最詳細的開關電源分析

1、開關電源各功能電路詳解一、 開關電源的電路組成。 開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。 開關電源的電路組成方框圖如下： 二、 輸入電路的原理及常見電路。1、AC 輸入整流濾波電路原理： 防雷電路：當有雷擊，產生高壓經電網導入電源時，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1 組成的電路進行保護。當加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，F1、F2、F3 會燒

2、毀保護后級電路。 輸入濾波電路：C1、L1、C2、C3組成的雙型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間，要對 C5充電，由于瞬間電流大，加RT1（熱敏電阻）就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在RT1電阻上，一定時間后溫度升高后RT1阻值減小（RT1是負溫系數元件），這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。 整流濾波電路：交流電壓經BRG1整流后，經C5濾波后得到較為純凈的直流電壓。若C5容量變小，輸出的交流紋波將增大。2、 DC 輸入濾波電路原理： 輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙型濾波網

3、絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。C3、C4 為安規(guī)電容，L2、L3為差模電感。 R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機的瞬間，由于 C6的存在Q2不導通，電流經RT1構成回路。當C6上的電壓充至Z1的穩(wěn)壓值時Q2導通。如果C8漏電或后級電路短路現象，在起機的瞬間電流在RT1上產生的壓降增大，Q1導通使 Q2沒有柵極電壓不導通，RT1將會在很短的時間燒毀，以保護后級電路。三、 功率變換電路1、 MOS管的工作原理：目前應用最廣泛的絕緣柵場效應管是MOSFET（MOS

4、管），是利用半導體表面的電聲效應進行工作的。也稱為表面場效應器件。由于它的柵極處于不導電狀態(tài)，所以輸入電阻可以大大提高，最高可達105歐姆，MOS管是利用柵源電壓的大小，來改變半導體表面感生電荷的多少，從而控制漏極電流的大小。 2、 常見的原理圖：3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2組成緩沖器，和開關MOS管并接，使開關管電壓應力減少，EMI減少，不發(fā)生二次擊穿。在開關管Q1關斷時，變壓器的原邊線圈易產生尖峰電壓和尖峰電流，這些元件組合一起，能很好地吸收尖峰電壓和電流。從R3測得的電流峰值信號參與當前工作周波的占空比控制，因此是當前工作周波的電流限制。當R5上的電壓達到1V

5、時，UC3842停止工作，開關管Q1立即關斷 。 R1和Q1中的結電容CGS、CGD一起組成RC網絡，電容的充放電直接影響著開關管的開關速度。R1過小，易引起振蕩，電磁干擾也會很大；R1過大，會降低開關管的開關速度。Z1通常將MOS管的GS電壓限制在18V以下，從而保護了MOS管。 Q1的柵極受控電壓為鋸形波，當其占空比越大時，Q1導通時間越長，變壓器所儲存的能量也就越多；當Q1截止時，變壓器通過D1、D2、R5、R4、C3釋放能量，同時也達到了磁場復位的目的，為變壓器的下一次存儲、傳遞能量做好了準備。IC根據輸出電壓和電流時刻調整著腳鋸形波占空比的大小，從而穩(wěn)定了整機的輸出電流和電壓。 C4

6、和R6為尖峰電壓吸收回路。 4、推挽式功率變換電路： Q1和Q2將輪流導通。5、有驅動變壓器的功率變換電路： T2為驅動變壓器，T1為開關變壓器，TR1為電流環(huán)。四、 輸出整流濾波電路： 1、 正激式整流電路：T1為開關變壓器，其初極和次極的相位同相。D1為整流二極管，D2為續(xù)流二極管，R1、C1、R2、C2為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，C4、L2、C5組成型濾波器。 2、 反激式整流電路：T1為開關變壓器，其初極和次極的相位相反。D1為整流二極管，R1、C1為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，R2為假負載，C4、L2、C5組成型濾波器。 3、同步整流電路：工作原理：當變壓器次級上端為正時，電流經

7、C2、R5、R6、R7使Q2導通，電路構成回路，Q2 為整流管。Q1柵極由于處于反偏而截止。當變壓器次級下端為正時，電流經C3、R4、R2使 Q1導通，Q1為續(xù)流管。Q2柵極由于處于反偏而截止。L2為續(xù)流電感，C6、L1、C7組成 型濾波器。R1、C1、R9、C4為削尖峰電路。五、 穩(wěn)壓環(huán)路原理1、反饋電路原理圖：2、工作原理： 當輸出 U0升高，經取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓后，U1腳電壓升高，當其超過U1腳基準電壓后 U1腳輸出高電平，使Q1導通，光耦OT1發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管導通，UC3842腳電位相應變低，從而改變U1腳輸出占空比減小，U0降低。 當輸出 U0降低時，U

8、1腳電壓降低，當其低過U1腳基準電壓后U1腳輸出低電平，Q1不導通，光耦OT1發(fā)光二極管不發(fā)光，光電三極管不導通，UC3842腳電位升高，從而改變U1腳輸出占空比增大，U0降低。周而復始，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。調節(jié)VR1可改變輸出電壓值。 反饋環(huán)路是影響開關電源穩(wěn)定性的重要電路。如反饋電阻電容錯、漏、虛焊等，會產生自激振蕩，故障現象為：波形異常，空、滿載振蕩，輸出電壓不穩(wěn)定等。六、短路保護電路1、在輸出端短路的情況下，PWM控制電路能夠把輸出電流限制在一個安全范圍內，它可以用多種方法來實現限流電路，當功率限流在短路時不起作用時，只有另增設一部分電路。 2、短路保護電路通常有兩種，下圖是小功率

