半导体冰箱电源的原理及维护

一、工作原理半导体制冷(或制热)冰箱需要一个稳定的DC供电装置。无论市电波动还是负载变化，输出DC电压都是稳定的。电源采用正激变换器电路，具有输出纹波电压小的特点。它依靠自馈线圈释放变压器中的磁场能量，实现磁通复位，可以减少发热，提高效率。电路如附图所示。

电路中，CX1、LF1、CY1构成交流电源滤波器。一方面可以滤除电网外部干扰，另一方面可以消除开关电源内部高频干扰造成的污染。为了安全起见，R1是一个放电电阻器，用于在断电后对电容器上的电荷进行放电。电源工作时，220伏市电经D1-D4整流，C1滤波，在电容器C1两端获得约300伏的DC电压。电压的一路通过电阻R2和R3向开关管Q3注入一定的启动电流，另一路通过开关变压器T1的初级线圈NP施加到Q3的漏极，使得Q3开始导通。同时，反馈绕组NF的极性和T1的感应电压顶部为负，底部为正，通过R4和C2耦合到Q3的栅极，加速Q3的导通，跳跃到饱和区。当Q3的漏极电流变化率趋于零时，反馈绕组上的感应电压消失，于是C2从充电变为放电，使得Q3的栅极电位逐渐降低，电流减小。随着Q3漏极电流的减小，反馈绕组上感应出正电压，该正电压通过R4和C2耦合到Q3的栅极，这加速了Q3栅极电势的下降，并使Q3快速关断。此时，漏极电流降至零，C1上的300伏DC电压开始再次向Q3供电.从而Q3开始自激振荡。电路中的D5用来消除Q3在截止时刻产生的尖峰脉冲，以保证Q3不击穿，磁通复位。由于尖峰脉冲的能量与负载的重量有关，当负载严重过载或短路时，往往会影响D5。脉冲能量过大会使其击穿，因此在修复短路故障时进行检查很重要。Q3导通时，开关变压器传输能量；Q3关断时，T1通过反馈绕组释放能量，磁滞回线回到起始位置。次级绕组感应的低压高频脉冲经二极管D8整流，C5滤波，获得12V左右的稳定DC电压。虚拟负载电阻R10一方面可以提高电源轻载时的电压调节率，另一方面可以在电源关闭后释放C5上的电荷。电源的稳压环节由U1、U2、U3及其外围组件组成。反馈绕组NF感应的交流电压经D7整流，经C3滤波后，作为光耦U2的工作电源和开关电源的输出电压DC12V，不仅是光耦的工作电压，也是稳压环节的采样电压。当12V输出电压上升时，经R8和R9分压后得到采样电压，与U3(TL431)中的2.5V带隙基准电压进行比较，使得k点电位下降，U2中LED的工作电流IF增大，光耦光敏控制端的电流IC增大。该电流注入脉宽调制管Q12的基极，改变Q12的发射极电流，控制Q13的基极，最终降低Q3的输出占空比，维持VO。调节R8的电阻值，可以调节光耦U2中发光管的电流，进而调节Q12和Q13的导通量，控制Q3的导通时间，最终实现输出电压的调谐。二、故障排除示例【示例1】保险丝管熔断(烧黑)。电路中有严重的短路故障。从电源的输入端到输出端逐一测试各个相关元件，重点是Q3和整流二极管。【例2】熔丝管完好，输出无电压。测量C1上的电压，测量Q3各引脚的电压，仔细观察与振荡电路相关的部件是否烧坏。如果没有发现异常，测量相关部件的性能。如果电路板上的铜箔线有断点或残锡使铜箔线短路；或者变压器绕组相位不对；D8开路将导致无输出电压。【例3】无电压输出，熔丝管内熔丝点烧。这种损坏通常是过流损坏。依次检查电源滤波电容、启动电阻和整流元件Q3。如果Q3是dama