012_開關(guān)電源 電子競賽資料匯總 題_開關(guān)電源 采樣

開關(guān)電源的電流采樣電阻能否短接？！ 變頻器開關(guān)電源的故障檢修中，有時碰到開關(guān)管源（射）極所串接電流采樣電阻的斷路現(xiàn)象，見圖一中R37（1.52W）。檢查開關(guān)管K2225、變壓器B1、U1振蕩芯片、D13、D14等關(guān)鍵元件均無損壞，故障可能只是R37開路而已，換用同型號優(yōu)質(zhì)元件，也許故障就能排除。開關(guān)管源極串接此電阻的目的，是利用流入開關(guān)變壓器初線繞組的工作電流，在R37上產(chǎn)生壓降，此電壓信號發(fā)映開關(guān)管工作的電流的大小，輸入U1的3腳，用作限流及過電流動作保護(hù)。當(dāng)1腳電壓幅度（因過電流達(dá)600mA以上）升到1V 以上時，開關(guān)電源會作出停振動作，以保護(hù)開關(guān)管及負(fù)載電路的安全。因而該電阻被稱為電流采樣電阻。該電阻的取值范圍從0.幾1.5，按道理說，變頻器的功率越大，開關(guān)電源輸出的電流越大，顯然該電阻的阻值會越小。但是也有相當(dāng)多的例外（請參見圖一、圖二），例如5.5kW的變頻器，該電阻取值為1.5，但1.5kW的變頻器，該電阻取值是1.1，反而更小，小變頻器反而需要輸出更大的工作電流嗎？當(dāng)然不是。這是什么原因呢？ 圖一：康沃CVF-G 5.5kW變頻器開關(guān)電源的振蕩電路將上面的問號暫且按下不表，聽我講述一個故障實(shí)例：檢修一臺1.5kW德力西變頻器的開關(guān)電源，查電流采樣電阻（1.52W）已呈斷路狀態(tài)，檢測其它元件未見異常。維修者手有頭暫無功率電阻更換，為了應(yīng)急修復(fù)，便將此電阻用短路線連接，然后上電開機(jī)，只聽得“啪啦”一聲響，電路冒煙。停電檢修，發(fā)現(xiàn)開關(guān)管K2225炸裂，開關(guān)管柵級電阻斷路，振蕩芯片損壞，初級繞組4只限流電阻燒毀，故障擴(kuò)大！維修者惶惑了：以前也這么干過呀，在二次負(fù)載電路無故障情況下，將此電阻短接，應(yīng)急修復(fù)，是能正常運(yùn)行的。但本臺變頻器，限流電阻為何不能短接呢？以前有網(wǎng)友問過，將該電阻短接會怎么樣？有無損壞開關(guān)管的風(fēng)險？可不可以短接此電阻將開關(guān)電源應(yīng)急修復(fù)？答案是不一的，有人回答正常情況下不會損壞開關(guān)管，有人說，短接不得，上電即會損壞開關(guān)管。哪個答案才是正確的呢？兩種答案其實(shí)都有道理又都不能說是完全正確！圖二：英威騰INVT-P9 1.5kW變頻器開關(guān)電源的振蕩電路比對圖一、圖二的電路特點(diǎn)和電流采樣電阻的取值的不同，并進(jìn)行簡要分析，基本上可以得出較為正確的結(jié)論。圖一電路：變頻器功率稍大，為5.5kW，但電流采樣電阻取值反而較大，為1.52W。我們看振蕩芯片U1的外圍振蕩、穩(wěn)壓、供電等回路，一目了然，沒有“上電軟起”電路；圖二電路：變頻器功率較小，為為1.5kW，但電流采樣電阻取值反而較小，為1.1。再看振蕩芯片U1的外圍電路，多出了三極管AQ1、電容AE1、電阻AR8、AR10、AR11等構(gòu)成的 “上電軟起動”電路。其工作機(jī)理是這樣的：1腳與8腳之間有一個輸出電壓過沖抑制電路（輸出電壓限幅電路），由AR11、AQ10、AQ1構(gòu)成，上電瞬間，因反饋電壓未來得及建立，經(jīng)1、2腳內(nèi)部放大器處理，1腳將輸出過高的誤差電壓，由后級電路控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間變長，輸出電壓大幅度上升。