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一个电源折腾两周(转载)

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发表于 2016-9-30 10:10:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
作者:网络郑工
    邻省的客户抱来一台15年前的COBAS MICROS三分类,三个杯子的那种。无法开机,他自己找的维修人员告诉他电源坏了,没法修了,新买一个吧。新电源自然很贵,私人诊所是不愿掏这个钱的,再说机器也很老了,真的没必要花这么多钱。于是雇车搬来,让我想想办法,用最省的钱修好它。
    来回要8个小时,他们还要赶回去,修电源肯定来不及了。于是找来库存的模块式开关电源,功率尺寸完全的一样的,把引线改了一下装上,开机测试后对方很满意。几百块钱解决了大问题,他们才不关心是不是原厂的呢,兴高采烈的抱走了。替代电源照片如下:
21.jpg 22.jpg
     换下来的老电源板扔在我桌子上一个多月,前些日子闲极无聊,拿过来打算修一下,毕竟原厂的电源还是很不错的,日后留着做个备用也很好。
先说明,这个电源功率为65W,四组输出分别为5V1A,24V2A,±12V0.2A,如下图:
23.jpg

24.jpg
图中看出一次侧二次侧和变压器井然有序,设计布局干净利索。左侧为一次侧,很明显有个大电解电容。右侧为二次侧,上部的输入和线性光耦芯片,以及可控硅及主输出调节部分。下部为UC3842电源管理芯片。非常的简单明了,没有多余的累赘。
     先目视检查,保险管烧断,其余的看不出来什么问题。取下保险管,赫然发现上面的规格竟然是250V5A,这么大都烧断了,可以肯定是严重短路。而且前任维修人员极其不负责任,明明标注的是250V2A,为什么要提高呢?非烧坏其它元器件不可。
下图中圆圈处为保险
25.jpg
26.jpg
27.jpg
     继续检查发现TH1热敏电阻已经烧断,根本不通,于是先把它取下来。接着量硅桥,发现也是坏的,直流输出端与交流输入端短路,先取下来再说。测量硅桥的直流输出端电阻,发现只有1Ω左右,那只能是后面还有短路的了,接着量吧。为了防止大电解电容捣乱,把它也拿下来。剩下的一次侧也就没什么了,功率管W10N60的D和S端正反都短路,肯定是烧了,取下来吧。不过这个玩意拿下来有些麻烦,带着散热片一块取,这个时候才知道一把电烙铁是真的不够用了。
     拿下来后接着再量,给UC3842供电的1N4007整流管烧坏,也得拿下来。这样,一次侧几乎不剩什么了,就剩下几个2W的电阻和几个瓷片电容以及电感。挨个量一遍,都是好的。先到此为止吧,怎么也得把一次侧修好才能进行下一步。于是开始翻零件盒,找备用的零件。
2A的保险管有的是,而且是快速的。热敏电阻没有那么小的,找个15欧姆的替代。硅桥也没有这么小的,找了一个5A的替代,反正这玩意儿大了总比小了好,前提是有地方安装就行。
     1N4007一大把,这个不难找。功率管W10N60的参数是600V10A0.8欧姆,触发电压为±30V,这个还真没有,只能邮购了。淘宝上有我多年合作的商户,清单发给他,算好价钱付款发货,10分钟的时间搞定,剩下的就是等待了。功率管定了5只,大电解电容也定了2只,根据经验UC3842肯定也坏了,不过这个常备,缺不了。也就不用再买了。
     三天后,零件到了,依次换上后四组输出分别为4.64V,23.81V,11.96,-11.87V,都偏低,但都在正常范围。于是先调整电位器把4.64V提高到5V,要提醒的是,开关电源的调整余量很小,而且只调整主输出电源。这里的主输出电源是24V,但通过调整主电源,也会带动其它的电源,所以调整到5V后,其他三组分别为24.29V,12.23V,-12.05V。
    既然输出有了,那就上机测试吧。接好开机自检,三次后本底通过。接着测试样本,连续三个样本都很好,但第四个突然出现开机画面,也就是说主板的电源监测电路触发了复位,CPU复位后的现象。于是找来万用表挂到5V上,观察了一个小时也没有任何变化。主板的电源监测只监测5V,一旦超过10%就会发出复位信号,但没有变化意味着电源很稳定。于是让机器测试标本,动态监测。结果很快就发现问题,但速度太快,万用表捕捉不到,于是换上示波器。示波器上显示瞬间电压低于4.23V,自然会触发复位的。示波器是双踪的,也接到24V上监测。结果发现,马达动作的时候,24V会瞬间拉低到17V。这就是了主电源被拉低,其它电源自然也跟着被拉低。同时也发现,两个马达发热,虽然不到烫手的程度,但也很热了,这就更加证明24V有问题。
     开关电源的原理是通过监测主输出电源的功率来自动调整功率管的脉宽,从而达到符合输出功率的要求,所以要检查二次侧和控制部分。
