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1、1开关稳压电源的维修开关电源就其与负载的连接方式来说，有并联式和串联式两种类型。串联式开关电源主要用在早期的电视机中，这种开关电源通过开关调整管及整流二极管与电网相连，整个机板与电网相通，使机板带电，不便于与外部其他电气设备相连接，因此在现代电子设备中已很少使用，取而代之的是并联型开关电源。并联型开关电源输出端与电网通过开关变压器，电路板上除开关变压器初级与电网相连通外，其余部分与电网都不直接相连，机板不带电，安全性好，也容易与外部设备相连接。因此，并联型开关电源在现代电气设备，尤其在互联网及办公设备中得到了广泛应用。现代并联型开关电源电路主要有两种形式：一种是由分立元件构成的单管自激振荡式和
2、由集成电路构成的他激式单管开关电源，另一种是双管半桥式脉冲可调式开关电源。单管开关电源自身组成振荡电路，直接进行功率变换，电压调简单，但不宜用对双极性输出电压调整，输出功率相对较小，主要用在电视接收机、显示器、传真机、打印机及各种充电器中。双管半桥式开关电源采用专用脉冲产生电路，两个开关管做模拟开关交替工作，工作稳定，功率变换效率高，输出电压调控易行，容易增设保护电路。这种电源适用于功耗较大的电气设备。就电路功能来讲，不管是哪种开关电源，都包括交流输入及抗干扰电路、整流滤波电路、启动电路、开关振荡管、开关变压器、稳压控制电路、脉冲整流输出电路以及过压过流保护电路等。单管并联式开关电源的结构电路
3、组成单管并联式开关电源电路的主要由交流输入及抗干扰电路、整流滤波电路、启动电路、开关振荡管、开关变压器、正反馈（或有专用脉冲产生集成电路） 、稳压控制电路、脉冲整流输出电路、过压过流保护电路等组成。电路结构框图 单管并联式开关电源电路结构框如图单管并联式开关电源工作原理2220V 交流市电经开关（或无开关） 、保险管，在经滤波器滤除其中的高频杂波，由桥式整流及电容滤波后得到 310V 的直流电压。310V 电压一路通过启动电路回到开关管控制极或到 PWM 脉冲产生电路，产生驱动脉冲控制开关管开始导通，另一路经过开关变压器初级加到开关管上。在 PWM 脉冲的驱动下，开关管工作有开关状态。在开关变
4、压器 T 的初级绕组（L1）中流过脉冲电流，在其输出绕组（L3）中也产生感应电压。反馈绕组（ L2）产生的感应电压在分立元件构成的开关电源中用于反馈，维持开关管工作于开关状态；在集成电路组成的开关电源中用于为集成电路提供辅助电源。输出绕组（L3）中产生的感应电压经脉冲整流得到输出电压，为负载提供电源。不同的电源，其输出绕组的多少不同（一般有 24 组） ，输出的电压也不同。稳压控制电路从输出电压中取出样品电压，与基准电源相比较，产生误差电压。误差电压通过改变 PWM 脉冲的频率和宽度来改变开关管导通的时间长短和频率，从而调整输出电压的高低，实现稳压控制。双管半桥式开关电源的结构电路组成双管半桥
5、式开关电源电路主要由交流输入及抗干扰电路、整流滤波电路、开关管、开关变压器、稳压控制电路、PWM 脉冲产生电路、功率变换电路、过压过流保护电路等组成。与单管自激振荡开关电源不同是，双管半桥式开关电源电路采用两个功率开关管，启动方法有自缴式启动和他激式启动两种。双管半桥式开关电源的结构框图双管半桥式开关电源工作原理简述市电经抗干扰、整流后由串联的 C1 与 C2 滤波后得到+310V 直流电压，在 C1 与C2 上个形成对称的、约+155V 的电压。辅助电源电路得到+310V 电压后，开始工作产生辅助电压，并加到PWM 脉冲产生电路。在开机电路控制下，PWM 电路产生相位相反的两个脉冲，经驱动电