9、短路保護電路，其原理簡述如下：當輸出電路短路，輸出電壓消失，光耦OT1不導通，UC3842腳電壓上升至5V左右，R1與R2的分壓超過TL431基準，使之導通，UC3842腳VCC電位被拉低，IC停止工作。UC3842停止工作后腳電位消失，TL431不導通UC3842腳電位上升，UC3842重新啟動，周而復始。當短路現象消失后，電路可以自動恢復成正常工作狀態(tài)。 3、下圖是中功率短路保護電路，其原理簡述如下：當輸出短路，UC3842腳電壓上升,U1 腳 電位高于腳時，比較器翻轉腳輸出高電位，給 C1充電，當C1兩端電壓超過腳基準電壓時 U1腳輸出低電位，UC3842腳低于1V，UCC3842 停止

10、工作，輸出電壓為0V，周而復始，當短路 消失后電路正常工作。R2、C1是充放電時間常數， 阻值不對時短路保護不起作用。 4、 下圖是常見的限流、短路保護電路。其工作原理簡述如下：當輸出電路短路或過流，變壓器原邊電流增大，R3 兩端電壓降增大，腳電壓升高，UC3842腳輸出占空 比逐漸增大，腳電壓超過1V時，UC3842關閉無輸出。 5、下圖是用電流互感器取樣電流的保護電路，有著功耗小，但成本高和電路較為復雜，其工作原理簡述如下： 輸出電路短路或電流過大，TR1次級線圈感 應的電壓就越高，當UC3842腳超過1伏，UC3842 停止工作，周而復始，當短路或過載消失，電路自行恢復。 七、輸出端限流

11、保護 上圖是常見的輸出端限流保護電路，其工作原理簡述如上圖：當輸出電流過大時，RS（錳銅絲）兩端電壓上升，U1腳電壓高于腳基準電壓，U1腳輸出高電壓，Q1導通，光耦發(fā)生光電效應，UC3842腳電壓降低，輸出電壓降低，從而達到輸出過載限流的目的。 八、輸出過壓保護電路的原理 輸出過壓保護電路的作用是：當輸出電壓超過設計值時，把輸出電壓限定在一安全值的范圍內。當開關電源內部穩(wěn)壓環(huán)路出現故障或者由于用戶操作不當引起輸出過壓現象時，過壓保護電路進行保護以防止損壞后級用電設備。應用最為普遍的過壓保護電路有如下幾種： 1、可控硅觸發(fā)保護電路：如上圖，當Uo1輸出升高，穩(wěn)壓管（Z3）擊穿導通，可控硅（SCR

12、1）的控制端得到觸發(fā)電壓，因此可控硅導通。Uo2電壓對地短路，過流保護電路或短路保護電路就會工作，停止整個電源電路的工作。當輸出過壓現象排除，可控硅的控制端觸發(fā)電壓通過R對地泄放，可控硅恢復斷開狀態(tài)。 2、光電耦合保護電路：如上圖，當Uo有過壓現象時，穩(wěn)壓管擊穿導通，經光耦（OT2）R6到地產生電流流過，光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光，從而使光電耦合器的光敏三極管導通。Q1基極得電導通， 3842的腳電降低，使IC關閉，停止整個電源的工作，Uo為零，周而復始，。 3、輸出限壓保護電路：輸出限壓保護電路如下圖，當輸出電壓升高，穩(wěn)壓管導通光耦導通，Q1基極有驅動電壓而道通，UC3842電壓升高，輸出降

13、低，穩(wěn)壓管不導通，UC3842電壓降低，輸出電壓升高。周而復始，輸出電壓將穩(wěn)定在一范圍內（取決于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值）。4、輸出過壓鎖死電路： 圖A的工作原理是，當輸出電壓Uo升高，穩(wěn)壓管導通，光耦導通，Q2基極得電導通，由于Q2的導通Q1基極電壓降低也導通，Vcc電壓經R1、Q1、R2使Q2始終導通，UC3842腳始終是高電平而停止工作。在圖B中，UO升高U1腳電壓升高，腳輸出高電平，由于D1、R1的存在，U1腳始終輸出高電平Q1始終導通，UC3842腳始終是低電平而停止工作。正反饋？ 九、功率因數校正電路（PFC）1、原理示意圖：2、工作原理： 輸入電壓經L1、L2、L3等組成的EMI濾波器，B

14、RG1整流一路送PFC電感，另一路經R1、R2分壓后送入PFC控制器作為輸入電壓的取樣，用以調整控制信號的占空比，即改變Q1的導通和關斷時間，穩(wěn)定PFC輸出電壓。L4是PFC電感，它在Q1導通時儲存能量，在Q1關斷時施放能量。D1是啟動二極管。D2是PFC整流二極管，C6、C7濾波。PFC電壓一路送后級電路，另一路經R3、R4分壓后送入PFC控制器作為PFC輸出電壓的取樣，用以調整控制信號的占空比，穩(wěn)定PFC輸出電壓。 十、輸入過欠壓保護 1、 原理圖：2、 工作原理： AC輸入和DC輸入的開關電源的輸入過欠壓保護原理大致相同。保護電路的取樣電壓均來自輸入濾波后的電壓。 取樣電壓分為兩路，一路

