美的豆浆机电路原理分析与故障检修
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下面以美的豆浆机采用的MST64-1-5型电源板为例，介绍美的电动机典型电源板电路工作原理与故障检修方法。该电源板上除了安装了电源电路，还安装了市电电压过零检测电路、电机驱动电路、加热管供电电路、防溢检测电路、温度检测电路。
一、电源电路原理 该电源电路由市电输入电路、开关电源和5V电源构成，如图1所示。 图1 1．市电输入、300V供电电路 该机的市电输入、300V供电电路由过流保护、过压保护、线路滤波器、300V供电电路等构成。 220V市电电压经熔丝管F091输入后，利用C091滤除高频干扰脉冲，通过R091限流，经D091～D094整流产生脉动直流电压HV 。该电压一路送给市电电压过零检测电路；另一路经D095隔离，L092、EC092滤波产生300V左右的直流电压，为开关电源供电。 市电输入回路的RZ091是压敏电阻。市电正常、没有雷电窜入时它不工作；当市电升高或有雷电窜入，使RZ091两端的峰值电压达到470V时它击穿，使F091过流熔断，切断市电输入回路，避免了电机、加热管及开关电源的元件过压损坏，实现市电过压和防雷电窜入保护。 2．开关电源 参见图1，该机的主电源采用由电源模块OB2226（U091）、开关变压器T091为核心构成的并联型开关电源。 （1）OB2226的简介 OB2226系列芯片是一款高效率、低功耗、高集成度的电源模块。其中，OB2226AP、OB2226CP采用SOP8脚封装，OB2226SP采用了DIP7脚封装。OB2226SP的功率为6.6W（90～300VAC）或10W（90～264VAC)；OB2226CP的功率为4W（90～300VAC）或6W（90～264VA）。 因OB2226采用了频率抖动和软驱动控制技术，不仅提高了系统的EMI指标，而且待机功耗小于0.2W、满载效率大于70%。该模块主要由控制芯片和开关管构成。开关管采用高耐压的大功率场效应管，而控制芯片由电源电路、振荡器、PWM脉冲形成电路、激励电路、前沿消隐电路、过流限制电路、欠压保护电路、过压保护电路、过热保护电路等构成。其引脚功能如表1所示。 表1 OB2226的引脚功能
通电后，EC092两端的300V直流电压一路经开关变压器T091的初级绕组（1-2绕组）加到电源模块U091的5、6脚，为它内部的开关管D极供电；另一路利用启动电阻R092～R094降压，EC093滤波在其两端建立启动电压。当启动电压达到14.8V后，U091的①脚内的电源电路启动并输出其他电路所需的工作电压。振荡器得电后开始工作，由其产生的50kHz（典型值）时钟脉冲控制PWM电路形成PWM脉冲，经驱动电路放大后驱动开关管工作在开关状态。开关管导通期间，300V电压经T091的1-2绕组、开关管D/S极、R097到地构成回路，导通电流在T091的初级绕组上产生1脚正、2脚负的电动势，使4-5、6-7绕组通过互感产生4、6脚正、5、7脚负的电动势，因二极管反偏截止，所以能量存储在T091内部。开关管截止期间，流过T091初级绕组的导通电流消失，所以T091的1-2产生反相的电动势以阻止电流的消失。此时，T091的4-5、6-7绕组通过互感产生5、7脚正，4、6脚负的电动势。其中，5脚输出的脉冲电压经D096整流，EC093滤波产生的电压，不仅取代启动电路为U091提供启动后的工作电压，而且为稳压控制电路提供取样电压；7脚输出的脉冲电压经D098整流，EC094滤波产生12V直流电压。该电压不仅为继电器的驱动电路和蜂鸣器电路供电，而且经三端稳压器U092稳压输出5V电压，为微处理器、温度检测等电路供电。 D097、C092、R095、R096组成尖峰脉冲吸收回路，以免U091内的开关管截止瞬间被过高的尖峰电压损坏。 （2）稳压控制 当市电电压升高或负载变轻引起开关电源输出电压升高时，滤波电容EC093两端升高的电压经U091内的稳压控制电路取样、放大后，使PWM脉冲的占空比减小，开关管导通时间缩短，开关变压器T091存储的能量下降，开关电源输出电压下降到正常值。反之，稳压控制过程相反。 （3）保护电路 欠压保护：启动期间，VDD值低于14.8V（典型值）时芯片不启动，此时300V电压通过启动电阻给EC093充电。当VDD升高到14.8时，芯片开始正常工作，输出PWM驱动信号，开关管工作。开关管工作后，开关变压器T091输出的脉冲电压经D096整流，EC093滤波后为OB2226提供的电压低于9V（典型值）时欠压保护电路OLP动作，开关管停止工作，以免开关管因激励不足而损坏，实现欠压保护。 OB2226的启动电流和工作电流最大值分别为20μA和2.5mA。 过压保护：当VDD端电压高于保护阈值27.5（典型值）时，内部的过压保护电OVP路动作，使PWM电路停止输出激励信号，开关管关断，不仅避免了负载元件过压损坏，而且避免了OB2226内部的开关管或负载元件过压损坏。 过流保护：OB2226采用了峰值电流来调节输出电压，并逐周期限流保护。OB2226内的OCP电路通过识别CS端输入的电压来检测开关管的峰值电流。 当负载重等原因导致开关管D极电流增大，在R097两端产生的电压达到0.94V（典型值）后OB2226内的过流保护电路OCP动作，关闭PWM形成电路输出PWM激励脉冲，开关管关断，以免它过流损坏。 电流限制电路还包括一个前沿消隐电路LEB。