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开关电源原理范文1
中图分类号:TM30 文献标识码:A 文章编号:1006-0278(2013)03-132-03
电源电路是液晶彩电重要的电路组成部分,其主要作用是为液晶彩电提供各种稳定的直流电压。开关电源分为串联型开关电源和并联型开关电源,液晶彩电的开关电源电路采用的均是并联型开关电源。
一、液晶彩电开关电源的工作原理
(一)液晶彩电的开关电源组成
液晶彩电的开关电源主要由过流过压保护电路、抗干扰电路、整流滤波电路、PFC(功率因数校正)电路、主开关电源电路、副开关电源电路及其它一些辅助电路等组成。液晶彩电开关电源组成框图如图1。
接通220V电源后副电源先工作,输出+5V电压给数字板上的微处理器(CPU),整机进入待机状态。当操作本机面板或遥控器上的开机键后,微处理器(CPU)输出开机电平,功率因数校正(PFC)电路与主开关电源电路工作,整机进入正常工作状态。值得一提的是,在部分液晶彩电中,CPU输出开机电平后,电源板上的PFC电路先工作,将+300V脉动直流电压转换成正常的直流电压(+380V左右)后,这时主开关电源的脉宽振荡器才开始工作,主开关变压器次级输出+12V、+24V电压。也就是说,在这类开关电源中,若PFC电路不工作,则主开关电源无输出。下面对各部分电路的作用及特点作一介绍。
1.过流过压保护电路
当电路有过流或过压时,保险管烧断,断开电源,保护电路元件。
2.交流抗干扰电路
交流抗干扰电路的作用有以下两个:一是滤除交流220V市电网中的高频干扰,以防影响液晶彩电的正常工作;二是滤除开关电源自身工作时产生的干扰信号,以防污染市电网,从而干扰其他电路和电器。该电路位于市电的输入处,其特征元件是电感与电容。
3.+300V整流电路
在液晶彩电中,+300V整流电路的作用是将交流市电变换成脉动直流电,其整流方式通常采用全桥整流。由于该电路后接功率因数校正(PFC)电路,故+300V整流后的滤波电容容量较小,通常采用0.1uF-0.47uF/450V的绦纶电容。
4.主开关电源电路
主开关电源的作用是输出+12V、+24V等电压,供给信号处理板及背光灯驱动板。这部分电路通常以一块PWM调控芯片为中心组成,其特征元件是开关变压器与输出电压整流滤波元件。值得一提的是:由于+24V或+12V的输出电流较大,故对整流二极管要求较高,一般采用低压差的大功率肖特基二极管,不能换用普通的整流二极管。
5.副开关电源电路
副开关电源的作用是输出+5V电压供给CPU。由于该电路的输出功率较小,只要接通电源,该部分电路即进入工作状态。
6.功率因数校正(PFC)电路
功率因数校正(PFC)电路的作用是将供电电压和电流的相位校正为同相位,提高功率因数,并将市电整流后的电压提升到约380V。
(二)液晶彩电开关电源工作原理分析
下面以TCLLCD3726液晶彩电的开关电源工作原理为例进行分析。该电源主要由抗干扰电路、桥式整流电路、滤波电路、PFC(功率因数校正)电路和开关稳压电路等电路组成。电路框图如图2。该开关电源的优点是工作范围宽、功耗低。效率达到98%以上,并且具有过流、过热、过压等完善的保护功能。
TCL LCD3726液晶彩电的开关电源电路原理图如附录所示。
从原理图看电路主要由三部分组成:一是以驱动控制电路IC6(NCP1377)和大功率MOSFET开关管Q5为核心的副电源,为主板提供+12V电压,降压后向微处理器控制系统提供+5V电源,同时为开关电路提供VCC(+15V)电压;二是该机主开关电源主要由开关电源控制芯片IC2(NCP1217)、MOSFET场效应开关管Q2、开关变压器T1、光耦IC3、精密基准电源IC4、待机、开机控制管Q4、Q12、IC5等组成,为主板提供+24V电压;三是以IC1(NCPl650)、MOSFET场效应管01等组成的功率因数校正(PFC)电路,将+300V电压提升到约+400V。
开机后,交流220V电压通过电源线接到保险管F1及由CX1、LF1、CX2、LF2等组成的抗干扰电路把供电电路引入的各种电磁干扰抑制掉,消除电网电压中的高频干扰脉冲;再经BD1、C1、C2、C3等组成的桥式整流电路整流滤波输出约300V直流电压。
整流滤波后约300V的直流电压分四路:第一路通过开关变压器T1初级绕组加至场效应管Q2漏极D上,为该管提供工作电源;第二路经过D3加在主开关电源控制器IC2(NCPl217)的⑧脚,给IC2提供启动电压,经集成块内部电路到⑥脚给电容C21充电,当充电到12.5V时,IC2开始启动,IC2进入正常的工作状态,连接⑧脚和⑥脚的内部电路断开,C2通过IC2内部电路进行放电,同时IC2⑤脚输出驱动信号,使Q2导通;第三路通过开关变压器T2初级绕组加至场效应管Q5漏极D上,为该管提供工作电源;第四路经过D11加在副开关电源控制器IC6(NCPl377)的⑧脚,给IC6提供启动电压,经IC6内部的恒流源给C34充电,当C34电压达到12.5V左右时,IC6开始启动,连接⑧脚和⑥脚的内部电路断开,C34开始通过IC6内部电路进行放电,同时IC6⑤脚输出驱动信号,经R40加到开关管Q5的栅极G,控制Q5的工作状态(导通或截止)。Q5工作后漏极电流产生变化,T2辅助绕组上感应电压,经D3整流、C34滤波、ZD5稳压后得VCC(15V)电压给IC6供电,IC6正常工作。T2次级产生的+12V电压,在主板降压后得到+5V电压为控制系统供电。此时开关机电路将主电源IC2(NCP1217)的②脚电压拉低而停止工作;二次开机后开关机控制电路解除对IC2②脚的控制,主电源启动工作,为主板提供+24V电压,同时,还为PFC校正电路ICl提供VCC供电,PFC校正电路启动工作,将+300V提升到+400V,整机进入开机状态。
主开关电源稳压电路由IC3、IC4等元件组成,当+24V电压上升时,IC3的导通电流变大,IC2②脚电压降低,IC2⑤脚输出激励脉冲电压宽度变窄,使主开关管Q2导通时间变短,+24V电压下降;当+24V电压下降时,IC3的导通电流变小,IC2②脚电压升高,IC2⑤脚输出激励脉冲电压宽度变宽,使主开关管Q2导通时间变长,+24V电压上升。
主开关电源过流保护电路由开关管Q2的源极(s极)电阻R20、取样电阻R17、滤波电容C22、IC2的③脚电流检测端组成。当流过Q2的电流增大时,R20上的电压随之增大,加到IC2③脚的电压亦增大,当该脚电压增大到阀值电压时,IC2关断⑤脚输出,Q2截止,开关变压器T1停止输出24V电压。
