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開關(guān)電源的常見故障及維修技巧

開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。廣泛運(yùn)用在工業(yè)、軍事、科研、通訊、醫(yī)療及多種家用電器中。開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。下面我們就來看看開關(guān)電源在使用過程中的常見故障及維修技巧。


一、 開關(guān)電源常見故障分析

(1)保險(xiǎn)絲熔斷


一般情況下,保險(xiǎn)絲熔斷說明電源的內(nèi)部線路有問題。

1、短路:線路側(cè)出現(xiàn)短路故障,熔絲速斷;

2、過載:負(fù)載電流超過保險(xiǎn)絲的額定電流,熔絲長(zhǎng)期發(fā)熱熔斷(一般1.1倍額定電流1小時(shí)左右熔斷)

3、脈沖:在電路啟動(dòng)或電源不穩(wěn)定時(shí),一個(gè)瞬時(shí)大電流造成保險(xiǎn)絲斷開;

另外,熔絲安裝時(shí)螺絲沒擰緊,或熔絲損傷也會(huì)造成熔絲熔斷。電流短路和電流過載是有區(qū)別的:電流短路是火線與零線直接連接,沒有通過電器,迅速產(chǎn)生幾乎無阻擋的電流回路,特大的電流經(jīng)過保險(xiǎn)絲,保險(xiǎn)絲的電阻突然變大而產(chǎn)生熱能被即時(shí)熔斷;

電流過載是使用電器具的總功率過大,即耗用的電流過大,在增加開啟的電器具時(shí),通過保險(xiǎn)絲的電流不斷增大,保險(xiǎn)絲的電阻也逐漸變大而產(chǎn)生熱能被熔斷。


(2)無直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定


如果保險(xiǎn)絲是完好的,在有負(fù)載情況下,各級(jí)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(hù)電路出現(xiàn)故障,輔助電源故障,振蕩電路沒有工作,電源負(fù)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。


如果保險(xiǎn)絲是完好的,在有負(fù)載情況下,各級(jí)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(hù)電路出現(xiàn)故障,輔助電源故障,振蕩電路沒有工作,電源負(fù)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(cè)量次級(jí)元件,排除了高頻整流二極管擊穿、負(fù)載短路的情況后,如果這時(shí)輸出為零,則可以肯定是電源的控制電路出了故障。若有部分電壓輸出說明前級(jí)電路工作正常,故障出在高頻整流濾波電路中。高頻濾波電路主要由整流二極管及低壓濾波電容組成直流電壓輸出,其中整流二極管擊穿會(huì)使該電路無電壓輸出,濾波電容漏電會(huì)造成輸出電壓不穩(wěn)等故障。用萬用表靜態(tài)測(cè)量對(duì)應(yīng)元件即可檢查出其損壞的元件。


例:某一24伏直流電機(jī)供電電源通電后無直流24伏輸出,拆開電源外殼,觀察保險(xiǎn)絲未燒斷且電路板無明顯的燒焦處或破裂元件,在未通電情況下量AC輸入端阻值和DC輸出端阻值正常,量開關(guān)管、整流橋、整流管等重要元件正常,故判斷不存在內(nèi)部嚴(yán)重短路的可能,估計(jì)保護(hù)電路動(dòng)作。經(jīng)檢查此開關(guān)電源采用U3842 PWM控制芯片,經(jīng)查找相關(guān)的資料得知,當(dāng)U3842芯片的3端電壓高于1伏時(shí),內(nèi)部電流敏感比較器輸出高電平,將PWM鎖存器復(fù)位使輸出關(guān)閉。通電測(cè)量U3842的3端高于1伏,6端無輸出,經(jīng)檢查相關(guān)電路,發(fā)現(xiàn)穩(wěn)壓管D2擊穿。如下圖,故PC1導(dǎo)通,致使U3842的3端為高電平,故6端無輸出,開關(guān)管不工作,直流側(cè)無直流輸出。更換同型號(hào)穩(wěn)壓管D2,故障解除。


