aimesonic 发表于 2012-3-14 23:39

7135通用驱动应用及维修教程

本帖最后由 aimesonic 于 2012-3-15 10:28 编辑

空余时间写了一个7135类应用电路的教程,本问为原创,希望对广大桐油有所帮助!
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7135系列驱动通用应用及维修教程申明:本人能力有限,如有讲述不对的地方,请大家留言批评指正,本文可以转载,但需说明出处。上图为目前应用最为广泛的,使用多个7135芯片并联来做的单锂电手电驱动电路DEMO板,我们就以最简单易懂的方式,为大家阐述这个电路的工作原理,并教大家用一个万用表如何维修此类电路的故障。
电路基本构成:   7135*N个,CREE系类LED一颗,单片机(MCU)一片,二极管一只(D1),0805贴片电容只(C1),低压复位IC一只(U1),SW为模拟尾部开关。
元件功能简介:   7135为一款线性恒流IC,也是干活的主角,电池正端(BAT+)充满电时有4.1V,而一般LED的压降VF约3.4V左右,那么4.1V-3.4V=0.7V,这0.7V多要消耗在7135身上,才能保证LED电流不巨增。   MCU主要用来控制7135的电源端(VDD),输出高电平,7135工作,输出低电平,7135停止,当快速的输出高低电平交替,那么就构成了所谓的PWM输出调制,通过改变高电平和低电平所占开关周期的比例,来得到不同的亮度。   D1是普通小电流二极管,选用那种反向漏电值小的型号,因为它的作用就是隔离电源,这样在断电的时候,电容存储的电能,才不容易被泄放掉,这样才能保证断电时单片机有足够电力维持它执行一条换挡的程序,然后再睡觉。   C1就是储电电容,一般为10UF就够了,C1同时也做单片机电源端的滤波电容之用。MCU的1脚为电源﹢,8脚为电源负,4脚为掉电检测端,5脚为输出端控制7135电源端,2.3.6.7暂时悬空。U1为电源检测复位电路,如果这个电路参数是3V,那么当检测到电源电压高于3V时,他的OUT端就输出一个高电平,反之则输出低电平,这个下面会具体说明如何配合单片机使用。
电路运作原理:   打开SW开关后,BAT+电池电流流向LED+,经过LED-后流出,然后就流入了7135里面,(一个7135输出约350MA的电流,那么多个7135并联就会依次叠加电流,这也是桐油们常说的7135*3电路,7135*8电路等等),BAT+电池电流同时也流向二极管D1,经过D1又流入了单片机MCU,单片于是开始工作了,假如我的电路是五档电路,100%—50%—10%—爆闪—SOS,那么单片机就会先执行100%这个档,也就是单片机的5脚输出了一个纯高电平,上面我们说了,5脚是控制7135的电源脚的,好,7135有了高电平也就是有了电源,开始工作了,我们不用管7135内部是怎样恒流工作的,对于初学者我们只要记住:经过LED-后流出,然后流入了7135里面的电流,会被7135控制在350MA,然后通过7135的2脚地端形成回路。   好了,强光已经点亮了,那么我们换个档位吧,关断SW,然后赶快再打开,(一般3S内完成),换到50%档了,为什么呢?因为当你断电的一瞬间,单片机的4脚已经检测到掉电了,即它原来有电的时候检测到的是高电平,现在没电了,就相当于变成低电平了,所以它赶紧通知单片机大脑,进入一个换档程序,以便下次打开电源后顺利进入下一个档。晕,不是整个电源都被切断了吗,那单片机还工作吗?