6、路通过脉冲变压器 T3，在 L1 与 L2 中分别产生相位相反的两个驱动脉冲，分别驱动开关管 1 和开关管 2 轮流工作于开关状态。开关管 1 导通时，开关管 2 截止。C1 上的+155V 电压通过开关管 1、T4 初级绕组、C3 回到C1 负极构成回路，在 T4 初级产生由上而下的电流。开关管 2 导通时，开关管 1 截止。C2 上的+155V 电压通过开关 C3、T4 初级绕组、开关管2、经地回到 C2 负极构成回路，在 T4 初级产生由下而上的电流。 、T4 为功率变换变压器，是开关电源中体积最大的元件。T4 初级中流过的相反方向的电流由次3级个绕组经整流得到不同的输出电压，为负载提供
7、电源。稳压控制电路从输出电压中取出样品电压，与基准电源相比较，产生误差电压，经稳压控制电路送到 PWM 脉冲产生电路，调整输出脉冲的宽度和频率；再经驱动电路调整两只开关管的导通时间或频率，使流过 T4 初级的电流改变，从而调整输出电压。主电源电路分析与检修主电源电流分析电源的主电源电流主要由交流输入，抗干扰及整流滤波电路和双管半桥式开关主回路电路等组成。1. 交流输入、抗干扰及整流滤波电路主电源的交流输入、抗干扰及整流滤波电路与辅助电源使用同一个交流输入电路。参考图所示电路，交流电经整流后产生 310V直流高压，在 C7、C8 上分别产生 155V 对称直流高压输出，R2 与 R3 为均压电阻
8、，保证 C7 与 C8 上的电压相等。这里没有使用单电容滤波是应双管半桥式主开关电源所需。在早期的 PC 的电源中，当使用 110V 交流电源时，设计有一个开关，开关闭合，将 L 或 N 与电容 C7、C8 的中间点直接相连，就组成倍压整流滤波电路，在 C7、C8上分别产生 155V 直流高压输出，经电压叠加，输出 310V 直流高压。该转换电路的作用是保证在两种不同输入电源的环境下都能产生相同的对称工作电源输出。目前电脑的开关电源已不再有这个转换开关，而是直接使用 220V 交流电。2. 开关主回路（双管半桥式）电路由大容量电解电容与开关管及 C9 组成桥式连接构成，其回路负载时高频变压器
9、T4 的初级绕组，如图所示电路在通电状态下，电解电容上各有 150V 直流高压，相当于一对正负对称电源。当 G1导通，G2 截止时，C7 上的电压从正极经 G1 的漏极、源极和 T4、C9 回到 C7 的负极，组成放电回路，电流由上至下流经 T4：当 G1 截止、G2 导通时，C8 上的电压从正极经 C9、T4下端、上端和 G2 的漏极、源极、通过地回到 C8 的负极，组成放电回路，电流由下至上流经 T4.可见，G1、G2 在 PWM 芯片 TL494 提供的两路频率约几十千赫、相位差为 180、宽度可变的调制脉冲驱动下轮流工作有饱和与截止状态，为高频变压器 T4 提供高频交变工作电流，再经次
10、级绕组完成功率变换，输出不同的直流电压。其中的 C10 与 R8 用来消除谐振。T3 为脉冲驱动变压器，76 绕组与 54 绕组绕向不同。初级的驱动脉冲被 T3 的 76 绕组与 54 绕组分解为相位相差 180的两个脉冲，分别驱动 G1 和 G2，使它们轮流导通与截止。电阻 R4 与 R5、R6 与 R7 用于限流匹配，防止产生谐振。3. 高频功率变换及低压输出电路（1） 高频功率变换电路4下面以银河系列 ATX2P4-1 电源为例，高频功率变换电路，如图所示。在双管半桥式开关主回路中，T4 为高频功率变换变压器，是功率变换的主要元件，体积最大。开关管 G1 与 G2轮流导通，在 T4 初级
11、绕组中流过正反两个方向的电流，根据变压器工作原理在次级1G 与 2G 以及 3G 和6G 绕组中必然产生方向不同的感应电动势。1G 与2G 绕组匝数相等，绕向相反；3G 与 6G 绕组匝数相等，绕向相反。因此，在1G 与 2G 绕组中产生的感应电动势大小相等，方向相反；同理，在 3G、6G 绕组中产生也产生大小相等，方向相反的感应电动势。1G、 2G 绕组和 3G、6G 绕组匝数不同，因此感应电动势不同。在银河系列 ATX2P4-1 电源中，1G 、2G 绕组为+12V 输出绕组，3G、6G 绕组为+5V 输出绕组。在有些机型中，还设有+3.3V 专用绕组。（2）低压整流输出电路在图中，开关主
