Ipm 的变化，迅速调整输出脉冲的宽度。为了改善开关 MOS 管的控制和保护其不至于过压，输出驱动电压被限为 18V.(5)图 9-4 为 SG6841D框图。图 9-4SG6841D框图(6)如图 9.4 即为 SG6841D 的框图。其各引脚的作用如下：PinNAME功能PinNA

10、ME功能五、高压保护回路、温度过高保护回路1、高压保护回路如图 9-5 所示，当电网电压升高超过最大值时，自馈线圈输出的电压也将升高。该电压将会超过 20V，此时 ZD901 被击穿，R911 上就会产生压降，当这个压降有 0.6V 时将使 Q902导通，拉低 Q901 的基极电位，使 Q902 也导通，使 D903 导通, 这样 SG6841D Pin4 接地，产生瞬间短路电流，使 SG6841D 迅速关断脉冲输出。另外 Q902 导通，这样 SG6841D Pin7 的 15V 基准电压通过 R909、Q901 直接接地。因此切断了 IC 的电源，达到高压保护作用。2、温度过高保护回路:当

11、电路的元件（IC、开关管）工作温度升高超过最大值时，IC 的专有一个热保护器从 PIN 5 接电阻连到地以检测温度。当此 PIN 的电压低于门限电平 0.65 时，迅速关断脉冲输出 ，保护了电路的重要元件。PIN 4VDD图 9-5 高压保护回路六、开关功率管及限流电路SG6841D 的 Pin8 脚输出一个如图 9.6 所示的脉冲波，该脉冲的频率为 58.5kHz，占空比为 11.4%。该脉冲控制功率管 Q903 的按其工作频率进行开关动作。这样变压器就开始工作，电流从 Q903 的漏极流向源极，在 R917 上产生电压。R917 为电流检测电阻，由它产生的电压直接加到 SG6841D 的过

12、流检测比较器的同相输入端，只要该电压超过 1V，将使 SG6841D护。这就是限流电路的工作原理。七、直流变换回路（变压器 T901）的电流保护电路启动，使 Pin8 关闭，实现过流保当 SG6841D 输出的如图 9.7 的波形，Q903 做开关状态，其工作频率为 58.5kHz，占空比为 11.4%。T901开始工作，在Q903 导通，T901 的初级线圈有电流流过，产生上正下负的电压，则次级产生下正上负的感应电动势，这时次级上的二极管 D910 截止，此阶段为储能阶段；而低电平时，开关管截止，初级线圈上的电流在瞬间变为 0，初级的电动势为下正上负，在次级上感应出上正下负的电动势，此时 D

13、910导通，有电压输出。再经过整流滤波后即可输出。图 9.8 的波形中可以看出该电压波形有较大的浪涌电压和现象，其浪涌电压的峰-峰值超过 70V 这是由 MOS 管自身关断时产生和二极管的反向恢复特性产生的浪涌电压，由于在电路中没有加 RC 吸收电路或加二极管来抑制而产生的。图 9-6 中 T901 的次级输出端的二极管上并接了一 RC（R920、C920）回路，用于吸收二极管 D910 上1GND接地5RT温度保护2FB电压反馈输入端6SENSE电流检测脚3VIN启动电流输入端7VDD供电端4RI参考设置8GATE驱动输出产生的浪涌电压。当关机时 T901 的初级线圈还有电流，此时 Q903

14、 已截止，D901、R911、C906 即形成放电回路，C906 同时还有起滤除高频谐波的作用12V5V图 9-6 T901 工作回路图 9-7SG6841D 输出脉冲图 9-8Q903 漏极电压波形八、 输出整流滤波回路1、 D910、C920、R920、L903、C922 和 C924电压向升压板及主板音频电路供电。2、 D912、C921、R921、L904、C923 和 C925压向主板电路供电。九、电压取样和反馈回路了电容和 LC 滤波器。使得输出为稳定 12V 的直流了电容和 LC 滤波器。使得输出为稳定 5V 的直流电如图 9-9 所示的电路图为，电流、电压取样和反馈回路。图中的

15、 IC903 为 TL431。其原理图如图 9-10 所示。其有一个电压比较器，该电压比较器的反相输入端接基准电压，该基准电压提供一个基准的比较电压，该电压为 2.495V2%。该比较器的同相输入端接外部控制电压，比较器的输出用于驱动一个 NPN 的晶体管，使晶体管导通，电流就可以从 5CVathode 端流向 Anode。12V图 9-9 电压、电流取样和反馈电路12V 的直流电压经过 R922，R924 分压，在 R924 上产生电压该电压直接加到 TL431 的 R 端，由电的电阻参数可知该电压正好能使 TL431 导通。这样就要电流流过发光二极管，光电耦合器 IC902 开始工作。至此

