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欧洲杯开关电源维修教程_开关电源维修从入门到

  开关电源是各种电子设备必不可缺的组成部分,其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于深圳开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态,功耗小,转化率高,且体积和重量只有线%,故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修,本着从易到难的原则,基本上都是先从电源入手,在确定其电源正常后,再进行其他部位的检修,且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理,熟悉其维修技巧和常见故障,有利于缩短电子设备故障维修时间,提高个人设备维护技能。

  1. 无输出,保险管正常 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。

  2. 保险烧或炸 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。

  3. 有输出电压,但输出电压过高 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. 输出电压过低 除稳压控制电路会引起输出电压低,还有下面一些原因也会引起输出电压低:

  a.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。

  c. 开关管的性能下降,必然导致开关管不能正常导通,使电源的内阻增加,带负载能力下降。

  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。

  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。加电检测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。(版权所有)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。如果电源启动一下就停止,则该电源处于保护状态下,可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压,如果电压超出规定值,则说明电源处于保护状态下,应重点检查产生保护的原因。

  保险丝熔断一般情况下,保险丝熔断说明电源的内部线路有问题。由于电源工作在高电压、大电流的状态下,电网电压的波动、浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。重点应检查电源输入端的整流二极管,高压滤波电解电容,逆变功率开关管等,检查一下这此元器件有无击穿、开路、损坏等。如果确实是保险丝熔断,应该首先查看电路板上的各个元件,看这些元件的外表有没有被烧糊,有没有电解液溢出,如果没有发现上述情况,则用万用表测量开关管有无击穿短路。需要特别注意的是:切不可在查出某元件损坏时,更换后直接开机,这样很有可能由于其它高压元件仍有故障又将更换的元件损坏,一定要对上述电路的所有高压元件进行全面检查测量后,才能彻底排除保险丝熔断的故障。无直流电压输出或电压输出不稳定如果保险丝是完好的,在有负载情况下,各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的:电源中出现开路、短路现象,过压、过流保护电路出现故障,辅助电源故障,振荡电路没有工作,电源负载过重,高频整流滤波电路中整流二极管被击穿,滤波电容漏电等。

  在用万用表测量次级元件,排除了高频整流二极管击穿、负载短路的情况后,如果这时输出为零,则可以肯定是电源的控制电路出了故障。若有部分电压输出说明前级电路工作正常,故障出在高频整流滤波电路中。高频滤波电路主要由整流二极管及低压滤波电容组成直流电压输出,其中整流二极管击穿会使该电路无电压输出,滤波电容漏电会造成输出电压不稳等故障。用万用表静态测量对应元件即可检查出其损坏的元件。例:某一24伏直流电机供电电源通电后无直流24伏输出 ,拆开电源外壳,观察保险丝未烧断且电路板无明显的烧焦处或破裂元件,在未通电情况下量AC输入端阻值和DC输出端阻值正常,量开关管、整流桥、整流管等重要元件正常,故判断不存在内部严重短路的可能,估计保护电路动作。经检查此开关电源采用U3842 PWM控制芯片,经查找相关的资料得知,当U3842芯片的3端电压高于1伏时,内部电流敏感比较器输出高电平,将PWM锁存器复位使输出关闭。通电测量U3842的3端高于1伏,6端无输出,经检查相关电路,发现稳压管D2击穿,如图3,故PC1导通,致使U3842的3端为高电平,故6端无输出,开关管不工作,直流侧无直流输出。更换同型号稳压管D2,故障解除。电源负载能力差电源负载能力差是一个常见的故障,一般都是出现在老式或工作时间长的电源中,主要原因是各元器件老化,开关管的工作不稳定,没有及时进行散热等。应重点检查稳压二极管是否发热漏电,整流二极管损坏、高压滤波电容损坏等。

