论液晶显示器开关电源芯片级维修技巧
摘要：显示器对于一些电器是必不可少的，是重要的部分，显示器的正常运行，关系着整体运行效率。适应比较宽的交流电压范围，高度集成，很少的外部元件，间隙待机状态时以及功耗小是其特点。芯片内开关电源是显示器重要部件，要保证它的稳定运行。对于维修显示器开关电源，运用芯片级维修的方法来进行维修，不仅能够有效节省维修成本，一些电源出问题时，这个时候要用芯片级维修，还可以可以提高相关维修人员的维修技能。相关人士在研究时，也着重研究开关电源常见故障和维修方法，这也是重要课题。本文就介绍其一些基本原理，接下来讲述维修的常见问题以及解决方法，另外介绍一些特殊技巧，希望起到作用，掌握好开关电源原理与电路分析等方面的内容是芯片级维修的基础。
关键词：液晶显示器开关电源；芯片级维修；技巧
1 基本原理
1.1开关电源的基本原理
开关电源包括串联型和并联型两种类型，一般情况下，液晶显示器都是并联型，液晶显示器的变换器使用串联型。
1.2开关电源的构成
开关电源由多个部分共同构成，包括滤波电路、开关电源控制电路、稳压电路和保护电路等，下文将进行详细阐述：
1.2.1线路滤波电路
在开关电源两根交流进线上同时有两种不同以不同比例形式存在的两种干扰，共模干扰和差模干扰。为了减少干扰信号对整个设备工作的影响，在交流进线侧需要装上滤波器，它是由电感和电容组成的，也被称为交流抗干扰电路。
1.2.2整流、滤波电路
整流、滤波电路的主要作用是交流电和直流电的转换，在液晶显示器当中，通常使用两种方式：桥式整流和电容滤波。
1.2.3启动电路、开关电路
电源控制电路和开关管十分重要，开关管的工作过程中，饱和和截止的情况下，激励脉冲会发生在开关管基极，激励脉冲是由电路内部振荡器产生的，启动电路能够产生工作电压使振荡器工作。当开关管呈饱和状态的时候，振荡器需要提供给开关管电流，电流要保证充足，从而避免开关管受到损坏；在开关管呈截止状态时，要使开关管能够迅速截止，基极必须产生充足的方向电压，从而能够使关断损耗产生的损害降到最小。
1.2.4稳压电路
开关电源的输出电压主要是靠稳压电路来使得电压稳定的，这样能够尽量避免受到负载的电压和电流波动的影响，通过对开关管导通的时间的有效把控，使得电压输出能够得到有效稳定。稳压电路由误差取样电路、比较放大电路等电路构成。
误差采样电路由两个电路构成，分别是直接采样和间接采样电路。间接采样电路有取样绕组设置在开关变压器上，取样绕组和次取绕组是紧耦合的，从而能够间接显示出输出电压的情况。但这种方式具有一定缺陷，在稳压瞬间响应比较差，在采样差调节反应时刻，当输出电压从电源电压变化，耦合变压器开关反映采样绕组，使得响应速度慢，另一方面，由于在维修过程中，空载维修比较不便，因此，在检修的过程中一般应连接假负载。采样电路是直接采样电路的电压采样和直接从主电源输出端的开关电源，使用光电耦合器和脉冲宽度和频率调节电路的电源电路。直接采样电路的安全性能高、响应速度快、时间短，已广泛应用于液晶显示器的电源电路中。
接下来，把基准电压电路产生的基准电压，加上取样电压，集在一起后会得出输出电压的误差，经过光电耦合器进行的隔离，接下来被送到电源控制芯片。有效控制了开关管，从而使得激励脉冲的宽度或周期在限定范围内得到保证，由此能够使得开关管导通的时间得到有效控制，从而稳定输出的电压。在实际情况下基准电压和比较放大电路是集成的[1]。
1.2.5保护电路
在开关电源中，由于元件都处于电压高、电流强的情况下，因此，许多元件都比较容易受到损害，为了保障各元件的安全以及整个电路的正常运行，需要设置保护电路。
当前的液晶显示器在尖峰吸收回路多数采用以下方式：在开关管截止的瞬间，开关变压器集电极上会产生反峰值电压，这种电压尖峰极高，这样非常容易损坏开关管，因此需要在开关电源设置尖峰吸收回路以避免开关管损坏。
过电压保护。有许多原因会导致输出电压升高，从而对电路内的各种元件产生损害，因此，为了防止这种现象的发生，通常都会设置电压保护电路。可以把晶闸管并联在输出电压和地之间，这样，在电压取样电路电压升高的情况下，晶闸管就会通路，对电压产生保护，并且能够直接对开关振荡过程进行有效控制，是开关电源停止[2]。
2 常见故障
2.1保险管烧断
主要使用300 V的灯泡检测，在开关部分，干扰的电路问题会导致保险丝发黑。值得注意的是：由于熔断器会导致开关故障，并且与电流检测电阻、电源控制芯片导致的损坏相关，就很容易使得负温度系数热敏电阻烧起来。
