viper12a损坏会导致哪些典型故障?

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Viper12A 内部集成了高压启动电路、振荡器、PWM 比较器、逻辑控制、过温保护、过流保护和过压保护等,不同部分的损坏会导致不同的故障。

viper12a坏了会产生什么故障
(图片来源网络,侵删)

以下是 Viper12A 损坏后可能产生的典型故障,由常见到少见排列:

完全无输出,电源不工作(最常见)

这是最典型的故障现象,即设备插电后没有任何反应,指示灯不亮。

可能的原因和内部损坏情况:

  • 内部高压启动电路损坏: 这是 Viper12A 最脆弱的部分,启动电路负责在电源刚上电时为芯片提供初始工作电压,如果它损坏,芯片就无法启动,整个开关电源将处于“死”的状态。
  • 内部振荡器或逻辑控制电路损坏: 即使启动电路工作,如果内部的“大脑”(振荡器和逻辑电路)坏了,芯片也无法产生 PWM 驱动脉冲,开关管(通常是外部的一个MOSFET)就不会工作,自然没有输出。
  • 内部过温保护电路永久性损坏: 过温保护本应是临时性的,当芯片温度过高时关闭输出,温度下降后恢复,如果这个电路损坏并一直处于保护状态,芯片也会无输出。

排查方法:

viper12a坏了会产生什么故障
(图片来源网络,侵删)
  1. 用万用表测量 Viper12A 的 VDD (8脚) 引脚电压,正常情况下,在上电瞬间会有一个较高的电压(12-20V),然后会下降到稳定的供电电压(约 13-17V),VDD 引脚电压为 0V 或远低于正常值,很可能是启动电路或外围供电电路有问题。
  2. 测量 驱动输出 (5脚) 是否有脉冲信号,如果没有,基本可以确定芯片内部已经损坏。

输出电压异常(过高或过低)

电源能启动,但输出电压不正常,可能导致设备无法工作或损坏。

可能的原因和内部损坏情况:

  • 内部反馈/光耦接收电路损坏: Viper12A 通常通过一个外部光耦来采样输出电压,并调节输出脉冲的占空比,如果芯片内部的光耦接收三极管部分损坏,它就无法正确接收反馈信号,导致 PWM 控制失灵。
    • 输出电压过高: 这是最危险的故障,通常是由于反馈环路开路,导致芯片认为输出电压过低,从而以最大占空比工作,使输出电压飙升,这可能会击穿后级电路元件。
    • 输出电压过低: 可能是芯片内部的 PWM 比较器或驱动能力减弱,导致无法提供足够的占空比。
  • 内部基准电压源损坏: 如果芯片内部的电压基准(通常用于比较)损坏,反馈电路的参考点就错了,导致输出电压不准。

排查方法:

  1. 检查外部光耦是否正常工作。
  2. 检查反馈回路中的电阻、电容是否有变值或损坏。
  3. 如果外部元件都正常,而 VDD 电压也稳定,但输出电压就是不对,那么很可能是 Viper12A 内部的控制环路损坏了。

输出电压不稳,带载能力差

电源能工作,输出电压也大致正确,但电压波动很大,或者一接上负载电压就大幅下降,甚至电源发出“吱吱”声。

viper12a坏了会产生什么故障
(图片来源网络,侵删)

可能的原因和内部损坏情况:

  • 内部电流检测/过流保护电路性能变差: Viper12A 内部有一个电流检测引脚(CS, 1脚),如果内部比较器或相关电路性能下降,可能会导致在正常负载电流下就误触发过流保护,或者在需要增大输出功率时无法有效提升占空比。
  • 内部驱动能力减弱: 芯片内部的图腾柱输出级(驱动 MOSFET 的部分)性能下降,无法提供足够的峰值电流来驱动开关管,导致开关管开启/关闭速度变慢,损耗增加,效率降低,带载能力自然就差了。

排查方法:

  1. 测量输出电压的纹波是否过大。
  2. 空载时电压正常,接上假负载后电压明显下跌。
  3. 用示波器观察驱动输出(5脚)的波形,看是否有畸变或幅度不足。

芯片异常发烫

电源能工作,但 Viper12A 芯片本身温度非常高,用手触摸会烫手,时间长了可能会烧毁。

可能的原因和内部损坏情况:

  • 内部驱动输出电路(图腾柱)部分击穿: 这是最常见的原因,如果输出级的上下两个三极管中有一个或两个发生轻微短路,会导致 VDD 电源通过它们直接流到地(GND),产生巨大的静态电流,导致芯片急剧发热。
  • VDD 引脚对地击穿或漏电: VDD 引脚内部对地有短路或严重漏电,也会有持续的电流流过芯片,导致发热。

排查方法:

  1. 测量 VDD 引脚的供电电流,正常工作时电流很小(几mA到十几mA),如果电流很大(几十mA甚至上百mA),说明芯片内部有短路。
  2. 断开 VDD 外部的滤波电容,再测电流,以排除是电容漏电的问题。

Viper12A 损坏的“罪魁祸首”

了解了故障现象后,更重要的是知道为什么它会坏,常见原因有:

  1. 后级电路短路: 这是最常见的外部原因,如果开关电源的输出端(如 5V、12V、24V)发生短路,巨大的电流会瞬间流回,通过变压器、开关管,最终导致 Viper12A 的电流检测或驱动电路过流而烧毁。
  2. 电网电压浪涌/雷击: Viper12A 直接连接在高压电网端(通过整流桥),电网中的尖峰电压很容易击穿其内部的高压MOSFET(如果型号是Viper12A/12AS等内置MOSFET的版本)或高压启动电路。
  3. 散热不良: 虽然 Viper12A 内部有热保护,但如果长时间工作在高温环境下或散热设计不佳,会加速芯片老化,最终导致热损坏。
  4. 元件老化/自然损坏: 任何电子元件都有其寿命,电解电容老化后可能导致供电不稳,进而损坏芯片。

检修建议

  1. 安全第一: 开关电源初级(高压侧)存在危险电压,检修时务必断电并使用隔离变压器。
  2. 先外后内: 在怀疑芯片损坏前,务必仔细检查其外围元件,特别是:
    • VDD 供电的滤波电容(通常在 10-22μF/50V 左右): 容易鼓包、失效。
    • 电流检测电阻(在 CS 引脚到地之间): 阻值很小,容易烧断或变值。
    • RCD 钳位缓冲电路(在开关管的 D 极): 用于吸收尖峰电压,其中的二极管或电容是易损件。
    • 输出整流二极管和滤波电容。
    • 反馈回路的光耦和稳压管(如431)。
  3. 测量关键点: 重点测量 VDD 电压和驱动输出波形,这能快速判断是芯片问题还是外围问题。
  4. 替换法: 如果外围元件都正常,且测量结果指向芯片内部故障,最直接有效的方法就是更换一块新的 Viper12A 芯片。
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