用FSDM/H/L系列綠色I(xiàn)C代換變頻空調(diào)開(kāi)關(guān)電源芯片四例

FSDM/H/L系列單片低功耗離線(xiàn)式開(kāi)關(guān)電源芯片由飛兆公司研發(fā)和生產(chǎn)，電源電壓輸出控制方式是電流型脈寬調(diào)制(PWM)，有“綠色芯片”之稱(chēng)。芯片內(nèi)部集成有擊穿電壓為650V的“敏感型”場(chǎng)效應(yīng)功率開(kāi)關(guān)管、高壓?jiǎn)?dòng)電流源、固定頻率振蕩器、內(nèi)部偏置電路、脈沖前沿閉鎖電路、欠壓保護(hù)電路、過(guò)壓保護(hù)電路過(guò)載保護(hù)電路、異常過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)電路、自動(dòng)重啟動(dòng)電路等。由其構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電源，具有適應(yīng)市場(chǎng)電壓范圍寬、效率高功耗低、電磁輻射小、電路簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，特別適合制作成本低、微型化的小功率開(kāi)關(guān)電源，應(yīng)用十分廣泛。

該系列IC共有8個(gè)引出腳，采用雙列直插式封裝，有8DIP和8LSOP兩種塑料封裝形式，各腳功能如表1所示。⑤腳(Vstr )為啟動(dòng)端，通過(guò)外接電阻或直接接市電整流所得直流電壓，通過(guò)內(nèi)部電子開(kāi)關(guān)為②腳(Vcc)提供啟動(dòng)電壓，當(dāng)該腳電壓達(dá)到12V閥值時(shí)，芯片內(nèi)部電子關(guān)斷開(kāi)，改由②腳外接的開(kāi)關(guān)變壓器輔助繞組經(jīng)整流、濾波后供電。③腳( FB )為輸出電壓反饋端，經(jīng)取樣、處理后的輸出電壓反饋信號(hào)由③腳輸入，內(nèi)接比較器的同相輸入端與反相輸入端的基準(zhǔn)參考電壓進(jìn)行比較。④腳(Ipk)為內(nèi)部開(kāi)關(guān)管極限電流調(diào)整端，一般使用時(shí)可置空。由于開(kāi)關(guān)IC外接元件的差異和測(cè)量萬(wàn)用表型號(hào)、檔位選擇不同，表1中的電壓值和電阻值與實(shí)際測(cè)量值有偏差，因此只能作為參考。

FSDM/H/L系列IC型號(hào)較多，型號(hào)前綴有FSDM、FSDH.FSDL的區(qū)別，型號(hào)后綴有RN.RL的區(qū)別，但它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、封裝形式、引腳排列及功能相同，主要區(qū)別在于輸出功率、額定電流和振蕩頻率有所不同，如表2所示。表中“封裝式”也稱(chēng)“適匹器”模式，指在不通風(fēng)的封閉空間中，溫度在50C時(shí)連續(xù)功率;“敞開(kāi)式”也稱(chēng)“開(kāi)放架構(gòu)”模式，指在完全開(kāi)放的環(huán)境時(shí)，溫度在50°C時(shí)的連續(xù)功率。另外，表2括號(hào)內(nèi)的IC型號(hào)為仙童公司( FAIRCHILD )生產(chǎn)的同種器件。限于篇幅，該系列IC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖、組成開(kāi)關(guān)電源的元件參數(shù)及電路，本文不再給出。

在變頻空調(diào)中，有不少型號(hào)采用性能穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)型電源做為輔助電源，當(dāng)其核心元件開(kāi)關(guān)電匯芯片損壞后，若無(wú)同型號(hào)或兼容的直接替換型號(hào)時(shí)，往往需要進(jìn)行應(yīng)急處理。本文介紹用FDSM/H/L系列綠色開(kāi)關(guān)電源IC，代換變頻空調(diào)中常用的VIP12A、TNY264P、NCP1200P100 和TOP232Y四種開(kāi)關(guān)電源芯片的方法。