  例:我厂近红处激光光谱仪(VECTOR 22),开机后无法完成自检并报警且主板指示灯不断闪烁。经检查,供光谱仪主板的直流5V电源仅剩2.3伏左右,脱开5V直流电源的负载,通电再次测量5V直流电源,这时则有5V,初步判断此5V直流电源带载能力差,拆开电源外壳进行检修,由于没有带负载时,通电有直流5V输出,故重点检查次级线圈侧的输出整流电路,给5伏电源接上假负载通电进行测量发现三通稳压7805的1、2脚之间电压为5.2伏,2、3脚之间却剩2.3伏,如图4,故判断三通稳压管7805性能变坏,更换三通稳压管7805故障解决。

  下面给大家来一个12v开关电源维修实例分析,并且给出一些开关电源维修的经验和技巧分享给大家:

  第一次出现无电压输出故障,开壳检查保险丝断,换了之后,通电正常,用了一段时间。

  第二次出现无电压输出故障, 开壳检查保险丝正常,高压300V,正常, 稳压侧元件未见异常,开帖咨询坛友后,查稳压IC 3843 电压异常,换新后,恢复正常。

  第三次出现无电压输出故障, 开壳检查保险丝正常,高压300V,正常, 稳压侧元件未见异常,查稳压IC 3843 电压正常,看看电解电容也没怀孕,一时没有头绪,后来看了不少坛友的维修帖子,重点集中在电解电容上,拆下图中的电容,查容量正常,但查内阻,发现电容已失效,果断换新后,再次恢复正常。

  1、开关电源维修的时候,我们首先需要利用万用表检测一下各功率器件是否存在击穿短路,例如电源整流桥堆、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等,然后需要再检测各输出电压端口电阻是否异常,如上述器件有损坏的情况我们则需要进行更换新的器件。

  2、我们在完成上述检测之后,接通电源后如还不能正常工作,接着我们就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、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。有时候由于外围电路故障,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。欧洲杯

  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,则要检测其端点与外围相连的有关电路。

  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。

  由于开关电源的输入部分工作在高压,大电流的状态下,故障率最高,如高压大电流整流二极管,滤波电容,开关功率管等较易损坏。其次就是输出整流部分的整流二极管,保护二极管,滤波电容,限流电阻等较易损坏;再就是脉宽调制控制器的反馈部分和保护部分。

  下面就对开关电源常见故障产生的原因作一分析及如何排除这些故障的维修方法。

  一般情况下,保险丝熔断说明开关电源的内部电路存在短路或过流的故障。由于开关电源工作在高电压,大电流的状态下,直流滤波和变换振荡电路在高压状态工作时间太长,电压变化相对大。电网电压的波动,浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。重点应检查电源输入端的整流二极管,高压滤波电解电容,开关功率管,UC3842本身及外围元器件等。检查一下这些元器件有无击穿,开路,损坏,烧焦,炸裂等现象。

  维修方法:首先仔细查看电路板上面的各个元件,看是否在这些元件的外表有没有被烧糊, 有没有电解液溢出,闻一闻有没有异味。经看,闻之后,再用万用表进行检查。首先测量一下电源输入端的电阻值,若小于200K,则说明后端有局部短路现象,然后分别测量四只整流二极管正,反向电阻和两个限流电阻的阻值,看其有无短路或烧坏;然后再测量一下电源滤波电容是否能进行正常充放电,再就测量一下开关功率管是否击穿损坏,以及UC3842本身,及周围元件是否击穿,烧坏等。需要说明的一点是:因是在路测量,有可能会使测量结果有误,造成误判。因此必要时可把元器件焊下来再进行测量。如果仍然没有上述情况则测量一下输入电源线及输出电源线是否内部短路。一般情况下,熔断器熔断故障,整流二极管,电源滤波电容,开关功率管,UC3842是易损件,损坏的概率可达95%以上,一般着重检查一下这些元器件,就可很容易排除此类故障。

  如果保险丝是完好的,在有负载的情况下,各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的:电源中出现开路,短路现象,过压,过流保护电路出现故障,振荡电路没有工作,电源负载过重,高频整流滤波电路中整流二极管被击穿,滤波电容漏电等。

