一个IIC的5V和3.3V电平转换的经典电路分享_百度文库
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一个IIC的5V和3.3V电平转换的经典电路分享
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你可能喜欢只用一个USB端口满足3.3V/5V~16V间所有电路的供电需求，竟然如此简单-模拟/电源-与非网
来源：EEFOCUS
以单个5V 端口为项目供电。Toaster包括两路电源轨，可输出3.3V到16V之间的电压。
设计者起初想为自己的简易面包板寻找一种可以供电微控制器等3.3V/5V数字电路、同时又能运行一些模拟电路的电源，考虑到现在市面上的大部分面包板都包含两路电压轨，于是他决定自己做一款能适应大部分面包板，同时又能满足供电要求的小玩意，于是Toaster就应运而生了！
Toaster使用起来非常简单，先把它插到面包板上，然后再插到一个USB端口或充电器上。Toaster可以提供一路可选择的3.3V/5V电压轨，和一路5V到16V之间可变的电压轨。只需要1路5V电源就可以。
输出电压1：选择3.3V或5V
输出电压2：5V到16V之间可变
标准双路电压轨面包板连接
Toaster使用一个可以将较小的电压升压为较大电压的转换器完成电源转换功能。在Toaster中，来自USB端口的5V输入最大可以升压为16V，对于所有类型的模拟电路供电来说简直太完美了。需要的输出电压值越高，Toaster从USB供电端口吸收的电流也越高。下表中给出了每种电压设置对应的最大负载电流。
每个Toaster将配备一个25cm长的USB线缆，以将其连接到USB端口或者USB充电器上。线缆越短，Toaster的电源转换效率也越高。
输入连接-USB Mini B
输入电压-5V
输入电流（最大）-1安培
输出电压1-3.3V或5V可选
输出电压2-5V到16V之间可变
保护-1.1A的可恢复型保险丝
输出连接-标准双路电源轨面包板，2.54mm间距
电路板尺寸-50mmx25mm
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北京市公安局备案编号： 京ICP备：号本章主要讲解笔记本电脑维修工具——可调电源和测试卡的使用，通过本章的学习将掌握如何使用可调电源和测试卡来判断和分析笔记本电脑的各种常见故障。 4.1 可调电源的使用 本节主要讲解在维修中使用可调电源监测笔记本电脑工作时电流表指针常见的各种变化，并以此来判断笔记本电脑的各种故障。要学会用可调电源判断笔记本的故障，必须先清楚地了解笔记本电脑开机时候的上电顺序、加电自检顺序，所以在阅读本章节之前要先阅读笔记本电脑供电部分、开机电路、笔记本电脑的硬启动和软启动章节。 4.1.1 可调电源的工作原理 可调电源实际上就是一个变压器，并联了一只电压表和一只电流表，可显示出输出的电压值和电流值；我们可以通过调节电压旋钮调节输出的电压，同时也可以通过调节电流旋钮来限制输出的电流；输出电流的大小随负载的消耗而变化，电流值为负载的电流值，如果我们用可调电源为笔记本供电，电流表显示2A，说明这个时候笔记本电脑整机电流为2A。笔记本电脑在开机的时候随着每个单元电路的正常工作和每一步的自检，消耗的电流会增加，都会通过电流表指针的变化反映出来。 可调电源的内部设保护电路，当负载电流达到预先设的电流值时，内部电路就会自动切断输出，并有相应的提示，因此我们在不拆机的情况下使用可调电源检修笔记本电脑的时候，在不确定是否短路的情况下可以设一个值，电流达到这个值的时候就会通过指示灯或通过指针示警，这样就可以避免电流不断增大而烧损主板。 4.1.2 可调电源的种类及选择 1．根据电流表和电压表显示的不同，可分为数显和指针型两种，如图4-1和图4-2所示。数显的可调电源就是用数字的形式显示出具体的电流或电压，可以精确到小数点后两位，这样显示出来的数比较精准。指针的可调电源就是用指针指示的形式来显示具体的电流或电压，它所指的电流或电压有一定误差，指针指到16V，实际可能在15.80～16V之间。 2．