电源供应器和二极管电路的故障检修
发布时间:2011/12/13 13:59:06 访问次数:1529
检修电源供应器和二极管电路;应用分析技巧来评估故障情况的问题;利用观察的方法来解决可能因为故障而引起的基本问题;拟定一个方案来确定电路或系统发生故障的原因;作出各种适宜的测量来隔离故障的所在;确认因为某种形态的零件失效引起的故障情况。
进行故障检查是一种逻辑思考的过程,须完全了解电子电路或者系统的运用来消除其不正常的功能。故障检查的基本方法包括三个步骤:分析、计划拟定、测量。发生故障的电路或者系统,就是当我们输入已知为正确的榆入电压时,却没有电压输出或者有不正常的电压输出。例如,在图2. 56(a)中,我们以一个简单的方块图代表功能正常的直流电源供应器,并加上输入电压而得到正确的输出电压。在图2. 56(b)的部分,故障的直流电源供应器仍以框图代表,输入电压正常却得到不正常的输出电压。
1. 分 析
对于故障电路或系统的故障检修,首先是分析问题,包括确认问题及尽可能排除原因。在图2. 56(b)的电源供应器例中,其故障表现为输出电压不是固定的直流稳压,这个故障无法告诉你许多可能的原因,但是一个特定的故障却可暗示出最有可能发生故障的地方。
分析问题第一件重要的事是尝试排除任何可观察到的可能产生问题的地方,一般而言,一开始应先确认电源线有无插到插座上,且保险丝有没有烧毁。若是使用电池的系统,确认电池是否良好。像这种简单的事有时是产生问题的主要原因,但在此例中,因有输出电压,故应该是有电源的。
除了检查电源,还可以利用视觉观察故障,例如烧毁的电阻、断线、松弛连接、保险丝开路等。因为有些故障跟温度有关,有时通过摸触可发现过热的零件,但须小心接触工作中的电路,以避免可能的燃烧或电击。对于间歇性故障,电路可能正常工作一段时间,而当过热时出现故障。原则上,在进行工作之前应作仔细的分析。
2.计划拟定
在这个阶段,必须考虑如何面对问题,有三种方法可以对大部分的电路或系统作故障检修。
(1)从已知输入电压的输入端开始,往输出端方向检修,直到检测出不正确的量测为止。当你发现没有电压或不正确的电压时,你已经把电路的问题缩小到从最后测量到正确电压点至目前测量点之间了.在所有故障检修方法中,你必须知道各点应有的电压,以便你看到测量值时可以辨别出不正确的值。
(2)从电路的输出端开始,往输入端方向检修,检测各点的电压直到检测出正确的量测。在这一点,你已经把电路的问题缩小到从最后不正确测量点到目前正确电压点间。
(3)使用二分测试法从电路中央开始,如果这个测量显示正确电压,则电路从输入端到测试点间工作正常,这便意味着故障点是在目前测试点到输出端之间,故开始追踪这点到输出端的电压。如果这个测量显示,没有电压或不正确电压,则故障点是在输入端到目前测试点之间,故开始追踪这点到输入端的电压。
我们使用二分测试法及示波器,作图解说明。
3.测 量
如图2.57所示二分测试法的测量指出了特定的错误(在此为滤波电容器开路)。在测试点3(TP3),所观察到的全波整流电压,指出变压器及整流器工作正常。此测量亦指出滤波电容器呈现开路,这可由TP4点的全波电压得到证实。如果滤波正常,在TP3及TP4应测量到直流电压;如果滤波电容器短路,除了TP1外在其他各测试点应没有电压,因为保险丝极可能已被烧毁。此系统在该处短路很难被分离出来,因为如果系统正常接上保险丝,当发生短路到地时,保睑丝便立刻被烧毁。
如图2.57所示的二分测试法,使用了两次测量,才分离出故障的滤波电容器。如图2.58所示,如果从电源供应器输入端开始,需要进行四次测量;如果从最后输出端开始,则需要三次测量。
4. 故障分析
在某些情况中,隔离出一个电路的故障之后,再进一步隔离电路的零件可能是必要的。在此情况下,你必须运用逻辑思考方式和对引起某些零件失效的情况有所了解,一些常发生的零件失效和失效情况就在现在介绍。
(1)半波整流器中二极管开路所造成的影响
半波滤波整流器的电路中,如果有一个二极管开路,这种情况我们在图2.59中加以说明。产生的故障表现就是输出电压为零。理由很明显,因为从变压器次级线圈流往滤波器和负载电阻的电流,会因为开路的二极管造成中断,于是没有负载电流产生。
