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TCK半导体电子冷藏柜电路与故障检修
http://www.weixiu8.com/ 2015-8-6 21:39:24
TCK半导体电子冷藏柜电路与故障检修
    一台型号为TK48-A半导体电子冷藏柜,容积48L,耗电量1kwh/24h,适合小家庭使用。该产品不是采用传统的压缩机结构,而是用新型的半导体制冷片为主体,结合开关电源电路以控制其制冷方式的冰箱。所配用的电路是一款以开关电源专用IC(TL494CN)和双运放IC(LM358P)为结构核心的开关电源电路,它与电动车电瓶充电器电路大同小异。笔者根据实物测绘出其电气原理图如附图所示,供参考。
    一、电路结构简介
    1.主负载12V电压产生电路。包括整流滤波电路、自(他)激振荡电路、功率变换电路等系统。
    当接通220V市电时,负温度热敏电阻RTC减缓了交流市电对电路的冲击,由电容C20和电感L1组成的滤波网络抑制了电网中的不良干扰,进入由D13、D14、D16、D17组成的全桥整流。经串联电容C12、C15滤波后(电容C12和C15串联是为了提高耐压),获得约300V直流电压,为开关电路提供工作电压。电阻R31和R40的并入能平衡两只电容两端的电压。300V直流电压通过启动电阻R32、R32’和R41、R41’降压分别加到开关管T7、T6的基极,使其正偏导通。由于元件参数的差异,使两管进入轮流导通与截止状态,于是电路开始自激振荡,振荡信号使TR1的N5绕组感应出交流电流,此电流流入TR2的N3绕组,使TR2的次级N1、N2绕组感应产生交变电流,经高频低压整流管DD1整流又经D5和C8二次整流滤波,得到12V微弱的直流电压,加至IC1的供电端12脚,为IC1启动提供电压。由于IC1的死区控制端④脚已通过电阻R2接地为低电位,所以12脚一得电,IC1就起振工作(它不像电脑ATX电源,启动要先通过主机控制PS-ON,把待机时④脚的高电平拉为低电平才能启动),⑧脚和11脚输出脉宽调制信号,使激励管T4、T5推挽放大,经推动变压器TRl的耦合,使TR1次级的N3、N4绕组感应出交变电压。此时以功率开关管T7、T6为主体组成的功率变换电路由自激振荡转入他激振荡.使输出变压器TR2的次级感应电流增强,经DD1整流,C10与LOUT组成的倒“L”型滤波网络的滤波输出12V主负载电压,为半导体制冷片BR和两只12V散热风扇供电。
    2.自动稳压电路。包括三部分:
    其一是由稳压管DW1(11V)、电容C5、C7和IC1内部相关的比较器组成过压抑制电路。倘若某种原因IC1输出的脉冲变宽,激励管T5、T6导通的时间变长。推动变压器TR1的N1、N2绕组所感应的电压就上升,上升的程度超过DW1的稳压值时,DW1就导通,导通的电压经D6、C5、C7整流滤波,加到IC1的16脚(该脚是IC1内部比较器的同相输入端),经IC1内部误差比较器比较放大,那么输出的脉冲就会变窄,使T4、T5的激励信号变弱,使TR1的N1、N2绕组感应的电压下降,随之,功率变换电路输出的电压就下降,达到过压抑制的目的。
    其二是由稳压管DW2(7.5V)、电阻R7、R19、R28和IC1内部相关的比较器组成稳压电路。假如某种原因使LOUT输出端的电压(12V)升高,超出DW2的稳压值或设定值时,DW2就导通,导通的电压经R7、R19分压加到IC1的①脚(该脚也是IC1内部另一比较器的同相输入端),那么输出的脉冲就变窄,使T4、T5激励的信号变弱,经推动变压器TR1的耦合,使功率开关管T6、T7导通的时间变短,输出的电压就降低;如果某种原因输出的电压下降,或负载加重,使LOUT输出端电压下降,当DW2负极电位低于正极时DW2就导通,Ic1的①脚电位就被R7、DW2下拉而降低,经IC1内部比较器检测比较,使输出脉冲变宽,开关管导通的时间就变长,输出电压就升高,达到稳压的目的。IC1①、16脚的电位升高与降低。可使输出脉冲宽度变窄与变宽,从而使输出电压降低与升高,这是TL494的特性。据此,可设计出自动稳压电路。转载请注明转自“维修吧-http://www.weixiu8.com
