DH321是仙童公司开发的最新单片低功耗离线式开关电源集成电路

1、DH321是仙童公司开发的最新单片低功耗离线式开关电源集成电路，电源电压输出控制方式为电流型脉宽调整（PWM），有“绿色芯片”之称。该集成电路为8脚双列直插式（8DIP）封装，（1）脚为接地端，（2）脚为电源端，（3）脚为反馈输入端，（4）脚为开关管极限电流调整端，（5）脚为启动电压接入端，（6）、（7）、（8）脚接内部场效应开关管的漏极。DH321内部集成了击穿电压为650V的“敏感型”场效功率开关管、内部偏置电路、高压启动电流源、固定频率振荡器、软启动电路、脉冲前沿闭锁电路、过压保护电路、欠压保护电路、过载保护电路、异常过流保护、过热保护电路、自动重启动电路等，由DH321组成的开关电源具

2、有适应市电范围宽、效率高、功耗低、电磁辐射小、电路间捷等优点，因而特别适合制作成本低、微型化的小功率开关电源。世纪星、卓异、亚视达、二菱等品牌数字机采用了以DH321为核心元件的开关电源，从开关电源的构成来看，虽然都是以DH321为核心元件，但不同品牌数字机开关电源又有所不同，例如：卓异ZY-2250F和亚视达HIC-5288B数字机开关电源省略了抗干扰电路，这与生产厂家对开关电源的设计有关；卓异ZY-2250F电源只输出一组18V电压，亚视达HIC5288B电源有21V、15V、3.3V三组电源输出，而世纪星数字机有21V、15V、5V、3.3V四组电源输出，这与主板采用不同的芯片有关，但以

3、DH321为核心元件构成开关电源的主变换电路、稳压电路的原理是相同的。现以世纪星数字机为例，简述其原理与检修。工作原理220V交流市电经电源开关SW和保险管FUSE送至抗干扰电路，滤除电网中的高频干扰信号，同时对开关电源产生的干扰信号起抑制作用。经抗干扰电路处理的220V交流电经过VD1-VD4组成桥式整流和C1滤波电路，得到约300V直流电压。300V直流电压一路经开关变压器初级（1）-（2）绕组加至DH321（6）、（7）、（8）脚内部的“敏感型”场效应功率开关管漏极，另一路直接加到的DH321（5）脚，通过内部高压启动电流源对（2）脚外接电容C4充电，随着充电的进行，当（2）脚电压上升到

4、大于12V时，高压电源源的供电自行切断，DH321内部各功能电路开始正常工作，此时开关管进入正常开关状态。电路起振后，改由开关变压器（3）-（4）绕组产生的感应脉冲电压经VD6整流、R4限流及C4滤波后产生的约14V直流电压为（2）脚供电。只要（2）脚电压不低于8V，电路就将锁定正常工作状态，当（2）脚电压低于8V时，高压启动电流源的供电立即接通，为（2）脚外接电容C4充电，只有当（2）脚电压回升到大于12V时，内部自动重启电路动作，实现电源的自动重启动。由于DH321内部集成了高压启动电流源，因而无需外加启动电路，大大简化了外围电路。电源正常工作后，开关变压器次级各绕组产生高频脉冲电压，分别

5、经过整流、滤波后输出不同的电压，为主板各单元电路提供工作电源。IC2（PC817）和IC3（KA431）等元件组成电压取样、稳压电路，当因某种原因使输出电压升高时，取样电压比较放大器KA431的控制端R电压也随之升高，使KA431的K端电压下降，光电耦合器IC2（PC817）内的发光二极管发光增强，光敏三极管导通增强而内阻减小，流经DH321（3）脚电流增大，因DH321内部集成有电流型PWM（脉冲宽度调制）控制器，经过脉宽调整，使开关管导通时间变短，开关变压器储能减少，输出电压降低，从而达到稳定输出电压的目的。当输出电压降低时，稳压控制与上述过程相反。由DH321组成的开关电源具有多种完善的

6、保护措施。当市电电压升高或稳压控制电路失控造成输出电压升高时，开关奕压器（3）-（4）绕组上的电压也会升高，加至（2）脚的电压随之升高，当（2）脚电压超过19V时，内部过压保护电路启动，开关管截止，实现过压保护。当电源输入电压过低时，开关变压器（3）-（4）绕组上感应脉冲电压随之下降，DH321（2）脚的电压也相应降低，当（2）脚电压低于8V时，内部欠压保护电路启动，使开关管截止，超到欠压保护电路启动，使开关管截止，起到欠压保护作用。当电源过载时，DH321内部脉冲宽度控制器（PWM）输入端电压达到3V时，内部脉冲宽度控制器（PWM）输入端被切断，此时内部一个5UA电流源给DH321（3）脚外

