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1、电源知识简介 ABJRMAHuanqing 08.06,主要内容,一.电源原理介绍 二.电源常见故障检测及维修,开关电源是相对线性电源说的。开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的导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的电源 开关电源的开关管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高而且省掉了大体积的变压器。 线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。 开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波 ；线性电源无此缺陷 ，纹
2、波可以做到5mV以下。,何谓开关电源?,电源的基本结构,开关电源，从总体上来看电路共分四大部分： 一、输入电路 二、变换电路 三、输出电路 四、控制电路,输入电路包括有三部分：线路滤波器、浪涌电流抑制电路以及整流电路,输入电路,1.线路滤波器的主要作用是讲电网电源线进入的外来噪声衰减，防止下级连接的电路或部件，以及接于输出端的设备产生误动作。另一方面，又可对开关电源产生的传导噪声或者辐射噪声进行衰减，不至于对其他电子设备产生电磁干扰。组成线路滤波器的主要部件是扼流线圈的电容，根据所产生噪声电平大小以及使用频率高低来选定回路、所用部件、材料以及决定它们的数值等。 2.浪涌抑制电路是输入电路的第二
3、部分。开关电源的输入端因为是整流平滑滤波电容器输入的，当接通交流电源时，滤波电容器就有充电电流通过。这就是一种浪涌电流，它是在输入电压最大，相位90时得到最大值。为了保护输入电源的ON/OFF开关接点，防止电源线发生故障，必须抑制浪涌电流。常利用NTC的负温度系数特性来抑制浪涌电流。 3.整流电路，是输入电路的第三部分，常以桥式整流电路来整流。桥式整流器的选择要注意电压、电流、温度等几个方面。,变换电路,功率变换电路是由开关电路和开关变压器组成，是开关电源中的最关键的部分。 在此部分中，变压器常用的是forward，开关管是mosfet，PFC分为主动PFC和被动PFC 被动式PFC利用cho
4、ke储能原理，将输入电流部分转换成磁能先储存在choke上，再将此能释放成电能，以加长输入电流的导通时间，并下降输入电流之峰值，进而改善PF值与harmonic。其效率较低，但利于EMI设计。,主动式PFC的harmonic很好， PF值高， 效率高；但cost高，占用PCB，线路复杂，reliability下降，影响EMI。,开关电源的控制方式最常用的是脉冲宽度调制方式. 控制电路的主要作用是向驱动电路提供一对脉冲，通过从输出端取样，控制脉冲电压的有无，脉冲宽度的宽与窄，来调节和输出电压之间的关系.,控制电路,输出电路包含有以下几个部分： RC尖峰抑制线路 整流滤波电路 输出扼流圈 输出电容
5、 输出反馈 输出保护电路,输出电路,开关电源的输出电路是一种整流滤波电路。1.它的作用是将高频变压器副边方波电压整流成单向脉动直流，并将其平滑成设计要求的低纹波直流电压。2.另一重要功能是抑制尖峰噪声，尤其是抑制开关整流二极管反响恢复时间内电流急剧恢复产生的尖峰噪声。3.输出电路中的整流二极管使用肖特基二极管、快速恢复二极管等。整流二极管的参数设计应按照输出电压、电流、开关频率等进行选择。4.输出扼流圈的设计要注意电感量是否合适，如果超过所需感量，负荷过重会产生低频振荡；电感量过小会产生间歇振荡，对开关管的电流波形有很大的影响。5.输出电路中的电容要注意其使用电路的电压，还要兼顾其各组输出的纹
6、波设计。同时对于电容本身来说，cap life是一个很重要的考量因素。,输出的反馈线路,反馈回授线路调节线路的稳定性，并将负载的变化情况取样反馈给PWM线路，来调节PWM的占空比的，使输出电压达到稳定。,该线路提供保护线路和PGO线路。 正常工作时，pin FPL_N呈低电平，当出现OVP,OCP,UVP等情况时，该pin FPL_N就会从低电平跳到高电平，从而将整个电源保护掉。,输出的保护线路,+5Vsb辅助线路,常见故障检测维修,对于故障电源，为避免产生新的故障，尽量先拆开电源外壳进行察看，无明显故障现象后再通电观察其他现象。一. 首先目测有无零件明显烧毁;PCB锡面有无虚焊，短路，断线等
7、现象二、检测保险丝有无OPEN。正常保险丝阻抗为零，OPEN保险丝的阻抗无穷大，若保险丝为OPEN，一般有较严重的短路故障，应着重检测桥式整流器是否short，电解电容是否爆,mosfet是否被击穿;三.若通过目测和万用表的量测未发现有不良的元器件，则可以上电进行观测现象,一、通电首先量测有无+5Vsb，若无，则从以下几个方面来分析： a.查看socket是否完好 b.查看保险丝是否完好 c.量测bulk cap上的是否有电压，若为两个电容串联的，则每个电容上的电压为150V左右；若只有一个电容，则电容上的电压为300V左右。 d.若以上三点均正常的话，则着重分析+5VSB线路，从初级到次级，
8、沿着线路逐个检测零件；若从量测上无法明显判断零件是否损坏，则可在通电的情况下，从电压的输入端开始逐个量测各点电压，当量测到某个点的电压不正常时，就可从此点所在回路找出故障原因。,常见故障举例,二、通电量测有+5Vsb，但无主输出，则从以下几点分析： a.分析初级部分：检测PWM mosfet和PFC mosfet是否被击穿；PWM控制IC和PFC控制IC是否烧毁（若IC的VCC pin和GND pin之间的阻抗只有几十欧姆或更小的话，此IC一定被击穿。正常的IC这两pin之间的阻抗是几百K欧姆或更大）。 b.初级部分未发现异常，继续分析次级部分：由于次级整流线路的肖特基二极管的pin与变压器相
9、连，若直接量测必然为任何两pin之间的阻抗都为零。这时就需要将肖特基的pin吸空，再进行量测时就量测是肖特基的单体，即可判断是否被击穿。另外还需查看输出电容是否有鼓包的现象，电容在长时间的高温情况下易出现爆的情况,三、电源通电后，风扇不转 有时会遇到这种情况，电源通电后，量测+5VSB电压正常。将PS-ON对地短接后，看到风扇不转或者是风扇转一下马上就停掉的现象。在这种情况下，最好是拿万用表量测一下各个输出的电压，若输出正常，说明风扇有问题，只需要将风扇换掉就可以解决问题。 四、电源运行一段时间就断电，有保护现象 当出现保护现象的情况时，可以将次级的保护IC的pin2&pin3短路，借此是判断是初级保护还是次级保护。 如果短路pin2&pin3后，仍无输出，则可判定是初级保护，着重检测PFC的控制线路。如果短路后有输出，则可判定是次级保护；并且从输出电压情况来分析具体是哪组输出出现保护现象。,五、维修需要注意的几点： 1.修好的电源除了要量测每组输出的电压是否正常外，还需要量测Power Good信号； 2.更换的零件需要加热缩套管的地方一定要加，其作用除了防止零件之间短路之外，还有是根据某些零件的特性，如varistor。 3.锁螺钉的时候要注意，不要将螺钉遗落在电源内，以免造成短路。 4.最好将维修好的电源接在主板上上电burn in，可检测电源端子是否均完好。,
