开关电源
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇开关电源范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
开关电源范文第1篇
【关键词】开关电源;维修随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换，尽管它们各部分的布置差别很小，但是工作过程相差很大，在特定的应用场合下各有优点。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和开关器件（MOSFET、BJT等）构成。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
开关电源产品目前广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防，电脑，数码产品和仪器类等领域。
开关电源电路的故障诊断与维修也越来越重要，这里简单介绍一下维修过程和注意事项。
（1）修理开关电源时，首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路，如电源整流桥堆，开关管，高频大功率整流管；抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断。再检测各输出电压端口电阻是否异常，上述部件如有损坏则需更换。
（2）第一步完成后，接通电源后还不能正常工作，接着要检测功率因数模块（PFC）和脉宽调制组件（PWM），查阅相关资料，熟悉PFC和PWM模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件。
（3）然后，对于具有PFC电路的电源则需测量滤波电容两端电压是否为380VDC左右，如有380VDC左右电压，说明PFC模块工作正常，接着检测PWM组件的工作状态，测量其电源输入端VC，参考电压输出端VR，启动控制Vstart/Vcontrol端电压是否正常，利用220VAC/220VAC隔离变压器给开关电源供电，用示波器观测PWM模块CT端对地的波形是否为线性良好的锯齿波或三角形，如TL494 CT端为锯齿波，FA5310其CT端为三角波。输出端V0的波形是否为有序的窄脉冲信号。
（4）在开关电源维修实践中，有许多开关电源采用UC38××系列8脚PWM组件，大多数电源不能工作都是因为电源启动电阻损坏，或芯片性能下降。当R断路后无VC，PWM组件无法工作，需更换与原来功率阻值相同的电阻。当PWM组件启动电流增加后，可减小R值到PWM组件能正常工作为止。在修一台GE DR电源时，PWM模块为UC3843，检测未发现其他异常，在R（220K）上并接一个220K的电阻后，PWM组件工作，输出电压均正常。有时候由于电路故障，致使VR端5V电压为0V，PWM组件也不工作，在修柯达8900相机电源时，遇到此情况，把与VR端相连的外电路断开，VR从0V变为5V，PWM组件正常工作，输出电压均正常。
（5）当滤波电容上无380VDC左右电压时，说明PFC电路没有正常工作，PFC模块关键检测脚为电源输入脚VC，启动脚Vstart/control，CT和RT脚及V0脚。修理一台富士3000相机时，测试一板上滤波电容上无380VDC电压。VC，Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常，测量场效应功率开关管G极无V0 波形，由于FA5331（PFC）为贴片元件，机器用久后出现V0端与板之间虚焊，V0信号没有送到场效应管G极。将V0端与板上焊点焊好，用万用表测量滤波电容有380VDC电压。当Vstart/control 端为低电平时，PFC亦不能工作，则要检测其端点与相连的有关电路。
总之，开关电源电路有易有难，功率有大有小，输出电压多种多样。只要抓住其核心的东西，即充分熟悉开关电源的基本结构以及PFC及PWM模块的特性，它们工作的基本条件，按照上述步骤和方法，多动手进行开关电源的维修，就能迅速地排除开关电源故障，达到事半功倍的效果。
开关电源的维修可分为两步进行：
断电情况下，“看、闻、问、量”。
看：打开电源的外壳，检查保险丝是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂，则应重点检查此处元件及相关电路元件。
闻：闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件。
问：问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规操作。
量：没通电前，用万用表量一下高压电容两端的电压先。如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障，则大多数情况下，高压滤波电容两端的电压未泄放悼，此电压有300多伏，需小心。用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，电阻值不应过低，否则电源内部可能存在短路。电容器应能充放电。脱开负载，分别测量各组输出端的对地电阻，正常时，表针应有电容器充放电摆动，最后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。
