小天鹅HY-U19电磁炉整流二极管重复击穿故障
时间:2024-10-26 03:22:18
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检查与分析:一台小天鹅HY-U19电磁炉,通电后指示灯不闪亮,检查时发现主板电路中的D4(RF107)整流二极管击穿,其两极的安装板位置有严重的烧焦痕迹,检查其他元件未见异常。试将D4(RF107)整流二极管换新后,电磁炉恢复工作,但工作几分钟后,D4(RF107)整流二极管再次击穿损坏。因而说明在主板电路中有隐蔽故障。
在该型电磁炉中,D4(RF107)主要用于+18V低压整流,但它同时还具有短路保护作用(相关局部电路如附图所示)。再次更换D4(RF107)并短时通电后发现,D4的表面温度较高,可能是通过D4的电流超过了设定值,但影响D4整流电流升高的主要因素应是振荡定时电路。故判断C3(1nF)定时电容不良,将其更换后故障彻底排除。
在自激振荡过程中,U1(13005)的导通时间由C3的充电时间决定,而U1(13005)的截止时间由C3的放电时间决定,C3的充放电时间则由R6和C3组成的时间常数决定,因此,C3或R6有一个参数改变,其时间常数就会改变,进而使U1的导通时间和截止时间改变(即开关脉冲占空比改变),D4(RF107)整流输出电压改变。
在自激振荡开始时(U1刚导通时),由于次级绕组的感应电势的极性是上端负下端正,故D4(RF104)整流二极管截止,+18V无输出,但在U1截止时,感应电势的极性转为上正下负,故D4(RF107)导通,其导通电流一方面向VD2(470uF/25V)电解电容器充电,又一方面向负载供电.因此,U1与T1等组成的开关稳压电源为反激励供电方式,即在U1截止时T1初级绕组中储存的磁场能量通过次级绕组的负载泄放,即由D4(RF107)整流供电,而在U1导通时储存在CD2(470uF/25V)中的电场能最通过负载泄放,即由CD2(470uF/25V)放电供电,此时D4处于截止状态。
(1)、过流保护
过流保护主要由R7(4.7Ω)和Q1(C3279)等完成,其中R7为过流检测电阻,在正常工作时R7两端的取样电压很小,对Q1不构成影响,但当U1(13005)的导通电流由于某种原因增大时,流过R7的电流增大,其两端的取样电压增大,当该电压上升到设定值时,通过R10(510Ω)使Q1饱和导通,U1截止,从而起到过流保护作用。
(2)、市网电压过高保护
当市网电压升高时,+300V电压随之升高,通过R4、R5启动电路加到U1(13005)基极的电压升高,当该电压升高达到设定值时,ZD1(9V稳压二极管)反向击穿导通,其导通电压通过R10(510Ω)加到Q1的基极,使Q1导通,U1截止,从而起到市网电压(或+300V电压)过高的保护作用。
从上述原理可见,由于+18V电压升高,是击穿D4(RF107)的主要原因,且常常是C3失效或接触不良所敛,严重时易使U1、Q1等也击穿损坏。
在该型电磁炉中,D4(RF107)主要用于+18V低压整流,但它同时还具有短路保护作用(相关局部电路如附图所示)。再次更换D4(RF107)并短时通电后发现,D4的表面温度较高,可能是通过D4的电流超过了设定值,但影响D4整流电流升高的主要因素应是振荡定时电路。故判断C3(1nF)定时电容不良,将其更换后故障彻底排除。
维修小结:在下图中,C3和R6组成串联RC常数定时电路,它与U1(13005)、T1、D4、Q1以及R4、R5等组成自激式并联开关稳压电源电路。其工作原理简要如下:
1、自激振荡
在上图中,U1、T1的初级绕组、R4、R5及C3、R6等组成自激式振荡电路。当接通市网电压(AC220V)及全桥整流电路后形成+300V电压通过D11、R102、T1的初级绕组加到U1(13005)的集电极,同时,+300V电压又经R4、R5启动电阻加到U1(13005)的基极,从而使U1(13005)开始导通,T1初级绕组有电流通过,并形成上正下负的感应电动势,在T1变压器的互感作用下,次绕组也有感应电动势产生,其极性为上负下正,该电势通过R6、C3正反馈到U1(13005)的基极,使U1迅速饱和导通。当U1饱和导通后,其集电极电流不再增长,T1初级电势极性转变并通过C3、R6反馈至U1的基极,使U1集电极电流减小,T1绕组中的感直电势减小,使U1迅速截止。上述过程周而复始,从而形成自激振荡。在自激振荡过程中,U1(13005)的导通时间由C3的充电时间决定,而U1(13005)的截止时间由C3的放电时间决定,C3的充放电时间则由R6和C3组成的时间常数决定,因此,C3或R6有一个参数改变,其时间常数就会改变,进而使U1的导通时间和截止时间改变(即开关脉冲占空比改变),D4(RF107)整流输出电压改变。
在自激振荡开始时(U1刚导通时),由于次级绕组的感应电势的极性是上端负下端正,故D4(RF104)整流二极管截止,+18V无输出,但在U1截止时,感应电势的极性转为上正下负,故D4(RF107)导通,其导通电流一方面向VD2(470uF/25V)电解电容器充电,又一方面向负载供电.因此,U1与T1等组成的开关稳压电源为反激励供电方式,即在U1截止时T1初级绕组中储存的磁场能量通过次级绕组的负载泄放,即由D4(RF107)整流供电,而在U1导通时储存在CD2(470uF/25V)中的电场能最通过负载泄放,即由CD2(470uF/25V)放电供电,此时D4处于截止状态。
2、稳压输出
稳压输出主要由ZD2和ZD3等完成,其中ZD2和ZD3起稳压控制作用。在开关电源工作正常时,ZD2旱截止状态,而ZD3则呈导通状态,+18.0V和+5V正常输出。当+18.0V因某种原因升高时,ZD2(16V稳压二极管)反向击穿导通,Q1(C3279)导通,U1截止,+18.0V输出下降,从而起到自动稳压作用。但当+18.0V输出下降时,ZD3(5V稳压二极管)则呈截止状态,+5V无输出,此时+18.OV负载不工作。3、保护控制
该电路主要有三条保护控制支路,其中:(1)、过流保护
过流保护主要由R7(4.7Ω)和Q1(C3279)等完成,其中R7为过流检测电阻,在正常工作时R7两端的取样电压很小,对Q1不构成影响,但当U1(13005)的导通电流由于某种原因增大时,流过R7的电流增大,其两端的取样电压增大,当该电压上升到设定值时,通过R10(510Ω)使Q1饱和导通,U1截止,从而起到过流保护作用。
(2)、市网电压过高保护
当市网电压升高时,+300V电压随之升高,通过R4、R5启动电路加到U1(13005)基极的电压升高,当该电压升高达到设定值时,ZD1(9V稳压二极管)反向击穿导通,其导通电压通过R10(510Ω)加到Q1的基极,使Q1导通,U1截止,从而起到市网电压(或+300V电压)过高的保护作用。
从上述原理可见,由于+18V电压升高,是击穿D4(RF107)的主要原因,且常常是C3失效或接触不良所敛,严重时易使U1、Q1等也击穿损坏。
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