2.2无输出，但保险管正常
出现这种现象，说明开关电源出了问题。可以用以下方法解决。
第一，检查电源控制芯片是否启动了电压，或者是电压太低，第二，要检查电阻有没有漏电，启动外部元件，检查完这两点，确定电源控制芯片是正常的，后面就可以很快的检测出故障来。如果是启动了电压，则测量控制芯片的输出端是否跳动；如果没有此情况，则需要对外围电路元件还有电路进行检测；如果有，总开关管坏或损坏[3]。
2.3有输出电压，但输出电压过高
当液晶显示器出现故障的时候，则可能判断为电压调节器或者电压控制电路的问题。直流输出，利用采样电阻、光电耦合器、功率控制芯片等共同构成的回路，将使得输出电压变高。
解决方法：对电源电压进行检测，若输出电压偏高，会比电压保护电路快，当情况确定后能够用电压对电路进行有效保护，保护电路是用来对启动瞬间电压进行检测的。如果测量值比正常值高，则可判断为输出电压偏高[4]。
2.4输出电压过低
在输出电压过低的情况下，据经验，除了稳压控制电路的原因之外，还有其他原因会导致此现象的发生。
第一，开关电源负载有短路故障。出现此情况是，需要将所有负载断开，检查开关电源是否出现故障。如果在断开负载电路的情况下，电压输出仍然正常，则证明负载过重；反之则证明是故障存在于开关电源电路；第二，用代换法来对整流二极管和电容进行诊断。第三，由于开关管的性能下降，真假了电源内阻，从而使得带负载能力下降；第四，开关变压器不良，造成输出电压下降的现象，并且导致开关管激励不足，产生损坏；第五，300v滤波电容缺陷会导致电源带负载能力下降，导致电压在接负载的情况下不能保证。
3 常用检修方法
3.1假负载法
为了要找出故障是出在负载电路还是电源，也因为在开关在关断期间开关变压器里的能量都释放完了，所以维修开关电源时就需要断开负载，然后再检测输出端的电源和虚拟载，如果开关变压器储存的能量没有完全释放出来，是很容易导致开关管损坏的[5]。
3.2短路法
用光电耦合器的直接控制电压，控制电路的液晶显示可以用来区分输出电压高的故障范围。短电路是一个光电耦合器的光敏接收管，相当于减少光敏接收管电阻，故障后的光电耦合器主电压的不改变；否则就是在光电耦合器出现电路故障。
3.3串联灯泡法
可以在保险丝的两端连接普通功率的灯。因为电路有短路现象，所以通电时灯泡就会非常亮。这样做首先是可以利用电路来直接判断灯的亮度，此外，由于电流的限制而不能立即使使用现有的元件。如果不是出现短路故障，灯泡的亮度会慢慢变暗，这时就可以取下灯泡，换保险丝。
3.4代换法
我们通常会使用一块电源控制芯片在液晶显示器开关电源里，现在这种芯片也不贵，怀疑是控制芯片出问题时，可以用正常的芯片来替换，令维修效率提高。
4.其他特殊技巧
4.1屡损开关管故障的维修
开关电源肯定不能缺少开关，在高电流，高电压的环境下，更容易损坏，而且一旦损坏了，就不能再为一个新的管道排除故障，这甚至会损坏新管。开关管故障是比较麻烦的，而造成这故障的原因多数是因为开关管电压损坏，开关管电流损坏，电源开关损坏，开关本身质量问题和开关管替代不当。
4.2用示波器维修开关电源技法
液晶开关电源不仅有高电流、高电压的特点，还是最容易出故障的。对于如无电压输出，输出电压过大等等常见故障，使用表查找故障不仅方便，而且也非常快，没有必要使用示波器。但对于一些开关电源的故障，如开关管重复损耗和一些软故障，示波器就可以发挥起作用。通过测试波形的一些关键点，可以快速找到故障区域，寻找故障点。
4.3采用隔离变压器
采用隔离变压器时，要用示波器来观测示波器与液晶显示器开关电源的连接。液晶显示器开关变压器“一次”电压波形时，必须使用隔离变压器进行隔离，因为“一次“侧地线为“热地”，线上有高压，如果不采用隔离变压器进行隔离，示波器地线与开关变压器“热地”相连时就会使示波器外壳带电。如果用示波器测量开关电源“二次“侧波形或主板电路波形时，由于其地为“冷地”就不用隔离变压器。
5 检修注意事项
5.1测量电压时
测量电压的时候要注意地线的选取，一定要是好的地线，不然会影响测试值，导致数值不准确，更严重的会损坏仪器。在测量开关电源电路时要参考“热地”，测量开关电源的电压时则要参考 “冷地”。另外，不仅在测量电压时，甚至测试波形也要明智的选取地线，最好就是在被测电路附近，要不然测试也会不准。
