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示波器高頻高壓電源原理與維修

發(fā)布者：伺服驅(qū)動器維修部來源：上海仰光電子科技有限公司發(fā)布時間：2021-5-11

我司*從事高壓電源維修：高壓電源用途很多，主要包括了X光機電源，激光電源，光譜分析電源，無損探傷電源，半導(dǎo)體制造設(shè)備高壓電源，?細管電泳電源，無損檢測電源，半導(dǎo)體技術(shù)中的粒子注入電源、物理汽相沉積電源(PVD),納米光刻電源，用于離子束沉積、離子束輔助沉積、電子束蒸發(fā)、電子束焊接、離子源、直流磁控反應(yīng)濺射、玻璃/織物鍍膜、輝光放電、微波處理高壓電容測試、CRT顯示器測試、高壓電纜故障測試（PD testing）、TWT測試、H-POT測試。粒子加速器、自由電子激光、中子源、回旋加速源器、電容電感脈沖發(fā)生網(wǎng)絡(luò)、Marx高壓脈沖發(fā)生器、電容充電器。微波加熱、射頻放大、納米技術(shù)應(yīng)用、靜電技術(shù)應(yīng)用、靜電紡絲制備納米纖維，核儀器用高壓電源等的高壓電源產(chǎn)品。修復(fù)速度快，*，經(jīng)驗豐富

概述：示波器一種使用頻率和覆蓋面都很高的電子儀器。高壓電源是示波器中的關(guān)鍵電路部件，也是示披器中故障發(fā)生率較高的部位。因此，在示波器維修工作中正確理解它的工作原理、快速準(zhǔn)確尋找故障點，對確保示波器正常工作至關(guān)重要。本文中所討論的高壓電源電路性能好、結(jié)構(gòu)新穎，在許多新型進口和國產(chǎn)通用示波器（例如，日本菊水公司COS5020、韓國Goldstar公司OS-7040、臺灣GW公司GOS6xxxG系列、上海無線電21廠XJ43xx系列、西安紅華廠HH4310等型號）中都廣泛采用。而這些示波器在許多高校實驗室中有較高的保有量。因此，對它的故障分析具有普遍意義。

示波器高頻高壓電源原理與維修

1、高壓電源工作原理
　　高壓電源的主要任務(wù)是為示波器正常顯示提供合適的陰極、控制柵極和聚焦極負高壓。其基本組成框圖下圖所示。

　　變換器由振蕩管和脈沖變壓器構(gòu)成。它是一個阻塞振蕩器，將直流低壓供電變換成頻率為30KHz的高頻交流電莊，經(jīng)變壓器升壓，從次極輸出得到約為3000Vp-p的高頻交流電壓，該交流電壓經(jīng)過半波整流后變成幅度約為-1500V的直流負高壓，供給示波管的陰極。并通過反饋電路饋送至高壓控制電路，用以控制振蕩器的振蕩輸出幅度，從而達到自動穩(wěn)定高壓的目的。而且該負高壓作為解調(diào)增輝電路的參考電壓。脈沖變壓器次極輸出的交流電壓中的一部分還通過電容器耦合到亮度解調(diào)增輝電路和聚焦解調(diào)增輝電路作為開關(guān)信號。在這里產(chǎn)生相對陰極的負偏壓，分別饋送給示波管的控制柵極和聚焦極作為亮度控制電壓和聚焦控制電壓。用亮度電位器和聚焦電位器輸出的低壓，通過增輝放大器去控制亮度解調(diào)增輝電路和聚焦解調(diào)增輝電路輸出高壓的變化，從而達到控制亮度和自動聚焦的目的。

2.解調(diào)增輝電路分析
　　解調(diào)增輝電路是高壓電源的故障最多的部位，但是說明書中都沒有這一部分電路的具體分析。為了讓讀者對這一部分電路有一個清楚的認識，筆者以亮度解調(diào)增輝電路為例作一詳細的分析。
　　解調(diào)增輝電路的作用是通過低壓的變化來控制高壓的變化，產(chǎn)生相對陰極變化的負偏壓。電路圖下圖所示。