主开关电源过压保护电路设在开关电源的二次侧,由取样电路的稳压管ZD2、ZD3和Q3、IC3等元件组成,配合稳压控制电路,对一次侧驱动块在电路IC2进行控制。当电路有过压时,ZD2、ZD3被击穿导通,Q3导通,IC3导通使IC2②脚电压降低,IC2⑤脚没有激励电压输出,主开关管Q2停止工作,从而达到过压保护的目的。
副开关电源稳压电路由IC7、IC8等元件组成,当+12V电压上升时,IC8的导通电流变大,IC6②脚电压降低,IC6⑤脚输出激励脉冲电压宽度变窄,使副开关管Q5导通时间变短,+12V电压下降;当+12V电压下降时,IC8的导通电流变小,IC6②脚电压升高,IC6⑤脚输出激励脉冲电压宽度变宽,使副开关管Q6导通时间变长,+12V电压上升。
副开关电源过流保护电路由开关管Q5的源极(s极)电阻R39、取样电阻R42、滤波电容C32、IC6的③脚电流检测端组成。当因某种原因使流过开关管Q5的源极(s极)电阻R39的电流增大时,压降会升高,经R42使IC6的③脚电压上升,当该脚电压上升到阀值电压时,IC6将关断⑤脚输出,Q5截止,开关变压器T2停止输出12V电压。
副开关电源过压保护电路由开关变压器T2的一组二次绕组、限流电阻R35、滤波电容C31、IC6的①脚过电压检测端等构成,当输入T2的电压过大时,T2绕组也感应出过大的电压,经R35送到IC6的①脚,当检测电路检测到①脚电压超过额定数值7.2V时,IC6⑤脚停止输出驱动脉冲,使Q5截止,T2停止输出电压,从而起到保护作用。
二、液晶彩电开关电源电路的检修技术
(一)液晶彩电开关电源电路的检修方法
为提高液晶彩电维修的速度,下面简单谈一谈维修时常用的方法:
1.直观检测法
直观检测法是指检修人员通过视觉、听觉、嗅觉、触觉和经验找出故障的一种方法。首先了解电视机引起故障的原因和故障现象,初步判断故障部位;然后开机壳采取针对性的检查,如看电源线有无断线,印制板有无裂纹,铜箔有无断裂,元器件有无烧坏的痕迹。通电后看机内有无异常,若有应立即切断电源进行检查。
2.测电压法
电压检测法是通过测量电路或元器件的工作电压,并与正常值进行比较分析,判断故障的一种方法。主要测试电路的关键点电压、晶体管的各极工作电压以及集成电路各脚电压。因为这些电压是判断电路、晶体管或集成电路工作状态是否正常的重要依据。将测得的电压数据与正常工作电压进行比较,判断故障电路或故障元件。一般来说,电压变化大的地方,就是故障所在的部位。
3.测电阻法
指用万用表电阻挡测量集成电路、晶体管各脚或电路中某点对地电阻值,以及各元器件自身电阻值来判断部位的一种方法。它是检修电视机最基本的方法之一,对检测开路或短路性故障和驱动故障元件最有效。实际使用测电阻法时,由两种方法,即“在路”电阻检测法和“开路”电阻检测法。使用测电阻法时应注意以下两点:
(1)在路测量晶体管或集成电路对地电阻值时,因为晶体管或集成电路内部的PN结正向和反向电阻值的不同造成万用表红、黑表笔交替接地时所测量的电阻值不同。指针万用表测量时红表笔接地时测得的电阻值为正向电阻,黑表笔接地时测得的电阻值为反向电阻;数字万用表测量时黑表笔接地时测得的电阻值为正向电阻,红表笔接地时测得的电阻值为反向电阻。
(2)在路测量某一元件两端的阻值时,应认真分析和充分考虑电路其他元器件与被测元器件的串、并联的影响。
4.元件代替法
指用规格相同性能良好的元件,代替故障机上某个被怀疑而又不便测量的元器件来检查故障的一种方法。如果将某个元器件替换后,故障消除了,则证明原怀疑的元件确实坏了;否则,说明怀疑有误,此法应用比较普遍。
5.假负载法
在维修开关电源时,为区分故障是出在负载电路还是电源本身,经常需要断开负载,并在电源主输出端(一般为12V;24V)加上假负载进行试机。假负载一般选取(30~60W)/12V的灯泡,根据灯泡是否发光和发光的亮度,可知电源是否有电压输出及输出电压的高低,优点是直观方便。
(二)故障检修实例
检修实例1:
故障现象:开机三无(无光栅、无图像、无伴音)、电源指示灯不亮
故障分析:开机三无(无光栅、无图像、无伴音)、电源指示灯不亮,首先观察保险是否烧断,如果烧断(严重变黑),说明电路由严重短路故障,应重点检查压敏电阻ZV1、抗干扰电容CX1、CX2、整流桥BDl、滤波电容C1、C2、C3、C16、C17、功率因数校正场效应管Q1有无击穿短路,若上述元件都正常,则检查场效应管Q2、Q5是否击穿,如果Q2击穿还应检查变压器反峰吸收电路D4、C19等元件。如果保险管未烧断,应检查副开关电源电路。
故障检修:打开机壳,观察保险已烧断(严重变黑),用万用表的电压档测量PFC输出端已无电压,关机后用电阻挡测其对地正反向电阻值约为0Ω,说明有元件击穿短路。把滤波电容C16、C17焊出测量均正常,把场效应管Q2焊出测量S、D极之间的正反向电阻值均为OQ,说明Q2已击穿。把C19、R16、D4焊出检测均正常。
处理方法:更换同型号的场效应管Q2、保险管,开机工作正常。
检修实例2:
故障现象:开机三无(无光栅、无图像、无伴音)、电源指示灯亮
故障分析:开机三无(无光栅、无图像、无伴音)、电源指示灯亮,说明副开关电源已工作,故障在主电源、主电路板或逆变器电路。测量+24V电压是否正常,若+24V无输出,先测量IC2(NCPl217)的⑧脚是否有启动电压,测量开关机控制电路012的集电极电压是否为5V,是则查IC2(NCPl217)及其外部元件是否正常,否则检查开关机控制电路的Q4、Q12。+24V正常则检查主电路或逆变器电路。
故障检修:开机,用万用表的电压档测量+24V电压为0V,测量IC2(NCPl217)的⑧脚电压约为+380V,测量IC2(NCPl217)的②脚电压约为0V,测量待机控制P-ON端电压为高电平,测量Q4的c极电压约为0.03V,测量012的C极电压约为0V。关机,用万用表电阻挡测量012的C-E极在路正反向电阻值接近0Q,把012焊出测量其内部电阻接近0Q,说明Q12已击穿。
处理方法:更换同型号Q12,故障排除。
开关电源原理范文2
【关键词】开关电源;分类;原理;布局;故障检修
1.引言
随着许多高新技术的发展,开关电源技术在不断地创新。开关电源的设计要以安全性、可靠性为首要原则,在各种指标满足正常使用要求的条件下,为使电源在突发故障情况下安全可靠地工作,本文将详细的分析开关电源的分类、结构、原理、布局、故障提出及检修的技巧分析探讨以供大家参考。
图1 开关电源原理框图
2.开关电源的分类