7、接电容C5充电，当C5两端电压充到6V时，内部电路关闭电源开关管的激励脉冲，电源开关管截止，实现过载保护。电源的过流保护电路以及电流取样检测电路均集成在DH321内部，当因某种原因致使流经DH321内部场效应开关管源极的电源增大时，DH321内部场效开关管源极取样检测电阻两端压降增大，当开关管源极电源增大到1.2A时，开关管源极取样检测电阻两端电压达到阀值电压，内部电压比较器动作，开关管的激励脉冲被关闭，开关管截止，电源停止输出。DH321内部还集成了过热检测器，当内部温度达到140C时，过热保护电路动作，开关管的激励脉冲被关闭，开关管截止，实现了过热保护。此外，R1、C3、VD5组成消尖峰电

8、路，吸收DH321内部开关管截止瞬间，开关变压器初级绕组产生的尖峰脉冲，达到保护开关管的目的。检修思路1、电源无输出电压应先检查保险管FUSE是否熔断，如果保险管FUSE已熔断，则应检查电路中是否存在短路故障，重点检查桥式整流电路中四只二极管和滤波电容C1有无短路现象，排除短路故障更换保险管后再通电试机。通电测C1两端是否有300V电压，如果C1两端无300V电压，则应检查电源线、插座是否存在故障，抗干扰电路中电感线圈是否已开路。如C1两端有300V电压则说明抗干扰、整流、滤波电路正常，只是主变换电路有故障而未启动，应先检查DH321外围电路元件是否损坏，如DH321外围电路元件未发现异常，再

9、更换DH321试之。2、各组电源输出电压普遍偏高或偏低。此类故障多为电压取样、稳压电路中元件异常所致，应检查IC2（PC817）和IC3（KA431）相关联电路各元件有无损坏。3、单路电源输出电压异常。某一路电源电压不正常，直接检查该支路整流二极管、滤波电容、电感等元件有无损坏。DH321是仙童公司(FAIRCHILD)开发的最新单片低功耗离线式开关电源集成电路，电源电压输出控制方式是电流型脉宽调制(PWM)，有“绿色芯片”之称。其内部集成有击穿电压为650V的“敏感型”场效应功率开关管、高压启动电流源、固定频率振荡器、内部偏置电路、软启动电路、脉冲前沿闭锁电路、过压保护电路、欠压保护电路、过

10、载保护电路、异常过流保护、过热保护电路、自动重启动电路等，由其构成的开关电源具有适应市电范围宽、效率高、功耗低、电磁辐射小、电路简洁等优点。它特别适合制作成本低、微型化的小功率开关电源应用十分广泛。下面以一款广州产e-Haier牌961型DVD机开关电源为例，对其原理进行分析。附图为该机开关电源原理图。 一、电源的启动及输出过程 交流220V市电经电源开关SW1和保险管F1送到由L1和C3组成的具有双向滤波特性的电源滤波器。该滤波器既可滤除电网中的高频干扰信号，又可抑制本机开关电源产生的高频开关干扰信号对电网的污染。经过滤波后的220V交流电经D1D4组成的桥式整流电路整流及C4滤波后，产生3

11、00V左右的直流电压。 整流滤波后得到的300V直流电压一路经过开关变压器初级绕组加到Ic1的、脚内部的“敏感型”场效应开关管漏极：另一路直接加到IC1的脚，通过内部高压启动电流源对IC1脚外接电容C6充电。随着充电的进行，脚电压上升大约15ms后(由于DH321内部集成有电源软启动电路，该时间为内部软启动电路的电源启动延迟时间)，当脚电压上升到大于12V时，高压电流源的供电立即自行切断。内部各功能电路开始正常工作，此时开关管进入正常开关状态。电路起振后，改由开关变压器-绕组产生的感应脉冲电压经D6整流R2限流及C6滤波后所产生的约14V直流电压为IC1脚供电。只要脚电压不低于8V，电路就将锁

