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西門子變頻器開關(guān)電源的原理及維修
電源是每一個電路的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著為電路提供能量的重要作用，它是設(shè)備能夠正常運(yùn)行的重要保障。電源的種類很多，開關(guān)電源由于體積小、重量輕、效率高、動態(tài)穩(wěn)壓效果好，因此被廣泛應(yīng)用到了各種電子設(shè)備中。
下面就以UC3844開關(guān)電源芯片為例講述一下開關(guān)電源的基本原理和在變頻電路中的作用。開關(guān)電源PWM波形調(diào)制芯片。8腳雙列直插封裝。 7腳是芯片的電源輸入端，該端在內(nèi)部集成了穩(wěn)壓器和最低門限電壓控制器，所以該芯片不用在外圍設(shè)置穩(wěn)壓電路，只要接一只降壓電阻即可。最低門限值為 10V，當(dāng)7腳輸入電壓低于10V，該芯片將禁止輸出，處于保護(hù)狀態(tài)。正常工作時該端電壓約為12V—16V之間。 4腳是內(nèi)部壓控振蕩器的定時端，通過接上合適的RC網(wǎng)絡(luò)，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(guān)電源的輸出，以便進(jìn)行PWM調(diào)制控制，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。
在變頻器系統(tǒng)中，開關(guān)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(guān)電源的電壓值也不盡相同，但基本構(gòu)架是一樣的。
開關(guān)電源的工作原理。
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(dāng)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(guān)管Q1的通斷，R10是開關(guān)管的電流檢測電阻，通過檢測R10的電壓值來實(shí)時調(diào)整PWM的脈沖寬度，從而達(dá)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(qiáng)了UC3844的驅(qū)動能力。C9、R11、D5是開關(guān)管的濾波吸收網(wǎng)絡(luò)，目的在于吸收變壓器的反向脈沖，保護(hù)開關(guān)管。AC-1 ——AC-4是開關(guān)變壓器的次級輸出繞組，通過D7、D8、D9、D10、C10、C11---C17進(jìn)行整流濾波后輸出對后級電路進(jìn)行供電。
了解了開關(guān)電源的原理之后，讓我們來看看如果開關(guān)電源出現(xiàn)問題應(yīng)該怎樣進(jìn)行維修。
開關(guān)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(guān)管b-e結(jié)、c-e結(jié)是否有擊穿短路現(xiàn)象、測量開關(guān)變壓器各個繞組是否有短路現(xiàn)象，以確定開關(guān)管、及開關(guān)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(diǎn)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(guān)電源板從變頻器上取下單獨(dú)對其進(jìn)行加電試驗。用調(diào)壓器緩緩地調(diào)至開關(guān)電源的額定電壓值，此時應(yīng)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(fù)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(guān)管的觸發(fā)端(根據(jù)電路設(shè)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(guān)電源應(yīng)該可以正常工作了。在變頻器中，開關(guān)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(luò)、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。