《电子技术应用》

开关电源维修方法与技巧

摘要: 开关电源节材、省电、高效率已基本上取代了传统的变压器变压、二极管整流、晶体管稳压的电源。由于开关电源电路复杂,保护电路多,维修困难,要迅速排除开关电源的故障,对维修人员来讲,熟练掌握开关电源的基本组成和工作原理非常重要。现在大多数电子仪器所有开关电源主要由电磁干扰滤波器,防浪涌控制电路,整流滤波电路,开关变压器,开关元件,脉宽调制组件等元器件组成,已有许多开关电源在整流电路和滤波电路之间加有功率因校正电路,以提高电源的功率因数,使电源工作的电流波形与电压波同频同相,尽量消除电流中的谐波成分,开关电源的功率因数可达到99%。功率因数校正电路由开关器件和功率因数校正模块等构成。

Abstract:

中心议题:

解决方案:

  • 充分熟悉开关电源的基本结构
  • 利用PFC及PWM模块的特性


开关电源节材、省电、高效率已基本上取代了传统的变压器变压、二极管整流、晶体管稳压的电源。由于开关电源电路复杂,保护电路多,维修困难,要迅速排除开关电源的故障,对维修人员来讲,熟练掌握开关电源的基本组成和工作原理非常重要。现在大多数电子仪器所有开关电源主要由电磁干扰滤波器,防浪涌控制电路,整流滤波电路,开关变压器,开关元件,脉宽调制组件等元器件组成,已有许多开关电源在整流电路和滤波电路之间加有功率因校正电路,以提高电源的功率因数,使电源工作的电流波形与电压波同频同相,尽量消除电流中的谐波成分,开关电源的功率因数可达到99%。功率因数校正电路由开关器件和功率因数校正模块等构成。

大多数升压型功率因数校正电路在其滤波电容上的电压值约为380V DC,其组成如下面框所示:

像富士3000热敏相机电源,柯达8900激光相机电源及日立EUB525电源等均属于上述结构。目前国内电子市场上所售的开关电源大多数没有功率因数校正电路部分,电路相对简单一些。对于开关电源的维修方法与技巧现介绍如下:

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,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。

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,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。启动电流增大所致,启动电路如下图所示。

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。

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,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。

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