其他也会造成电路中相同故障情况的原因,有变压器线圈开路,保险丝开路,或者没有输入电压等。
(2)全波整流器中的二极管开路所造成的影响
图2. 60显示中心抽头式全波滤波整流器的电路。如果电路中的两个二极管任一个开路,则输出电压将会出现50Hz较大的涟波电压,而不是100Hz的涟波电压,如图所示。
另一个呵能会造成相同故障情况的原因,就是两个变压器次级线圈中有一个线圈开路。
造成较大60Hz涟波电压而不是120Hz的原因如下。如果图2.60中的二极管有一个开路,只有在输入电压的半个周期会有电流流过负载电阻RL。当输入电压的另外半个周期,电流会因为开路的二极管而无法流过负载电阻RL。结果就是如图2.60的半波整流,会产生60Hz的较大涟波电压。
在桥式全波整流器中的二极管如果任何一个二极管开路,都会产生和中心抽头变压器电路相同的故障情况,如图2.61所示。在输入电压的半个周期,开路二极管会阻止电流流过负载电阻RL。结果就是产生的半波整流,会产生60Hz较大的涟波电压。
(3)滤波电容器损坏造成的影响
如图2.62所示,有三种不同的滤波电容器故障情况。
开路(open)如果全波整流器的滤波电容开路,则输出是一种全波整流电压,如图所示。
短路( shorted)如果滤波电容器短路,则输出是0V。电容器短路会使保险丝烧坏而开路,如果没有加上适当的保险丝,则短路的电容器会造成整流器中的部分或者全部二极管,因为过大的电流而烧毁。无论如何,输出均为0V,如图所示。
漏电(leaky)漏电的电容器就像是再并联上一个漏电黾阻。此漏电电阻会降低时间常数,并且允许电容器较正常情况下更快的放电。这会造成输出端的涟波电压增加,如图所示。
(4)故障变压器所造成的影响
电源供应器的变压器在初级或次级线圈开路,就会造成输出电压为OV,如同以前所述。部分短路的初级线圈(发生的可能性比开路低很多),NCP1200P60G会造成整流器输出电压的增加,这是由于变压器实际的线圈匝数比增加的缘故。部分短路的次级线圈则会造成输出的整流电压下降,这是由于实际的线圈匝数比降低的缘故。
检修电源供应器和二极管电路;应用分析技巧来评估故障情况的问题;利用观察的方法来解决可能因为故障而引起的基本问题;拟定一个方案来确定电路或系统发生故障的原因;作出各种适宜的测量来隔离故障的所在;确认因为某种形态的零件失效引起的故障情况。
进行故障检查是一种逻辑思考的过程,须完全了解电子电路或者系统的运用来消除其不正常的功能。故障检查的基本方法包括三个步骤:分析、计划拟定、测量。发生故障的电路或者系统,就是当我们输入已知为正确的榆入电压时,却没有电压输出或者有不正常的电压输出。例如,在图2. 56(a)中,我们以一个简单的方块图代表功能正常的直流电源供应器,并加上输入电压而得到正确的输出电压。在图2. 56(b)的部分,故障的直流电源供应器仍以框图代表,输入电压正常却得到不正常的输出电压。
1. 分 析
对于故障电路或系统的故障检修,首先是分析问题,包括确认问题及尽可能排除原因。在图2. 56(b)的电源供应器例中,其故障表现为输出电压不是固定的直流稳压,这个故障无法告诉你许多可能的原因,但是一个特定的故障却可暗示出最有可能发生故障的地方。
分析问题第一件重要的事是尝试排除任何可观察到的可能产生问题的地方,一般而言,一开始应先确认电源线有无插到插座上,且保险丝有没有烧毁。若是使用电池的系统,确认电池是否良好。像这种简单的事有时是产生问题的主要原因,但在此例中,因有输出电压,故应该是有电源的。
除了检查电源,还可以利用视觉观察故障,例如烧毁的电阻、断线、松弛连接、保险丝开路等。因为有些故障跟温度有关,有时通过摸触可发现过热的零件,但须小心接触工作中的电路,以避免可能的燃烧或电击。对于间歇性故障,电路可能正常工作一段时间,而当过热时出现故障。原则上,在进行工作之前应作仔细的分析。
2.计划拟定
在这个阶段,必须考虑如何面对问题,有三种方法可以对大部分的电路或系统作故障检修。
(1)从已知输入电压的输入端开始,往输出端方向检修,直到检测出不正确的量测为止。当你发现没有电压或不正确的电压时,你已经把电路的问题缩小到从最后测量到正确电压点至目前测量点之间了.在所有故障检修方法中,你必须知道各点应有的电压,以便你看到测量值时可以辨别出不正确的值。
