功放开关电源原理与维修
如今的功放电源已经由工频变压器趋向于具有体积小、重量轻等特点的开关电源电路， 同时也由于开关电源电路比较复杂，零配件比较小众化从而使得 维修起来比较困难。
1、SG3525AN介绍
SG3525是一种单片集成PWM控制芯片，输出驱动为推拉输出形式，增加了 驱动能力；内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比，内部原理图见下图。
直流电源Vcc脚（15脚）接入后分两路，一路加到或非门；另一路送到基准电压稳压器的输入端，作为内部电源。振荡器（⑤脚）须外接电容CT，⑥脚须外接电阻RT。振荡器频率由外接电阻RT 和电容CT决定，振荡器的输出分为两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门；另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端，比较器的反向输入端接误差放大器的输出，误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较，输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出互补，交替输出高低电平，将PWM脉冲送至两对组合式推挽型三极管的基极，锯齿波的作用是加入死区时间，保证这两对组合式推挽型三极管不同时导通。最后，在11脚及14脚分别输出相位相差为180°的PWM波。⑧脚为软启动端，一般外接电容，此电容大小决定 启动时间的长短。⑩脚为关断脚，电压高于0.7V则PWM关闭。
2、IR2110
IR2110做为驱动半桥的集成块，其内部原理图如图2所示：
HIN为高端脉冲信号输入，VIN为低端脉冲信号输入，此二路输入经一系列 电平转换及悬浮处理后高端从HO输出，低端从LO输出；低端输出驱动电源Vcc取自输入端的Vdd，而高端输出驱动电源VB则需要增加自举电路，在本电路中Cd4、C817、D8为自举电容和二极管。SD为关断控制信号，当其为低时高低端均无输出。
3、LM556CM
这是常见的两个555电路，A部分作为振荡，B部分作为开机延时。
4、TOP221
这是一个类似三端的开关电源。
二、电源电路及其原理分析 （电路图见下图，可点击放大）
1、供电部分
220V交流电经热敏电阻NTC1-4（开机等待时间过后继电器K1闭合则短路 此热敏电阻）加到D1整流，在C1~C4、C6 滤波，加到开关管Q2、Q6、T2及副电源部分U2、T1等。
2、副电源
由U1（TOP221）、T01及Q20等组成，T01输出两组电压各由D2及D202整流在E97输出15V，在E06输出5V。
3、控制部分
震荡电路由U14A及R39、R44、C825形成约200kHz的矩形脉冲经R02、Q1、R41送到IC6的③脚，但是这个输出脉冲并不决定IC6的输出频率，感觉这部分电路是多余的。
控制电路：SG3525完成脉冲宽度调节电路，R73、C73决定脉冲频率，R72决定间歇时间，16脚输出5V电压供给外围电路包括保护电路等的作为基准电压。
本机并没有从输出电压反馈到控制端的信号也就是稳压控制，实际上就是相当于一个普通的变压器。这个定频定宽的脉冲信号从11脚、14脚输出到IC801（IR2110）的12脚、⑩脚，在①脚、⑦脚送出驱动信号到Q6、Q2， 从而完成半桥开关输出驱动开关变压器T2。
输出电路：开关管Q2、Q6驱动开关变压器T2，在次级经D24、D35整流C101、C102滤波输出正负120V电压。
4、保护电路：
1）U13D与R23、R24、R25、C13、R43、R42、R26、C14组成断电识别电路，当外电路断电时A点电压下降，而B点电压由于电容的存电保留，从而使得U13的⑨脚的电压小于⑧脚的电压，在14脚输出低电压，经D23拉低C点电压。