通电后观察电源是否有烧保险及个别元件冒烟等现象，若有要及时切断供电进行检修。
测量高压滤波电容两端有无300伏输出，若无应重点查整流二极管、滤波电容等。
测量高频变压器次级线圈有无输出，若无应重点查开关管是否损坏，是否起振，保护电路是否动作等，若有则应重点检查各输出侧的整流二极管、滤波电容、三通稳压管等。
开关电源范文第2篇
开关电源中的功率开关管在高频下的通、断过程产生大幅度的电压和电流跳变,因而产生强大的电磁骚扰,但骚扰的频率范围(
电磁骚扰
讨论电磁骚扰一般是从骚扰源的特性,骚扰的耦合通道特性和受扰体的特性三个方面来进行的。
1.开关电源中的主要电磁骚扰源
开关电源中的电磁骚扰源主要有开关器件、二极管和非线性无源元件;在开关电源中,印制板布线不当也是引起电磁骚扰的一个主要因素。
1.1 开关电路产生的电磁骚扰
对开关电源来说,开关电路产生的电磁骚扰是开关电源的主要骚扰源之一。开关电路是开关电源的核心,主要由开关管和高频变压器组成。它产生的dv/dt是具有较大辐度的脉冲,频带较宽且谐波丰富。这种脉冲骚扰产生的主要原因是 :
1)开关管负载为高频变压器初级线圈,是感性负载。在开关管导通瞬间,初级线圈产生很大的涌流,并在初级线圈的两端出现较高的浪涌尖峰电压;在开关管断开瞬间,由于初级线圈的漏磁通,致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈,储藏在电感中的这部分能量将和集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡,叠加在关断电压上,形成关断电压尖峰。这种电源电压中断会产生与初级线圈接通时一样的磁化冲击电流瞬变,这个噪声会传导到输入输出端,形成传导骚扰,重者有可能击穿开关管。
2)脉冲变压器初级线圈,开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能会产生较大的空间辐射,形成辐射骚扰。如果电容滤波容量不足或高频特性不好,电容上的高频阻抗会使高频电流以差模方式传导到交流电源中形成传导骚扰。
1.2 二极管整流电路产生的电磁骚扰
主电路中整流二极管产生的反向恢复电流的|di/dt|远比续流二极管反向恢复电流的|di/dt|小得多。作为电磁骚扰源来研究,整流二极管反向恢复电流形成的骚扰强度大,频带宽。整流二极管产生的电压跳变远小于电源中的功率开关管导通和关断时产生的电压跳变。因此,不计整流二极管产生的|dv/dt|和|di/dt|的影响,而把整流电路当成电磁骚扰耦合通道的一部分来研究也是可以的。
1.3 dv/dt与负载大小的关系
功率开关管开通和关断时产生的dv/dt是开关电源的主要骚扰源。经理论分析及实验表明,负载加大,关断产生的|dv/dt|值加大,而负载变化对开通的|dv/dt|影响不大。由于开通和关断时产生的|dv/dt|不同,从而对外部产生的骚扰脉冲也是不同的。
2. 开关电源电磁噪声的耦合通道
描述开关电源和系统传导骚扰的耦合通道有两种方法:
1)将耦合通道分为共模通道和差模通道;
2)采用系统函数来描述骚扰和受扰体之间的耦合通道的特性。
2.1 共模和差模骚扰通道
开关电源在由电网供电时,它将从电网取得的电能变换成另一种特性的电能供给负载。同时开关电源又是一噪声源,通过耦合通道对电网、开关电源本身和其它设备产生骚扰,通常多采用共模和差模骚扰加以分析。 如图1,为开关电源共模骚扰等效电路。
“共模骚扰”是指骚扰大小和方向一致,其存在于电源任何一相对大地、或中线对大地间。共模骚扰也称为纵模骚扰、不对称骚扰或接地骚扰。是载流体与大地之间的骚扰。如图2,为带共模干扰的+5V直流信号。
“差模骚扰”是指大小相等,方向相反,其存在于电源相线与中线及相线与相线之间。差模骚扰也称为常模骚扰、横模骚扰或对称骚扰。是载流体之间的骚扰。
共模骚扰说明骚扰是由辐射或串扰耦合到电路中的,而差模骚扰则说明骚扰源于同一条电源电路的。通常这两种骚扰是同时存在的,由于线路阻抗的不平衡,两种骚扰在传输中还会相互转化,情况十分复杂。共模骚扰主要是由|dv/dt|产生的,|di/dt|也产生一定的共模骚扰。但是,在低压大电流的开关电源中,共模骚扰主要是由|dv/dt|产生的还是由|di/dt|产生的,需要进一步研究。 如图3,共模/差模信号与磁场的关系。
在频率不是很高的情况下,开关电源的骚扰源、耦合通道和受扰体实质上构成一多输入多输出的电网络,而将其分解为共模和差模骚扰来研究是对上述复杂网络的一种处理方法,这种处理方法在某种场合还比较合适。但是,将耦合通道分为共模和差模通道具有一定的局限性,虽然能测量出共模分量和差模分量,但共模分量和差模分量是由哪些元器件产生的,的确不易确定。因此有人用系统函数的方法来描述开关电源骚扰的耦合通道,即研究耦合通道的系统函数与各元器件的关系,建立耦合通道的电路模型。许多系统分析的结果,如灵敏度的分析、模态的分析等,都可用来研究开关电源的EMD的调试和预测。但是,用系统函数的方法分析骚扰的耦合通道,还需要做很多工作。
2.2.2 杂散参数影响耦合通道的特性
