开关电源的经典电路及故障实例之

开关电源的经典电路及故障实例之(三)

发布时间：2011-10-14 08:00 来源：工业电源维修网点击：576次

图3-12为康沃CVF-G 5.5KW变频器开关电源电路，本机的电压反馈信号也取自自供电

图3-12

绕组N2，而非取自二次绕组的整流电压。二次绕组输出的各路供电电压，为间接稳压控制，控制精度不高，故各路输出电压再经后级稳压电路处理后，再送至负载电路。

R40、R41、LDE组成上电起动电路，为振荡芯片U1(3844B)提供上电时的起振电流。在电路起振工作后，由自供电绕组、VD13、VD14、C30构成的整流滤波电路为UI提供工作电源。自供电绕组、VD13、C31整流滤波电路输出的电压，同时也作为反馈电压信号输入到U1的2脚，由内部误差放大器与基准电压处理，输出控制电压控制内部？VV1波发生器，改变。1的6脚输出脉冲的占空比，从而控制开关管K2225的导通与截止时间，维持二次绕组输出电压的稳定。自供电绕组、VD13、VD14、C30, C31既是U1的供电电源，同时构成了稳压电路，将因电网电压波动或负载电流变动引起的二次绕组输出电压的变化，反馈到UI的2脚，实现稳压控制。

二次绕组输出电压经VD9、C25整流滤波成8V直流电源，送入CPU主板，再经后级电

路稳压成5V，供CPU电路；二次绕组输出电压经VD6、C20整流滤波成24V直流电源，供

充电继电器MC的线圈供电，变频器上电时，先由充电电阻给直流电路的储能电容器充电，CPU再输出一个MC闭合指令(由CON1端子的29脚进入)，MC闭合，将充电电阻短接。24V电源还作为两只散热风扇的供电电源，两只散热风扇由晶体管VT2、VT3驱动，风扇运

转指令也由CPU从端子CON1阳的27脚输入，控制VT2 、VT3的导通与截止。另有两组VD10、C27和VD8、C23等整流滤波电源，分别输出±18V两路供电，送人CPU主板，再由后级稳压电路处理成±15V 直流稳压电源，供电流、电压保护检测电路和控制电路。-18V的供电绕组，同时还由正向整流成正电压，作为直流电压的检测信号，送入后级直流电路电压检测电路，进一步处理后，送人CPU，供过、欠电压保护、直流电压显示、参与输出电压控制等。

图3-12也可将电路分为振荡、稳压、保护等3个支路来进行检修。

故障实例1

接手了3台康沃型小功率机器，故障皆为开关电源无输出，操作显示面板无屏显，电路如图3-12所示。

所有开关电源不外乎有以下几条支路：

1)上电起动支路，往往由数只较大阻值的电阻串联而成，上电时将530V直流电压引至3844B 供电脚，提供开关管的起振电压。

2)正反馈和工作电源支路，由反馈绕组和整流滤波电路组成（有的机器由两绕组供电支路组成，有的兼用。

3)稳压支路，一般由二次侧5V供电支路，将5V电压的变化由光耦合器反馈到一次侧3844B 的2脚，但该机型的电压反馈是取自一次侧自供电绕组。

电路起振的条件是：

1)530V供电回路正常，530V直流经一次绕组加至开关管漏极，开关管源极经小阻值电流采样电阻形成供电回路。

2)上电起动支路正常，提供足够幅度的起振电压（电流)。

3)正反馈和工作电源支路正常，提供满足幅度要求的正反馈电压〔电流）和工作电源。

4)负载侧无短路，负载侧短路无法使正反馈电压建立起来足够的幅度或由此引发电流保护电路起控，故电路不能正常起振。

以上电路构成了开关电源回路。为缩小故障，应采用将稳压支路开路，看电路能否起振。方法是：将530V供电切断，对振荡芯片3844B单独供人直流电源，测8、6脚的电压输出。若电路能起振____6、8脚有相应电压输出，说明满足起振条件的前3个支路大致正常，可进而排査稳压支路负载电路的故障元件。若仍不能起振，说明故障在振荡回路，可査找上述的4个支路。

