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本帖最后由 微醉 于 2024-10-8 08:54 编辑
前一阵子亲戚家的松下多功能蒸汽微波炉说一开就跳闸，让我看看，用这个3800V的耐压测试仪当高压表测了一下磁控管高压供电是否正常，结果啪啪几声，耐压测试仪废了，数码管只有全零显示了。因为这个微波炉高压是电子变压器的，不是传统的硅钢片变压器升压，虽查了手册高压也就是2000V多点，可能存在纹波尖峰会超过3800V，把耐压仪击穿了，后悔哪。
这个耐压测试仪我还是比较喜欢的，平时测个晶体管、电容等耐压还算靠谱，测试高压LED也很方便，也偶尔用来当个高压表用，因为万用表一般耐压一般都在1000V以下，用这耐压测试仪只要打开电源，不按测试键，接2个输出端就可以把表头当电压表使用，表头准度基本可以。内置可充电电池也挺耐用，刚买来那时充满了电，半年多还没充过电。 本来保修封贴倒还在的，但当初下单的店都没了，也没有厂家信息，没法送修了，那就拆呗。之前坛友也有拆机帖，我就试着修修看。借机抄个原理电路图出个全面点的拆修分析帖子，应该是全网首发。
一、拆机
整机还是挺小巧的，与常规的烟盒差不多大。
机壳上下盖螺丝固定，撕开侧面保修封条、拧下4个螺丝就可开盖。
下面展示一下部分细节：
内置软包锂电37V/700mAH。
电压显示用的产品自主开发的4位3800V高压数码表头，分辨率100V以下0.1V、100V以上1V，小数点自动移位。
二、跑图并简要分析原理
要想找故障还得先跑跑原理图哪。黑色板花了点时间，但基本算是抄图成功了。之前坛友拆机帖《拆龙乡星华可调电压电流的耐压测试仪》https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=446015(出处: 数码之家)回帖时“闻大师”就鼓动我拆了跑跑图，想要研究分析他的几个猜想，当时没啥时间，已有人出拆机帖我就没动手。现在坏了就回应大师抄出图来，也正好请大师帮忙分析分析电路原理。
先把抄的电路图贴上，先睹为快：
图不一定完全准确，但大多为测量复核过的，电容因为不可能一个个拆焊测量，多数未标容量，输出电容拆了一个测量了一下，应该没问题。抄图只为分析了解原理和自行修理需要，并非有意侵犯产品知识产权，也请坛友不随意转发、仿制或用于商业用途。出了图就觉得这玩意其实也不复杂，这图是我已经根据各主要功能区分进行了整理排版，并划分标注了各功能区域。接着把主板图功能区也标注了一下，方便修理。
懂电路基础的一看便明白，简单说一下原理：
1.充电部分就是个4056单锂电充电管理芯片，坛内多帖有过介绍，不赘述。该测试仪设置的充电电流约670mA，基本为1C快充，有觉得不利于电池寿命的可降低至230mA左右的0.3C常规慢充，只要把R2由1.8K换成5.1K即可。
2.测试高压升压由一个三极管Q2（2SD1804L）与变压器T1组成自激振荡，由锂电池直接供电，变压器次级1、2端输出高压，经倍压整流滤波后输出测试高压。这个倍压整流电路有点独特，不是常见的2倍压或3倍压整流方式。输出滤波由2组“两并三串”电容叠加成类似双倍压电路，而其上臂端电容组是由一个容量较小的电容C5叠加变压器输出绕组进行充电，所以倍压上臂部分电压要高于下臂部分，但又不足于达到变压器输出电压峰值的2倍。C5有点类似自举电容，但由于容量较输出滤波电容小很多，成为输出高频率时的交流通路电容。输出整流滤波电路可等效成下图，懂的坛友帮忙分析分析（尤其闻大师比较擅长和关注）：
3.恒压控制和调压由7个3M电阻+R14并联R16（并联阻值约18.4K）进行输出电压采样，与电位器VR2提供预设基准电压（3.3V基准电压源分压比）通过LM324运放之c进行比较，输出到三极管Q1基极控制其导通与否，进而调制升压振荡实现输出电压恒定，也算是比较常规的调压稳压方式。