在传导骚扰频段(小于30MHz)范围内,多数开关电源骚扰的耦合通道是可以用电路网络来描述的。但是,在开关电源中的任何一个实际元器件,如电阻器、电容器、电感器乃至开关管、二极管都包含有杂散参数,且研究的频带愈宽,等值电路的阶次愈高,因此,包括各元器件杂散参数和元器件间的耦合在内的开关电源的等效电路将复杂得多。在高频时,杂散参数对耦合通道的特性影响很大,分布电容的存在成为电磁骚扰的通道。另外,在开关管功率较大时,集电极一般都需加上散热片,散热片与开关管之间的分布电容在高频时不能忽略,它能形成面向空间的辐射骚扰和电源线传导的共模骚扰。
电磁骚扰的抑制
对开关电源的EMD的抑制措施,主要是
1)减小骚扰源的骚扰强度;
2)切断骚扰传播途径。
为了达到这个目的,主要从选择合适的开关电源电路拓扑;采用正确的接地、屏蔽、滤波措施;设计合理的元器件布局及印制板布线等几个方面考虑。
1.减小开关电源本身的骚扰
减小开关电源本身的骚扰是抑制开关电源骚扰的根本,是使开关电源电磁骚扰低于规定极限值的有效方法。
1)减小功率管通、断过程中产生的骚扰
上面分析表明,开关电源的主要骚扰是来自功率开关管通、断的dv/dt。因此减小功率开关管通、断的dv/dt是减小开关电源骚扰的重要方面。人们通常认为软开关技术可以减小开关管通、断的dv/dt。但是,目前的一些研究结果表明软开关并不像人们预料的那样,可以明显地减小开关电源的骚扰。没有实验结果表明,软开关变换器在EMC性能方面明显地优于硬开关变换器。
有文献系统地研究了PWM反激式变换器、准谐振零电流变频开关正激变换器、多谐振零电压变频开关反激式变换器、多揩振零电压变频开关正激变换器、电压箝位多谐振零电压定频开关反激式变换器以及半桥式零电压变频串联谐振变换器的EMD特性,讨论了缓冲电路、箝位电路、变频与定频控制对骚扰水平的影响。实验结果表明,具有电压箝位的零电压定频开关变换器的EMD电平最低。
因此,采用软开关电源技术,结合合理的元器件布置及合理的印制电路板布线,对开关电源的EMD水平有一定的改善。
2)开关频率调制技术
将频率不变的调制改变为随机调制,变频调制等。频率固定不变的调制脉冲产生的骚扰在低频段主要是调制频率的谐波骚扰,低频段的骚扰主要集中在各谐波点上。由F.Lin提出的开关频率调制方法[3],其基本思想是通过调制开关频率fc的方法,把集中在开关频率fc及其谐波2fc,3fc……上的能量分散到它们周围的频带上,由此降低各个频点上的EMD幅值,以达到低于EMD标准规定的限值。这种开关调频PWM的方法虽然不能降低总的骚扰能量,但它把能量分散到频点的基带上,以达到各个频点都不超过EMD规定的限值。
2. 接地
“接地”有设备内部的信号接地和设备接大地,两者概念不同,目的也不同。“地”的经典定义是“作为电路或系统基准的等电位点或平面”。
3.2.1 设备的信号接地
设备的信号接地,可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参考点,它为设备中的所有信号提供了一个公共参考电位。
在这里介绍浮地和混合接地,另外,还有单点接地和多点接地。
1)浮地
采用浮地的目的是将电路或设备与公共接地系统,或可能引起环流的公共导线隔离开来。浮地还可以使不同电位间的电路配合变得容易。实现电路或设备浮地的方法有变压器隔离和光电隔离。浮地的最大优点是抗骚扰性能好。
浮地的缺点是由于设备不与公共地相连,容易在两者间造成静电积累,当电荷积累到一定程度后,在设备地与公共地之间的电位差可能引起剧烈的静电放电,而成为破环性很强的骚扰源。
一个折衷方案是在浮地与公共地之间跨接一个阻值很大的泄放电阻,用以释放所积累的电荷。注意控制释放电阻的阻抗,太低的电阻会影响设备泄漏电流的合格性。
2)混合接地
混合接地使接地系统在低频和高频时呈现不同的特性,这在宽带敏感电路中是必要的。电容对低频和直流有较高的阻抗,因此能够避免两模块之间的地环路形成。当将直流地和射频地分开时,将每个子系统的直流地通过10～100nF的电容器接到射频地上,这两种地应在一点有低阻抗连接起来,连接点应选在最高翻转速度(di/dt)信号存在的点。
3.2.2 设备接大地
在工程实践中,除认真考虑设备内部的信号接地外,通常还将设备的信号地,机壳与大地连在一起,以大地作为设备的接地参考点。设备接大地的目的是:
1)保证设备操作人员人身的安全。
2)泄放机箱上所积累的电荷,避免电荷积累使机箱电位升高,造成电路工作的不稳定。
3)避免设备在外界电磁环境的作用下使设备对大地的电位发生变化,造成设备工作的不稳定。
由此可见,设备接大地除了是对人员安全、设备安全的考虑外,也是抑制骚扰发生的重要手段。
3. 屏蔽
抑制开关电源产生的骚扰辐射的有效方法是屏蔽,即用电导率良好的材料对电场屏蔽,用磁导率高的材料对磁场屏蔽。为了防止脉冲变压器的磁场泄露,可利用闭合环形成磁屏蔽,另外,还要对整个开关电源进行电场屏蔽。屏蔽应考虑散热和通风问题,屏蔽外壳上的通风孔最好为圆形多孔,在满足通风的条件下,孔的数量可以多,每个孔的尺寸要尽可能小。接缝处要焊接,以保证电磁的连续性,如果采用螺钉固定,注意螺钉间距要短。屏蔽外壳的引入、引出线处要采取滤波措施,否则,这些会成为骚扰发射天线,严重降低屏蔽外壳的屏蔽效果。若用电场屏蔽,屏蔽外壳一定要接地,否则,将起不到屏蔽效果;若用磁场屏蔽,屏蔽外壳则不需接地。对非嵌入的外置式开关电源的外壳一定要进行电场屏蔽,否则,很难通过辐射骚扰测试。
