V12热敏绘图仪_24V电源电路原理与维修

V12热敏绘图仪_24V电源电路原理与维修 V12 热敏绘图仪 + 24 V 电源电路原理与维修 3 郭宝亮 李群河 刘 旺 ( )华北石油局物探公司 , 河南新乡 453700 摘要 郭宝亮 , 李群河 , 刘旺 . V12 热敏绘图仪 + 24 V 电源电路原理与维修 . 物探装备 , 2009 , 19( 6) : 409,413 V12 热敏绘图仪是地震勘探仪器最常用的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 配置设备之一 ,是野外施工现场重要的质量监控设备 。电源电 路是其故障高发部件 ,却没有带电路图 。结合 V12 热敏绘图仪电源的维修 ,笔者绘制了一份电路图 ,并详尽地阐述 了 V12 热敏绘图仪 + 24V 电源电路工作原理 ,给出一个维修实例 。 关键词 热敏绘图仪 倍压整流/ 桥式整流自动转换技术 脉冲宽度调制控制器 ABSTRACT Guo Baol iang , L i Qunhe and L iu Wang. Theory Introduction a bout the 24 V po wer supply circuit of V12 thermal plotter and its ma intenance. EGP , 2009 , 19( 6) : 409,413 V12 t her mal plo t ter i s o ne of t he mo st co mmo nly used a uxilia r y equip ment s in sei smic explo ratio n , al so it i s o ne of t he impo rta nt qualit y mo nito ring equip ment s in2site . Since t he po wer circuit of v12 plo t ter i s a p a rt esay to be in f ail ure , a nd t he ma nuf act uer never p ro vide t he po wer circuit scheme , so in co mbinatio n wit h ma ny yea r s p ractical maintena nce exp eriences , t he aut ho r of t hi s pap er draw o ut t he circuit scheme . Thi s p aper int ro duce s t he wo r king t heo r y of t hi s circuit in detail and give s a n example fo r t ro uble shoo ting. Key words t her mal plo t t er , auto matic switching technique bet ween voltage2do ubler mo de rectifier a nd f ull2bridge mo de rectifier , p ul se wide mo dulatio n co nt roller ,查出了损坏器 中根据实物绘出了电路原理草图后 2007 年 7 月 我队 在也 门 71 区 块 施 工 的 一 台 件 ,修复了设备 。本文整理出了该电路原理图 ,同时 408 UL 地震仪 V12 热敏绘图仪的 + 24V 电源发生 结合电路图阐述其工作原理 。 故障 ,野外施工现场 无法 对 采集 的资 料 进行 监控 。 ( ) 该电源采用美国优霸 U N IPO W ER公司 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 制 作的开关电源 ,没有提供电路原理图 。该电源电路 1 电路组成 较为复杂 ,工作在高压大电流下 ,相互牵涉 ,不清楚 图 1 所示是我们整理出的 V12 热敏绘图仪电源 原理 ,盲目修理 ,可能会扩大故障 。笔者在检修过程 图 1 V12 热敏绘图仪电源电路组成框图 3 郭宝亮 ,1972 年出生 ,助理工程师 ,1990 年毕业于南京地质学校化探专业 。