在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中為什么要接假負(fù)載
開關(guān)電源在負(fù)載短路時(shí)會造成輸出電壓降低,同樣在負(fù)載開路或空載時(shí)輸出電壓會升高。在檢修中一般采用假負(fù)載取代法,以區(qū)分是電源部分有故障還是負(fù)載電路有故障。關(guān)于假負(fù)載的選取,一般選取40W或60W的燈泡作假負(fù)載(大屏幕彩色電視機(jī)可選用100W以上的燈泡作假負(fù)載),優(yōu)點(diǎn)是直觀方便,根據(jù)燈泡是否發(fā)光和發(fā)光的亮度可知電源是否有電壓輸出及輸出電壓的高低。
但缺點(diǎn)也是顯而易見的,例如60W的燈泡其熱態(tài)電阻為500Ω,而冷態(tài)電阻卻只有50Ω左右。根據(jù)下表可以看出:假設(shè)電源主電壓輸出為100V,當(dāng)用60W燈泡作假負(fù)載時(shí),電源工作時(shí)的電流為200mA,但啟動時(shí)的主負(fù)載電流卻達(dá)到了2A,是正常工作電流的10倍,因此,用燈泡作假負(fù)載,易使電源啟動困難,由于燈泡功率越大,冷態(tài)電阻越小,因此,大功率燈泡啟動電流更大,電源啟動更困難。
計(jì)算電源的啟動電流與工作電流時(shí),可以利用I=U/R這個公式計(jì)算出:電源啟動時(shí)負(fù)載電流為100V/50Ω=2A,電源工作時(shí)負(fù)載電流為100V/500Ω=0.2A不過需要注意的是:以上為理論計(jì)算,實(shí)際可能有出入。為了減小啟動電流,可采用50W的電烙鐵作假負(fù)載(冷熱態(tài)阻值均為900Ω)或50W/300Ω電阻,它比使用60W燈泡更為準(zhǔn)確。
現(xiàn)在的開關(guān)電源發(fā)展的越來越成熟,開關(guān)電源它是通過開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間來控制輸出電壓大小以及穩(wěn)定輸出,你也可以理解為類似于PWM調(diào)節(jié)電壓大小一樣的道理,高低占空比的大小決定著電壓的大小,但是我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)有時(shí)候開關(guān)電源的電壓會偏高,特別是在空載的時(shí)候,但是在輸出并聯(lián)一個電阻之后電壓立即拉下來了,達(dá)到穩(wěn)定值,其實(shí)這個電阻類似于負(fù)載的作用,能夠使電壓輸出穩(wěn)定,有時(shí)候我們經(jīng)常稱之為“假負(fù)載”,這個阻值一般是10K左右。
那么什么是“假負(fù)載”?說它假,那是因?yàn)樗皇俏覀冋嬲玫呢?fù)載,它一般接在輸出電路兩端,能夠承受一定的功率同時(shí)又能滿足電路設(shè)計(jì)要求的負(fù)載,不能太大也不能太小,要不然會增加額外的功耗,在空載時(shí)由于輸出電壓不穩(wěn)定,接入假負(fù)載能夠使電源穩(wěn)定,這個假負(fù)載除了有負(fù)載作用同時(shí)還兼有泄放電阻的作用,在斷電時(shí)候把殘留的電放掉。
假負(fù)載在開關(guān)電源應(yīng)用很重要,利用假負(fù)載可以判斷是電源問題還是負(fù)載問題,在電壓輸出端接入假負(fù)載后通過測量兩端電壓大小來判斷開關(guān)電源工作是否正常,這個負(fù)載可以是阻性負(fù)載、感性負(fù)載或者容性負(fù)載,不同的電路輸出要根據(jù)實(shí)際情況接入相應(yīng)的特性負(fù)載,我們經(jīng)常用到的是阻性負(fù)載。但是在一些維修店里面我們經(jīng)??吹叫蘩砣藛T用一個燈泡來做負(fù)載,這是因?yàn)闊襞菀部梢哉J(rèn)為是阻性負(fù)載,但是燈泡會隨著溫度的變化阻值也會有所變化。值得注意的是,對于有些開關(guān)電源在維修的時(shí)候不適宜斷開負(fù)載而接入假負(fù)載,例如對于有些輔助激勵的串聯(lián)開關(guān)電源等。