(3)電源負(fù)載能力差


電源負(fù)載能力差是一個(gè)常見的故障,一般都是出現(xiàn)在老式或工作時(shí)間長(zhǎng)的電源中,主要原因是各元器件老化,開關(guān)管的工作不穩(wěn)定,沒有及時(shí)進(jìn)行散熱等。應(yīng)重點(diǎn)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。


經(jīng)檢查,供光譜儀主板的直流5V電源僅剩2.3伏左右,脫開5V直流電源的負(fù)載,通電再次測(cè)量5V直流電源,這時(shí)則有5V,初步判斷此5V直流電源帶載能力差,拆開電源外殼進(jìn)行檢修,由于沒有帶負(fù)載時(shí),通電有直流5V輸出,故重點(diǎn)檢查次級(jí)線圈側(cè)的輸出整流電路,給5伏電源接上假負(fù)載通電進(jìn)行測(cè)量發(fā)現(xiàn)三通穩(wěn)壓7805的1、2腳之間電壓為5.2伏,2、3腳之間卻剩2.3伏。如下圖,故判斷三通穩(wěn)壓管7805性能變壞,更換三通穩(wěn)壓管7805故障解決。



小貼士:

1、開關(guān)電源出現(xiàn)不啟振的時(shí)候,我們通常需要查看開關(guān)頻率是否正確、保護(hù)電路是否封鎖、電壓反饋電路、電流反饋電路又沒問題,開關(guān)管是否擊穿等。

2、開關(guān)電源變壓器發(fā)熱或發(fā)出“嗞嗞嗞”聲,一般是開關(guān)頻率不對(duì)。

3、開關(guān)電源輸出電壓電源指示燈一閃一閃的一般是副邊有短路的。


二、 開關(guān)電源維修技巧

開關(guān)電源的維修可分為兩步進(jìn)行:

(1)斷電情況下,“看、聞、問、量”

看:打開電源的外殼,檢查保險(xiǎn)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板上有燒焦處或元件破裂,則應(yīng)重點(diǎn)檢查此處元件及相關(guān)電路元件。

聞: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:?jiǎn)栆幌码娫磽p壞的經(jīng)過,是否對(duì)電源進(jìn)行違規(guī)操作。



量:沒通電前,用萬用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關(guān)電源不起振或開關(guān)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,需小心。用萬用表測(cè)量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況,電阻值不應(yīng)過低,否則電源內(nèi)部可能存在短路。電容器應(yīng)能充放電。脫開負(fù)載,分別測(cè)量各組輸出端的對(duì)地電阻,正常時(shí),表針應(yīng)有電容器充放電擺動(dòng),最后指示的應(yīng)為該路的泄放電阻的阻值。


(2)加電檢測(cè)


通電后觀察電源是否有燒保險(xiǎn)及個(gè)別元件冒煙等現(xiàn)象,若有要及時(shí)切斷供電進(jìn)行檢修。

測(cè)量高壓濾波電容兩端有無300伏輸出,若無應(yīng)重點(diǎn)查整流二極管、濾波電容等。

測(cè)量高頻變壓器次級(jí)線圈有無輸出,若無應(yīng)重點(diǎn)查開關(guān)管是否損壞,是否起振,保護(hù)電路是否動(dòng)作等,若有則應(yīng)重點(diǎn)檢查各輸出側(cè)的整流二極管、濾波電容、三通穩(wěn)壓管等。

如果電源啟動(dòng)一下就停止,則該電源處于保護(hù)狀態(tài)下,可直接測(cè)量PWM芯片保護(hù)輸入腳的電壓,如果電壓超出規(guī)定值,則說明電源處于保護(hù)狀態(tài)下,應(yīng)重點(diǎn)檢查產(chǎn)生保護(hù)的原因。