12、定在正常工作状态。当脚电压低干8v时。高压启动电流源的供电立即接通，为IC1脚外接电容充电，只有当脚电压回升到大于12V时，IC1内部自动重启动电路作用，实现电源的自动重启动(由于IC1内部集成了高压启动电流源，因而无需外加启动电路，简化了外围电路)。 电源工作后，开关变压器两个次级绕组上会不断产生高频脉冲电压，一绕组上的脉冲电压经D8整流，C10滤波后，输出l2V直流电压。一绕组上的脉冲电压经D9整流，经C11、L2、C13、C14组成的型滤波器滤波后输出5V直流电压。 二、稳压过程 稳压电路主要由IC1、光电耦合器IC2(PC817)、基准电路ZD1(3.9V)组成。稳压过程如下：当因某种

13、原因导致输出电压升高时，5V输出电压也会升高。由于ZD1两端电压为固定的3.9V，因此，光敏二极管两端电压会相应升高，光敏二极管发光增强，光敏三极管导通增强而内阻减小，流过IC2的脚的电流增大，即流经Ic1的脚电流增大，因IC1内部集成有电流型PWM(脉冲宽度调制)控制器，IC1的脚内电路对反馈电流特别敏感。IC1内部脉宽控制电路通过脉宽调整使开关管导通时间变短，开关变压器储能减少，输出电压降低，从而达到稳定输出电压的目的；输出电压降低时其稳压控制与上述过程相反。 三、保护电路 1.过压保护当电网电压升高或稳压控制电路失控造成输出电压过高时，开关变压器-绕组上的电压幅度也会相应升高经D6整流，

14、C6滤波后加Ic1脚的电压也相应升高。当脚电压幅度超过19V时，IC1内部过压保护电路启动，开关管截止，实现过压保护。 2.欠压保护当电源输入电压 过低时，开关变压器-绕组上的感应脉冲电压幅度也将随着降低，经D6整流，c6滤波后加到Ic1脚的电压也相应降低。当脚电压氐于8V时，IC1内部欠压保护电路启动，使电源功率开关管截止，起到了欠压保护的目的。一旦出现欠压保护IC1内部高压启动电流源将接通，为ICl脚外接电容充电，只有当脚电压回升到l2V时，在IC1内部自动重启动电路作用下整个电源电路才能重新恢复正常工作 3过载保护这是一种延迟型 保护电路，可以避免瞬间过载引起保护电路误动作。当因过载引起

15、DH321内部脉冲宽度控制器(PWM)输入端电压达到3V时，内部脉冲宽度控制器(PWM)输入端将被切断，此时内部一个5A电流源给IC1脚外接电容c7充电，当c7两端电压充到6V时(该充电时间即为延迟过载保护时间)，内部电路关闭电源开关管的激励脉冲，电源开关管截止，实现过载保护。 4过流保护电源的过流保护 电路及电流取样检测电路均集成在IC1内部。当因某种原因致使流经IC1内部场效应开关管源极(SOURCE)的电流增大时IC1内部场效应开关管源极取样检测电阻两端压降增大，当开关管源极电流增大到l.2A时，开关管源极取样检测电阻两端电压达到阈值电压，内部电压比较器动作，开关管的激励脉冲被关闭，开关

16、管截止，电源停止输出。 5过热保护IC1内部集成有过热检测器。当IC1内部温度达到140时，过热保护电路动作，开关管的激励脉冲被关闭，开关管截止实现过热保护。 另外，由C5、R3、D5组成开关管漏极尖峰脉冲吸收电路用来吸收IC1内部开关管在截止瞬间，开关变压器初级绕组上产生的尖峰脉冲达到保护开关管的目的。 四、维修资料 DH321为8脚双列直插式(SNP)封装，其引脚功能及实测数据详见表1。 与DH321功能相同，能直接互换的还有几种其他型号的集成电路，详见表2。表中集成电路相互代换时要注意功率余量和使用条件，应用功率大的代功率小的，否则容易损坏。 五、维修实例 例1大多数时间不能开机，偶尔能开机一次但激光头一直往外跑直到打齿：即使未放入光盘主轴电机也转动不停。 检测电源输出电压，能开机时12V输出为8.6V，5V输出为3.2V，不能开机时，12V及5V输出均为0v。判断故障在电源电路。测量整流滤波后的300V电压正常，Ic1的脚和、脚电压也正常，而、脚电压为0V。检查12V、5V输出端无短路现象，IC1的脚外围元件D6、R2、C6均正常。检测光电耦合器IC2及稳压二极管ZD1正常，但当焊下C7检测时，发现已严重漏电。用万用表R10k挡检测已接