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PAC模塊式開(kāi)關(guān)電源（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PAC模塊電源）是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的新型電子部件，目前廣泛應用于程控交換機和微波通信設備中。滿(mǎn)足了通信設備中各種數字電路和模擬電路對于二次電源的各種技術(shù)要求。 由于大多數PAC模塊電源生產(chǎn)廠(chǎng)家在設計制作時(shí)，就將其視為一次性使用部件，一旦出現問(wèn)題，則整體報廢，根本不考慮對其維修的可能性。在電路裝配中，許多廠(chǎng)家將元件裝在印板上后先進(jìn)行調試，調試合格后放入具有散熱和屏蔽雙重作用的銅盒內，再用導熱硅橡膠將全部電路澆濤為一個(gè)整體。所以，PAC模塊電源如有損壞，修復是十分困難的。本文擬就單端驅動(dòng)PAC模塊電源的原理和維修作一些初步探討。 一、PAC模塊電源的工作原理 筆者對數十只PAC模塊電源的實(shí)際電路進(jìn)行剖析后考察發(fā)現，PAC模塊電源大致有兩種基本工作方式：一種是脈沖寬度調制（PWM）驅動(dòng)開(kāi)關(guān)電源，其特點(diǎn)是固定開(kāi)關(guān)脈沖的頻率，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)調節占空比；另一種是脈沖頻率調制（PFM）驅動(dòng)開(kāi)關(guān)電源，其特點(diǎn)是固定開(kāi)關(guān)脈沖寬度，利用改變開(kāi)關(guān)脈沖頻率的方法來(lái)調節占空比。雖然兩者的工作原理稍有不同，但作用和效果都是一樣的，均可達到穩壓的目的。除極少數產(chǎn)品 外，PAC模塊電源幾乎都采用PWM控制方式。 環(huán)形高頻開(kāi)關(guān)變壓器或者EFD形開(kāi)關(guān)變壓器有兩種用途： （1）利用初、次級的不同匝數比，可使次組回路取得不同電壓； （2）使初、次級直流通路做到完全隔離。開(kāi)關(guān)管Q基本上都采用高頻功率場(chǎng)效應管，驅動(dòng)芯片IC，除根據負載大小和輸入電壓高低輸出能相應地控制功率場(chǎng)效應管柵極的調寬波外，還具有過(guò)流檢測、過(guò)壓檢測、軟啟動(dòng)等功能。 IC的輔助功能視其型號不同而有所差異。48V輸入電壓經(jīng)由 T的初級由場(chǎng)效應管 Q斬波和高頻開(kāi)關(guān)變壓器次級降壓得到高頻矩形電壓，經(jīng)肖特基二極管D整流后，再經(jīng)C2濾波，輸出需要的直流電壓。IC又稱(chēng)為調寬波發(fā)生器，它是模塊電源的核心，它將光耦送來(lái)的反饋信號與芯片內部的基準信號比較分析后，輸出寬度可調但頻率為定值的PWM脈沖到場(chǎng)效應管柵極，以便調節和穩定輸出電壓。例如，由于某種原因使輸出電壓升高時(shí)，IC就減少驅動(dòng)脈沖的占空比，使得斬波后的平均電壓下降，導致輸出電壓下降，反之亦然。C1為定時(shí)電容，用以控制IC7腳鋸齒波波形。 二、PAC模塊電源修理探討 對PAC模塊電源進(jìn)行元件級修理，是一項細致而又慎密的工作，不能有半點(diǎn)馬虎和懈怠。 首先，應對所修模塊電源有一個(gè)總體的理性認識，了解所檢修的電路應用的IC 型號、組成形式以及大致方框圖。對重點(diǎn)懷疑的局部電路，應該根據實(shí)際印板電路將其核心電路繪出，尤其是對雙面印制板電路，測繪電路一定要認真仔細，否則會(huì )對下一步分析故障帶來(lái)麻煩。有條件的用戶(hù)，也可將整個(gè)PAC模塊電源印制板上較大元件暫時(shí)拆除后，將印制板用掃描儀輸入電腦，借助PHOTOSHOP圖形編輯軟件進(jìn)行電路分析，可收到事半功倍的效果。 在修理實(shí)踐中，應注意下列幾個(gè)問(wèn)題： （1）PAC模塊電源大都采用導熱硅橡膠固封，在修理時(shí)，不可避免地要對導熱硅橡膠實(shí)施剝離。