可调电源根据输出的电压和电流不同，可分为30V /10A、30V/5A、30V/3A、20V/3A、10/2A（这里电压和电流是指可调电源输出的最大值）五种。 3．在笔记本电脑电路维修检测的时候，建议大家选用30V/3A的指针型可调电源，一般的笔记本电脑需要的电压不会超过25V，所以选30V足够了；另外，笔记本电脑在开机的过程中3A的电流也足够了，电流表A数越小的指针刻度精度越高，这样轻微的电流变化都能观察得到。由于可调电源的设计原因，建议大家不要使用可调电源来进行长时间的机器测试工作，这样会加剧可调电源损坏。 图4-1 数字型可调电源 图4-2 指针型可调电源 4.1.3 使用可调电源的准备工作 1．排除外设对笔记本电脑电源系统的干扰 在检修笔记本电脑整机的时候，如果不能确定笔记本电脑主板是否有短路，则先拔掉笔记本外设、电池、光驱、硬盘等。拔掉电池和光驱主要是防止对笔记本电脑电路系统的干扰，影响判断；拔掉硬盘主要是防止反复地开关测试导致硬盘损坏，引起数据丢失。 2．根据笔记本电脑的需求调整合适的电压，并限流 根据笔记本电脑D壳的提示电压，调整可调电源输出的电压值，电压过高或过低都会引起笔记本电脑主板电源系统保护而误判故障，过高甚至可能会导致烧损主板，扩大故障。除IBM的电源系统可承受上下2V浮动电压外，大多数的品牌电脑，上下浮动电压超过2V就会引起电源保护而不加电；将电流表指针限制输出电流大约在2A左右就可以了。 4.1.4 用可调电源判断笔记本电脑的常见故障 笔记本电脑在开机的时候，主板上各个电路的工作会按相应的上电顺序，逐一启动各个电路，在加电自检的时候也会按相应的顺序，因此在按下开关开机的时候，由于工作的电路不断地增加，电流会不断地增大，通过自检的设备不断增加，电流也会不断增加，当机器自检完毕，电流就会到达一定的值。我们在检测的时候可以根据可调电源显示的电流值，判断笔记本电脑在开机的过程中哪些电路工作了、哪些电路没有工作、哪些设备通过自检了、哪些没有通过自检，从而找出引起笔记本电脑故障的原因。 1．笔记本电脑在待机时的故障分析。 接上可调电源，不按电源开关，这时笔记本电脑正常情况下应该处于待机状态，电流非常小，正常的电流值在0.01～0.06A之间，大部分都在0.02A左右，极少数的机器可能到0.08A，可通过按开关确认。维修中常见的各种故障，可调电源指针会有以下几种变化。 （1）可调电源电流表指针瞬时增大、打到底 故障分析：电流表指针瞬间增大、打到底，说明笔记本电脑的主供电电路系统严重短路，如果笔记本电脑的主供电是16V，我们称之为16V短路，也就是笔记本电脑主板上的第一级电路短路，或是与第一级电路相连的部分有短路。 引起故障原因如下： . 笔记本电脑保护电路中的电源口损坏，滤波电容击穿，稳压二极管击穿； . 公共点后所有与公共点相连的各个单元电路包括待机电路，3V、5V单元电路，南北桥内存供电单元电路，CPU供电单元电路，充放电管理单元电路，液晶屏上的高压板供电电路等中的滤波电容、MOS管损坏。 如何找出故障点： 用万用表二极管挡，测对地阻值；先通过三个测试点排除短路，第一点是电源口、第二点是公共点、第三点是各个单元电路的电感，逐一判断是否有短路的地方。如果第一点短路比较简单，查附近相连的滤波电容，稳压二极管和电源口本身，一一排除。如果第二点公共短路，相对来说就比较复杂了，因为公共点相连的电路多，电子元件也多；归纳起来是如下两种情况，一个是滤波电容损坏，另一个是MOS管损坏，这两个的分辨要通过测第三点来确定，如果第三点没有短路，那就可以确定为与公共点相连的滤波电容短路，如果第三点有短路，就要排查相应单元电路的MOS管，特别要注意南北桥、内存、显卡供电单元电路的主供电滤波电容和降压的双MOS管。 联想、惠普的南北桥内存供电单元电路的主供电滤波电容损坏较多，戴尔的笔记本电脑CPU主供电滤波电容损坏引起短路的较多。 IBM T4笔记本电脑1.25V产生电路的双MOS管易损坏。 （2）可调电源电流指针电流比正常值大，在0.08～0.2A之间 故障分析：电流表指针比正常值大，说明待机电流过大，有可能是保护隔离电路或待机电路本身有短路。 引起故障的原因如下： . 待机电路本身微短； . 需要待机电压的芯片可能存在微短路问题。 