2）U13C与R31组成C点电压低位保持电路，当C点电压变低则U13的11脚经 R31也被拉到低于5V（此5V电压来自IC6 的16脚），进一步保持了U13的13脚C点的低电压。要重新使U13的13脚变高，就得关闭整个220V电源，重新开机，也就是说本机没有故障保护自恢复功能。
3）U13A和U13B组 成15V电压判断电路，过高过低都会使C点电压变低。
4）IC1B组成5V电压是否有的判断电路，5V电压失去，其⑦脚也就是C点电 压降低。
5）R21是功放出现直流输出的保护电路，当R13或R14出现正电压则IC2A的 ②脚变高，①脚变低，经R53使得OK2阴 极拉低，在J5_7变低再经R21拉低C点电压。
以上5种情形的结果：C点电压变低后经R05使T1导通，经R34拉低U14的12脚THR、经R36拉低13脚DISC，使⑨脚变高，DISC内部三极管导通，经R36S锁定THR于低电平。拉高IC6的⑩脚SD，OUT A和OUT B停止脉冲输出， 电源停止工作。
6）开机延时：U14B、C25、R34、R35、R36组成开机延时电路。开机时在 T1截止而且TRIG为高的情况下，由U14内部对C25充电，这个充电时间就是开机等待时间。
三、 故障检修
1、检查关键点：
1）B点电压是否有310V。
2）15V电压是否正常。
3）C点电压是否是大于14V。
4）IC6的⑧脚SS端是否高于10V、⑩脚SD端是否低于0.6V；13脚、14脚是否有方波输出。
通过对关键点的检测可以比较快的找出故障范围，从而找出故障元件，最后 排除故障。
2、常见故障：
本机使用的电容经常出现漏电现象，如C82漏电使得IC6的SS端 电压不能上升（正常情况下应该在10秒钟之内上升到10V） 导致开电好长时间都不能工作；C73失效导致输出信号频率超出正常工作频率范围接近1MHz，致使Q2、Q6烧毁。
国产半桥驱动芯片SLM2110S试用记
IR公司的IR2110S，是一片非常成熟的半桥驱动芯片，大量应用于半桥或全桥开关电源或逆变电源上。我在300-3000W的逆变器上曾用过很多，性能一直不错，电路简单，驱动卡可以做得很小，且短路保护功能十分好用，只要你前面的保护电路设计得当，一般都可以工作得非常可靠，我从来没有因为2110S的原因烧毁过H桥。前些日子，在朋友的介绍下，我拿到了一款国产的 2110S，全名是：SLM2110S。芯片封装和IR2110S完全一样，引脚位置也完全一样，也就是说，可以直接代替IR2110S使用。试着探问了一下价格，据说比IR原厂的可以便宜20%左右，在现在成本竞争十分激烈的年代，这个实在太有吸引力了，所以，我打算做一番实际应用测试。因为没有得到厂家的内部结构图，所以只得先从厂家提供的pdf文档入手，大致了解一下芯片的硬指标。
下图是 IR2110S的主要指标：耐压500V，驱动电流2A，
下面是 SLM2110S的主要指标：耐压600V，驱动电流达2.5A，比IR2110S还要稍微大一点。只是开通关断时间略长一点。而最大延时，这二个芯片也一样。
下图为外观封装照片，封装规格和 IR2110S完全一样：
下图为IR2110S典型应用原理图，因为可以直接替换，所以，SLM2110S的测试线路可以不用新开发，而直接在原IR2110S的驱动卡上替换测试。
上图中左边是SPWM信号发生器，使用的是EG8010，这个芯片大家都非常熟悉，这里不再详谈了。右边上图IC3是H桥高频半桥驱动电路，右边下图IC4是低频半桥驱动电路。二个2110S的13脚是来自短路和过载保护电路的关断信号，当H桥的负载出现异常时，来自保护电路的关断信号能迅速关断驱动器的SPWM输出，起到保护H桥的作用。因为2110S内部的输出级也是采用半桥输出电路，所以，输出级的上管供电采用了自举供电方式，在2110S的外围电路中各有一组自举电源，如上图中的D2,C10和D3,C15,其工作原理这里不再分析了。
