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開關(guān)電源的常見故障及維修技巧
開關(guān)電源已逐漸進(jìn)入我們的日常生活和生產(chǎn)中，它以節(jié)能，環(huán)保，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，很快取代了以往傳統(tǒng)的那種既笨重效率又低的“線性電源”,很快被人們所接受。今天小編整理的本文就著重介紹了開關(guān)電源的常見故障、注意事項(xiàng)以及維修技巧，大家快來看看吧。
開關(guān)電源的常見故障及維修技巧
A. 開關(guān)電源常見故障
1,保險(xiǎn)絲熔斷
一般情況下，保險(xiǎn)絲熔斷說明電源的內(nèi)部線路有問題。由于電源工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、浪涌都會(huì)引起電源內(nèi)電流瞬間增大而使保險(xiǎn)絲熔斷。重點(diǎn)應(yīng)檢查電源輸入端的整流二極管，高壓濾波電解電容，逆變功率開關(guān)管等，檢查一下這此元器件有無擊穿、開路、損壞等。如果確實(shí)是保險(xiǎn)絲熔斷，應(yīng)該首先查看電路板上的各個(gè)元件，看這些元件的外表有沒有被燒糊，有沒有電解液溢出，如果沒有發(fā)現(xiàn)上述情況，則用萬用表測(cè)量開關(guān)管有無擊穿短路。需要特別注意的是：切不可在查出某元件損壞時(shí)，更換后直接開機(jī)，這樣很有可能由于其它高壓元件仍有故障又將更換的元件損壞，一定要對(duì)上述電路的所有高壓元件進(jìn)行全面檢查測(cè)量后，才能徹底排除保險(xiǎn)絲熔斷的故障。
2,無直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定
如果保險(xiǎn)絲是完好的，在有負(fù)載情況下，各級(jí)直流電壓無輸出。這種情況主要是以下原因造成的：電源中出現(xiàn)開路、短路現(xiàn)象，過壓、過流保護(hù)電路出現(xiàn)故障，輔助電源故障，振蕩電路沒有工作，電源負(fù)載過重，高頻整流濾波電路中整流二極管被擊穿，濾波電容漏電等。在用萬用表測(cè)量次級(jí)元件，排除了高頻整流二極管擊穿、負(fù)載短路的情況后，如果這時(shí)輸出為零，則可以肯定是電源的控制電路出了故障。若有部分電壓輸出說明前級(jí)電路工作正常，故障出在高頻整流濾波電路中。高頻濾波電路主要由整流二極管及低壓濾波電容組成直流電壓輸出，其中整流二極管擊穿會(huì)使該電路無電壓輸出，濾波電容漏電會(huì)造成輸出電壓不穩(wěn)等故障。用萬用表靜態(tài)測(cè)量對(duì)應(yīng)元件即可檢查出其損壞的元件。
3,電源負(fù)載能力差
電源負(fù)載能力差是一個(gè)常見的故障，一般都是出現(xiàn)在老式或工作時(shí)間長(zhǎng)的電源中，主要原因是各元器件老化，開關(guān)管的工作不穩(wěn)定，沒有及時(shí)進(jìn)行散熱等。應(yīng)重點(diǎn)檢查穩(wěn)壓二極管是否發(fā)熱漏電，整流二極管損壞、高壓濾波電容損壞等。
B. 開關(guān)電源注意事項(xiàng)
1,選擇開關(guān)電源時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)
1)選用合適的輸入電壓規(guī)格。
2)選擇合適的功率。為了使電源的壽命增長(zhǎng)，可選用多30%輸出功率額定的機(jī)種。
3)考慮負(fù)載特性。如果負(fù)載是馬達(dá)、燈泡或電容性負(fù)載，當(dāng)開機(jī)瞬間時(shí)電流較大，應(yīng)選用合適電源以免過載。如果負(fù)載是馬達(dá)時(shí)應(yīng)考慮停機(jī)時(shí)電壓倒灌。
4)此外尚需考慮電源的工作環(huán)境溫度，及有無額外的輔助散熱設(shè)備，在過高的環(huán)溫電源需減額輸出。環(huán)溫對(duì)輸出功率的減額曲線。
5)根據(jù)應(yīng)用所需選擇各項(xiàng)功能：
保護(hù)功能：過電壓保護(hù)(OVP)、過溫度保護(hù)(OTP)、過負(fù)載保護(hù)(OLP)等。
應(yīng)用功能：信號(hào)功能(供電正常、供電失效)、遙控功能、遙測(cè)功能、并聯(lián)功能等。
特殊功能：功因矯正(PFC)、不斷電(UPS)
6)選擇所需符合的安規(guī)及電磁兼容(EMC)認(rèn)證。
2,使用開關(guān)電源之注意事項(xiàng)
1)使用電源前，先確定輸入輸出電壓規(guī)格與所用電源的標(biāo)稱值是否相符;
2)通電之前，檢查輸入輸出的引線是否連接正確，以免損壞用戶設(shè)備;