4. 滤波
电源滤波器安装在电源线与电子设备之间,用于抑制电源线引出的传导骚扰,又可以降低从电网引入的传导骚扰。对提高设备的可靠性有重要的作用。
开关电源产生的电磁骚扰以传导骚扰为主,而传导骚扰又分差模骚扰和共模干扰两种。通常共模骚扰要比差模骚扰产生更大的辐射型EMD。目前抑制传导EMD最有效的方法是利用无源滤波技术。如图4,为共模与差模噪声对比(红色为共模噪声,蓝色为差模噪声)。
作为一种双端口网络EMD滤波器,它对骚扰的抑制性能不仅取决于滤波器本身的拓扑,而且在很大程度上也受EMD滤波器输入、输出阻抗值的影响。由于EMD滤波器阻抗和负载阻抗的可变动性以及它们可能直接与电网相连的特点,电源EMD滤波器的输入、输出阻抗不但不匹配而且常常是末知的。这就造成了EMD滤波器设计不能完全应用成熟的通信用滤波器的设计方法和理论。这是电源波波器设计面临的主要问题。
5.元器件布局及印制电路板布线
开关电源的辐射骚扰与电流通路中的电流大小,通路的环路面积,以及电流频率的平方等三者的乘积成正比,即辐射骚扰E∝I•A•f2。运用这一关系的前提是通路尺寸远小于频率的波长。
上述关系式表明减小通路面积是减小辐射骚扰的关键,这是说开关电源的元器件要彼此紧密排列。在初级电路中,要求输入端电容、晶体管和变压器彼此靠近,且布线紧凑;在次级电路中,要求二极管、变压器和输出端电容彼此贴近。
在印制板上,将正负载流导线分别布在印制板的两面,并设法使两个载流导体彼此间保持平行,因为平行紧靠的正负载流导体所产生的外部磁场是趋向于相互抵消的。
布线间的电磁耦合是通过电场和磁场进行的,因此在布线时,应注意对电场与磁场耦合的抑制。对电场的抑制方法有:
1)尽量增大线间距离,使电容耦合为最小;
2)采用静电屏蔽,屏蔽层要接地;
3)降低敏感线路的输入阻抗。
对磁场的抑制方法有:
1)减小骚扰源和敏感电路的环路面积;
2)增大线间距离,使耦合骚扰源与敏感电路间的互感尽可能地小;
3)最好使骚扰源与敏感电路呈直角布线,以便大大降低线路间耦合。
开关电源范文第3篇
【关键词】工作原理分析；常见故障分析；故障检测实例
目前，计算机、DVD、彩电等家用电器电源大部分采用开关电源，这些家用电器出现的电路故障大部分由开关电源损坏引起。笔者长期从事家用电子专业理论与实操教学，对开关电源接触较多，下面以长虹G2136（K）彩电开关电源为例，深入介绍该电源的工作原理和典型故障分析与检修。
一、工作原理分析
电源原理图如图1所示。
1.整流滤波电路
电源设计有两级滤波器。L502、C501、C502组成一级型低通滤波器，防止电网高频干扰进入机内。L503、C507、C518再组成一级低通滤波器，抑制开关电源本身产生的高频干扰信号，防止其串入电网造成干扰。VD501～VD504、C507组成桥式整流滤波电路，C503～C506四个小电容分别并联在四个整流二极管两端，起分流和过滤作用，防止高频浪涌电流损坏二极管。
2.消磁电路
RT501、XC216组成开机消磁电路。开机瞬间，消磁回路电流很大，电流在消磁线圈中产生交变磁场，对显像管屏幕进行消磁。消磁电阻RT501是个正温度系数热敏电阻，因为电流热效应，阻值随温度上升而增大，当温度达到居里点后，电阻值趋向无穷大，这时消磁回路呈开路状态。
3.启动电路
220V交流电经整流滤波后产生约300V直流电压，经T511的绕组③、⑦绕组加到开关管V513集电极。同时300V直流电压经R520、R521、R522、R524加到V513基极，为V513提供基极电流IB，V513具备导通条件，产生集电极电流IC。IC流过T511的③、⑦绕组，因互感效应在反馈绕组产生①为正②为负的感应电动势，感应电动势经反馈支路C514、R519、VD517、R524向开关管V513提供持续的基极电流，使得IB迅速增大，导致IC增大，这一正反馈过程促使V513迅速进入饱和状态，开关电源启动工作。VD517的作用在于加大电源启动时由正反馈绕组提供给V513的基极电流，加快V513进入饱和状态。因为在开机瞬间C517电压不能突变，可保护V513防止大电流冲击损坏，还具有吸收激励尖峰电压的作用。
4.振荡电路
电源启动后，开关管V513进入饱和状态，300V直流电压加在变压器T511的绕组③、⑦上，反馈绕组①、②感应出上正下负电压对电容C514充电，使C514两端产生上负下正的电压，促使C513基极电位下降，开关管V513退出饱和状态，V513集电极电流急剧下降，绕组③、⑦和反馈绕组①、②的电压极性变成上负下正，强烈正反馈过程促使V513基极电位进一步下降，其集电极电流迅速下降，V513迅速从饱和导通状态进入截止状态。这时初级绕组存储的磁能开始通过次级绕组和负载放电。由于V513截止，C514两端电压经VD517R519进行放电，一定时间后，在启动电路作用下，最终使开关管V513再次回到初始状态，开关电源完成了一个周期振荡过程。如此循环工作，电源进入稳定的振荡过程。
5.受控振荡及稳压电路
为了稳定开关电源输出电压，必须使振荡处于受控状态，受控振荡主要靠开关稳压电路中的误差取样电路R561、R562、R563、RP551，误差放大管V553，光耦VD515及V511、V512等组成。通过对130V电压取样误差放大，经过光电耦合器的隔离，由V511、V512管控制电源开关管V513的导通时间长短来实现，实际是通过控制开关电源振荡频率来实现。