当然会,前面说了,D1是隔离电源的,二极管是单向导电性的元件,单片机获得初次上电的电源时,电能也被存储在C1电容里面了,那么断电后,电容里面的电能没办法反向泄露,只能老老实实全部都供给单片机,所以在短暂的时间里,单片机仍然可以运行程序,当然,对于不带记忆的单片机,它只能靠电容的电能维持生存一段时间,一旦电容的电全部被放光,那么单片机就“挂”了,下次上电后只能又从程序的第一条指令开始执行,也就是上电以后又恢复到100%这个档位了,呵呵。   后面的换挡我就不多介绍了,都是依次类推的,这些档位执行完一遍后,都依次循环的。   下面我们来讲一讲PWM是个神马东西,白话文讲,就是在一个完整的周期里面,我高电平占了多长时间和低电平占了多长时间,就拿10%档说,因为我控制的是7135的电源端,当然是高电平7135才会工作,那么高电平就可以被称为有效电平。假设我的一个周期是100秒钟,那么也就意味着,10%档是指高电平占了10%的股份,算下来就是10秒钟,低电平占了90%的股份,算下就是90秒钟,单片机一直不断重复交替着这个高低电平输出的过程,从而决定着7135的开启和关断时间比例,7135开着,它就干活,恒流350MA/个,它关着,就不干活,电流就没法流过它体内,所以电流为0。好,那么我10%的时间去干活呢,就可以计算出350MA/个 * 10% = 35MA/个,是不是很简单!(注:上面的100S周期是举例子,实际单片机如果这么慢的话,人的眼睛就看到开开关关的效果了,一般人眼在超过200HZ的交替频率以上,就不容易分辨出来了,不同设计商使用的频率可能都不完全一样)。
   再复杂一点的呢,对了,我们的单片机还有4个脚没有用上,太浪费了,2.3.6.7脚不能让他闲着,那4个脚我图中分别用4颗星星连接出来了,中间那个代表电路板的外环负极,也就是焊在电路仓上的接触电池面负极,这4颗星星做成焊盘,当我们把他们分别连到电池负极时,就可以实现多个组的模式切换,譬如不连就默认是五档的,若连第一个星星,就变成4档了,若连第二个星星就变为3档了,等等类推,这个就是所谓一些电路板上星星的妙用,其实这个做法也是充分利用资源的,我们还是比较赞同的。简单的讲一下原理,就是原来单片机那4个脚默认上拉方式把它们设置为高,即悬空的时候都是高电平,然后任意一个脚接地,那么那个脚就会变成低电平,单片机就有了判断的依据,这样一来就可以变换出不同的模式,是不是很简单?相信大家都明白了。
   U1是干嘛的?他没有白吃饭,U1上面简单的提到了它的功能,他其实是一个裁判,低压提示就靠它了,当他检测到电压高于他自身的阀值时,它就输出高电平,当他检测到电压低于他自身的阀值时,它就输出低电平,我们把他的OUT端口接到单片机其中一个空的脚上,譬如接到7脚上,那么单片机是不是可以通过7脚的电平变化来决定是不是该执行低压提示了呢,当然是了,低压提示有很多种方式,典型的有呼吸闪,定时闪等等。
   现在是不是对这类电路的工作原理心里很了解了呢?如果你了解了,就可以试着去修几个看看,如果你还是云里雾里,那么请仔细重头耐心看,不用急,慢慢理解总比囫囵吞枣强的多。下面我们就典型的问题教大家如何维修此类电路吧!准备工作:必须的,一只万用表,如果有示波器就更好了,呵呵,电烙铁这个总要有的吧,没有的抓紧去买,还需活人一个!这个很重要!!!   这类板子其实维修非常简单,有桐油说了,不就是挨个换元件吗, 换好为止,我只能说你很有才!党要重用你!嘿嘿!就像上面说的,绝对能修好,不过要看运气了,说不定你换一个元件立马好了,说不定要换到最后一个元件才好。那怎么办呢?没办法,只能按照工作原理有针对性的去整了,下面是一些方法和步骤:   方法一:冷修。就是不接电源先整体查一下哪边有元件损坏或者电路短路的地方。可以先目视一下有没有明显的元件发黑或者烧焦的痕迹,以及有胶体残缺和引脚断裂等肉眼可看出的损坏,如果没有,首先拿万用表调到二极管档,如左下图,正表笔和负表笔分别插对孔,然后将两个表笔碰到一起,校验一下是否为下右图的读数,并发出蜂鸣声,说明万用表OK。


