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打印机电源适配器

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打印机电源适配器

目前许多打印机使用自激式电源适配器,根据功能和打印方式的不同,打印机可分为针式打印机、票据打印机、喷墨打印机、激光打印机等多种。图3-33为惠普HP1018激光打印机电源适配器原理图,主要由市电交流输入及转换、定影系统供电、主电源适配器等电路构成。各部分电路工作原理如下。

1.市电输入及转换
电源适配器输入电路是指高频干扰抑制、整流和滤波电路。其作用是把电网的工频交流电转换为平滑的直流电,给电源适配器提供输入电压,并抑制和滤除输入端的高频双向干扰。有关输入电路各元器件的作用可参见第2章中的表2-3。

2.定影系统供电及控制
通电后,打印机CPU经由接插件J201的19、21脚送入高电平,因J201的7脚为+5V(来自于主控板),VT102与VT103均导通。其中,VT102导通,经光耦SSR101(3SF21)给双向可控硅VT101(BCR5KM)提供触发信号使其导通;VT103导通,继电器RL101触点吸合,此时市电通过接插件J101为陶瓷片供电加热。当加热陶瓷片的温度达到185℃左右时,接插件J201的19脚变为低电平,VT102截止,VT101关断,陶瓷片加热停止,与此同时,微处理器发出指令使“准备好”灯点亮。
另外,该机具有节能功能。如果在设定时间内打印机仍未工作,则接插件J201的21脚变为低电平,VT103截止,继电器RL101触点释放,机器进入待机状态。二极管VD105反并联于继电器RL101供电线圈两端,在VT103截止时吸收线圈瞬间感应电压,对VT103起保护作用。
双向可控硅VT101主回路两端并联的SQ101是一个阻容串联复合体,复合体电阻为120Ω,电容为0.1μF/AC275V。在可控硅关断瞬间,阻容复合体吸收感性负载的瞬变高压(也可以理解为“剩余能量”)保护可控硅。这种阻容复合体吸收电路在交流市电的可控硅供电系统中已经成为必选。

3.主电源
该机是由功率管VT501(2SK2700是MOSFET)和开关变压器T501为核心构成的自激式电源适配器。
(1)开关管VT501的开关过程
输入整流滤波电压约为300V:一路经保险电阻R523(0.22Ω)、T501主绕组NP加到开关管漏极(D);另一路经R501~R503给VT501提供启动电压。辅助绕组NA经阻容元件与开关管VT501组成振荡电路,VT501是开关管兼振荡管。高压电容C501(680pF/1kV)并联在VT501的漏—源极之间,用于抑制VT501关断瞬间NP产生的浪涌电压。
VT501导通时,NA同名端(黑圆圈)为正极性电压:一方面经R504、R505和C502送到功率管栅极加速其导通;另一方面经R506给C503充电,C503两端电压约为0.6V时VT502开始导通,并联于VT502发射结的电容C503两端正电压被钳位。由于C503充电时间常数较大,故在VT501导通一段时间后VT502才导通,降低VT501栅极与源极之间的电压,VT501漏极电流减小,变压器所有绕组电压极性反转。NA同名端负极性的电压一路经R504、VD502和C502(VD502旁路R505)加到VT501栅极加速其截止;另一路经R507和VD503给C503放电(R506阻值较大,被R507和VD503旁路),促使VT502退出导通,转为截止。继续放电约为-0.6V时VD501开始导通,此时电容C503两端负电压被VD501钳位。

图为某负载时以A点为参考零电位时测得的功率管栅极(G)电压波形?杉ぜ缥唬℅)始终高于A点电位,振幅约为1.6V。

由上述分析可知,VT501栅极通路电容C502充、放电的通路不同,VT502发射结并联电容C503充、放电的通路也不同,它们均是充电时间常数大、充电慢,放电时间常数小、放电快。C502的充电时间设定了开关管VT501导通的最大脉冲宽度,在此脉宽之内受控于脉宽调制管VT502;其充电慢、放电快有利于VT501快速截止。C503充电慢是为了满足VT501具有最大导通脉冲宽度,放电快是便于进入下一个控制周期。

(2)稳压控制
整流管DA501是共阴极(肖特基)二极管,FU501是延时型可恢复保险丝(防止输出短路)。整流后的脉动电压经由C506、L101和C507组成的π形滤波器变成纹波很小的直流电。
稳压电路受光耦PC501和集成运放IC501B控制。R517与ZD501产生4.6V基准电压,经R525加到IC501B反相端(5脚),输出电压经R513、R521、R522(9)和R514串联产生采样电压,经R515加到IC501B同相端(6脚)。由于某种原因导致输出电压升高,则IC501B同相端(6脚)电压升高,输出端(7脚)电压随之降低,光耦PC501光电二极管发光增强(导通电压约为1V),光电晶体管的等效电阻减小。此时,VT501栅极正脉冲电压经R508、PC501对C503充电速度加快,VT502提前导通,VT501提前截止,占空比变小,输出的电压随之下降,从而实现稳压控制。由于某种原因导致当输出电压升高,有关节点电压的变化趋势如图3-35所示中的①~⑥,即输出电压意外上升后,经一系列反馈,最终导致占空比减小,从而保持输出电压稳定。

由上述工作原理分析,则输出电压UO为

式中,4.6V为稳压二极管ZD501的参数。代入原理图中有关元件参数可得

电路中,R512与C508串联后,并联在IC501B同相输入端与输出端之间用作频率补偿。

(3)过压保护
过压保护电路主要由IC501C和光电耦合器PC502组成。R528与ZD503组成二极管稳压电路加到IC501C反相端(9脚),电压为4.6V;输出电压经R529和R530采样加到IC501C同相端(10脚)。
当集成运放IC501B或光耦PC501出现异常,引起电源适配器输出电压接近大约30V[4.6×(1+R529/R530)]时,IC501C的同相端(10脚)接近4.6V,IC501C(8脚)输出高电平(实测为7.5V),经R527加到光耦PC502的1脚,PC501接替PC501控制VT502,进而影响功率管VT501,稳定30V电压不再上升。

VT502是脉冲宽度调制管,其最大脉宽受制于C503的充电时间,影响因素正反馈绕组Na、光耦PC501和PC502;C503并联于VT502的发射结,故C503的慢充、快放模式决定着VT502的工作方式。需要指出的是,当脉宽调制管VT502异常时,会产生开关管击穿或输出电压高的严重故障。

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| 发布时间:2019.06.17    来源:电源适配器厂家
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