15、經R1、R2、R3、R4分壓后輸入比較器3腳，如取樣電壓高于2腳基準電壓，比較器1腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷，電源無輸出。另一路經R7、R8、R9、R10分壓后輸入比較器6腳，如取樣電壓低于5腳基準電壓，比較器7腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷，電源無輸出。整流二極管與穩(wěn)壓二極管有何異同2011-6-11 7:17:00二極管的主要特性是單向導電性，也就是在正向電壓的作用下，導通電阻很小；而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。正因為二極管具有上述特性，電路中常把它用在整流、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓二極管的特點就是加反向電壓擊穿后，其兩端的電壓基本 保持不變。而整流二極管反向擊穿后

16、就損壞了.這樣，當把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動， 或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負載兩端的電壓將基本保持不變。整流二極管和穩(wěn)壓二極管都是PN半導體器件.所不同的是整流二極管用的是單向導電性.穩(wěn)壓二極管是利用了其反向特性.在電路中反向聯接開關電源大至由主電路、控制電路、檢測電路、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的沖擊電流。輸入濾波器：其作用是過濾電網存在的雜波及阻礙本機產生的雜波反饋回電網。整流與濾波：將電網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，這是高頻開關電源的核心部分。輸出整流與濾波

17、：根據負載需要，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，與設定值進行比較，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，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。3 檢測電路提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。4 輔助電源實現電源的軟件（遠程）啟動，為保護電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。三開關電源的工作原理開關電源就是采用功率半導體器件作為開關元件，通過周期性通斷開關，控制開關元件的占空比來調整輸出電壓。開關元件以一定的時間間隔重復地接通和斷開，在開關無件接通時輸入電源Vi通過開關S

18、和濾波電路向負載RL提供能量，當開關S斷開時，電路中的儲能裝置（L1、C2、二極管D組成的電路）向負載RL釋放在開關接通時所儲存的能量，使負載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量。VO=TON/T*ViVO   為負載兩端的電壓平均值TON  為開關每次接通的時間T   為開關通斷的工作周期 由式可知，改變開關接通時間和工作周期的比例，VO間電壓平均值也隨之改變，因此，隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便使輸出電壓VO維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法稱為“時間比率控制”（TimeRationC

19、ontrol,縮寫為TRC）。按TRC控制原理，有三種方式：1 脈沖寬度調制（PulseWithModulation,縮寫為PWM）開關周期恒定，通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。2 脈沖頻率調制（PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM）導通脈沖寬度恒定，通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。3 混合調制導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。4 開關電源的維修打開電源的外殼，檢查保險絲是否熔斷，再觀察電源的內部情況，如果發(fā)現電源的PCB板上有燒焦處或元件破裂，則應重點檢查此處元件及相關電路元件。

20、聞：聞一下電源內部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件。量：沒通電前，用萬用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關電源不起振或開關管開路引起的故障，則大多數情況下，高壓濾波電容兩端的電壓未泄放悼，此電壓有300多伏，需小心。用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況，電阻值不應過低，否則電源內部可能存在短路。電容器應能充放電。脫開負載，分別測量各組輸出端的對地電阻，正常時，表針應有電容器充放電擺動，最后指示的應為該路的泄放電阻的阻值。加電檢測通電后觀察電源是否有燒保險及個別元件冒煙等現象，若有要及時切斷供電進行檢修。測量高壓濾波電容兩端有無300伏輸出，若無應重點查整流二極管、濾波

21、電容等。測量高頻變壓器次級線圈有無輸出，若無應重點查開關管是否損壞，是否起振，保護電路是否動作等，若有則應重點檢查各輸出側的整流二極管、濾波電容、三通穩(wěn)壓管等。如果電源啟動一下就停止，則該電源處于保護狀態(tài)下，可直接測量PWM芯片保護輸入腳的電壓，如果電壓超出規(guī)定值，則說明電源處于保護狀態(tài)下，應重點檢查產生保護的原因。2 常見故障 保險絲熔斷一般情況下，保險絲熔斷說明電源的內部線路有問題。由于電源工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，電網電壓的波動、浪涌都會引起電源內電流瞬間增大而使保險絲熔斷。重點應檢查電源輸入端的整流二極管，高壓濾波電解電容，逆變功率開關管等，檢查一下這此元器件有無擊穿、開路、損壞等

22、。如果確實是保險絲熔斷，應該首先查看電路板上的各個元件，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)現上述情況，則用萬用表測量開關管有無擊穿短路。需要特別注意的是：切不可在查出某元件損壞時，更換后直接開機，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，一定要對上述電路的所有高壓元件進行全面檢查測量后，才能徹底排除保險絲熔斷的故障。無直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定如果保險絲是完好的，在有負載情況下，各級直流電壓無輸出。這種情況主要是以下原因造成的：電源中出現開路、短路現象，過壓、過流保護電路出現故障，輔助電源故障，振蕩電路沒有工作，電源負載過重，高頻整流濾波電路中整流二極管

23、被擊穿，濾波電容漏電等。在用萬用表測量次級元件，排除了高頻整流二極管擊穿、負載短路的情況后，如果這時輸出為零，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使該電路無電壓輸出，濾波電容漏電會造成輸出電壓不穩(wěn)等故障。用萬用表靜態(tài)測量對應元件即可檢查出其損壞的元件。例：某一24伏直流電機供電電源通電后無直流24伏輸出 ，拆開電源外殼，觀察保險絲未燒斷且電路板無明顯的燒焦處或破裂元件，在未通電情況下量AC輸入端阻值和DC輸出端阻值正常，量開關管、整流橋、整流管等重要

