任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术 • 应用案例

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 一、电路分析• 电原理图

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• （二）工作原理• 1 ．整流滤波：市电 220V/50Hz 经二极管 D1 ～ D4 桥式整流、电容 C5 ～ C7 滤波，得到 310V 左右的直流电压，作为开关变换器的电源， VDD=310V 。• 2 ．自激加他激半桥输出电路：主要由 Q1 、 Q2 、 B2 、 B3 等元件组成。• 自激振荡工作过程为：接通电源， C5 、 C6 上的 150V 电压（ VDD 约 300V ， C5C6 分压得 150

V ），经 R5 、 R7 、 R9 、 R10 给开关管 Q1 、 Q2 提供基极偏压。设 Q1 由 R5 、 R7 的偏压而微导通，则推动变压器 B2 的② -④ 绕组感应出极性是②脚正、④脚负的电压，于是① -② 绕组感应出①脚正、②脚负电压加到 Q1 的发射极，加速 Q1 的导通。这是一个十分强烈的正反馈过程，Q1 迅速饱和导通。与此同时，③ -⑤ 绕组感应出③脚正、⑤脚负的电压，使 Q2 截止。

•     Q1 饱和导通后， 150V 电压给 B3 -① ② 主绕组充电储能，线圈中的电流和由它产生的磁感应强度随时间线性增加。但当磁感应强度增大到饱和点 Bm 时，电感量迅速减小， Q1 的集电极电流急剧增加，增加的速率远大于其基极电流的增加， Vce 升高，于是 Q1 退出饱和进入放大区，推动变压器 B2 的② -④ 、① -② 、③ -⑤ 绕组感应电压将反向。这又是一个强烈的正反馈过程，结果是 Q1 截止、 Q2 饱和导通。此后，这种过程重复进行而形成振荡。

• 他激振荡：自激振荡过程中， B3 的次级输出电压经 D9 、 D6 半波整流、 C19 滤波，提供 PWM控制电路芯片 TL494 所需的 +20V 工作电源。 TL494 开始工作，由 Q3 、 Q4 输出相位差为 180°的 PWM 脉冲，经 B2 -⑥ ⑦ 、⑦ -⑧ 绕组感应至① -② 或③ -⑤ 绕组。于是 Q1 、 Q2 便由自激转为在他激 PWM 脉冲驱动下轮流导通。 B3 的次级⑨ -⑦ 、⑨ -⑧ 绕组输出电压经 D15 全波整流、 C21 滤波得到 +44V 电压给蓄电池充电。

• D6 、 D7 是两只钳位二极管 . 保护开关管 Q1 、 Q2 。泄放 B3 初级的反激能量和漏感储能，消除反峰电压。当 Q1 由导通变为截止而 Q2 又尚未导通时， D7 导通，把反激能量再生给 C6 充电；当Q2 由导通变为截止而 Q1 又尚未导通时， D6 导通，把反激能量再生给 C5 充电。这样，一方面消除了反峰电压，另一方面因反激能量回送电源从而提高了电源的效率。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 3. 　开关管及脉冲驱动电路。 PWM 控制以 TL494 为核心组成。 C12 、 R19与内部电路形成振荡，当这两只阻容元件参数为图中标志数值时，振荡频率约为 50kHz 。 (13) 脚接 +5V ，脉冲输出方式被设置为推挽输出。⑧、 (11)脚输出的推挽调宽脉冲，经 Q3 、 Q4 驱动电路放大后送半桥输出级，控制 Q

1 、 Q2 轮流导通。• 脉冲 PWM 占空比控制电路。 R20 、 R24 分压值设定死区控制端④脚的电位，限定最大导通占空比小于 45％。 C18 是缓启动电容，接通电源后， C18 两端电压为零，④脚的电位近似为 +5V ，输出脉冲占空比为零。随着 C18 的充电，④脚电压逐渐降低，导通占空比逐渐增大，输出电压逐渐受控。• 4. 输出电压、电流控制： R26 和 R27 是电压负反馈取样电阻， R26 与 R27分压，对输出电压进行取样，加到 TL494 的①脚进行电压控制。 R3 是电流取样电阻，取样电压经 R13 加到 TL494 的 (15) 脚进行电流控制，电流控制的实质也是控制输出电压。• 　输出电压开路输出电压为 44V ，改变 R26 或 R27可校准此值。夏天电压应比 44V低 1V ，如果是胶体电池电压还要低，否则可能会将电瓶充鼓包。• 输出电流短路时输出电流为 1.8A ，改变 R13可校准此值。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 5. 开关管的推挽驱动：由 Q3 、 Q4 、 B2 等元件组成。是一种典型的变压器推挽式功率放大电路。 D11 、 D14 的作用与 D6 、 D7 相似，保护 Q3 、 Q4 ，把 B2 初级的反激能量回送电源。• 6. 充电状态指示电路。主要由运放 LM358 、 LED1 、 LED2 等元件组成。当充电电流较大时，电流取样电阻 R3 上端电压大大低于地电位， LM358 的②脚电位低于③脚电位，①脚输出高电平，电池充电指示灯 LED1 点亮；当充电电流较小 ( 小于 200mA) 时， +5V 经 R36 、

