开关电源的工作原理和故障检测

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1、开关电源的工作原理和故障检测2007-08-2116:17工作原理    开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的开通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转化为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！！成本很低．如果不将50HZ变为高频那开关电源就没有意义开关电源的工作原理是:1.交流电源输入经整流滤波成直流;2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;3.开关变压器次级感应出高频电压

2、,经整流滤波供给负载;4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源.主要用于工业以及一些家用电器上，如电视机，电脑等    开关电源是利用现代电力技术，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

3、源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET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，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，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阔的发展空间。开关电源高频化是其发展的方向，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，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。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

4、境方面都具有重要的意义。     如果要学会排除开关电源的故障，我们得对其工作原理以及哪些元件易损坏有个了解（图1、2）。当市电从输入端输入时，首先到达由电容和电感组成L型或π型滤波电路进行滤波，以消除市电中的浪涌电压和干扰信号，提高电源质量。同时，在市电输入端还串接有保险管，当电源发生短路性故障时，保险管熔断，避免故障扩大化。并且，现在大多数的开关电源输入端还并有压敏电阻。这种电阻当电压正常时，阻值为无穷大，不影响电路的工作。而一旦电压过高，压敏电阻将短路，使通过保险管的电流增大，保险管熔断，避免了因高压致其他元件损坏。经过滤波后的交流电经二极管桥式整

5、流电路和高压大容量电容滤波后，生成300V的高压直流电压，之后该电压经电阻降压和简单稳压后送入振荡控制电路以生成振荡信号，生成的振荡信号通过电源振荡管放大后，配合高频变压器，会被转变为低压交流电压，低压交流电压再经过一次整流滤波后，就可以生成各种可供设备使用的低压直流电了。另外，在主电压输出端，还设有电压采样反馈电路，将当前电压反馈回振荡控制电路，一旦主电压由于负载变化而产生电压漂移时，振荡控制电路将改变振荡脉宽，以保证输出电压的稳定性。同时，当负载短路时，采样反馈信号也会及时通知振荡控制电路，停止电压的输出，避免电源因过载而损坏。故障检测的方法    

6、 对开关电源有了一个基本了解后，我们来看看故障的检测与维修方法。     首先应观察电源保险管是否损坏。如保险管损坏，不能急于更换，必须要先检查电源是否存在短路现象。方法：用万用表的电阻挡测试电源保险管后的交流端（如图3测试点一），其正常电阻应在数十千欧姆以上，如电阻为零，则说明电源存在交流短路现象。另外，我们还应重点检查电源的交流滤波电容是否损坏；同时如果有压敏电阻的话，还应检查这一电阻。如上述测试结果正常，我们接着应检测电源的四个整流二极管（测试点二）。在正常状态下，二极管的正向电阻为数k（用万用表×1k挡测试），反向电阻接近无穷大。如发现测试结果不

7、正常，则需更换。顺着排查下来，接着要做的是测试电源的直流电阻这一部位（测试点三），其正常电阻也在数k，如电阻为零，则说明存在直流短路。造成直流短路的原因比较多，像滤波电容短路性损坏、电源振荡管损坏，振荡集成块及外围电路部分损坏都可能造成短路现象。在此，需要说明的是在更换电源振荡管之前，必须确定振荡集成块及外围电路正常，否则会造成电源管的再次损坏。     排除了开关电源上述问题后，说明故障大多存在于振荡控制电路、采样反馈电路或负载上。这时，我们应先检查振荡集成块的供电电路是否正常（测试点四），其正常的电压应该在10V左右（特别提醒：由于测试电压应在通电情

8、况下进行，而电源板上有高压的市电，因此要特别注意人身安全，不可尝试直接触摸电源的