本電路上電期間，由于AE1的充電作用，形成AQ1的基極電流，AQ1的導(dǎo)通拉低了U1的1腳誤差電壓的幅度，并由AE1充電過程的進(jìn)行，使次級繞組的電壓“緩慢上升”，避免了輸出電壓的過沖（開關(guān)管工作電流的過沖）。開關(guān)電源上電瞬間，因反饋電壓尚未建立，穩(wěn)壓環(huán)節(jié)處于“短時失效狀態(tài)”，因而會出現(xiàn)一個開關(guān)管的激勵脈沖占比比最大、導(dǎo)通時間最長、導(dǎo)致電流最大、次級加路輸出電壓最高的一個短暫過程。實(shí)際工作中，希望這個過程在時間上愈短愈好，否則其危險性是不言而喻的。圖一電路對上電時輸出電流/電壓過沖的措施完全依賴于電流采樣電阻，故該電阻取值較大，能取得較大的電流反饋信號。上電期間的電流過沖引起該電阻上的壓降上升，產(chǎn)生電流反饋信號，改變了開關(guān)管激勵脈沖的占空比，使開關(guān)管的工作電流減小，輸出電壓回落，隨后輸出電壓反饋環(huán)節(jié)成立，電路進(jìn)入閉環(huán)控制之下，輸出電壓得以穩(wěn)定。因采樣電阻直接串入開關(guān)管的源極，故有極快的反應(yīng)速度，限流效果極佳。圖二電路中，電流采樣電阻取值較小，對上電期間的輸出電壓過沖的抑制，更多是依賴于由AQ1構(gòu)成的“上電軟起動”電路。開關(guān)電源上電起振后，AQ1電路與U1內(nèi)部誤差電路相結(jié)合，對開關(guān)管的流通電流/次級繞組輸出電壓產(chǎn)生限幅動作（緩慢上升），直到輸出電壓的反饋環(huán)節(jié)成立，電容AE1充電過程結(jié)束，由AQ1構(gòu)成的“軟起動”電路才失去作用。兩種電路的明顯特征為：圖一電路電流采樣電阻的取值偏大，無“上電軟起電路”；圖二電路電流采樣電阻取值較?。ㄓ械纳踔猎?以下），有“上電軟起電路”。可以設(shè)想：圖二電路在維修中，將電流采樣電阻應(yīng)急短接，因AQ1等電路的電流/電壓限幅作用，開關(guān)管等元件可以僥幸不壞，正常情況下，開關(guān)電路還能投入工作；圖一電路，將電流采樣電阻短接后，開關(guān)管因丟失最后一道“過流保護(hù)屏障”，造成開關(guān)管炸裂和其它元件的損壞，則是可以預(yù)期的。對變壓器而言，一次繞組的激磁電流，取決于負(fù)載繞組的電流大小，在開關(guān)變壓器二次繞組負(fù)載正常或?yàn)檩p負(fù)載甚至脫開二次負(fù)載電路的情況下，短接電流采樣電阻，仍有可能損壞開關(guān)管等元件，那么這一個上電浪涌電流是如何產(chǎn)生的呢？請看圖三。圖三 開關(guān)變壓器次級繞組的整流濾波電路可以說，圖三中，濾波電容C23、C27是開關(guān)電源上電瞬間，最重的負(fù)載元件。未上電前，電容內(nèi)部電荷為零，上電瞬間，電荷為零的電容，呈現(xiàn)極小的“內(nèi)阻”，故形成較大的“浪涌充電電流”。從一定意義上說，此一充電電流近乎為“短路電流”！正常工作時，濾波電容上因建立起一起的電壓，其充、放電電流幅度便大為減小。所以說，上電期間，開關(guān)電源最危險的負(fù)載元件，并非負(fù)載電路中的IC、電阻等元件，而恰恰是電源本身容量較大的濾波電容！因而即使將負(fù)載電路全部脫開，短接電流采樣電阻，也是危險的行為！可以得出這樣一個結(jié)論：短接電流采樣電阻，開關(guān)電路還能“正?！惫ぷ?，這是非常僥幸的一件事情，完全取決于開關(guān)電源電路的構(gòu)成。因而提倡還是要換用原值電阻，并盡可量采用限流措施，如將開關(guān)電源的供電串入40W燈泡進(jìn)行限流，修復(fù)后再恢復(fù)正常供電，則能將電路高效修復(fù)并避免