顾名思义,开关电源就是利用电子开关器件(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等),通过控制电路,使电子开关器件不停地“接通”和“关断”,让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制,从而实现DC/AC、DC/DC电压变换,以及输出电压可调和自动稳压。
开关电源一般有三种工作模式:频率、脉冲宽度固定模式,频率固定、脉冲宽度可变模式,频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源,或DC/DC电压变换;后两种工作模式多用于开关稳压电源。另外,开关电源输出电压也有三种工作方式:直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样,前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源,或DC/DC电压变换;后两种工作方式多用于开关稳压电源。
根据开关器件在电路中连接的方式,目前比较广泛使用的开关电源,大体上可分为:串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。其中,变压器式开关电源(后面简称变压器开关电源)还可以进一步分成:推挽式、半桥式、全桥式等多种;根据变压器的激励和输出电压的相位,又可以分成:正激式、反激式、单激式和双激式等多种;如果从用途上来分,还可以分成更多种类。
3.开关电源的结构
开关电源主要由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份构成。
(1)主电路
冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。
输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。
整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。
逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分。
输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。
(2)控制电路
一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对电源进行各种保护措施。
(3)检测电路
提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。
(4)辅助电源
实现电源的软件(远程)启动,为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。
4.开关电源原理
我们的各种电路系统里常常会用到开关电源,主要用于获得一定功率的直流电源(多数是24V),我们常看到的开关电源外观上多数象一个小主箱,通过表面开出的很多散热孔可以看到里面的电路板。
高频开关电源由以下几个部分组成:
(1)主电路
从交流电网输入、直流输出的全过程,包括:①输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。②整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换。③逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越校。④输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。
(2)控制电路
一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施。
(3)检测电路
除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表数据。
(4)辅助电源
提供所有单一电路的不同要求电源。开关控制稳压原理开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关K接通时,输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL,在整个开关接通期间,电源E向负载提供能量;当开关K断开时,输入电源E便中断了能量的提供。可见,输入电源向负载提供能量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放。
改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法称为“时间比率控制”
(TimeRatioControl,缩写为TRC)。按TRC控制原理,有三种方式:
(1)脉冲宽度调制(PulseWidthModula-tion,缩写为PWM)开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。
(2)脉冲频率调制(PulseFrequencyModula-tion,缩写为PFM)导通脉冲宽度恒定,通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。
(3)混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的混合。
开关电源原理框图见图1所示。
(1)通电瞬间,灯泡闪亮一下后,逐渐熄灭,则电源从输入至整流滤波均正常,故障应在后面电路。否则电源保险或输入滤波电感开路。
(2)若整流滤波电路正常,则检测开关管两端是否有310V电压,若无,则取样电阻R0或变压器初级开路。
(3)若开关管电压正常,则检测开关管驱动电路是否有几伏至十几伏电压,若无则检测启动电阻和驱动电路。
(4)若驱动有电压,开关管正常,则自激绕组有故障或反馈电路有故障。
(5)若灯泡常亮,则开关管击穿(短路)或整流桥击穿(短路)。
(6)若灯泡周期性亮灭,则负载有短路故障,可着重检测负载。
(7)若更换开关管多次击穿,则检测峰值电压消除电路及负载是否有开路故障。
(8)经过上述维修步骤并检测负载电压基本正常后,即可闭合开关K,再次检测时若输出正常,则说明开关电源已修复。
注意:开关电源负反馈电路及变压器次级绝不能开路,否则会损坏电路其他部分。
5.开关电源的布局
