上海庆惜自动化设备有限公司是西门子工业自动化和驱动集团核心分销商(一级代理商)及系统 集成商 西门子变频器开关电源的原理及维修 电源是每一个电路的重要组成部分, 担负着为电路能量的重要作 用,它是设备能够正常运行的重要保障。
电源的种类很多,开关电源 由于体积小、重量轻、效率高、动态稳压效果好,因此被广泛应用到 了各种电子设备中。
下面就以 UC3844 开关电源芯片为例讲述一下开关电源的基本原理 和在变频电路中的作用。
开关电源 PWM 波形调制芯片。
8 脚双列直 插封装。
7 脚是芯片的电源输入端,该端在内部集成了稳压器和 低门限电压控制器,所以该芯片不用在外围设置稳压电路,只要接一 只降压电阻即可。
低门限值为 10V,当 7 脚输入电压低于 10V,该 芯片将禁止输出, 处于保护状态。
正常工作时该端电压约为 12V—16V 之间。
4 脚是内部压控振荡器的定时端,通过接上合适的 RC 网络, 使输出的 PWM 波控制在 20KHZ—100KHZ 之间。
a—1 2 脚、3 脚是 输出取样反馈端,用于检测开关电源的输出,以便进行 PWM 调制控 制,从而达到稳压的目的。
在变频器系统中, 开关电源需要输出: 一组 5V/DC、 一组±12V/DC、 四组 20V/DC 等多组电压。
其中 5V/DC 主要用作主板及控制板的供电, ±12V/DC 用作霍尔检测器件的供电,四组 20V/DC 用作 IGBT 的触发 供电。
变频器的型号及不同,其开关电源的电压值也不尽相同,
天拓四方科技有限公司是西门子工业自动化和驱动集团核心分销商(一级代理商)及系统 集成商 但基本构架是一样的。
开关电源的工作原理。
电源经 D1—D4、C1、C2 整流滤波之后,通过降压电阻 R3 到了 UC3844 的 7 脚电源正端,为其供电,UC3844 通过检测当 7 脚电压大 于 10V 时,控制内部压控振荡器开始工作,通过 R8、C5 将 PWM 的 频率控制在要求范围之内。
此时 6 脚输出 PWM 信号去控制开关管 Q1 的通断,R10 是开关管的电流检测电阻,通过检测 R10 的电压值 来实时调整 PWM 的脉冲宽度,从而达到自动稳压的目的。
在图中变 压器的副绕组通过 D6、C7、C8 整流滤波之后到了 UC3844 的 7 脚, 增强了 UC3844 的驱动能力。
C9、R11、D5 是开关管的滤波吸收网络, 目的在于吸收变压器的反向脉冲, 保护开关管。
AC-1——AC-4 是开关 变压器的次级输出绕组,通过 D7、D8、D9、D10、C10、C11---C17 进行整流滤波后输出对后级电路进行供电。
了解了开关电源的原理之后, 让我们来看看如果开关电源出现问题 应该怎样进行维修。
开关电源的几个维修步骤如下: 1、检测整流电路 D1—D4 是否击穿或断路,滤波电路的电容是否 损坏,平衡电阻 R1、R2 是否正常,降压电阻 R3 是否烧断或阻值增大 失效(断电情况下测试)。
天拓四方科技有限公司是西门子工业自动化和驱动集团核心分销商(一级代理商)及系统 集成商 2、检测开关管 b-e 结、c-e 结是否有击穿短路现象、测量开关变压 器各个绕组是否有短路现象, 以确定开关管、 及开关变压器的好坏 (断 电情况下测试)。
3、检测次级输出绕组的整流滤波元件,重点察看滤波电容是否鼓 包或损坏,以排除次级电路短路的可能。
4、检测吸收回路 D5、R11、C9 是否正常(断电情况下测试)。
5、在确定上述元件正常的情况下,我们可以把开关电源板从变频 器上取下单独对其进行加电试验。
用调压器缓缓地调至开关电源的额 定电压值,此时应能听到变压器起振时的吱吱声,如没有听到起振的 声音,用万用表检测 UC3844 的电源正、负级之间是否有 12V—16V 左右的直流电压。
6 、在确定 UC3844 的供电端电压正常后,可用示波器察看一下 UC3844 的 6 脚是否有 PWM 波输出到开关管的触发端(根据电路设 计的不同,PWM 波的频率一般在 20KHZ—100KHZ 之间)。
7、 如果没有 PWM 波输出, 则更换定时元件 C5、 R8、 C6 或 UC3844。
经过上述几个步骤的排除,开关电源应该可以正常工作了。
在变频器 中, 开关电源的种类很多, 但基本原理都是一样的, 比如说每个 PWM 管理芯片都有供电端、定时元件 RC 网络、输出 PWM 波的端口等, 只要我们了解了它们的工作原理, 按照一定的方法步骤都能够把故障 排除掉















