開關(guān)電源是各種電子設(shè)備必不可缺的組成部分,其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標及能否安全可靠地工作。由于深圳開關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài),功耗小,轉(zhuǎn)化率高,且體積和重量只有線性電源的20%—30%,故目前它已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。電子設(shè)備電氣故障的檢修,本著從易到難的原則,基本上都是先從電源入手,在確定其電源正常后,再進行其他部位的檢修,且電源故障占電子設(shè)備電氣故障的大多數(shù)。故了解開頭電源基本工作原理,熟悉其維修技巧和常見故障,有利于縮短電子設(shè)備故障維修時間,提高個人設(shè)備維護技能。
開關(guān)電源故障及檢修方法
1. 無輸出,保險管正常 這種現(xiàn)象說明開關(guān)電源未工作或進入了保護狀態(tài)。首先要測量電源控制芯片的啟動腳是否有啟動電壓,若無啟動電壓或者啟動電壓太低,則要檢查啟動電阻和啟動腳外接的元件是否漏電,此時如電源控制芯片正常,則經(jīng)上述檢查可以迅速查到故障。若有啟動電壓,則測量控制芯片的輸出端在開機瞬間是否有高、低電平的跳變,若無跳變,說明控制芯片壞、外圍振蕩電路元件或保護電路有問題,可先代換控制芯片,再檢查外圍元件;若有跳變,一般為開關(guān)管不良或損壞。
2. 保險燒或炸 主要檢查300V上的大濾波電容、整流橋各二極管及開關(guān)管等部位,抗干擾電路出問題也會導(dǎo)致保險燒、發(fā)黑。需要注意的是:因開關(guān)管擊穿導(dǎo)致保險燒一般會把電流檢測電阻和電源控制芯片燒壞。負溫度系數(shù)熱敏電阻也很容易和保險一起被燒壞。
3. 有輸出電壓,但輸出電壓過高 這種故障一般來自于穩(wěn)壓取樣和穩(wěn)壓控制電路。在直流輸出、取樣電阻、誤差取樣放大器如TL431、光耦、電源控制芯片等電路共同構(gòu)成一個閉合的控制環(huán)路,任何一處出問題就會導(dǎo)致輸出電壓升高。
4. 輸出電壓過低 除穩(wěn)壓控制電路會引起輸出電壓低,還有下面一些原因也會引起輸出電壓低:
a.開關(guān)電源負載有短路故障(特別是DC/DC變換器短路或性能不良等),此時,應(yīng)該斷開開關(guān)電源電路的所有負載,以區(qū)分是開關(guān)電源電路還是負載電路有故障。若斷開負載電路電壓輸出正常,說明是負載過重;或仍不正常說明開關(guān)電源電路有故障。
b. 輸出電壓端整流二極管、濾波電容失效等,可以通過代換法進行判斷。
c. 開關(guān)管的性能下降,必然導(dǎo)致開關(guān)管不能正常導(dǎo)通,使電源的內(nèi)阻增加,帶負載能力下降。
開關(guān)電源的維修技巧和常見故障
1.維修技巧
開關(guān)電源的維修可分為兩步進行:斷電情況下,“看、聞、問、量” 看:打開電源的外殼,檢查保險絲是否熔斷,再觀察電源的內(nèi)部情況,如果發(fā)現(xiàn)電源的PCB板上有燒焦處或元件破裂,則應(yīng)重點檢查此處元件及相關(guān)電路元件。
聞:聞一下電源內(nèi)部是否有糊味,檢查是否有燒焦的元器件。
問:問一下電源損壞的經(jīng)過,是否對電源進行違規(guī)操作。
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(guān)電源不起振或開關(guān)管開路引起的故障,則大多數(shù)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(yīng)過低,否則電源內(nèi)部可能存在短路。電容器應(yīng)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(yīng)有電容器充放電擺動,最后指示的應(yīng)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(xiàn)象,若有要及時切斷供電進行檢修。(http://www.diangon.com/版權(quán)所有)測量高壓濾波電容兩端有無300伏輸出,若無應(yīng)重點查整流二極管、濾波電容等。測量高頻變壓器次級線圈有無輸出,若無應(yīng)重點查開關(guān)管是否損壞,是否起振,保護電路是否動作等,若有則應(yīng)重點檢查各輸出側(cè)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(yīng)重點檢查產(chǎn)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(nèi)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(wǎng)電壓的波動、浪涌都會引起電源內(nèi)電流瞬間增大而使保險絲熔斷。重點應(yīng)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(guān)管等,檢查一下這此元器件有無擊穿、開路、損壞等。如果確實是保險絲熔斷,應(yīng)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(xiàn)上述情況,則用萬用表測量開關(guān)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(xiàn)開路、短路現(xiàn)象,過壓、過流保護電路出現(xiàn)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(yīng)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(guān)管、整流橋、整流管等重要元件正常,故判斷不存在內(nèi)部嚴重短路的可能,估計保護電路動作。經(jīng)檢查此開關(guān)電源采用U3842 PWM控制芯片,經(jīng)查找相關(guān)的資料得知,當(dāng)U3842芯片的3端電壓高于1伏時,內(nèi)部電流敏感比較器輸出高電平,將PWM鎖存器復(fù)位使輸出關(guān)閉。通電測量U3842的3端高于1伏,6端無輸出,經(jīng)檢查相關(guān)電路,發(fā)現(xiàn)穩(wěn)壓管D2擊穿,如圖3,故PC1導(dǎo)通,致使U3842的3端為高電平,故6端無輸出,開關(guān)管不工作,直流側(cè)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(xiàn)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(guān)管的工作不穩(wěn)定,沒有及時進行散熱等。應(yīng)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。
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(jīng)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(cè)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(xiàn)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。
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