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浅谈微机中的开关电源
时间:2021-10-17 08:34:45 点击次数:663

在微机中的开关电源是故障率较高的几个部件之一。现在微机普遍选用脉冲宽度调制转换式开关直流稳压电源,其结构大体相同,故障检修都有一定规矩。下面先简述开关电源的运转原理,并介绍一些开关电源常见故障的检修方法,以供参考。

 

一、开关电源的运转原理

开关电源一般都是脉宽调制转换型开关直流稳压电源,它由输入电路、功率转换电路、控制电路、保护电路及主机发动电路构成,大都选用他激式双管半桥型。运转进程如下:接通电源后,交流输入通过交流低通滤波器再经整流滤波线路,得到约300V的直流高压,经电容C1C2分压后加给两只推挽功率开关管Q1Q2 ﹔直流高压还驱动电源内部所需的辅佐电源,为脉宽调制组件(一般用TL494SG3524集成块)供给运转电源。控制组件输出两路相位相差180度、频率约几十千赫、宽度可调的驱动脉冲,分别驱动推挽功率开关管Q1Q2,使两管轮换处于丰满与截止情况。两个推挽功率开关管Q1Q2和电容器C1C2构成桥路的四臂,组成桥式衔接,高频变压器的初级绕组作为桥式回路的负载。当功率管未受触发信号作用时,两电容充电,因电容C1C2容量相等则Vc1=Vc2,其值为直流高压的一半约150V。当触发信号作用使Q1丰满Q2截止时,C1沿Q1及变压器T1初级绕组放电,一起电源通过Q1T1初级绕组对C2充电;Q1截止Q2丰满时,C2放电C1充电。在一个周期内T1初级绕组两端产生±150V的对称脉冲方波,这一方波在T1次级各绕组中感应出脉宽调制脉冲电流,经各自的整流滤波回路后,向微机负载供给±5V±12V直流电压。电路以+5V输出电压为反响信号,送到控制组件取样扩展器的同相输入端与基准电压相比较,比较的过失经扩展后控制脉冲方波的宽度,从而调整+5V直流输出的电压值,到达稳压的目的。为了使电源安全运转,一般设有过流、过压保扩和市电欠压保护等电路。

 

二、开关电源故障的检修方法

开关电源的功率和负载电流较大,一旦呈现故障,大多数情况会烧坏一些器材。为了防止产生新的故障,应快速定位并进而扫除故障。可选用先冷态检查,再热态检验的方法进行故障检测。

1.冷态检查法

确定电源有故障后可翻开电源盒盖,先检查是否有明显损坏的元件。

首要检查保险丝,如保险管发黑、有亮斑,一般为严重短路故障,应着重检查桥式整流电路中的二极管是否击穿,高压滤波电解电容是否击穿,两个功率开关管是否损坏;其次再检查有无焦黑、爆裂、变形变色元件,有无虚焊、断线、短路等现象。如无以上明显现象,可用万用表检测几个要害点的电阻值,以确认故障部位。

不接电源,用万用表R×1K检测交流输入两端的电阻,可大致判别出功率转换电路及其从前电路的元件损坏情况。检测输入电路的电阻时,如表针先偏转到几十千欧的方位再逐渐退到200K左右,说明电路底子正常;如表针没有先大后小的偏转进程,则说明高压滤波电解电容已无充放电才能;检测时短路或电阻值很小,则或许是整流电路的二极管或滤波电容击穿;如测得开路,则或许是保险管或限流电阻等断开。

②检测高压整流输出两端的正反向电阻,正向电阻应为300K左右,反向为几十千欧,且应有较大的充电现象;检测开关管Q1Q2各极间正反向电阻,阻值应分别相同,否则说明从高压整流输出到开关变压器初级这部分电路有元件损坏。检测5V、土12V输出端的电阻应不为零,正反向电阻值应不同,否则说明开关变压器次级某绕组及某路输出电路有元件损坏。

2.热态检验法

如上述检查未发现损坏元件,则可通电检验电路几个要害点的电压值来确诊电源的故障。为防止空载引起过压保护,可在+5V输出端加一只5Q/10W左右的电阻作为假负载。

接通电源后测高压整流输出规矩负极间的直流电压,正常时为300V左右,C1C2衔接点及Q1Q2衔接点的电压应为直流高压的一半,约150V左右,否则说明高压整流及从前的电路有元件损坏。

通电后如直流高压正常,则应检测低压输出的四组电压(±5V±12V)是否正常,如某组不正常则故障或许出在某组电路,应重点检测其对应的电路。

如各组输出电路没有损坏元件,检测要害应放在TL494组件上,检测TL494各引脚的电压值并与正常时的电压值相比较,依据比较成果,检查相应的元件以及保护电路。

 

三、开关电源常见故障的修补及举例

1.开关电源烧坏,保险丝熔断

这类故障多为过流形成,故障部位一般在电源输入部分,常见的有交流滤波电容或高压滤波电容击穿、整流二极管击穿及功率开关管击穿等。修补时可用前面介绍的冷态检查法找出损坏的元件,替换后即可修正。

2.电源无输出

这类故障先检查保险丝,若保险丝熔断,则可用第一类故障处理方法,扫除故障;如保险丝无缺,则选用前面介绍的热态检验法,检测遍地的电压,以确认故障部位。常见的有:功率开关管损坏,控制组件损坏,低压直流的整流二极管损坏,过流、过压保护电路误动作等。修补时先判别功率开关管是否无缺,各路低压整流电路是否正常,如都正常,则可加电检查功率开关管的基极是否有驱动脉冲,如没有驱动脉冲,则检查控制组件是否正常,一般先检查控制组件的辅佐电源,正常时为15V左右(TL49491012脚,SG3524 121315);然后检查守时元件应有锯齿波产生(TL4945脚,SG35247),再检查控制保护脚(TL4944脚应为0.25VSG35249脚应为非零),如这几个引脚电压正常,则应在驱动脉冲输出脚(TL494811脚,SG35241114)测得一对相位相反的方波脉冲,否则,控制组件损坏应替换。

3.电源电压输出不准确

电源电压有输出但不准确,这说明电源的输入、整流、转换、输出端的直流电压底子是正常的,一般调整输出电压调理电位器就可把+5V等各档电压调到标准值,如调理失灵,则或许是电位器或取样分压电阻损坏。假设只要一组电压违背较大,而其它各组电压正常,则是该组电压的稳压器或整流二极管损坏,换上相同类型的元件,即可扫除故障

4.电源带负载才能差

电源只向系统板供电时正常,而接上硬盘等部件时,不能运转。这类故障一般发生在输入整流后的滤波电容或+12V整流二极管元件上。修补时,在确认整流电路正常的情况下,检测滤波电容两端的电压,应各为150V左右,否则滤波电容有故障,替换电容即可扫除故障

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