R30 、 R3 分压， R3 上端电压略高于地电位， LM358② 脚电位高于③脚，①脚输出低电平，电池充电指示灯 LEDl熄灭，⑦脚输出高电平 . 在充满后指示灯 LED2 点亮。充电过程中的某一期间存在 LEDl 、LED2 同时点亮的过渡状态。

• 状态指示调试：当充电电流为 200mA 时，蓄电池充满指示灯 LED2应开始点亮。改变 R30可校准该状态。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• （三）故障检修

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 【知识链接】• （一）开关电源• 开关电源类型 • 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（ PWM ）控制 IC 和 MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。• 现代开关电源有两种：一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。电动车充电器的电路是一种直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压（精电）。直流开关电源的核心是 DC/D

C 转换器。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 开关电源构成• 开关电源由主电路、 控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。• （ 1 ）主电路• 冲击电流限幅：限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。• 输入滤波器：其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。• 整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。• 逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。• 输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。• （ 2 ）控制电路• 一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。• （ 3 ）检测电路• 提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。• （ 4 ）辅助电源• 实现电源的软件（远程）启动，为保护电路和控制电路（ PWM 等芯片）工作供电。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 3. 开关电源的维修• （ 1 ）修理开关电源时，首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路， • 如电源整流桥堆，开关管，高频大功率整流管；抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断。再检测各输出电压端口电阻是否异常，上述部件如有损坏则需更换。• （ 2 ）要重点检测电源部分滤波电容两端电压是否为 310VDC 左右，如有 310VDC 左右电压，说明整流滤波电路正常。• （ 3 ）要检测开关管驱动电路和脉宽调制组件（ PWM ）是否正常。可以单独给 PWM 模块供电，用示波器观测输出端 V0 的波形是否为有序的窄脉冲信号。如 TL494 CT 端为锯齿波， FA5310 其 CT 端为三角波。有许多开关电源采用 UC38××系列 8 脚 PWM 组件• （ 4 ）查阅相关资料，熟悉电路关键点和 PWM 模块每个脚的功能及其模块正常工作参考值。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 三段式充电原理• 近几年，电动车普遍使用了所谓三段式充电器，第一个阶段叫恒流阶段，第二个阶段叫恒压阶段，第三个阶段叫涓流阶段。• （ 1 ）恒流充电阶段，充电器充电电流保持恒定，充入电量快速增加，电池电压逐渐上升 . （ 2 ）恒压充电阶段，充电器充电电压保持恒定，充入电量继续增加，电池电压缓慢上升，充电电流下降，蓄电池充满时，充电电流下降到低于浮充转换电流，充电器电压降到浮充电压，• （ 3 ）涓电流充电阶段（也称浮充），充电器电压保持浮充电压，对电池涓电流低恒压充电，只至将蓄电池电量充足。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 1.恒流阶段• 如图 4-1-2 ， 220V交流电经整流、滤波得到 300V 左右直流电。此电压给 C7 充电，经常 C5 、 C6 分压提供给 B1 的绕组和 Q1Q2 偏置电阻，产生反馈振荡，使 Q1 ， Q2轮流导通。 B3低压供电绕组产生电压，经 D9,D6 整流， C9 滤波，给 TL494 、 HA17

358 等供电，充电器此时输出电压较低。 TL494启动后，其 8 脚， 11 脚轮流输出脉冲，推动 Q3Q4 ，经 B1 绕组激励 Q1,Q2 。使 Q1,Q2, 由自激状态转入受控状态。 B3 输出绕组电压上升，此电压经 R26,R27 分压后反馈给 TL494 的 1 脚（电压反馈）使输出电压稳定在 41.2V 上。 R3 是电流取样电阻，充电时 R3 产生压降。此电压经 R13 反馈给TL494 的 15 脚（电流反馈）使充电电流恒定在 1.8A 左右。

