1樓:匿名使用者
開關電源的檢修思路和檢修方法
開關電源簡化電路圖
變頻器的開關電源電路完全可以簡化為上圖電路模型,電路中的關鍵要素都包含在內了。而任何複雜的開關電源,剔除枝蔓後,也會剩下上圖這樣的主幹。其實在檢修中,要具備對複雜電路的「化簡」的能力,要在看似雜亂無章的電路伸展中,拈出這幾條主要的脈絡。
要向解牛的庖丁學習,訓練自己的眼前不存在什麼整體的開關電源電路,只有各部分脈絡和脈絡的走向——振盪迴路、穩壓迴路、保護迴路和負載迴路等。
看一下電路中有幾路脈絡。
1、振盪迴路:開關變壓器的主繞組n1、q1的漏--源極、r4為電源工作電流的通路;r1提供了啟動電流;自供電繞組n2、d1、c1形成振盪晶元的供電電壓。這三個環節的正常執行,是電源能夠振盪起來的先決條件。
當然,pc1的4腳外接定時元件r2、c2和pc1晶元本身,也構成了振盪迴路的一部分。
2、穩壓迴路:n3、d3、c4等的+5v電源,r7—r10、pc3、r5、r6等元件構成了穩壓控制迴路。
當然,pc1晶元和1、2腳外圍元件r3、c3,也是穩壓迴路的一部分。
3、保護迴路:pc1晶元本身和3腳外圍元件r4構成過流保護迴路;n1繞組上併聯的d2、r6、c4元件構成了igbt的保護電路;實質上穩壓迴路的電壓反饋訊號——穩壓訊號,也可看作是一路電壓保護訊號。但保護電路的內容並不僅是侷限於保護電路本身,保護電路的起控往往是由於負載電路的異常所引起。
4、負載迴路:n3、n4次級繞組及後續電路,均為負載迴路。負載迴路的異常,會牽涉到保護迴路和穩壓迴路,使兩個迴路做出相應的保護和調整動作。
振盪晶元本身參與和構成了前三個迴路,晶元損壞,三個迴路都會一齊罷工。對三個或四個迴路的檢修,是在晶元本身正常的前提下進行的。另外,要像下象棋一樣,用全域性觀念和系統思路來進行故障判斷,透過現象看本質。
如停振故障,也許並非由振盪迴路元件損壞所引起,有可能是穩壓迴路故障或負載迴路異常,導致了晶元內部保護電路起控,而停止了pwm脈衝的輸出。並不能將和各個迴路完全孤立起來進行檢修,某一故障元件的出現很可能表現出「牽一髮而全身動」的效果。
開關電源電路常表現為以下三種典型故障現象(結合圖3、9):
一、次級負載供電電壓都為0v。變頻器上電後無反應,操作顯示面板無指示,測量控制端子的24v和10v電壓為0v。檢查主電路充電電阻或預充電迴路完好,可判斷為開關電源故障。
檢修步驟如下:
1、先用電阻測量法測量開關管q1有無擊穿短路現象,電流取樣電阻r4有無開路。電路易損壞元件為開關管,當其損壞後,r4因受衝擊而阻值變大或斷路。q1的g極串聯電阻、振盪晶元pc1往往受強電衝擊而損壞,須同時更換;檢查負載迴路有無短路現象,排除。
2、更換損壞件,或未檢測中有短路元件,可進行上電檢查,進一步判斷故障是出在振盪迴路還是穩壓迴路。
檢查方法:
a、先檢查啟動電阻r1有無斷路。正常後,用18v直流電源直接送入uc3844的7、5腳,為振盪電路單獨上電。測量8腳應有5v電壓輸出;6腳應有1v左右的電壓輸出。
說明振盪迴路基本正常,故障在穩壓迴路;
