開關(guān)電源是如何工作的?開關(guān)電源的檢修方法有哪些?

開關(guān)電源是電源供應(yīng)器的一種，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，開關(guān)電源的使用十分寬泛。為了增進(jìn)大家對開關(guān)電源的認(rèn)識，本文將對開關(guān)電源的工作原理以及開關(guān)電源的檢修方法予以介紹。如果你對開關(guān)電源具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、開關(guān)電源工作原理

開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導(dǎo)通時，電壓低，電流大;關(guān)斷時，電壓高，電流小)/功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。

與線性電源相比，PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實(shí)現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。

控制器的主要目的是保持輸出電壓穩(wěn)定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設(shè)計(jì)成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出(誤差電壓)在驅(qū)動功率管之前要經(jīng)過一個電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。

開關(guān)電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小，但是工作過程相差很大，在特定的應(yīng)用場合下各有優(yōu)點(diǎn)。

二、開關(guān)電源檢修的方法

1.假負(fù)載法

在維修開關(guān)電源時，為區(qū)分故障出在負(fù)載電路還是電源本身，經(jīng)常需要斷開主負(fù)載，并在開關(guān)電源主電壓輸出端加上假負(fù)載進(jìn)行試機(jī)，如圖4-1所示。之所以要接假負(fù)載，是因?yàn)殚_關(guān)管在截止期間，儲存在開關(guān)變壓器一次繞組的能量要向二次側(cè)釋放，如果不接假負(fù)載，則開關(guān)變壓器儲存的能量無處釋放，極易導(dǎo)致開關(guān)管擊穿損壞。關(guān)于假負(fù)載，應(yīng)根據(jù)開關(guān)電源的輸出電壓(或功率)的大小進(jìn)行選擇，一般而言，若輸出電壓在100V以上，應(yīng)選擇40～100W的燈泡或300Q左右的大功率電阻做假負(fù)載;若輸出電壓在30V以下，可選擇汽車/摩托車上用的燈泡或600Ω～lkΩ大功率電阻做假負(fù)載。

另外需要說明的是，有些電子產(chǎn)品，其開關(guān)電源的直流電壓輸出端通過一個電阻接地，相當(dāng)于接了一個假負(fù)載，因此，對于這種結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源，維修時不需要再接假負(fù)載。

2.短路法

并聯(lián)型開關(guān)電源一般采用帶光電耦合器的直接取樣穩(wěn)壓控制電路，當(dāng)輸出電壓高時，可采用短路法來區(qū)分故障范圍。

短路檢修法的過程是：先短路光電耦合器的光敏接收管的兩腳，相當(dāng)于減小了光敏接收管的內(nèi)阻，測主電壓仍未變化，則說明故障在光電耦合器之后(開關(guān)變壓器的一次電路一側(cè))。反之，故障在光電耦合器之前的電路。

需要說明的是，短路法應(yīng)在熟悉電路的基礎(chǔ)上有針對性地進(jìn)行，不能盲目短路，以免將故障擴(kuò)大。另外，從檢修的安全角度考慮，短路之前，應(yīng)斷開負(fù)載電路。

3.串聯(lián)燈泡法

所謂串聯(lián)燈泡法，就是取掉輸入回路的保險(xiǎn)絲(熔斷器)，用一個60W/220V的燈泡串在保險(xiǎn)絲兩端。當(dāng)通入交流電后，如燈泡很亮，則說明電路有短路現(xiàn)象。由于燈泡有一定的阻值，如60W/220V的燈泡，其阻值約為500Ω(指熱阻)，所以起到一定的限流作用。這樣，一方面能直觀地通過燈泡的明亮度來大致判斷電路的故障;另一方面，由于燈泡的限流作用，不至于立即使已有短路的電路燒壞元器件。直至排除短路故障后，燈泡的亮度自然會變暗，最后再取掉燈泡，換上保險(xiǎn)絲。

4.代換法

代換法分為元器件級代換和板級代換。

元器件級代換是指用正常的元器件代換懷疑的元器件，若代換后開關(guān)電源工作正常，說明被代換的元器件損壞。在開關(guān)電源中，有些元器件可用萬用表直接判斷出其是否正常，如電阻;有些則不好判斷，如電源控制芯片。因此，對于不易判斷的元器件，若維修中懷疑其有問題，建議使用正確的元器件進(jìn)行代換，以提高維修效率。

板級代換是指對整機(jī)開關(guān)電源或電源電路的一部分電路進(jìn)行整體代換。這種維修方法主要用于開關(guān)電源出現(xiàn)大面積元器件燒壞或開關(guān)電源出現(xiàn)疑難故障時的維修。這種維修方法的特點(diǎn)是：故障排除徹底，維修效率高，但造價相對也較高。

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