[url=]此处不再讨论两种电路的优劣,结合电路的振荡工作过程,说明一下电容[/url]C23在电路中所起的作用。 1)变频器[url=]上电瞬间,由启动电阻[/url]R20~R30、R33提供开关管Q2的基极正偏电流,Q2由截止状态进入放大区,产生IC2→开关变压器TC2的主绕组N1流入电流而储能→反馈绕组N2产生上+下-的感应电压信号,经二极管D8输入开关管Q2的基极,使Ib2↑→IC2↑,直至IC2达到饱和。引发振荡状态的第一个转折。 二极管D8正偏导通时,相当于将电容C23短接(二者成并联接法),C23在此时不起作用。 2)Q2饱和期间(IC2不再变化),N2感生正电压降低→Ib2↓→IC2↓→令Q2退出饱和区进入放大区。IC2↓→N2反馈绕组感应电压反向,从图1上看,感应电压的极性变为上负下正,二极管D8反偏截止。假设没有C23,电路的振荡过程将被阻断,C23的作用在此时凸显,使振荡过程能够得以继续。 D8反偏,相当于开路,解除了对C23的短接,N2感应电压,经R32、Q2的be结到电源地,形成C23的充电电流通路,在C23上形成左+右-的充电电压。 从信号耦合的角度来看,C23将N2绕组的负向电压耦合至Q2的基极,对Q2基极的正偏电压进行了衰减,进一步令Ib2↓→IC2↓,强烈正反馈过程,使Q2很快进行截止状态。 再换一个角度看,在中、高频电路,双极型晶体管的be结电容,不容忽视。正向偏压,对结电容实施了上+下-的充电控制,C23所提供的负向电压,有反向强制将Q2的be结电容所储存的“电荷拉出”的作用,能令其快速截止。这是为什么要对开关管施加负向偏压的原因。 Q2截止后,因为C23上负压的存在(C23上的负压有一个放电时间),C23能维持一定时间的截止,直到其负向电压能量因放电小于启动电阻所提供正向电压的能量,Q2由截止状态,又会再度进入放大区。 C23的负电压(对Q2来讲,是负向偏压)的放电回路:C23右端的负电压→R32→N2绕组到地→DC530V供电电源→启动电阻→C23的左端,C23的充电电荷被泄放,Q2负向偏压消失,为重新导通创造了条件。并联在分流管Q1的c、e极的二极管D9,限制Q2的be结反偏压峰值,有保护Q1、Q2的作用。 电路设计中,C23容量的选值和R33的选值,作为RC时间常数影响到振荡周期,需要与开关变压器的相关参数一起,精心核算和核准。
变频器对DC530V电压的采样和检测,是通过对开关变压器二次绕组的电压采来完成的。我在相关博文已道破这一“机密”。在这里顺便再说明一下。 开关管Q2饱合导通时,将TC2的初级绕组接入直流530V电源的两端,此时D11正偏导通,将N3绕组感应所得,与DC530V供电成比例的负向交流电压,整流和后续RC电路滤波后,得到-42V电压采样信号,送MCU主板电路,用于直流电压显示、过、欠压报警与停机保护,控制VVV/F输出等。D11和D12接于同一个次级绕组上,D12在Q2截止期间(TC2释放磁能)正偏导通,D将“大面积低幅度”的正向脉冲整流作为5V供电,而D11却在Q2饱和导通期间,将“小面积而幅度高”的负向脉冲做负向整流后,作为电压检测信号。D12整流电压是稳压的,D11输出电压值,仅反映DC530V电压的高低,并非稳压输出,为什么?朋友们可以自己先想一下,我的《直流电压检测电路的问号》一文中已有讨论,上此不予赘述了。
图3 直流回路电压采样等效电路及波型示意图
为驱动电路供电的六组相互隔离的整流、滤波电路,省略未画,请参见第四章驱动电路的相关内容。
对开关电源故障的检修,要找出其中关键的脉络。主要有两个电路环节: 1、振荡支路——包括起振电路和正反馈信号回路。起振电路:由TC2主绕组、开关管Q2的C、E极构成Q2的IC电流回路,和由启动电阻R26—R33、Q2的发射结构成的(Ib)起振回路;由TC2的正反馈绕组(有时称自供电绕组,本电路中兼有两种身份)、R32、D8构成的正反馈回路。起振回路和正反馈回路,二者结合,共同提供了和满足了开关管Q2的振荡条件。 2、稳压支路——U1、PC1、Q1构成了对输出电压的采样电路和电压误差放大电路,以Q1对Q2的IC的分流作用实现对输出电压的调整。 在实际工作中,开关电源电路的两个支路其实共同构成了对Q2的Ib的控制。显然,稳压支路会影响到振荡支路。如Q2的漏电或击穿,将会造成对Q2的Ib分流过大,导致电路停振。电路停振肯定不仅只是振荡电路本身的问题,但检修的步骤,却可以围绕两个支路来展开。
咸庆信 2011年10月31日 |