　　從脈沖變壓器的次極（9腳）輸出的高頻交流電壓通過C4耦合到解調(diào)增輝電路。該電壓的上限值被D26鉗位在R18和R21的分壓值120V，下限值被D27鉗位到增輝放大器輸出的直流電平，該直流電平由亮度電位器改變低壓通過增輝放大器來控制。增輝信號的低頻分量對高頻交流信號調(diào)制。調(diào)制信號的正半周通過D10、-1500V負高壓源對C29充電，由于D10負極與-1500V相連，這時C29兩端的電壓為1620V。調(diào)制信號的負半周使D10截止，D27導(dǎo)通。D27正極電位被鉗制在增輝放大器的直流輸出電平上，C29上的電壓通過D11、C9和D27放電。經(jīng)過若干充、放電周期后、C9上的電壓等于C29上的電壓為1620V。加在D27正極的鉗位電平是增輝放大器的輸出直流電壓，它由增輝電位器決定，假如為9OV，于是D11正極的電位即為-1530V，相對于陰極產(chǎn)生了30V的負偏壓。此柵極負高壓和經(jīng)電容器C21饋送來的增輝脈沖高頻分量相加合成后加至示波管柵極，實現(xiàn)亮度控制。分析可見，通過調(diào)整亮度電位器，使低壓輸出變化，去改變高頻交流電壓在解調(diào)增輝電路中的鉗位電平，且通過增輝放大器改變高頻信號的調(diào)制度，從而引起柵極負高壓的變化，最終實現(xiàn)亮度控制。聚焦解調(diào)增輝電路的工作過程與亮度解調(diào)增輝電路的工作過程完全一樣，不再贅述。

3.典型故障分析
　　故障現(xiàn)象1 高壓振蕩器停振，表現(xiàn)為示波管無任何顯示
　　故障分析高壓變換電路的振蕩器內(nèi)阻高、帶載能力差、負載多。因此，故障率較高。只要有一路發(fā)生故障，便會造成變換器負荷加重，振蕩器會立即停振。為迅速、準(zhǔn)確查找故障發(fā)生部位，常采用脫離負載法來判斷。若通電后低壓電源正常、保險絲完好，可斷開高壓整流器之后的負載電路，再觀察振蕩器是否振蕩。若振蕩，則故障發(fā)生在增輝放大器或解調(diào)增輝電路。此時，可用示波器檢查增輝放大器的增輝脈沖是否正常；或調(diào)節(jié)增輝電位器觀察輸出直流電壓是否在正常范圍內(nèi)變化；若都正常，則故障應(yīng)當(dāng)發(fā)生在解調(diào)增輝電路，電路中的電容器C9、C21、C29漏電、解調(diào)增輝放大器中的三極管擊穿等，都是引起負載加重，振蕩器停振常見的原因。其中以上述三只電容器漏電引起故障最為常見，在維修中可用替換法確定引發(fā)故障的電容器。以C9漏電為例，將引起柵負壓變小，相對陰極負偏壓變小，引起示波管電流大，導(dǎo)致變換器負載太重，從而使得變換器集電極繞組上的反射阻抗變得極小，電路的正反饋強度大大減弱，以至停振。若將高壓整流電路后面的負載斷開后還繼續(xù)停振，則可能是高壓濾波電容器漏電或擊穿，高壓控制電路中的運算放大器及其周圍電路故障所致；IC081損壞，IC081的同相輸入端連接的電容器漏電引起輸出電壓異常，也會導(dǎo)致振蕩器停振。有時故障不一定表現(xiàn)為停振，而是振蕩弱，也可用類似方法判斷故障。由于整個高壓變換器電路（由高頻振蕩器、高壓整流濾波電路和高壓控制電路組成）是一個閉環(huán)系統(tǒng)，在維修中切忌輕易斷開反饋電路，否則特別容易損壞控制電路中IC981，造成新的故障。
　　故障現(xiàn)象2 亮度失控，亮度不能關(guān)掉
　　故障分析柵極和陰極之間無負偏壓或負偏壓太小是引發(fā)此故障的直接原因。由于該負偏壓是由解調(diào)增輝電路提供的，而解調(diào)增輝電路又直接受控于增輝放大器。因此，這兩個電路中之一工作不正常時，便可以引發(fā)故障。解調(diào)增輝電路中的二極管D10、D11、D26、D27因耐壓不夠被擊穿或性能不良，使得柵負壓變小，相對陰極變高，無法截止陰極發(fā)射的電子使得亮度失控以至輝度關(guān)不掉。增輝放大器的低壓直流供電電壓不正常，高壓控制電路中的反饋電阻開路都可以引起亮度失控故障發(fā)生。

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