大金变频空调在业界一直有比较好的口碑,本文在这里给大家介绍一款型号是FTXN325LC的三级能效变频空调,室内风机使用PG电机,外风机使用交流风机,由于未使用直流风机所以能效不太高,用料与一级能效的相比还是有-定的区别。本文介绍故障率较高的内机开关电源,只要掌握一定原理对开关电源进行维修还是比较容易的,笔者总结了数台机器的维修案例撰写成文,供同行参考!该机的内机电源输入、开关电源部分的电路以及主要器件如图1、图2所示。为了便于学习,笔者实绘了开关电源的原理图供大家参考,如图3所示。
一、开关电源原理
该变频空调内机板的开关电源电路整体比较简单,主要由电源输入电路、整流滤波电路、开关变压器、MIP2K3开关模块、反馈调压电路等组成。
1.电源输入电路原理
瞬间高电压保护电路:主要由串接在电源火线的保险管F1U( 3.15A )和压敏电阻V1(470NR-14D)组成。如果输入电压过高(高于阈值470V),如雷电窜入电路的瞬间高电压,会导致大量元件损坏,此时压敏电阻由高阻态瞬间击穿为低阻态,从而使火线L与零线N短路,大电流导致保险管熔断,从而保护其后电路免受高电压破坏,起到保护作用。EMC电路原理:EMC(电磁兼容性)主要就是EMI(电磁千扰)和EMS(电磁耐受性)。
机器本身在执行相应功能的过程中产生的不利于其他系统的电磁噪声,也就是EMI,必须要控制并确保在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响,即EMS,所以在电路中安装有安规的X电容(C101).y电容(C102、C103)以及开关变压器中并接的C324,使产品在安规测试中能通过,确保对人体的防护、减少电网干扰,使EMC达标。
2.整流滤波以及开关管反峰电压吸收电路整流滤波电路
由于整流后的电路脉动电压比较大,为了得到平滑的电压以及为后面的负载提供储备充足的直流电源,在电路中并接了电解电容C302( 33puF/400V),起到滤波储能作用。如果在电源质量比较差的区域建议把电容值加大至.68pF/400V以上,以提高电源的供给能力与质量。
开关管反峰电压吸收电路:开关变压器“工作/截止”过程中,当开关管截止时,由于开关变压器属于电感类器件,会存在漏感电压,所以导致在开关管的D极(漏极)产生300V以上的尖峰脉冲电压,如果此电压得不到快速的泄放,就容易导致开关管D-S极击穿,所以由D337、R523.R522、C370组成吸峰网络,对MIP2K3的⑤脚内MOS管的高电压进行泄放。需要特别说明的是,D337不是普通二极管,而是高速二极管,确保对电荷的泄放速度,保护MIP2K3内部的MOS管。
3.开关电源工作原理
MIP2K3开关电源模块:这是一块松下公司生产的开关电源模块,通过内嵌高集成度的开关电源所需的各种晶体管,从而使模块具备良好稳定性并保护外围元件,而且还具备过压、欠压、过流、短路等保护功能。模块中的①脚为VDD参考电压;②脚为控制端,通过②脚反馈电压结合内部的电路来控制开关管振荡的频率从而控制输出电压;③脚是钳位电压与可变电路,使电压在10%~100%之间变化;④脚是模块的供电电源,此电路供电电压为DC12V;⑤脚是MOS开关管的D极(漏极)接+310V,以及提供模块初始化的启动供电;⑥脚为空脚;⑦、⑧脚接MOS管的S极(源极)
开关电源控制原理:空调内机接上AC220V电压,电源经X、Y电容及电感等电磁兼容器件处理后,进入DB301整流桥全波整流,把交流电变成直流电,经C302电容滤波、开关变压器初级线圈后进入MIP2K3模块的⑤脚(即内部接MOS开关管的D极),提供初始电压给模块,模块工作,开关管起振,初级线圈工作,而次级线圈有两路输出,一路为MIP2K3模块提供供电(VCC),主要由R366.D330和C360提供+12V电压供给模块的④脚,为芯片的工作提供电源的保障;另一路经D305.C305等输出+14V电压(空载),再经7805稳压后输出+5V为CPU、传感器等供电。