鑒于膠體在模塊中固定元件、導熱、防止元件氧化和漏電的獨特用途，因此，我們不必對全部電路所覆蓋的肢體進(jìn)行整體剝離，只要將所懷疑的局部電路上覆蓋的膠體剝離即可，以盡量使修復后的模塊保持原有的技術(shù)指標。 導熱硅橡膠分透明和非透明兩種。在剝離非透明膠體時(shí)，由于看不到膠體所掩蓋的元件，極易傷及片狀元件表面。而任何輕微的表面劃痕都將導致片狀電容、電阻損壞，所以操作要十分仔細小心。筆者在修理幾塊PAC模塊電源時(shí)，就發(fā)現因前修理者在剝離PAC模塊電源導熱硅橡膠時(shí)不慎將印板中的元件多處劃掉劃碎，而使那些模塊真正成了一次性使用部件。 （2）PAC模塊電源的核心元件IC型號有許多種，單端驅動(dòng)的常見(jiàn)IC主要有：UC38 42、UC3845、TEA2018、pPC1094，IC的封裝形式常見(jiàn)為DIP型和LCC型。在單端驅動(dòng)的 PAC模塊電源中，也有利用雙端驅動(dòng)芯片組成單端驅動(dòng)形式作為電路配置的。驅動(dòng)芯片 IC各腳功能及極限參數大多可在有關(guān)技術(shù)資料中查閱到，在此不作贅述。 修理時(shí)如遇到不熟識或擦去字標的IC時(shí)（在維修進(jìn)口設備PAC模塊電源時(shí)經(jīng)常遇到），切勿畏難急躁，應冷靜分析并配合先進(jìn)的儀器檢測手段，找出驅動(dòng)芯片的電源腳、反饋腳、PWM輸出腳、定時(shí)腳（頻率設定腳）、基準電壓腳、保護功能輸人腳和狀態(tài)轉換腳等功能腳，并仔細核查、分析IC相關(guān)元件的工作情況，修理工作一般都能奏效。維修實(shí)踐表明，PAC模塊電源發(fā)生故障，IC損壞率很小，大多是外圍元件或功率元件出問(wèn)題。鑒于此，沒(méi)有十分把握，輕易不要拆卸IC芯片，以免人為將故障擴大化。 （3）同一型號的IC用于不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的PAC模塊電源時(shí)，電路配置大都是不一樣的。同類(lèi)PAC模塊電源出現相同故障現象而故障源可能大相徑庭。例如：在用UC3845芯片裝配的模塊電源中，輸入IC②腳的反饋信號可以取自IC電源供給①腳，也可通過(guò)光耦VD將高頻開(kāi)關(guān)變壓器次級輸出電壓送入IC②腳。因此，在發(fā)生輸出電壓不穩定故障時(shí)，判斷故障源的思路是不一樣的。同理，IC過(guò)流檢測③腳可以通過(guò)一電阻接到開(kāi)關(guān)電源場(chǎng)效應管源極電流取樣電阻上，實(shí)現模塊電源單一功能的電流保護，又可利用 “非”門(mén)運算放大器芯片設立一組采樣放大電路，將IC③腳接入采樣放大器的“或” 門(mén)輸出端，以實(shí)現過(guò)流、過(guò)壓、超溫升報警保護功能。所以，在實(shí)施對整個(gè)電路檢測和故障分析以前，應注意各元件的分布、IC各關(guān)鍵引腳信號的走向，切實(shí)掌握電路的實(shí)際配置情況。 （4）電源模塊中的功率器件散熱問(wèn)題不可忽視。如功率場(chǎng)效應管、TO－220封裝的肖持基二極管在模塊電源電路中的物理位置都是通過(guò)熱耦合硅脂和具有屏蔽和散熱雙重功能的外殼緊密接觸來(lái)散熱的。 上述元件損壞換裝時(shí)，要嚴格按原方位裝人，在整個(gè)PAC模塊電源板修復后裝人外殼的過(guò)程中，一定要反復核查器件工作時(shí)熱傳導途徑有無(wú)阻礙，盡量做到萬(wàn)元一失。此步驟如稍有疏忽，必將埋下后患，以致PAC模塊電 源修復后在使用過(guò)程中屢屢發(fā)生所更換的元件損壞，使模塊出現故障。 三、PAC模塊電源故障檢修實(shí)例 ［例 1］故障現象南韓 SB－100PAC模塊電源無(wú)電壓輸出。 分析與檢修查模塊保險絲完好完損。分解模塊銅金后，發(fā)規模塊同電路空間全部用灰色硅橡膠填滿(mǎn)，無(wú)法觀(guān)察電路全部配置。用鋼鋸條制作幾把適用剔刀，沿元件面將膠體仔細剔除。