工業電路板維修入門：開關電源原理新解與故障診斷（簡體書）

本書內容包括從2010年至2020年前後的十幾年之間作者測繪的工業電氣設備（進口和國產的PLC、步進驅動器、交流伺服驅動器、直流調速器、軟啟動器、變頻器）中的開關電源電路；單端、雙端、正激、反激、單開關管、雙開關管等各種形式的開關電源電路；器件資料、測繪電路、檢修步驟、檢測方法的一體化有機整合；新的電路內容、新的開關電源原理分析、新的檢修思路、新的故障診斷方法的首次披露。本書力求呈現“接地氣”的實測電路，“剝蔥式”的原理新解，“落地式”的故障診斷方法和“體貼式”的故障檢修手段。本書適合工業電路板檢修者、電子電路愛好者、本科/專科院校電子電路專業的師生參考閱讀。

咸慶信，二十年來先後在節能電器廠、幾個電氣自動化公司等從事電氣安裝和維修、自動控制、工業電子電器產品設計等工作，擔任過電工、技術員、車間主任、工程師（公司自定）、公司副總經理等職。 維修需要，測繪工業電子電路數百種，圖紙千余張，改進電路數十種，獲得技術革新獎數次，有數種工業設計電子產品，達到了生產實際應用。 從事國產、進口變頻器專業維修10年，修復數百臺次。

原理新解：嘗試以系統化思維對開關電源電路原理進行新的闡釋，並在此基礎上提出新的檢測思路和檢測方法；珍貴原理圖：在講解各類開關電源電路原理時，配有作者手繪的電路原理圖，這類原理圖官方文檔中並沒有提供，因此具有很大的價值；案例豐富：運用大量案例和生動的語言，將複雜的電路原理和相應的電路檢修步驟與要點用通俗易懂的語言闡釋出來，方便讀者學習。

如果我所言不差，工業控制電路板的工作電源，80%以上是採用單端他勵反激式開關電源電路的。而在此類開關電源電路中，80%左右都是採用UC284x系列芯片作為電源核心器件的。如果在原理和檢修上通了由這一個芯片構成的開關電源，也就差不多通了所有電路板的開關電源電路。
工業電路板的故障檢修，如果要問哪部分電路最考驗人，首選應該是開關電源了。對於一般電路而言，像由運放、比較器構成的相關檢測電路，或由數字芯片構成的直流或脈衝信號傳輸電路，電路的失常，一定是有一個或數個損壞的或者不良的元器件存在，找出壞的元器件（也一定能找到），便能將故障排除。但到開關電源這兒，雖然電路結構並不複雜，電路的元器件數量並不多（由UC284x構成的電路，一次側電路的元器件數量僅十幾個），碰到的往往是毫無壞件、工作失常的“亞健康”故障狀態。奇葩的是：有時候檢修者查無頭緒，無奈之下，將電路的全部元器件都代換了一遍（反正元件數量也不多），竟然故障狀態依舊。對於其他電路有效的辦法，到開關電源這兒，都無效了。所以維修部內或庫房的墻角摞著的一大堆電路板，多為開關電路故障而不能修復的電路板，也就不足為怪了。
所謂開關電源的“亞健康”故障狀態，用西醫的“器官代換法”等類似的手術模式，“頭疼醫頭，腳疼醫腳”式的思維，突然失靈了。而採用中醫的辨證施治的調理方法，以系統化的手段撥轉“滯澀的五行之輪”，才可能是起死回生之途。這就是作者為什麼要新解電源原理並提出故障診斷新方法的初衷。
本書第1章至第7章的全部篇幅，都是圍繞284x/384x系列芯片作為核心而展開的，284x/384x芯片構成了形形色色的開關電源電路。第8章的電路內容雖然未採用284x/384x系列芯片，但仍是一脈相承的電路形式。第9章至第13章，則收錄了284x芯片電路以外的自勵式、正激式、雙端式、單片式、集成IC式開關電源等內容。
本書電路圖均來自作者對工業電路板的實物測繪。
閱讀建議：對有些電路基礎的讀者來說，第2章至第8章是閱讀重點，後面幾章更近於資料匯總；基礎稍差的讀者，則可以先行閱讀第13章基礎性的電路部分，然後再回頭閱讀第2章至第8章的內容。
限於筆者的學識水平、時間和精力，書中可能存在疏忽之處，懇請廣大讀者及時指正，筆者深表感謝！
感謝廣大讀者一直以來對我的熱情支持！

著者　

第1章 緒論 001
1.1　寫作緣起 001
1.2　本書內容簡介 002
1.3　本書第2章至第7章中對284x/384x電源芯片型號的表述 003

第2章 認識284x開關電源芯片 006
2.1　284x芯片引腳功能 006
2.2　284x系列芯片的工作參數差異 014
2.3　芯片的代換需要考慮哪些因素 015

第3章 由2844B電源芯片構成的開關電源電路模型 018
3.1　單端、反激、他勵、開關電源的電路模型 018
3.2　電路元件的作用、取值參考和相關工作機理的剖析 022

