以UC3844开关电源芯片为例说明开关电源原理及其在变频电路中的作用。UC3844为PWM波形调制芯片,8脚双列直插封装。7脚为电源输入端,内部集成稳压器与最低门限电压控制器,故无需外围稳压电路,只接一只降压电阻即可;最低门限值10 V,7脚电压低于10 V时禁止输出、处于保护状态,正常工作时该端电压约12~16 V。4脚为内部压控振荡器定时端,接合适的RC网络使输出PWM波控制在20 kHz~100 kHz之间。2、3脚为输出取样反馈端,用于检测开关电源输出以实现PWM调制稳压。
变频器系统中,开关电源需输出一组5 V/DC、一组±12 V/DC、四组20 V/DC等多组电压:5 V/DC供主板及控制板,±12 V/DC供霍尔检测器件,四组20 V/DC供IGBT触发。变频器型号、品牌不同,电压值可能不同,但基本构架一致。
工作原理:电源经D1~D4整流、C1、C2滤波后,经降压电阻R3到UC3844的7脚供电;当7脚电压大于10 V时UC3844控制内部压控振荡器工作,通过R8、C5将PWM频率控制在要求范围,6脚输出PWM控制开关管Q1通断,R10为开关管电流检测电阻,通过检测R10电压实时调整PWM脉宽实现自动稳压。变压器副绕组经D6、C7、C8整流滤波后供UC3844的7脚,增强驱动能力。C9、R11、D5为开关管滤波吸收网络,用于吸收变压器反向脉冲、保护开关管。AC1~AC4为开关变压器次级输出绕组,经D7、D8、D9、D10及C10~C17整流滤波后给后级供电。
维修步骤:
1. 检测整流电路D1~D4是否击穿或断路、滤波电容是否损坏、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(断电测试)。
2. 检测开关管b-e、c-e结有无击穿短路,测量开关变压器各绕组有无短路(断电测试)。
3. 检测次级输出绕组整流滤波元件,重点看滤波电容是否鼓包或损坏,排除次级短路。
4. 检测吸收回路D5、R11、C9是否正常(断电测试)。
5. 上述正常后,将开关电源板取下单独加电试验,用调压器缓缓调至额定电压,应能听到变压器起振的吱吱声;若无,用万用表检测UC3844电源正负极间是否有12~16 V直流电压。
6. 供电正常后,用示波器看UC3844的6脚是否有PWM波输出到开关管触发端(频率一般20~100 kHz)。
7. 若无PWM输出,更换定时元件C5、R8、C6或UC3844。经过上述步骤,开关电源应可正常工作。变频器中开关电源种类很多但原理相似,每个PWM管理芯片都有供电端、定时RC网络、输出PWM波的端口等,掌握原理后按步骤即可排除故障。