5.2防触电
要消除“热地” 与电网两者之间的电位差，可以使用隔离变压器，它在防止触电上还是有着一定作用的。但是，由于它无法消除电路各点间所有的电位差，维修人员在带电操作时和在修理时首先就要令身体与大地可靠绝缘。
5.3应联机并打开主机电源
在脱机状态或联机但是不开主机状态下，绝大多数液晶显示器是不工作的，要在显示器和主机连接好，主机是开着的情况下，它才会正常工作。如果接触到这类液晶显示器，维修时就要联机，打开主机电源。
6 结语
液晶显示器里的高压板电路元器件多，而且紧密分布，很多元器件两面都有安装，要找到具体元器件以及它的走线很不容易。加上现在的机型的设计，电源、高压一体化，因为空间的限制，查找接口困难，所以“芯片级”维修应运而生本文也根据需要，研究“芯片级”维修的相关内容。
总之，为了解决“芯片级”维修的问题，以上就是一些液晶显示器开关电源常见故障以及维修技巧，本文也介绍了屡损开关管故障的维修和用示波器维修开关电源技法，在维修时注意地线的正确选取、防触电和联机并打开主机电源。
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作者：招展明
【摘要】采用施密特觸发器成功设计一种基于BiCMOS工艺的振荡电路，振荡频率为700KHz。对设计的电路进行理论分析和仿真验证。结果表明，在2.7-5.5V电源电压下，振荡电路输出周期为1.43e-6s的方波，在温度-40-120度范围内频率稳定。
【关键词】电源管理;振荡电;路触发器
作者：谭传志 谭传武
摘要：本文设计了一种低插入损耗、高隔离度的全集成超宽带CMOS射频收发开关芯片。该电路采用深N阱体悬浮技术，在1.8V电压供电下，该射频开关收发两路在0.1-1.2GHz内的测试结果具有0.7dB的插入损耗、优于-20dB的回波损耗以及-37dB以下的隔离度。本开关采用GLOBALFOUNDRIES 0.18μm CMOS工艺，芯片总面积为0.53mm2。本文网络版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/233865.htm
关键词：射频开关;CMOS;超宽带;插入损耗
DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.2.004
*基金项目：“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项--面向行业专网应用的带宽可变频点可变无线宽带射频芯片研发(2012ZX03004008)。
引言
目前，全球无线通信系统正处于快速发展进程中，无线通信“行业专网”系统也正处于飞速发展的黄金时期。我国无线通信行业专网所用频点和带宽种类繁多，其频率主要集中在0.1-1.2GHz。各专网使用不同的频点、射频带宽和信号带宽，标准不统一，导致各行业专网设备所用的射频芯片不同，同时对各个窄带射频前端芯片的需求难以形成规模效应，且成本高、配套困难。目前行业专网所用的窄带射频前端芯片多数被国外公司所垄断，因此我们国家迫切的需要一套面向0.1-1.2GHz行业专网频段的无线宽带射频收发芯片，以满足新一代宽带无线移动通信网的基本需求。
射频无线收发芯片已经在手机、雷达、无线局域网(WLAN)及广播等多个窄带或宽带无线收发系统中得到了广泛应用。从频域来看，超宽带与传统的窄带和宽带有着明显的区别，超宽带的相对带宽(信号带宽与中心频率之比)通常要在25%以上[1]。因此，0.1-1.2GHz频段无线宽带射频收发芯片属于超宽带电路。目前，在CMOS工艺下，国际、国内尚无成熟商用超宽带射频收发芯片解决方案可以满足该频段的设计需求。
无线超宽带射频收发芯片由射频收发开关(T/R Switch)、低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、功率放大器(PA)、滤波器等多个电路模块组成[2]。射频收发开关(T/R switch)作为无线宽带收发芯片的最前端电路，主要作用是控制整个收发机芯片的接收与发射状态的切换(如图1所示)，它连接着收发天线、低噪声放大器和功率放大器，是收发芯片中的关键模块。传统射频收发开关的制造工艺有很多，目前市场常见的产品绝大部分采用的是III-V族工艺或者PIN二极管等分立器件。这类开关的优点是功耗较低，并且隔离度较好[3]。然而它们的缺点是成本高、功耗大，并且占用面积也较大。随着工艺技术的不断发展，CMOS技术因其具有高集成度、低成本和低功耗等突出优点，使得采用CMOS工艺实现射频收发开关已经成为一种必然的趋势。