     二次侧很简单,每组都有一个1N4001,都有几个电解电容,也都有几个2W的模拟负载电阻,当然还有电感。24V有三端稳压管协助工作并加上快速恢复二极管保护。按照常理,带载能力差有两个原因,一个是电解电容有问题,另一个就是控制电路问题,先简单后复杂,把电解和整流管换了再说。不过这个工作拖延了3天才开始,一把电容换上,电阻检查一番都是好的,1N4001用1N4007替换。上电测试,几秒钟后就爆了一个电解电容,吓了我一跳。仔细检查发现是-12V的电解电容爆了,焊下来一看规格和焊接都没错啊,怎么难道电容有问题?找出来新的准备再换的时候想起来问题所在。板子上的标注都是在正极那里有一个点,我也是把正极接到那个点上去的,但忽略了这是-12V,负电源的电容正极其实是负极,正好焊反了。我该死,真对不起。重新焊接后,四组电源与刚才无异,心想肯定没有修好。不过还是接上试试吧。
     试机后,果然没好,还是一样的带载能力差。得,别费劲了,查反馈控制部分吧。
这个开关电源的反馈是这样的,从24V取点降压后通过三端稳压管TL431和单向可控硅BT151送给线性光耦4N35,然后由线性光耦送给UC3842的第一脚进行判断。说实话,这些玩意儿都能工作,只不过线性不好或者范围太窄,真的不好测量,干脆都换了算了,没几个钱。不过必要的检查还是应该有的,阻容件检查一番都没有问题,但检查到UC3842的外围件发现几个电阻值明显与色环不符。第六脚的68Ω/2W的测量出来竟然有470Ω,这肯定不对,要换。同时也发现在周围的一个0.22Ω/2W的功率管保护电阻竟然也不对,超过10Ω了。前几天光查周围的元件,这个电阻离的远,没有检查到。于是列出清单让商户再发给我。
     三天后再次接到包裹,打开后发现TL431竟然给我发的是表贴的,根本没法用。对方也发现问题,赶紧给我补发,但又耽搁了三天。再次收到包裹后,依次换上,测量输出,5.65V,25.01V,12.97V,-12.56V。
     见到这个结果,我就知道修好了。调整电位器使其都在规定的电压上,得出的输出为5.01V,24.11V,12.02V,-12.07V。上机测试标本40份,没有再出现复位现象,马达不发热,示波器波动在0.2V左右,可算是好了,折腾了我2周。
     不过,人总有犯贱的时候,突然想起来网络上流传的UC3842标准的各脚电压,我从未测量过,很想试试。于是把电源取下来再量一遍,验证一番。第一脚2.5V,测量出来只有2.25V,难道我的表有问题?2、3脚为0。4脚为2V,但测量出来为2.14V。5、6脚为0,7脚12V,8脚5V。就是在测量7脚的时候,一条短信让我分了神,短路造成保险管炸了。
     换上保险管继续炸,得,别换了,量一下吧。硅桥输出端短路,甭说了,功率管又烧了。取下来一量,果然D和S又短路了。唉,人背不能怪社会,接着换吧。由于是短路的UC3842,这家伙肯定也完蛋了,一并换。
     通电测试,没有输出,UC3842各脚也无电压,得,瘸子修成瞎子了。功率管没有导通,原因是G端没有脉冲信号,但UC3842第六脚确实有信号出来。那就只有那个68Ω/2W的电阻了,测量发现烧断了,换上后一切又恢复正常。
     一共没几个元器件的板子几乎让我给换遍了,跟造个新的差不多了。这事儿还是别干了,不够功夫钱的,真以这个为生还真养活不了自己。
     补充一点,开关电源其实很好修,成本也低。但也有负面,就是危险性较大,特别是大电解电容储能达到300V以上,而且一次侧整体电压很高,稍不注意就会火光四溅,响声四起,心里负担差的还是不要干了。据说有人修这个电源,居然把整楼的空开都跳了,甚至电梯都停了,是否演绎不得而知。不过,烧坏表笔,炸坏元器件的经常发生,愣头青们几乎没有不被电过的。
     还有就是电源设计千变万化,所有的器件都不尽相同,有时替换都找不到,所以不像维修数字电路那样,常用的器件准备一批就行。但电源和模拟电路的器件要求很严,替换不好不能正常工作不说,甚至会引发更大的麻烦,因此维修起来耗时长也就不奇怪了,都耽误在运输途中了。

发表于 2016-9-30 17:44:05 | 显示全部楼层
那个郑工?yeec的吗?
 楼主| 发表于 2016-10-1 08:00:04 | 显示全部楼层
fengd 发表于 2016-9-30 17:44
那个郑工?yeec的吗?

应该是的,文章也是一个同行转载给我的
发表于 2016-10-1 08:18:13 | 显示全部楼层
南国知心 发表于 2016-10-1 08:00
应该是的,文章也是一个同行转载给我的

电路分析的很透彻,高手。
发表于 2016-11-15 22:41:41 | 显示全部楼层
好详细啊学习
发表于 2016-12-3 16:33:08 | 显示全部楼层
好文章啊,说的都是实实在在维修中容易遇到的问题,感谢兄弟无私的分享,收藏了。
发表于 2016-12-25 00:17:11 来自手机 | 显示全部楼层
看的眼花啦!!
发表于 2017-1-3 07:43:43 来自手机 | 显示全部楼层
好好学习前辈经验!
发表于 2017-1-20 21:14:36 | 显示全部楼层
高手如云
发表于 2017-2-3 17:32:05 | 显示全部楼层
谢谢分享!下载看一看!

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