16、完成电压的取样。图 9.10 TL431 原理图如果电网电压升高导致输出电压随之升高，这样流过 IC903 光电耦合器的电流也就随之增大，光电耦合器发光管的亮度越大，光敏三极管的内阻就越小，则光敏三极管端的导通程度加强，IC 的 PIN 2端电压下降，该电压加到 SG6841D误差放大器的反相输入端，从而控制 SG6841D 输出脉冲的占空比，降低输出电压。这样就输出左右。十、输出过压保护回路了过压输出反馈回路，达到稳定输出的作用，能使输出电压稳定在 12V 和 5V当次级二组输出电压异常升高，此时电压将会超过 12.2V 或 5.1V，此时 ZD902 或 ZD903 被击穿将导致光电耦合器

17、护目的。发光管的亮度异常加大，致使 IC PIN2 通过光敏三极管接地，迅速关断脉冲输出，达到保1.2ERVER 部分电路分析一、升压板概述（1）、Inverter 即逆变器，又叫电压升压板。它是专为 Panel 的背光灯提供工作电源的。Panel 用的背光灯采用的是极荧光灯管（CCF），该灯管的工作电压很高，正常工作时的电压为 600800V，而启动电压则高达 15001800V，工作电流则为 59mA。因此 Inverter 需要有如下功能：能够产生 1500V 以上的高压交流电，并且在短时间内迅速降至 800V 左右，这段时间约持续 1-2S，电压的曲线如图 10-1 所示:由于 Inv

18、erter 提供电流的大小将影响需要有过流保护功能；极荧光灯管的使用，因此输出的电流应小于 9mA，出于使用的考虑，要有控制功能，即在显示暗画面的时候，灯管不亮，该控制信号可以由主板上的 MCU 或图形处理器提供；1.图 10-1 Inverter 输出电压变化波形（2）、Inverter 是一种 DC TO AC 的变压器，它其实与 Adapter 是一种电压逆变的过程。Adapter 是将市电电网的交流电压转变为稳定的 12V 直流输出，而 Inverter 是将 Adapter 输出的 12V 直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了目前用得比较多的脉宽调制（）技术，其。部分

19、都是一个集成控制器，Adapter 用的是 SG6841D，Inverter 则采用 BA9741F二、Inverter 的工作原理简要分析(图 10-2 为其工作方框图) 12VC1ON/OFF.图 10-2 Inverter 工作原理框图(1)Inverter 输入接口部分：Inverter 输入部分有 3 个信号它们分别为：12V 直流N、工作使能电压 ON/OFF 及 Panel 的亮度调节信号。其中 12V 直流由电源提供；ON/OFF 电压由主板上的 GM2115 提供，其值为 0 或 3V，当 OFF 时=0V，Inverter 不工作，而 OFF 时=3V，Inverter 处

20、于正常工作状态；而亮度调节电压由主板提供，其变化范围在 05V 之间，将不同的电压值反馈给控制器反馈端，Inverter 向负载提供的电流也将不同，2反馈回路D207控 器U201过压保护ZD203个灯.管MOS 开关管Q903直流变换回路L203LC 振荡及输出回路 PT201 Q209.N20制 亮度调节0-5V电压启动电路Q201 Q202DIM 值越小，Inverter 输出的电流就越小,亮度就越暗。(2)电压启动回路：图 10-3 的电路是常用的电源控制回路，由一个 PNP 和一个 NPN 管组成，它有两个工作阶段：第一阶段，当 ENB 电压为低电平（0V）时，Q201 管处于截止状

21、态，因此 Q202 管也截止，此时 Q202 管 C 集上的直流电压不能加到 U201（BA9741）的 Pin2 输入端，所以 U201 因无输入而不工作，Pin1 就无输出脉冲，因此整个 Inverter 就不工作；第二阶段，ENB 为，此时 Q201 管饱和导通，Q202 管 B 极被拉低，因 Q202 为 PNP 管，且其 C 集上加有 12V 的直流电压，故 Q2 导通，12V 电压加至 IC 供电脚 Pin2，启动 IC 工作，U201 就有脉冲输出去控制开关管工作，整个 Inverter 就处于正常工作状态，输出高压去点亮 Panel 的背光灯灯管。IC PIN9VCC图 10-

22、3 电源控制回路（3）BA9741F 控制器简介：BA9741F 与 TL1451 是双通道输出的具有以下特点：驱动调整, 其 IC 工作电压范围 3.635V，作为 DC-DC 转换器1、精确度的参考电压（2.5）输出2、短路保护（SCP）3、欠压保护4、死区（过压）保护 (3.1)表（10-1）是 BA9741F 的引脚定义：（3.2）参考电压：由直流供电 VCC 产生的 2.5V 基准电压用于向电路提供电源，并且作为误差放大器和过流保护比较器提供比较的基准电压。经过衰减器产生的 1V 基准电压输入到误差放大器的同相输入端，作为误差放大器的比较电压。PIN简称功能PIN简称功能1CT外接振

23、荡电容9VCC电源供电端2RT外接振荡电阻10OUT2脉冲电压输出端3NON1同相输入放大器11DT2死区（过压）保护端4INV1反相输入放大器12FB2误差放大器输出端5FB1误差放大器输出端13INV2同相输入放大器6DT1死区（过压）保护端14NON2反相输入放大器7OUT1脉冲电压输出端15SCP过流（短路）保护端8GND接地端16VREF基准电压（2.5v）图 10-4BA9741F原理图 （3.3） 振荡器和：振荡器的频率可以通过在 Pin2 的 RT 端与 GND 之间串接一个电阻来设置的，其范围是 10800kHz,因此电阻的取值范围应在 5.150k之间。振荡器的输出是一个三