第4章 開關電源的故障診斷基礎 036
4.1　如何“跑”開關電源的電路 036
4.2　開關電源的正常工作點 039
4.3　開關電源慢修步驟 041
4.4　開關電源快修步驟 047
4.5　開關電源“打嗝”故障診斷 048
4.6　對於“振蕩小板”的故障診斷 049
4.7　芯片各腳之間的內在邏輯關係 052
4.8　對於開關變壓器、電容器和整流二極管的測量判斷 054

第5章 開關電源的增補（可選項）電路 056
5.1　N1繞組並聯的尖峰電壓吸收回路 056
5.2　芯片7腳啟動電路的其他形式 058
5.3　芯片6腳外圍電路的不同形式 059
5.4　在芯片1腳增補的軟啟動電路 060
5.5　穩壓控制電路的其他形式 062
5.6　從芯片1、3腳增補的相關保護電路 066
5.7　專門說一下“三大電源” 072
5.8　添加了各種“增補電路”的開關電源電路實例 073

第6章 開關電源故障診斷35例 076

第7章 兩只開關管的開關電源 137
7.1　開關電源的主工作電流通路的構成形式 137
7.2　兩開關管串聯式開關電源 138
7.3　兩開關管並聯式開關電源 142
7.4　用光耦合器傳輸激勵脈衝的兩開關管電源 145
7.5　兩開關管和兩變壓器的開關電源之一 149
7.6　兩開關管和兩變壓器的開關電源之二 151
7.7　兩開關管和兩變壓器的開關電源之三 153

第8章 與採用284x/384x芯片的電路差異不大的開關電源 160
8.1　查不到芯片資料的開關電源之一 160
8.2　查不到芯片資料的開關電源之二 163
8.3　雙信號輸入端和3個定時端的電源芯片 166
8.4　三菱A700-15kW變頻器開關電源 172
8.5　三菱F700-75kW變頻器開關電源 176
8.6　三肯SPF-7.5kW變頻器開關電源 179
8.7　富士FRN-200kW變頻器開關電源 181
8.8　MFC-45kW變頻器開關電源 185
8.9　“袖珍型”電源芯片電路 189
8.10　偉肯NXS03855G-220kW變頻器開關電源 194

第9章 單片開關電源 200
9.1　TOP220系列芯片 201
9.2　TOP220系列芯片構成的開關電源 204
9.3　華中數控HSV-162A-030雙軸伺服驅動器的開關電源 209
9.4　維控LX2V-2424MR-A型PLC的開關電源 212
9.5　LU-906M型智能調節儀開關電源 219
9.6　三菱FX1S-30MR-001型PLC的開關電源 222

第10章 單端自勵反激開關電源 225
10.1　東元7200PA-37kW變頻器的開關電源 225
10.2　LG-is5-18.5kW變頻器開關電源 235
10.3　海利普HLP-P-15kW變頻器開關電源 237
10.4　臺安E310-0.75kW變頻器的開關電源 241
10.5　SAD280型同步控制器的開關電源電路 243
10.6　三菱MR-J2S-70A交流伺服驅動器的開關電源 245

第11章 單端他勵正激開關電源 249
11.1　“簡易型”單端他勵正激開關電源 249
11.2　由MCU和驅動器生成激勵脈衝的正激式電源 250
11.3　S-1000-48型儀用開關電源 252

第12章 雙端逆變式開關電源 257
12.1　雙端電源的主電路構成 257
12.2　由比較器（振蕩器）產生激勵脈衝的雙端電源 259
12.3　由反相器（振蕩器）產生激勵脈衝的雙端電源之一 261
12.4　由反相器（振蕩器）產生激勵脈衝的雙端電源之二 263
12.5　由反相器（振蕩器）產生激勵脈衝的雙端電源之三 266
12.6　由時基電路（振蕩器）產生激勵脈衝的雙端電源之一 268
12.7　由時基電路（振蕩器）產生激勵脈衝的雙端電源之二 270
12.8　由時基電路（振蕩器）產生激勵脈衝的雙端電源之三 271
12.9　由專用雙端電源芯片產生激勵脈衝的雙端電源之一 272
12.10　由專用雙端電源芯片產生激勵脈衝的雙端電源之二 274
12.11　由專用雙端電源芯片產生激勵脈衝的雙端電源之三 276
12.12　由專用雙端電源芯片產生激勵脈衝的雙端電源之四 290

第13章 集成IC電源 297
13.1　線性電源之一：輸入、輸出電壓差為3V的三端固定穩壓器 297
13.2　線性電源之二：三端可調穩壓器LM117/217/317 300
13.3　線性電源之三：低壓差（1V以內）的三端（可調）穩壓器 302
13.4　用三端固定（可調）穩壓器構成的恒流源電路 303
13.5　線性電源之四：基準電壓源器件 304
13.6　三端固定（可調）穩壓器、基準電壓源的電路實例和故障診斷 306
13.7　開關型穩壓器 316

參考文獻 323