这是一个损坏后拆下来的工业液晶显示器的12V 50W电源。
外观。右边是交流输入,左边是直流输出:
转一下,可以看到烧毁的线圈:
电路板焊接面,低压部分有锡桥增加过流能力:
贴在高压滤波电解电容上的标签。100-240v输入,12v4.2A输出,生产日期是2005年6月:
电源的交流输入部分,有滤波电感和安规电容:
中间是固定在散热片上的开关管。这个开关管有4只引脚,应该是个IC,不是简单的三极管,没看清型号:
低压部分的431基准电压,旁边有个TO220封装的三脚器件,开始以为是个三端稳压IC,结果发现是另外一个东西,下面再看:
给那个三脚大功率器件来个特写。原来是个BT151可控硅 ,这里用个可控硅是起什么作用呢?做电路保护?欢迎大家探讨:
好了,来看看肉眼可见的损坏的部件。这个直流输出部分的电感线圈应该是滤波或者储能的,严重烧毁,油漆都烧掉了,露出里面的铜:
电感线圈旁边的滤波电解电容也鼓了,可能是被线圈的高温烤坏的:
不知道是网络太慢了还是服务器的问题,上传了N次,花费一个多小时也总是失败,杯具啊。
线圈背后的电路板已经被烧糊,铜箔已经脱离电路板翘起,焊锡都烧化了:
滤波电容旁边有个瓷片电容引脚附近似乎也有烧糊的痕迹:
另外可以注意到,12V输出的两极间并联焊了7个470欧(471)的电阻 ,使得在没有负载的情况下也会有60多欧的人为假负载,大概是为了提高空载的稳定度:
花了一点时间自己测绘了一下这个电源的电路图如下,粗略地画出来,有些阻容被忽略了,有些细节可能也不尽正确:
根据电路图,简单做一点分析:
1. 本电源初级高压部分用一个四脚IC做开关振荡和稳压
2. 输出端并联了7个470欧电阻作为人工负载,以便在电源空载的时候也有一定的负载,输出电压比较稳定。
3. 次级低压部分有一个大功率可控硅BT151来做过压保护,原理是一个12V的稳压管ZD1接在输出端,平时它不导通,R6上基本上没有电压,可控硅的控制极没有电压处于截至状态,不起作用。当由于意外原因输出端的电压超过12V时,稳压管ZD1击穿导通,R6上获得电压送给可控硅的控制极,可控硅导通,电源的输出短路。由于输出短路,电源初级的电流迅速增加使保险丝F1熔断,自动切断电源保护用电设备。
4. 基于上述的过压保护原理,这个电源原来的负载并没有短路,电源电路板上也没有发现短路器件,电感线圈却如此严重烧毁的原因就比较容易理解了。由于某种意外原因,电源的输出超过了12V,于是一系列的反应使稳压管ZD1击穿,可控硅导通,电源输出短路,电流迅速增大。但是由于这个电源设计或者元件选择的缺陷,保护电路没有完全按照设计的意图工作,初级部分的电流虽然急剧增加但是却并没有增加到保险丝(2A)融化限度,所以保险丝安然无恙并未按设计切断电源。但是由于可控硅一旦导通无法在直流电路中自行切断进入死锁状态,所以保险丝没有断开的情况下电源的输出就继续持续短路,强大的电流通过滤波电感L1,使其温度迅速持续升高,油漆烧焦蒸发、焊锡融化、电路板被烧坏、铜箔脱落,直到工作人员发现液晶显示器不工作而切断电源检查,断电后可控硅才会切断,退出短路状态。由于可控硅是接在L1之后L2之前,所以两个滤波电感中一个烧毁,另一个却安然无恙。因为两个滤波电解电容位置离滤波电感L1很近,长时间短路产生的大量热量使这俩电容被烤得鼓胀失效。
可以说这样的保护电路是有相当大的缺陷的,并不可靠,尤其是在元件选择有问题的时候。这个电源的容量是50W,为了适应100-240V的全范围电压,保险丝不能选得太小,2A的保险丝在110V供电的情况下保护电路动作的时候可能会按设计烧断切断电源,但是在220V供电的时候电路的电流小了一倍,短路时可能就不能按设计动作了。
有了这些,修起来也就比较容易了。L1显然是滤波电感,所以电感量的要求并不特别严格,用新漆包线重绕一下就应该可以,换掉烧毁的元件基本就能修复了,另外保险丝换成1A的可能比较好。
[ 此帖被hongo在2010-06-21 08:34重新编辑 ]