为了使供电电压稳定,在+14V 与+5V电路中,分别将取样电压反馈至MIP2K3的②脚来控制开关管的振荡频率,从而控制和稳定输出电压。原理如下:如果+14V取样电压过高,就会通过分压电阻R313.R311.R312的分压从而使IC303(1431A)的控制端电压升高, 此时IC303的导通能力变强从而使+14V经R328、光耦OIS301初级、三端稳压IC303,使电流通路中流经电流变大,光耦发光变强,次级接收到的亮度更高,从而使次级的导通能力变强,从模块①脚引出的参考电压VDD经光耦次级,流入模块的②脚的电流变大,经内部电路处理后使开关电源的开关管降低振荡频率(即MOS管控制极的方波占空比变小),这样调整后使输出电压变低,通过取样、控制电路、模块,使开关管不断调整占空比,从而稳定输出电压。另外,如果7805异常导致输出+5V电压变高,也会通过ZD313 (2.5V 稳压管).R312进行分压取样,从而调整开关管的工作频率,达到稳定输出电压的目的,更好为电路供电,避免电压不稳导致故障。输出电压偏低原理控制方法类似,此处不再资述。
二、检修实例
例1:整机无反应,屡损开关电源模块。
故障检修:测量电源插座供电以及内机板接线排有AC220V,说明电网供电正常。卸下内机塑料外壳后,取出内机电控板,检查线路无破损、接插件无松脱,当使用万用表查至开关电源模块MIP2K3时发现,⑤、⑦脚导通,说明模块内部的MOS管D.S极击穿,之后逐一测量模块外围电路的元件,没有发现异常,购买一块MIP2K3更换,开机一切正常。使用大约两天后用户打电话说,机器又出现原来的故障现象。再次上门检修,发现模块MIP2K3的⑤、⑦脚导通,模块已损坏,再查电路外部元件一切正常,当细看后发现二极管D337引脚有虚焊,细细分析,如果该二极管有虚焊松脱,就会导致开关管中高于DC310V的反峰电压无泄放路径,久而久之当开关管截止时的高反峰电压就会把内部的MOS管击穿。补焊D337,重新换用全新的MIP2K3后故障排除,使用近一年一切正常。
例2:按遥控器无反应,按应急按钮也无反应。
故障检修:上门检修,按遥控器无反应、按应急启动按钮也无反应,测量交流电源电压正常,卸下内机的外壳,取出内机电控板,测整流滤波电容C302电压为DC340V,测开关电源次级电容C305两端电压为1.03V, 明显不正常,正常时应为14V左右,测量负载无短路。检测开关电源MIP2K3模块的④脚电压为6V (正常应该是12V);①脚电压为0.96V,明显比正常6V低;②脚电压实测为0.95V,比正常时1.19V 低,所以判断开关电源处于基本停振状态。当检测至IC303时发现其阴极对地电压为0V,说明1431A已经击穿短路,再细查周边没有发现损坏的元件,用新的TL431 更换后测量该器件对地电压为12.95V左右,测量取样控制极电压为2.48V正常,测量开关电源次级输出电压为+14V、+5V ,故障排除。
例3:内机板开关电源控制光耦损坏导致机器不工作。
故障检修:上门检修,测量市电输入正常,开关电源初级DC336V正常,测量次级电容C305两端电压输出为1.29V,比正常时+14V低。测量开关电源供电MIP2K3模块的④脚为6V ,说明供电异常,正常应该是+12V。由此判断开关电源处于低振的保护状态。测量①脚电压为1.09V,比正常的6V低,②脚电压为1.08V,说明处于保护状态(正常该脚电压为1.19V左右,为芯片内部提供参考控制电压,从而控制MOS开关管开与关的占空比或保护状态)。当测量光耦OIS301时,发现次级基本处于导通状态,不受初级电压控制,更换为2511光耦后,故障排除。
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