开关电源的结构原理及故障检修技巧详解

2018-10-22 15:18:07

2014 开关电源变换器放大器

同时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结构、原理及故障提出检修的技巧以供大家参考。
开关电源的结构

开关电源主要由控制电路、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。
开关电源原理介绍

开关电源原理框图见下图所示。
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。
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
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、外围振荡电路元件或保护电路有问题，可先代换控制芯片，再检查外围元件;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。
5.而对于输出电压端整流二极管、滤波电容失效的情况，可以通过代换法进行判断。
总之，开关电源故障的检修有易有难，但只要抓住其核心的东西，即充分熟悉开关电源的基本结构及特性，它就能迅速地排除开关电源故障，达到事半功倍的效果。