曲延昌
(山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院電氣工程系 山東淄博)
1.故障及分析
1臺(tái)德國(guó)E+H流量計(jì)接上電源后,液晶屏無(wú)任何顯示。主要原因:①開(kāi)關(guān)電源不工作;②微處理器不工作;③液晶屏損壞。
2.故障處理
打開(kāi)外殼,拔下液晶屏的接線插頭,看到內(nèi)部有開(kāi)關(guān)電源、主控和接口3塊電路板,電路板采用立式安裝,通過(guò)底部的插件插在底板上,電路板之間由底板實(shí)現(xiàn)電氣連接。取出3塊電路板和底板,在外部重新插好,根據(jù)接線端子功能,找到輸入電源端子。采用調(diào)壓器供電,按照端蓋上的說(shuō)明接入交流電壓,逐漸升高輸入電壓,用萬(wàn)用表測(cè)量主控板上+5 V和-5 V端子的對(duì)地電壓均為0 V。
從底板上拔下開(kāi)關(guān)電源板,再次加電,測(cè)量板上+5 V輸出端的電壓仍為0 V,判斷開(kāi)關(guān)電源沒(méi)有工作。此時(shí)的首要任務(wù)是讓開(kāi)關(guān)電源工作正常。仔細(xì)檢查開(kāi)關(guān)電源板上可能出現(xiàn)故障的元器件,保險(xiǎn)管完好,未發(fā)現(xiàn)明顯燒焦、爆裂的元件,大功率開(kāi)關(guān)管也沒(méi)擊穿。采用交流調(diào)壓器供電,將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)至15 V,用萬(wàn)用表測(cè)直流母線電壓,開(kāi)關(guān)電源板上400 V/150 μF工頻濾波電容兩端電壓約20 V,正常。逐漸升高調(diào)壓器的輸出電壓至220 V,對(duì)比直流母線電壓與交流輸入電壓(二者具有對(duì)應(yīng)關(guān)系),正常。但測(cè)量開(kāi)關(guān)電源的5 V輸出端電壓仍為0 V,由此判斷開(kāi)關(guān)電源板存在故障。
E+H公司不提供流量計(jì)的電氣原理圖,甚至板上元件都不提供標(biāo)號(hào),為此根據(jù)板子實(shí)際電氣連線繪制開(kāi)關(guān)電源板原理圖(圖1)。整流橋以前的部分是最普通的,RZ(壓敏電阻)對(duì)交流輸入電壓的過(guò)壓進(jìn)行保護(hù),若輸入過(guò)壓,RZ立即由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通,引起過(guò)流,交流電源出口的空氣開(kāi)關(guān)跳閘。圖1后部是由電感和電容構(gòu)成的低通濾波器,作用是阻止來(lái)自電網(wǎng)的高頻干擾進(jìn)入開(kāi)關(guān)電源,抑制開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的干擾污染電網(wǎng),這部分元件總體故障率極低。R1(浪涌電流抑制電阻)用于限制開(kāi)機(jī)瞬間因C6充電造成的浪涌電流。待開(kāi)機(jī)條件滿足后,繼電器RLY1吸合,其觸點(diǎn)閉合,R1被旁路,開(kāi)關(guān)電源板開(kāi)始正常工作。U1(開(kāi)關(guān)電源板主控元件)為典型的脈寬調(diào)制芯片,向主開(kāi)關(guān)VT1輸出合適占空比的驅(qū)動(dòng)脈沖,控制VT1產(chǎn)生開(kāi)關(guān)動(dòng)作,最后開(kāi)關(guān)電源T1的二次側(cè)輸出合格電壓。U1工作的首要條件是7腳(VCC)得到穩(wěn)定的電源電壓,若電源電壓低于規(guī)定電壓或供電不穩(wěn)定,則U1會(huì)因欠壓而中斷輸出,導(dǎo)致輸出失敗。
圖1 開(kāi)關(guān)電源板原理(局部)
解決問(wèn)題的關(guān)鍵是保證U1供電穩(wěn)定。圖1中U1的供電有兩條路徑:①啟動(dòng)電路,直流母線電壓通過(guò)R2、R3和R4對(duì)C8進(jìn)行充電;②來(lái)自高頻變壓器的饋電電路(包括VD5等),該路是U1供電的主要通道。電路上電后,來(lái)自直流母線的直流高壓首先通過(guò)R2、R3和R4對(duì)C8充電,當(dāng)C8上的電壓達(dá)到U1的啟動(dòng)電壓后,U1輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,電源啟動(dòng)。通過(guò)饋電繞組的供電,保證U1電源電壓穩(wěn)定。
上電后,測(cè)量U1的電源電壓約為4 V,由于U1的7腳具有欠壓鎖定功能,在7腳電壓低于欠壓點(diǎn)(8 V)時(shí),U1無(wú)驅(qū)動(dòng)脈沖輸出,整個(gè)電源停止輸出。顯然,顯示屏和主控板此時(shí)均不能正常工作。U1除正常的控制功能外,主要負(fù)責(zé)主開(kāi)關(guān)VT1的驅(qū)動(dòng)任務(wù),在驅(qū)動(dòng)脈沖的高電平期間,U1須向VT1提供能量(能量均來(lái)自C8)。U1靜態(tài)時(shí),U1從C8吸入電流很小,R5上幾乎沒(méi)有壓降,當(dāng)C8被充電到U1的啟動(dòng)電壓后,U1啟動(dòng),隨著U1吸入電流增加,R5上壓降也隨之增大,U1的VCC引腳實(shí)際電壓很容易降到欠壓鎖定點(diǎn)以下,U1關(guān)閉輸出。為此,關(guān)鍵是去除R5壓降。參考其他開(kāi)關(guān)電源電路,將R5短接,將C8容量由47 μF改為220 μF。重新加電,可聽(tīng)到繼電器吸合聲音,開(kāi)關(guān)電源板恢復(fù)正常輸出,測(cè)量主控板上+5 V和-5 V端子對(duì)地電壓均正常,液晶屏顯示出正常狀態(tài)信息“SYSTEM OK”。
3.結(jié)語(yǔ)
E+H流量計(jì)這種高端、技術(shù)復(fù)雜和功能多樣的電器產(chǎn)品,在沒(méi)有技術(shù)支持情況下,一般故障維修難度較大。對(duì)于電氣故障,首先應(yīng)保證開(kāi)關(guān)電源正常工作,常用辦法是從板上開(kāi)關(guān)電源入手,查閱主要芯片的資料了解電路基本結(jié)構(gòu),根據(jù)電路實(shí)際連線,繪制局部電氣原理圖,這對(duì)故障處理十分重要。