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開關電源的維修
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作者:pmoaf1d4f
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發(fā)布時間: 2017-04-27
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開關電源在工業(yè)自動化時代，已經(jīng)被用于到所有行業(yè)，其精密電路板和對電流電源的嚴格要求，使得開關電源電路板維修成為PCB維修行業(yè)中難度比較大的一中常見故障設備。
在開關電源維修之前，我們必須了解開關電源的工作原理，電源先將高電壓交流電通過全橋二極管整流以后成為高電壓的波動直流電，再經(jīng)過電容濾波以后成為較為平滑的高壓直流電。這時，控制電路控制大功率開關管將高壓直流電按照一定的高頻頻率分批送到高頻變壓器的初級。接著，把從次級線圈輸出的降壓后的高頻低壓交流電通過整流濾波轉(zhuǎn)換為能使負載工作的低電壓強電流的直流電。其中，控制電路是必不可少的部分。它能有效的監(jiān)控輸出端的電壓值，并向功率開關管發(fā)出信號控制電壓上下調(diào)整的幅度。在開關電源中，由于電源輸入部分工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，故障率最高;其次輸出直流部分的整流二極管、保護二極管、大功率開關三極管較易損壞，再就是脈寬調(diào)制器的反饋和保護部分。
一、在斷電情況下檢測
首先，在開關電源沒通電前，先用萬用表測一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關電源不起振或開關管開路引起的故障，則大多數(shù)情況下，高壓濾波電容兩端的電壓未泄放掉，此電壓有300多伏，如果不小心被閣下玉手摸到，一定讓你留下難忘的記憶!
由于檢修電源要接觸到220V高壓電，人體一旦接觸36V以上的電壓就有生命危險。因此，在有可能的條件下，盡量先檢查一下在斷電狀態(tài)下有無明顯的短路、元器件損壞故障。首先，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板上元件破裂，則應重點檢查此元件，一般來講這是出現(xiàn)故障的主要原因;聞一下電源內(nèi)部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件;問一下電源損壞的經(jīng)過，是否對電源進行違規(guī)的操作，這一點對于維修任何設備都是必須的。在初步檢查以后，還要對電源進行更深入地檢測。
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，如果電阻值過低，說明電源內(nèi)部存在短路，正常時其阻值應能達到100千歐以上;電容器應能夠充放電，如果損壞，則表現(xiàn)為AC電源線兩端阻值低，呈短路狀態(tài)，否則可能是開關管擊穿。然后檢查直流輸出部分脫開負載，分別測量各組輸出端的對地電阻，正常時，表針應有電容器充放電擺動，最后指示的應為該路的泄放電阻的阻值。否則多數(shù)是整流二極管反向擊穿所致。
二、加電檢測
在通過以上檢測后，就可以進行加電測試。這時候才是關鍵所在，需要有一定的經(jīng)驗、電子基礎及維修技巧。一般來講應重點檢查一下電源的輸入端，開關三極管，電源保護電路以及電源的輸出電壓電流等。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，則說明電源的處于保護狀態(tài)下，應重點檢查產(chǎn)生保護的原因。由于接觸到高電壓，建議沒有電子基礎的朋友需要小心操作。
三、常見故障
1.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，逆變功率開關管等，檢查一下這些元器件有無擊穿、開路、損壞等。如果確實是保險絲熔斷，應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管有無擊穿短路。
