(整理)DC24V儀用開關(guān)電源的原理和維修41467.

1、精品文檔DC24VR用開關(guān)電源的原理和維修任何電子控制設(shè)備，都需要電源供應(yīng)。有些設(shè)備具有自備電源，有些設(shè)備，如溫度、壓力傳感器等，則需另外配用適宜的電源一一DC24Vt源。隨著各類傳感器在工業(yè)控制領(lǐng)域的大量應(yīng)用，相應(yīng)的電源產(chǎn)品的供給也形成了一定的規(guī)模，高效率、模塊化的儀用 DC24V電源產(chǎn)品逐漸獨立出來，成為了 “專用電源設(shè)備”；一些生產(chǎn)線自動控制設(shè)備，對供電電源有一定的要求，需要交流穩(wěn)壓供電，各類交流穩(wěn)壓電源設(shè)備，能提供較為穩(wěn)壓的電源供給；一些設(shè)備，如工業(yè)電腦，為滿足數(shù)據(jù)記憶，應(yīng)急事件處理等要求，除要求穩(wěn)壓供電外，還需要在電網(wǎng)停電時，能實現(xiàn)不間歇供電，UPS一類電源設(shè)備產(chǎn)品也應(yīng)運而生。其實，

2、從廣義上講，變頻調(diào)速控制器、直流電動機調(diào)速器、電焊機、電鍍機等設(shè)備，均可列入電源設(shè)備，但上述設(shè)備已有專著介紹，本文僅就自動化控制中常用到的，但其電路資料相匱乏甚至為空白的DC24V義用電源做出電路原理分析和故障檢修指導(dǎo)。儀用DC24VF關(guān)電源儀用DC24VF關(guān)電源，是一個獨立的電源產(chǎn)品，經(jīng)常作為壓力、溫度傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器等檢測儀器的專用穩(wěn)定直流電源。 有眾多廠商生產(chǎn)和經(jīng)銷該類產(chǎn)品，整機電路組裝于一個易于安裝和電磁屏蔽良好的金屬殼體中，輸入 / 輸出端子便于進行線路的連接，故障率低，耐受較為惡劣的工業(yè)生環(huán)境。CL-A-35-24儀用DC24V開關(guān)電源，是額定功率為35W輸出額定（可調(diào)整）電壓為

3、 DC24V的開關(guān)電源產(chǎn)品，穩(wěn)壓精度較高，對過載、短路故障有較好的保護功能。開關(guān)電源電路，為直交直型的逆變電路，是一種電壓和功率的變換器，將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓，再整流成為另一種直流電壓。輸入、輸出電壓由開關(guān)變壓器相隔離，開關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/ 電流變換的作用。本機電路中的開關(guān)變壓器為降壓變壓器。整機電路由市電整流濾波電路、PW哪沖生成電路、逆變功率開關(guān)電路和開關(guān)變壓器二次整流電路、穩(wěn)壓控制和過載保護電路組成。具體電路構(gòu)成見下圖 1。1、電路構(gòu)成和工作原理分析電路以UC3842振蕩芯片為核心，構(gòu)成逆變、整流電路。UC3842一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片，相關(guān)引腳

4、功能及內(nèi)部電路原理已有介紹，此處從略。 AC220V 電源經(jīng)共模濾波器L1 引入，能較好抑制從電網(wǎng)進入的和從電源本身向輻射的高頻干擾，交流電壓經(jīng)橋式整流電路、電容C4濾波成為約280V的不穩(wěn)定直流電壓，作為由振蕩芯片U1、開關(guān)管Q1、開關(guān)變壓器T1及其它元件組成的逆變電路。逆變電路，可以分 為四個電路部分講解其電路工作原理。精品文檔精品文檔屬L此主題相關(guān)圖片如下，點擊圖片看大圖:圖1 CL-A-35-24儀用DC24VF關(guān)電源1）振蕩回路：開關(guān)變壓器的主繞組 N1、Q1的漏-源極、R2（工作電流檢測電 阻）為電源工作電流的通路；本機啟動電路與其它開關(guān)電源（啟動電路由降壓限流電阻 組成）有所不同