如何找出故障点： 用万用表的二极管挡测待机电压输出端的对地阻值是否正常，输出端的阻值不正常多为南桥、超级IO等内部微短路引起；如果输出阻值正常，则检查待机电路是否有微短路。现在大部分的笔记本电脑都是用3V、5V单元电路产生的，3V、5V作为待机供电，所以我们只要测3V、5V的供电电感就能判断待机电路是否有短路。如果3V、5V单元电路及前面的电路中有微短路的话，就不会产生3V、5V供电。 一般80801DBM的南桥微短路较多，联想旭日125若待机电流为0.08A则多为南桥微短路，IBM T4系列、R5系列若待机为0.2A则多为南桥微短路。 PC97551，PC87951的IO集成度比较高，集成了开机、键盘管理、电源管理；联想旭日125上待机0.15A，IO发烫，宏碁 4520 待机电流0.2A、IO发烫。 （3）可调电源指针向上轻微上扬，然后回到0处 故障分析：说明笔记本主板上待机电路及待机电路之前的电路保护了，正常情况不会有很大幅度上扬，回到0处就说明笔记本电源系统保护了。 如何找出故障点：首先检测输入的电压是不是符合笔记本电脑正常工作所需的电压，然后再检查笔记本电脑主板上待机电路输出以及待机电路本身和之前的电路有否有短路的情况。 （4）可调电源指针没有任何反应 故障分析：在确认电源输入正常后，为了防止误判，按下笔记本电脑电源开关确认一下，仍然没有反应，说明笔记本电脑主板电路待机电路没有工作，也有可能是待机电路之前的保护隔离电路没有正常工作而引起的待机电路没有工作。 如何找出故障点： 检测笔记本主板上的保护隔离电路是否有断路，然后检查待机电路工作是否正常。 2．笔记本电脑在开机时的常见故障 接上可调电源，待机正常之后按下电源开关，主板上的各个单元电路就会依次工作，消耗电流大的电路工作，上电比较明显，首先工作的是3V、5V单元电路，然后是CPU供电单元电路，供电系统正常工作以后，CPU开始寻址，调取BIOS资料后进入自检，自检时消耗电流比较大，从电流表上可以清楚看到。第一次是自检CPU南北桥，第二次是自检内存，第三次是自检显卡。根据维修笔记本电脑中常见的故障，电流表指针会有以下几种现象。 （1）按下开关以后，电流表指针没有任何反应 故障分析：按下开关以后，开关会产生低电平激发开机电路，开机电路会输出控制信号，控制3V、5V单元电路正常输出，电流表指针会上扬，指针没有动作就表明3V、5V单元电路没有输出，原因有可能是开机电路有问题，或者3V、5V单元电路后继输出有严重短路。这种故障称为不触发。 如何找出故障点：第一步测量开关上是否有电压、开关是否良好。检查开关到开机芯片之间是否有断线，特别要注意独立开关板与主板之间的连线，开关板与主板之间的接口接触是否正常，可以直接短接开关的引脚，看看能否开机。 第二步，检查CMOS电池是否有电，拔下CMOS电池放电，目的是清除CMOS的错误信息引起的电源保护，这是索尼和华硕的机器常见的故障。 第三步，检查南桥工作条件，测一下南桥正反面相连的元件是否有短路，测USB口的信号线对地阻值是否正常。测南桥的待机电压是否正常，测南桥旁边的晶振是否起振。 第四步，检查集成开机电路的超级IO是否有虚焊、连焊、鼓包等，联想、惠普、宏碁、各品牌笔记本电脑常用的开机芯片组如下：方正、七喜多用PC97551和PC87951芯片；IBM T4系列、T6系列使用IBM PM、TB62501、H8三个芯片组合；索尼，NEC，三星多用超级IO H8芯片，神舟多用IT8510芯片。 第五步，检查 3V、5V单元电路系统本身，及输出后继是否有短路。 易损元件： 开机电路中开关损坏以惠普、联想的机器坏得较多。 开关排线断，多见于索尼S16C、26C、36C机器。 开关板接口与主板接触不好虚焊的典型代表是戴尔 D600、D500机器。 820801DBM类型南桥易损坏。 超级IO易虚焊，损坏以PC97551、PC87951、IT8510E为常见。 （2）按下开关电流表指针有上扬的趋势，然后回到0A处 故障分析：按下开关后电流表指针有上扬的趋势说明开机电路已经有触发，已经输出控制信号控制3V、5V电路的后继输出，只不过没有能正常输出，电源系统保护了。注意如果可调电源限制到0A也会这样。 如何找出故障点： 第一步，检查3V、5V电路的后继输出是是否有短路，用万用表二极管挡测对地阻值即可获知。 