用FSDM/H/L系列绿色IC代换变频空调开关电源芯片四例

FSDM/H/L系列单片低功耗离线式开关电源芯片由飞兆公司研发和生产，电源电压输出控制方式是电流型脉宽调制(PWM)，有“绿色芯片”之称。芯片内部集成有击穿电压为650V的“敏感型”场效应功率开关管、高压启动电流源、固定频率振荡器、内部偏置电路、脉冲前沿闭锁电路、欠压保护电路、过压保护电路过载保护电路、异常过流保护、过热保护电路、自动重启动电路等。由其构成的开关电源，具有适应市场电压范围宽、效率高功耗低、电磁辐射小、电路简洁等优点，特别适合制作成本低、微型化的小功率开关电源，应用十分广泛。

该系列IC共有8个引出脚，采用双列直插式封装，有8DIP和8LSOP两种塑料封装形式，各脚功能如表1所示。⑤脚(Vstr )为启动端，通过外接电阻或直接接市电整流所得直流电压，通过内部电子开关为②脚(Vcc)提供启动电压，当该脚电压达到12V阀值时，芯片内部电子关断开，改由②脚外接的开关变压器辅助绕组经整流、滤波后供电。③脚( FB )为输出电压反馈端，经取样、处理后的输出电压反馈信号由③脚输入，内接比较器的同相输入端与反相输入端的基准参考电压进行比较。④脚(Ipk)为内部开关管极限电流调整端，一般使用时可置空。由于开关IC外接元件的差异和测量万用表型号、档位选择不同，表1中的电压值和电阻值与实际测量值有偏差，因此只能作为参考。

FSDM/H/L系列IC型号较多，型号前缀有FSDM、FSDH.FSDL的区别，型号后缀有RN.RL的区别，但它们的内部结构、封装形式、引脚排列及功能相同，主要区别在于输出功率、额定电流和振荡频率有所不同，如表2所示。表中“封装式”也称“适匹器”模式，指在不通风的封闭空间中，温度在50C时连续功率;“敞开式”也称“开放架构”模式，指在完全开放的环境时，温度在50°C时的连续功率。另外，表2括号内的IC型号为仙童公司( FAIRCHILD )生产的同种器件。限于篇幅，该系列IC的内部结构框图、组成开关电源的元件参数及电路，本文不再给出。

在变频空调中，有不少型号采用性能稳定的开关型电源做为辅助电源，当其核心元件开关电汇芯片损坏后，若无同型号或兼容的直接替换型号时，往往需要进行应急处理。本文介绍用FDSM/H/L系列绿色开关电源IC，代换变频空调中常用的VIP12A、TNY264P、NCP1200P100 和TOP232Y四种开关电源芯片的方法。

例1:代换VIP12A(或VIP22A)。由VIP12A组成的海信KFR -26GW/77ZBP型变频空调器开关电源电路如图1所示。刀塔霸业是因雷击鼓致使整机不工作，经检查发现交流延迟熔断保险F1 (3.15A)、 开关电源芯片IC1( VIP12A)、光耦合器IC3(TLP321 )损坏，而市电输入及整流、滤波、电源次级和负载电路正票。由于无VIP12A芯片更换，决定用常见易购的FS-DH321代换，两者引脚功能对应关系如表3。代换后的电路如图2所示，图中打“x"处断开，虚线示处连通，R01(200kΩ )为新增加的元件。

代换方法和步骤如下:(1）吸锡电烙铁烫印线路板上VIP12A各脚，吸除焊锡后取下芯片，将代换芯片FSDH321按原IC引脚一一对应焊在线路板上;(3)断开⑤脚与外电路连线。可用单面刀片将⑤脚连接印刷线路铜箔刻划出的1mm左右的断槽，再取一只200kΩ/0W电阻搭焊在⑤脚与+300V(P)直流电源间;(4)断开④脚连接线，使④脚悬空;(5）断开①、②脚间连线，将原接④面的VCC输出电源连同滤波电容E1移焊到2脚上;(6）将损坏的光耦合器IC3拆除并换新后，将IC3 4脚再断开再移焊到③脚上。将③脚与IC3 3脚断开，C21仍接③脚，并将IC3③脚与地（热地）相连;(7)用T3.15A延迟保险更换熔断的F1，至此，代换改线工作全部完成。