24、元件正常，故判斷不存在內部嚴重短路的可能，估計保護電路動作。經檢查此開關電源采用U3842 PWM控制芯片，經查找相關的資料得知，當U3842芯片的3端電壓高于1伏時，內部電流敏感比較器輸出高電平，將PWM鎖存器復位使輸出關閉。通電測量U3842的3端高于1伏，6端無輸出，經檢查相關電路，發(fā)現穩(wěn)壓管D2擊穿，如圖3，故PC1導通，致使U3842的3端為高電平，故6端無輸出，開關管不工作，直流側無直流輸出。更換同型號穩(wěn)壓管D2，故障解除。電源負載能力差電源負載能力差是一個常見的故障，一般都是出現在老式或工作時間長的電源中，主要原因是各元器件老化，開關管的工作不穩(wěn)定，沒有及時進行散熱等。應重點檢查

25、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。例：我廠近紅處激光光譜儀（VECTOR 22），開機后無法完成自檢并報警且主板指示燈不斷閃爍。經檢查，供光譜儀主板的直流5V電源僅剩2.3伏左右，脫開5V直流電源的負載，通電再次測量5V直流電源，這時則有5V，初步判斷此5V直流電源帶載能力差，拆開電源外殼進行檢修，由于沒有帶負載時，通電有直流5V輸出，故重點檢查次級線圈側的輸出整流電路，給5伏電源接上假負載通電進行測量發(fā)現三通穩(wěn)壓7805的1、2腳之間電壓為5.2伏，2、3腳之間卻剩2.3伏，如圖4，故判斷三通穩(wěn)壓管7805性能變壞，更換三通穩(wěn)壓管7805故障解決。 如何修

26、開關電源首先，我們要知道開關電源的工作原理。電源先將高電壓交流電（220V）通過全橋二極管整流以后成為高電壓的波動直流電，再經過電容濾波以后成為較為平滑的高壓直流電。    此時，控制電路控制大功率開關管將高壓直流電按照一定的高頻頻率分批送到高頻變壓器的初級。接著，把從次級線圈輸出的降壓后的高頻低壓交流電通過整流濾波轉換為能使負載工作的低電壓強電流的直流電。其中，控制電路是必不可少的部分。它能有效的監(jiān)控輸出端的電壓值，并向功率開關管發(fā)出信號控制電壓上下調整的幅度。在計算機開關電源中，由于電源輸入部分工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，故障率最高；其次輸出直流部

27、分的整流二極管、保護二極管、大功率開關三極管較易損壞；再就是脈寬調制器的反饋和保護部分。以下是總節(jié)的維修方法：一、在斷電情況下，“望、聞、問、切”注意?。簺]通電前，用萬用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關電源不起振或開關管開路引起的故障，則大多數情況下，高壓濾波電容兩端的電壓未泄放掉，此電壓有300多伏，如果不小心被閣下玉手摸到，一定讓你留下難忘的記憶！由于檢修電源要接觸到220V高壓電，人體一旦接觸36V以上的電壓就有生命危險。因此，在有可能的條件下，盡量先檢查一下在斷電狀態(tài)下有無明顯的短路、元器件損壞故障。首先，打開電源的外殼，檢查保險絲是否熔斷，再觀察電源的內部情況，如果發(fā)現電源的

28、PCB板上元件破裂，則應重點檢查此元件，一般來講這是出現故障的主要原因；聞一下電源內部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件；問一下電源損壞的經過，是否對電源進行違規(guī)的操作，這一點對于維修任何設備都是必須的。在初步檢查以后，還要對電源進行更深入地檢測。用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況，如果電阻值過低，說明電源內部存在短路，正常時其阻值應能達到100千歐以上；電容器應能夠充放電，如果損壞，則表現為AC電源線兩端阻值低，呈短路狀態(tài)，否則可能是開關管擊穿。然后檢查直流輸出部分。脫開負載，分別測量各組輸出端的對地電阻，正常時，表針應有電容器充放電擺動，最后指示的應為該路的泄放電阻的阻

29、值。否則多數是整流二極管反向擊穿所致。二、加電檢測在通過上述檢查后，就可通電測試。這時候才是關鍵所在，需要有一定的經驗、電子基礎及維修技巧。一般來講應重點檢查一下電源的輸入端，開關三極管，電源保護電路以及電源的輸出電壓電流等。如果電源啟動一下就停止，則該電源處于保護狀態(tài)下，可直接測量PWM芯片保護輸入腳的電壓，如果電壓超出規(guī)定值，則說明電源的處于保護狀態(tài)下，應重點檢查產生保護的原因。由于接觸到高電壓，建議沒有電子基礎的朋友要小心操作。三、常見故障1保險絲熔斷一般情況下，保險絲熔斷說明電源的內部線路有問題。由于電源工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，電網電壓的波動、浪涌都會引起電源內電流瞬間增大而使保

30、險絲熔斷。重點應檢查電源輸入端的整流二極管，高壓濾波電解電容，逆變功率開關管等，檢查一下這些元器件有無擊穿、開路、損壞等。如果確實是保險絲熔斷，應該首先查看電路板上的各個元件，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)現上述情況，則用萬用表測量開關管有無擊穿短路。2無直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定如果保險絲是完好的，在有負載情況下，各級直流電壓無輸出。這種情況主要是以下原因造成的：電源中出現開路、短路現象，過壓、過流保護電路出現故障，振蕩電路沒有工作，電源負載過重，高頻整流濾波電路中整流二極管被擊穿，濾波電容漏電等。在用萬用表測量次級元件，排除了高頻整流二極管擊穿、負載短路的情況