三、 開關(guān)電源維修具體方法


1、開關(guān)電源維修的時(shí)候,我們首先需要利用萬用表檢測(cè)一下各功率器件是否存在擊穿短路,例如電源整流橋堆、開關(guān)管、高頻大功率整流管、抑制浪涌電流的大功率電阻是否燒斷等,然后需要再檢測(cè)各輸出電壓端口電阻是否異常,如上述器件有損壞的情況我們則需要進(jìn)行更換新的器件。

2、我們?cè)谕瓿缮鲜鰴z測(cè)之后,接通電源后如還不能正常工作,接著我們就要檢測(cè)功率因數(shù)模塊(PFC)和脈寬調(diào)制組件(PWM),查閱相關(guān)資料,熟悉PFC和PWM模塊每個(gè)腳的功能及其模塊正常工作的必備條件。

3、對(duì)于具有PFC電路的電源則需測(cè)量濾波電容兩端電壓是否為380VDC左右,如有380VDC左右電壓,說明PFC模塊工作正常,接著檢測(cè)PWM組件的工作狀態(tài),測(cè)量其電源輸入端VC,參考電壓輸出端VR,啟動(dòng)控制Vstart/Vcontrol端電壓是否正常,利用220VAC/220VAC隔離變壓器給開關(guān)電源供電,用示波器觀測(cè)PWM模塊CT端對(duì)地的波形是否為線性良好的鋸齒波或三角形,如TL494 CT端為鋸齒波,F(xiàn)A5310其CT端為三角波。輸出端V0的波形是否為有序的窄脈沖信號(hào)。

4、在開關(guān)電源維修實(shí)踐中,有許多開關(guān)電源采用UC38××系列8腳PWM組件,大多數(shù)電源不能工作都是因?yàn)殡娫磫?dòng)電阻損壞,或芯片性能下降。當(dāng)R斷路后無VC,PWM組件無法工作,需更換與原來功率阻值相同的電阻。當(dāng)PWM組件啟動(dòng)電流增加后,可減小R值到PWM組件能正常工作為止。在修一臺(tái)GE DR電源時(shí),PWM模塊為UC3843,檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)其他異常,在R(220K)上并接一個(gè)220K的電阻后,PWM組件工作,輸出電壓均正常。有時(shí)候由于外圍電路故障,致使VR端5V電壓為0V,PWM組件也不工作,在修柯達(dá)8900相機(jī)電源時(shí),遇到此情況,把與VR端相連的外電路斷開,VR從0V變?yōu)?V,PWM組件正常工作,輸出電壓均正常。

5、當(dāng)濾波電容上無380VDC左右電壓時(shí),說明PFC電路沒有正常工作,PFC模塊關(guān)鍵檢測(cè)腳為電源輸入腳VC,啟動(dòng)腳Vstart/control,CT和RT腳及V0腳。修理一臺(tái)富士3000相機(jī)時(shí),測(cè)試一板上濾波電容上無380VDC電壓。VC,Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常,測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)功率開關(guān)管G極無V0波形,由于FA5331(PFC)為貼片元件,機(jī)器用久后出現(xiàn)V0端與板之間虛焊,V0信號(hào)沒有送到場(chǎng)效應(yīng)管G極。將V0端與板上焊點(diǎn)焊好,用萬用表測(cè)量濾波電容有380VDC電壓。當(dāng)Vstart/control端為低電平時(shí),PFC亦不能工作,則要檢測(cè)其端點(diǎn)與外圍相連的有關(guān)電路。


總之,開關(guān)電源電路有易有難,功率有大有小,輸出電壓多種多樣。只要抓住其核心的東西,即充分熟悉開關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)以及PFC及PWM模塊的特性,它們工作的基本條件,按照上述步驟和方法,多動(dòng)手進(jìn)行開關(guān)電源的維修,就能迅速地排除開關(guān)電源故障,達(dá)到事半功倍的效果。

來源:創(chuàng)聯(lián)電源

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