5、，啟動電路由 C$ D3> D4組成，提供一個“瞬態(tài)”的啟動電流，二極 管D2吸收反向電壓，D3具有整流作用，保障加到U1的7腳的啟動電流為正電流； 電路 起振后，由N2自供電繞組、D2 C5整流濾波電路，提供 U1芯片的供電電壓。這三個環(huán) 節(jié)的正常運行，是電源能夠振蕩起來的先決條件。當然，U1的4腳外接定時元件 R4& C8和U1芯片本身，也構(gòu)成了振蕩回路的一部分。 電容式啟動電路，當過載或短路故障發(fā)生時，電路能處于穩(wěn)定的停振保護狀態(tài)，不像電 阻啟動電路，會再現(xiàn)“打嗝”式間歇振蕩現(xiàn)象。工作電流檢測從電阻R2上取得，當故障狀態(tài)引起工作過流異常增大時，U1的6腳輸出PW嘛沖占空比減

6、小，N1自供電繞組的感應(yīng)電路也隨之降低，當 U1的7腳供電電壓低于10V時，電路停振，負載電壓為 0, 精品文檔精品文檔這是過流（過載或短路）引發(fā) U1 內(nèi)部欠電壓保護電路動作導(dǎo)致的輸出中止；工作電流異常增大時，R2上的電壓降大于1V時，內(nèi)部鎖存器動作，電路停振，這是由過流引發(fā) U1 內(nèi)部過流保護動作導(dǎo)致輸出中止。2、穩(wěn)壓回路：開關(guān)變壓器的 N3繞組、D6、C13、C14等元件組成的24V電源，基準電壓 源TL1、光耦合器U2等元件構(gòu)成了穩(wěn)壓控制回路。U1芯片和1、2腳外圍元件R7、C12,也是穩(wěn)壓回路的一部分。實際上， TL1、U1組成了（相對于U1內(nèi)部電壓誤差放大器）外 部誤差放大器，將輸

7、出 24V的電壓變化反饋回U1的反饋電壓信號輸入端。當 24V輸出 電壓上升時，U1的2腳電壓上升，1腳電壓下降，輸出PW嘛沖占空比下降，輸出電路 回落。當輸出電壓異常上升時，U1的1腳下降為1V時，內(nèi)部保護電路動作，電路停振。3、保護回路：U1 芯片本身和 3 腳外圍電路構(gòu)成過流保護回路； N1 繞組上并聯(lián)的D1、R1、C9元件構(gòu)成了開關(guān)管的反向電壓吸收保護電路，以提供Q1截止時的反向電流通路，保障Q1的工作安全；實質(zhì)上穩(wěn)壓回路的電壓反饋信號，也可看作是一路電壓保護信號當反饋電壓幅度達一定值時，電路實施停振保護動作；24V 的輸出端并聯(lián)有由R1& ZD2、單向晶閘管SCR1成的過壓保

8、護電路，當穩(wěn)壓電路失常，引起輸出電壓 異常上升時，穩(wěn)壓二極管 ZD2的擊穿為SCR®供觸發(fā)電流，SCR勺導(dǎo)通形成一個“短路 電流”信號，強制 U1 內(nèi)部保護電路產(chǎn)生過流保護動作，電路處于停振狀態(tài)。4、負載回路：N3次級繞組及后續(xù)整流濾波電路，即是電源輸出電路，也可視 為負載回路，如D6或C13 C14任一元件擊穿或漏電故障發(fā)生，即形成同負載電路過載、短路一樣的結(jié)果，引發(fā)電路處于停振狀態(tài)。負載回路的異常，會牽涉到保護回路和穩(wěn)壓回路， 使兩個回路做出相應(yīng)的保護和調(diào)整動作。但保護電路的內(nèi)容并不僅是局限于保護電路本身，保護電路的起控往往是由于負載電路的異常所引起。振蕩芯片本身參與和構(gòu)成了前三

9、個回路，芯片損壞，三個回路都會一齊罷工。對三個或四個回路的檢修， 是在芯片本身正常的前提下進行的。 另外， 要像下象棋一樣， 用全局觀念和系統(tǒng)思路來進行故障判斷，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。如停振故障，也許并非由振蕩回路元件損壞所引起， 有可能是穩(wěn)壓回路故障或負載回路異常，導(dǎo)致了芯片內(nèi)部保護電路起控，而停止了 PW嘛沖的輸出。并不能將各個回路完全孤立起來進行檢修，某一 故障元件的出現(xiàn)很可能表現(xiàn)出“牽一發(fā)而全身動”的效果。2、儀用DC24VF關(guān)電源的故障檢修開關(guān)電源電路常表現(xiàn)為以下兩種典型故障現(xiàn)象（參照圖 1）：此處的檢修是指不連接負載的情況下，對儀用DC24VFF關(guān)電源進行上電空載下的獨立檢修的。對確保人

