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全固態電視發射機中的高性能開關電源設計(2)
2011年11月08日 14:12 來源:本站整理 作者:秩名 我要評論(0)
三、固態發射機中開關電源原理及維修
以上是開關電源基本原理和控制方式的介紹,結合我們實際工作中固態發射機開關電源控制方式以及理論理解,使我對大功率開關電源原理、整體控制方式有了進一步的認識。現以5kW- 14CH 大功率合放式全固態電視發射機直流26V/100A 正激開關電源變換器的工作原理和維修方法來簡單介紹一下,如圖1- 3 所示:
輸入電壓220V AC 經過輸入防電磁干擾濾波器,經過整流電路、開機浪涌電流啟動保護電路和濾波電路,產生280V 左右的直流電壓,供給變換器單元。控制單元包括電壓、電流比較放大器,PWM 比較器,輔助電源等,它控制一個雙晶體管正激變換器,從而達到穩定輸出電壓目的,經變壓器耦合向負載傳輸能量。
對于大功率輸出開關電源變換器,常用還有全橋變換器、半橋變換器等。雙晶體管正激變換器也是一種單端變換電路,它不像半橋、全橋變換器等雙端電路,其變壓器不易飽和,同時驅動簡單,是大功率開關電源較為理想電路之一。
通過以上簡單原理介紹,我們就可以對開關電源的檢修有一定的幫助。現在我以圖1- 3為參考介紹一下開關電源的幾種簡單維修方法:
1、詢問法:根據工作人員在現場發現的開關電源的異常情況的敘述加以分析,從中分析開關電源的問題所在。例如,開關電源輸入功率較大時,每臺開關電源需要增加風冷或者水冷,一般開關電源為風冷,當風扇出現故障時,開關電源內部熱量劇增,出現異味,當溫度升至設定保護值時,開關電源停止工作,無電壓輸出,停機重啟一段時間后又重復出現故障。
此時我們可以通過檢查熱保護功率管散熱元件,看溫升情況,同時檢查冷卻風扇就可以找到問題的根源所在。反之如果電壓電流溫升正常應檢查溫控電阻及CW1525 溫控保護電路。
從上我們可以知道通過詢問現場工作人員開關電源的工作狀態,會給我們維修帶來許多珍貴信息,為維修帶來方便。
2、觀察法:通過觀察開關電源的每一個器件狀態是否正常,特別是功率型器件是否出現短路、燒爆、及開路狀況,我們可以根據不同異常點來分析判別故障點,從而判斷出開關電源損壞部位。例如圖1- 3 中T1、T2 出現燒爆,我們就可以直觀分析出雙功率MOSFET 燒壞。此時可以判別出有以下幾種原因燒壞此管。(1):雙功率管自身性能變差。(2):變壓器初級B1出現短路現象。(3):RCD 緩沖保護電路損壞。(4):過流短路保護電路損壞。雙功率管修復時除了檢查保護電路、變壓器外,還應該檢查雙管柵極驅動電路,因為燒壞雙功率管時短路電流較大,還可能造成其輸入電路的損壞,此時應檢查輸入整流浪涌保護電路是否完好。通過觀察可以迅速判斷開關電源損壞部分,為快速修復開關電源提供直觀修復方法。
3、測量對比法:通過檢測各點正常電壓加以比較就判別出故障部位。如開關電源無電壓輸出,此時各點測量輸入回路電壓、輔助電源。
當輔助電源無電壓輸出時,CW1525 驅動電路無法工作,開關電源無電壓輸出,應檢修輔助電源,當輔助電源正常,應檢查CW1525 驅動輸出電路, 可采用斷開驅動柵極方法辨別CW1525 驅動電路的好壞,同時采用分段測量方法檢查雙功率管是否開路, 重點檢查CW1525 控制電路、熱保護電路、過壓保護電路等,以上幾種電路中只要有一種出現故障,均會出現無電壓輸出。又如輸入電壓正常,輕載工作正常,當測量時,加載電流達到實際輸出電流的80%時,輸出電壓正常無下降狀況,開關電源突然關斷,無電壓輸出,減載開機輸出電壓正常。對此可判別出是因短路過載取樣電路電壓出現故障。正常情況下,一般取樣分流電阻增大, 使互感器經二極管D1、D2 兩端電壓升高, 短路保護提前動作所致。合理調整D1、D2 兩端分流電阻R3 阻值就達到修復此故障的目的。
通過以上幾種處理故障維修方法在實際中的運用,就完全可以提高自己對開關電源原理的理解,從而在加深原理理解后,運用原理去指導發現、處理故障的新方法,以提高自己的業務水平。
四、電視臺發射機電源應滿足的技術指標
1、電視臺發射機功率一般都比較大,少則幾KW,多則幾十KW,選擇開關電源時,應首先考慮其運行的可靠性,常采用多臺并聯均流供電方式。要求開關電源的并聯均流不平衡度≤±3%,電視臺用發射機是變量負載,所以選擇開關電源時應選用瞬變負載能力較強的開關電源。
2、開關電源在工作中會產生高次諧波、紋波系數, 它們必須滿足臺用發射機的技術要求,否則會影響發射機的發射性能。單臺機器的紋波系數應<50mv,對諧波干擾要求必須滿足歐美EN55022B、U1950 及我國3C 認證標準。
3、為適應節能環保技術要求,應選用功率因數>0 . 98 ,工作效率>90%的開關電源。
4、單臺開關電源負載功率密度≥0.28W/cm3.
5、單臺開關電源輸出最大功率時,疊加在直流電壓上的紋波電壓的峰峰值應<50mV.
6、開關電源在空載開機時,輸出會產生超過額定電壓值的瞬時過沖,此過沖值應<1V.
7、電源模塊的負載從滿載(指最大輸出電流Io=100A)突然跌落到空載(或接近空載)成為重減載,此時輸出會產生超出額定電壓值的瞬時過沖,此過沖值應<1V.
8、電源儲存的環境溫度為- 50℃ ~+65℃ ; 電源工作的環境溫度為- 40℃ ~+55℃。?五、結束語。
合理選擇電路技術參數,可以滿足現代化電視臺發射機電源的功率因數、效率、體積、重量等性能要求。良好的開關電源可使電源在惡劣環境下正常工作。雙晶體管正激變換器中,控制電路采用電壓、電流雙閉環反饋電路,使電源的動態性能優越,可自動限制輸出電流,從而實現過流保護,又能在負載突變的情況下實現輸出電壓的穩定,確保發射機安全可靠運行。
本文導航
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