3)檢查安裝是否牢固，安裝螺絲與電源板器件有無接觸，測(cè)量外殼與輸入、輸出的絕緣電阻，以免觸電;
4)為保證使用的安全性和減少干擾，請(qǐng)確保接地端可靠接地;
5)多路輸出的電源一般分主、輔輸出，主輸出特性優(yōu)于輔輸出，一般情況下輸出電流大的為主輸出。為保證輸出負(fù)載調(diào)整率和輸出動(dòng)態(tài)等指標(biāo)，一般要求每路至少帶10%的負(fù)載。若用輔路不用主路，主路一定加適當(dāng)?shù)募儇?fù)載;
6)請(qǐng)注意：電源頻繁開關(guān)將會(huì)影響其壽命;
7)工作環(huán)境及帶載程度也會(huì)影響其壽命。
C.開關(guān)電源的維修技巧
1、修理開關(guān)電源時(shí)，首先用萬用表檢測(cè)各功率部件是否擊穿短路，開關(guān)電源外殼如電源整流橋堆，開關(guān)管，高頻大功率整流管;抑制浪涌電流的大功率電阻是否燒斷。再檢測(cè)各輸出電壓端口電阻是否異常，上述部件如有損壞則需更換。
2、第一步完成后，接通電源后還不能正常工作，接著要檢測(cè)功率因數(shù)模塊(PFC)和脈寬調(diào)制組件(PWM)，查閱相關(guān)資料，熟悉PFC和PWM模塊每個(gè)腳的功能及其模塊正常工作的必備條件。
3、然后，對(duì)于具有PFC電路的電源則需測(cè)量濾波電容兩端電壓是否為380VDC左右，如有380VDC左右電壓，說明PFC模塊工作正常，接著檢測(cè)PWM組件的工作狀態(tài)，測(cè)量其電源輸入端VC ,參考電壓輸出端VR ,啟動(dòng)控制Vstart/Vcontrol端電壓是否正常，利用220VAC/220VAC隔離變壓器給開關(guān)電源供電，用示波器觀測(cè)PWM模塊CT端對(duì)地的波形是否為線性良好的鋸齒波或三角形，如TL494 CT端為鋸齒波，F(xiàn)A5310其CT端為三角波。輸出端V0的波形是否為有序的窄脈沖信號(hào)。 開關(guān)電源維修方法與技巧
4、在開關(guān)電源維修實(shí)踐中，有許多開關(guān)電源采用UC38××系列8腳PWM組件，開關(guān)電源適配器大多數(shù)電源不能工作都是因?yàn)殡娫磫?dòng)電阻損壞，或芯片性能下降。當(dāng)R斷路后無VC,PWM組件無法工作，需更換與原來功率阻值相同的電阻。當(dāng)PWM組件啟動(dòng)電流增加后，可減小R值到PWM組件能正常工作為止。在修一臺(tái)GE DR電源時(shí)，PWM模塊為UC3843,檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)其他異常，在R(220K)上并接一個(gè)220K的電阻后，PWM組件工作，輸出電壓均正常。有時(shí)候由于外圍電路故障，致使VR端5V電壓為0V,PWM組件也不工作，在修柯達(dá)8900相機(jī)電源時(shí)，遇到此情況，把與VR端相連的外電路斷開，VR從0V變?yōu)?V,PWM組件正常工作，輸出電壓均正常。 開關(guān)電源維修方法與技巧
5、當(dāng)濾波電容上無380VDC左右電壓時(shí)，說明PFC電路沒有正常工作，開關(guān)電源電路示意圖PFC模塊關(guān)鍵檢測(cè)腳為電源輸入腳VC,啟動(dòng)腳Vstart/control,CT和RT腳及V0腳。修理一臺(tái)富士3000相機(jī)時(shí)，測(cè)試一板上濾波電容上無380VDC電壓。VC,Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常，測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)功率開關(guān)管G極無V0 波形，由于FA5331(PFC)為貼片元件，機(jī)器用久后出現(xiàn)V0端與板之間虛焊，V0信號(hào)沒有送到場(chǎng)效應(yīng)管G極。將V0端與板上焊點(diǎn)焊好，用萬用表測(cè)量濾波電容有380VDC電壓。當(dāng)Vstart/control 端為低電平時(shí)，PFC亦不能工作，則要檢測(cè)其端點(diǎn)與外圍相連的有關(guān)電路。
總之，開關(guān)電源電路有易有難，功率有大有小，輸出電壓多種多樣。只要抓住其核心的東西，即充分熟悉開關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)以及PFC及PWM模塊的特性，它們工作的基本條件，按照上述步驟和方法，多動(dòng)手進(jìn)行開關(guān)電源的維修，就能迅速地排除開關(guān)電源故障，達(dá)到事半功倍的效果。
開關(guān)電源由什么組成