2.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，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。
3.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)在老式或是工作時間長的電源中，主要原因是各元器件老化，開關管的工作不穩(wěn)定，沒有及時進行散熱等。應重點檢查穩(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。
●電源維修實例1：某設備電源，通電后無電壓輸出，電源內(nèi)部發(fā)出‘吱吱吱’聲。這是電源過載或無負載的典型特征。先仔細檢查各個元器件，重點檢測整流二極管、開關管等。經(jīng)過仔細檢查，發(fā)現(xiàn)一個整流二極管(1N4007)的表面已燒黑，而且電路板也給燒黑了。找到同型號的二極管換下，在用萬用表一測果然是擊穿的。接上電源，可風扇不轉(zhuǎn)，‘吱吱吱’聲依然存在。用萬用表量+12V輸出只有+0.2V，+ 5V只有0.1V。這說明元件被擊穿時電源啟動自保護。測量初級和次級開關管，發(fā)現(xiàn)初級開關管中有一個已損壞，用相同型號的開關管換上，故障排除。以上檢查走了彎路，未通電前，應測量一下開關管是否損壞。
●電源維修實例2：沒有‘吱吱吱’聲,上一個保險絲就燒一個保險絲。由于保險絲不斷地被熔斷，搜索范圍就縮小了。可能發(fā)生的情況有3種：整流橋擊穿，大電解電容擊穿，初級開關管擊穿。電源的整流橋一般是分立的四個整流二極管，或是將四個二極管固化在一起。將整流橋拆下一量是正常的。大電解電容拆下測試后也正常，注意焊回時要注意正負極。最后的可能就只剩開關管了。這個電源的初級只有一個大功率的開關管。拆下一量果然擊穿，找同型號開關管換上，問題解決。
其實，電源維修電源并不難，一般電源故障都可以歸納總結(jié)為：保險絲熔斷、整流二極管損壞、濾波電容開路或擊穿、開關管擊穿以及電源自保護等，另外開關電源的電路相對較簡單，故障類型也比較少，很容易就能判斷出故障位置。所以電源維修只要有足夠的電子基礎知識，再多看看相關技術文章，平時多動動手，注意維修經(jīng)驗的積累，電源故障維修還是挺好解決的。
任何芯片級維修工作，都離不開經(jīng)驗的積累和靈活的維修思路。在遇到故障無法排除，或者是找不到故障根源的時候，往往靜下心來，或者干脆休息一小會兒，多角度的思考和排除故障，往往會有意想不到的效果。
從事電路板維修工作中，遇到電源維修，特別是高原電源電路板維修更要細心穩(wěn)重，以免發(fā)生更為嚴重的設備燒毀后果。
在開關電源維修之前，我們必須了解開關電源的工作原理，電源先將高電壓交流電通過全橋二極管整流以后成為高電壓的波動直流電，再經(jīng)過電容濾波以后成為較為平滑的高壓直流電。這時，控制電路控制大功率開關管將高壓直流電按照一定的高頻頻率分批送到高頻變壓器的初級。接著，把從次級線圈輸出的降壓后的高頻低壓交流電通過整流濾波轉(zhuǎn)換為能使負載工作的低電壓強電流的直流電。其中，控制電路是必不可少的部分。它能有效的監(jiān)控輸出端的電壓值，并向功率開關管發(fā)出信號控制電壓上下調(diào)整的幅度。在開關電源中，由于電源輸入部分工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，故障率最高;其次輸出直流部分的整流二極管、保護二極管、大功率開關三極管較易損壞，再就是脈寬調(diào)制器的反饋和保護部分。
一、在斷電情況下檢測
首先，在開關電源沒通電前，先用萬用表測一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關電源不起振或開關管開路引起的故障，則大多數(shù)情況下，高壓濾波電容兩端的電壓未泄放掉，此電壓有300多伏，如果不小心被閣下玉手摸到，一定讓你留下難忘的記憶!