10、身安全，建議采用AC220V/220V 隔離電源來檢修，以便于帶電測量。1）測 24V 輸出端子電壓為0V。細聽有上電瞬間設(shè)備有“吱”聲，測輸出有電路跳變，隨即輸出電壓變?yōu)?0V。說明市電 整流濾波電路、 U1 芯片的啟動、 振蕩電路基本上正常的， 電路具備起振工作條件， 但因保護電路起控，引發(fā)電路停振，重點應(yīng)檢測負載回路、穩(wěn)壓回路和保護回路。如停電檢測輸出電路回路的 D& C13 C14 SCRl$元件有無損壞；穩(wěn)壓回路的 TL1、UR1等有無 不良；自供電電源 Rd D2、C5等元件有無不良；過電壓吸收電路的 R1、D1、C9等元件 有無不良等。上電瞬間設(shè)備無起振聲間， 測輸出端一

11、直為0V。 測濾波電容C4 兩端有無280V 直流電壓，若無，應(yīng)檢測FJ RT及整流電路的好壞；若正常，應(yīng)順序檢查開關(guān)管Q1的漏、源極電流回路和CS D3啟動回路，R9、D2、C5元件構(gòu)成的自供電回路；U1外圍振蕩電路及 U1 元件本身是否不良。2)、24V輸出電壓偏高或偏低。輸出電壓采樣電路中設(shè)有半可變電位器UR1， 標注為“ADJ” ， 用于微調(diào)輸出電壓的高低。若輸出電壓偏離正常值不多，可通過調(diào)整UR1,使輸出電壓恢復(fù)正常值；輸出電壓嚴重偏高時，引發(fā)SCRE觸發(fā)導(dǎo)通，電路停振，須檢查穩(wěn)壓回路的故障。稍微偏高則可通過 UR1來調(diào)整。此處故障檢查的重點落在輸出電壓偏低上，應(yīng)檢查穩(wěn)壓回路和 Q1

12、工作電流回路的故障。當基準電壓源漏電或擊穿時，導(dǎo)致電壓反饋信號上升，輸出PW嘛沖占空比減小，輸出電壓低落； 電流采樣電阻R2 因引腳氧化或阻值變大時，也會產(chǎn)生輸出電壓過低的故障；當 Q1 開關(guān)管低效，即使穩(wěn)壓回路正常，也會導(dǎo)致開關(guān)變壓器T1 的儲能減小，輸出電壓過低。這種故障一般較為少見。故障實例1CL-A-35-24儀用DC24VFF關(guān)電源，測輸出為 0V。檢查開關(guān)管 Q1及輸出 電路、穩(wěn)壓電路元件均損壞，上電細聽無電路起振聲音。測U1各腳電壓為0V,懷疑啟動電路不良。試在電容 C5上并聯(lián)0.22uF電容，上電試機，輸出正常。摘下原電容，用 電容表測其容量，僅為幾千皮法。故障原因為C5失效后

13、，不能提供振蕩芯片 U1 (>1mA)的啟動電流，使電路不能起振工作。故障實例2CL-A-35-24儀用DC24VFF關(guān)電源，運行中突然損壞。拆開設(shè)備外殼，發(fā)現(xiàn)電容熔斷器FU發(fā)黑燒斷，電源開關(guān)管已經(jīng)炸裂，電流采樣電阻R2已經(jīng)斷路，Q1的柵極電阻R10也已經(jīng)燒毀。根據(jù)經(jīng)驗，U1振蕩芯片可能也受沖擊同時損壞。檢查其它元件沒有損壞，更換上述損壞元件，上電試機，輸出24V 正常。故障實例3CL-A-35-24儀用DC24VFF關(guān)電源，無輸出電壓。上電細聽有“吱”的一聲，說明電路能起振工作，相關(guān)振蕩電路及電源電路均正常。判斷故障在穩(wěn)壓回路或輸出回路。測輸出回路的 D& C13、C14 SCR?元件均無異常，檢測基準電壓源