曾从事地震仪操作工作 ,现在从事地震勘探仪器地面设 备的维护和修理工作 。 ( 电路组成框架 。V12 热敏绘图仪 + 24V 电源 下面 V12 电源与以往 子产品都具有输入电压选择功能 。 ) 产品输入电压选择方法不同 :采用桥式整流/ 倍压整 简称 V12 电源为第三方产品 , 有的产品采用美国 ( ) 宝威 Po wer2o ne公司的 P FC375 - 1024 F 开关电 流自动切换技术 ,输入电压范围宽达 85,265V ,能 够自动适应不同国家和地区的电网 。实现该功能的 源 ,有的采用美国优霸公司的开关电源 ,本文介绍的 V12 电源为后者 。该电源属于自激式脉冲宽度调制 芯片为 S T R83145 。 S T R83145 检测电 网电 压 , 当电 网电 压 等于 或 型开关电源 ,具有过热 、过压 、欠压和过流保护功能 , 低于 141V 时 ,内部的双向可控硅导通 ,自动将整流 其输入电压为交流 87 ,263V ,频率为 4750/ 63 Hz , 器及附属的电容器转换为倍压整流方式 ; 当电网电 主输出电压 + 24V ,输出电流 12A 。另有一组 + 12V , 供内置冷却风扇使用 。图 1 是 V12 电源电路组成 压等于或高于 149V 时 ,内部的双向可控硅关断 ,自 动将整流器及附属的电容器转换为全桥整流方式 , 框图 ,图 2 是其原理图 。图 2 中电阻值缺省单位为 (Ω) (μ) 欧姆 ,电容值缺省单位为微法 F。器件编号 其工作原理如图 3 所示 。 ( )2 . 1 . 1 全桥整流模式 TR IA C 关断是笔者自定义的 。 当 E 处于 正 半周 , a 正 b 负 : a ?D3 ?向电 容 2 电源电路工作原理 C5 、C6 充电 , 电压极性为上正下负 , U AB 峰值电压 2 E ?D2 ?b ;当 E 处于负半周 ,b 正 a 负 : b ?D4 ? 本文仅对 V12 电源主要电路和独有电路的原 向电容 C5 、C6 充电 ,电压极性为上正下负 ,U 峰值 AB 理作 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 述 ,对开关电源常用的电路不再赘述 。 [ 1 ,2 ]电压 2 E ?D1 ?a 。正半周和负半周 AB 两端的峰值 2. 1 桥式整流/ 倍压整流自动切换电路工作原理 电压均为 2 E 。 为适应不同国家和地区电网的要求 ,国际化电 图 3 S TR83145 全桥整流/ 倍压整流模式工作原理 ( )桥式整流方式的两倍 。 2 . 1 . 2 倍压整流模式 T R IA C 导通 2 . 2 脉冲宽度调制控制器电路组成与 DC2DC 变换 当 E 处于 正半 周 , a 正 b 负 : a ?D3 ?向 电 容 器原理C5 充电 ,电压极性为上正下负 ,U 峰值电压 2 E ? AC T R IA C ?b ; 当 E 处于负半周 , a 负 b 正 : b ?T R I2 V12 电源主控芯片 U C3844N 是电流控制型脉 A C ?向电容 C6 充电 ,电压极性为上正下负 , U 峰 CB 冲宽度调制控制器 ,封闭形式为 8 脚双列直插式塑 值电压 2 E ?D1 ?a 。将 C1 两端和 C2 两端的电压 封 。其最 大 输 出 电 流 1 . 5A , 可 以 直 接 驱 动 功 率 MO SF E T 开关管 ,其工作频率最高为 500 k Hz ,具有 叠加 ,在 AB 两端可以获得 2 2 E 峰值电压 ,即全波 电流限制 、过载关闭 、欠压保护功能 。在闩锁模式 下 , U C3844N 还具有过压保护功能 , 通过外部信号 2 . 2 . 1 工作原理综述 ( ) 220V 交流电压经过电磁干扰 EM I抑制电路 、 可以接通和关断输出 。U C3844N 内部电路框图及 [ 3 ] 全桥整流/ 倍压整流滤波后产生约3 0 0 V 的直流电 管脚排列如图 4 所示。 图 4 U C3844N 内部电路框图及管脚排列 等组成了输出电压取样与反馈电路 。当某种原因致 压 。 + 300V 一路加到 Q1 漏极 ,另一路经启动电阻 + 24V 输出电压发生变化时 ,通过光电耦合器中 使 R6 和 L 3 加 到 电 容 C12 和 U 5 的 供 电 端 ?