4.恒流控制和调流由串接于输出地端的R43（20Ω）把电流采样信号转变成电压信号，经四运放LM324之d放大33倍，再与电位器VR1提供预设基准电压（3.3V基准电压源分压比）通过LM324运放之b进行比较，同样输出到三极管Q1基极控制其导通与否，与调压输出并联控制升压振荡电路，实现输出电流恒流。这也是常规的恒流控制方式。
5.四运放LM324之a则采样比较电池电压值输出接蓝色LED3作为电池欠压指示，当电池电压低于3.3V时蓝色LED3点亮，提醒及时充电。但这部分电路仅作为欠压提示，并不切断其他电路供电，就是没有欠压保护作用。不理解为啥设计时不把这个指示输出同步控制Q1实现电池欠压时迫使升压电路停振而保护电池。
6.另有一个单运放U4（丝印A63A，估计为LM321）用于靠近功率管Q2的一个温敏电阻R36的比较放大，输出一路并联到Q1基极控制升压振荡，实现功率管高温保护；另一路输出到电池欠压基准端，超温时同时点亮蓝色LED3，这时因测试工作指示灯粉色的LED4也亮着，指示窗口颜色变为紫色显示。
7.U2（HUB628）为升压芯片，把锂电池电压升至6.6V，提供2个运放、3.3V稳压源以及测试表头供电。HUB628是一款用于小功率应用的1.2MHz恒定频率、6针S0T23电流模式升压转换器，内置欠压锁定、限流和热过载保护。坛内介绍也多，不赘述。提供个手册，有需要的可下，网上搜也不难。
8.U3（HT7533-1）是一个小功率低功耗三端线性稳压器，固定3.3V输出，最大输入电压可达30V，为各比较电路提供3.3V基准电压源。
9.整个测试仪有2个开关：一个是电源开关为拨动开关，通断电池到测试电路的供电，为避免开关接触不良影响升压电路供电，升压功率管的供电绕过电源开关与电池直通，同时充电电路、电池欠压采样也是直通电池；另一个是测试开关为自复位按键开关，用于接通升压振荡启动供电和工作指示灯粉色的LED4。
10.输出和测量显示部分，测量高压输出为2个4mm香蕉插座，设置在壳子顶端，输出高压串联了20K电阻R44用于限制输出电流，也防止短路时升压电路过载。
11.测量显示部分4位高压数码表头通过一个4针插座与输出高压端连接直接测量输出端电压值，同时由主电路板给表头供电。高压表头为单片机控制，与常见的表头相比只是采样电阻上接部分多加了几个电阻，以提高耐压忍受力。这部分就不分析了。
通过跑图和初步分析，现在可以大概回答“闻大师”在拆机帖6楼的3个问题的前2个了：
问题1. 高压发生电路是开环的还是闭环的？
高压发生电路是闭环的，电压、电流控制均形成了闭环反馈。
问题2.电路是恒流还是电阻限流？
输出是恒流与电阻限流并存的。
问题3.“工作时电池电流大概多大”在后面测试部分有答案。
比较该拆机帖26楼的提供的参考电路图，基本原理差不多，但倍压整流滤波和输出电路有差别，该电路图可能为早期产品或出图有部分错误。
三、试修成功
既然有了图，看着电路也挺清晰，那就修修看吧。故障现象为数码管全部显示0，正面依次进行故障排查。
第一步：在输出端随便接一电压源，表头显示值与输入电压相同，也就是说表头没问题，输出电路也没有短路。
第二步：外接充电红色灯亮，充电正常，充满绿灯亮充电停，充电电路正常。
第三步：打开电源开关，表头亮说明锂电池和6.6V升压供电电路基本正常，测量6.6V电压正常，供电基本没问题。
第四步：按测试没反应，调整2电位器也不显示电压，分析故障原因一是高压升压电路或（和）输出倍压整流滤波电路故障；二是电压、电流反馈控制电路故障；三是超温保护电路有故障。
第五步：测量高压升压电路各元件正常，输出电路也无短路和开路，锂电池供电也正常，初步排除高压升压和输出电路有问题。