仔细检查修改的电路，确认无误后便可通电试验。分两步:
一是空载试验，将开关电源+15V、+12V输出插头拔下，断开负载，通电运行一段时间后，测FSDH321及其他元件温升，如温升过高，证明FS-DH321的功率低了，可用功率稍高些的FS-DL0165RN、FSDL0165RL或功率更大些的芯片(0265RN/RL)更换。然后测输出电压，一般偏差在t0.5%均属正常。若偏差过大，应检查稳压电路元件，如光耦合器IC3、稳压器IC4(TL431)、分压取样电阻R8、R9及软启动电容E5等，以排除故障。
二是负载运行，同样是测芯片温升和输出电压，如运行一段时间工 作稳定，表明代换成功。
需要说明的是，开关电源芯片的代换不一定采用FSDM/H/L系列IC，最好是同型号或可直接代换的芯片(如VIP22A可直接代换VIP12A)，然后才能采用功能相同、封装相同、性能(功率、电流、开关频率等)相近的芯片代换。在通电进行空载试验时，如果某组输出电压偏高，可先检查该组电源有无假负载，一般阻值在100Ω~1kΩ之间(图1的+12V、+15V各接有一只1kΩ假负载R3、R4，图中未画出)，若无假负载电阻，输出电压偏高不是故障，接上负载电路输出电压应会恢复正常。

由TOP232Y组成的海信KFR -3066W/BP(KFR-3216GW/BP )系列变频空调开关电源电路如图7所示。TOP232Y是美国POWER公司的第三代TOPSWITCH-FX系列开关电源集成电路，它采用7脚单列直插式TO-220-7B塑料封装，但只有5个引出脚:①脚C为控制端，输入开关变压器次级输出电压变化的反馈信号。R38、C35 组成稳压控制环路的补偿网络，C35兼作旁路电容;③脚M为多功能设置端，主要有6种功能:(1)线路过压(OV )保护;(2)线路欠压(UV )保护;(3)利用线路电压反馈来降低占空比Dmax;(4)从外部设定芯片的极限电流;(5 )遥控操作(亦称远程通/断);(6)外同步。R36 用于设定欠压保护值，当R36取2MΩ时线路电压欠压保护值为AC100V，当R36取3.9MΩ时欠压保护值为195V;④脚s为内部功率开关管MOSFET的源极，接地;⑤脚F为开关频率选择端，当F接S(地)端地，开关电源振荡频率f=130kHz，当F接C端时，选择半频方式(f=130kHz/2=65kHz)，若将F.M.S三端接在一起，芯片工作于第二代TOP开关电源芯片模式(如TOP22X系列);⑦脚D为内部MOSFET管漏极。
TOP232Y内部电路有高压电流源、软启动电路(10ms)、 基准电压源、频率抖动振荡器、700VMOSFET开关管、超/欠压保护、过热(135°C )保护过流保护等电路。该空调故障是整机不工作，测得辅助电源+12V、+5V等均无输出，说明开关电源未工作。检查发现TOP232Y④、⑦脚间直流电阻仅为0.7Ω(正常值为无穷大)，说明内置MOSFET管击穿。进一步检查为 D07(UF4005)引脚开焊，使反峰压吸收网络失效，在开关管由导通变为截止时，+300V与T01初级绕组形成的自感电动势叠加后，造成MOSFET管D、S极击穿。焊好脱焊的引脚，因无可直接代换TOP232Y的TOP232Y、TOP242Y、TOP233Y TOP234Y等芯片，于是用FSDH321开关电源IC间接代换。

由于FSDH321采用8DIP双列直插式封装，不能直接焊到该机线路板上。于是采用代换操作，如图8所示:(1)将R38取下(或两端断开)，IC01③脚与①脚断开后改接地，①脚连同C40接到IC01④脚，并断开IC01④脚与R37的连接;(2)将⑤脚与地端断开后，连接到C35正极和R37上作为vCC电源;(3)断开③脚与R36连线，用一只200k/0.5W电阻接到③脚与+300V直流电源间(或将R36 改成200k/0.5W电阻);(4)FSDH321④脚悬空不用，再将其①、②、③、⑤、⑥~⑧脚对应焊接到线路板.上TOP232Y的④、⑤、①、③和⑦脚上，如表8所示。

由于FSDH321采用双列直插式封装结构，各引出脚长度有限，无法直接焊接到线路板上的TOP232Y引脚焊盘上。因此，可采用0.5mm左右硬导线加长引线，加长线应尽可能短、直，否则会造成芯片不稳固或引起杂散干扰，还须防止加长引线互碰。