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
当设计高频开关电源时,布局非常重要。良好的布局可以解决这类电源的许多问题。因布局而出现的问题,通常在大电流时显现出来,并且在输入和输出电压之间的压差较大时更加明显。一些主要的问题是在大的输出电流和/或大的输入/输出电压差时调节能力的下降,在输出和开头波形上的额外噪声,以及不稳定性。应用下面的几个简单原则就可以把这类问题最小化。
(1)电感器
开关电源尽量使用低EMI(Electro Magnetic Interference)的带铁氧体闭合磁芯的电感器。比如圆形的或封闭的E型磁芯。如果开口磁芯(open cores)具有较低的EMI特性,并且离低功率导线和元件较远,也可以使用。如果使用开口磁芯,使磁芯的两极与PCB板垂直也是一个好主意。棒状磁芯(stick cores)通常用来消除大部分不需要的噪声。
(2)反馈
尽量使反馈回路远离电感器和噪声源。还要尽可能使反馈线为直线,并且要粗一点。有时需要在这两种方案之间折衷一下,但使反馈线远离电感器的EMI和其它噪声源是两者当中更关键的一条。在PCB上使反馈线位于与电感器相对的一侧,并且中间用接地层分开。
(3)滤波电容器
当使用小容量瓷质输入滤波电容器时,它应该尽可能靠近IC的VIN引脚。这将消除尽可能多的线路电感影响,给内部IC线路一个更干净的电压源。开关电源一些设计需要使用前馈电容器从输出端连接到反馈引脚,通常是为了稳定性的原因。在这种情况下,它的位置也应该尽量靠近IC。使用表贴电容还会减少引线长度,从而减少噪声耦合进因通孔元件而造成的有效天线(effective antenna)。
(4)补偿
如果为了稳定性,需要加入外部补偿元件,它们也应该尽量靠近IC。这里也建议使用表贴元件,原因同对滤波电容的讨论。这些元件也不应该离电感器太近。
(5)走线和接地层
使所有的电源(大电流)走线尽可能短、直、粗。在一块标准PCB板上,最好使走线的每安绝对最小宽度为15mil(0.381mm)。电感器、输出电容器和输出二极管应该尽可能靠在一起。这样可以帮助减少在大开关电流流过它们时,由开关电源走线引起的EMI。这也会减少引线电感和电阻,从而减少噪声尖峰、鸣震(ringing)和阻性损耗,这些都会产生电压误差。IC的接地、输入电容器、输出电容器和输出二极管(如果有的话)应该一起直接连接到一个接地面。最好在PCB的两面都设置接地面。这样会减少接地环路误差和吸收更多的由电感器产生的EMI,从而减少了噪声。对于多于两层的多层板,可以用接地面分开电源面(电源走线和元件所在的区域)和信号面(反馈和补偿元件所在的区域)以提高性能。在多层板上,需要使用通孔把走线和不同的面连接起来。如果走线需要从一个面传输一个较大的电流到另一个面,每200mA电流使用一个标准通孔,是一个良好的习惯。
排列元件,使得开头电流环同方向旋转。根据开头调节器的运行方式,有两种功率状态。一个状态是当开头闭合时,另一个状态是当开头断开时。在每种状态期间,将由当前导通的功率器件产生一个电流环。排列功率器件,以使每种状态期间电流环的导通方向相同。这会防止两个半环之间的走线产生磁场反转,并可减少EMI的放射。
(6)散热
当使用表贴功率IC或外部功率开关时,PCB通常可以用作散热器。这就是用PCB上的敷铜面来帮助器件散热。参照特定器件手册中有关使用PCB散热的信息。这通常可以省去开关电源外加的散热装置。
6.开关电源常见故障及检修技巧
6.1 开关电源常见故障
(1)保险烧或炸;(2)无输出,保险管正常;(3)有输出电压,但输出电压过高;(4)开关电源负载有短路故障;(5)输出电压端整流二极管、滤波电容失效。
6.2 开关电源检修技巧
(1)针对保险烧或炸的故障主要检查300V上的大滤波电容、整流桥各二极管及开关管等部位,抗干扰电路出问题也会导致保险烧、发黑。需要注意的是:因开关管击穿导致保险烧一般会把电流检测电阻和电源控制芯片烧坏。负温度系数热敏电阻也很容易和保险一起被烧坏。
(2)针对无输出,保险管正常的这种现象说明开关电源未工作或进入了保护状态。首先要测量电源控制芯片的启动脚是否有启动电压,若无启动电压或者启动电压太低,则要检查启动电阻和启动脚外接的元件是否漏电,此时如电源控制芯片正常,则经上述检查可以迅速查到故障。若有启动电压,则测量控制芯片的输出端在开机瞬间是否有高、低电平的跳变,若无跳变,说明控制芯片坏、振荡电路元件或保护电路有问题,可先代换控制芯片,再检查元件;若有跳变,一般为开关管不良或损坏。
(3)对于有输出电压,但输出电压过高的这种故障一般来自于稳压取样和稳压控制电路。在直流输出、取样电阻、误差取样放大器如TL431、光耦、电源控制芯片等电路共同构成一个闭合的控制环路,任何一处出问题就会导致输出电压升高。
(4)开关电源负载有短路故障(特别是DC/DC变换器短路或性能不良等),此时,应该断开开关电源电路的所有负载,以区分是开关电源电路还是负载电路有故障。若断开负载电路电压输出正常,说明是负载过重;或仍不正常说明开关电源电路有故障。
开关电源原理范文3
关键词:液晶显示器; 开关电源; 工作原理; 检修实例
Abstract: this paper of LCD switching power supply work principle, the breakdown maintenance is expounded, etc., the paper SG6841 chip switching power supply/repair process. In line with the use of modern instruments, the comprehensive analysis and value method of repair skills concept, the reference of various kinds of liquid crystal displays of switch power supply difficult-disease maintenance examples, this paper summarizes the accumulate experience, and extrapolate, on fast rule out circuit fault put forward new methods, liquid crystal display overhaul of switch power supply work efficient and accurate.