例1:代換VIP12A(或VIP22A)。由VIP12A組成的海信KFR -26GW/77ZBP型變頻空調(diào)器開(kāi)關(guān)電源電路如圖1所示。刀塔霸業(yè)是因雷擊鼓致使整機(jī)不工作，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)交流延遲熔斷保險(xiǎn)F1 (3.15A)、 開(kāi)關(guān)電源芯片IC1( VIP12A)、光耦合器IC3(TLP321 )損壞，而市電輸入及整流、濾波、電源次級(jí)和負(fù)載電路正票。由于無(wú)VIP12A芯片更換，決定用常見(jiàn)易購(gòu)的FS-DH321代換，兩者引腳功能對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3。代換后的電路如圖2所示，圖中打“x"處斷開(kāi)，虛線(xiàn)示處連通，R01(200kΩ )為新增加的元件。

代換方法和步驟如下:(1）吸錫電烙鐵燙印線(xiàn)路板上VIP12A各腳，吸除焊錫后取下芯片，將代換芯片F(xiàn)SDH321按原IC引腳一一對(duì)應(yīng)焊在線(xiàn)路板上;(3)斷開(kāi)⑤腳與外電路連線(xiàn)?？捎脝蚊娴镀瑢ⅱ菽_連接印刷線(xiàn)路銅箔刻劃出的1mm左右的斷槽，再取一只200kΩ/0W電阻搭焊在⑤腳與+300V(P)直流電源間;(4)斷開(kāi)④腳連接線(xiàn)，使④腳懸空;(5）斷開(kāi)①、②腳間連線(xiàn)，將原接④面的VCC輸出電源連同濾波電容E1移焊到2腳上;(6）將損壞的光耦合器IC3拆除并換新后，將IC3 4腳再斷開(kāi)再移焊到③腳上。將③腳與IC3 3腳斷開(kāi)，C21仍接③腳，并將IC3③腳與地（熱地）相連;(7)用T3.15A延遲保險(xiǎn)更換熔斷的F1，至此，代換改線(xiàn)工作全部完成。

仔細(xì)檢查修改的電路，確認(rèn)無(wú)誤后便可通電試驗(yàn)。分兩步:
一是空載試驗(yàn)，將開(kāi)關(guān)電源+15V、+12V輸出插頭拔下，斷開(kāi)負(fù)載，通電運(yùn)行一段時(shí)間后，測(cè)FSDH321及其他元件溫升，如溫升過(guò)高，證明FS-DH321的功率低了，可用功率稍高些的FS-DL0165RN、FSDL0165RL或功率更大些的芯片(0265RN/RL)更換。然后測(cè)輸出電壓，一般偏差在t0.5%均屬正常。若偏差過(guò)大，應(yīng)檢查穩(wěn)壓電路元件，如光耦合器IC3、穩(wěn)壓器IC4(TL431)、分壓取樣電阻R8、R9及軟啟動(dòng)電容E5等，以排除故障。
二是負(fù)載運(yùn)行，同樣是測(cè)芯片溫升和輸出電壓，如運(yùn)行一段時(shí)間工 作穩(wěn)定，表明代換成功。
需要說(shuō)明的是，開(kāi)關(guān)電源芯片的代換不一定采用FSDM/H/L系列IC，最好是同型號(hào)或可直接代換的芯片(如VIP22A可直接代換VIP12A)，然后才能采用功能相同、封裝相同、性能(功率、電流、開(kāi)關(guān)頻率等)相近的芯片代換。在通電進(jìn)行空載試驗(yàn)時(shí)，如果某組輸出電壓偏高，可先檢查該組電源有無(wú)假負(fù)載，一般阻值在100Ω~1kΩ之間(圖1的+12V、+15V各接有一只1kΩ假負(fù)載R3、R4，圖中未畫(huà)出)，若無(wú)假負(fù)載電阻，輸出電壓偏高不是故障，接上負(fù)載電路輸出電壓應(yīng)會(huì)恢復(fù)正常。