  维修方法:首先,用万用表测量一下高频变压器次级的各个元器件是否有损坏。在排除了高频整流二极管击穿、负载短路的情况后,然后在测量各输出端的直流电压,如果这时输出仍为零,则可以肯定是电源的控制电路出了故障。控制电路的两部分是集成开关电源控制器和过压保护电路。最后用万用表静态测量高频滤波电路中整流二极管及低压滤波电容是否损坏。如果确实相关的元件损坏,在更换好新的完好的元件后,开机测试,一般故障即可排除。需要说明的是:电源输出线断线或开焊,虚焊也会造成这种故障。在维修时应注意这一点。

  电源负载能力差是一个常见的故障,一般都是出现在老式或是工作时间长的电源中,主要原因是各元器件老化,开关管的工作不稳定,没有及时进行散热等。此外还有稳压二极管发热漏电,整流二极管损坏等。

  维修方法:用万用表着重检查一下稳压二极管,高压滤波电容,限流电阻有无变质等再仔细检查一下电路板上的所有焊点是否开焊,虚接等。把开焊的焊点重新焊牢,更换变质的元器件,一般故障即可排除。

  维修方法:首先应判断一下开关电源的主控芯片UC3842是否处在工作状态或已经损坏。判断方法是这样的:加电测UC3842的第7脚对地电压,若测第8脚有+5V电压,1,2,4,6脚也有不同的电压,则说明电路已起振,UC3842基本正常;若7脚电压低,其余管脚无电压或不波动,则UC3842已损坏。UC3842芯片损坏最常见的是6,7脚对地击穿,5,7脚对地击穿和1,7脚对地击穿。如果这几只脚都为击穿,而开关电源还是不能正常启动,则UC3842必坏,应直接更换。若判断芯片未坏,则就着重检查开关功率管的栅极(G极)的限流电阻是否开焊,虚接,变值,变质以及开关功率管本身是否性能不良。除此之外,电源输出线也有可能断线或接触不良也会造成这种故障。因此在维修时也应注意检查一下。

  这种故障往往来自于稳压取样和稳压控制电路出现故障所致。在开关电源中,直流输出、取样电阻、误差取样放大器(如LM324,LM358等)、光耦合器(PC817)、电源控制芯片(UC3842)等电路共同构成了一个闭合的控制环路,任何一处出问题都会导致输出电压升高。

  维修方法:由于开关电源中有过压保护电路,输出电压过高首先会使过压保护电路动作。因此对于这种故障的维修,我们可以通过断开过压保护电路,使过压保护电路不起作用,在这时,测量开机瞬间的电源主电压。如果测量值比正常值高出IV以上,说明输出电压过高。我们应着重检查取样电阻是否变值或损坏,精密稳压放大器(TL431)或光耦合器(PC817)性能不良,变质或损坏;其中精密稳压放大器(TL431)极易损坏,我们可用下述方法对精密稳压放大器(TL431)作出好坏的判别:将TL431的参考端(Ref)与它的阴极(Cathode)相连,串10k的电阻,接入5V电压,若阳极(Anode)与阴极之间为2.5V,并且等待片刻还仍然为2.5V,则为好管,否则为坏管。

  对于这种故障现象,根据维修经验可知,除稳压控制电路会引起输出电压过低外,还有一些原因会引起输出电压过低,主要有以下几点:

  1.开关电源负载有短路故障。此时,应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;若仍不正常,说明开关电源电路有故障。

  3.开关功率管的性能下降,必然导致开关管不能正常导通,使电源的内阻增加,带负载能力下降。

  4.开关功率管的源极(S极),通常接一个阻值很小,但功率很大的电阻,作为过流保护检测电阻,此电阻的阻值一般在0.2到0.8之间。此电阻如变值或开焊,接触不良也会造成输出电压过低的故障。