6.保护电路
过压保护电路由VD518、VD519、R523、V512组成，当输入电压升高，正反馈电压随着升高，V519反向击穿导通，反馈电压经VD518、VD519、R523给V512提供较大的IB，V512饱和导通后对V513进行分流，迫使其截止，电源处于待机保护状态。
过流保护电路由R526、R515、V512组成，当开关管V513电流过大时，感应电动势上升导致其基极电压升高，因R526、R515串联分压，使V512基极电压上升而进入饱和状态，将V513基极和发射极完全旁路，控制V513在截止状态，开关电源停止工作，实现过流保护。
二、开关电源常见故障分析
1.烧保险丝
产生此故障主要原因是：整流二极管击穿、大滤波电容击穿、开关管击穿、消磁电阻短路、负载短路等导致电路中电流过大，一般通过电阻测量法查出。
2.输出电压全部为0V
输出电压全部为0V时，故障可能在以下电路：启动回路、开/待机控制电路、保护电路、振荡控制电路和整流输出电路等。在检修该类型故障时，本着先易后难逐步深入检测的原则，细心观察电源部分元器件是否有烧毁，变色变味迹象，然后利用万用表检测各关键点、关键元件电压、电流或阻值是否正常。根据检修经验，出现较多故障有：开/待机控制电路不正常；启动回路的电阻烧断；保护或振荡控制电路的三极管损坏；整流滤波电路的保险电阻烧断等。
3.输出电压整体偏低
因有电压输出，所以启动电路、开/待机控制电路基本正常。该类型故障一般由振荡稳压控制电路不正常造成，在检修时，重点检测反馈绕组的反馈回路、光耦控制回路和取样控制回路等部分电路元器件是否有损坏。如电源的稳压二极管、光耦等是最容易损坏的元器件。
4.开关管发热，容易烧坏
产生此类型故障时，开关管通常很快烧坏。在开关电源中，开关管是工作在开关状态，发热量很小，当进入放大状态时产生的热量急剧增大，最终过流或过热损坏。所以针对此故障应重点检测振荡电路。
三、故障检修实例
实例1：
故障现象：开机，工作指示灯不亮，开关电源无电压输出。
分析和检修：先观察开关电源的元器件无烧毁变色变味迹象，接着用万用表测量输出电压全部为0V。本着先易后难的原则，直接测量C507主滤波电容两端电压，发现有约300V，再测量开关管V513的基极无负压，首先检测启动电路。关机，电阻法测量启动电路的各个元件。在测量前，先对主滤波电容进行放电，用自制的灯泡负载对C507进行放电，彻底放完后再检测。发现R521阻值为2M欧姆，已严重变值，按图纸参数更换后，开机，电源输出全部正常，工作一段时间后电压依然保持稳定，故障彻底排除。
实例2：
故障现象：开机，工作指示灯不亮，开关电源无电压输出。
分析和检修：该机是因遭受雷击后才无法工作，先观察开关电源的元器件无烧毁变色变味迹象，测量C507主滤波电容两端有约300V的电压，检测启动电路正常，测量V513基极电压为0V，初步判断故障在振荡控制、稳压控制或者保护电路。断开负载，接上灯泡做负载，通电检测V513基极依然没有负压。断电，电阻法测量V513基极对地阻值为0，存在短路。根据图纸分析可知，重点检测与基极有关的元件，检测振荡和反馈电路的元件正常，当检测V512的C和E极阻值时发现为0，拆下认真检测时果然其C和E极已击穿短路。由于V512的C和E极击穿，造成V513基极电位始终为0V，最终导致开关电源不工作。试用相同参数的三极管更换，开机，电源指示灯亮，开关电源输出正常，故障排除。
实例3：
故障现象：开机，电源瞬间有微弱电压输出，但立即变为0V。
分析和检修：先观察开关电源的元器件无烧毁变色变味迹象，接着用万用表监测输出电压，开关接通一瞬间有电压输出，还没来得及看大小立即变为0V。根据原理分析，能够有瞬间输出，说明启动电路基本正常，但电源不能维持振荡，可能是因为保护或自身电路出问题。把所有负载断开，接上一灯泡做负载，通电，故障依旧，不是因为保护而停振。检查开关管基极有关元件，重点检测振荡控制元件，当检测C514时发现其容量偏低，试用相同参数的新电容更换，再开机时电源工作一切正常，试机一段时间后正常，故障排除。原因是C514已经接近开路，电源在启动一瞬间有电压输出，但不能建立振荡，所以电压立即变为0V。
实例4：
故障现象：开机后图像在垂直方向上有S形扭曲。
分析和检修：先观察开关电源的元器件无烧毁变色变味迹象，用万用表检测各组输出电压值和正常值相差不大。根据原理分析此类故障多数由电源滤波不良而造成，直接用示波器观察开关管V513基极波形，发现除了有正常调制的脉冲信号外，还看到低频脉冲信号，果然是由于低频干扰存在纹波而造成图像S扭曲。关机，用电阻法检测整流滤波电路和与V513基极有关的各个元件。首先检测C507、C518主滤波电容，用仪表检测C507的容量由原来的100uF变成60uF，试用一原参数电容更换，发现图像正常，故障排除。
四、结束语
通过对长虹G2136（K）彩电开关电源原理分析和故障检修，我不断总结和积累经验，举一反三，深刻体会到“维修”是一门理论与实践紧密结合的技术，促使我今后加强专业理论的学习，进而指导实际检修操作。
参考文献
[1]钱如竹，主编.大屏幕彩色电视机速修方法与技巧[M].人民邮电出版社，1999，10.
