RIOM电源板-原理分析

1、.RIOM电源板-原理分析作者:日期:1 110V进电电路分析110V进电电路主要实现对输入电源的滤波、EMCt理、电源的过流过压保护。滤波：通过L1、L2实现对输入电源的滤波作用，阻断高频干扰信号。EMCt理：R1、R2压敏电阻防浪涌电压，C1、C2消除高频干扰共模分量，D1防止反向电压。（图1.1 ）图1.1 110V进电电路1.1 开关电路Q4 （IRF740S）起到控制电源板“ GND与" J2 110V- ”连接的开关作用。电源板由正常得电时，Q4: G为高电平，D S导通。电源板电流通过 Q4-D S、十 M1小+ '：W1JCL1图1.21.2 限流保护R5:采

2、样电阻，监测电路电流。电流I变大时，R5上电压升高，Q8基极电压随 之升高。当电压达到设定值时，Q8集电极、发射极导通，Q4 : G为低电平，DS关断（如图1.3所示：右图为电流过大瞬间）。图1.31.3 过压保护U3: TL431监测输入电压，R29 R28组成了分压电路，R28上的电压与输入电压 成正比。当R28上分得的电压升高至2.5V （TL431 Ref基准电压值），TL431KA导通，Q4 : G为低电平，D S关断（如图1.4所示：右图为电压过高）。图1.42 160V升压电路分析L4、Q1、D2、C17组成了 BOOS升压电路，实现DC160V勺稳压输出，为后续开 关电源工作提

3、供电源输入。图2.12.1 BOOST升压电路图2.2在充电过程中，Q1闭合（图2.3中用导线代替）。这时，输入电压流过电感6极管D2防止电容C17对地放电。由于输入的是直流电，所以电感L4上的电流以 一定的比率线性增加。随着电感电流增加，电感储存能量。Vin二fotitIDOliZDOV图2.3当Q1关断时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为 00而 原来的电路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电 容两端电压升高，此时电压已高于输入电压，升压完毕。图2.4BOOS升压是一个电感的能量传递的过程。充电时，电感吸收能量 ；放电时，电感 放出能量。通过控制Q

4、1不断的开关，可以在C17上得到160V电压。.2.2 160V 电压监测电路i4宅反件冽电用TW22-IR3S;- 不 -=LVl'l图2.5此电路主要用于对BOOS升压之后的160V进行监测。R41、R40组成了分压电路,R40上的电压与输入电压成正比。将 R40上的电压与Vref值通过运放LM224进LMiM2.62.86行比较处理。2.3 修正电路修正电路将U4-8输入彳2.4 Q1驱动电路图2.7调整为U4-7输出信- - IU1D （LM2901比较器）比较电路LM2901-10脚输入为三角波（图2.9-A）, LM2901-11脚为U4-7输出波形（图 3.17-B）。通

5、过两脚的比较（图2.9-C）,得到LM2901-13输出波形（图2.9-D ）Q1驱动电路将之取反得到 Q1控制波形（图2.9-E ）aR/WI b|I E图2.9Q1驱动状态Q1导通状态：U1D13脚为低电平时，Q10基极为高电平，集电极、发射极导通。Q9基极为高电平，集电极、发射极导通，Q1: G为高电平，D S导通。Q1关断状态：U1D 13脚输出高电平时，Q12基极为高电平，集电极、发射极导 通，将Q10 Q11基极接地。Q10基极电压拉低后，Q10集电极、发射极截止。Q9基极为低电平，集电极、发 射极截止；Q11 （PNPt）基极变为低电平，瞬时发射极电压高于基极。集电极、发射极导通

6、，将Q1: G快速接地，降为低电平，D S关断。当U1-8输入一个低电平信号时，会将 Q11基极电位强制拉低。Q11导通，Q1关 断。133推挽降压电路电路图如下，由U2, Q2, Q3, TR1组成推挽降压电路，TR1输出2路，一路电 源V （D5高频整流二极管对次级进行半桥整流， C20滤波后输出14V左右的直流 电压）供电路板元器件使用，另一路对外供电（80KHz 24V交流电压）。图3.1U2 UC2525的11脚、14脚输出的脉冲信号驱动 Q2、Q3, 16脚产生一个5.1V的 参考电压值Vref。通过5脚（Ct）、6脚（Rt）、7脚（Discharge）外接的电容（C8）、电阻（R

7、1&R1吩配比，从5脚输出一个三角波至160V升压电路中。R4为TR1初级测的采样电阻，R4上的电压值随着电流值变化。R4电压值经过R21 反馈至U1-9脚。当U1-9脚电压高于U1-8脚电压值（5.1V*R22/（R20+R22）=0.13V） 时，U1-14脚输出高电平至 U2-10脚（shutdown） U2停止工作。4上电辅助供电电路图4.1上电辅助供电电路用于在上电瞬间为IC提供工作电压，在电路正常工作后停止 工作。其中关键器件为 D4, Q7, Q55 Q66该电路受LM2901的2脚（D6处）与 LM224的1脚（D17处）控制，如果它们损坏的话也不能正常工作。5电源故障

8、原因确定与分析针又tRIOM电源故障，通过对电源深度研究破解。掌握了电源模块的工作原 理和技术参数。后期对数据分析和故障维修，找到了电源模块故障的解决办法。经过对板件的破解和分析，发现电源故障多数是由一个电压反馈电路造成 的。在这个电压反馈电路中，有一个分压电阻长时间工作在高压状态， 会使其阻 值发生变化。导致输出电压降低，最终导致整个模块损坏。DC110V启动电压升压模块DC160V160 V电压监渡;图5.1RIOM电源板的作用是将列车DC110Vt压转换为15V交流压和直流电。交流 电输出给CPUS和通讯板使用，直流电输出给I/O输入输出板使用。电源板工作原理：将DC110V#压到DC160V再变压至15V输出。电源板上 电后，需要通过Q1生成启动电压，瞬时供内部电路使用。当电源板正常输出15V 后，Q1关断（图5.1 :启动电压）。电源板通过检测DC160V勺方式，控制升压模 块工作，确保输出15V电压。160V电压监测电路中，160V通过R& R4分压，取 R4上的电压与Vref进行比较。通过U1 （运放）输出动态信号，调整160V稳定 输出（图5.1 : 160V电压监测）。R3长时间工作在高压环境，特性受到影响，阻 值下降。R4上分得