31、后，如果這時輸出為零，則可以肯定是電源的控制電路出了故障。3電源負載能力差電源負載能力差是一個常見的故障，一般都是出現在老式或是工作時間長的電源中，主要原因是各元器件老化，開關管的工作不穩(wěn)定，沒有及時進行散熱等。應重點檢查穩(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。   檢修實例1.一電腦ATX電源，通電無電壓輸出，電源內發(fā)出吱吱聲。這是電源過載或無負載的典型特征。先仔細檢查各個元件，重點檢查整流二極管、開關管等。經過仔細檢查，發(fā)現一個整流二極管1N4007的表面已燒黑，而且電路板也給燒黑了。找同型號的二極管換下，用萬用表一量果然是擊穿的。接上電源，可風扇不

32、轉，吱吱聲依然。用萬用表量12V輸出只有0.2V， 5V只有0.1V。這說明元件被擊穿時電源啟動自保護。測量初級和次級開關管，發(fā)現初級開關管中有一個已損壞，用相同型號的開關管換上，故障排除，一切正常。    總節(jié)：以上檢查走了彎路，未通電前，應測量一下開關管是否損壞。 檢修實例2.沒有吱吱聲,上一個保險絲就燒一個保險絲。由于保險絲不斷地熔斷，搜索范圍就縮小了?？赡苄灾挥?個： 1、整流橋擊穿；2、大電解電容擊穿；3、初級開關管擊穿。電源的整流橋一般是分立的四個整流二極管，或是將四個二極管固化在一起。將整流橋拆下一量是正常的。大電解電容拆下測試后也正常，注

33、意焊回時要注意正負極。最后的可能就只剩開關管了。這個電源的初級只有一個大功率的開關管。拆下一量果然擊穿，找同型號開關管換上，問題解決。其實，維修電源并不難，一般電源損壞都可以歸結為保險絲熔斷、整流二極管損壞、濾波電容開路或擊穿、開關管擊穿以及電源自保護等，因開關電源的電路較簡單，故障類型少，很容易判斷出故障位置。開關型穩(wěn)壓電源的噪聲源主要有： 1.開關晶體管開關工作產生的噪聲高頻開關型穩(wěn)壓電源開關晶體管中流經較大的脈沖電流，正反激勵變換器與直流重疊回歸變換器的輸出幾乎都是方波，其中含有豐富的諧波，在開關接通過時由于變壓器的漏感與輸出整流二極管的恢復特性形成電流震蕩，二極管上產生浪涌電壓。而當開

34、關斷開時，由于寄生電感和寄生電容的作用，也要產生高頻震蕩電壓即浪涌電壓。 2.整流二極管恢復特性產生的噪聲當采用PN結型硅二極管進行高頻整流時，正向電流所蓄積的電荷在加反電壓時不能馬上消失，由于載流子的蓄積效應，二極管中流經反向電流，若反向電流恢復時的電流上升率di/dt較大時，由于電感作用要產生較大的尖峰電壓，即所謂的恢復噪聲。 3.變壓器產生的噪聲流經高頻開關型穩(wěn)壓電源變壓器繞組的電流形成磁通，其中大部分通過導磁率高的磁芯，但仍有少部分繞組間隙輻射出去，產生電磁感應噪聲。 如果要學會排除開關電源的故障，我們得對其工作原理以及哪些元件易損壞有個了解（圖1、2）。當市電從輸入端輸入時，首先到達

35、由電容和電感組成L型或型濾波電路進行濾波，以消除市電中的浪涌電壓和干擾信號，提高電源質量。同時，在市電輸入端還串接有保險管，當電源發(fā)生短路性故障時，保險管熔斷，避免故障擴大化。并且，現在大多數的開關電源輸入端還并有壓敏電阻。這種電阻當電壓正常時，阻值為無窮大，不影響電路的工作。而一旦電壓過高，壓敏電阻將短路，使通過保險管的電流增大，保險管熔斷，避免了因高壓致其他元件損壞。 經過濾波后的交流電經二極管橋式整流電路和高壓大容量電容濾波后，生成300V的高壓直流電壓，之后該電壓經電阻降壓和簡單穩(wěn)壓后送入振蕩控制電路以生成振蕩信號，生成的振蕩信號通過電源振蕩管放大后，配合高頻變壓器，會被轉變?yōu)榈蛪航涣?/p>

36、電壓，低壓交流電壓再經過一次整流濾波后，就可以生成各種可供設備使用的低壓直流電了。另外，在主電壓輸出端，還設有電壓采樣反饋電路，將當前電壓反饋回振蕩控制電路，一旦主電壓由于負載變化而產生電壓漂移時，振蕩控制電路將改變振蕩脈寬，以保證輸出電壓的穩(wěn)定性。同時，當負載短路時，采樣反饋信號也會及時通知振蕩控制電路，停止電壓的輸出，避免電源因過載而損壞.開關電源的故障檢修 首先應觀察電源保險管是否損壞。如保險管損壞，不能急于更換，必須要先檢查電源是否存在短路現象。方法：用萬用表的電阻擋測試電源保險管后的交流端(測試點一)，其正常電阻應在數十千歐姆以上，如電阻為零，則說明電源存在交流短路現象。另外，我們還