开关电源范文第4篇
【关键词】开关电源 现状 发展趋势
前言
电源是对公用电网或某种电能进行交换和控制，并向各种用电负载提供优质电能的供电设备和动力装置。因此，电源的应用十分广泛，已深入到每个人的生产和生活领域。
直流电源应用很广泛，尤其在军事、医疗和煤矿等领域应用更为频繁。传统的直流电源往往采用线性电源技术，但是这种结构形式造成电源整体效率偏低，性能一般，体积较大，重量沉。因此，直流电源倾向于采用开关电源技术，使得直流电源变得效率高、性能更好、体积小、重量轻。据业内咨询机构统计，在2009年全球开关电源的市场规模都已达到160亿美元，并随着电力电子技术的高速发展，更促进了开关电源技术的快速发展和提高，应用领域也越来越广泛，在整个电源领域中开关电源所占据的比重愈来愈大。
1. 开关电源的现状
开关电源技术属于电力电子技术，它运用功率变换器进行电能变换。经过变换的电能，可以满足各种用电需求。当负载需要高要求的直流供电时，其供电电源采用开关电源。
开关电源具有功率转换效率高、稳压范围宽、重量轻等特点。开关电源由于采用大功率开关管的高频整流技术，不但可以方便地得到不同等级的电压，更重要的是甩掉了体积大、笨重的工频变压器及滤波电感电容。在传统开关电源中，由于功率器件工作在开关状态，器件常在高电压下开通，在大电流下关断时，也存在着一些问题，如射频干扰和电磁干扰大、开关损耗大、输出纹波大、器件的安全工作区窄、电路对分布系数比较敏感等缺点。随着电力电子技术的发展，特别是功率器件的更新换代、功率变换技术的不断改进、新型电磁材料的不断使用、控制方法的不断进步以及相关科学的不断融合，开关电源的缺点正逐步得到克服，射频干扰和电磁干扰已经被抑制在一个很低的水平上，输出纹波可以达到几毫伏以下。因此，开关电源是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
2. 开关电源的发展趋势
开关电源的许多方面的运用已经趋于成熟，将来的发展趋势是高频，高可靠性，高性能，低耗，低噪声，模块化。文献介绍了功率的增加必然导致电源内部电磁环境的复杂，由此所产生的各种电磁干扰对电源本身和附近的其他电子设备的正常工作带来了严重的影响，即既是干扰源，又是扰者。电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，简写EMC）设计的目的是使开关电源在预期的电磁环境中实现电磁兼容。电磁兼容问题已成为当前研究的热点，一些发达国家已有EMC技术的规范和标准。我国虽然在EMC方面工作起步较晚，有关部门也正颁布相关指令，跟上国际步伐。
开关电源也对功率器件提出了更高的要求：耐压高、电流大、导通电阻小，恢复速度快。由于金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）具有很快的开关速度，因此开关电源的开关频率可以做得更高，重量更轻，功率密度更大，电源体积更小。提高器件耐压，同时减小导通电阻仍是今后MOSFET的主要研究方向。开关电源的性能指标，如纹波、精度、久冲、过冲等受到功率铁氧体材料技术及功率器件性能的限制，与电源发达国家还有很大的差距，
开关电源高频化是其发展方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。但是高频化存在一些新的问题有待解决，如开关损耗、无源元件损耗增大、高频寄生参数及高频电磁干扰增大等。
综上，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。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等，对于开关电源的发展有着巨大的推动作用。
3. 结束语
总的来说，在电力电子技术的不断发展与创新的背景下，开关电源技术在理论方面将取得更大的突破，其产业方面也有着广阔的发展前景，开关电源技术也更将趋于可靠、成熟、经济、适用。
【参考文献】
［1］钟和清，徐至新，邹旭东，朝泽云.软开关高压开关电源研究.武汉：华中科技大学，430074.