Keywords: LCD monitor; Switch power source; Working principle; Maintenance example
中图分类号:TN141文献标识码: A 文章编号:
开关电源是现时电子产品广泛使用的一种电源电路,它具有效率高、体积小、保护功能强大和抗干扰能力强等特点,液晶显示器电源几乎全使用开关电源方式。它的作用是把交流220V电压转换成液晶显示器工作所需的各种不同的直流电压,直流电压精度和稳定性将会影响显示器的正常工作。
液晶显示器开关电源与传统CRT显示器开关电源工作原理大同小异,但电路结构和特点有区别。早期的PWM 芯片大多采用UC384X系列(如UC3842、UC3843),因新产品体积越来越小及环保和安规要求越来越严格,出现了384XG及684X等具有Green Function的IC。Green Function为环保功能的意思,要求是在满载70W以下的电源产品,当负载没有输出功率的情况下,输入电源正常供应时电路消耗功率必需小于1W以下。
液晶显示器电源电路形式多样,所用控制芯片各具特点。下面以使用广泛的SG6841芯片的开关电源为例,介绍其工作原理、阐述其故障排除方法。
一、SG6841芯片的工作原理
SG6841是一款高性能固定频率电流模式控制芯片,属于电流型单端PWM调制器,具有性能优良、价格低廉等优点,可精确控制占空比,拥有低待机功耗和众多保护功能。但其控制电路和保护电路比较复杂, 在实际应用中容易发生故障,各部分电路互相牵连,给检修故障带来一定的难度。SG6841内部结构如图1所示,引脚功能见表1。
图 1 SG6841内部结构电路图
表 1SG6841引 脚 功 能
脚号 名称 功 能 典型电压值( V )
1 GND 接地端 0
2 FB 反馈端,控制PWM占空比 1.8
3 VIN 启动电流输入,提供一开始电压 20
4 RI PWM频率设定,外接电阻可改变PWM频率 1.3
5 RT 温度和过压保护端,外接保护检测回路 4.7
6 SENSE 过流保护端,超过阀值时芯片停止输出 0
7 VDD 电源端 (工作电压) 17.5
8 GATE PWM驱动脉冲输出端,图腾柱式输出 1.5
由SG6841构成的典型电路如图2所示,该图是优派 VE710S/B 液晶显示器电源电路。在实际使用中,SG6841容易被静电损坏,维修时应引起重视。
1.启动过程
输入220V交流电经保险F901、负温度系数热敏电阻NR901、互感滤波器L902后,再经BD901整流、C905滤波,在C905端形成300V左右的直流电压。电压由R906、R907送至SG6841的3脚,由于3脚外部接有VD904、VZD905等元件,故3脚电压最高能达到20V左右。3脚电压经内部电阻对7脚外接电容C907、C908充电,使7脚电压上升,当7脚电压达到16V时,内部电路启动,从8脚输出驱动脉冲,开关管VT903进入开关工作状态。启动后,变压器L2绕组的脉冲电压经R908限流、VD902整流,C907、C908滤波后,得到12V直流电压供给7脚作为SG6841供电电压。
SG6841具备绿色工作模式,振荡频率随输出功率增大而增大,最后达到设置值。在待机时由于轻载运行,内部控制器会使振荡器振荡频率较低,工作于绿色模式,功耗在0.5W左右。开机时负载增加,此时振荡频率提高至设置值。两种状态之间转换依靠2 脚、6脚电压和内部电路来完成。
2.输出电压
电路工作后,变压器L1绕组上产生脉冲电压,次级绕组感应出脉冲电压。L4绕组上脉冲电压经VD912整流,C925、L904、C926滤波后,得到+5V的直流电压,该电压分成两路经接插件CN102送至主板供电。L3绕组与L4绕组串联后输出脉冲电压经VD910整流,C922、L903、C924滤波后,得到+12V直流电压,分别给逆变器和主板供电。
3.稳压过程
稳压主取样点设在+5V输出端,辅助取样点设在+12V输出端。当电压上升或者负载变轻等引起各路输出电压上升时,+5V电压上升,经R925、R926分压后,送至IC903(THL431)控制脚的电压上升,使得IC902 内部发光二极管发光增强,光电三极管内阻变小,SG6841的2脚电压下降, 8脚输出脉冲宽度变窄,VT903饱和时间缩短,电源输出电压下降,通过调整开关脉冲占空比来实现稳压控制,当电源各路输出电压下降时,稳压过程与上述相反。
当+12V和+5V分别超过12.2V和5.1V时,VZD902、VZD903导通,通过R927送到IC903控制端,同样使得输出电压降低。由于采用双取样回路,稳压回路的调节力度加强,提高稳压精度。
4.保护电路
开关电源原理范文4
【关键词】开关电源技术;小功率;高频
开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源,并广泛应用于电子整机与设备中。20世纪80年代,计算机全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代,开关电源在电子、电器设备、家电领域得到了广泛的应用,开关电源技术进入快速发展期。
1 开关电源的发展
1955年美国罗耶(GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器,是实现高频转换控制电路的开端,1957年美国查赛(Jen Sen)发明了自激式推挽双变压器,1964年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想,这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了1969年由于大功率硅晶体管的耐压提高,二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善,终于做成了25千赫的开关电源。
目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz电源,虽已实用化,但其频率有待进一步提高。要提高开关频率,就要减少开关损耗,而要减少开关损耗,就需要有高速开关元器件。然而,开关速度提高后,会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样,不仅会影响周围电子设备,还会大大降低电源本身的可靠性。其中,为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌,可采用R-C或L-C缓冲器,而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过,对1MHz以上的高频,要采用谐振电路,以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波,这样既可减少开关损耗,同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃,因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零,而且噪声也小,可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前,世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。
