開關(guān)電源的原理與維修課件

1、*2000-2011 YOUNG ASSOCIATES, INC.*上海揚(yáng)智嘉達(dá)企業(yè)管理有限公司 電子技術(shù)培訓(xùn)-開關(guān)電源與變頻器控制基礎(chǔ)電子技術(shù)導(dǎo)師研修班培訓(xùn)系列教材賀壽剛shougang.he6-目錄揚(yáng)智集團(tuán)3.開關(guān)電源的工作原理與用途4.典型變頻器驅(qū)動電源控制原理2.線性電源和開關(guān)電源比較1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)5.變頻器維修指南1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)目的：本次培訓(xùn)作為一個基礎(chǔ)知識講座，旨在使大家對開關(guān)電源的原理和變頻器驅(qū)動電源有一個基本認(rèn)識，熟悉變頻器驅(qū)動電源結(jié)構(gòu)和測試，以及了解開關(guān)電源和變頻驅(qū)動電源的可靠性等知識。培訓(xùn)時間：2小時14321.電腦電源2.三菱變頻器電源驅(qū)動3.

2、臺工愛德利變頻驅(qū)動4.5.匯川變頻器電源驅(qū)動51.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)1.2 電阻色環(huán)識別與計(jì)算 電阻的單位：電阻的基本單位是“歐姆”，什么叫“1歐姆”？假如一段導(dǎo)線，兩端的電壓是1伏，此時流過 導(dǎo)線的電流是1安培，那么這段導(dǎo)線的電阻就是1歐姆,簡稱“歐”。1000歐=1千歐（K），1000千歐=1兆歐(M)。 歐姆的符號是“”；千歐符號“”；兆歐符號“M”。 常 用 電 子 元 器 件 -半導(dǎo)體三極管 晶體三極管簡稱三極管，它的工作狀態(tài)有三種：放大、飽和、截止，因此，三極管是放大電路的核心元件具有電流放大能力，同時又是理想的無觸點(diǎn)開關(guān)元器件。1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)部結(jié)構(gòu)：NPN型和P

3、NP型管；工作頻率：有低頻和高頻管；功率：有小功率和大功率管； 封裝材料分：金屬殼、塑封管等材料：有鍺管和硅管等等。1. 分類1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)三極管器件的命名方式第一部分?jǐn)?shù)字 字母 字母(漢拼) 數(shù)字 字母(漢拼) 電極數(shù) 材料和極性 器件類型 序號 規(guī)格號3 三極管第二部分第三部分A 鍺材料 PNPB 鍺材料 NPNC 硅材料 PNPD 硅材料 NPNX 低頻小功率管G 高頻小功率管D 低頻大功率管A 高頻大功率管第四部分第五部分例： 3AX31 3DG12B 3DD6PNP低頻小功率鍺三極管 NPN高頻小功率硅三極管 NPN低頻大功率硅三極管 3CG 3

4、AD 3DK PNP高頻小功率硅三極管 PNP低頻大功率鍺三極管 NPN硅開關(guān)三極管 1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)貼片三極管的外形及特點(diǎn)采用表面貼裝技術(shù)SMT（Surface Mounted Technology）的三極管稱為貼片三極管。貼片三極管有三個引腳的，也有四個引腳的。在四個引腳的三極管中，比較大的一個引腳是集電極，兩個相通引腳是發(fā)射極，余下的一個引腳是基極。 三極管的檢測指針式萬用表檢測三極管1. 指針式萬用表檢測普通三極管指針式萬用表判斷普通三極管的三個電極、極性及好壞時，選擇R100或R1k擋位，常分兩步進(jìn)行測量判斷。(1)三顛倒，找基極；PN結(jié)，定極型三極管的內(nèi)部等效圖如圖所示，

5、測量時要時刻想著此圖，從而達(dá)到熟能生巧。（2）判斷基極、集電極順箭頭，偏轉(zhuǎn)大；測不準(zhǔn)，動嘴巴 基極找到之后，判斷出PNP型或NPN型，再找發(fā)射極和集電極。 1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ) 用指針式萬用表判斷三極管極性紅表筆是(表內(nèi)電源)負(fù)極黑表筆是(表內(nèi)電源)正極基極B的判斷： 當(dāng)黑（紅）表筆接觸某一極，紅（黑）表筆分別接觸另兩個極時，萬用表指示為低阻，則該極為基極，該管為NPN（PNP）。在 R100或 R1k 擋測量測量時手不要接觸引腳C、E極的判斷： 基極確定后，比較B與另外兩個極間的正向電阻，較大者為發(fā)射極E，較小者為集電極C。1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ) 半導(dǎo)體二極管是在PN結(jié)上加接觸電極

