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开关电源的常见故障和维修技巧

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开关电源的常见故障和维修技巧

发布日期:2017-09-07 作者:来源网络 点击:

目前,开关电源已逐渐进入我们的日常生活和生产中,它以节能,环保,性价比高等优点,很快取代了以往传统的那种既笨重效率又低的“线性电源”,很快被人们所接受。本文就着重介绍了高压电源厂家的开关电源常见故障、注意事项以及维修技巧。

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  A. 开关电源常见故障


  1,保险丝熔断


  一般情况下,保险丝熔断说明电源的内部线路有问题。由于电源工作在高电压、大电流的状态下,电网电压的波动、浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。重点应检查电源输入端的整流二极管,高压滤波电解电容,逆变功率开关管等,检查一下这此元器件有无击穿、开路、损坏等。如果确实是保险丝熔断,应该首先查看电路板上的各个元件,看这些元件的外表有没有被烧糊,有没有电解液溢出,如果没有发现上述情况,则用万用表测量开关管有无击穿短路。需要特别注意的是:切不可在查出某元件损坏时,更换后直接开机,这样很有可能由于其它高压元件仍有故障又将更换的元件损坏,一定要对上述电路的所有高压元件进行全面检查测量后,才能彻底排除保险丝熔断的故障。,


  2,无直流电压输出或电压输出不稳定


  如果保险丝是完好的,在有负载情况下,各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的:电源中出现开路、短路现象,过压、过流保护电路出现故障,辅助电源故障,振荡电路没有工作,电源负载过重,高频整流滤波电路中整流二极管被击穿,滤波电容漏电等。在用万用表测量次级元件,排除了高频整流二极管击穿、负载短路的情况后,如果这时输出为零,则可以肯定是电源的控制电路出了故障。若有部分电压输出说明前级电路工作正常,故障出在高频整流滤波电路中。高频滤波电路主要由整流二极管及低压滤波电容组成直流电压输出,其中整流二极管击穿会使该电路无电压输出,滤波电容漏电会造成输出电压不稳等故障。用万用表静态测量对应元件即可检查出其损坏的元件。


  3,电源负载能力差


  电源负载能力差是一个常见的故障,一般都是出现在老式或工作时间长的电源中,主要原因是各元器件老化,开关管的工作不稳定,没有及时进行散热等。应重点检查稳压二极管是否发热漏电,整流二极管损坏、高压滤波电容损坏等。


  B. 开关电源注意事项


  1,选择开关电源时应注意事项


  1)选用合适的输入电压规格。


  2)选择合适的功率。为了使电源的寿命增长,可选用多30%输出功率额定的机种。


  3)考虑负载特性。如果负载是马达、灯泡或电容性负载,当开机瞬间时电流较大,应选用合适电源以免过载。如果负载是马达时应考虑停机时电压倒灌。


  4)此外尚需考虑电源的工作环境温度,及有无额外的辅助散热设备,在过高的环温电源需减额输出。环温对输出功率的减额曲线。


  5)根据应用所需选择各项功能:


  保护功能:过电压保护(OVP)、过温度保护(OTP)、过负载保护(OLP)等。


  应用功能:信号功能(供电正常、供电失效)、遥控功能、遥测功能、并联功能等。


  特殊功能:功因矫正(PFC)、不断电(UPS)


  6)选择所需符合的安规及电磁兼容(EMC)认证。


  2,使用开关电源之注意事项


  1)使用电源前,先确定输入输出电压规格与所用电源的标称值是否相符;


  2)通电之前,检查输入输出的引线是否连接正确,以免损坏用户设备;


  3)检查安装是否牢固,安装螺丝与电源板器件有无接触,测量外壳与输入、输出的绝缘电阻,以免触电;


  4)为保证使用的安全性和减少干扰,请确保接地端可靠接地;


  5)多路输出的电源一般分主、辅输出,主输出特性优于辅输出,一般情况下输出电流大的为主输出。为保证输出负载调整率和输出动态等指标,一般要求每路至少带10%的负载。若用辅路不用主路,主路一定加适当的假负载;


  6)请注意:电源频繁开关将会影响其寿命;


  7)工作环境及带载程度也会影响其寿命。


  C.开关电源的维修技巧


  1、修理开关电源时,首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路,开关电源外壳如电源整流桥堆,开关管,高频大功率整流管;抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断。再检测各输出电压端口电阻是否异常,上述部件如有损坏则需更换。