    其三是由三端稳压管78L08、整流管D5’、限流电阻RL2和滤波电容C207、C206组成稳定的制冷控制供电电路。本电路利用三端稳压块78L08固有的稳压值(8V),使比较器IC2B供电端和反相输入端电位稳定,工作更可靠。也使温控电位器的电位能调准确、制冷更稳定。
    3.制冷控制(温控)电路。主体是半导体制冷片BR,相关制冷程度控制的电路是由双运放IC(LM358P)、三端稳压块(78L08)以及IC1内部相关的比较器组成。制冷控制过程是:12V电压经D5’及C207二次整流滤波和电阻RL2(47Ω/3W)限流后,通过三端稳压块(78L08)和电容C206稳压,输出8V稳定的直流电压,为IC2(LM358P)和柜内照明灯(发白光的LED)供电。IC2B的反相输入端⑥脚电平已经由电阻R207、R209组成的分压电路分压,将8V电压分压设为固定的电位,经计算约为2V(实测为1.98V);而同相输入端⑤脚的电位是通过机箱内温控电位器调制的,经实际测量,把电位器从左到右顺时针旋转时,⑤脚的电位在1.94V—1.47V之间变化,⑤脚与⑦脚的电位变化是相反的,实测⑦脚从0.02V~0.6V变化,数字万用表显示的数字不断跳动(若是用指针万用表测,指针就不断在颤抖,说明有振荡信号)。⑤脚的电位变化经IC2B内部检测比较放大,使输出端⑦脚的电位产生相应的变化,如果⑦脚电位(或许是脉冲信号)比IC1①脚电位高出DA1的电压降约0.6V时,DA1就导通,使IC1①脚的电位提高(该脚的电位不可测,会停振),其电位变化,将引起输出脉冲宽度的变化,输出电压也相应变化;当温控电位器调整到所需位置时,IC2B⑤脚的电位也就固定,输送到BR制冷片的电压亦稳定,达到调整制冷程度的目的。由于三端稳压块(78L0)8)的作用,功率变换电路输出的电压如发生变化也不会影响IC2工作。
    4.其他电路说明。IC2A由于同桐输入端③脚已接地为低电平(电路板上有特定的焊锡处,已被焊接),而反相端②脚电位经电阻RA1和RA2的分压,约为4V(高电平),所以IC2A①脚就永远是低电平,说明这个比较器没被发挥作用,但由于DA201的隔离,对电路没有任何影响。
    FAN1是散热风扇(两只)供电插座;FAN2是冷风扇(一只)供电插座;NTC2是机箱内照明灯和温控电位器供电插座;半导体制冷片BR是主负载,因为大电流供电,为避免产生接触电阻,故不采取插座连接,而通过较粗的红黑两根导线分别焊在电路板上P1、P2的+、-两处。
    二、故障分析与检修
    故障现象:冷藏柜不制冷,即接通市电时,没有任何反应。
    检修:初步估计是保险丝熔断或某元件损坏无法工作。拆下电路板,发现保险丝完好,但电容C12、电阻R31、R40和抗干扰电感线圈Ll的一侧都被黑烟污染了,显然是有元件烧毁的迹象。遂把这几个密集在一起的元件一一拆下,用酒精清洗干净,经测量,电容C12已彻底失去容量,但其顶部和外皮除了黑烟却是完好的(黑烟污染可能就是该电容烧毁时冒出来的)。为了查找可能发生连锁的损坏,先别急于换新元件。经静态检测,开关功率管T6(13005)可疑,拆下测量,T6的发射结已击穿短路(估计电容C12损坏,使两只开关管工作电压不平衡而击穿)。据经验,开关管损坏时很可能波及周边有关元件特别是二极管和电阻等,但经检查其他的元件还幸运,未发现有损坏。为了元件参数的一致性,遂把尚完好的电容C15和开关管T7也都拆下来一起换新。经用两只全新的100uF/250V电解电容替换C12、C15。又用两只13007替换T6、T7后通电试机,红、绿两只指示灯点亮了,BR制冷片下方的两只散热风扇也正常转动起来,认为故障排除了。可打开箱门机箱内的照明灯没有点亮,散冷风扇也不转。经在元件面测量,照明灯供电端和三端稳压块输出端均无电压,认为是三端稳压块(78L08)损坏,测量整流管D5’的负极,有12V电压,判断为限流电阻RL2损坏开路,造成散热风扇供电插座FAN2无电、照明和温控插座NTC2无电。经认真焊牢后,恢复原安装试电,箱内的风扇和照明灯都正常工作了。经加电工作加多分钟,手摸半导体制冷片的散热器有发热感,打开箱门手伸到箱内有凉爽感,说明一切工作正常,故障真正排除。

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