接手的這臺變頻器,電源處于間歇振蕩狀態(tài),測各路輸出電壓都極低且不穩(wěn)定,如+5v僅為零點(diǎn)幾伏,+15v輸出僅在2v上下波動。由故障現(xiàn)象分析,該電路芯片及振蕩環(huán)節(jié)應(yīng)該沒有問題,故障根源在穩(wěn)壓環(huán)路。檢查其穩(wěn)壓電路,與一般采用光耦和tl431的電路結(jié)構(gòu)有所不同,但控制原理是一樣的(參見圖1電路)。電壓采樣信號取自+15v供電端,由lm358(雙運(yùn)算放大器芯片)采樣輸出電壓,進(jìn)而控制光耦pc817,將電壓反饋信號輸入至3844b的1、2腳。為確定電壓信號反饋電路是否正常,單獨(dú)給u2、pc817提供0~24v可調(diào)電源,用指針式萬用表的電阻擋同步測量pc817的3、4腳之間的電阻值(黑筆搭4腳)。正常情況下,在未加電或供電電壓低于15v時,3、4腳呈現(xiàn)高阻(如5k);當(dāng)供電電壓高于15v時,3、4腳之間變?yōu)榈妥?,?k以下。
圖1 開關(guān)電源穩(wěn)壓電路
檢測結(jié)果如下,只要給圖1電路送入供電電壓,哪怕此電壓低至3v,pc817的3、4腳即變?yōu)榈妥?,說明穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)了“誤穩(wěn)壓控制”,強(qiáng)制使電源進(jìn)入間歇振蕩狀態(tài)。詳細(xì)檢查圖1所示電路,發(fā)現(xiàn)r21在線檢測電阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1k,拆下測量,該電阻已經(jīng)開路。該電路的斷路,使u2反相輸入端2腳的電壓為0v,3腳基準(zhǔn)電壓總是高于反相端,pc817上電后即處于導(dǎo)通狀態(tài),電路處于深度負(fù)反饋控制狀態(tài),開關(guān)電源電路只能處于工作/停振的兩難境地。
至此故障原因似已大白,換上電阻r21,電路就應(yīng)該正常干活了。用普通1k電阻代換貼片1k電阻,上電后故障依舊。察看u2,已為前維修者代換過,為了解除疑問,直接用網(wǎng)購的貼片lm358進(jìn)行了代換,然后對圖1電路施加0~24v可調(diào)電源試驗(yàn),隨供電電壓的變化,1腳也有相應(yīng)的輸出變化(說明u2是好的啊),但輸出高、低電壓似乎不太干脆,好像有一截子放大區(qū)。不純是電壓比較器了。
但未加深究,為開關(guān)電源引入dc500v,還是間歇振蕩。這下子就耐著性子將這部分電路測繪了一下,見圖1。測量3腳2.8v基準(zhǔn)電壓和2腳輸入采樣信號電壓,都是正常的。u2就是一個電壓比較器的接法,沒什么稀奇,輸出狀態(tài)就是2、3腳電壓邏輯比較的結(jié)果。測1腳電壓隨輸入電壓有變化,但不是比較器輸出狀態(tài),似乎進(jìn)入了線性放大區(qū)。懷疑的重點(diǎn)在c53身上!若c53有漏電,則相當(dāng)于在u2的1、2腳之間加入了反饋電阻,則電路便由電壓比較器變身為反相放大器了。用烙鐵焊下c53,上電后故障依舊。判斷u2損壞。用貼片lm358代換,連換3片,竟是都不能正常干活!并且三次代換后,出現(xiàn)了三次不同的電壓輸出狀態(tài),要么在2腳電壓高于3腳時,變?yōu)?v或7v,但不能變?yōu)?v,要么是保持一個12v高電平不變。這就不對頭了,只要芯片是好的,三次代換應(yīng)該是一個結(jié)果才對,產(chǎn)生了兩個甚至三個不同的的結(jié)果,只能說明購得的這批芯片質(zhì)量不佳,不能應(yīng)用!手頭另有47358(寬體芯片),以前用過,質(zhì)量沒有問題的,代換后上電,故障排除了。
為了找出故障根源,還是單獨(dú)將圖1電路施加0~24v可調(diào)電壓,檢測到當(dāng)采樣電壓高于15v時,u5的1腳由高電平降為6v(而非0v),電路對電壓變化是能做出正常反應(yīng)的。也說明,在此之前,代換的貼片lm358,不是全壞,其中也有好的。我對運(yùn)放單電源應(yīng)用,“輸出電壓要么是高電平,如15v,要么是低電平,如0v”的推測性判斷,是有局限的。
由此引出下文所涉及的幾個問題:
1、網(wǎng)購貼片元件,即使是新的,卻未必是好的。在確診故障后,新?lián)Q芯片不能正常干活,有必要用同型號或同類型芯片,另行替換。不要認(rèn)死理兒:新?lián)Q的一定是好的!如此檢修會進(jìn)入死胡同,不但勞而無功,而且會失去檢修方向。
2、如圖1電路,為典型的電壓比較器電路(雖然c3的引入使電路有積分的作用),輸出是對兩路輸入信號進(jìn)行邏輯比較的結(jié)果,這是確定無疑的,如果出現(xiàn)線性放大的結(jié)果,則是一種電路的異常狀態(tài),不是外圍電路壞掉,即是放大器本身質(zhì)量欠佳(如電壓放大倍數(shù)極低)!
通常,在低頻(如低于1khz)或直流電路中,普通運(yùn)放電路能用作電壓比較器,但中、高頻電路(如高于10khz)中,普通運(yùn)放的頻率特性變差,使電壓“比較區(qū)域變寬”比較動作遲滯而引出輸出波形畸變,此時就要采用專用的電壓比較器了(這是題外話,想到這里就說幾句,與本例無關(guān))。
3、普通運(yùn)放電路的單電源應(yīng)用的表現(xiàn)問題。
大家都知道,lm324運(yùn)放電路,適用單電源供電(同時也適用雙電源供電)。在單電源供電(如15v),而又用作電壓比較器時,輸出端只有兩個狀態(tài),要么是高電平,要么是零電平,兩者的電平狀態(tài)非常鮮明,嚘蹦兒地脆,不存在低于13v和高于0v的中間狀態(tài)。
通常,lm358是雙電源運(yùn)放,這類器件當(dāng)采用單電源供電,也用作電壓比較器時, 輸出狀態(tài)的轉(zhuǎn)換就不是那么干脆了。如本例電路,當(dāng)采樣電壓低于15時,輸出電壓為接近電源電壓的高電平。但當(dāng)采樣電壓高于15v時,輸出電壓回落,但不能回落至0v,輸出端仍有5~7v電壓的存在。這是其內(nèi)部電壓結(jié)構(gòu)所決定的。與單電源運(yùn)放確實(shí)有較大的差異。