  2、第一步完成后,接通电源后还不能正常工作,接着要检测功率因数模块(PFC)和脉宽调制组件(PWM),查阅相关资料,熟悉PFC和PWM模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件。


  3、然后,对于具有PFC电路的电源则需测量滤波电容两端电压是否为380VDC左右,如有380VDC左右电压,说明PFC模块工作正常,接着检测 PWM组件的工作状态,测量其电源输入端VC ,参考电压输出端VR ,启动控制Vstart/Vcontrol端电压是否正常,利用220VAC/220VAC隔离变压器给开关电源供电,用示波器观测PWM模块CT端对地的波形是否为线性良好的锯齿波或三角形,如TL494 CT端为锯齿波,FA5310其CT端为三角波。输出端V0的波形是否为有序的窄脉冲信号。 开关电源维修方法与技巧


  4、在开关电源维修实践中,有许多开关电源采用UC38××系列8脚PWM组件,开关电源适配器大多数电源不能工作都是因为电源启动电阻损坏,或芯片性能下降。当R断路后无VC,PWM组件无法工作,需更换与原来功率阻值相同的电阻。当PWM组件启动电流增加后,可减小R值到PWM组件能正常工作为止。在修一台GE DR电源时,PWM模块为UC3843,检测未发现其他异常,在R(220K)上并接一个220K的电阻后,PWM组件工作,输出电压均正常。有时候由于外围电路故障,致使VR端5V电压为0V,PWM组件也不工作,在修柯达8900相机电源时,遇到此情况,把与VR端相连的外电路断开,VR从0V变为 5V,PWM组件正常工作,输出电压均正常。 开关电源维修方法与技巧


  5、当滤波电容上无380VDC左右电压时,说明PFC电路没有正常工作,开关电源电路示意图PFC模块关键检测脚为电源输入脚VC,启动脚Vstart/control,CT和RT脚及V0脚。修理一台富士3000 相机时,测试一板上滤波电容上无380VDC电压。VC,Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常,测量场效应功率开关管G极无 V0 波形,由于FA5331(PFC)为贴片元件,机器用久后出现V0端与板之间虚焊,V0信号没有送到场效应管G极。将V0端与板上焊点焊好,用万用表测量滤波电容有380VDC电压。当Vstart/control 端为低电平时,PFC亦不能工作,则要检测其端点与外围相连的有关电路。


  总之,开关电源电路有易有难,功率有大有小,输出电压多种多样。只要抓住其核心的东西,即充分熟悉开关电源的基本结构以及PFC及PWM模块的特性,它们工作的基本条件,按照上述步骤和方法,多动手进行开关电源的维修,就能迅速地排除开关电源故障,达到事半功倍的效果。


  发展史上也出现了以下几种材质的产品:


  纯铝散热器


  纯铝散热器是早期最为常见的散热器,其制造工艺简单,成本低,到目前为止,纯铝散热器仍然占据着相当一部分市场。为增加其鳍片的散热面积,纯铝散热器最常用的加工手段是铝挤压技术,而评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散热片的鳍片的高度,Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大,代表铝挤压技术越先进。


  纯铜散热器


  铜的热传导系数是铝的1.69倍,所以在其他条件相同的前提下,纯铜散热器能够更快地将热量从热源中带走。不过铜的质地是个问题,很多标榜“纯铜散热器”其实并非是真正的100%的铜。在铜的列表中,含铜量超过99%的被称为无酸素铜,下一个档次的铜为含铜量为85%以下的丹铜。目前市场上大多数的纯铜散热器的含铜量都在介于两者之间。而一些劣质纯铜散热器的含铜量甚至连85%都不到,虽然成本很低,但其热传导能力大大降低,影响了散热性。此外,铜也有明显的缺点,成本高,加工难,散热器质量太大都阻碍了全铜散热片的应用。红铜的硬度不如铝合金AL6063,某些机械加工(如剖沟等)性能不如铝;铜的熔点比铝高很多,不利于挤压成形( Extrusion )等等问题。


  铜铝结合技术


  在考虑了铜和铝这两种材质各自的缺点后,目前市场部分高端散热器往往采用铜铝结合制造工艺,这些散热片通常都采用铜金属底座,而散热鳍片则采用铝合金,当然,除了铜底,也有散热片使用铜柱等方法,也是相同的原理。凭借较高的导热系数,铜制底面可以快速吸收CPU释放的热量;铝制鳍片可以借助复杂的工艺手段制成最有利于散热的形状,并提供较大的储热空间并快速释放,这在各方面找到了的一个均衡点。


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