电源模块之如何确定开关电源开关变压器的好坏?

修理开关电源电路的间歇振荡故障,代换完除开关变压器以外的所有怀疑元件后,往往对开关变压器的好坏仍不能得出较为确切的结论,在尚怀疑惑的情况下,不得不放弃维修。如果此际将检修再深入一步,能确诊开关变压器的好坏,即能避免功亏一篑,使修复圆满。

说到验证开关变压器的好坏,什么感应法啊,振铃法/波形法等等啊,总是有局限的法子,依赖对比数据,依赖检测者的经验。如果有简短直捷的法子,检测结果又是明明白白的,就好了啊。比如为开关电源送入一个相对安全的低压,使电路处于非稳压开环状态,对负载电路也不会形成什么危害,可以放心大胆地为开关电源加电,就好了啊。那么为电路加多少伏直流电压算是安全电压呢?

恰巧,正好手头有一款开关变压器的绕组数据,DC500V绕组与5V绕组的匝数比约为20:1,5V绕组为5匝,500V绕组为100匝。振荡芯片采用3844,输出脉冲最大占空比为50%。由可以进行粗略估算,当电路开环工作时,开关管最大占空比输出时,500V绕组允许最高电压输入值为200V。由此可知,此开关电源当输入电压不高于DC200V时,能保证二次负载电压不会高于额定值。

可见,对于该电路,只要在原电源的DC530V电源输入端输入低于200V的直流供电;为3844直接提供高于16V(起振电压)如18V的供电,不需改变原电压构成,即可直接验证开关电源电路中开关变压器及其它元件的好坏了。在开环工作状态下,开关变压器各绕组输出的电压,应该和其匝数比成正比/线性关系,若满足此条件,说明开关变压器是好的,若二次绕组输出电压显著低于此值,说明开关变压器不良。

但这不是通例!近修一台施耐德ATV31型45kW变频器的开关电源,开环状态下,输入电源电压达DC50V以上后,各路输出电压即已达到额定值附近!

看两例故障检测实例:

1、开关电源上电后出现打嗝声,测各路输出直流电压均极低,且不稳定。先从负载电路查起, 无损坏元件。后来重点检测N1绕组所并联的电压吸收网络,感觉未有异常。拿来振荡小板,将振荡芯片及外围电路全部代替,上电后故障依旧。说明、振荡、稳压环节皆无问题,重查负载电路也无异常。检修陷入困境。

想到是否开关变压器坏掉?得首先排除这个可能性。

直接向3844的7、5脚接入DC18V,在开关电源的DC530V电源输入端,接入DC100V,上电后,电路起振工作,一会儿,图(c)电路中的Z101开始冒烟。观察此电路为复合式电压吸收电路,Z101两端尚并联有阻容吸收电路,临时摘掉Z101后,测各路直流输出电压,其高低与输入电压皆成比例(此时开关变压器的好坏已不言自明)。

至此,故障原因真相大白,用3只100V稳压管串联代替Z101,上电试机,开关电源工作恢复正常。

2、故障现象同上,检查方法同上,通电后,Z1、Z2过热冒烟,此时开关变压器的好坏已不言自明,间歇振荡故障的“元凶”也已经藏身不住了。用两只120V稳压管代替Z1、Z2,上电后开关电源工作恢复正常。

最后再交代一下吧。那么为何用原供电DC530V,电路处于间歇振荡,而为电路分别接入DC18V和DC100V,即能很快使故障元件无处藏身呢?请参见图2电路。

    1、PC1振荡芯片的供电取自N2绕组,当C4严重漏电时,开关变压器储能不足,N2感生电压降低,PC1内部欠电压检测电路动作,电路处于间歇振荡状态。

   独立为PC1送入DC18V供电后,PC2则能一直稳定工作,进而使故障元件暴露出来。

 

   2、在开关电源的DC530V供电端子送入DC100V,这是一个保险电压,可以在因故障而稳压失控的情况下,使各路直流输出电压不致超过额定值而损坏负载电路,此供电电压下,可以放心地检测电路各部分的工作状态,从而使故障根源暴露出来。如果手头有0~200V可调直流电源当然更好,在监测输出电压的同时,缓慢调高输入电源电压,还可进一步检测电路由开环进入稳压控制的过程,验证电路的稳压环节是否正常。


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