插入损耗、隔离度和线性度，是衡量射频收发开关特性的三个关键指标，除此之外，回波损耗也是一项主要指标。传统的对称式射频收发开关普遍采用普通的四个NMOS管串并联结构进行设计[4]。这种结构的优点是隔离度较好，但是一定程度上会恶化插入损耗和线性度，其典型仿真插入损耗为1dB左右。2008年，参考文献[5]在基本的NMOS管串联结构基础上，采用深N阱工艺的NMOS器件，运用一种改进型的体悬浮(body-foating)技术，实现了一个宽带射频收发开关。与传统的串并联结构开关电路相比，该结构具有更高的线性度以及更低的插入损耗等优点。
本文中所设计的射频收发开关是在典型的串并联结构的电路[4]基础上，结合参考文献[5]中所述的衬底悬浮技术，实现了各项指标的良好折中。本文中的开关电路不仅具有较高的隔离度特性，并且在线性度上也会有较大的改善。测试结果显示，该射频开关在0.1-1.2GHz频段内实现了低于-37dB隔离度和0.7dB的插入损耗，基于RFID 433MHz及GSM-R 900MHz典型应用频段中，具有高于22dBm的 1dB压缩点。
1 方案设计
图2(a)所示的为体悬浮技术所采用的深N阱工艺的NMOS器件截面图。通常，开关线性度的恶化原因是由于器件在工作状态下瞬时导通的寄生二极管造成的。由于深N阱的存在，器件中会产生两个额外的寄生二极管，分别为P阱/深N阱二极管和深N阱/P型衬底二极管。因此，当P阱被一个大电阻悬空接地，同时深N阱接高电位后(如图2(b)所示)，所有的二极管都不会正向导通，不会产生闩锁效应[6]，从而提高了整个电路的线性度。在本文的电路设计中，深N阱采用的是1.8V电压偏置。
图3所示为该宽带射频收发开关设计的电路原理图，该电路在典型的串并联结构基础上，采用体悬浮技术的深N阱工艺的NMOS器件。从图中可以看出，晶体管M2和M4串联，中间为天线端，M1和M3并联在接收端RX和发射端TX。该电路收发两路完全对称，所有器件均采用深 N阱1.8V薄氧型RFNMOS管。
在整个电路中，晶体管M2和M4起开关作用，用于选择电路的收发状态。当VDD为1.8V，VSS为-1.8V时，晶体管M2、M3导通，M1、M4截止，开关处于接收模式，此时RF信号从天线流入到RX端。由于源漏电容Cds的存在，部分信号会从M4耦合到电路Tx端。此时M3处于导通状态，可以将M4耦合过来的信号导通到地，由此便提高了开关的隔离度。当VDD为-1.8V，VSS为1.8V时，开关处于发射模式，与接收模式的原理基本相同。电阻R1、R5、R7和R12与NMOS管深N阱相连接，用于给深 N阱加偏压;栅极电阻R3、R6、R9和R11用来提高隔离度;R2、R4、R8和R10接晶体管体端，用于体端悬浮。并且，为了进一步提高隔离度，所有体悬浮电阻的阻值都应足够大。本宽带射频收发开关电路中，晶体管M 1、M 3尺寸为96μm/0.18μm，M 2、M 4尺寸为200μm/0.18μm，电阻R1～R12均为9K ohm。该电路采用Cadence SpectreRF 对开关电路进行电路设计、仿真优化。
2 测试结果
本开关电路设计采用GLOBALFOUNDRIES 0.18μm CMOS工艺。开关电路核心面积为0.015mm2，包括芯片测试焊盘的整体面积为0.53mm2，图4为该射频收发开关芯片显微照片。本次芯片片上测试环境基于Cascade Summit 探针平台，如图5所示，采用Rohde & Schwarz的矢量网络分析仪ZVA40，使用TOSM(through-open-short-match)方法进行仪器校准。测试过程中，深N阱偏置电压VCC始终为1.8V， 控制电压VDD和VSS为1.8V或-1.8V。输入、输出采用GSG射频探针进行片上测试。
图6和图7均为该射频开关在接收状态下S参数测试结果。从图6中可以看出，在0.1-1.2GHz频段范围内，开关的插入损耗(S21)为-0.7dB左右，且平坦度良好，输入、输出回波损耗(S11和S22)小于-20dB;从图7中可以看出，在整个频段内射频开关的隔离度(S13)均大于37dB，具有良好的隔离特性。由于采用全对称结构，该射频开关在发射状态下的S参数测试结果与接收状态下相比基本相同。图8所示的为该收发开关在433MHz及900MHz频率下的输出功率曲线及1dB压缩点。测试结果表明，两个频率的输出功率曲线1dB压缩点分别为23.1dBm和22.7dBm，且功率压缩特性基本一致。