24、角波电压当（fosc=10k）时，其最小值为 1.79V，最大值 1.32V。脉宽调制比较器将误差放大器的输出和死区控制（DTC）输入与三角波电压进行比较。当三角波电压比这两个电压中较大的那个小时,就关闭晶体管的输出。 (3.4)过压保护：在 Pin11 的 DTC 端提供了一个限制输出转换占空比的方法。在该端与地之间接一个电阻，这样在 DTC端就可以得到一个死区参考电压，它与振荡器输出的三角波电压进行比较。当该电压等于或大于 1.79V时，输出的占空比为 0%.如果该电压等于或小于 1.32V 时，输出的最大占空比为 100%。（3.5） 欠压保护：当输入电压过低时，欠压保护电路将关闭输出晶

25、体管的输出以及当输入电压低于 3V 时，将复位短路保护电路。 (3.6)短路保护（SCP）：BA9741F 有一个短路保护回路，当转换器的输出发生短路时，它将切断电源，当 SCP 回路处于工作状态时，它将过外部拉低 SCP 端。开关打开直到电路被复位。可以通过用减少输入电压直到欠压电路起作用或通三、直流变换回路由MOS开关管Q203和储能电感L201及D201组成了电压变换电路，BA9741F输出的脉冲经过 Q205、Q207组成的推挽放大器放大后驱动MOS管做开关动作，使得直流电压对L201进行充放电，这样就从L201的另一端输出了如图10-5的交流电压：图10-5L201输出电压波形（=1

26、01.5KHz）由于电路中的 MOS 开关管 Q203 采用 P 沟道场效应管，因此当 U201 输出脉冲为低电平时对 L201 进行充电，时 Q203 截止，L201 放电。Q203 输出的脉冲波形如图 10-5。图中的 Q205、Q207 组成的推挽放大电路是起放大作用，由于 U201 输出脉冲的电流较小，不能直接驱动 MOS 管 Q203 工作，因此必须加上放大电路加以放大。过压保护电路：利用 BA9741F 的 DTC 死区控制电路可以组成一个过压保护电路，其工作原理（如图 10-6）：当 L201 输出电压过高时，当它超过 D203 管的稳压值 11V 时，D203 管将会被击穿，使

27、得 Q6 管导通，这样就把 U1 的 Pin6 脚 DTC 的电压拉低，使得其电压值低于 0.7V，出。死区控制电路就关闭输出晶体管的输PIN 10(OUT)PIN 11 DTC图 10-6 工作原理图四、LC 振荡及输出回路：C213 和 PT201 初级线圈组成 LC 振荡，Q209、Q210 组成 PUSH-PULL 回路，它们处于交替工作状态，R224、R225、R226、R227 为启动电阻。Q209、Q210 的输出电压在 PT 上迭加通过 LC 振荡就产生了高压正弦交流电输出。在输出方面，C215、C216 为耦合分压电容。当负载的 Panel 灯管未点亮时，输出回路没有导通，由

28、PT1 产生的 1500V 的高压电通过电容耦合作用加在负载两端，这样就满足了极荧光灯的启动条件，荧光灯被点亮。此时输出回路导通，有电流流过电容，由于电容有阻抗存在，因此电容两端就产生了压降，选择电容的参数值就可以使通过电容衰减后加在负载两端的电压变为 800V 左右的工作电压。图 10-7 工作原理图五、输出电压反馈：当负载工作时，在 R232 两端有交流电压存在，该电压经过 D205、D207、C211 整流滤波后，得到一个直流的采样电压。将该电压反馈给 BA9741F 的 Pin14 端，用于反馈控制 BA9741F 输出脉冲的占空比，达到稳定 Inverter 输出高压的作用。2.1

29、PWPC 板电源部份维修流程图维修 PWPC 板时，因其 PCB 板为双面元件，会给维修带来很多的不便，建议脱离机器维修。一、电源指示灯不亮或暗是是否是否是是请检查其 IC 供电电容 C906、C907及 IC 本身测量为正常电压（3）检查其电压反馈回路元件：IC902、IC903 等检查其负载相关回路元件：D912、ZD903 等（2）断开 T901 PIN7 开机测量电压是否恢复正常（1）断开 T901 PIN9 开机测量电压是否恢复正常检查其负载相关回路元件：D910、ZD902 等(2)请检查 PIN7 供电元件 D902、 R908（3）用电阻法测量 IC PIN7 对地阻值及 Q903 是否不良（4）用断开法检查保护电路元件 ZD901、Q902 等请检查电源输入元件（F901、NR901、DB901、C904）及开关管Q203OK(1)请检查启动电阻 R906、R907 是否开路或变值测量IC901 PIN7 供电电压是否为正常的 13