2 高频开关的组成
2.1 主电路
从交流电网输入、直流输出的全过程,包括:
2.1.1 输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。
2.1.2 整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换。
2.1.3 逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小。
2.1.4 输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。
2.2 控制电路
一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施。
2.3 检测电路
除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表数据。
2.4 辅助电源
提供所有单一电路的不同要求电源。
3 开关电源的技术追求
3.1 小型化、薄型化、轻量化、高频化―――开关电源的体积、重量主要是由储能元件(磁性元件和电容)决定的,因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的体积;在一定范围内,开关频率的提高,不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸,而且还能够抑制干扰,改善系统的动态性能。因此,高频化是开关电源的主要发展方向。
3.2 高可靠性―――开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍,因此提高了可靠性。从寿命角度出发,电解电容、光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着通信电源的寿命。所以,要从设计方面着眼,尽可能使用较少的器件,提高集成度。这样不但解决了电路复杂、可靠性差的问题,也增加了保护等功能,简化了电路,提高了平均无故障时间。
3.3 低噪声―――开关电源的缺点之一是噪声大。单纯地追求高频化,噪声也会随之增大。采用部分谐振转换回路技术,在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。所以,尽可能地降低噪声影响是开关电源的又一发展方向。
3.4 采用计算机辅助设计和控制―――采用CAA和CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参数,使开关电源具有最简结构和最佳工况。在电路中引入微机检测和控制,可构成多功能监控系统,可以实时检测、记录并自动报警等。
4 提高开关电源待机效率的方法
4.1 切断启动电阻
对于反激式电源,启动后控制芯片由辅助绕组供电,启动电阻上压降为300V左右。设启动电阻取值为47kΩ,消耗功率将近2W。要改善待机效率,必须在启动后将该电阻通道切断。TOPSWITCH,ICE2DS02G内部设有专门的启动电路,可在启动后关闭该电阻。若控制器没有专门启动电路,也可在启动电阻串接电容,其启动后的损耗可逐渐下降至零。缺点是电源不能自重启,只有断开输入电压,使电容放电后才能再次启动电路。
4.2 降低时钟频率
时钟频率可平滑下降或突降。平滑下降就是当反馈量超过某一阈值,通过特定模块,实现时钟频率的线性下降。
4.3 切换工作模式
4.3.1 QRPWM对于工作在高频工作模式的开关电源,在待机时切换至低频工作模式可减小待机损耗。例如,对于准谐振式开关电源(工作频率为几百kHz到几MHz),可在待机时切换至低频的脉宽调制控制模式PWM(几十kHz)。
IRIS40xx芯片就是通过QR与PWM切换来提高待机效率的。当电源处于轻载和待机时候,辅助绕组电压较小,Q1关断,谐振信号不能传输至FB端,FB电压小于芯片内部的一个门限电压,不能触发准谐振模式,电路则工作在更低频的脉宽调制控制模式。
4.3.2 PWMPFM
对于额定功率时工作在PWM模式的开关电源,也可以通过切换至PFM模式提高待机效率,即固定开通时间,调节关断时间,负载越低,关断时间越长,工作频率也越低。将待机信号加在其PW/引脚上,在额定负载条件下,该引脚为高电平,电路工作在PWM模式,当负载低于某个阈值时,该引脚被拉为低电平,电路工作在PFM模式。实现PWM和PFM的切换,也就提高了轻载和待机状态时的电源效率。
通过降低时钟频率和切换工作模式实现降低待机工作频率,提高待机效率,可保持控制器一直在运作,在整个负载范围中,输出都能被妥善的调节。即使负载从零激增至满负载的情况下,能够快速反应,反之亦然。输出电压降和过冲值都保持在允许范围内。
4.4 可控脉冲模式(BurstMode)
可控脉冲模式,也可称为跳周期控制模式(SkipCycleMode)是指当处于轻载或待机条件时,由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电路某一环节,使得PWM的输出脉冲周期性的有效或失效,这样即可实现恒定频率下通过减小开关次数,增大占空比来提高轻载和待机的效率。该信号可以加在反馈通道,PWM信号输出通道,PWM芯片的使能引脚(如LM2618,L6565)或者是芯片内部模块(如NCP1200,FSD200,L6565和TinySwitch系列芯片)。
5 开关电源的发展方向趋势
开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关的。高频化的实现,需要相应的高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件。发展功率MOSFET、IGBT等新型高速器件,开发高频用的低损磁性材料,改进磁元件的结构及设计方法,提高滤波电容的介电常数及降低其等效串
联电阻等,对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用。
开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,因此国外各在开关电源制造商都致力同步开发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体(Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率。对联高可靠性指标,美国的开关电源生产商通过降低运行电流,降低结温等措施以减少器件的应力,使得产品的可靠性大大提高。
模块化是开关电源发展的总体趋势,可以用模块化电源组成分布式电源系统,可以设计成N+1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点,若单独追求高频化,其噪声也必将随着增大,而用部分谐振转换电路技术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,使得多项技术得以实用化。
开关电源原理范文5
关键词:高频开关电源;特点;性能比较;应用
中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2012)-03-0-02
一、前言
在电力系统中,直流电源作为继电保护、自动装置、控制操作回路、灯光音响信号及事故照明等电源之用,是发电厂和变电站比较重要的设备。因直流电源故障而引发的事故时有发生,所以,对直流电源的可靠性、稳定性具有很高要求。传统的直流电源多数采用可控硅整流型。近几年来,许多直流电源厂家推出智能化的高频开关电源,这种电源系统具有许多优点:安全、可靠、自动化程度高、具有更小的体积和重量、综合效率高以及噪音低等,适应电网发展的需要,值得推广使用。
目前,我国电力系统采用的直流电源也正由传统的相控电源逐步向模块化的高频开关电源转变。高频开关电源整流器的工作原理:交流电源接入整流模块,经滤波及三相全波整流器后变成直流,再接入高频逆变回路,将直流转换为高频交流,最后经高频变压器、整流桥、滤波器后输出平稳直流。这种高频开关电源主要由高频开关充电模块、集中监控器和蓄电池组等组成,其中充电模块和集中监控器具有内置微处理器,智能化程度高。高频开关电源系统正常运行时,充电机的输出与蓄电池组并联运行,给经常性负荷供电。
二、高频开关电源的原理和特性
(一)高频电源系统方框图
高频开关整流器一般是先将交流电直接经二极管整流、滤波成直流电,再经过开关电源变换成高频交流电,通过高频变压器变压隔离后,由快速恢复二极管高频整流、电感电容滤波后输出。
(二)采用高频化有较高技术经济指标
理论分析和实践经验表明,电器产品的体积重量与其供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz时,用电设备的体积重量大体上降至工频设计的(5~10)%。这正是开关电源实现变频带来明显效益的基本原因。逆变或整流焊机、通讯电源用浮充电源的开关式整流器,都是基于这一原理。
那么,以同样的原理对传统的电镀、电解、电加工、浮充、电力合闸等各种直流电源加以类似的改造,使之更新换代为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,既可带来显著节能、节材的经济效益,更可体现技术含量的价值。
(三)设计模块化――自由组合扩容互为备用提高安全系数
模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,而把相关的部分做成模块。
多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量,在器件容量有限的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,便极大地提高了系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供了充分的时间。
三、电力智能高频开关整流器与原始直流设备的性能比较
以前我国各地的发电厂、水电站及500kV、220kV、110kV、35kV等各类变电站所使用的直流电源设备,大部分采用的是相控电源,由于受工艺水平和器件特性的限制,上述电源长期以来处于低技术指标、维护保养难的状况。我国在近几年来也逐步完成了从原始直流设备到高频直流电源的过渡。
由以上表格我们可以看出,智能型高频开关电源与传统的相控电源比较,主要技术指标均优于部标1-2个等级以上,具有以下优点。
(一)相控电源硅整流器采用1+1主从备份方式,而高频开关电源采用N+1模块冗余并联组合方式供电,即如果N个模块的输出电流能满足充电电流需要,则采用N+1模块平均分配,因此,可提高系统运行可靠性。个别模块故障时,可带电更换,不影响系统的正常运行,扩容维护方便。
(二)可控硅整流器运行于浮充电方式时,直流输出的纹波系数较大,曾发生中央信号装置误动作和高频继电保护误发信号等事故,按部颁要求纹波系数不大于2%。另外,可控硅整流器与蓄电池并联运行,纹波系数较大时,若浮充电压波动或偏低会出现蓄电池脉动充电放电现象,对蓄电池不利。高频开关电源的充电装置采用多个智能化模块并联组合供电,使得供电质量和技术参数明显提高。模块采用准谐振技术(或脉宽调制技术)和电流电压双环控制技术,提高开关工作频率,开通损耗小,输出电压的纹波系数很小,一般≤.1%额定电压,进而可防止蓄电池脉动充电放电,延长蓄电池的使用寿命,可靠性更高。
(三)高频开关电源整流模块具有内置微处理器,是提高设备管理水平的基础,在满足直流系统故障信号应尽量完善的前提下,使接线简单,安装调试快捷。除了能在面板上直接显示输出电流和电压及模块的各种运行状况外,还能通过监控模块与电力系统的自动化网或变电工区直流班监控系统通信,进行远程监视和对模块各项操作,实现四遥功能。传统的直流电源一般在屏柜上装设电流、电压表和其它专用装置对设备进行监视,且这些测量值不能经通信口实现远程监视(微机型除外)。即使有遥测,也是采用直流采样方式,采样点不多,对反映各种运行状况的信号也以接点方式接至光字牌或遥信屏,因此,接线繁琐,自动化程度低,实现遥控和遥调功能的难度较大。
(四)按部颁要求,充电时稳流精度误差≤%,浮充电时稳压精度误差≤%。而高频开关电源稳压、稳流精度更高,其误差一般≤.5%,可避免对蓄电池过充、欠充,保证蓄电池运行在最佳状态。阀控式电池容量大、维护量孝放电倍率低,适用于大容量的直流电源。从原理性能看,高频开关模块适合与阀控式电池配套使用。
(五)高频开关电源整流模块具有并联运行方式下自动均流功能。同时,设有过流、过压及瞬时短路保护,安全可靠的防雷措施,能有效地承受输出短路冲击。另外,采取多重有效措施,防止高频电源及谐波对交流电网侧的干扰。
(六)高频开关电源综合转换效率高,多数厂家的转换效率达到90%以上,而相控电源转换效率一般只有60%-80%。
再有一大特点就是这种电源系统设有微机型集中监控装置,可以支持多种通信协议,与调度中心或变电工区的直流班监控系统通信,对直流系统进行四遥监控,具有测量模块的输出电流和电压、直流母线电流和电压、电源的输出电流和电压、电池充放电电流和电压等;控制电源的开关机等;控制高频开关电源实现对蓄电池浮充、均充方式的自动转换;控制硅链的自动或手动投切,保证控制母线的稳压精度等功能。
同时,这种系统还设有专用微机绝缘监察装置,能实时显示母线电压和正、负母线对地绝缘电阻的大小及发出异常报警,对各回馈线的绝缘情况进行巡检,指示具体发生故障的回路,这种选线功能为查找直流接地带来极大方便。
四、结束语
目前,我国正大力实施变电站的无人值班管理,因此,对设备的选择将会朝着小型化、少维护或免维护及自动化程度高的方向发展。高频开关直流电源正能适应这种要求,经过这几年的运行考验,这种产品的性能已逐步成熟、稳定。凭着优越的技术性能和良好的价格性能比,高频开关电源将成为直流电源的首选产品。
参考文献:
[1]白忠敏,刘百震.於崇干《电力工程直流系统设计手册(第二版)[M].2009,中国电力出版社.
