ST98系列气体质量流量变送器电源原理与维修
发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:741
一、电源工作原理
ac220v经保险管f1,和由电容c1、电阻r1,r2及电感ls等组成的抗干扰电路,滤除电网的外界高频干扰后加到br1整流桥,同时也把开关电源本身产生的高频干扰进行抑制,以免污染电网。这样便可避免电磁干扰对测量结果所造成的误差。整流后的约300vdc由cs滤波后经过开关变压器t1的初级线圈n1加到ui的③脚,也就是漏极d端。①脚为控制端g,该控制端的作用:(1)为内部提供正常工作所需要的偏流;(2)利用控制极电流的大小来调节占空比(3)对控制回路进行补偿。②脚源极s是电源公共端,也是控制电路的基准点。电源加到u1的③脚后,在u1内部,由连接在d极和g极之间的内部电流源为g极提供电流,并通过r4对控制极①脚外接电容c6充电,当uc上升到5.6v时,内部电流源关断。u1内部振荡器、脉宽调制器、驱动电路开始工作,使开关管处于开关状态,它的漏极和源极之间产生周期性变化的电流,也就是开关变压器t1的初级线圈n1的工作电流,相应在t1磁芯产生变化的磁场,这个变化的磁场又使开关变压器t1的次级绕组n2产生感应电压,并经整流、滤波电路形成所需的工作电压。
该仪表的稳压电路与普通家用电子产品的稳压电路稍有不同,主要由两输出电压稳定在22.8v-25.6v范围内;后级是由光电祸合器u2,u3,r9,r10,rp等元件构成精密稳压电路。t1的n3绕组是控制绕组,产生的感应电压经h1整流、c7滤波后作为u2的电源,同时也为u1内部芯片提供正常工作所需要的偏流。由次级绕组n2产生的感应电压经h2整流、c18滤波、vd初步稳压后作为该部分的取样点。当由于外因致使该电压升高时,流过取样电阻r9,rp,r10上的电流增加,压降增大,则精密取样集成电路u3的r极电压升高,经其内部处理后自动调低k极电位,光电祸合器u2内部发光管负极电位降低,电流增大,亮度增强,导致u2内部光敏管c-e极间内阻减小,加至u1①脚的控制电压升高,经其内部处理后自动降低开关管的导通量,③脚输出的脉宽变窄,使输出电压下降,达到稳压的目的。反之,当输出电压降低时,该控制过程与电压升高时正好相反。
作为一款精密仪表的电源保护电路也是非常重要的。该电源电路的保护主要在u1内部。当电源发生过流、短路时u1③脚电流也会增大。如当+24v电压端发生短路故障时,u2内部发光二极管不发光,光敏三极管截止,u1①脚的控制电压为0,此时ui内部变为自保状态,避免了开关管的损坏。另外,当u1的结温超过13590时,内部的过热保护电路开始工作,关闭开关管的输出,达到过热保护的目的。在t1的初级线圈n1端接有尖峰抑制保护电路,由d3、d4及c9构成,目的是消除开关管从饱和状态转为截止状态时,在绕组n1下端产生的瞬间反峰电压,避免该电压叠加在直流电压上,将u1内部的开关管损坏,也避免了该脉冲辐射影响测量结果o需要注意的是在d3的正端引线中串有小磁d3后一定要将c20小磁环恢复。保vd是前级过压保护。
开关变压器t1次级线圈n2绕组感生的脉冲电压经h2整流、c18滤波后经vd稳压后冉由b1.b2,c20,c21滤波后获得+24v电压。2两端的r8,c1的作用是让高频干扰2,而由c2,c3直接藕合到热地端,防极管整流时产生的倍频辐射.干扰后级测量电路,影响测量精度,b1,b2的作用也是如此。r11,r12及ledi构成指示电路,电源板正常时一通电led 1发出绿光,表明可以向变送器主电路板供电,同时也说明后级负载没有短路过载现象。开关电源各关键点的电压值如图中所标示,电压采用ut17数字表直流电压挡(自动)测得,供检修时参考。
二、电源电路的检修
在检修时可将电源板独立供电,根据开关压器t1的次级有无电压输出,判断故障所在。若保险管f1烧断,表明电源电路中有严重短路,故障一般为u1内部开关管击穿,滤波电容c5击穿短路,br1整流桥击穿短路等。若u1内部开关管损坏,还应重点检查尖峰抑制电压保护电路部分(即d3,d4及c9等元件),还有可能损坏光电祸合器u2,检修时也应注意。d3是瞬态电压抑制二极管(tvs),为一种新型的过压保护器,对于本电源中使用的单向tvs可按照普通二极管的检测方法进行检测,一般正向电阻4.2kfl左右,反向阻值为无穷大,否则说明该二极管已损坏,应更换,若无原件可用p6ke200a,p6ke220等更换。d4是阻塞二极管,该管必须使用超快恢复二极管,其参数是if=1 a , vrrm -600v , trr -30ns。该管损坏后可用her107,mr918,mur160等更换,切不可使用非超快恢复二极管,否则u1极易损坏。对于u1可用万用表检测其在路电阻,将mf47表拨在 rxlk挡进行测试。正常时,