(2)从电路的输出端开始,往输入端方向检修,检测各点的电压直到检测出正确的量测。在这一点,你已经把电路的问题缩小到从最后不正确测量点到目前正确电压点间。
(3)使用二分测试法从电路中央开始,如果这个测量显示正确电压,则电路从输入端到测试点间工作正常,这便意味着故障点是在目前测试点到输出端之间,故开始追踪这点到输出端的电压。如果这个测量显示,没有电压或不正确电压,则故障点是在输入端到目前测试点之间,故开始追踪这点到输入端的电压。
我们使用二分测试法及示波器,作图解说明。
3.测 量
如图2.57所示二分测试法的测量指出了特定的错误(在此为滤波电容器开路)。在测试点3(TP3),所观察到的全波整流电压,指出变压器及整流器工作正常。此测量亦指出滤波电容器呈现开路,这可由TP4点的全波电压得到证实。如果滤波正常,在TP3及TP4应测量到直流电压;如果滤波电容器短路,除了TP1外在其他各测试点应没有电压,因为保险丝极可能已被烧毁。此系统在该处短路很难被分离出来,因为如果系统正常接上保险丝,当发生短路到地时,保睑丝便立刻被烧毁。
如图2.57所示的二分测试法,使用了两次测量,才分离出故障的滤波电容器。如图2.58所示,如果从电源供应器输入端开始,需要进行四次测量;如果从最后输出端开始,则需要三次测量。
4. 故障分析
在某些情况中,隔离出一个电路的故障之后,再进一步隔离电路的零件可能是必要的。在此情况下,你必须运用逻辑思考方式和对引起某些零件失效的情况有所了解,一些常发生的零件失效和失效情况就在现在介绍。
(1)半波整流器中二极管开路所造成的影响
半波滤波整流器的电路中,如果有一个二极管开路,这种情况我们在图2.59中加以说明。产生的故障表现就是输出电压为零。理由很明显,因为从变压器次级线圈流往滤波器和负载电阻的电流,会因为开路的二极管造成中断,于是没有负载电流产生。
其他也会造成电路中相同故障情况的原因,有变压器线圈开路,保险丝开路,或者没有输入电压等。
(2)全波整流器中的二极管开路所造成的影响
图2. 60显示中心抽头式全波滤波整流器的电路。如果电路中的两个二极管任一个开路,则输出电压将会出现50Hz较大的涟波电压,而不是100Hz的涟波电压,如图所示。
另一个呵能会造成相同故障情况的原因,就是两个变压器次级线圈中有一个线圈开路。
造成较大60Hz涟波电压而不是120Hz的原因如下。如果图2.60中的二极管有一个开路,只有在输入电压的半个周期会有电流流过负载电阻RL。当输入电压的另外半个周期,电流会因为开路的二极管而无法流过负载电阻RL。结果就是如图2.60的半波整流,会产生60Hz的较大涟波电压。
在桥式全波整流器中的二极管如果任何一个二极管开路,都会产生和中心抽头变压器电路相同的故障情况,如图2.61所示。在输入电压的半个周期,开路二极管会阻止电流流过负载电阻RL。结果就是产生的半波整流,会产生60Hz较大的涟波电压。
(3)滤波电容器损坏造成的影响
如图2.62所示,有三种不同的滤波电容器故障情况。
开路(open)如果全波整流器的滤波电容开路,则输出是一种全波整流电压,如图所示。
短路( shorted)如果滤波电容器短路,则输出是0V。电容器短路会使保险丝烧坏而开路,如果没有加上适当的保险丝,则短路的电容器会造成整流器中的部分或者全部二极管,因为过大的电流而烧毁。无论如何,输出均为0V,如图所示。
漏电(leaky)漏电的电容器就像是再并联上一个漏电黾阻。此漏电电阻会降低时间常数,并且允许电容器较正常情况下更快的放电。这会造成输出端的涟波电压增加,如图所示。
(4)故障变压器所造成的影响
电源供应器的变压器在初级或次级线圈开路,就会造成输出电压为OV,如同以前所述。部分短路的初级线圈(发生的可能性比开路低很多),NCP1200P60G会造成整流器输出电压的增加,这是由于变压器实际的线圈匝数比增加的缘故。部分短路的次级线圈则会造成输出的整流电压下降,这是由于实际的线圈匝数比降低的缘故。
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