脚 , 向 的发光二极管的电流也会发生变化 ,发光强度随之 C12 充电 。当 C12 的端电压达到 U 5 内 U VL O 比 较器的开 启 电 压 16V 后 , U 5 开 始 工 作 。U 5 启 动 变化 ,导致光电耦合器中光敏三极管导通程度发生 变化 ,U 5 的 ?脚电压随之变化 。U 5 的 ?脚电压的 后 ,内部振荡器工作 。振荡器输出信号经内部电路 变化与 U 5 内部基准电压比较 ,产生控制电压来调 处理后由 ?脚输出峰2峰值与 U 5 工作电压接近的 整脉冲宽度从而达到稳压的目的 。 方波脉冲 ,经 R9 和 R11 分压后加至功率 MO S F E T 管 Q2 栅极 ,使其导通 ; 同时 ,该方波脉冲经 R10 的 2 . 2 . 3 保护电路原理 U C3844N 关闭输出的方法有两种 :将 ?脚抬高 C13 加到晶体三极管 Q4 的基极使 Q4 导通 ,变压器 到 1V 以上 ;将 ?脚的电位拉到地电平之上 、两个二 T3 的次级感应出一个方波脉冲 ,通过 D4 、R7 加到 极管压降之下 。上述两种方法都会导致 U C3844N Q1 栅极使 Q1 也导通 。于是 , + 300V 经 Q1 、T1 的 ( 内部的脉冲宽度调制比较器输出高电平 见图 4 所 初级绕组和 Q2 对热地形成通路 。电流突变 ,在 T1 ) 示。脉冲宽度调制闩锁触发器复位 ,其输出保持低 电平直到 ?脚或 ?脚的关闭条件解除后的下一个脉 初级绕组产生下正上负的感应电压 , 同时 T1 各次 [ 3 ] 冲周期。V12 电 源 过流 保护 采 用 的 是 第 一 种 方 级绕组也会产生感应电压 。在 Q1 、Q2 关断时 , T1 的 法 ,欠压保护 、过压保护和功率器件过热保护采用的 辅助电源绕组产生的感应电压经 D8 整流 、L3 和 C12 是第二种方法 。 滤波后为 U5 供电 。在 U5 的 ?脚的方波脉冲流持续 2 . 2 . 3 . 1 过流保护电路工作原理不断地驱动下 ,Q1 、Q2 交替导通和关断 : 导通时 , T1 V12 电源的过 流保 护 电路 由接 在 开 关 变 压 器储能 ;关断时 , T1 释放储能 。这时 , T1 另外两个次级 T1 初级绕组和开关管 Q2 漏极回路中的电流互感 绕组也会有感应电压存在 。它们中的一组由低压降 器 T2 、高 频 整流 二极 管 D5 、R12 、R3 、电 容 C16 和 的共阴极肖特基二极管 MU R3020 P T 整流 ,相应的 U 5 内部过流检测比较器组成 。当 T1 初级绕组有 L 、C 滤波后得到 + 24V 电源 ; 另一组由高频二极管 交变电流时 , 在其次级感应产生的电压信号经 D4 D6 、D7 整流 ,L3 、C13 滤波后 ,获得 + 12V 电源 。 整流 、R12 和 R13 分压 、C16 滤波送到 U 5 内部电流 2 . 2 . 2 开关电源的稳压过程 检测比较器的同相输入端 ?脚 。当电源负载或次级 接在 + 24V 输 出端 的 电阻 R29 , R34 、精 密 稳 元器件出现过流性故障时 ,馈送到电流检测比较器 ( ) ( ) 压器 U 6 TL 431 与 光 电 耦 合 器 U 4 CN Y17 F 和 ( ) U 5 U C3844N内部的误差放大器 、脉宽调制控制器 的电压信号超过了门限电平 1V ,电流检测比较器翻 控制两只 MO SF E T 开关管同时导通 。V12 电源的 ,一个初级绕组 ,一个次级 驱动变压器只有两个绕组 转 ,其输出由低电平变为高电平 , R S 触发器复位 , Q 端输出变为“1”,或门封死 , U C3844N 输出级关闭 ,绕组 ,同时驱动两只 MO S F E T 开关管 ,增加了电路 开关管被关断 ,从而限制了过流 。复杂程度 ; () 2 . 2 . 3 . 2 输出电压过压保护电路与欠压保护电路 2经典电路过流检测电路是在 MO SF E T 开 工作原理 关管源极与地间串接一只取样电阻 ,当电流流过开 V12 电源输出电压过压保护电路由稳压二极管关变压器初级绕组时取样电阻会产生一个压降送到 D12 、电阻 R26 、光电耦合器 U 3 和 U 5 内的脉冲宽 U C3844N ?