若測量8腳有5v電壓輸出,但6腳電壓為0v,查8、4腳外接r、c定時元件,6腳外圍電路;
若測量8腳、6腳電壓都為0v,uc3844振盪晶元壞掉,更換。
b、對uc3844單獨上電,短接pc2輸入側,若電路起振,說明故障在pc2輸入側外圍電路;電路仍不起振,查pc2輸出側電路。
二、開關電源出現間歇振盪,能聽到「打嗝」聲或「吱、吱」聲,或聽不到「打嗝」聲,但操作顯示面板時亮時熄。這是因負載電路異常,導致電源過載,引發過流保護電路動作的典型故障特徵。負載電流的異常上公升,引起初級繞組激磁電流的大幅度上公升,在電流取樣電阻r4形成1v以上的電壓訊號,使uc3844內部電流檢測電路起控,電路停振;r4上過流訊號消失,電路又重新起振,如此迴圈往復,電源出現間歇振盪。
檢查方法:
a、測量供電電路c4、c5兩端電阻值,如有短路直通現象,可能為整流二極體d3、d4有短路;觀察c4、c5外觀有無鼓頂、噴液等現象,必要時拆下檢測;供電電路無異常,可能為負載電路有短路故障元件;
b、檢查供電電路無異常,上電,用排除法,對各路供電進行逐一排除。如拔下風扇供電端子,開關電源工作正常,操作顯示面板正常顯示,則為24v散熱風扇已經損壞;拔下+5v供電接子或切斷供電銅箔,開關電源正常工作,則為+5v負載電路有損壞元件。
三、負載電路的供電電壓過高或過低。開關電源的振盪迴路正常,問題出在穩壓迴路。
輸出電壓過高,穩壓迴路的元件損壞或低效,使反饋電壓幅度不足。檢查方法:
a、在pc2輸出端並接10k電阻,輸出電壓回落。說明pc2輸出側穩壓電路正常,故障在pc2本身及輸入側電路;
b、在r7上併聯500ω電阻,輸出電壓有顯著回落。說明光電耦合器pc2良好,故障為pc3低效或pc3外接電阻元件變值。反之,為pc2不良。
負載供電電壓過低,有三個故障可能:1、負載過重,使輸出電壓下降;2、穩壓迴路元件不良,導致電壓反饋訊號過大;3、開關管低效,使電路(開關變壓器)換能不足。
檢查與修復方法:
a、將供電支路的負載電路逐一解除(注意!不要以開路該路供電整流管的方法來脫開負載電路,尤其是接有穩壓反饋訊號的+5v供電電路!反饋電壓訊號的消失,會導致各路輸出電壓異常公升高,而將負載電路大片燒毀!
)判斷是否由於負載過重引起電壓回落;如切斷某路供電後,電路回公升到正常值,說明開關電源本身正常,檢查負載電路;輸出電壓低,檢查穩壓迴路。
b、檢查穩壓迴路的電阻元件r5—r10,無變值現象;逐一代換pc2、pc3,若正常,說明代換元件低效,導通內阻變大。
c、代換pc2、pc3若無效,故障可能為開關管低效,或開關和激勵電路有問題,也不排除uc3844內部輸出電路低效。更換優質開關管、uc3844。
對於一般性故障,上述故障排查法是有效的,但不一定百分之百地靈光。若檢查振盪迴路、穩壓迴路、負載迴路都無異常,電路還是輸出電壓低,或間歇振盪,或乾脆毫無反應,這此情況都有可能出現。先不要犯愁,讓我們往深入裡分析一下電路故障的原因,以幫助盡快查出故障元件。
電路的間歇振盪或停振的原因不在起振迴路和穩壓迴路時,還有哪些原因可導致電路不起振呢?