6、、引線和管殼封裝而成的。二極管有正極、負(fù)極兩個電極。 陽極（正極）二極管電路符號二極管結(jié)構(gòu)PNAK陰極（負(fù)極） 二極管的基本特性：單向?qū)щ娦訣RD正向電流ERD反向電流-+-+在二極管兩端加正向電壓在二極管兩端加反向電壓可忽略不計(jì) 1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)國產(chǎn)二極管的型號命名分為五個部分:第一部分用數(shù)字“2”表示主稱為二極管；第二部分用字母表示二極管的材料與極性；第三部分用字母表示二極管的類別；第四部分用數(shù)字表示序號；第五部分用字母表示二極管的規(guī)格號。常用電子元器件-二極管二極管的型號命名及含義：2 C Z 52 A 規(guī)格號序號整流管N型硅材料二極管1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)u20 時D1,

7、D3導(dǎo)通D2,D4截止電流通路:A D1RLD3Bu20 時D2,D4導(dǎo)通D1,D3截止電流通路:B D2RLD4A輸出是脈動的直流電壓！u2橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形uD4,uD2uD3,uD1u2D4D2D1D3RLuoAB1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)二極管的檢測歐姆檔，X1K檔位，測量結(jié)果值如下：1、正向阻值應(yīng)該在幾千歐阻值左右2、反向阻值應(yīng)該在無窮大檢波二極管、整流二極管的檢測檢波二極管選用量程：R*10、R*100或R*1K R*1電流較大，R*10K電壓較高整流二極管：都可以檢測好壞：正向電阻小，反向電阻大 反正都為0，短路 都為無窮大，開路。1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)二

8、極管的測量及好壞判斷 1、二極管的測量將萬用表打到蜂鳴二極管檔，紅表筆接二極管的正極，黑筆接二極管的負(fù)極，此時測量的是二極管的正向?qū)ㄗ柚?，也就是二極管的正向壓降值。不同的二極管根據(jù)它內(nèi)部材料不同所測得的正向壓降值也不同。 2、好壞判斷正向壓降值讀數(shù)在300-800為正常，若顯示為0說明二極管短路或擊穿，若顯示為1說明二極管開路。將表筆調(diào)換再測，讀數(shù)應(yīng)為1即無窮大，若不是1說明二極管損壞。 正向壓降值在200左右時，為穩(wěn)壓二極管；快恢復(fù)二極管的兩讀數(shù)都在200左右正常。二極管的代換原則1、主板上的二極管只要大小、模樣相同即可代換，如紅色的玻璃管。2、不同用途之間的二極管不能代用，硅二極管和鍺二

9、極管之間也不能代用。3、更換二極管時要認(rèn)清正負(fù)極，不能接反，否則電路不能正常工作。4、二極管為開路故障時可以先不拆下，直接用一個新的二極管并聯(lián)上去（焊在原二極管的引腳焊點(diǎn)上）。5、懷疑二極管擊穿或性能不良時，一定要將原二極管拆下，再焊上新的二極管。 1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)練習(xí)題：寫出下列元器件標(biāo)志含義： （1）2AP9的含義是_；（2）2CW11的含義是_；（3）2DW17C的含義是_；（4）2DLG的含義是_；（5）2CP31的含義是_；（6）2CZ11D的含義是_；（7）2CK84的含義是_。電容的定義 電容器就是一種存儲電荷的容器，簡稱電容。它是一種儲能元件，在電路中用于濾波、耦合、

10、隔直、旁路、調(diào)諧、能量轉(zhuǎn)換和延時等。屬于全球用量最大的電子元器件之一，基本可以說有電路的地方就會有電容。 1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)電容的分類 根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)電容就會有不同的分類，比如可以按照安裝形式可以分為插件和貼片，按照極性可以分為有極和無極等等，也可以根據(jù)材料分為鋁電解、鉭電解、瓷片、云母、滌綸等等。 1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)分類介紹認(rèn)識電容 2名稱：聚酯（滌綸）電容符號：CL電容量：40p-4u額定電壓：63-630V主要特點(diǎn)：小體積，大容量，耐熱耐濕，溫度特性好，穩(wěn)定性略差。應(yīng)用：要求不高的低頻振蕩電路1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)分類介紹認(rèn)識電容 3名稱：聚苯乙烯電容符號：CB電容量