脚 。V12 电源比经典电 路多 用 了一 只 度调制闩锁触发器等组成 。稳压二极管 D12 的阴 电流互感器 ,属于间接取样 ,其优点是可以获得更低 极接在 + 24V 电压输出端 。当 + 24V 电压超过 30V的主回路直流电阻 ; (D12 齐纳击穿电压 28V + U 3 内部 L ED 正向压降 () 3经典电路只有过流保护功能 。V12 电源保 ) 约 2V时 ,U 3 内部 L ED 发光 ,其内部光电三极管导 护功能完善 ,除了过流保护功能外 ,还具有输出过压 ( ) 通 ,将 U 5 U C3844N ?脚电位拉到 0 . 5V 左右 ,导 保护 、输出欠压保护和功率器件过热保护功能 。 致 U C3844N 内部脉冲宽度调制闩锁触 发器 复位 , 分析我们绘出的 V12 电源电路原理草图后 ,笔 关断输出 ,电源的所有输出电压变为 0 ,达到保护负 者将故障范围锁定在 U 5 ?脚至 MO SF E T 开关管 载的功效 。 Q1 和 Q2 的栅极之间 。检查发现 MO SF E T 开关管 V12 电源输出电压欠压保护电路由稳压二极管Q1 的驱动电路中的晶体三极管 Q4 损坏 。用一只 D13 、电阻 R28 、光电耦合器 U 2 和 U 5 内的脉冲宽 参数相近的三极管替换后 ,电源恢复正常 。 度调制闩锁触发器等组成 。电路的门限为 20V ,其 工作原理与过压保护电路相同 ,这里不再赘述 。4 结束语 开关电源性能好 、功能完善 、效率高 。然而 ,开 3 维修实例 关电源的这些优点是以增加电路复杂性换得的 。复 2007 年 7 月在也门 71 区块施工的一台 408 UL 杂的电路 、器件数量的增多无疑增加了部件发生故 地震仪 V12 热敏绘图仪损坏 : 无法打印监视 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 。 ,部件供应商不提供电 障的几率和排除故障的难度 确认 V12 电源发生故障 。 路图使开关电源器件维修的难度增加 。电源部件好 拆下 V12 电源 ,打开电源盒 ,静态目视检查 ,未 比设备的心脏 ,一旦损坏 ,仪器设备乃至整个地震采 发现保险丝烧断等显性故障 。初步判断故障点在启 集系统便会瘫痪 ,一个地震队的生产可能会因此停 动电路 、保护电路和负载方面 。在 + 24V 输出端接 止 。希望本文对 V12 维修人员会有帮助 。 上假负载 ,加电测试 ,各路输出为 0 ,排除负载原因 。 维修过程中绘制电路草图旨在弄清原理 ,尽快 因之前维修并剖析过 ROL O N T P1200 热敏绘图仪 修复损坏设备 ,恢复生产 ,没有充足的时间核对 ,在 的电源 ,该电源采用 U C3842 控制芯片 , 与 V12 电 用计算机绘制电路时我们已尽量使其正确无误 ,但 源的 U C3844N 管脚功能排列相同 , 故很快找到了 仍有可能存在错误或遗漏 ,敬请同行们批评指正 。 启动电阻 ,检测未见异常 。测得 U C3844N ?脚电压 参 考 文 献 正常 ;而 ?脚电压为 0 ,低于过流保护门限 1V ; 测得 1 Allegro Micro Systems Inc . S TR83145 univer sal i np ut2 ?脚电压不为 0 ,说明 U C3844N 有脉冲输出 ,工作 voltage switche s. 2003 状态基本正常 。因 V12 电源的电路和结构复杂 ,无 ( ) 2 上海业余大学 编 . 晶体管整流电路 第二版. 科学出版 电路原理图 ,维修工作陷入窘境 。决定根据实物绘 社 ,1972 3 Texas Inst rument s Inco rporated. UC1842/ 3/ 4/ 5 , UC2842/ 制电路原理草图 。根据原理草图 ,发现 V12 电源与 3/ 4/ 5 , U C3842/ 3/ 4/ 5 Cur rent Mo de PWM Co nt roller . U C384 X 系列经典电路有如下主要差别 :2007 () 1经典双 MO S F E T 开关管电路的驱动变压 器有三个绕组 ,一个初级绕组 ,两个次级绕组 ,便于 修改日期 : 2009210223