有些電源是可以直接接假負(fù)載的,有些電源則不可以,需要具體問題具體分析,下面按3類情況詳解下。
第一類為他激式的開關(guān)電源。對于無行脈沖同步的他激式電源(如長虹N2918型彩色電視機(jī)),可斷開行負(fù)載直接接假負(fù)載。對于有行脈沖鎖頻且間接取樣的他激式開關(guān)電源(如熊貓2928型彩色電視機(jī)),直接接假負(fù)載時(shí)(特別是接功率較大的燈泡如150W),輸出電壓可能下降較多或無輸出,因?yàn)榇祟愲娫?,雖然行脈沖的加入只是起同步和鎖頻的作用,而不參與振蕩,但是,行同步脈沖可使開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間提前,這時(shí)的電源帶負(fù)載能力最強(qiáng),若斷開了行負(fù)載,行同步脈沖也就失去了作用,電源帶負(fù)載的能力必然降低,加之間接取樣的電源穩(wěn)壓靈敏度較低,輸出電壓也必然有所降低。但此類電源若穩(wěn)壓電路采用直接取樣(取樣電壓取自開關(guān)變壓器次級),則由于穩(wěn)壓靈敏度較高,可脫開行負(fù)載而直接接假負(fù)載甚至可空載進(jìn)行檢修。
第二類為行脈沖同步的開關(guān)電源可斷開行負(fù)載直接接假負(fù)載。這種開關(guān)電源純屬自激式開關(guān)電源,在開關(guān)管基極引入正向行逆程脈沖的目的是使開關(guān)管自激振蕩與行脈沖同步,將開關(guān)電源的脈沖輻射對屏幕的斜條干擾限制于行掃描逆程,因而屏幕上看不到干擾。加在開關(guān)管基極上的行脈沖,只是使開關(guān)管在截止期提前導(dǎo)通,基本不構(gòu)成輔助激勵功能,所以,稱為行脈沖同步的開關(guān)電源。判別是否屬此種電源的方法是,斷開行逆程脈沖時(shí)開關(guān)電源只出現(xiàn)叫聲(因振蕩頻率變低),輸出電壓并不下降。因此,這種電源可以斷開行掃描電路,用假負(fù)載法維修。
第三類為行脈沖輔助激勵的開關(guān)電源。這種開關(guān)電源的行逆程脈沖,不但完成對開關(guān)電源自激振蕩頻率的同步,而且構(gòu)成開關(guān)管反饋網(wǎng)絡(luò)不可缺少的一部分。這種開關(guān)電源工作的過程是:開機(jī)后開關(guān)管產(chǎn)生自激振蕩,在額定負(fù)載下其反饋網(wǎng)絡(luò)只能使輸出端產(chǎn)生低于正常輸出40%的電壓,此電壓使行掃描啟動,由行脈沖的反饋給開關(guān)管以輔助激勵,才能達(dá)到額定電壓輸出。這樣做有兩個目的:一是有降壓保護(hù)功能,一旦行掃描電路有故障,無論開路還是短路,開關(guān)電源輸出電壓都降為原值的60%,使損壞范圍縮小。二是電源和行掃描都具有極短時(shí)間的軟啟動過程,減小電源和行掃描的故障率。此類電源,若去掉反饋的行脈沖電路,此時(shí)電源輸出電壓下降40%~60%,甚至輸出電壓很低。很明顯,這種電源不能直接斷開行掃描用假負(fù)載法檢修,因?yàn)榇藭r(shí)即使電源電路正常,也不可能輸出額定電壓。區(qū)分電源和行掃描電路故障的方法是用外接電源單獨(dú)給行掃描電路供電,若行掃描電路工作正常,說明開關(guān)電源不良。