11、：10p-1u額定電壓：100V-30KV主要特點(diǎn)：穩(wěn)定，低損耗，體積較大應(yīng)用：對穩(wěn)定性和損耗要求較高的電路1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)分類介紹認(rèn)識電容 5名稱：云母電容符號：CY電容量：10p0.1u額定電壓：100V-7kV主要特點(diǎn)：高穩(wěn)定性，高可靠性，耐高溫，溫度系數(shù)小應(yīng)用：高頻振蕩，脈沖或高溫等要求較高的電路1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)分類介紹認(rèn)識電容 6名稱：鋁電解電容符號：CD電容量：0.47u-10000u額定電壓：6.3-450V主要特點(diǎn)：體積小，容量大，損耗大，漏電大應(yīng)用：電源濾波，低頻耦合，去耦，旁路等1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)分類介紹認(rèn)識電容 7名稱：鉭電解電容 符號： CA

12、 電容量：0.1-1000u額定電壓：6.3-125V主要特點(diǎn)：體積小，損耗低、漏電小應(yīng)用：在要求高的電路中代替鋁電解電容1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)分類介紹認(rèn)識電容 8*名稱：獨(dú)石電容電容量：0.5PF-1UF 主要特點(diǎn)：電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩(wěn)定，耐高溫耐濕性好等。 應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于電子精密儀器。各種小型電子設(shè)備作諧振、耦合、濾波、旁路。 獨(dú)石又叫多層瓷介電容，分兩種類型，1型性能較好，但容量小，一般小于0.2U，另一種叫II型，容量大，但性能一般。 1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)分類介紹認(rèn)識電容 9*名稱：陶瓷介質(zhì)微調(diào)電容器符號：可變電容量：0.3-22p主要特點(diǎn)：損耗較小，體積較

13、小應(yīng)用：精密調(diào)諧的高頻振蕩回路 1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)電解電容的失效問題電解電容的概況重要性：多用于電源濾波，一旦短路，后果嚴(yán)重優(yōu)點(diǎn)：電容量大，價格低缺點(diǎn)：壽命短，漏電流大，易燃延長壽命的方法：降溫使用，選用標(biāo)稱溫度高的產(chǎn)品1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)電解電容的失效問題-十度法則溫度應(yīng)力時間模型的簡化：十度法則內(nèi)容：從室溫算起，溫度每升高10度，壽命減半。應(yīng)用舉例：推算鋁電解電容壽命 105C，壽命1000h（標(biāo)稱值） 55C, 壽命1000*2e5=32000h 35C，壽命1000*2e7=128000h =128000/365/24=14.81年電解電容的失效問題-失效機(jī)理漏液：電容減

14、小 陽極氧化膜損傷難以修補(bǔ)，漏電 流增大。短路放電：大電流燒壞電極電源反接：大電流燒壞電極，陰極氧化，絕緣膜增厚，電容量下降長期放置：不通電，陽極氧化膜損傷難以修補(bǔ)，漏電流增大。電解電容的失效問題-改進(jìn)措施降溫使用，不做短路放電，電源不反接，經(jīng)常通電1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)電容頻率特性研究注：以上數(shù)據(jù)使用的HP4195網(wǎng)絡(luò)分析儀測試得出，能測試的頻率范圍是100KHz到500MHz常用電容的主要性能參數(shù)1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)目錄揚(yáng)智集團(tuán)3.開關(guān)電源的工作原理與用途4.典型變頻器驅(qū)動電源控制原理2.線性電源和開關(guān)電源比較1.培訓(xùn)簡介與電子技術(shù)基礎(chǔ)5.變頻器維修指南2.1 線性電源的特點(diǎn) 線

15、性電源一般用工頻變壓器將市電高壓交流電轉(zhuǎn)換為低壓交流電，再經(jīng)整流濾波成為一個直流電壓，然后利用有源器件導(dǎo)通電阻的可變性將這個直流電壓降至設(shè)定的輸出電壓。下圖為一個簡單的線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路：隨著電子元件和磁性元件的發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備使用了開關(guān)電源。因?yàn)殚_關(guān)電源有相比線性電源1000倍以上的開關(guān)頻率，因而在重量、體積、效率等方面具有明顯的優(yōu)勢。開關(guān)電源的使用越來越廣泛，如郵電通信、軍事裝備、交通設(shè)施、儀器儀表、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、家用電器等都越來越多的應(yīng)用了開關(guān)電源。2.線性電源和開關(guān)電源比較2.2 開關(guān)電源電源的特點(diǎn) 隨著電子元件和磁性元件的發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備使用了開關(guān)電源。因?yàn)殚_關(guān)電