第二步，检查CPU单元电路是否有短路。 第三步，检查超级IO是否有连焊、虚焊。 第四步，检查南北桥、显卡的正反面的对地阻值是否有微短路情况。 第五步，检查如果机器已经安装好，检查绝缘是否良好。 （3）按下开关电流表指针到0.4A处停止不动 故障分析：按下开关后电流表指针到达0.4A处说明3V、5V单元电路已经工作正常，但是CPU供电单元电路没有工作，所以要重点检查CPU供电单元电路。 如何找出故障点：用万用表直流电压挡测量3V、5V单元电路是否工作正常，测CPU单元电路供电电压是否为0V，进一步判断CPU供电芯片是否虚焊，CPU供电单元电路的控制信号是否正常，CPU供电单元电路的MOS管阻值是否正常。 易损元件： CPU供电芯片虚焊：四边带引脚的CPU供电芯片如果没有打胶的易虚焊；联想旭日150、IBM R50、IBM R51用的CPU供电芯片ADP3205易虚焊；IBM T60用的ADP3207四周打胶不易虚焊。 CPU供电单元电路缺少控制信号、联想，惠普，神舟由于超级IO虚焊引起缺少控制信号的情况较多。 CPU供电单元电路缺少内部激放5V供电。 （4）按下电源开关电流表指针上扬至0.4～10A之间，又回到0A处 故障分析：按下电源开关电流指针先上扬又回到0A处这种故障称为开机掉电。 如何找出故障点： 第一步，先检查电源是否限流导致可调电源输出的电流不够而引起掉电。特别注意使用AMD CPU的机器，华硕、联想等机器对电流要求比较高，在确定主板不短路的情况下用原装电源进行开机测试； 第二步，检查CPU供电芯片是否虚焊，导致输出的功率不够而引起保护掉电； 第三步，检查3V、5V单元电路供电芯片是否虚焊，引起输出带不动负载而掉电； 第四步，检查超级IO是否虚焊，引起3V、5V单元电路或CPU供电单元电路控制信号不连续； 第五步，已经安装好的笔记本整机，检查是否安装不到位或绝缘不好。 （5）按下电源开关电流表指针上扬到0.6～0.8A处停止了 故障分析：按下电源开关，电流表指针到0.6～0.8A处说明笔记本电路的3V、5V单元电路工作正常，南北桥内存显卡供电以及CPU供电单元电路也正常了。接下来检查信号、时钟、复位、CPU寻址，调取BIOS然后自检，重点检查CPU的时钟、复位是否正常。 如何找出故障点？建议这个时候配合笔记本的诊断卡，看时钟和复位信号是否正常，诊断卡是跑代码，详情见笔记本测试卡的使用部分来判断具体故障部分。 （6）按下电源开关电流表指针到0.8A处，向上摆动一次停止了 故障分析：说明笔本记电路的供电已经正常，向上摆一次说明已经有一次自检，停住不动说明第一次自检不过，所以要重点检查CPU、BIOS、南桥、北桥，建议这个时候配合笔记本的诊断卡，看时钟和复位信号是否正常，诊断卡跑代码用。见笔记本测试卡的使用部分。 （7）按下电源开关电流表指针到0.8A处，向上摆动两下停止了 故障分析：说明笔记本电路的供电已经正常，向上摆两次说明已经有两次自检，停住不动说明内存自检不过。 解决办法：更换一条确认良好的内存，检查内存接口是否虚焊，查内存供电是否正常，重刷BIOS，更换北桥等。 （8）按下电源开关电流表指针到0.8A处，向上摆动三次停止了 故障分析：这个时候需要外接VGA显示器，看看是否能正常显示；说明笔记本电路的供电已经正常，向上摆三次说明已经有三次自检，停住不动说明显卡自检不过。 解决办法：先检查显卡的供电是否正常，相应信号是否正常，检查显卡是否存在虚焊，重刷BIOS或者更换显卡。 4.2 测试卡的使用 本节主要讲述MNIPCI测试卡在笔记本电脑维修中的使用，本节学习的重点是用测试卡诊断笔记本电脑故障，难点是通过笔记本测试卡上指示灯的显示和显示的代码来判断笔记本电脑的故障，二合一测试卡如图4-3所示，测试卡上的指示灯如图4-4所示。 4.2.1 MNIPCI测试卡 图4-3 二合一测试卡 图4-4 测试卡上的指示灯 1．并口和miniPCI插槽做在同一块卡上 并口主要是在不拆机器的时候用测试卡测量，因为并口没有5V供电，需要借用USB口的5V供电电压，并口插槽测试和miniPCI插槽测试的情况分别如图4-5和图4-6所示。 图4-5 并口插槽测试 图4-6 miniPCI插槽测试 2．