传真机电源电路分析及故障检修

2019-05-14 19:43:45 来源: 常德信息港

传真机电源电路分析及故障检修

电源电路是传真机的重要组成部分,现代传真机的供电系统一般采用开关型稳压电源,这种电源具有转换效率高、工作可靠、保护完善、安装调试简单等特点。由于电电压的不稳定性和电源电路工作的连续性,它是传真机中故障率较高的电路。本文着重分析了传真机电源电路的组成、工作原理及常见故障的检修方法。

二、传真机电源电路的结构及电路分析

传真机电源电路的基本结构如图1所示。系统的主要功能是产生+5V、±l2V、+24V四路低压直流电源。其中+5V直流电源电压主要是作为传真机逻辑单元电路的工作电源,包括为整机各部分的集成电路及待机控制系统等电路部分的供电;±12V直流电源电压主要为传真机的信号放大器、CCD板及操作面板提供工作电压;+24V直流电源电压主要为传真机的机电驱动电路和电机、继电器、热敏打印头及荧光驱动器等部分供电。

电源电路的工作过程大致是:交流供电的输入电压经保险管、高频滤波器、桥式整流器后,得到约300伏左右的直流电压,输送到由MOSl、MOS2两只开关管及变压器等组成的DC-DC变换器,DC-DC变换器将整流器输出的直流电压变成高频开关脉冲电压,该电压通过开关变压器耦合到输出电路,由输出电路中的高频整流、滤波变成各工作电压。图1中的PWM控制器、驱动变压器和反馈回路组成脉宽调制器。该系统通过检测输出电压的变化得到误差电压,并将该误差电压反馈到DC-DC变换器,从而控制开关管的导通时间,以维持输出电压的稳定。PWM控制器的输入端还与温度传感器相接,当机器工作温度不正常时,温度传感器就会将信号送到PWM控制器,控制开关管的导通与截止,使输出电压回复正常。当传真机处于待机状态时只有+5V电压输出,用于系统控制电路的供电,如对传真机进行操作或检测到振铃信号时,才输出其它的直流供电,这样可以有效地降低传真机电源功耗和提高传真机的使用寿命。

电源电路各部分工作原理如下(以PanasonicKX-F90B型传真机的电源电路为例):

2.1 整流滤波电路

整流滤波电路与其它电子设备的开关电源部分基本相同,如图2所示。由L401、L402、C401、C402、C403、C404、C405、C406、R435组成差模和共模抗干扰电路,用于限制来自电和脉冲调制开关电路所产生的高频干扰,然后经桥式整流器D401后,输出一个约300V左右的直流电压。

2.2 主振荡电路

如图3所示,经D40l整流、C407滤波后输出的约300V直流电压分两路,一路加效应开关管Q405的漏极,另一路加至脉宽调制集成电路IC451的第(16)脚。由IC451的(2)脚输出频率达20kHz的脉冲信号控制大功率开关管Q405,开关管Q405工作后,在T40l的初级产生高频振荡,并经变压器传递给次级回路,在次级各绕组中得到的高频脉冲再经各回路整流、滤波、稳压后获得所需的几组直流电压。

2.3 直流电压输出电路

如图4所示,T401次级绕组NSl感应的脉冲电压经D407整流,C416、C418滤波出+24V的直流电压。该+24V直流电压除直接向步进电机和LED阵列供电外,还分别送至+5伏串联型开关稳压器和热感头。串联型开关稳压器由IC402和Q403等元件组成,+24V电压经此电路稳压后输出+5V电压。到热感头的供电过程是:受系统控制板输出的Head ON信号控制。当此信号为高电平时,Q404导通,继电器RLY40l得电动作,其触点吸合,+24V电压经RLY40l加到热感头。当Head ON信号为低电平时,Q40l截止。继电器线圈失去电源,触点释放,+24V电压被切断,热感头失去工作电压。

T40l次级绕组NS2感应的脉冲电压经D408整流、C420滤波后再经IC403稳压输出+12V稳定的直流电压。T40l次级绕组NS3感应的脉冲电压经D409整流、C423滤波、IC404稳压后输出-l2V稳定的直流电压,如图5所示。

2.4 稳压控制电路

+5V、±l2V直流电压分别通过IC402、IC403、IC404稳压。

+24V的稳压则是通过PC401反馈到初级电路中实现,主要由R4l2、R413、IC40l、PC401、IC451等元器件组成。其控制过程是:当+24V输出端电压有所下降时,通过IC401阴-阳极的电流变小,PC401内的发光二极管发光亮度减弱,则其内光敏三极管亮电流减小,R467压降减小,加到IC451第(8)脚的电压增大,经内部误差放大器、比较器、脉宽调制器处理后,使IC451第(2)脚输出的脉冲宽度变宽,Q405导通时间增大,T401次级绕组NSl感应的电压增大,从而实现稳压的目的。