第六步：现在主要集中在反馈控制环路了，在线测量也没发现LM324、LM321两个运放和外围元件有问题，但测量到基准电压源对地电阻发现非常低，只有几个欧姆，就是说3.3V三端稳压器损坏、对应的输出滤波电容C18击穿的可能非常大。开机测量3.3V电压果然只有0.1V左右跳动，摸了一下U3、C18区域很烫（因两元件很近，没法准确判断哪个元件是“元凶”）。
本着先易后难原则，把电容拆下来量了一下，居然是好的，容量0.1μF虽然小了点，但至少没短路；只能拿风枪吹下三端稳压芯片U3（HT7533-1）了，果然输出对地短路了，拆掉U3后3.3V通路对地电阻也正常了。
看来有戏，赶紧翻料板堆有没有代换芯片拆机，找了半天大多是3.3V稳压供电的芯片，封装大了一号，最后在一个废弃的摄像头板子上发现一个同封装的FS8853-33CL，查了也是3.3V线性稳压芯片，虽然输入电压最高只有9V，这个电路中输入电压为6.6V，应该不会有问题，其它输出电流啥的就不用管了，就是提供个基准，没多大功耗的。
换上，开机，3.3V有了，随手一按测试按键，高压来了。这不就好了嘛！
第七步：随后通电测试电压、电流采样、比较、反馈控制电路，均正常，预设调节也正常。
第八步：测试了一下超温保护电路的，是正常的，R36大概加热至150℃时保护触发，高压升压停振。
至此，就是3.3V基准电压源的三端稳压芯片输出短路这一个故障，没造成大面积故障点，万幸。
四、简单测试
既然已拆开，那就做一些简单测试吧。为方便测试，暂没接电池使用，用电源调4V串电流表接入。
测试条件：4V电源代替电池外接供电，测电压万用表电压挡内阻约11㏁。
1.断开电源开关，整机电流0（无法测到）。
2.开机待机电流62mA左右。
3.最低输出电压36.2V空载时工作电流221mA；输出电压105V空载时工作电流约217mA；输出电压200V空载时工作电流约253mA；输出电压500V空载时工作电流约195mA；最高输出电压3728V空载时工作电流约626mA。
4.输出短路时最小电流0.033mA（标称值50μA），工作电流约209mA；输出短路时最大电流4.89mA（接近标称值5mA），工作电流约769mA。
5.输出设置电流1mA时（负载电阻240㏀、输出电压240V），工作电流约322mA；输出设置电流1.99mA时（负载电阻240㏀、输出电压463V），工作电流约612mA。
6.实测200V输出空载时倍压整流自举电容C5电压约28V、输出电容上臂端（C6-C11两并三串）电压约162V、输出电容下臂端（C12-C17两并三串）电压约33V。这三个电压的测量只能作参考，因为高压输出电路用普通电压表测量受表内阻和频率响应影响较大。测量值也让我更不会分析这个倍压整流滤波电路的原理了，估计随着输出电压的升高，三组电容的分压比例会有较大的变化，1000V以上时振荡电路频率会大大升高，C5的自举作用会更加明显。
7. 实测200V输出空载时倍压整流自举电容C5两端波形：
我没有100：1的探头，没法测高压输出时相关节点的波形，测了一下较低电压输出时测试端口的电压的交流成分类似全波整流后的正弦波。8.测试了Q2超温保护动作温度，与参数标称的80℃差之甚远，基本要达到150℃才会保护，这可能与选取的温敏电阻不当有关。
全帖完！谢谢阅览！
补充内容 (2024-10-23 12:24):
高压表头拆解抄图见另帖：https://www.mydigit.cn/thread-478304-1-1.html |
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雷达卡
发表于 2024-10-7 13:35:16
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千斤顶
发表于 2024-10-7 13:44:39
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