16、源有相比線性電源1000倍以上的開關(guān)頻率，因而在重量、體積、效率等方面具有明顯的優(yōu)勢。開關(guān)電源的使用越來越廣泛，如郵電通信、軍事裝備、交通設(shè)施、儀器儀表、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、家用電器等都越來越多的應(yīng)用了開關(guān)電源。EMI電路PFC防浪涌電路整流濾波AC-DC變換PWM控制器輸入過欠壓保護(hù)整流濾波輸出穩(wěn)壓控制輸出過流保護(hù)DC-DC變換PWM控制輸出過流保護(hù)輸出過壓保護(hù)輸入告警2.線性電源和開關(guān)電源比較目錄揚(yáng)智集團(tuán)3.開關(guān)電源的工作原理與用途4.典型變頻器驅(qū)動電源控制原理2.線性電源和開關(guān)電源比較1.培訓(xùn)簡介5.變頻器維修指南3.開關(guān)電源的工作原理與用途3.開關(guān)電源的工作原理與用途3.1 小功率整流

17、濾波電路3.開關(guān)電源的工作原理與用途3.2.1 濾波電路電容濾波3.開關(guān)電源的工作原理與用途3.2.2 濾波電路電感濾波3.開關(guān)電源的工作原理與用途3.3 穩(wěn)壓電路概述3.4 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源3.開關(guān)電源的工作原理與用途3.開關(guān)電源的工作原理與用途穩(wěn)壓電路的保護(hù)環(huán)節(jié)三端集成穩(wěn)壓器三端集成可調(diào)穩(wěn)壓器3.開關(guān)電源的工作原理與用途3.5 開關(guān)型穩(wěn)壓電源工作原理3.開關(guān)電源的工作原理與用途3.開關(guān)電源的工作原理與用途3.6 開關(guān)穩(wěn)壓電源控制集成應(yīng)用3.開關(guān)電源的工作原理與用途單片集成直流穩(wěn)壓電路的應(yīng)用3.開關(guān)電源的工作原理與用途3.開關(guān)電源的工作原理與用途單片集成直流穩(wěn)壓電路的應(yīng)用目錄揚(yáng)智集團(tuán)3.開

18、關(guān)電源的工作原理與用途4.典型變頻器控制原理2.線性電源和開關(guān)電源比較1.培訓(xùn)簡介5.變頻器維修指南4.典型變頻器驅(qū)動電源控制原理一、變頻器控制基礎(chǔ)二、變頻器主回路結(jié)構(gòu)三、變頻器控制回路一、變頻器控制基礎(chǔ)變頻器分類（）電壓型變頻器特點(diǎn)：中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容，負(fù)載的無功功率將由它來緩沖。直流電源內(nèi)阻較小，相當(dāng)于電壓源，故稱為電壓型變頻器。一、變頻器控制基礎(chǔ)變頻器分類一、變頻器控制基礎(chǔ)變頻器分類一、變頻器控制基礎(chǔ)二、變頻器主回路結(jié)構(gòu)三、變頻器控制回路4.典型變頻器驅(qū)動電源控制原理定義中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容，負(fù)載的無功功率將由它來緩沖。直流電源內(nèi)阻較小，相當(dāng)于電壓源，故稱為電壓

19、型變頻器。PWM電壓型交直交變頻器主回路三相整流橋限流電阻濾波電容制動電阻電源指示制動單元續(xù)流二極管緩沖電路三相逆變橋二、變頻器主回路結(jié)構(gòu)電壓型變頻器主回路1) 整流：從R 、S 、T端輸入頻率固定的三相交變電源，經(jīng)三相整流橋全波整流成直流電，其電壓即母線電壓。 2) 啟動電阻（限流電阻）：） 在電源接通時，電容中將流過較大的充電電流（浪涌電流），可能燒壞整流橋，故在啟動要限流，接入限流電阻。同時進(jìn)線處的電壓將瞬間下降到0V，對同一網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備構(gòu)成干擾。當(dāng)濾波電容器已充電完畢后，將限流電阻短接。 a）直接充電 b）加入限流電阻 小容量RL50100 ，大容量RL1040，電阻容量50100