下面就要分别测量各个元件的好坏了,任何半导体元件几乎可以简单的看成一个二极管特性,下面的图是分别测量普通二极管的正向压降和反向压降得出的值,可以看出,二极管正向压降为0.593V,反向压降为无穷大,这就是二极管的单向导电特性。




下图是7135的负极端对正极端的压降,以及正极端对负极端的压降值。7135的脚位排列从左到右依次为:1输入端,2接地端,3电源正端。其中接地端在PCB板上是接在铜箔面积较大的电源负极上,这样有助于散热,从测的数据上基本可以判别这颗7135是否好坏,1脚对2脚参考下图表笔的测量方式,也会测出相近的数值和结果,那么说明这颗7135是完好的。

下图是单片机MCU的测量数值,也是呈二极管特性。MCU1脚是电源正(VDD),8脚是电源负(VSS),先黑表笔接VDD,红笔接VSS,测的左图参数,然后对调表笔,测的右图参数。说明单片机基本完好。


一般冷修只能大概排除可能损坏的元器件,由于电路是一个完整的系统,所以很多问题并不能用这种方法完全找出病根,这就要求我们用热修法来锁定,即接通电源带电测试,这需要一个可调稳压电源(调到4V),如果你手上没有稳压电源,那你可以用一节充满电的锂电池,正负极引出2跟根导线,在负极线上串联一个开关,(这很重要,一来可以模拟手电尾部开关操作,二来可以当电路板上发生短路时,有效快速的切断电源,防止锂电短路而引起的爆炸烧毁等危险)。方法二:热修。把接好开关的正负极导线按照最上面图(一)DEMO板的方式,电池正极线接BAT+极,一般就是手电驱动板中心那个圆焊盘,电池负极线接BAT-极,一般就是手电驱动板压焊在铜电路仓下面那个外环,如右图:



