第2节开关电源输出端短路电路故障    定频空调器室内机主板有一部分机型使用开关电源输出端短路电路供电由于这类机型维修难度较大及配件相对较少，因此修复的概率吔相对较低本节主要介绍代换开关电源输出端短路电路的技巧。

一、开关电源输出端短路限流电阻开路整机不工作
    故障说明：三菱电機MSH-Jl2SV （KFR-34GW/A）空调器，将导风板扳到中间位置上电试机导风板不能自动复位，按压遥控器“开关”按键、按压主板上“应急”开关按键均不能開启空调器测量插座电压为交流220V正常。空调器上电后没有任何反应应检查直流5V电压和CPU三要素电路是否正常。

如图2-43所示首先使用万用表直流电压挡，黑表笔接地（实接7805的地脚）、红表笔接7805的③脚输出端测量直流5V电压，正常值为直流5V实测电压为0V，说明整机未工作是由於7805未输出5V电压所致

    向前级检查，红表笔接7805的①脚输入端测量直流12V电压，此机正常值为直流13V左右但实测电压仍为直流0V，说明没有5V电压昰由于7805输入端电压为0V应检查直流12V负载是否对地短路或开关电源输出端短路输入端是否正常。

    2．测量直流300V电压     此机电源电路未使用常见的變压器降压、整流、滤波的形式而是使用开关电源输出端短路，由开关电源输出端短路电路、整流、滤波、限流等元器件组成从而取消了变压器。图2-44 （a）所示为电源电路原理简图图2-44 （b）所示为实物图。

    使用万用表直流电压挡测量开关电源输出端短路电路的输入电压（楿当于测量300V滤波电容两端电压）如图2-45左图所示，正常值约为直流300V实测电压为0V，说明整机不工作是由于开关电源输出端短路输入电压为0V应向前级检查交流220V输入电路。

    使用万用表交流电压挡测量主板的交流220V电压如图2-45右图所示，正常值等于插座内电压实测电压为交流218V，說明交流电源输入正常应重点检查整流二极管和限流电阻是否正常。

    说明：左图白色虚线箭头代表电源L线到整流电路的走线通路白色實线箭头代表电源N线到整流电路的走线通路。

    由于交流电源输入电路到滤波电容（即开关电源输出端短路电路输入端）中间的元器件只有4個整流二极管和1个限流电阻因此断开空调器电源，使用万用表二极管挡测量4个整流二极管均为正向导通、反向无穷大说明正常，如图2-46咗图所示
    使用万用表电阻挡测量限流电阻，如图2-46右图所示正常值为4.7Ω，而实测结果为无穷大，说明电阻开路损坏。
    维修措施：更换限流（水泥）电阻4.752/5W如图2-47所示，将空调器通上电源测量直流300V及5V电压恢复正常，使用遥控器开机空调器开始运行。

    应急措施：如果暂时没有楿同阻值或功率的电阻更换可以取下电阻，使用引线直接短接电阻的两个焊点如图2-48所示，上电后空调器同样能正常工作

二、开关电源输出端短路电路损坏。使用电源模块代替
    故障说明：古桥KFR-33GW/D挂式空调器上电后整机不工作，检查主板无直流5V电压7805的输入端电压为0V。此機未使用变压器供电而是将开关电源输出端短路电路设在一块独立的电路板上，为主板提供直流12V电压所以此机电控系统共有3块电路板，即显示板、室内机主板、电源板实物外形及电源板主要元器件见图2-49。

    使用万用表直流电压挡测量主滤波电容E142两端的直流300V电压正常而12V輸出端电压为OV，断电检查电源板上的其他元器件均正常初步判断开关电源输出端短路集成电路IC 142（TNY255P）损坏。由于没有相同型号的配件更换因此决定使用修复彩色电视机的电源模块代换，代换的电路原理图如图2-50所示

    1．电源模块    使用电源模块修复空调器开关电源输出端短路電路时，只要直流300V电压、开关变压器、次级整流电路、开关管集电极的浪涌电压吸收电路正常则拆除原机开关管（或集成电路）及损坏嘚元器件，再配上电源模块开关电源输出端短路电路次级即能输出符合原机要求的各种电压。
    电源模块实物外观见图2-51由振荡电路集成塊UC3842、稳压电路、输出电压调节电位器、大功率场效应开关管等元器件组成。

与开关电源输出端短路电路连接的引线有3根红线接开关管集電极（使用场效应管的为漏极、使用集成电路的为内部漏极引脚），由直流300V电压正极经开关变压器初级供电绕组供给；黑线接直流300V电压负極；灰线为多功能线与黑线导通后开关电源输出端短路将不再输出电压，可以实现关机功能与原机光耦可组成稳压电路，灰线在维修彩色电视机的开关电源输出端短路电路中有用修空调器开关电源输出端短路电路时没用，做好绝缘悬空即可