［2］钱平，蒋伟凌，袁正民，蒋鸿飞.开关电源的发展趋势.上海冶金高等专科学校学报，1999.
［3］石林林，苏玉刚.基于三电平变换的高压开关电源的设计.重庆：重庆大学自动化学院，2011.
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［5］张恩怀.开关电源的发展概况.清华大学.北京：电力电子技术，1996（02）.
［6］苏玉刚，付军，夏晨阳，孙跃.一种宽压自适应开关电源的设计[J].电工技术，2009（6）.
［7］夏晨阳，董军，孙跃，付军.基于AC/DC变换的宽压自适应电源研究[J].
［8］付军，苏玉刚.宽压自适应开关电源的研制[D].重庆：重庆大学自动化学院， 2009.
开关电源范文第5篇
关键词：交流抗干扰电路；PFC电路；高压整流滤波；PWM
1引言2计算机电源发展历程
在计算机各部件中最令人注意的就是CPU的频率、内存的大小、硬盘容量，显卡的性能等等。而对于电脑中的一个重要部件电源．却往往总会受到忽略。而事实上，电脑的许多奇怪症状都是由电源引起的。假如我们把计算机比作一个人的话，CPU作为计算机的核心部件起着运算和控制的作用，它相当于我们人类的大脑；而电源作为计算机的动力提供者，完全等价于我们人类的心脏，其重要之处由此可见。所以有必要了解电源内部结构，熟悉电源的工作原理，才能更好地维护好计算机电源，才能从根本上保障公司各部门计算机设备长时间稳定工作。
2计算机电源发展历程
PC／XT_IBM最先推出个人PC／XT机时制定的标准；AT_也是由IBM早期推出PC／AT机时所提出的标准，当时能够提供192W的电力供应；ATX—Intel公司于1995年提出的工业标准。与AT比较主要变化为：
1、取消了AT电源上必备的电源开关而交由主板进行电源开关的控制，增加了一个待机电路为电源主电路和主板提供电压来实现电源唤醒等功能：
2、ATX电源首次引进了+3．3V的电压输出端，与主板的连接接口上也有了明显的改进：ATX12V——支持P4的ATX标准，是目前的主流标准：ATX12V一1．1：在ATX的基础之上增加了4pin的+12V辅助供电线(PIO)为P4处理器供电，改变了各路输出功率分配方式，增强+12V负载能力；ATX12V一1.3：提高了电源效率，增加了对SATA的支持。去掉了一5V输出，增加了+12V的输出能力；ATX12V一2.0：尚未有产品实施的最新规范；电源连接器由20针改为24针，以支持75W的PCIExpress总线．同时取消辅助电源接口；提供另一路+12V输出，直接为4Pin接口供电；WTX—ATX电源的加强版本：尺寸上比ATX电源大。供电能力也比比ATX电源强，常用于服务器和大型电脑；BTX一现有架构的终结者，电源输出要求、接口等支持ATX12V。
3计算机开关电源的工作原理
电源是一种能量转换的设备，它能将220V的交流电转变为计算机需要的低电压强电流的直流电。首先将高电压交流电(220V)通过全桥二极管整流以后成为高电压的脉冲直流电，再经过电容滤波以后成为高压直流电。此时，控制电路控制大功率开关三极管将高压直流电按照一定的高频频率分批送到高频变压器的初级。接着，把从次级线圈输出的降压后的高频低压交流电通过整流滤波转换为能使电脑工作的低电压强电流的直流电。其中，控制电路也是必不可少的部分。它能有效的监控输出端的电压值，并向控制功率开关三极管发出信号控制电压上下调整的幅度。目前的常见产品主要采用脉冲变压器耦合型开关稳压电源，它分为交流抗干扰电路、功率因数校正电路、高压整流滤波电路、开关电路、低压整流滤波电路5个主要部分。
4交流抗干扰电路
为避免电网中的各种干扰信号影响高频率、高精度的计算机系统．防止电源开关电路形成高频扰窜，影响电网中的其他电器等；各种电磁、安规认证都要求开关电源配有抗干扰电路。主要结构为兀型共模、差模滤波电路．由差模扼流电感、差模滤波电容、共模扼流电感、共模滤波电容组成：
5功率因数校正电路
开关电源传统的桥式整流、电容滤波电路令整体负载表现为容性，且使交流输入电流产生严重的波形畸变，向电网注人大量的高次谐波，功率因数仅有0．6左右，对电网和其他电气设备造成严重的谐波污染与干扰。因此，我国在2003年开始实施的CCC中明确要求计算机电源产品带有功率因数校正器(PowerFactorCorrector，即PFC)，功率因数达到0．7以上。PFC电路分为主动式(有源)与被动式(无源)两种：主动式PFC本身就相当于一个开关电源．通过控制芯片驱动开关管对输入电流进行”调制”，令其与电压尽量同步，功率因数接近于1；同时．主动式PFC控制芯片还能够提供辅助供电，驱动电源内部其他芯片以及负担+5VSB输出。主动式PFC功率因数高、+5VSB输出纹波频率高、幅度小，但结构复杂，成本高，仅在一些高端电源中使用。目前采用主动式PFC的计算机电源一般采用升压转换器式设计，电路原理图如下：被动式PFC结构简单，只是针对电源的整体负载特性表现，在交流输人端．抗干扰电路之后串接了一个大电感，强制平衡电源的整体负载特性。被动式PFC采用的电感只需适应50～60Hz的市电频率，带有工频变压器常用的硅钢片铁芯，而非高频率开关变压器所采用的铁氧体磁芯，从外观上非常容易分辨。被动式PFC效果较主动式PFC有一定差距，功率因数一般为0．8左右；但成本低廉，且无需对原有产品设计进行大幅度修改就可以符合CCC要求，是目前主流电源通常采取的方式。