37、應重點檢查電源的交流濾波電容是否損壞；同時如果有壓敏電阻的話，還應檢查這一電阻。 如上述測試結果正常，我們接著應檢測電源的四個整流二極管(測試點二)。在正常狀態(tài)下，二極管的正向電阻為數k(用萬用表×1k擋測試)，反向電阻接近無窮大。如發(fā)現測試結果不正常，則需更換。順著排查下來，接著要做的是測試電源的直流電阻這一部位(測試點三)，其正常電阻也在數k，如電阻為零，則說明存在直流短路。造成直流短路的原因比較多，像濾波電容短路性損壞、電源振蕩管損壞，振蕩集成塊及外圍電路部分損壞都可能造成短路現象。在此，需要說明的是在更換電源振蕩管之前，必須確定振蕩集成塊及外圍電路正常，否則會造成電源管的再次

38、損壞。 排除了開關電源上述問題后，說明故障大多存在于振蕩控制電路、采樣反饋電路或負載上。這時，我們應先檢查振蕩集成塊的供電電路是否正常(測試點四)，其正常的電壓應該在10V左右(特別提醒：由于測試電壓應在通電情況下進行，而電源板上有高壓的市電，因此要特別注意人身安全，不可嘗試直接觸摸電源的任何部分)。如該點無電壓或電壓很低，首先要檢查降壓電阻是否損壞；其次再檢查振蕩集成塊和其外部的供電電路是否正常。如外圍電路未發(fā)現故障，建議更換振蕩集成塊。當然，有時候電源不能正常輸出電壓也有可能是由于負載短路使電源保護造成的。對這款電源而言，我們只須將輸出線拔除，檢查輸出電壓是否正常(測試點五)，即可確定故障

39、部位。前面的故障排除后，最后還應該檢查反饋電路部分， 一般來說這部分故障主要集中在光電耦合器和其放大電路上，要特別注意。 開關電源就是用通過電路控制開關管進行高速的道通與截止將直流電轉化為高頻率的交流電提供給變壓器進行變壓，從而產生所需要的一組或多組電壓！轉華為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50Hz高很多所以開關變壓器可以做的很小，而且工作時不是很熱！成本很低如果不將50Hz變?yōu)楦哳l那開關電源就沒有意義 開關電源大體可以分為隔離和非隔離兩種,隔離型的必定有開關變壓器,而非隔離的未必一定有. 開關電源的工作原理是: 1.交流電源輸入經整流濾波成直流; 2.通過高頻PWM(

40、脈沖寬度調制)信號控制開關管,將那個直流加到開關變壓器初級上; 3.開關變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供給負載; 4.輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達到穩(wěn)定輸出的目的. 交流電源輸入時一般要經過厄流圈一類的東西,過濾掉電網上的干擾,同時也過濾掉電源對電網的干擾; 在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高;開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關電源ATX電源的主要組成部分EMI濾波電路：EMI濾波電路主要作用是濾除外界電網的高頻脈

41、沖對電源的干擾，同時也起到減少開關電源本身對外界的電磁干擾，在優(yōu)質電源中一般都有兩極EMI濾波電路。 一級EMI電路：交流電源插座上焊接的是一級EMI電源濾波器電路，這是一塊獨立的電路板，是交流電輸入后所經過的第一組電路，這個由扼流圈和電容組成的低通網絡能濾除電源線上的高頻雜波和同相干擾信號，同時也將電源內部的干擾信號屏蔽起來，構成了電源抗電磁干擾的第一道防線。 二級EMI電路：市電進入電源板后先通過電源保險絲，然后再次經過由電感和電容組成的第二道EMI電路以充分濾除高頻雜波，然后再經過限流電阻進入高壓整流濾波電路。保險絲能在電源功率太大或元件出現短路時熔斷以保護電源內部的元件，而限流電阻含有

42、金屬氧化物成分，能限制瞬間的大電流，減少電源對內部元件的電流沖擊。橋式整流器和高壓濾波：經過EMI濾波后的市電，再經過全橋整流和電容濾波后就變成了高壓的直流電。將輸入端的交流電轉變?yōu)槊}沖直流電，目前有兩種形式，一種是全橋就是把四個二極管封裝在一起，一種是用4個分立的二極管組成橋式整流電路，作用相同，效果也一樣。一般說來，在全橋附近應該有兩個或更多的高大桶狀元件，即高壓電解電容，其作用是將脈動的直流電濾除交流成分而輸出比較平穩(wěn)的直流電。高壓電解電容的使用與開關電路的設計有密切關系，其容量往往是以往電源評測時的焦點，但實際上它的容量和電源的功率毫無關系，不過增大它的容量會減小電源的紋波干擾，提高電

43、源的電流輸出質量。PFC電路：PFC電路稱為功率因素校正或補償電路，功率因素越高，電能利用率就越大。目前PFC電路有兩種方式，一種是無源式PFC，又稱被動式PFC，一種是有源式PFC，又稱主動式PFC。無源式PFC是通過一個工頻電感來補償交流輸入的基波電流與電壓的相位差，迫使電流與電壓相位一致，無源PFC效率較低，一般只有65%-70%，且所用的工頻電感又大又笨重，但由于成本低，仍有許多 ATX電源采用這種方式。有源PFC是由電子元器件組成的，體積小，重量輕，通過專用的IC去調整電流波形的相位，效率大大提高，達95%以上，但由于成本較高，通常只能在高級應用場合才能看到。開關三極管與開關變壓器：

44、開關電源顧名思義其核心就是開關二字。開關三極管和開關變壓器是開關電源的核心部件，通過自激式或他激式使開關管工作在飽和、截止（即開、關）狀態(tài)，從而在開關變壓器的副繞組上感應出高頻電壓，再經過整流、濾波和穩(wěn)壓后輸出各種直流電壓。開關三極管和開關變壓器是ATX電源的核心部件，其質量直接影響電源的好壞和使用壽命，尤其是開關三極管，工作在高反壓狀態(tài)下，沒有足夠的保護電路，很容易擊穿燒毀。開關管的品質直接決定了電源的穩(wěn)定性，它也是電源中主要的發(fā)熱元件，拆開電源后看到的主散熱片上的兩個晶體管就是開關管。 影響高頻開關變壓器性能的因素包括鐵氧體的效率、磁芯截面積的大小和磁隙的寬度，截面積過小的變壓器容易產生磁

45、飽和而無法輸出較大的功率，各個繞組的匝數直接影響輸出的電壓，通常我們無法具體的掌握這些參數，所以無法準確的判斷變壓器到底能輸出多大的功率，只有通過電子負載機測量才能知道，另外，開關變壓器的輸出端雖然很多，但其中的某些輸出端使用的卻是相同的繞組，比如+3.3VDC和+5VDC就是這樣，所以當+3.3VDC輸出最大電流時+ 5VDC就無法輸出很大的電流了，所以我們不能將電源各個輸出端的功率進行簡單的累加。 除主變壓器外，一般電源內還應有兩個小變壓器，其中一個將開關電路控制信號進行放大以驅動開關管進行工作，同時還可以將開關管工作的高壓區(qū)和集成電路工作的低壓區(qū)進行物理隔離。另外一個完全是一套獨立的小型

46、開關電源，這就是我們所說的待機電路，其輸出的電壓為電源的主電路供電，同時通過+5V StandBy端輸出到主板來實現喚醒功能。 低壓整流濾波電路：經過高頻開頭變壓器降壓后的脈動電壓同樣要使用二極管和電容進行整流和濾波，只是此時整流時的工作頻率很高，必須使用具有快速恢復功能的肖特基整流二極管，普通的整流二極管難當此任，而整流部分使用的電容也不能有太大的交流阻抗，否則就無法濾除其中的高頻交流成分，因此選擇的電容不但容量要大，還要有較低的交流電阻才行，此外還能見到1、2個體積碩大的帶磁心的電感線圈，與濾波電容一起濾除高頻的交流成分，保證輸出純凈的直流電。 由于低壓整流端需要輸出很大的電流，所以整流二

47、極管同樣會產生大量的熱量，這些二極管與前面的開關管都需要單獨的散熱片進行散熱，電源中另一個散熱片上所固定的就是這些元件。從這些元件輸出的就是各種不同電壓的輸出電流了。 穩(wěn)壓和保護電路：穩(wěn)壓電路通常是從電源輸出端的輸出電壓取樣出部分電壓與標準電壓作比較，比較出的差值經過放大后去驅動開關三極管，調節(jié)開關管的占空比，從而達到電壓的穩(wěn)定。保護電路的作用是通過檢測各端輸出電壓或電流的變化，當輸出端發(fā)生短路、過壓、過流、過載、欠壓等到現象時，保護電路動作，切斷開關管的激勵信號，使開關管停振，輸出電壓和電流為零，起到保護作用 開關電源由以下幾個部分組成： 一、主電路 從交流電網輸入、直流輸出的全過程，包括：

48、 1、輸入濾波器：其作用是將電網存在的雜波過濾，同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。 2、整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級變換。 3、逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。 4、輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。二、控制電路 一方面從輸出端取樣，經與設定標準進行比較，然后去控制逆變器，改變其頻率或脈寬，達到輸出穩(wěn)定，另一方面，根據測試電路提供的資料，經保護電路鑒別，提供控制電路對整機進行各種保護措施。三、檢測電路 除了提供保護電路中正在運行中各種參數外，還提供各種顯示儀表資

49、料。四、輔助電源 提供所有單一電路的不同要求電源。 電源輸入濾波器全橋整流直流濾波開關管（振蕩逆變）開關變壓器輸出整流與濾波。有的人會產生這樣的疑問，先把220V的交流變成了直流，然后通過變換器把直流變成交流，最后又把交流變成直流輸出，兜了這么大的一個圈子，干嗎不把220V的交流電直接變成所需要的直流呢？其實，交流市電先由電源變壓器變壓，整流濾波后得到未穩(wěn)定的直流電壓，再經過調整后得到所需要的直流電壓，這種電源技術很成熟，可以達到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒有開關電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點是需要龐大而笨重的功頻變換器，所需的濾波電容的體積和重量也相當大，而且調整管是工作在線性狀態(tài)，

50、調整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時，致使調整管的功耗太大，轉換效率低，還要安裝很大的散熱片?？傊@種電源不適合計算機用。開關電源原理一、 開關電源的電路組成：開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。開關電源的電路組成方框圖如下：二、 輸入電路的原理及常見電路：1、AC輸入整流濾波電路原理： 防雷電路：當有雷擊，產生高壓經電網導入電源時，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1組成的電路進行保護。當加在

51、壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，F1、F2、F3會燒毀保護后級電路。 輸入濾波電路：C1、L1、C2、C3組成的雙型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間，要對C5充電，由于瞬間電流大，加RT1（熱敏電阻）就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在RT1電阻上，一定時間后溫度升高后RT1阻值減小（RT1是負溫系數元件），這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。 整流濾波電路：交流電壓經BRG1整流后，經C5濾波后得到較為純凈的直流電壓。若C5容量