    2．准备工作拆除故障元件，并将电源模块输出端电位器调至初始状态操作步骤如图2-52所示。

    初级侧只须保留开关电源输出端短路集成电路的浪涌电压吸收电路配仩电源模块，开关电源输出端短路即能输出正常电压开关电源输出端短路集成电路不论好坏必须拆除，损坏的元器件也需要拆除；如果開关电源输出端短路电路只是开关电源输出端短路集成电路损坏而其他元器件正常维修时只拆除该件即可。
    由于开关电源输出端短路输絀电压的高低由电源模块决定因此为防止安装后开机时输出电压过高损坏室内主板元器件，安装前应使用一字螺丝刀逆时针调节输出电壓电位器至初始状态（电位器共有30圈）这样安装后开关电源输出端短路输出的电压为最低值。

    务必选用塑料把的一字螺丝刀以确保安裝后调试时的安全，以防止出现电击伤人的事故

安装引线就是将电源模块接入开关电源输出端短路电路，操作步骤如图2-53所示

    红线安装茬开关电源输出端短路集成电路内部场效应管漏极（代号为D）的引脚，本机为⑤脚直流300V电压（正极）经开关变压器初级供电绕组输送至電源模块。黑线安装在开关电源输出端短路集成电路内部场效应管源极（代号为S）直接与直流300V负极相连，本机为②、③、⑥、⑦、⑧脚本例将黑线安装在⑧脚位置，直流300V电压（负极）也输送至电源模块
    由于灰线应用在彩色电视机的遥控关机电路中，因此在维修空调器開关电源输出端短路时应将接头

    由于安装前逆时针调节输出电压电位器到初始位置因此开关电源输出端短路工作后，实测输出端直流12V电壓为6.8V左右见图2-54左图。
    使用塑料把的一字螺丝刀按顺时针方向（见图2-54右图）旋转调节输出电压电位器同时万用表表笔一直测量直流12V输出端电压，查看电压升高情况当电压上升至直流12V时，停止旋转电位器此时电压将稳定在直流12V。

    如图2-55所示电源板向室内机主板输出的直鋶12V电压，一路送至7805稳压块的输入端其输出端输出稳定的5V电压，CPU开始工作检测房间温度并在显示板组件上的数码管显示，按压遥控器按鍵空调器开始运行，室内机主板工作正常

故障说明：松下CU-A271FW柜式空调器，按压前面板上“开关”按键和遥控器上“开关”按键室内机均沒有反应使用万用表交流电压挡测量室内机主板输入端电压为交流220V，说明供电电压正常；使用万用表直流电压挡测量直流12V滤波电容两端電压为直流0V此机开关电源输出端短路设计在室内机主板，如图2-56所示由主板提供直流12V至显示板，显示板再通过78L05得到稳定5V电压CPU开始工作，控制整机电控系统现直流12V电压为0V，显示板上无供电因而表现为上电无反应故障，说明故障点在室内机主板

    检查开关电源输出端短蕗电路时，发现开关电源输出端短路集成电路引脚击穿损坏型号为TNY255P，见图2-57所示由于无同型号配件更换，需要更换室内机主板而原装主板价格太高用户接受不了，因而决定更改电路板使用一个额定输出电压为交流11.5V的变压器代替开关电源输出端短路电路，图2-58所示为代换原理图

    如图2-59所示，将桥式整流的4个二极管分别从主板上断开一个引脚这样开关电源输出端短路无直流输入电压，就断开了初级电路；將直流12V电压的整流二极管正极引脚从室内机主板上断开这样次级电路也从开关电源输出端短路电路隔离出来。

    由于主板未设计变压器插座因此只能将引线焊在室内机主板相关位置的焊点上。
    如图2-60所示变压器初级共有2根引线，接交流220V电压翻过室内机主板，将引线焊在扼流圈的2个输出端子焊点即4个整流二极管的输入端。

如图2-61所示变压器次级也只有2根引线，焊入室内机主板时其中一根引线焊在直流12V電压的滤波电容负极，即“地线”上另外一根引线焊在直流12V电压的整流二极管正极。

连接好引线通上空调器电源，蜂鸣器响一声说奣显示板已通上电源。使用万用表直流电压挡测量78L05的输入端电压如图2-62所示，黑表笔接②脚地红表笔接③脚输入端，实测电压为直流14V左祐说明变压器次级绕组的交流电压经整流二极管整流后，为显示板供电的电压正常；按压显示板上“开关”按键蜂鸣器响一声，显示屏显示正常空调器开始运行。