这次测试是在一台2500W的逆变器上进行的，驱动的功率管是K75T60，最大功率可以到3000W，K75T60的输入电容参数见下表：
我把逆变器上的原驱动卡拆下来，焊下原先的IR2110S，换上SLM2110S，再把驱动卡装到主机的主板上，直接开机，居然一次成功，逆变器正常输出，几乎没有费周折，SLM2110S直接替代IR2110S初步成功。 下面是在SLM2110S运行时，测得的驱动波形照片，以供大家参考。照片中的“上管测量”主要是检测上管自举供电是否正常。
上图是高频臂上管SPWM驱动波形，工作正常，没有明显尖锋和干扰。
这是低频臂下管的驱动波形。
上图是高频臂上管的测量参数，自举电压14.6V。
这是下管的测量参数，驱动电压15.6V，上管自举电压要比它低1V，属于正常范围。
上图为高频臂带载时的米勒平台。
上图为低频带载时的米勒平台。
经几个小时带载测试，工作一直很正常。还有一个问题，肯定是大家十分关注的，就是SLM2110S的保护机制。限于条件，我没有办法测试13输入关断信号后到SPWM截止输出这段时间值。我在逆变器正常工作的情况下，做了20多次短路测试，情况全部正常，没有出现H桥烧管和SLM2110S失效现象。为了更直观的了解SLM2110S的性能，我又把驱动卡装上 IR2110S芯片，同时测试IR2110S的驱动波形，此举目的是为了把SLM2110S和 IR2110S驱动波形做一个直观的比较。
上图是SLM2110S和IR2110S高频臂带载情况下驱动波形对比（测试时X轴时间不同），从波形看，这二种芯片的米勒平台没有太大的区别，几乎一样。
上图是低频臂带载情况下，二种芯片的米勒平台对比，基本一致，没有本质的区别。
这是低频臂驱动波形对比。
这是高频臂驱动波形对比。依我之见，象2110这样的芯片，一个关键的问题，就是可靠性，这个也是以前国产芯片的软肋。在和厂家工程师沟通时，他说，SLM2110S的实际耐压值可以到800V。佛山张版在看了我测的驱动波形后说：从波形看，SLM2110S的驱动能力确实比IR2110S要强一些。以张版的经验，他说推动每臂2个FGH60N60SFD， 下表是FGH60N60SFD的输入电容。
如果每臂二个FGH60N60SFD，做好散热，那么逆变器功率可以到4000-5000W。因为2110加负压比较麻烦，所以，我以前在设计逆变器时，总认为大功率的机器，H桥驱动一定要加负压，这样可以把米勒平台下移到0位线以下，这样比较安全。其实现在新型大功率IGBT管子的出现，输入电容可以越做越小，看来我的设计理念也要更新了。张版曾经对2110有一个扩展应用，就是在2110上加了电流放大（图腾电路），H桥每一臂推到3个FGH60N60SFD，一共12个管子，输出功率做到6000W。下图是我画的2110加图腾的电路，我没有实际试过，有兴趣的朋友可以试试，应该会成功。
最后，我还有一个想法，想在工频机上试试SLM2110S，中小功率的工频机，母线电压不高，工作环境没有高频机这样“险恶”，应该会工作得更轻松。下图是我设计的工频逆变器驱动卡，保护方案用的是检测功率管饱和压降再关闭2110输出的方案。现在已经换上了SLM2110S，因为主机板找不到了，一时无法测试，只得待以后新的主板装好后再试了。
好了，我的贴子到这里要收尾了，最后说几句，真心希望国内厂家能多多研发一些国产化的芯片，不管是自主开发也好，仿制也罢，只要不涉及到人家的专利，实在是多多益善，因为价格下来了，只要产品可靠，国内整机厂家谁还会去用洋货。所以说，这确实是一件利国利民的好事啊！
还有，2110在实际应用中，有一些技巧问题，例如，对布线和自举电路参数的设计，也有一定的要求，这些问题有经验的工程师可以多多交流，否则，在制作功率大的逆变器时，会遇到一些问题。这是后话，以后再谈。
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