结束语
本文设计了一种性能良好的超宽带全集成CMOS 射频收发开关芯片，芯片总面积为0.53mm2。测试结果表明，在1.8V电压供电条件下，该射频开关在0.1-1.2GHz频段内收发两路均可达到0.7dB左右的插入损耗，小于-20dB的回波损耗以及优于37dB的隔离度。并且，在433MHz和900MHz频率下可分别实现23.1dBm和22.7dBm的线性度。该电路满足0.1-1.2GHz频段无线宽带射频收发芯片的基本设计需求，并适用于RFID和GSM-R系统中的典型应用。
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作者：王立果 周鹏
【摘要】根据电火花加工对脉冲电源的技术要求，设计了一种基于DDS(直接数字合成)芯片AD9851的电火花加工脉冲电源，它通过单片机、DDS芯片及控制电路产生的高频脉冲信号来控制场效应管的通与断来得到电火花加工用脉冲电源。由于产生的脉冲信号宽度和间隔可调，极大地提高了电火花加工的精度和可靠性。
【关键词】电火花加工;DDS;AD9851;脉冲电源
引言
电火花加工是利用工作液中的两极间不断产生脉冲性的火花放电，依靠每次放电时产生的局部、瞬时高温把金属材料逐次微量蚀除下来，从而切割成形的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工[1]。脉冲电源作为电火花加工机床的主要组成部分，为击穿加工介质提供所需要的电压，并在间隙击穿后提供能量以蚀除金属，其性能的好坏直接决定了加工设备稳定性和生产效率的高低[2]。传统的电火花加工脉冲电源有RC式、电子管式和晶体管式等多种形式[3]。弛张式RC脉冲电源是电火花加工中最早使用的脉冲电源，结构简单、使用可靠，特别是能够产生脉冲宽度很小的窄脉冲，但是在放电过程中脉冲能量不可控。随着电子技术、计算机技术和控制技术的发展，现在开发的脉冲电源正向着智能化、节能化、安全化的方向发展[4]。而在微电子技术发展的带动下，DSP芯片的应用得到迅速发展，因此基于DSP芯片的开关电源拥有着广阔的前景，成为今后开关电源的发展趋势。单片机芯片控制的脉冲电源就是其中之一。本文以AD9851[5]为核心，结合AT89S52微处理控制器芯片的共同作用，产生高频可调的脉冲波形，满足电火花微细加工的要求。同时，为保证加工的实时性和准确性，采用A/D芯片进行数据采集和转换，并反馈回单片机中进行数据处理，调节产生的脉冲及控制电极动作。
1.脉冲电源的单片机控制原理
本脉冲电源采用单片机芯片来控制脉冲的产生，采用晶振和定时器来形成矩形波。由单片机控制的脉冲发生器的硬件电路与软件编程设计简单，调试方便，集成度高，而且抗干扰性强，并采用大功率MOSFET器件的斩波电路来获得高频脉冲，可显著地提高电源的独立性，改善电火花电源的加工性能。脉冲电源原理图如图1所示。
图1 电火花加工用脉冲电源原理图
单片机芯片输出相应的脉冲控制信号送给驱动电路，控制功率电子开关管的开通和关闭，对直流电源进行斩波形成预定脉宽和脉间的功率脉冲序列，最后把这种功率脉冲序列加到放电加工间隙，从而实现电火花加工。在加工的过程中，通过电压电流传感器检测加工电流的大小来调整脉冲的频率和幅值，从而实现稳定的加工。
2.硬件设计
2.1 高频脉冲信号的产生
因为电火花加工的精度基本要求在微米级以上，因此必须使控制的单脉冲输出能量要在10-6～10-7J之间[6]，这就要求每次的脉冲放电的时间很短，即保证脉冲的频率足够高，脉冲宽度需达到1μs以上。为了在加工零件时有充足的消电离时间，同时防止短路(因放电间隙中有电蚀产物搭接或伺服进给系统瞬时进给过多或所致)和电弧放电(因排屑不及时，集中在某一局部点放电，局部热量累积，导致温度升高，恶性循环)，所以要有足够的脉冲时间。
本脉冲信号发生器选用了AD9851芯片和AT89S52微处理控制器，同时采用功率场效应管(MOSFET)作为高频功率开关管。AD9851的脉冲频率可以调节，能够产生最大的脉冲频率为180MHZ，为一款高频高精度脉冲发生DDS芯片。可以由外围电路来控制它的输出脉冲频率，其外围电路简单，体积较小，可节省PCB板面积。脉冲信号产生的原理如图2。