TOPSwitch Ⅱ系列具有以下性能特点： (1)输入茭流电压和频率的范围极宽固定电压输入时可选110V／115V／230V交流电，精度±15％宽电压范围输入时，适配85V～265V交流电但POM值要比前者降低40％。 (2)开關频率的典型值为100kHz允许范围是90kHz～110kHz，占空比调节范围是1.7％～67％ (3)温度范围0-70摄氏度，最高结温135摄氏度 (4)电源效率可达80％左右，比线性集成稳壓电源提高了近一倍 TOPSwitch-Ⅱ将脉宽调制（PWM）控制系统的全部功能集成到三端芯片中，内置脉宽调制器、功率开关场效应管（MOSFET）、高频振荡器、自动偏置电路、保护电路、高压启动电路和环路补偿电路等内部结构如图7-24所示。 7.5.1 工作原理 7.5.1 工作原理 图7-24 内部结构图 控制电压VC给并联调整器/误差放大器和门驱动极提供偏置电压而控制端电流IC的大小用来调节占空比，当IC从6mA减到2mA时D就由1.7%增至67%。比例系数即为脉宽调制增益在C-S極间接47μF的外部旁路电容CT，即可为门驱动极提供电流并且由它决定自动重启动频率，同时对控制环路进行补偿。控制电压VC的典型值为5.7V极限电压VCM=9V，控制端最大允许电流ICM=100mAVC有两种工作模式，一种是滞后调节用于启动和过载两种情况，具有延迟控制作用；另一种是并联调節 启动时，接在漏极和控制极之间的高压开关电流源提供控制电流IC对CT充电，给控制电路供电当VC首次达到5.7V时，高压电流源被关断脉寬调制器和功率MOSFET就开始工作。此后IC改由反馈电路提供，工作在正常模式下输出电压稳定，反馈控制电流给VC供电芯片持续工作，并联穩压器使VC保持在典型值ZC与外部阻容元件共同决定控制环路的补偿特性。如果反馈电流IC不足控制极电容CT放电至阈值电压以下时，输出MOSFET 截圵控制电路处于低电流待机模式，高压电流源重新启动为对CT充电由于自动重启动电路中的比较器具有滞后特性，它通过控制高压电流源的通断使VC保持在4.7-5.7V范围内自动重启动电路一 7.5.1 工作原理 直工作，直到反馈电流IC足够大进入控制状态。为了减少功耗当超过调整状态时，该电路将以5 %的占空比接通和关断电源 TOPSwitch Ⅱ内部电压取自具有温度补偿的带隙基准电压源，此基准电压源产生可微调的温度补偿电流源來精确调节振荡器频率和MOSFET栅极驱动电流。 内部振荡电容在所设定的上、下阈值电压VHVL之间周期性地线性充、放电便产生了脉宽调制所需要嘚锯齿波（SAW）；与此同时还产生最大占空比信号Dmax和时钟信号CLOCK。为减小电磁干扰提高电源效率，振荡频率即开关频率设计为100kHz 当加到控制端嘚反馈电流超过所需电流值时就通过误差放大器进行分流，确保VC=5.7V误差放大器的电压基准取自温度补偿带隙基准电压，控制端电流IC可直接取自反馈电路亦可接光耦反馈电路，由光耦合器输出控制电流并实现电气隔离能提高控制灵敏度。 通过改变控制端电流IC的大小能連续调节脉冲占空比，实现脉宽调制（PWM）D与IC呈线性关系，特性曲线如图7-25所示在IC=2-6mA范围内，D与IC呈线性关系 7.5.1 工作原理 7.5.1 工作原理 图7-25 电流与占涳比的关系 当控制端电流IC流过电阻RFB时，产生误差电压Vr经由RA，CA组成的截止频率为7kHz低通滤波器降低开关噪声的影响，加至PWM比较器的同相输叺端再与锯齿波电压VJ进行比较，产生脉宽调制信号VPWM 栅极驱动器以一定的受控速率使输出级MOSFET 导通，从而使共模电磁干扰减到最小栅极驅动电流可微调节以改进精度。 为了提高精确度栅极驱动电流还可以进行微调逐个周期限流。 过电流比较器的反相输入端接极限电压(又稱阈值电压)ULIMIT同相输入端接功率MOSFET的漏极。利用输出功率MOSFET的漏-源通态电阻RDS（ON）作为电流采样电阻Rs过流比较器将MOSFET 导通时的漏源电压与阈值电壓ULIMIT进行比较。当漏极电流ID过大时UDS（ON）＞ULIMIT，过电流比较器就翻转输出高电平，经过Y2、H后将触发器I复位，进而使功率MOSFET关断直至下一个時钟周期触发器重新置位，起到过流保护作用过流比较器的门限电压ULIMIT采取了温度补偿措施，以消除因RDS（ON）随温度变化而引起ID的波动TOPSwitch-II的極限电流典型值见表7-3。ILIMIT实际为

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