電源是各種電子設(shè)備必不可缺的組成部分，其性能優(yōu) 劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)及能否安全可靠地工作。由于開關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，功耗小，轉(zhuǎn)化率高，且體積和重量只有線性電源的 20%—30%，故目前它已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。
電子設(shè)備電氣故障的檢修，本著從易到難的原則，基本上都是先從電源入手，在確定其電源正常后，再進(jìn)行 其他部位的檢修，且電源故障占電子設(shè)備電氣故障的大多數(shù)。故了解開頭電源基本工作原理，熟悉其維修技巧和常見故障，有利于縮短電子設(shè)備故障維修時(shí)間，提高 個(gè)人設(shè)備維護(hù)技能。
開關(guān)電源的組成
開關(guān)電源大至由主電路、控制電路、檢測(cè)電路、輔助電源四大部份組成，見圖1。
1. 主電路
沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。
輸入濾波器：其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。
整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。
逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分。
輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。
2. 控制電路
一方面從輸出端取樣，與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測(cè)試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對(duì)電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。
3. 檢測(cè)電路
提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。
4. 輔助電源
實(shí)現(xiàn)電源的軟件(遠(yuǎn)程)啟動(dòng)，為保護(hù)電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。
開關(guān)電源的工作原理
開關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件，通過周期性通斷開關(guān)，控制開關(guān)元件的占空比來調(diào)整輸出電壓。開關(guān)元件以一定的時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開，在開 關(guān)無件接通時(shí)輸入電源Vi通過開關(guān)S和濾波電路向負(fù)載RL提供能量，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電路中的儲(chǔ)能裝置(L1、C2、二極管D組成的電路)向負(fù)載RL釋放 在開關(guān)接通時(shí)所儲(chǔ)存的能量，使負(fù)載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量。
VO=TON/TxVi
VO 為負(fù)載兩端的電壓平均值
TON 為開關(guān)每次接通的時(shí)間
T 為開關(guān)通斷的工作周期
由式可知，改變開關(guān)接通時(shí)間和工作周期的比例，VO間電壓平均值也隨之改變，因此，隨著負(fù)載及輸入電源電壓的變化自動(dòng)調(diào)整TON和T的比例便使輸出電壓VO 維持不變。改變接通時(shí)間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法稱為“時(shí)間比率控制”(TimeRationControl,縮寫為 TRC)。
按TRC控制原理，有三種方式：
1. 脈沖寬度調(diào)制(PulseWithModulation,縮寫為PWM)
開關(guān)周期恒定，通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。
2. 脈沖頻率調(diào)制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM)
導(dǎo)通脈沖寬度恒定，通過改變開關(guān)工作頻率來改變占空比的方式。
3. 混合調(diào)制
導(dǎo)通脈沖寬度和開關(guān)工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。
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