  5.高频变压器不良,不但造成输出电压下降,还会造成开关功率管激励不足从而屡损开关管。

  6. 高压直流滤波电容不良,造成电源带负载能力差,一接负载输出电压便下降。

  8.电网电压是否过低。虽然开关电源在低压下仍然可以输出额定的电压值,但当电网电压低于开关电源的最低电压限定值时,也会使输出电压过低。

  维修方法:对于这种故障我们可以根据以上故障原因,来逐一进行排查。但在实际维修时,可根据实际情况来进行排查,不一定要逐一排查。首先用万用表检查一下高压直流滤波电容是否变质,容量是否下降,能否正常充放电。如无以上现象,则测量一下开关功率管的栅极(G极)的限流电阻以及源极(S极)的过流保护检测电阻是否变值,变质或开焊,接触不良。经判别后,若无问题,我们就检查一下高频变压器的铁芯是否完好无损。因在日常生活使用中,不可避免的重摔或重幢,使高频变压器的铁芯损坏。使高频变压器的磁通量,磁感应强度,以及磁路等都会受到很大的影响,造成传输的效率,能量将会大打折扣。由于高频变压器为了减小涡流,增大高频交流电的传输效率,它的铁芯是用软磁铁氧体制作而成的。这种磁性材料具有高的导磁率,但质脆,易碎。因此它的损坏率也是很高的。因此在维修时千万不要忘了检查此处,以免走弯路。除此之外还有可能就是输出滤波电容容量降低,甚至失容或开焊,虚接;电源输出限流电阻变值或虚接,电源输出线虚接等。在实际维修时,这些因素都不要放过,都应检查一下,以保证万无一失。

  这种故障原因主要是由于控制风扇的三极管(8550或8050)损坏,或者风扇本身损坏或风叶被杂物卡住。但有些开关电源中采用的是智能散热,对于采用这种方式散热的开关电源,热敏电阻损坏的概率是很大的。

  维修方法:首先用万用表测量一下控制风扇的三极管是否损坏,若测得此管未损坏那就有可能是风扇本身损坏。可以把风扇从电路板上拔下来,另外接上一个12V的直流电(注意正负极),看是否转动,并看有无异物卡住。若摆动几下风扇的电线,风扇就转动,则说明电线内部有断线或接头接触不良。若仍不转动,则风扇必坏。对于采用智能散热的开关电源来说,除按上述检查外,还应检查一下热敏电阻是否不良或损坏,开焊等。但要注意此热敏电阻为负温度系数的热敏电阻,更换时应注意。

  1、开关电源出现不启振的时候,我们通常需要查看开关频率是否正确、保护电路是否封锁、电压反馈电路、电流反馈电路又没问题,开关管是否击穿等。

  开关电源的主要电路是由:防雷电路,输入电磁干扰滤波器(Electromagnetic Interference,简称EMI),输入整流滤波电路,功率变换电路,脉宽调制(PWM)控制器电路,输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过压,欠压保护电路, 输出过压,欠压保护电路,输出过流保护电路,输出短路保护电路等。开关电源的电路组成方框图如下:

  220V的交流电经交流滤波电路滤除外来的杂波信号,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网的干扰。再经二极管桥式整流电路和滤波电路,整流滤波后得到约300V的直流电,送给功率变换电路进行功率转换。功率变换电路中的开关功率管(IGBT)就在脉冲宽度调制(PWM)控制器(UC3842)输出的脉冲控制信号和驱动下,工作在“开”“关”状态,从而将300V直流电切换成宽度可变的高频脉冲电压。把高频脉冲电压送给高频变压器,高频变压器的次级(二次侧)就会感应出一定的高频脉冲交流电,并送给高频整流滤波电路进行整流,滤波。经高频整流滤波后便可得到我们所需的各种直流电压。输出电压下降或上升时,由取样电路将取样信号通过光电耦合器(PC817),送入控制电路,经过其内部调制,由控制电路的输出端将变宽的或变窄的驱动脉冲送到开关功率管的栅极(G极),使变换电路产生的高频脉冲方波也随之变宽或变窄,由此改变输出电压平均值的大小,从而使直流电压基本稳定在所须的电压值上。开关电源的电路原理图如下: