Андрей Кашкаров - Устройства импульсного электропитания для альтернативных энергоисточников
Для проверки работоспособности этих узлов достаточно двух источников стабилизированных положительных напряжений, а также любого осциллографа.
При подключении оборудования электропитания все приборы должны быть обесточены. Схема подключения стабилизированных источников питания к узлу ШИМ-преобразователя для проверки его функционирования приведена на рис. 1.16.
Рис. 1.16. Схема подключения стабилизированных источников питания к узлу ШИМ-преобразователя
Позиционные обозначения элементов соответствуют их обозначению на принципиальной схеме, представленной на рис. 1.3.
На схеме показано, что диод D4 исключен из цепи, в которой он установлен. Это сделать необходимо, иначе во время проверки в отсутствие вторичных напряжений будет происходить срабатывание защиты и возникнет блокировка выходных каскадов микросхемы TL494. Остальные элементы преобразователя не окажут влияния на ход проверки.
Внимание, важно!
Отключение системы защиты необходимо произвести при работе с любым преобразователем. Предварительно следует определить тип схемы защиты, элементы, входящие в ее состав, чтобы при отключении не внести изменений в работу каскада ШИМ-преобразователя.
Напряжение питания, подаваемое от внешнего стабилизированного источника 1, должно составлять +22…+25 В.
Уровень напряжения на источнике 2 должен быть равен +5 В.
Оба внешних источника питания должны включаться одновременно. После включения источника 1 напряжение будет подано на микросхему IC1 и промежуточный усилитель на транзисторах Q3 и Q4. После подачи питания микросхема IC1 перейдет в режим автоматической генерации импульсных последовательностей на своих выходах IC 1/8 и IC 1/11.
Измерение параметров сигналов и контроль режимов работы элементов следует проводить относительно общего провода вторичной цепи (отрицательный полюс внешнего источника). Прохождение импульсных сигналов в данном режиме питания схемы преобразователя можно проверить через согласующий трансформатор ТЗ, также их можно найти в базовых цепях силовых транзисторов усилителя мощности.
Характеристики импульсов в базовой цепи транзистора Q5 измеряются относительно эмиттера Q5.
Точно так же все измерения в базовой цепи Q6 производятся относительно эмиттера Q6. Источник питания 2 имитирует работу выходных цепей вторичного канала +5 В. Изменением (в небольших пределах) напряжения этого источника проверяется функция слежения ШИМ-преобразователя за уровнем вторичного канала. При понижении уровня напряжения источника 2 положительные импульсы на коллекторах транзисторов Q3 и Q4 должны расширяться. При повышении напряжения источника выше номинального значения длительность положительных импульсов сокращается.
1.3.2. Безопасная проверка функционирования силового каскада
Если при проверке функционирования каскадов ШИМ-преобразователя и промежуточного усилителя не обнаружено отклонений от нормального режима, можно подключать питающее напряжение к усилителю мощности. Для этого отрицательный полюс источника питания 1 следует соединить с эмиттерной цепью транзистора Q6, а положительный полюс этого же источника подключить к коллекторной цепи транзистора Q5. При этом все соединения, выполненные для проверки ШИМ-преобразователя, должны быть сохранены.
После одновременного включения обоих внешних стабилизированных источников питания должна запуститься микросхема IC1.
Если в каскаде усилителя мощности нет поврежденных элементов, то в точке соединения конденсаторов сетевого фильтра СЮ и СИ уровень напряжения будет равен половине напряжения источника 1.
На коллекторе транзистора Q6 должен наблюдаться трехуровневый импульсный сигнал, полный размах которого равен напряжению питания усилителя мощности. Измерения режимов работы усилителя мощности следует проводить относительно эмиттерной цепи транзистора Q6.
При использовании внешних низковольтных источников постоянного напряжения на вторичных обмотках силового трансформатора Т4 будут присутствовать импульсные колебания с пониженными уровнями, а именно: трехуровневые колебания с паузой, наблюдаемой при переходе сигнала через нулевой уровень.
На выходах выпрямителей появятся униполярные импульсы. По частоте их следования можно оценить правильность работы каждого из диодов выпрямителя. В указанном режиме подключения источников питания импульсы на выходе выпрямителя канала +5 В будут отсутствовать.
По окончании проверки необходимо отключить все источники питания от преобразователя, а также восстановить все соединения, нарушенные в процессе подготовки к проведению диагностики.
1.3.3. Завершающий этап проверки ИИП
Завершающий этап контроля параметров импульсного источника питания следует выполнять только после предварительного прогона отдельных узлов от дополнительных внешних источников постоянного напряжения. На последней стадии все каскады преобразователя проверяются при подключении к источнику переменного напряжения номинального уровня, поэтому все неисправности должны быть устранены в процессе предварительной проверки.
Проведение проверки работоспособности всех функциональных узлов и проведение измерений с применением осциллографа следует выполнять при подключении тестируемого изделия к первичной сети через развязывающий трансформатор (ЛАТР).
Схема, демонстрирующая такое подключение, приведена на рис. 1.17.
Трансформатор VT первичной обмоткой соединен с первичной сетью 220 В. К вторичной обмотке подключен тестируемый импульсный источник питания.
Рис. 1.17. Схема подключения ИИП для проверки через «развязывающий» трансформатор
Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно укладываться в допуск на входное напряжение ИИП. При соблюдении этого условия вторичные напряжения будут иметь номинальные уровни напряжений, все пороговые устройства системы защиты будут корректно работать.
Измерения с помощью осциллографа можно производить относительно любой точки схемы.
Внимание, важно!
Несмотря на наличие развязывающего трансформатора, все работы следует выполнять, соблюдая общепринятые меры предосторожности.
Будьте предельно внимательны, так как действующие напряжения первичной цепи преобразователя имеют уровни, превышающие 310 В. Когда источник находится под напряжением питания, категорически запрещается трогать руками элементы первичной сети.
Кроме того, проведение ремонтных работ любого электронного устройства в большинстве случаев имеет комплексный характер. Поиск неисправности, ее локализация и устранение проводятся с помощью контрольно-диагностических измерительных приборов.
После любого вида ремонтно-восстановительных работ необходимо проводить тщательную предварительную проверку функционирования узлов блока питания по методике, приведенной в предыдущем разделе.
В некоторых случаях постепенная проверка каскадов позволяет обнаружить дефекты, не выявленные ранее, и проконтролировать правильность проведенных замен элементов. Все операции по измерению электрических режимов работы элементов силового каскада следует проводить согласно рис. 1.17 при подключении источника питания к сети через трансформатор развязки.
При проведении диагностики основных полупроводниковых приборов необходимо проверять и пассивные элементы, задающие электрические режимы функционирования активных компонентов.
Нередко дефект, вызванный отказом именно пассивных элементов, является причиной потери работоспособности узла на активных приборах. Перед принятием окончательного решения по поводу замены того или иного элемента убедитесь в нормальном состоянии печатных проводников платы и пассивных элементов (проведя их визуальный внешний осмотр).
В качестве рекомендаций по проведению ремонтных работ особо отмечаю необходимость всестороннего анализа причин, которые могли привести к появлению дефекта или отказу работоспособности.
При выявлении причины нужно восстановить логику действий, вызвавших тот или иной отказ, на основании которых легче спрогнозировать возможные неисправности элементов и локализовать их. Если возникает необходимость замены элементов, ее следует проводить с использованием оригинальных компонентов или самых близких функциональных аналогов.
При этом подборе элементов в первую очередь учитываются параметры, наиболее критичные для функционирования в конкретных условиях.
К ним относятся тепловые режимы, максимальные величины тока или напряжения используемого прибора.