由于檢修電源要接觸到220V高壓電，人體一旦接觸36V以上的電壓就有生命危險。因此，在有可能的條件下，盡量先檢查一下在斷電狀態(tài)下有無明顯的短路、元器件損壞故障。首先，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板上元件破裂，則應重點檢查此元件，一般來講這是出現(xiàn)故障的主要原因;聞一下電源內(nèi)部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件;問一下電源損壞的經(jīng)過，是否對電源進行違規(guī)的操作，這一點對于維修任何設備都是必須的。在初步檢查以后，還要對電源進行更深入地檢測。
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，如果電阻值過低，說明電源內(nèi)部存在短路，正常時其阻值應能達到100千歐以上;電容器應能夠充放電，如果損壞，則表現(xiàn)為AC電源線兩端阻值低，呈短路狀態(tài)，否則可能是開關管擊穿。然后檢查直流輸出部分脫開負載，分別測量各組輸出端的對地電阻，正常時，表針應有電容器充放電擺動，最后指示的應為該路的泄放電阻的阻值。否則多數(shù)是整流二極管反向擊穿所致。
二、加電檢測
在通過以上檢測后，就可以進行加電測試。這時候才是關鍵所在，需要有一定的經(jīng)驗、電子基礎及維修技巧。一般來講應重點檢查一下電源的輸入端，開關三極管，電源保護電路以及電源的輸出電壓電流等。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，則說明電源的處于保護狀態(tài)下，應重點檢查產(chǎn)生保護的原因。由于接觸到高電壓，建議沒有電子基礎的朋友需要小心操作。
三、常見故障
1.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，逆變功率開關管等，檢查一下這些元器件有無擊穿、開路、損壞等。如果確實是保險絲熔斷，應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管有無擊穿短路。
2.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，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。
3.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)在老式或是工作時間長的電源中，主要原因是各元器件老化，開關管的工作不穩(wěn)定，沒有及時進行散熱等。應重點檢查穩(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。
●電源維修實例1：某設備電源，通電后無電壓輸出，電源內(nèi)部發(fā)出‘吱吱吱’聲。這是電源過載或無負載的典型特征。先仔細檢查各個元器件，重點檢測整流二極管、開關管等。經(jīng)過仔細檢查，發(fā)現(xiàn)一個整流二極管(1N4007)的表面已燒黑，而且電路板也給燒黑了。找到同型號的二極管換下，在用萬用表一測果然是擊穿的。接上電源，可風扇不轉(zhuǎn)，‘吱吱吱’聲依然存在。用萬用表量+12V輸出只有+0.2V，+ 5V只有0.1V。這說明元件被擊穿時電源啟動自保護。測量初級和次級開關管，發(fā)現(xiàn)初級開關管中有一個已損壞，用相同型號的開關管換上，故障排除。以上檢查走了彎路，未通電前，應測量一下開關管是否損壞。
●電源維修實例2：沒有‘吱吱吱’聲,上一個保險絲就燒一個保險絲。由于保險絲不斷地被熔斷，搜索范圍就縮小了。可能發(fā)生的情況有3種：整流橋擊穿，大電解電容擊穿，初級開關管擊穿。電源的整流橋一般是分立的四個整流二極管，或是將四個二極管固化在一起。將整流橋拆下一量是正常的。大電解電容拆下測試后也正常，注意焊回時要注意正負極。最后的可能就只剩開關管了。這個電源的初級只有一個大功率的開關管。拆下一量果然擊穿，找同型號開關管換上，問題解決。
其實，電源維修電源并不難，一般電源故障都可以歸納總結(jié)為：保險絲熔斷、整流二極管損壞、濾波電容開路或擊穿、開關管擊穿以及電源自保護等，另外開關電源的電路相對較簡單，故障類型也比較少，很容易就能判斷出故障位置。所以電源維修只要有足夠的電子基礎知識，再多看看相關技術文章，平時多動動手，注意維修經(jīng)驗的積累，電源故障維修還是挺好解決的。
任何芯片級維修工作，都離不開經(jīng)驗的積累和靈活的維修思路。在遇到故障無法排除，或者是找不到故障根源的時候，往往靜下心來，或者干脆休息一小會兒，多角度的思考和排除故障，往往會有意想不到的效果。
從事電路板維修工作中，遇到電源維修，特別是高原電源電路板維修更要細心穩(wěn)重，以免發(fā)生更為嚴重的設備燒毀后果。
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