由TOP232Y組成的海信KFR -3066W/BP(KFR-3216GW/BP )系列變頻空調(diào)開(kāi)關(guān)電源電路如圖7所示。TOP232Y是美國(guó)POWER公司的第三代TOPSWITCH-FX系列開(kāi)關(guān)電源集成電路，它采用7腳單列直插式TO-220-7B塑料封裝，但只有5個(gè)引出腳:①腳C為控制端，輸入開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)輸出電壓變化的反饋信號(hào)。R38、C35 組成穩(wěn)壓控制環(huán)路的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，C35兼作旁路電容;③腳M為多功能設(shè)置端，主要有6種功能:(1)線(xiàn)路過(guò)壓(OV )保護(hù);(2)線(xiàn)路欠壓(UV )保護(hù);(3)利用線(xiàn)路電壓反饋來(lái)降低占空比Dmax;(4)從外部設(shè)定芯片的極限電流;(5 )遙控操作(亦稱(chēng)遠(yuǎn)程通/斷);(6)外同步。R36 用于設(shè)定欠壓保護(hù)值，當(dāng)R36取2MΩ時(shí)線(xiàn)路電壓欠壓保護(hù)值為AC100V，當(dāng)R36取3.9MΩ時(shí)欠壓保護(hù)值為195V;④腳s為內(nèi)部功率開(kāi)關(guān)管MOSFET的源極，接地;⑤腳F為開(kāi)關(guān)頻率選擇端，當(dāng)F接S(地)端地，開(kāi)關(guān)電源振蕩頻率f=130kHz，當(dāng)F接C端時(shí)，選擇半頻方式(f=130kHz/2=65kHz)，若將F.M.S三端接在一起，芯片工作于第二代TOP開(kāi)關(guān)電源芯片模式(如TOP22X系列);⑦腳D為內(nèi)部MOSFET管漏極。
TOP232Y內(nèi)部電路有高壓電流源、軟啟動(dòng)電路(10ms)、 基準(zhǔn)電壓源、頻率抖動(dòng)振蕩器、700VMOSFET開(kāi)關(guān)管、超/欠壓保護(hù)、過(guò)熱(135°C )保護(hù)過(guò)流保護(hù)等電路。該空調(diào)故障是整機(jī)不工作，測(cè)得輔助電源+12V、+5V等均無(wú)輸出，說(shuō)明開(kāi)關(guān)電源未工作。檢查發(fā)現(xiàn)TOP232Y④、⑦腳間直流電阻僅為0.7Ω(正常值為無(wú)窮大)，說(shuō)明內(nèi)置MOSFET管擊穿。進(jìn)一步檢查為 D07(UF4005)引腳開(kāi)焊，使反峰壓吸收網(wǎng)絡(luò)失效，在開(kāi)關(guān)管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)，+300V與T01初級(jí)繞組形成的自感電動(dòng)勢(shì)疊加后，造成MOSFET管D、S極擊穿。焊好脫焊的引腳，因無(wú)可直接代換TOP232Y的TOP232Y、TOP242Y、TOP233Y TOP234Y等芯片，于是用FSDH321開(kāi)關(guān)電源IC間接代換。

由于FSDH321采用8DIP雙列直插式封裝，不能直接焊到該機(jī)線(xiàn)路板上。于是采用代換操作，如圖8所示:(1)將R38取下(或兩端斷開(kāi))，IC01③腳與①腳斷開(kāi)后改接地，①腳連同C40接到IC01④腳，并斷開(kāi)IC01④腳與R37的連接;(2)將⑤腳與地端斷開(kāi)后，連接到C35正極和R37上作為vCC電源;(3)斷開(kāi)③腳與R36連線(xiàn)，用一只200k/0.5W電阻接到③腳與+300V直流電源間(或?qū)36 改成200k/0.5W電阻);(4)FSDH321④腳懸空不用，再將其①、②、③、⑤、⑥~⑧腳對(duì)應(yīng)焊接到線(xiàn)路板.上TOP232Y的④、⑤、①、③和⑦腳上，如表8所示。

由于FSDH321采用雙列直插式封裝結(jié)構(gòu)，各引出腳長(zhǎng)度有限，無(wú)法直接焊接到線(xiàn)路板上的TOP232Y引腳焊盤(pán)上。因此，可采用0.5mm左右硬導(dǎo)線(xiàn)加長(zhǎng)引線(xiàn)，加長(zhǎng)線(xiàn)應(yīng)盡可能短、直，否則會(huì)造成芯片不穩(wěn)固或引起雜散干擾，還須防止加長(zhǎng)引線(xiàn)互碰。