图中AT89S52的引脚Pl.0～P1.7连接到AD9851的D0～D7脚，作为AD9851的并/串行数据输入端口。同时P2.0、P2.1作为I/O口输出数据控制AD9851的FQ_UD、W_CLK。在该设计中采用单片机AT89S52对DDS置数，应用并行置数的方式。选用30M有源晶振为外部时钟源，可保证DDS输出信号的频率精度和稳定性。
图2 脉冲信号产生的原理图
上电后，单片机首先对DDS、LCD等进行初始化，设置完毕后向单片机发出应答，接着单片机读取内部存储器中的数據作为系统缓存器的数据，把DDS的频率数据先转换成BCD码送到LCD显示，延时一段时间后启动DDS芯片，AD9851输出相应频率的频谱纯净的正弦信号。经外部无源低通对输出滤波后，从引脚VINP写入AD9851内部高速比较器，最后由引脚VOUIP输出得到精确稳定的方波。然后进入键盘扫描程序，判断是否有按键按下，如有按键按下单片机则执行停止动作、送显示、或改变输出信号频率控制字的值等操作。该系统输出信号稳定性、精度都相当高。
因单片机工作电压只需+5V，与电火花加工电源都是较高电压，为提高了系统的抗干扰能力，加入光耦隔离部分起强弱电隔离作用。在每个集成芯片的电源输入端接有电容，把电路板上模拟地与数字地分开，同时尽量采用较粗的地线。这些措施可很好地抑制高频电源对集成芯片的影响及交流电源的干扰。
2.2 脉冲驱动放大电路的设计
功率放大器的核心是大功率场效应管，其关键是否能把脉冲宽度压缩到10-6～10-7s量级。大功率场效应管与大功率三极管相比，具有输入动态范围大、阻抗高、抗辐射能力强、温度稳定性好等优点。因AD9851输出最大只有2.5V的脉冲幅值，无法驱动MOSFET的栅极，所以需外加一脉冲驱动放大电路来放大脉冲，驱动电路如图3所示。其工作过程为：在输入端V是高电平时，VT1导通，电流经三极管VT1，二极管VD1以及电阻R3向场效应管的输入电容快速充电，栅极电位迅速升高，达到开启电压使漏源端导通，此时VT2处在截止状态。相反，当输入端Vi变为低电平时，VT2导通而VT1转为截止，充满电的输入电容经VT2对地快速放电，使场效应管的漏源端迅速关断。
图3 脉冲驱动放大电路
3.软件编程
软件编程主要是依据AD9851的不同控制字方式，在芯片内写入不同功能的控制字。其重點就是计算频率控制字，如AD9851参考时钟为30MHz，同时开启6倍频器时，则输出频率f= (32位控制字×180MHz)/232。本系统采用并行输入方式，软件流程图如图4所示。
图4 软件流程图
上电后先初始化AD9851及微处理器AT89S52，由键盘输入需要信号的频率，送入内存并将其转换为BCD码送到LCD显示，延时一段时间，通过将AT89S52的P2.1口置位，使AD9851的写入信号端W_CLK有效，连续5个W_CLK上升沿后，即完成全部40位控制数据的输入，然后将AT89S52的P2.0口置位，即频率更新控制信号端FQ_UD有效，40位数据会从输入寄存器被写入频率和相位控制寄存器，更新DDS的输出频率和相位，同时把地址指针复位到第一个输入寄存器，等待着下一组新数据的写入。
4.结语
采用DDS芯片来设计电火花加工脉冲电源，能大大减小电源体积，简化结构，并在一定范围内可以方便地调节电火花加工的电参数。应用AD9851芯片和相应辅助电路来产生脉冲信号，脉冲频率值得到大大地提高，并可以在线调节脉冲宽度与重复频率，从而获得较好的电火花加工精度和可靠性。
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作者简介：赵衍青(1986-)，福建泉州人，硕士研究生，助教，研究方向：机械电子。
作者：赵衍青 高善平
厉害了，ROHM DC/DC转换器
近日，ROHM面向轻度混合动力汽车等48V电源驱动的车载系统，开发出汽车要求的2MHz工作（开关）条件下业界高降压比的内置MOSFET降压型DC/DC转换器“BD9V100MUF-C” 。
BD9V100MUF-C搭载凝聚了ROHM的电路设计、布局、工艺三大尖端模拟技术优势而诞生的超高速脉冲控制技术“Nan。PulseControl”，2MHz工作时，高达60V的高电压输入可输出达2.5V的低电压（业界最高降压比24比1）。这不仅可使外围元器件小型化，同时，以往只能用2个以上电源IC组成的高低电压转换结构，如今仅需1个电源IC即可，因此可一举实现应用的小型化与系统的简化。
