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PS2000开关电源的工作原理及常见故障排除

作者：张健日期：2015-11-25 10:28 来源：未知

【文章摘要】
本文结合 PS2000 开关电源结构框图以及工作实践，总结了PS2000开关电源的基本工作原理和PS2000开关电源在日常使用中遇到的常见故障以及解决方法，从而能够更好的使用和维护 PS2000 开关电源。
【关键词】
PS2000开关电源；工作原理；使用和维护
PS2000开关电源因其性能稳定、操作方便、抗干扰能力强、故障率低，广泛应用在小功率短波发射机中，作为小功率短波发射机的供电设备。我台短波发射机所使用的电源就是PS2000开关电源，现本人就结合自己在实际工作中总结的经验，简单谈谈PS2000开关电源的工作原理以及在日常工作中遇到的一些常见故障的排除。
1 PS2000开关电源概述
PS2000开关电源工作输入电压为交流 380V/50Hz，采用目前国内外通用的脉宽调制技术，并应用软开关技术有效降低开关器件的功耗，提高了开关电路的变换效率。其开关器件选用耐高压、大功率的IGBT 管，该电源能输出两路 45V/75A 和一组24V/16A的高稳定的直流电压，其中两路45V/75A直流电压直接供给功率放大器。另外还输出一路110V交流电压，供给功率放大器的风机。该电源的额定输出功率为 7.5KW。
2 PS2000开关电源的工作原理
PS2000开关电源为模块化结构，共有两个机箱组成，下机箱由输入滤波器、PFC无源校正、交流输入过欠压检测、辅助电源、软启动控制、110V/0.5A 辅助变压器、24V/15A 单元组成。上机箱由两个45V/75A单元模块、输出滤波组成。其中两个 45V/75A 主模块是 PS2000 开关电源整个系统中最为重要的部分。
如图所示：将工作电压交流 380V/50Hz 输入至 PS2000 开关电源的下机箱，电源电压经过EMC滤波器馈送到交流电源开关，当该单元接通后交流输入过欠压检测、软启动控制及辅助电源开始工作，其目的是为了给本电源电路提供一个+12V工作电压、检测输入的交流电压并对出现的过欠压进行报警，并且消除交流380V经过全桥整流器再给电解电容组充电时瞬间产生强大的电流脉冲对机器和电网的影响。此时该单元电路的输出电压会在几秒内升至550V左右，同时软启动控制单元给出控制信号，该信号控制后面的45V/75A主模块单元必须在软启动结束后电压升至550V左右时才开始向外提供输出。这里要说明，交流输入电路自带功率因数校正，可以使PS2000开关电源在满载时功率因数达到 0.92 以上。上机箱：前面说过，两路主模块45V/75A是PS2000开关电源的核心部分，它是由软开关谐振移相PWM脉宽调制、输出电压 / 电流的取样、过压 / 过流 / 过温保护组成。由下机箱送来的550VDC经过PWM调制成两路16KHz的高频脉冲电压，经全桥整流电路和主变压器后产生两路45VDC的输出。其中主模块控制部分采用移相全桥变换的软开关控制方式，这种方式下，功率管是按一定相位控制导通和关闭。这样一来减小了功率管的开关损耗，从而提高了电源系统的稳定性，也提高了 45V/75A 模块工作效率。
3 PS2000开关电源常见故障排除
PS2000开关电源为模块化结构，每个单元相对独立，可拆卸单个功能模块，便于故障检查与维护。下面本人将结合自己在日常工作中遇到的PS2000开关电源的故障及排除方法进行归纳总结。
3.1 开机后不工作
遇到此类故障可分为两种情况来处理，第一种情况：如果电源指示灯不亮，则应该检查输入380V交流电是否正常，如果正常应该检查输入端交流保险丝是否熔断，若保险丝正常，则检查DC12V辅助电源单元输出电压是否正常。第二种情况：如果电源指示灯亮，则应该检查软启动板是否正常，如果软启动板工作正常，则软启动板指示灯应该在软启动板启动后3-4秒内熄灭，如果软启动板指示灯常亮说明软启动板故障。若软启动板正常，则检查DC24V输出是否正常，正常时24V风机应该工作。
3.2 开机后有连续的交流接触器吸合声
遇到此故障，首先检查输入电压是否正常，其次在检查下机箱整流桥是否工作正常，若正常，则判断辅助+12V电源电压不够，或者三相交流接触器损坏，导致无法吸合。
3.3 开关电源工作后，没有 45V输出遇到此类故障，应该拆开上机箱盖，观察没有输出电压的模块上的主控制板指示灯是否正常，如果不正常说明有过流、过压、过温故障，如果指示灯正常，则应该检查 IGBT 板上的高压是否正常。
3.4 有 45V输出，但是不能带载此类故障首先应该考虑IGBT功率模块有损坏，导致只能空载，其次是检查快恢复整流二极管是否损坏。如果有损坏则需要更换相应的模块单元。
3.5 45V输出模块启动就保护此类故障出现，说明后级有损坏，应该检查输出端是否有短路导致启动时检测到次级有过流现象，或则是储能电感损坏导致短路。还要说明一点，遇到这种情况，也要检查一下IGBT功能模块以及快恢复二极管是否工作正常。
3.6 PS2000开关电源工作一段时间自动重启
遇到此类故障应该想到是开关电源工作时散热不好，导致温度过高，电源自动保护。此时应该先检查上机箱45V模块前面两个45V风机是否工作，若45V电压输出正常，而风机不工作，则立即更换风机。其次45V模块后面还有两个风机，这两个风机受温控开关控制，所以常温时不工作，只有在机内温度达到50℃左右时，温控才闭合使后风机工作。如果开关电源在高温下工作，而后风机没有转动则应该检查后风机是否正常，或者是50℃温控开关是否工作正常。
以上是本人在日常工作中对PS2000开关电源使用过程中不断积累总结而得出，借此机会与同行们进行交流分享，如有不当之处还请大家批评指正。