全部膠體剔除后，模塊電源的元件配置全部顯現出來(lái)。主要核心元件為一塊LCC封裝無(wú)字標IC，該IC頂部為一鍍金鋼片錢(qián)裝，十分精致。經(jīng)考證確認此芯片應為PWM開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生器。加48V電壓后，查無(wú)字標IC16根引腳都無(wú)電壓，明顯異常。為便于分析，循印板而將其局部電路畫(huà)出。 IC②腳為電源腳，③腳和②腳為PWM驅動(dòng)脈沖輸出腳。至此查找故障，已變得有跡可尋。查IC③腳電壓為零，查R2兩端電壓為48V，再查，發(fā)現R2開(kāi)路。將R2置換新件后，R2兩端電壓仍為48V。查C1和D1無(wú)問(wèn)題。在路測試IC＠腳對地正反向電阻為12 Ω（用500型RΩ×1Ω量程），確認IC損壞。通常情況下，PAC模塊電源中無(wú)字標主控芯片損壞后，該模塊電源的修復是十分困難的。但筆者在對照印板電路實(shí)際測繪局部圖紙時(shí)，發(fā)現此無(wú)字標IC各功能腳排列似乎和常見(jiàn)的DIP－16封裝形式的TL494脈寬控制芯片務(wù)功能腳排列順序相仿，立即查找TL494資料，發(fā)現與猜測完全相同。于是，在PAC模塊電源屏蔽盒內選一合適空間，用膠將TL494芯片字標面和屏蔽盒框固定后，用細軟線(xiàn)將TL494各功能腳和原芯片各功能腳相應焊盤(pán)加接后，加48V電壓，PAC模塊電源工作一切正常。 修復后的PAC模塊電源，由于元件內部空間剔除了導熱硅橡膠，模塊電源整體熱阻指標可能有所下降，但實(shí)踐證明，原指標設計有余量，修復后即使不再填充導熱膠體的PAC模塊電源也可以長(cháng)時(shí)間正常工作。 ［例 2］故障現象 BM－2078PAC模塊電源時(shí)而輸出正常，時(shí)而無(wú)輸出，時(shí)而有輸出但不穩壓。 分析與檢修該PAC模塊電源富內系透明膠體封裝，在將底部盒蓋取下后，可直接觀(guān)察電路內共有2塊芯片。芯片頂部字標全部打磨掉。其中一塊為DIP一出封裝，另一塊為8腳貼片封裝。從電路配置情況看，DIP－16封裝芯片肯定是PWM脈沖驅動(dòng)IC，另一塊IC可能為放大器，起各類(lèi)反饋和保護信號放大等作用。 利用模塊有時(shí)可正常工作的有利時(shí)機，測試其正常工作時(shí)主控芯片各腳波形，發(fā)現芯片⑿腳為PWM調寬波輸出腳，⑦腳為鋸齒波形成腳，又稱(chēng)電容定時(shí)腳。正常工作時(shí)，實(shí)測頻率約為120kHZ。守候至PAC模塊電源輸出異常時(shí)，立即用雙蹤示波器同時(shí)觀(guān)察⑿腳PWM輸出波形和⑦腳走時(shí)鋸齒波形，發(fā)現⑿腳PWM波形占空比無(wú)規律地發(fā)生大幅度變化的同時(shí)，⑦腳鋸齒波的周期和幅值也相應發(fā)生變化。根據因果關(guān)系確認芯片的PWM驅動(dòng)⑿腳輸出不正常，是源于⑦腳產(chǎn)生的鋸齒波就已失常。將⑦腳的片狀電容C 拆下，測量?jì)啥撕翢o(wú)漏電�？紤]可能在拆焊過(guò)程中，由于格鐵頭加熱效應而將故障掩蓋，用電容表測其電容值約1089pF，干脆將1只普通小型1000pF電容焊人原C位置，加電后，PAC模塊電源工作恢復正常。 順便提及一點(diǎn)，此例故障，如不借助于雙蹤示波器檢測，排除起來(lái)是相當費時(shí)費力的。 ［例 3］故障現象北京積慧 PAC模塊電源由于一次電源48V異常升高，導致正常工作中的模塊電源輸入端2A熔絲燒斷。之后用一支5A熔絲接入后加電，只聽(tīng)模塊盒內 “啪”一聲響，熔絲再次燒斷。 分析與檢修將模塊電源屏蔽銅盒拆開(kāi)后，富內電路無(wú)導熱硅橡膠填充，給檢修帶來(lái)很大方便。只見(jiàn)功率場(chǎng)效應管本身已炸裂，置換新件后，模塊電源仍無(wú)法工作。細查模塊內主控芯片UC3845電源腳電壓值僅為2.5V，其它腳電壓值都為零，在細致檢查 UC3845芯片外圍元件無(wú)問(wèn)題后，將UC3845換新后，模塊電源工作正常。 |