ROHM计划在今年内开发出搭载“Nano Pulse Control”的工业设备用电源IC，继续为工业设备的小型化、系统简化贡献力量。48V车载电源的市场潜力大
近年来，在对节能和环保性能要求越来越高的汽车领域，搭载48V电源系统（与以往的12V电源系统相比燃油经济性改善效果更好，與全混合动力汽车相比成本性能更佳）的轻度混合动力汽车备受瞩目（如图1）。
然而，车载系统必须保持2MHz工作，而能够从48V直接降压到驱动ECU（电控单元）所需的3.3V或5V的电源IC并不存在，需要制造12V等中间电压，进行2步降压。
为满足新市场对电源IC的需求，ROHM充分利用模拟设计技术和电源系统工艺技术优势及垂直统合型生产体制，开发出超高速脉冲控制技术“Nan。PulseControl”，实现了“电源系统的单芯片化”。
此次新产品BD9V100MUF-C历时三年开发，采用0.35微米制程。
在演示环节，可见目前市面上最强的竞争对手的双芯片方案的脉宽是30ns，波形不停上下左右晃动：而ROHM单芯片方案尽管脉宽只有20ns，但波形纹丝不动。而且ROHM的电路板面积更小。据悉，这样小型化和简化的方案十分适合电动油泵等需要小空间的场合。由于比双芯片方案减少了外部的电感和电容，因而节省了成本。
据悉，一辆车根据需要，可以用2到十几颗芯片。除了车载，还可用于工业机器人、基站的辅助电源系统等。
作者：迎九
Maxim公司供文
过去几年来，ADSL标准沿着ADSL、ADSL2。ADSL2+以及“Extended Reach ADSL2”逐步演进，数据传输率增加到24Mbps，传输距离长达6660多米。ADSL2标准规定的下行频段上至1.1MHz，而ADSL2+为2.2MHz，使较短电话线上的数据传输率显著提升。图1和图2给出了不同标准所覆盖的带宽、数据速率和距离。当同一线束中传输多条ADSL业务时，ADSL2+也可用于降低串扰。
如图1所示.上行方向使用的频段为25kHz一138kHz，下行方向为1 38kHz～2.2MHz。这一频谱被分割成几个载波频带，每个频带分配了一定的比特量。每个载波频带的比特量取决于信噪比(SNR)。电源的开关频率对噪声基底有较大的影响，从而降低总比特率。在下行频带延伸至2.2MHz的ADSL2+中，我们需要控制所有电源的开关频率及其谐波，使其避开138kHz～2.2MHz频带。纹波的幅度和频率会同样地影响每个载波波段所能承载的比特量。2.2MHz的电源开关频率有两个优点。首先，它的基波和谐波都在ADSL2+频谱之上;第二.较高的开关频率降低了输出纹波的峰一峰值，即便使用低成本的陶瓷电容或铝电解电容也没有问题。
MAX5072针对ADSL2+的电源管理解决方案
MA×5072专门设计用于ADSL2+调制解调器的电源管理。其目标是提供一个简洁、低成本的变换器.运行在ADSL2+频带之上，并能通过廉价的AC适配器来供电。它是一个双输出型DC-DC变换器，内部集成了高端N沟道功率MOSFET，每个变换器能工作在2.2MHz。
虽然单个变换器的输出纹波频率为2.2MHz，但每个变换器处于180°反相工作状态.使输入电容上的纹波频率加倍。这样一来减小了电容RMS电流和电容尺寸。图5和图6给出了双路输出DC-DC变换器的开关波形。
MAX5072的输入电压范围为4.5V～5.5V或5.5V～23V。用于为ADSL芯片组供电的电压包括1.2V，1.8V，2.5V和3.3V，另外还有为线驱动器供电的5V或12V电压。MAX5072的两个变换器都可以配置成降压或升压变换器。这使MAX5072能够用于各种可能的电压变换。当输入输出压差较大时，要求电路以非常低的占空比运行。2.2MHz开关频率下的低占空比意味着非常短的最小可控导通时间。MAX5072的最小可控导通时间(tON-MIN)约为100ns。用下面的公式可计算出对于给定的输出电压，在没有发生跳脉;中的情况下所允许的最大输入电压(VIN-MAX)。
其中VD是肖特基整流管的正向压降(典型0.35V值)，fsw为变换器的开关频率，tON-MINN为100ns。