开关电源原理范文6
关键词:开关稳压电源 滤波 开关管 光电耦合器
开关稳压电源是各种电子设备不可缺少的组成部分,其性能优劣直接关系到电子设备的技术标准以及能否安全可靠地工作。由于开关电源内部关键元件工作在高频开关状态,功耗小,效率高等等特点,故目前它已经成为稳压电源的主流产品。重庆中国三峡博物馆使用了17个FDPS-15A开关稳压电源,主要用于给展厅和库房的温湿度传感器提供12V工作电源,由于该电源经常损坏,本人通过实物绘制出电路图,见图1,现结合其工作原理,熟悉其维修技巧和常见故障,有利于缩短展厅和库房温湿度数据的失联时间,同时提高自己的维修技能。
一、 开关稳压电源的组成
由图1可以看出,开关稳压电源由开关震荡电路、控制电路及取样放大电路三大主要电路。以及附属的整流滤波电路组成。
交流220V,经桥式整流电路整流及C1滤波后,得到300V较为平滑的直流电后,送入开关变压器的初级,另一路经起动电阻R3给开关管Q1提供起动电压,使Q1导通,开关变压器的初级便产生电流,经Q5及附属电路形成正反馈,使Q1产生震荡。开关变压器次级便有电压输出,经Q3和C10等整流滤波后将12V电压输出。如果12V有偏离,经Q4取样放大,作用于光电耦合器的二极管,即可改变光电耦合器次级及光电接收管的阻值。去改变控制电路Q5从而改变Q1的震荡频率,从而使输出电压稳定在12V。
二、 开关稳压电源的维修技巧和常见故障
开关稳压电源的维修分两部进行
1、 断电状态下
看:看电路板及元器件有无明显烧焦痕迹,电容有无鼓包和漏液。
闻:闻电路板有无烧焦味。
问:问电源损坏的经过,是否有违规操作。
量:这一步就很关键了,必须熟练掌握每个元器件单独测量的方法与数据。在线测量前,应先检查C1两端有无电压,如果电源停震,C1两端有300V的直流电压,给测量带来危险,可用25W灯泡跨接放电,切忌用导线短路放电,这样对C1有损伤。安全后检查保险限流电阻有无开路,桥式整流电路及开关管有无短路,这是该电源故障高发部分。同时,在线测量其他三极管和光电耦合器以及12V输出端有无短路。发现有不正常,需把元件拆下来用万用表测量。当把损坏的元器件全部更换后,在线测量以上部位,阻值恢复正常,就进入下一步。
2、 通电状态下
通电前,将电路板放置于绝缘垫上,通电1-2秒,立即断电。这1-2秒很关键,观察有无冒烟,有无异常。如果没有异常,用手摸元器件的温度,有无过热,如果有,说明还有元器件损坏,回到断电状态下,进一步检查。如果通电1-2秒无冒烟,无过高的温升。下一步直接接通电源。测量几个电压数据。第一,测量C1两端有无300V的直流。第二,测量有无12V的直流输出。如果12V电压值不对,可以调整R12可调电阻,使12V恢复,如果调整R12可调电阻,12V没得变化,检查R12本身和光电耦合器有无故障。
通常情况下,经过以上几步的维修,损坏的开关电源应该就能修好,下面举一例,最常见的故障。
常见故障分析:
我馆,各展厅和库房的温湿度数据,是通过DDC检测,回传到控制机房,直观的在电脑屏幕显示出来。有一天,突然一个展厅的数据变得无穷大,我立即去DDC控制箱,发现供电的空开已经断电,我没有立即合闸,而是用万用表测量负载,发现开关电源有短路,于是,拆下来拿回办公室,进行维修。打开外壳,发现限流电阻R1明显变黑,C1也有鼓包,进一步测量,Q1击穿,于是,把故障元器件拆下来,再测量线路的阻值,变正常。故更换这几个元件。通电1-2秒,立即断电,没得异常,温度也不高。直接通电,测量C1两端300V正常,输出12V偏低,调整R12,12V恢复正常。将该稳压电源连接在DDC控制电路里面,合上空开,观察DDC通讯灯闪亮正常,回到控制室观察,该展厅的温湿度数据已经正常,故障排除。
三、 开关电源的维修参数
该稳压电源的地有两个,从图1可见,光电耦合器的次级端,对应的地是C1的负极。称“热地”。使用这个地的电路有,整流滤波、开关震荡电路、控制电路,即Q1和Q5这部分。另一个地是光电耦合器的初级端。即12V输出的负极,称“冷地”,使用这个地的电路有,开关变压器次级的整流滤波和取样放大电路,即Q4这部分。一下数据,用MF47型万用表测量,红表笔接地。现以热地和冷地为基准,提供各级电路的对地电阻,供维修参考。