開關電源的基本原理和在變頻電路中的作用
控振蕩器的定時端，通過接上合適的RC網(wǎng)絡，使輸出的PWM波控制在20KHZ―100KHZ之間。
a―1 2腳、3腳是輸出取樣反饋端，用于檢測開關電源的輸出，以便進行PWM調(diào)制控制，從而達到穩(wěn)壓的目的。 在變頻器系統(tǒng)中，開關電源需要輸出：一組5V/DC、一組±12V/DC、四組20V/DC等多組電壓。其中5V/DC 主要用作主板及控制板的供電，±12V/DC用作霍爾檢測器件的供電，四組20V/DC用作IGBT的觸發(fā)供電。變頻器的型號及品牌不同，其開關電源的電壓值也不盡相同，但基本構(gòu)架是一樣的，在此僅以下圖為例講一講開關電源的工作原理。
a―2 如圖a―2所示：電源經(jīng)D1―D4、C1、C2整流濾波之后，通過降壓電阻R3到了UC3844的7腳電源正端，為其供電，UC3844通過檢測當7腳電壓大于10V時，控制內(nèi)部壓控振蕩器開始工作，通過R8、C5將PWM的頻率控制在要求范圍之內(nèi)。此時6腳輸出PWM信號去控制開關管Q1的通斷，R10是開關管的電流檢測電阻，通過檢測R10的電壓值來實時調(diào)整PWM的脈沖寬度，從而達到自動穩(wěn)壓的目的。在圖中變壓器的副繞組通過D6、C7、C8整流濾波之后到了UC3844的7腳，增強了UC3844的驅(qū)動能力。C9、R11、D5是開關管的濾波吸收網(wǎng)絡，目的在于吸收變壓器的反向脈沖，保護開關管。
AC-1――AC-4是開關變壓器的次級輸出繞組，通過D7、D8、D9、D10、C10、C11---C17進行整流濾波后輸出對后級電路進行供電。了解了開關電源的原理之后，讓我們來看看如果開關電源出現(xiàn)問題應該怎樣進行維修。開關電源的幾個維修步驟如下： 1、檢測整流電路D1―D4是否擊穿或斷路，濾波電路的電容是否損壞，平衡電阻R1、R2是否正常，降壓電阻R3是否燒斷或阻值增大失效（斷電情況下測試）。 2、檢測開關管b-e結(jié)、c-e結(jié)是否有擊穿短路現(xiàn)象、測量開關變壓器各個繞組是否有短路現(xiàn)象，以確定開關管、及開關變壓器的好壞（斷電情況下測試）。 3、檢測次級輸出繞組的整流濾波元件，重點察看濾波電容是否鼓包或損壞，以排除次級電路短路的可能。 4、檢測吸收回路D5、R11、C9是否正常（斷電情況下測試）。 5、在確定上述元件正常的情況下，我們可以把開關電源板從變頻器上取下單獨對其進行加電試驗。用調(diào)壓器緩緩地調(diào)至開關電源的額定電壓值，此時應能聽到變壓器起振時的吱吱聲，如沒有聽到起振的聲音，用萬用表檢測UC3844的電源正、負級之間是否有12V―16V左右的直流電壓。 6、在確定UC3844的供電端電壓正常后，可用示波器察看一下UC3844的6腳是否有PWM波輸出到開關管的觸發(fā)端（根據(jù)電路設計的不同，PWM波的頻率一般在20KHZ―100KHZ之間）。 7、如果沒有PWM波輸出，則更換定時元件C5、R8、C6或UC3844。經(jīng)過上述幾個步驟的排除，開關電源應該可以正常工作了。在變頻器中，開關電源的種類很多，但基本原理都是一樣的，比如說每個PWM管理芯片都有供電端、定時元件RC網(wǎng)絡、輸出PWM波的端口等，只要我們了解了它們的工作原理，按照一定的方法步驟都能夠把故障排除掉。
案例1：臺達變頻器（故障現(xiàn)象：上電無顯示）經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)電源主回路、充電電阻、主回路接觸器都正常，因此確定為開關電源板故障。按照上述維修步驟對開關電源板進行測量。在進行第一步測量時，發(fā)現(xiàn)直流母線560V到PWM調(diào)制芯片之間的的330KΩ/2W的降壓電阻損壞，標稱330KΩ/2W的電阻，實際測量值達2MΩ以上，因此PWM調(diào)制芯片得不到啟動的電源，所以無法起振工作。為謹慎起見又檢測了開關管、變壓器、整流二極管及濾波電容等關鍵器件，在確定沒問題之后上電試驗，OK！開關電源起振，輸出各組電壓正常，裝回變頻器后開機試驗正常，此變頻器修復完畢（注：維修人員在維修中，一定要養(yǎng)成習慣：發(fā)現(xiàn)壞元件后不要急于更換試機，一定要把功率大的、容易壞的元件都測一下，確定沒問題后再試機，這樣既安全又保險）。
案例2：臺安變頻器（故障現(xiàn)象：上電無顯示）經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)電源主回路、充電電阻、主回路接觸器都正常，故障確定在電源板。按照維修步驟對開關電源板進行測量。第一步測量通過，第二步測量時發(fā)現(xiàn)開關管c-e結(jié)擊穿，將其拆下，然后檢測變壓器、及整流二極管、濾波電容等關鍵器件，在確定沒問題之后上電試驗，輸出各組電壓正常，裝機測試正常，故障排除。
裝上新的開關管上電試驗，隨著調(diào)壓器電壓的升高，可以聽到起振的吱吱聲，就是有點響，把電壓調(diào)到額定電壓后測量輸出電壓低于正常值，不到2分鐘，突然聞到一股燒焦的味，保險絲就斷了，趕快斷電發(fā)現(xiàn)開關管很燙手，測量發(fā)現(xiàn)其已經(jīng)擊穿。
拆下開關管通電試驗，測量PWM調(diào)制芯片的電源端對地有12V左右的電壓，用示波器看芯片的PWM輸出端，發(fā)現(xiàn)有PWM波輸出且頻率在30 KHZ左右，也正常。因此懷疑剛換的開關管質(zhì)量不行，又換上一只，上電試驗，結(jié)果又把管子給燒了，斷電后無意之間碰到了吸收回路的元件，發(fā)現(xiàn)燙手，可是在測量的時候正常啊，于是又測一遍，還是正常。干脆把吸收回路先拆了，又換上一只管子通電試驗，發(fā)現(xiàn)變壓器的吱吱聲小了，測量各組輸出電壓也正常。運行了20分鐘開關管也沒再燒，斷電后觸摸開關管微熱，屬正常起熱狀態(tài)，因此判斷故障在吸收回路，更換吸收回路元件，故障排除。
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