测试卡上四个灯分别代表的意思 测试卡上有4个指示灯，都是发光二极管，当有相应信号的时候就会亮，还可显示代码。各个指示灯的作用如下。 （1）3.3V指示，这个灯亮表示3.3V、5V正常输出，这个指示灯在按下开关后应该一直常亮，（除非它的发光二极管坏了）。 （2）CLK时钟灯，这个灯亮表示时钟工作正常，已经正常输出了，只要这个灯亮我们就认为时钟系统都正常了；但是并不代表南桥、北桥、CPU都有时钟，比如南北桥可能虚焊，CPU也可能虚焊了，或者是从时钟到这些芯片组之间断线了。 （3）RESET复位灯，正常情况下按下开关，应该是闪一下，代表复位正常。如果复位灯常亮，或者是不亮，或者亮的时间比较长都说明有问题。先检查网卡、PC卡总线、IO有没有微短路，发烫的情况下就可确定为南桥坏。比如X40的复位灯常亮表示南桥坏。南桥为82801DBM的笔记本电脑出现这样的情况多数是南桥损坏。也有像联想、惠普、戴尔这样的机器由于PC97551或PC879851虚焊也会导致恢复电路工作不正常。 （4）FRAME帧周期灯，这个灯亮代表从CPU的供电、时钟、复位都正常了，CPU开始工作，第一步是寻址，CPU已经向北桥发出了信号，北桥也向南桥发出信号了。正常情况，应该是先闪一下，然后再不断闪几下。后面闪的几下是机器在进行自检时，CPU通过北桥传信号。如果不放内存，有时候这个灯会闪一下之后常亮。 4.2.2 测试卡代码的分析 跑00和FF比较多代表不跑代码的时候我们需要看一下几个指示灯的情况。 （1）如果只有3.3V指示灯亮，那就要先查CPU供电及南桥北桥内存的供电，以及判断南北桥、CPU以及时钟芯片的工作条件。 （2）如果3.3V和CLK指示灯都亮，而RESET指示灯不亮或常亮，说明机器没有复位，原因有可能是南桥不正常，也有可能是与南桥的复位相连的外设引起的故障，需要一一排除，重点检查需要复位的IO、PC卡总线、网卡、声卡。 （3）如果3.3V、CLK、RESET指示灯都亮，FRAME指示灯不亮，这种情况可能是CPU的工作条件不满足，比如由北桥给CPU的复位信号没有。没有复位信号可能是北桥虚焊或CPU座虚焊了，也有可能是北桥故障引起的CPU没有办法给北桥发信号。 （4）3.3V、CLK指示灯常亮，RESET指示灯闪一下，FRAME指示灯闪一下，说明CPU已经发出寻址了，信号到了北桥，北桥已经向南桥发出信号了，接下来就查南桥或BIOS。只闪一下说明寻址没有完成，CPU发出信号给北桥，北桥应该给南桥，南桥再给BIOS，然后从BIOS调取数据后返回，到南桥，再到北桥，这个时候灯应该再闪一下，到CPU，在CPU执行软启动的时候，灯还会继续闪。 （5）3.3V、CLK指示灯常亮，RESET指示灯闪一下，FRAME指示灯闪一下，继续闪的时候，机器应该跑码了。接下来可以根据代码卡的显示判断。 （6）在看代码的时候，注意不同的BIOS跑的代码不一样。以IBM机器为例：分成(00-..85..87)..(28..38.).(4A..52..69)三段，以28、38为界，如果到了28不走了，我们认为没有检测到内存，重点检查内存本身，内存接口，然后刷BIOS。国产的机器BIOS坏得多，最后再做北桥。如果到38的话，我们认为内存检查没过，检查完内存本身，内存接口，然后刷BIOS，如果是集成显卡的话，就要分别判断北桥和显卡。 （7）代码过了4A以后，不管是什么代码，我们都确定为显卡的问题，解决的办法是先查显卡的供电，然后刷BIOS，最后如果加焊显卡不行，再换显卡。 （8）像三星、方正等其他品牌的机器，由于BIOS的厂商不一样所以显示出的代码不一样，这时，我们可以通过拔内存看代码的变化来判断故障： ① 如果代码无变化说明没有检测到内存，先测供电是否正常，重点检查内存本身，内存接口，然后刷BIOS，再检查北桥； ② 如果代码与之前不一样，说明检测到内存了，我们重点检查内存本身，内存接口，然后刷BIOS，不行再判断是不是北桥和显卡的问题。 百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆
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