该电路用来延时电流取样，每次功率管导通时，由于续流二极管反向恢复，在R097两端会产生尖峰脉冲电压。为了避免该脉冲可能引起的误触发，影响电路启动，所以需要前沿消隐电路对检测脉冲进行200ns左右的延迟，从而消除了这种不良影响。 过热保护：OB2226内部还设置了过热保护电路。当芯片的温度超过150℃时，内部的过热保护电路TSD动作，关闭振荡器，使开关管停止工作，以免其因过热而损坏。 3．市电过零检测电路 参见图2，脉动直流电压HV 经R141降压，利用光耦合器U141耦合产生市电过零检测信号，经C141滤波送给微处理器电路。只有CPU输入了市电过零检测信号，才能输出电机驱动信号，否则会产生电机不能运转、微处理器不工作的故障。 、 图2 二、电机驱动电路 电机驱动电路由双向可控硅（双向晶闸管）和CPU、整流堆为核心构成，如图3所示。 图3 执行打浆程序时，CPU输出的电机驱动信号MC经光耦合器U161耦合，触发双向可控硅SCR161导通。此时，由它输出的交流电压经UR161全桥整流，产生的脉动直流电压经连接器CN161为电机供电，使其旋转，带动刀具开始打浆。完成打浆程序后，CPU停止输出电机驱动信号，U161和SCR161相继截止，电机停转，打浆结束。 三、发热盘供电电路 发热盘（加热管）供电电路由继电器KC151、驱动管Q151和CPU为核心构成，如图4所示。 图4 执行加热程序时，CPU输出的加热控制信号REL为高电平，经R151、R152分压限流，再经Q151倒相放大后，为继电器KC151的线圈供电，使KC151内的常开触点闭合，接通加热管的220V供电回路，加热管得电后开始加热。完成加热程序后，CPU输出的REL信号变为低电平，使Q151截止，KC151内的触点释放，加热管停止加热，加热结束。 四、常见故障检修 1．开关电源无12V电压输出 该故障是由于供电线路、电源电路、加热电路、打浆电路异常所致。 首先，检查电源线和电源插座是否正常，若不正常，检修或更换；若正常，拆开豆浆机后，检查保险管（熔丝管）F091是否开路。 若F091开路，应先检查压敏电阻RZ091和滤波电容C091是否击穿，若它们击穿，与F091一起更换后即可排除故障；若它们正常，在路检查整流堆U161是否正常，若异常，与F091一起更换即可；若正常，断开插座CN161后，过流现象是否消失，若消失，则检查电机；若仍过流，检查加热管。 若F091正常，检查R091是否开路，若R091开路，说明开关电源异常。此时，在路测整流管D091～D094是否击穿，若有短路的，与R091一同更换即可；若正常，在路检测U091（OB2226）的4、5脚内的开关管是否击穿，若击穿，多会连带损坏R097。若开关管正常，则检查EC092。 提示：U091内的开关管击穿，还应检查尖峰吸收回路的D097、R096、C092和R095是否正常，若异常，与U091、R091、R097一起更换即可；若正常，则检查EC093、开关变压器T091，以免更换后的电源模块再次损坏。 若R091正常，测EC092两端有无300V直流电压，若没有，检查L092和线路；若正常，检查U091的1脚有无启动电压，若没有或电压过低，检查R092～R094是否阻值增大，D096～D098、EC093、C092、C094漏电或击穿，若是，更换即可；若正常，检查U091和开关变压器T091。 2．开关电源有电压输出，但异常 该故障是由于电源模块的供电电路、负载异常所致。该故障可在开关电源通电瞬间，通过测EC094两端电压大致判断故障部位。 若EC094两端电压低于12V，脱开稳压器U092的供电端后，若EC094两端电压恢复正常，则检查U092及负载；若无效，断电后在路测R097、D096~D098是否正常；若异常，更换即可；若正常，检查EC093、EC094是否正常，若正常，检查OB2226、T091。 若EC094两端电压高于12V随后下降，说明稳压控制电路异常导致过压保护电路动作。对于该故障，只要检查EC903和U901即可。 3．5V供电异常，但12V供电正常 5V供电异常，说明5V电源电路或其负载异常。 首先，悬空U092的3脚，测3脚对地电压能否恢复正常，若正常，检查EC095及负载；若仍异常，用相同的5V稳压器更换即可。若手头没有相同的稳压器，也可以体积大的KA7805更换，但要安装在合适的位置，并做好绝缘处理。 4．能打浆，但不加热 该故障是由于加热管或其供电电路异常所致。 首先，在未通电时测加热管阻值是否正常，若阻值为无穷大或过大，说明加热管异常；若加热管阻值正常，通电后并通过按键设置后，测来自CPU的加热信号REL是否为高电平，若为低电平，检查按键电路、无水检测电路、防溢检测电路、温度检测电路；若REL为高电平，测Q151的b极有无导通电压，若有，检查Q151和KC151；若没有，检查R151和Q151。 5．能加热，但不打浆 该故障的电机或其供电电路异常所致。 在执行打浆程序时，测CN161的1、2脚有无供电输出，若有，检查电机的绕组及线路；若没有供电，测整流堆UR106的2、3脚有无正常的交流电压输入，若有，检查UR161和线路；若无电压输入或电压过低，说明供电电路异常。此时，测电机驱动信号MC是否正常，若异常，检查微处理器电路；若正常，说明双向晶闸管SCR161或其触发电路异常。此时，检查U161有无触发信号输出，若没有，检查R162～R164、U161；若U161输出的触发信号正常，检查C161、SCR161及线路。 |
