富士5000P9/G9 160kW变频器开关电源电路图说明

    富士5000P9/G9160kW变频器开关电源电路图（点击查看大图）

    作为稳压电源的一个种类，开关电源以其高效率、小体积和低功耗的特点获得了广泛应用。在变频器电路中，常见的电路形式为脉冲变压器耦合并联型开关稳压电源电路。从电源启动方式上为他激式开关电源，由振荡电路产生开关脉冲，来驱动开关功率管；从二次绕组获取能量的方式上来看，为反激式开关电源，即在开关管饱合导通期间，开关变压器电感线圈储能。而在开关管截止期间，电感线圈中存储的能量释放给负载电路；从稳压的控制方法来看，一般为脉冲宽度调整方式，稳压电源二次绕组输出的供电电压，正比于开关管的导通时间。在因电网变动和负载变动导致输出电压变化的情况下，可通过电压取样比较，将差值信号经放大后去调节开关管激励脉冲的占空比，从而改变开关管的导通时间，达到稳定输出电压的目的。

    开关电源的基本工作过程是：交流-直流-高频脉冲交流-直流的变换过程，其实就是一个整流、逆变、再整流的过程。是由一只处于开关状态的晶体管配合脉冲变压器的储能和电磁耦合以及整流滤波电路的参与，把交流供电转变为控制电路所需用的不同电压值的直流电源。变频器电路所采用的开关电源电路，其电源输入多是直接取自于直流回路，省去了整流的第一个环节。整体电路由上电起振电路、振荡电路、稳压控制电路、保护电路和二次绕组整流滤波电路等所组成。开关管有的采用晶体管（双极型器件），也有采用场效应晶体管的，但电路结构和原理是一样的。

    开关电源电路的故障常表现为：电路不起振，无直流电压输出；间歇振荡，输出电路电压过高或过低。而对开关电源电路的检修常从4个方面来着手：起振和振荡电路；稳压控制环节；保护电路；负载电路异常。明白各部分电路的“职能”，才能根据故障表现追查出“渎职电路”来，对不对？

    回头谈一下本机电路：变频器上电瞬间，从R、T电源输入端子引入的380V电源，进入CN21端子，再串入R1、R2后，进入D1～D4组成的全波整流电路，再由C1、C2滤波后，提供开关电源电路的供电，开关电源起振工作。CPU随即输出充电接触器闭合指令，充电接触器闭合，直流回路的电压完全建立。此时由CN21的3、1端子引入的直流回路电压，经D5、D6加到开关电源的供电回路上，原D1～D4全波整流桥因承受反偏压而截止，完成了变频器上电瞬间对开关电源软起动的使命，变频器也由此进入待机工作状态。

    电源振荡芯片为M51996，是塑封单列16脚直插型器件。R9提供电路上电起振电压，电路起振后，由D8将自供电绕组的感生电压整流，为振荡芯片提供工作电源；流经开关管的电流信号经R65引入到M51996的6脚，由内部保护电路在过电流程度较轻时，控制2脚输出脉冲的占空比，使开关管导通时间变短。过电流程度较重时，封锁2脚的输出脉冲，使电路停振，保护开关管的安全；二次绕组的交流电压经D11、D12并联整流、C6滤波后，一路经REF1、T1稳压电路，处理成+5V电压供CPU主板，一路由REF2、P521构成输出电压采样电路，将输出直流电压的变化馈入M51996的6脚，由内部稳压控制电路调节2脚输出脉冲的占空比，控制开关管KET1的导通时间，从而调节开关变压器T2的储能量，实现对二次绕组输出电压的调整，达到稳压输出的目的。

   24V供电提供数字控制端子的控制电压和工作继电器（充电接触器、风扇供电）线圈的供电；±15V电源是由整流滤波的直流电压，又经过7815、7915集成稳压IC的稳压处理后，提供各种保护检测电路的供电；另一路D9、C12整流滤波电压，经78M10T稳压成10V电源。