20、W 二、變頻器主回路結(jié)構(gòu)電壓型變頻器主回路3） 濾波電路注意事項(xiàng)： 受電容量和耐壓的限制，濾波電路通常由若干個電容器并聯(lián)成一組，又由兩個電容器組串聯(lián)而成。濾波電容要均壓，分別并聯(lián)電阻值相等的均壓電阻 。斷電后，母線電壓要510分鐘才能降到安全電壓。 濾波電容4） 直流電源指示作為變頻器斷電后，變頻器是否有電的指示（燈滅后才能進(jìn)行拆線等操作），一定要在指示燈完全熄滅后，才能用手去觸摸里面的元、器件。 二、變頻器主回路結(jié)構(gòu)電壓型變頻器主回路5） 能耗制動電路（泵升電壓限制電路）系統(tǒng)組成 制動單元 由GTR或IGBT及其驅(qū)動電路構(gòu)成。 制動電阻RB制動時，異步電機(jī)進(jìn)入回饋制動（發(fā)電）狀態(tài)，通過逆變器

21、的續(xù)流二極管向電容C充電，當(dāng)中間直流電壓（稱為泵升電壓）升高到一定值時，通過開關(guān)器件VT7接通RB，將電動機(jī)的動能消耗在電阻RB上。RB的作用：將這部分回饋能量消耗掉。一些變頻器此電阻是外接的，都有外接端 子（如DB，DB）。6） 逆變電路 把直流電“逆變”成頻率和電壓任意可調(diào)的三相交流電。常用逆變模塊有：GTR、BJT、GTO、IGBT、IGCT等， 一般都采用模塊化結(jié)構(gòu)有2單元、4單元、6單元。續(xù)流二極管VD7VD12為電流提供“通路”；注意：輸出側(cè)不能接電容器二、變頻器主回路結(jié)構(gòu)電壓型變頻器主回路（7）電抗器 抑制諧波電流，提高功率因數(shù)。對于容量較大的PWM變頻器，在輸入端設(shè)有進(jìn)線電抗器

22、，或在在整流器和電容器之間串接直流電抗器。交流電抗器直流電抗器二、變頻器主回路結(jié)構(gòu)電壓型變頻器主回路一、變頻器控制基礎(chǔ)二、變頻器主回路結(jié)構(gòu)三、變頻器控制回路4.典型變頻器驅(qū)動電源控制原理三、變頻器控制回路與維修指南對于變頻器修理，僅了解以上基本電路還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還須深刻了解以下主要電路。主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測取樣電路部分組成。目錄揚(yáng)智集團(tuán)3.開關(guān)電源的工作原理與用途4.典型變頻器控制原理2.線性電源和開關(guān)電源比較1.培訓(xùn)簡介5.變頻器維修指南1、電流檢測故障 （如報E019，E001）： （1）控制板Q1(15050026)壞。 （2）7840壞：在

23、變頻器通電時，用直流檔，黑接5腳，紅分別接6，7，8腳，值為2.5，2.5，5為正常，否則7840壞。 （3）小板壞：在變頻器通電時，用直流檔，黑接7840的5腳，紅分別接小板的腳從左到右應(yīng)為2.5，2.5，2.5，3.4 1.5 ，0，1.6。 如值不對，小板壞：此時可更換小板壞中的三個小IC(39030024 LMV393),如還不好，更換小板。 2、顯示POFF: 驅(qū)動板上電POFF，測CVD電壓正常應(yīng)為2.62.7，如測得1.9，可能R51,R52,C36,C37,排線中的某一個壞， 其中的電解電容壞的最多。只在帶電機(jī)運(yùn)行時報POFF,驅(qū)動板變壓器也有可能壞。 3、緩沖電阻壞： 緩沖電

24、阻和濾波大電容是成對的。如果其一壞，另一個很可能也壞。緩沖電阻壞也有可能是繼電器不吸合（繼電器壞或控制板壞，或與二者相連的電路上元件壞）引起。單相輸入（220V）的變頻器，特別要注意：如果無顯示或炸機(jī)，很可能是用戶接入了三相電（380V）引起的（可察控制板的故障記錄：母線電壓是否由310變?yōu)榱?40）。此時不斷IPM的整流橋已壞，濾波大電容也壞（或炸裂或頂面凸起變硬）。如果只更換IPM后就上電，會聽到“啪，啪”的響聲（電容內(nèi)的聲音），應(yīng)立即掉電，否則IPM的整流橋又會壞。發(fā)現(xiàn)一個大電容壞，最好都換新的。因電容是易壞易老化的器件。 三、變頻器控制回路與維修指南三、變頻器控制回路與維修指南4、顯示不穩(wěn)： 先有顯示，然后沒有，風(fēng)扇停下，電壓只有12，此種現(xiàn)象一般是U1厚膜壞。 報故障E015:通電指示燈亮，鍵盤不亮，撥了風(fēng)扇就好風(fēng)扇短路 5、不制動： 01180099，0118