2.5 自动保护电路

本开关电源设置有负载过电流保护电路和+24V、+5V输出端过电压自动保护电路。

负载过电流保护电路由R459、IC451等元件组成。当负载由于某种原因(过流、短路等)出现过电流现象时,过流取样电阻R459上形成的压降增大,通过R461加到IC451过流检测端第(15)脚的电压增大,经IC451内部电路使其第(2)脚无脉冲输出,电源停止工作,实现过流保护。

+24V过压保护电路由R415、D4l0、PC402及IC451构成。当+24V输出端电压过高时,该电压通过R415将齐纳二极管D410击穿,使PC402内发光二极管亮度大大加强,则其内光敏三极管饱和导通,IC451第(6)脚电压大大升高,通过内部电路处理,封锁IC451第(2)脚输出的脉冲,迫使Q405关断,实现过压保护。

+5V过压检测由D415担任。当由于某种原因使+5V输出端电压过高时,D415导通,将+5V输出对地短路,保险丝F402熔断,实现过压保护。

另外,当进行非正常使用的长时间全黑拷贝过热时,热敏电阻TH402将检测到这一现象,其热阻值大大降低,并从CN402的(l0)脚输出 HEADON 信号至数字板的A/D变换器(IC9),以使机器停止工作。

三、传真机电源电路常见故障检修方法

3.1保险管熔断

保险管的作用是当传真机电源内有严重短路故障或电电压过高时能迅速熔断,以保护传真机其它电路。确认保险管熔断后不能急于替换保险管,要找出熔断的原因。保险管熔断的原因有两种:一种是外部原因,由于电电压变化,或额定工作电压不符而导致的熔断。另一种是内部电路原因,由于电源内部短路引起的。下面着重分析由于电源内部电路故障而导致的熔断现象。

(1)整流桥短路

如果整流桥有个别或全部二极管短路,相当于电源电路内220伏交流电压直接短路,此时保险管会立即熔断。应将整流桥拆下测量,由于整流桥较难拆卸,可采用合适的医用注射针头辅助拆卸,方法是待焊锡熔化后,将空心针头对准引脚旋几下隔开电路板与引脚即可。

(2)主开关振荡电路开关管短路

确认整流桥正常后,着重检查主开关振荡电路的开关管。该开关管一般采用ZSC系列晶体管或ZSK系列场效应管。ZSC系列晶体管的测量比较简单,用万用表即可方便判断。ZSK系列的场效应管不易判断,但无论如何各管脚之间的电阻有能接近于零。如果确认开关管损坏,应尽量选用同类型的元器件替代。还应指出的是,这些大功率管与散热片之间的绝缘必须确保良好,否则容易导致管子损坏。

(3)压敏保护电阻击穿

传真机电源内部的压敏电阻在正常220伏电压输入时呈高阻状态,一旦外输入电压高于300伏时,压敏电阻阻值瞬间降为零,强大的电流立即将压敏电阻击穿,保险管熔断保护传真机电源。如确认压敏电阻击穿后,应检查电路还有没有其它问题方可通电测试。

3.2电源指示灯不亮

造成电源指示灯不亮的故障多为:

(1)交流供电不正常

当电源指示灯不亮时,应首先排除交流电供电问题,应检查电源插座的连接,有时会因为连接不好而导致不能正常供电。

(2)整流桥开路

用万用表测量整流桥输出端电压,如无300伏直流输出,说明整流桥已经开路,应予更换。整流桥的选择指标有两个,一个是耐压,一个是电流。耐压应在600伏以上,电流一般选择6A-10A即可。

(3)电源通路电阻损坏

如300伏左右直流输出电压正常,说明整流、滤波电路正常,着重检查电源输出通路电阻。该电阻断路的话,将不可能有任何电压输出,用万用表测量该电阻即可判断。应指出的是该电阻损坏的同时,滤波电解电容多半会损坏,应予同时更换为佳。

3.3振荡电路不起振

如传真机电源指示灯亮,但无电压输出,传真机不能正常工作,多半是因为开关电源振荡电路没有起振。常见的原因是因为振荡管损坏,也可能因为专用电源集成电路和厚膜电路的故障,例如松下F908型传真机中IC451的(2)脚没有输出20kHz的脉冲信号等等,此时可结合示波器来检测。

3.4 光电耦合器损坏

光电耦合器的控制端和被控制端分别控制脉冲变压器两端的电路,一旦光电耦合器损坏便不能实施有效的控制,电源电路同样不能正常工作。光电耦合器的检修方法是:一般可在集成电路手册上查到光电耦合器的管脚图,用万用表电阻档对有关管脚进行测量。发光二极管具单向导电性,正反向电阻值有较大差别,而光电晶体管两端的阻值比较大。如光电耦合器损坏,只要管脚排列相同即可通用。

四、结束语

不同品牌的传真机其电源结构和工作过程不尽相同,对于传真机电源电路故障的检修,大致是判断各功能电路的好坏,根据电路原理图,由简单到复杂,由输入到输出,依次寻找故障点,结合示波器和万用表检查相关元器件,一般能较快排除故障。以上是本人在长期教学和实践中总结出来的经验,有不当的地方,请指正。

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