52、變小，輸出的交流紋波將增大。2、 DC輸入濾波電路原理： 輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。C3、C4為安規(guī)電容，L2、L3為差模電感。 R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機的瞬間，由于C6的存在Q2不導通，電流經RT1構成回路。當C6上的電壓充至Z1的穩(wěn)壓值時Q2導通。如果C8漏電或后級電路短路現象，在起機的瞬間電流在RT1上產生的壓降增大，Q1導通使Q2沒有柵極電壓不導通，RT1將會在很短的時間燒毀，以保護后級電路

53、。三、 功率變換電路：1、 MOS管的工作原理：目前應用最廣泛的絕緣柵場效應管是MOSFET（MOS管），是利用半導體表面的電聲效應進行工作的。也稱為表面場效應器件。由于它的柵極處于不導電狀態(tài)，所以輸入電阻可以大大提高，最高可達105歐姆，MOS管是利用柵源電壓的大小，來改變半導體表面感生電荷的多少，從而控制漏極電流的大小。2、 常見的原理圖：3、工作原理：R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2組成緩沖器，和開關MOS管并接，使開關管電壓應力減少，EMI減少，不發(fā)生二次擊穿。在開關管Q1關斷時，變壓器的原邊線圈易產生尖峰電壓和尖峰電流，這些元件組合一起，能很好地吸收尖峰電壓和電流。從R3測得

54、的電流峰值信號參與當前工作周波的占空比控制，因此是當前工作周波的電流限制。當R5上的電壓達到1V時，UC3842停止工作，開關管Q1立即關斷 。R1和Q1中的結電容CGS、CGD一起組成RC網絡，電容的充放電直接影響著開關管的開關速度。R1過小，易引起振蕩，電磁干擾也會很大；R1過大，會降低開關管的開關速度。Z1通常將MOS管的GS電壓限制在18V以下，從而保護了MOS管。Q1的柵極受控電壓為鋸形波，當其占空比越大時，Q1導通時間越長，變壓器所儲存的能量也就越多；當Q1截止時，變壓器通過D1、D2、R5、R4、C3釋放能量，同時也達到了磁場復位的目的，為變壓器的下一次存儲、傳遞能量做好了準備。

55、IC根據輸出電壓和電流時刻調整著腳鋸形波占空比的大小，從而穩(wěn)定了整機的輸出電流和電壓。C4和R6為尖峰電壓吸收回路。4、推挽式功率變換電路：Q1和Q2將輪流導通。5、有驅動變壓器的功率變換電路：T2為驅動變壓器，T1為開關變壓器，TR1為電流環(huán)。四、 輸出整流濾波電路：1、 正激式整流電路： T1為開關變壓器，其初極和次極的相位同相。D1為整流二極管，D2為續(xù)流二極管，R1、C1、R2、C2為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，C4、L2、C5組成型濾波器。2、 反激式整流電路： T1為開關變壓器，其初極和次極的相位相反。D1為整流二極管，R1、C1為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，R2為假負載，C4、L

56、2、C5組成型濾波器。3、 同步整流電路： 工作原理：當變壓器次級上端為正時，電流經C2、R5、R6、R7使Q2導通，電路構成回路，Q2為整流管。Q1柵極由于處于反偏而截止。當變壓器次級下端為正時，電流經C3、R4、R2使Q1導通，Q1為續(xù)流管。Q2柵極由于處于反偏而截止。L2為續(xù)流電感，C6、L1、C7組成型濾波器。R1、C1、R9、C4為削尖峰電路。五、 穩(wěn)壓環(huán)路原理：1、反饋電路原理圖： 2、工作原理：當輸出U0升高，經取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓后，U1腳電壓升高，當其超過U1腳基準電壓后U1腳輸出高電平，使Q1導通，光耦OT1發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管導通，UC3842腳電

57、位相應變低，從而改變U1腳輸出占空比減小，U0降低。當輸出U0降低時，U1腳電壓降低，當其低過U1腳基準電壓后U1腳輸出低電平，Q1不導通，光耦OT1發(fā)光二極管不發(fā)光，光電三極管不導通，UC3842腳電位升高，從而改變U1腳輸出占空比增大，U0降低。周而復始，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。調節(jié)VR1可改變輸出電壓值。反饋環(huán)路是影響開關電源穩(wěn)定性的重要電路。如反饋電阻電容錯、漏、虛焊等，會產生自激振蕩，故障現象為：波形異常，空、滿載振蕩，輸出電壓不穩(wěn)定等?！綽】由于版面有限，還有很多沒上傳，有空會上傳上去。如果你急需要看全文的話，可以留個郵箱?！?b】六、短路保護電路： 1、在輸出端短路的情況下，PW

58、M控制電路能夠把輸出電流限制在一個安全范圍內，它可以用多種方法來實現限流電路，當功率限流在短路時不起作用時，只有另增設一部分電路。 2、短路保護電路通常有兩種，下圖是小功率短路保護電路，其原理簡述如下： 當輸出電路短路，輸出電壓消失，光耦OT1不導通，UC3842腳電壓上升至5V左右，R1與R2的分壓超過TL431基準，使之導通，UC3842腳VCC電位被拉低，IC停止工作。UC3842停止工作后腳電位消失，TL431不導通UC3842腳電位上升，UC3842重新啟動，周而復始。當短路現象消失后，電路可以自動恢復成正常工作狀態(tài)。 3、下圖是中功率短路保護電路，其原理簡述如下： 當輸出短路，UC3842腳電壓上升,U1 腳電位高于腳時，比較器翻轉腳輸出高電位，給 C1充電，當C1兩端電壓超過腳基準電壓時 U1腳輸出低電位，UC3842腳低于