茂迪PPS-1204可调电源耗时费力拯救记

hcrt 2016-4-22 10:20

　　前段时间入手了一台茂迪PPS-1204可调电源，这台可调电源是台故障机，有个通道最高只能设置到25V左右，往上就显示过载保护了，其他正常。后来机子到了之后，一看故障机故障通道背后四线测试没接好，找两根铜丝短路了，然后开始校准，发现低压7.4V左右变成11.5V左右，高压23V左右也变成27V左右，校准完，发现能输出30V了，但显示34V左右，12V以上显示加3-4V,低于10V则输出比设置低4V左右，到设置3V左右直接显示和输出30V了。看来不是所有故障机都那么好修理啊，下面维修历程就此开始。

　　1、初步锁定故障范围

　　上台入手后，就大概研究过它的电路，主板部分主要是单片机，上面有两个控制板，各自接了交流输入和一个“辫子”，它分别接到后面固定在两大块散热器上的功率部分。将两个辫子交换接入口，测试，故障依旧，说明功率部分是好的，再从好的机器拆下一个控制板，与这个机器的故障控制板对换，发现主板接口是对的。故障应该是控制板。可惜没找到该机电路图，只有暂时自己查查。该板子由7815和7915供给+-15V，主要电路由多个运放、光耦，一些数字芯片，一个AD7541DA芯片构成。初步检查了下，正负15V正常。再次查网，一朋友说他有茂迪LPS-305可调电源的电路图，然后给了我一份LPS-305的电路图，后来又找到了PPS系列的图纸，发现PPS-1204居然是PPS系列和LPS-305之间的版本，电路更像305一些，但差别也不小，由于能够设置并输出，因此怀疑重点放在DA之后的驱动、反馈等电路，我怕修出更多问题，因此不敢随便动手。分析电路、对比测试就持续了近一周的晚上时光，两台机器对比测，两个卡对比测。这个过程中，已经将所有的电阻、二极管、三极管对比静态测试了，电容也用电桥在线测试了，但仍然没有结果，同时也将板子上DA后面的电路大概画了些，但比较凌乱。后来到电子市场买了LM393、TL082、光耦，电子开关，还找到了原装那种电源开关，DA芯片在淘宝入了手。

图一　茂迪PPS-1204可调电源拯救记

　　2、检查光耦

　　仔细分析电路，发现板子上共有10个光耦，其中4个输出，其他几个大都是输入，有一个用途不明。4个输出的由两个LM393比较器驱动，应该是和主板通信，返回状态信息。输出不是线性，首先考虑到光耦出问题，拆了两个换了下，发现它们都是好的。

　　3、检查LM393

　　还是分析电路，感觉其中一个393应该是主输出，将其拆下，换插座，换新的，结果没问题。把另一个也拆下，结果也是好的，换回原来拆下的，这个过程搞坏一个拆下的393，只能换了一个新的。

　　4、换DA芯片

　　查了AD7541是模拟网络电阻，担心它是坏的将好的和故障控制板上DA芯片都拆下，换上插座，再对换测试，涛声依旧。

　　5、换运放

　　根据电路分析，逐步把放大、反馈等TL082替换，结果都是好的，还是换回原来拆下的。

　　6、转折点

　　前面的折腾一圈，又过了三个晚上时光，仔细看那个LPS-305电路，发现单片机输出的信号应该不是简单的直流（用表测某些脚电压就是跳的）。

　　对比测试发现，LM393输入和输出都有波形，好坏板之间最大差别，好板输入的波形低点在零点下，这样393输出就有波形，而坏板也有波形，但都在零点以上，393当然没有输出波形了，而且那个波形的幅度就是3-4V，与校准时候高出来电压相似。看来问题出在这里，又对换测试了负责采样的TL082的采样电容，结果仍然无果，怀疑是输出把电位提高了，断开输出，甚至冒险将部分运放、电子开关拔了开机，DA放大后输出波形不变。与一高手讨论，他提醒我这种情况是两种情况造成，一是DA输出错误，一是输出部分有电路太高输出电位，建议我仔细描出电路图，并在校准状态，测试电压和波形，这时反馈电路基本没工作。听了他的建议，结合以前描的部分电路整理，并仔细描了以前没分析清楚的部分。同时又到电子市场买了CD4015和74LS14等数字集成电路。

　　7、改变思路

　　已经记不清是第几次进入校准界面，突然发现ADC GET=01025，应该就是DA输出的电压10.25，该机采用LM385 1.2基准电路，通过一个TL082放大，输出10V左右，经过一定处理，输出7.5V左右。故障机这时ADC GET=01525左右，说明DA输出真是15V左右，比正常高啊，一直没怀疑的DA控制部分，是不是真有问题啊。

　　该机DA控制部分，由两个光耦输入串行需要的数据、时钟信号，分别控制两个CD4015的三组串转4并输出，驱动AD7541的12个脚。从光耦输出开始检查，对比同机好输出板，波形相同，说明光耦正常，再测试好板的AD7541输入，发现每个输入脚的波形相同（共3种模式轮流输入，同步将三种输出分别通过电子开关输出到三个采样运放中，再直接或间接接入LM393中。AD7541的12个输入脚，分别表示12位之一，组合后表示0-4095，REF X 该数据 / 4096，再控制功率部分，输出合适的电压。

　　测试故障板，正常、突然，有一个脚没有波形，或者说波形很小，反复测量了几遍，确实很小，类似这样的假惊喜已经重复多次，不敢相信了。查电路，发现该脚对应位数数据为512（二进制001000000000），经过换算，对应输出电压正好是多出来的3-4V。

图二　茂迪PPS-1204可调电源拯救记

　　8、上坡

将这个CD4015拆下，换上座子，将新买的HEF4015插上，开机，居然无输出了！换上旧的CD4015，输出37.5V，开始以为是HEF4015不能替换CD4015，还到处咨询，甚至想接上并口编程器，测试下芯片是否是好的，但后来发现旧的CD4015实际也不能调整电压了。

　　9、成功

　　突然想起来，这个块子正面好像有根线接到两个脚上，查CD4015电路图，原来这两个脚是它的复位端，测试好板子，这两个复位脚都接到复位电路上，坏板那个过孔明显不通了。找了根飞线，将两个脚短接。再次开机，旧芯片可以工作，可以调整电压（虽然不正常），换下来，上HEF4015，也可以工作了，设置一个小于10的电压，设置和输出正常了，接负载拷机测试，20V2.5A测试了一晚上，可调电源微热。