6高压整流滤波电路
目前的各种开关电源高压整流基本都采用全桥式二极管整流，将输人的正弦交流电反向电压翻转，输出连续波峰的“类直流”。再经过电容的滤波，就得到了约300V的“高压直流”。
7开关电路
开关电源的核心部分．主要由精密电压比较芯片、PWM芯片、开关管、驱动变压器、主开关变压器组成。精密电压比较芯片将直流输出部分的反馈电压与基准电压进行比较．PWM芯片根据比较结果通过驱动变压器调整开关管的占空比，进而控制主开关变压器输出给直流部分的能量，实现“稳压”输出。PWM(PulesWidthModulation)即脉宽调制电路，其功能是检测输出直流电压，与基准电压比较，进行放大，控制振荡器的脉冲宽度，从而控制推挽开关电路以保持输出电压的稳定，主要由1CTL494及周围元件组成。使用驱动变压器的目的是为了隔离高压(300V)区与低压区(最高12V)，避免开关管击穿后高压电可能对低压设备造成的危害，也令PWM芯片无需接触高压信号，降低了对元件规格的要求。
冲变压器耦合型开关稳压电源主要的直流(高压到低压)转换方式有5种，其中适合作为计算机电源使用的主要为推挽式与半桥式，而推挽式多用于小型机、UPS等，我们常见的电源产品则基本都采用半桥式变换。
8低压整流滤波电路
经过调制的高压直流成为了低压高频交流，需要经过再次整流滤波才能得到希望的稳定低压直流输出。整流手段与高压整流类似，仍是利用二极管的单向导通性质，将反向波形翻转。为了保证滤波后波形的完整性，要求互相配合实现360。的导通，因此一般采用快速恢复二极管(主要用于+12V整流)或肖特基二极管(主要用于+5V、+3．3V整流)。滤波仍是采用典型的扼流电感配合滤波电容，不过此处的电感不仅为了扼制突变电流，更为重要的作用是像高压滤波部分的电容一样作为储能元件，为输出端提供连续的能量供应。实际产品中高压整流滤波电路、开关电路、低压整流滤波电路是一个整体，虽然原理与前述基本相同，但元件个数、分布方式会有很大变化。例如采用半桥式电压变换的电源就有两个高压滤波电容，每一路直流输出对应两个整流管，各负责半个周期的输出；而采用单端正激式电压变换的电源则只有一个高压滤波电容，每一路直流输出对应两个整流管，工作时间按照开关管占空比分配。其他较为重要的部分还有辅助供电电路与保护电路：辅助供电电路一个小功率的开关电源，交流输入接通后即开始工作。300V直流电被辅助供电开关管调制成为脉冲电流，通过辅助供电变压器输出二路交流电压。一路经整流、三端稳压器稳压，输出为+5VSB，供主板待机所用；另一路经整流滤波，输出辅助+12V电源，供给电源内部的PWM等片工作。主动式PFC具有辅助供电的功能，可以提供+5VSB及电源内部芯片所需电压；故采用主动式PFC的电源可以省略掉辅助供电部分，只使用两个开关变压器。
9保护电路
电源主要的保护措施有7种：
1、输入端过压保护：通过耐压值为270V的压敏电阻实现：
2、输入端过流保护：通过保险丝：
3、输出端过流保护：通过导线反馈，驱动变压器就会相应动作，关断电源的输出；
4、输出端过压保护：当比较器检测到的输出电压与稳压管两端的基准电压偏差较大时，就会对电压进行调整：
5、输出端过载保护：过载保护的机理与过流保护一样，也是通过控制电路和驱动变压器进行的：
6、输出端短路保护：输出端短路时，比较器会侦测到电流的变化，并通过驱动变压器、关断开关管的输出：
7、温度控制：通过温度探头检测电源内部温度，并智能调扇转速，对电源内部温度进行控制；
10电源的好坏对其他部件的影响
CPU对电压就非常敏感，电压稍微高一点就可能烧毁CPU，电压过低则无法启动；而硬盘在电压不足时就无法正常工作，在电压波动大时甚至会划伤盘片，造成无法挽救的物理损害；诸如此类，不一而足。在很多情况下，主机内的配件损坏了，用户只是认为是配件本身的质量问题．而很少考虑可能是电源输出的低压直流电电压不稳所造成的。所以，输出电压的波动范围就是考查电源质量的重要指标之一。目前，一般的电源产品在空载和轻载时的表现都较好(假冒伪劣产品除外)，而重载测验才是烈火试真金的真正考验。
参考文献