12、电路中 T4 的正反不同方向的电流通过高频变压器，在次级各绕组中将得到不同的感应电压，分别经高频全波整流，滤波后得到主机工作需要的5V 和12V 直流电压，电路中，D2 及 D1 为肖特基整流二级管组件，可对正极性脉冲进行整流得到+12V 和+5V 直流电压，其工作电流较大，损坏后是不可随意用其他二级管代替的。D3、D4 和 D5、D6 为 4 个独立的二极管，可对负极性脉冲整流得到5V 和12V 直流电压。这 4 组输出电压采用 LC 滤波电路，用以减小输出直流电压的纹波系数，保证微机系统的稳定运行。这里用到的滤波电感被绕制在同一个磁芯内，称为功率因素校正变压器，但它并没用变5压作用，只是起
13、到滤波校正的作用。电路中，D2、L1、D（实物板上无编号）及辅助电源中的 CO 组成倍压整流滤波电路，当主开关电源工作后，在输出端达到+24V 直流电压，可由这个 +24V 电源代替辅助电源中的+B=12V电源。电路中，C10 与 R8 用于消除 T4 初级绕组的谐振，防止产生振荡。R52、C23 用于保护二极管，R47、 R48 和 R49 为各路输出电压的负载，可避免电源因空载造成输出电压升高。某些机型中用到的+3.3V 电压产生电路如图所示+3.3V 电压产生电路主要有两种形式：一种是使用+5V 绕组，经全波整流后由一只三极管调整输出+3.3V，如新生代电源；另一种是由从+5V 输出电压
14、串联一只场效应管 G3 进行调整后输出+3.3V。+12V 电压通过电阻 R13，一方面为 G8 提供电流源，另一方面通过电阻 R45 为 G3 控制极提供电压，使 G3 导通，使+5V 电压源通过 G3 在电阻 R46 上产生输出电压。这个电压又电压通过电阻 R44 加到 G8 的控制极极，与其内基准电压相比较，产生误差电压控制器 IKA，改变 G3 的栅极电源，进而调整 G3 的输出电压。最终，使 G3 输出稳定的+3.3V 电压。在有些机型中，设置有专用+3.3V 绕组，经整流滤波输出 +3.3V 电压。4PWM 脉冲产生电路在电脑开关电源中，由于功率消耗较大，一般都采用双管半桥式开关电
15、源，因此就要有一对相位相差 180的 PWM 调制脉冲来驱动，调制脉冲的产生通常有专用集成电路来完成。在现代电源中最为常见的脉宽调制集成电路有 494 系列（如 TL494、LM494 等） ，此外还有 3524 系列（如SG3524、CA3524 等） 。3524 系列多用在 UPS 电源中。494 系列集成电路作为脉宽调制组件，因结构简单、性价比高等优点，在开关电源中得到了广泛应用。下面以 TL494 为例，对其工作原理进行说明。TL494 集成电路结构TL494 采用 16 脚双列 DIP 封装，其实物图和内部结构框图如图所示TL494 的内部短路包括基准电压发生器、振荡器、间歇期调调整
16、电路、两个误差放大器、PWM 比较器和输出放大电路等。TL494 各引脚的用途及作用如下： TL494 的第 12 脚为供电端，其典型电压为+15V，一般采用 12V 供电。 第 14 脚内部位+5V 基准电压发生器，只要第 12 脚加上+12V 工作电压，第 14 脚就能输出+5V 基准电压。基准电压供 TL494 的内部和外部电路使用。 第 6 脚外接定是电阻 RT，第 5 脚外接定是电容 CT，它们与内电路6构成振动器。振动器的振荡频率为f =1.1/RTCT振动器输出的锯齿波电压送入间歇期调整电路及 PWM 调整电路。 第 4 脚内部为间歇期调整电路，在外加电压（03.5V）的控制下，能强行控制振动器的输出脉冲宽度。第 4 脚外加电压高于 3.5V 后，输出脉冲宽度为零，该电压称为死区电压，第 4 脚又称为死区控制端。电脑主机的开机及保护功能，就是利用控制第 4脚的外加电压来实现的。 第 1 脚与第 2 脚内部为一个误差放大器，通常用作输出电压监视。开
