一种用于飞行模拟器的开关电源原理及检修

一台英国产于上世纪90年代的全自动飞行模拟器，其信号控制和处理的各部分使用了数个精密稳压电源来供电。该种电源是由英国LAMBDA
     UK公司生产的．可提供600W，模块化5V和15V的稳压电压。其核心芯片采用FDAl060脉宽调制控制芯片，依据实物测绘其电路图(见附图)并简介其工作原理和故障检修实例。
    

一、工作原理

    

1．输入和滤波整流及300V电压电路

    

由于市电制式的不同，该电源可以在220V和110V之间任意切换，当接110V交流电时，只要先将开关S1合上即可。交流电首先经过保险丝F1和由C11和L1组成的低通滤波电路，将杂波滤除，同时也阻止本机产生的高频杂波污染市电电网。经滤波后的交流电压，经过限流电阻R24进入桥式整流电路，在其两端得到约300V直流电压。在正常工作时，变压器T2的①-②绕组产生感应电压将双向晶闸管．D6触发导通，从而旁路限流电阻R24，降低了整机能耗。

    

2．启动与振荡

    

300V直流电压一路经C14滤波后加到开关管QTR8和QTR7漏极上。另一路经由稳压管D2和QTR2组成的串联型稳压电路输出约13V直流电，又经隔离二极管D3后加到芯片ICI(TDAl060)的供电引脚①脚(12V)，使芯片ICl开始振荡并工作。ICl?脚开始输出有规律的脉冲，再经过各个驱动级耦合使功率管QTR5、QTR6和QTR7、QTR8轮流导通，这样在T2的④一⑤绕组上形成高频脉冲电流，进一步在T2的各次级绕组上感应出电压。其中，T2的⑨一⑥绕组生成自馈电，该自馈电经D7整流后分为两路。一路经R11、C19和16V稳压管Dl稳压保护后加到ICl的①脚，使之获得稳定的工作电流，进入正常工作状态。

    

3．稳压控制

    

T2的?-⑥绕组感应出的自馈电另一路经R13、C8滤波后进入由R5、R7组成的取样电路取样加到ICl?脚，形成反馈电压。如果由于某种原因使得输出绕组的电压升高，相应地，自馈电电压也升高，使?脚输出的脉宽变窄，从而减少了后级4个场效应管的导通时间，于是T2的初级和次级绕组电压都下降，最终使输出电压稳定。当输出电压变低时,控制过程与上述相反。

    

4．过热与过流保护

    

该电源设置了两种保护电路。其中过热保护由热敏电阻传感。在Icl②脚输出稳定的8．4V电压，其上接有R4、R10和热敏电阻THl。ICl③脚由R10和THl分压取样输入。当电源内部温度过热时．THl阻值上升，使得⑧脚的反馈电压上升，从而芯片内部限制了输出的脉冲宽度。避免了继续升温烧坏器件。而过流保护的电流取自QTR5、QTR6的源极以及OTR4的集电极，由R25、R17、R12构成取样回路。当Icl⑩脚输入的取样电流过大时，芯片依次进入动态保护或静态保护状态。

    

二、检修实例

    

本飞行模拟器的多个系统使用的交流电是不同的，有220V和115V，所以在使用和检测该电源时要先确认开关Sl的位置。检修时先观察保险丝F1是否完好、有无明显损坏的器件。

    

例1：电源无电压输出

    

上电后检查发现300V直流电只有100多伏，明显偏低。先测整流桥的4个二极管正常。再测限流电阻R24．已断路，使交流电形不成回路。换上新件后上电试机，300V电压正常，输出直流电压随之正常。

    

例2：电源无电压输出

    

测量300V电压正常，进一步测量二极管D3的输出电压正常(为12V)。再测芯片ICI①脚电压也为12V，说明芯片可以启动工作。再测⑩脚输出波形也正常。接着测量发现电容C9、C10电容值明显偏小，说明芯片输出的脉冲耦合到下一级的激励不足。将其更换后，电源顺利启动，输出电压随之正常。

    

例3：输出电压明显偏低

    

经测量+15V输出的电压只有7V左右．明显偏低。这说明电源已经启动，可能是反馈稳压电路有故障。检测300V电压正常。ICl的供电脚①脚电压略低，说明自馈电没有加进来形成正反馈。拆D7后测量发现其开路，更换后自馈电正常加到了ICl①脚和⑩脚，芯片工作稳定。输出电压随之正常。