电路板上的红色引线接到LED正极,黑色引线接到LED负极,准备工作做好了。先不要打开开关,先用万用表拨到二极管档,同上,然后红表笔接到电路板上面的正极,黑表笔接到电路板上面的负极,如果听到蜂鸣器响,那么就需要检查一下电路板上哪边有焊锡或者其它短路的地方了,(一般不会是元件短路,少数电路除外),如果测的数值无穷大,或者阻值较大,则可以进行下一步了,打开开关,看看LED是否正常亮,这里的正常亮指的是你买回来什么亮度,你自己应该记得。现象一:如果发现比以前亮多了,那么可能是LED负极直接短接到电源地(或者中间的控制元件损坏短路),形成直驱回路了,那么测试图(一)中的A点和G点之间,如果听到蜂鸣器响,读数接近零,那么说明其中一个或者多个7135内部短路了。现象二:LED不亮,那么我们不急,一步一步排除问题,问题分析,LED不亮可能有以下原因导致:1.线路没接好或电池一点没电了,这个你自己检查,属于犯低级错误。2.LED灯珠坏了,这个算你倒霉,LED灯珠一般不容易损坏,判断LED是否损坏可以用以下方式辨别(注意,仅限单锂电池的情况下使用),直接用镊子将A点与G点快速短接一下,看看LED是否亮,如果没反映,十有八九LED坏了,如果亮,那么赶快拿开镊子,说明还未挂,庆祝一下,呵呵!3.7135集体坏挂了,这几率也小啊,除非你高电压接入一下子全死光,否则一般都是体质弱的先挂,哈哈。4.单片机有故障,这个几率有些高,判断是否为单片机有问题,除了上面冷修法提到的测试参数外,我们可以在通电的时候用万用表拨到电压档(直流电压),黑表笔接地,红表笔接到单片机的1脚,如果有3.3V以上,单片机供电部分还是正常的,如果测的电压为0V,那么可能是D1二极管开路了,电压进不来(这时你可以断电后测试一下二极管是否有上面所提的参数特性,如果正向反向压降都无穷大,或者超过1V了,那么二极管基本断定击穿了)。另外还可能是单片机VDD和VSS(即电容两端)短路了,导致电压被拉为0,如果是这样,那么二极管会发烫最后直到冒烟烧毁。这些冷修法都能发现的。假如单片机电源端电压正常,那么我们在把红表笔接到单片机的5脚,也就是输出控制7135电源的那个脚上,如果一直是低电平,那么单片机应该是坏了,如果是高电平,或者有跳动的电平,那么7135开路坏了。现象三:一上电就低压提示,这种情况在排除电池劣质和没电的情况下,我们可以测量单片机低压检测端口的电压来判断,不同的人设计的电路用的脚位可能不完全一样,所以本文就按图(一)所示,U1的OUT脚假如是接到7脚的,那么你就测量一下7脚看看,如果一直是低电平,那么说明U1损坏的可能性很大。现象四:档位不能切换了,问题分析,可能以下元件出现故障:1.单片机坏了,一直输出个高电平,测的D点对地电压总是高电平,没变化。2.电容C1裂了,开路了,导致断电后单片机没有电能维持它执行最后的换档指令。3.二极管D1漏电了,导致C1里面存储的电能由二极管反向对外放掉了,是单片机没有足够电能维持工作。1,2两条可以单独断电测试它们的参数来判断,C1漏电验证可以接一个大电容看看,如果问题依然,那么排除电容问题。现象五:时亮时不亮,如果装在筒子里面,那么主要可能是尾部开关有问题,还有就是筒身与头部尾部及电路的接触是否可靠,一般在试验中是不会出现时好时坏的现象,除非同样接触不良问题。以上只是一些常见的问题,做了简单的分析,如有其它一些非常特殊的问题具体可以联系我,做具体问题具体分析。小结:      通过上面的学习,我们应该对7135这类电路不再陌生了,相信广大桐油有自己解决问题的能力,遇到问题不要慌乱,仔细想一想哪边没做好,先从简单的问题入手。在这边感谢大家有幸看到本文,本人能力有限,文中如有错漏,烦请指点,谢谢!

ak47fans 发表于 2012-3-14 23:51

好帖....

hanan_tomas 发表于 2012-3-15 00:11

支持!好东西!

LZ 伟大!

czgi 发表于 2012-3-15 00:11

非常有用 收藏了 顶了再慢慢看

sakurayy 发表于 2012-3-15 00:11

好贴。。既然没人顶。。

QDHAM 发表于 2012-3-15 00:25

非常有用 收藏了 顶了再慢慢看

n3650d 发表于 2012-3-15 00:34

好东东收藏

zhuzhe1992 发表于 2012-3-15 00:42

技术贴,,支持!~~

许愿杀 发表于 2012-3-15 00:43

技术贴,,支持!~~

别有天 发表于 2012-3-15 00:48

顶帖。留名,,慢慢看

T9手电筒 发表于 2012-3-15 00:53

好帖.... 除了这还想知道能不能有办法设定电流

cnmd50177 发表于 2012-3-15 01:48

技术帖,支持楼主
马克备用

信自己 发表于 2012-3-15 01:52

学习了,谢谢!!!!!!!!!!!!

wcmwcmwcm5188 发表于 2012-3-15 02:22

这种技术贴不顶的白混论坛了
我顶一个

getao 发表于 2012-3-15 02:52

留个脚印慢慢学习。

793529626 发表于 2012-3-15 05:39

这个必须顶 虽然用不到

wei_yu 发表于 2012-3-15 06:45

这种技术贴顶

ufo990 发表于 2012-3-15 07:24

支持技术贴

jackiezgs 发表于 2012-3-15 08:14

好久没这种帖子出现了,必须顶!

腾龙 发表于 2012-3-15 08:22

好久没这么好的帖子出现了,顶一个,赞
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