朋友一台Cisco 2651XM 路由器电源适配器ASTEC AA21430,输出电压不稳,路由器不工作,上不了网。接机后,观察开关变压器初级部分元件管脚处敷铜板已发黄,与之对应的绝缘垫板表面已变黑,空载通电测各路直流输出电压波动不稳,即+5V 为5.8V~6.2V,+12V为5.8V~6.8V,-12V为-6V~-8.8V。

        此机电源芯片采用UC2842B,为电流型PWM控制器集成电路。根据故障现象,空载通电测UC2842B⑦脚电压在13V左右波动,⑧脚电压在0.4V左右波动,⑥脚电压在0V处微动。根据测量结果,估计UC2842B并未坏,进而重点对UC2842B⑦脚滤波电解电容C12、电源开关管Q1源极过流检测电阻R10、R46、光耦IC3和IC4、 精密稳压器IC5以及次级各绕组整流二极管及滤波电解电容进行检查,结果,一切正常。又重点代换C12、IC3、IC5甚至uC2842B,结果故障依旧。只好对照实物绘下其电路并加以分析,见图1。

一、原理简析
1.稳压控制
        由IC1(UC2842B )的①脚、光耦IC3(817A)、精密稳压器IC5(HA17431VP)及其R极系列取样电阻及取样电压+12V、+5V等组成。当+12V、+5V输出电压升高或降低时,通过IC5的控制,IC3内部的光敏三极管导通程度将加强或减弱,从而改变IC1①脚电压,进而调整⑥脚PWM脉冲的占空比,改变开关管Q1(K2544)导通截止时间,达到稳定输出电压的目的。
2.过压保护
         由市电电压过高及输出电压过高保护两部分组成。(1)市电电压过高保护电路由电阻R23(67k/3W)、稳压管Z6( 1N4755A)、电阻R4(3302) 、IC1③脚等组成。当市电电压过高时,Z6击穿导通,当IC1③脚电压达到1V时,IC1⑥脚关闭PWM脉冲输出,电源停止工作,输出无电压。(2)输出电压过高保护电路由光耦IC4(817A)、稳压管Z2(5C2)、三极管5B1、6B及IC1⑧脚等组成。当稳压环节失效或某种原因引起+5V输出电压过高时,Z2击穿导通, IC4内部的光敏三极管导通,IC1⑧脚+5V基准电压通过光敏三极管送入三极管6B的b极,进而使三极管5B1、6B自锁导通,+5V基准电压被短路,IC1④脚定时电路无法工作,电源停止工作,无输出电压。
3.欠压保护
        由uC2842B芯片内部电路决定。当⑦脚供电电压小于10V时,UC2842B启动欠压锁定电路关闭开关控制器,电源停止工作,输出无电压。
4.过流保护
         由过流检测电阻R10 (0.47Ω/1W)、R46(3.32)、UC2842B③脚等组成。当过载或输出短路时,R10.R46上压降增大,当uC2842B③脚上的电压达到1V时,⑥脚无输出,开关管截止,实现过流保护。
5.反峰抑制
         由电阻R2( 18kΩ/2W )、R51(18kΩ/2W)电容C6(103uF)、二极管D1(BYV26CPH)等组成。作用是在Q1截止时避免+300V电压与T1①-④绕组产生的反峰电压叠加击穿Q1。
二、实测实修
         经分析怀疑IC5 R端取样电阻阻值发生变化。此系列电阻多数为贴片电阻,拆卸极为不便,通过分割敷铜板走线最终确定取样电阻阻值正常,又怀疑反峰抑制电路元件损坏,经查一切正常。至此,维修陷入困境。后静下心来一想,会不会是空载保护?
        马上在+5V电源输出端接入10Ω/5W电阻并通电检测,结果各路输出电压分别为:+5V实测为5.2V,+12V实测为11.5V,-12V实测为-12V。用调压器调整市电电压为AC35V~250V时(为保证电源能快速修好,未作过高电压极限测试),各路输出电压均为上述值且很稳定,这不明摆着电源没问题吗。
        赶紧复原试之,结果路由器还是工作不稳定。后经进一步排查,最终确定故障为用户电脑染上病毒反复攻击路由器所致。
        笔者接触过多个路由器电源适配器,其空载通电时都是有电压输出的,像这种空载保护类型的电源适配器还是首次碰到。事后笔者做了实验,空载状态下,撤掉稳压管Z2后通电,各路输出电压仍然在波动,这说明空载保护是由IC5、IC3支路控制的。电压波动的原因是通电后UC2842B工作->空载输出电压高->空载保护->UC2842B停振->输出电压消失->空载保护解除->UC2842B通电再工作,如此反复,最终形成波动电压。另外,在以UC2842、UC384X系列芯片为核心的开关电源中,在路快速判断芯片好坏的方式是:拆掉电源开关管后通电,如果芯片⑦脚电压在10V~16V 之间波动,且⑥脚电压也在零点几伏处波动,便可大致判断芯片工作正常。