電源模塊之如何確定開關電源開關變壓器的好壞?
修理開關電源電路的間歇振蕩故障,代換完除開關變壓器以外的所有懷疑元件后,往往對開關變壓器的好壞仍不能得出較為確切的結論,在尚懷疑惑的情況下,不得不放棄維修。如果此際將檢修再深入一步,能確診開關變壓器的好壞,即能避免功虧一簣,使修復圓滿。
說到驗證開關變壓器的好壞,什么感應法啊,振鈴法/波形法等等啊,總是有局限的法子,依賴對比數(shù)據(jù),依賴檢測者的經(jīng)驗。如果有簡短直捷的法子,檢測結果又是明明白白的,就好了啊。比如為開關電源送入一個相對安全的低壓,使電路處于非穩(wěn)壓開環(huán)狀態(tài),對負載電路也不會形成什么危害,可以放心大膽地為開關電源加電,就好了啊。那么為電路加多少伏直流電壓算是安全電壓呢?
恰巧,正好手頭有一款開關變壓器的繞組數(shù)據(jù),DC500V繞組與5V繞組的匝數(shù)比約為20:1,5V繞組為5匝,500V繞組為100匝。振蕩芯片采用3844,輸出脈沖最大占空比為50%。由可以進行粗略估算,當電路開環(huán)工作時,開關管最大占空比輸出時,500V繞組允許最高電壓輸入值為200V。由此可知,此開關電源當輸入電壓不高于DC200V時,能保證二次負載電壓不會高于額定值。
可見,對于該電路,只要在原電源的DC530V電源輸入端輸入低于200V的直流供電;為3844直接提供高于16V(起振電壓)如18V的供電,不需改變原電壓構成,即可直接驗證開關電源電路中開關變壓器及其它元件的好壞了。在開環(huán)工作狀態(tài)下,開關變壓器各繞組輸出的電壓,應該和其匝數(shù)比成正比/線性關系,若滿足此條件,說明開關變壓器是好的,若二次繞組輸出電壓顯著低于此值,說明開關變壓器不良。
但這不是通例!近修一臺施耐德ATV31型45kW變頻器的開關電源,開環(huán)狀態(tài)下,輸入電源電壓達DC50V以上后,各路輸出電壓即已達到額定值附近!
看兩例故障檢測實例:
1、開關電源上電后出現(xiàn)打嗝聲,測各路輸出直流電壓均極低,且不穩(wěn)定。先從負載電路查起, 無損壞元件。后來重點檢測N1繞組所并聯(lián)的電壓吸收網(wǎng)絡,感覺未有異常。拿來振蕩小板,將振蕩芯片及外圍電路全部代替,上電后故障依舊。說明、振蕩、穩(wěn)壓環(huán)節(jié)皆無問題,重查負載電路也無異常。檢修陷入困境。
想到是否開關變壓器壞掉?得首先排除這個可能性。
直接向3844的7、5腳接入DC18V,在開關電源的DC530V電源輸入端,接入DC100V,上電后,電路起振工作,一會兒,圖(c)電路中的Z101開始冒煙。觀察此電路為復合式電壓吸收電路,Z101兩端尚并聯(lián)有阻容吸收電路,臨時摘掉Z101后,測各路直流輸出電壓,其高低與輸入電壓皆成比例(此時開關變壓器的好壞已不言自明)。
至此,故障原因真相大白,用3只100V穩(wěn)壓管串聯(lián)代替Z101,上電試機,開關電源工作恢復正常。
2、故障現(xiàn)象同上,檢查方法同上,通電后,Z1、Z2過熱冒煙,此時開關變壓器的好壞已不言自明,間歇振蕩故障的“元兇”也已經(jīng)藏身不住了。用兩只120V穩(wěn)壓管代替Z1、Z2,上電后開關電源工作恢復正常。
最后再交代一下吧。那么為何用原供電DC530V,電路處于間歇振蕩,而為電路分別接入DC18V和DC100V,即能很快使故障元件無處藏身呢?請參見圖2電路。
1、PC1振蕩芯片的供電取自N2繞組,當C4嚴重漏電時,開關變壓器儲能不足,N2感生電壓降低,PC1內部欠電壓檢測電路動作,電路處于間歇振蕩狀態(tài)。
獨立為PC1送入DC18V供電后,PC2則能一直穩(wěn)定工作,進而使故障元件暴露出來。
2、在開關電源的DC530V供電端子送入DC100V,這是一個保險電壓,可以在因故障而穩(wěn)壓失控的情況下,使各路直流輸出電壓不致超過額定值而損壞負載電路,此供電電壓下,可以放心地檢測電路各部分的工作狀態(tài),從而使故障根源暴露出來。如果手頭有0~200V可調直流電源當然更好,在監(jiān)測輸出電壓的同時,緩慢調高輸入電源電壓,還可進一步檢測電路由開環(huán)進入穩(wěn)壓控制的過程,驗證電路的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)是否正常。
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