• 2.恒压阶段• 充电电流在 R3 上产生压降，经 R30 到达 HA17358 的 2 脚。使 1 脚输出高电压点亮充电红灯，同时 7 脚输出低电压，浮充黄灯熄灭。充电器进入恒流充电阶段。充电使电瓶电压逐步上升， D16阳极的低电平经 R27 、 R26 使 TL494 的 1 脚低电平，这将导致充电器输出。当电池电压上升一定值时，进入恒压阶段。• 3.涓电流阶段• 恒压阶段充电，蓄电池两端电压逐步上升，经 R3 、 R13 使使 TL494 的 15 脚电位升高，充电电流下降，当充电电流降低到 0.3A—0.4A 时， HA17358 的 2 脚电压降低， 1 脚输出高电压，充电红灯熄灭。同时 7 脚输出高电压，浮充黄灯点亮。而且 D16阳极的电压上升，使 TL494 的 1 脚电压上升，这将导致充电器输出电压降低到一定数值，充电器进入浮充。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 维修实例• 实例一：快达 DZ-2-48型智能全自动充电器• 【故障现象 1】• 无充电电压输出，连空载时也无输出。• 【故障维修】• 此故障的检修重点在电源输入和变换部分。首先测 C12 上有无 310V直流电压，如有，多数为 V3 、 V4 变换部分未起振。若用数字万用表测 V3 、 V4 基极对发射极之间应有 -0.3V 左右的电压，否则未起振。此时，应查 T1 的 N1 、 N2 及偏置电路元件有无虚焊、脱焊、失效等；若已起振，则为 T1 的 N3 、 T2 的 N1 、 C9 回路开路。• 若无 310V 电压、且 FUl熔断，多数为 V3 、 V4 、 C12 或 D13-D16之一短路。而 FV1 未熔断，多为电源回路的 L1 、 D13-D16 开路。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 【故障现象 2】• 充电无电压 ( 或很低 ) ，但空载有电压输出。• 【故障维修】 • 此现象表明电源输入和变换部分正常，故障在他激部分。此时测 C5有无 20V 电压，若无是 D10 、

D9 及 N2 、 N3 回路不通，或 D10 、 D9之一短路。如有 20V 电压，可能为 IC1不良不起振；过流、过压取样电路失去取样电压； C3 漏电严重等导致他激脉冲很窄甚至无他激脉冲。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 实例二： CD-L-36型电动自行车电池充电器• 【故障现象 1】• 无充电电压输出。• 【故障检修】• 首先查 C3 上有无 310V 直流电压，若无且 BX 未熔断，多数是电源电路 (如 L 、 D1 ～ D4 、 RT 等 )有开路故障。而 BX熔断，可能为电源电路有短路情况或 V1击穿所致。• 如果有 310V 电压，故障原因就较多，如 IC1 未起振等．应查 IC1 的工作状态。先查 IC1⑦ 脚有无 20V 左右的电压、⑧脚有无 5V 基准电压；然后查其余各脚在空载情况下的电压，正常时③脚为 0V 、④脚为 2V 、⑥脚为 0.5V 。而②、①脚受控于 IC2④ 脚电压，在空载时②脚为 3.8V 、①脚为 1V 左右。若上述相符．则 IC1 等基本正常。应查

T 次级 N3 、 D7有无开路等。

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 【故障现象 2】• 电池长时间充不满。• 【故障检修】• 此时两个指示灯之一亮，应查电池本身及输出插头接触是否良好。若指示灯部不亮，而输出电压较低，可能是 IC1 工作不正常或 V1不良，可在空载情况下测 IC1各脚电压，若正常查输出部分。如 R26虚焊

(似通非通 ) ，使 V5取样电压时高时低， IC2① 、②脚电压时高时低．此时脉宽也时宽时窄，导致输出电流不恒定，因而电池久充不满。• 【故障现象 3】• 充电器吱吱叫，发热，充电电压不足• 【故障检修】• 通电测量大电容电压，只要低于 300V ，一般电容失效，更换即可 .

任务 1 模拟电路电子产品整机维修技术• 三 .扩展案例