同样，最大占空比限制(DMAX)影响着对于给定的输出电压，所允许的最小输入电压。用下面的公式可计算出为了获得要求的输出电压VOUT.降压转换器所需的最小输入电压(VON-MIN)。
其中，DMAX至少为84%，VD为0.35V。
升压变换器所允许的最小输入电压取决于输出电压、峰值电流和电感值。
为了缓解最小导通时间问题或限制开关损耗.可以降低开关频率。但两个工作在反相状态的变换器频率不可能不同。同时，如果没有精心选择单个变换器的工作频率，将可能出现拍频。为了避免最小导通时间问题和功率消耗问题，MAX5072提供了一个频率选择(FSEL1)管脚。FSEL1接地时变换器1的开关频率减小到变换器2开关频率的一半，或内部振荡器频率的1/4。在这种情况下，变换器1工作在1.1 MHz，变换器2工作在2.2 MHz。输入电容上的纹波频率将会是变换器2开关频率的1.5倍，并且纹波波形不对称。
MAX5072为多DSL芯片组提供的功能
1 上电复位(/RESET)——/RST是开漏极输出，当任何一路输出电压低于额定稳定电压的92.5%时，它被拉低。若两组输出均已超过其额定稳定电压的92.5%，且两个变换器都已完成软启动过程，/RST会在延时180ms后进入高阻态。
2.掉电检测(PFI/PFO)——在调制解调器掉电之前，有些重要功能需要进行必要的善后处理。完成这些功能所需的时间称为保持时间。在VIN断开后，输入电容器上存有的电荷为变换器提供能量。保持时间(tHOLD)定义为：从输入电压降至低于VTRIP开始，到输入电压下降到下限VIN(MIN)，以致输出电压脱离稳压范围之间的时间。用下面的公式可计算出要获得足够的保持时间，所需的电阻分压器和CIN。
其中1和2(典型值80%)分别为变换器1和变换器2的效率。
3.手动复位(/MR)——基于微处理器的产品通常需要手动复位功能，从而允许操作者或外部逻辑电路对其进行复位。/MR上的逻辑低电平可触发复位。当/MR为低时复位信号将保持有效，并在/MR返回高电平后继续保持一个复位延时时间(tRP)。
以下是为xDSL调制解调器设计的电路。
高频开关电源变换器设计具有其复杂性，要求具备专业知识并需投入一定的设计精力。而使用高频开关带来了带宽的提升。文中给出的设计方案已在工作台上测试通过，可直接使用或作为一项新设计的基础。
从功率预算的角度来看，这些电阻的存在是极不适宜的，因为无论电源是否工作，它们都会持续消耗功率。在所示的应用中，输入滤波器使用100nF的电容C1设计而成，因此不需要使用这些电阻。但增大电容容量有很大的益处：可以相应减小扼流圈L1，从而节省尺寸、重量和成本。但对于1μF的电容来说，R1和R2的总值将必须达到1M?的最大值。在230VAC输入下，电阻将连续消耗53mW的功率。http://www.best001.net/xb/20.html AC/DC 隔离电源
由两路电源(贯通和自闭)输入，输出五路相互隔离的电源，其中一路输出供给CPLD 及外围电路，另外四路供给MOS 管的驱动电路。这样可以保证任意一条线路正常供电时， ATS 都能够正常工作。 PS223的功能特点
SiTI出品的PS223是专门为高性能、大功率开关电源设计的电源管理监控芯片，具有控制、产生PG以及同时稳定+3.3 V、+5 V、+12 V(A)、+12 V(B)3种电压，实现各路输出的UVP(低电压保护)、OVP(过电压保护)、OCP(过电流保护)、SCP(短路保护)，并提供一路具有自恢复功能的控制输入端，可作为OTP(过温度保护)或-12 V UVP(低电压保护)，当超出片内设定值后，会关闭并锁定控制电路，http://www.best001.net/dykg/1.html停止电源供应器输出，待故障排除后才可重新启动，内部设计有过载保护以及防雷击功能，可保证整个电源稳定工作。 磁芯的选择
因为全桥变换器中的变压器工作在双端，对Br的要求不是很严格，它需要的是2Bm。但若选用高Br的磁芯，当电源功率较大时，容易产生饱和现象。为此，对于中、大功率的开关电源，主变压器选用饱和磁感应强度Bs高、剩余磁感应强度B，低的磁芯。虽然铁基非晶材料的饱和磁感应强度Bs高，但是由于铁基非晶材料的工作频率较低(<15kHz)，频率高时，损耗增加。考虑到本课题中的开关频率为20kHz，故决定使用铁基超微晶中低剩磁的磁芯。
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