依上述检查次序，甲、乙、丙机开关电源的故障都在振荡电路。检查甲机4个支路及3844B 外围元件都无异常，试将一块3845B代换之，电源输出正常，修复；乙机，换用3845B后仍不能起振，4个支路元件都无异常，试将上电起动支路的R40、R41串联300K 电阻上并联390K电阻后，上电恢复正常；丙机也为3844B损坏，换新块后故障排除。

只有乙机的故障稍微有趣，试分析如下：

表面看起来，乙机査不出一个故障损坏元件，成了疑难故障。但减小起动支路的电阻值后，则能正常工作。乙机的"异常之处"到底在哪里呢？可能是元器件性能的微弱变化导致电路综合参数的变动，如开关管放大能力的稍微降低，或开关变压器因轻度受潮使Q值变化，或3844B输出内阻有所增大，或阻容元件有轻微变异，上述原因的査找与确认委实不易，或者是有一种，甚至有可能是数种原因参与其中。但上述多种原因只导致了一个后果：开关

管不能被有效起动，电路不能起振！解决的办法是转变现有状态，往促成开关管起振的方面下力气，在起动支路并联电阻是最省力也是最有效的一个方法。

顺便说明一下，该机的起动支路电阻为300K再加上其他环节的电阻，实际加到开关管栅极的起动电流仅1mA多一点。按道理说，虽然场效应晶体管为电压控制器件，理论上不吸取电流，但能使其导通的结电容充电电流，恰恰是使其导通的硬指标。从此一角度来讲，场效应晶体管仍为电流驱动器件。当电路参数产生变动后，原起动支路的供给电流不足以使开关管导通乃至微导通，所以电路不能起振。将此起动电流值稍稍加大，电路便有可能起振。300K 起动电阻只是提供UC3844的起振电压，并不直接参与对开关管的导通控制，

稍稍减小其阻值，能够促成电路起振。

因而高效率的修理方法不妨走以下的路子：检査开关管不坏，4个支路大致无异常，先在起动支路上并联电阻试验，无效后，再换用38443，再无效，才下功夫细查电路。往往在第1)、2)个步骤，故障就已经排除了。

故障实例2

一台康沃CVF_G1型小功率变频器，上电，操作面板无显示，检测主电路输人、输出端子电阻均正常。判断为控制板开关电源故障。细听有轻微的间隔的"嗒嗒"声（开关电源的间歇振荡倒不一定是"打嗝"声或"吱吱"声啊)，显然为电源起振困难。据经验，此种现象多为电源负载异常引起。査各路电源的整流、滤波及负载电路，均无异常；先后脱开散热风扇电源、逆变驱动电源、操作面板显示电源等电流较大的电源支路，故障现象依旧。

莫非不是负载电路异常所引起，但故障特征为典型的负载电路过电流，引起电流检测电路起控。

检查并联在开关变压器一次绕组的尖峰电压吸收网络R39、C32、VD15，用指针式万用表测量二极管正反向电阻均为15欧，感觉异常。将二极管VD15焊开一端检测，正常。细观察，电容器有细微裂纹，测其两引脚电阻值，近于短路了。将C32更换后，机器恢复正常。此电容短路引起开关电源起振困难的故障殊不多见。

此尖峰电压吸收网络的设置，本是为了吸收开关管截止期间产生的异常的危及开关管安全的尖峰电压，但电容被击穿后，相当于开关变压器的一次绕组负载加重，有一点交流短路的意思。使开关变压器容易进人磁饱和区，从而使自供电绕组感生电压大为降低，UC3844 内部的欠电压保护电路起控，造成了与电流保护电路起控一样的，引发电路进入间歇振荡状态一的电路振荡，然后因供电电压低落，电路停振；然后电路置新起振，又停振，这样一个过程。

故障实例3

一台康沃CVF_G1型小功率变频器，上电时，操作显示机板的显示时有时无，测量开关电源电路的各路供电电压，也是时有时无。当脱开供电端子时，显示正常。故障为散热风扇损坏，将风扇换新后故障排除。

故障实例3说明好多电源故障其实是很容易排除的。简单的故障修复过程，往往没做什么笔记。上述实例，多为故障检修中碰到的疑难问题，就记下来了。如停振故障，仍以开关管与UC3844损坏为多。疑难故障毕竟只是少数，可是碰上一个，就应该想办法解决，好多个检

测方法，可以说是被疑难故障逼出来的。

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