(1)主繞組n1兩端併聯的r、d、c電路,為尖峰電壓吸收網路,提供開關管截止期間,儲存在變壓器中磁場能量的洩放通路(開關管的反向電流通道),保護了開關管不被過壓擊穿。當d2或c4嚴重漏電或擊穿短路時,電源相當於加上了乙個很重的負載,使輸出電壓嚴重回落,u3844供電不足,內部欠電壓保護電路起控,而導致電路進入間歇振盪。因元件併聯在n1繞組上,短路後不易測出,往往被忽略;
(2)有的開關電源有輸入供電電壓的(電壓過高)保護電路,一旦電路本身故障,使電路出現誤過壓保護動作,電路停振;
(3)電流取樣電阻不良,如引腳氧化、碳化或阻值變大時,導致壓降上公升,出現誤過流保護,使電路進入間歇振盪狀態;
(4)自供電繞組的整流二極體d1低效,正嚮導通內阻變大,電路不能起振,更換試驗;
(5)開關變壓器因繞組發霉、受潮等,品質因數降低,用原型號變壓器代換試驗;
(6)r1起振電路引數變異,但測量不出異常,或開關管低效,此時遍查電路無異常,但就是不起振。
修理方法:
變動一下電路既有引數和狀態,讓故障暴露出來!試減小r1的電阻值(不宜低於200kω以下),電路能起振。此法也可做為應急修理手段之一。
無效,更換開關管、uc3844、開關變壓器試驗。
輸出電壓總是偏高或偏低一點,達不到正常值。檢查不出電路和元件的異常,幾乎換掉了電路中所有元件,電路的輸出電壓值還是在「勉強與湊合」狀態,有時好像能「正常工作」了,但讓人心裡不踏實,好像神經質似的,不知什麼時候會來個「反常表現」。不要放棄,調整一下電路引數,使輸出電路達到正常值,達到其工作狀態,讓我們「放心」的地步。
電路引數的變異,有以下幾種原因:
1、電晶體低效,如三極體放大倍數降低,或導通內阻變大,二極體正向電阻變大,反向電阻變小等;
2、用萬用表不能測出的電容的相關介質損耗、頻率損耗等;
3、電晶體、晶元器件的老化和引數漂移,如光電耦合器的光傳遞效率變低等;
4、電感元件,如開關變壓器的q值降低等;
5、電阻元件的阻值變異,但不顯著。
6、上述5種原因有數種參於其中,形成「綜合作用」。
由各種原因形成的電路的「現在的」這種狀態,是一種「病態」,也許我們得換一下檢修思路了,中醫有乙個「辨證施治的」理論,我們也要用一下了,下乙個方子,不是針對哪乙個元件,而是將整個電路「調理」一下,使之由「病態」趨於「常態」。就這麼「模糊著糊塗著」,把病就給治了。
修理方法(元件數值的輕微調整):
1、輸出電壓偏低:
a、增大r5或減小r6電阻值;b、減小r7、r8電阻值或加大r9電阻值。
2、輸出電壓偏高:
a、減小r5或增大r6電阻值;b、增大r7、r8電阻值或減小r9電阻值。
上述調整的目的,是在對電路進行徹底檢查,換掉低效元件後,進行的。目的是調整穩壓反饋電路的相關增益,使振盪晶元輸出的脈衝占空比變化,開關變壓器的儲能變化,使次級繞組的輸出電壓達到正常值,電路進入乙個新的「正常的平衡」狀態。
好多看似不可修復的疑難故障,就這樣經過
一、兩隻電阻值的調整,波瀾無驚地修復了。
檢修中須注意的問題:1、在開關電源檢查和修復過程中,應切斷三相輸出電路igbt模組的供電,以防止驅動供電異常,造成igbt模組的損壞;2、在修理輸出電壓過高的故障時,更要切斷+5v對cpu主機板的供電,以免異常或高電壓損壞cpu,造成cpu主機板報廢。3、不可使穩壓迴路中斷,將導致輸出電壓異常公升高!
4、開關電源電路的二極體,用於整流和用於保護的,都為高速二極體或肖基特二極體,不可用普通in4000系列整流二極體代用。4、開關管損壞後,最好換用原型號的,現在網路這麼發達,貨物**不成問題,一般都能購到的。**網上許多東西都能以便宜的**購到,注意質量!
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