一、电源工作原理
ac220v经保险管f1,和由电容c1、电阻r1,r2及电感ls等组成的抗干扰电路,滤除电网的外界高频干扰后加到br1整流桥,同时也把开关电源本身产生的高频干扰进行抑制,以免污染电网。这样便可避免电磁干扰对测量结果所造成的误差。整流后的约300vdc由cs滤波后经过开关变压器t1的初级线圈n1加到ui的③脚,也就是漏极d端。①脚为控制端g,该控制端的作用:(1)为内部提供正常工作所需要的偏流;(2)利用控制极电流的大小来调节占空比(3)对控制回路进行补偿。②脚源极s是电源公共端,也是控制电路的基准点。电源加到u1的③脚后,在u1内部,由连接在d极和g极之间的内部电流源为g极提供电流,并通过r4对控制极①脚外接电容c6充电,当uc上升到5.6v时,内部电流源关断。u1内部振荡器、脉宽调制器、驱动电路开始工作,使开关管处于开关状态,它的漏极和源极之间产生周期性变化的电流,也就是开关变压器t1的初级线圈n1的工作电流,相应在t1磁芯产生变化的磁场,这个变化的磁场又使开关变压器t1的次级绕组n2产生感应电压,并经整流、滤波电路形成所需的工作电压。
该仪表的稳压电路与普通家用电子产品的稳压电路稍有不同,主要由两输出电压稳定在22.8v-25.6v范围内;后级是由光电祸合器u2,u3,r9,r10,rp等元件构成精密稳压电路。t1的n3绕组是控制绕组,产生的感应电压经h1整流、c7滤波后作为u2的电源,同时也为u1内部芯片提供正常工作所需要的偏流。由次级绕组n2产生的感应电压经h2整流、c18滤波、vd初步稳压后作为该部分的取样点。当由于外因致使该电压升高时,流过取样电阻r9,rp,r10上的电流增加,压降增大,则精密取样集成电路u3的r极电压升高,经其内部处理后自动调低k极电位,光电祸合器u2内部发光管负极电位降低,电流增大,亮度增强,导致u2内部光敏管c-e极间内阻减小,加至u1①脚的控制电压升高,经其内部处理后自动降低开关管的导通量,③脚输出的脉宽变窄,使输出电压下降,达到稳压的目的。反之,当输出电压降低时,该控制过程与电压升高时正好相反。
作为一款精密仪表的电源保护电路也是非常重要的。该电源电路的保护主要在u1内部。当电源发生过流、短路时u1③脚电流也会增大。如当+24v电压端发生短路故障时,u2内部发光二极管不发光,光敏三极管截止,u1①脚的控制电压为0,此时ui内部变为自保状态,避免了开关管的损坏。另外,当u1的结温超过13590时,内部的过热保护电路开始工作,关闭开关管的输出,达到过热保护的目的。在t1的初级线圈n1端接有尖峰抑制保护电路,由d3、d4及c9构成,目的是消除开关管从饱和状态转为截止状态时,在绕组n1下端产生的瞬间反峰电压,避免该电压叠加在直流电压上,将u1内部的开关管损坏,也避免了该脉冲辐射影响测量结果o需要注意的是在d3的正端引线中串有小磁d3后一定要将c20小磁环恢复。保vd是前级过压保护。
开关变压器t1次级线圈n2绕组感生的脉冲电压经h2整流、c18滤波后经vd稳压后冉由b1.b2,c20,c21滤波后获得+24v电压。2两端的r8,c1的作用是让高频干扰2,而由c2,c3直接藕合到热地端,防极管整流时产生的倍频辐射.干扰后级测量电路,影响测量精度,b1,b2的作用也是如此。r11,r12及ledi构成指示电路,电源板正常时一通电led 1发出绿光,表明可以向变送器主电路板供电,同时也说明后级负载没有短路过载现象。开关电源各关键点的电压值如图中所标示,电压采用ut17数字表直流电压挡(自动)测得,供检修时参考。
二、电源电路的检修
在检修时可将电源板独立供电,根据开关压器t1的次级有无电压输出,判断故障所在。若保险管f1烧断,表明电源电路中有严重短路,故障一般为u1内部开关管击穿,滤波电容c5击穿短路,br1整流桥击穿短路等。若u1内部开关管损坏,还应重点检查尖峰抑制电压保护电路部分(即d3,d4及c9等元件),还有可能损坏光电祸合器u2,检修时也应注意。d3是瞬态电压抑制二极管(tvs),为一种新型的过压保护器,对于本电源中使用的单向tvs可按照普通二极管的检测方法进行检测,一般正向电阻4.2kfl左右,反向阻值为无穷大,否则说明该二极管已损坏,应更换,若无原件可用p6ke200a,p6ke220等更换。d4是阻塞二极管,该管必须使用超快恢复二极管,其参数是if=1 a , vrrm -600v , trr -30ns。该管损坏后可用her107,mr918,mur160等更换,切不可使用非超快恢复二极管,否则u1极易损坏。对于u1可用万用表检测其在路电阻,将mf47表拨在 rxlk挡进行测试。正常时,