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探讨微机开关电源的工作原理及其故障检修
[发布时间]:2015年6月18日 [来源]:开关电源 [点击率]:2618
【导读】: 微机开关电源是微机中故障率较高的部件之一。目前微机普遍采用脉冲宽度调制变换式开关直流稳压电源,其结构基本相同,故障检修有一定规律。下面先简述微机开关电源的工作原理,然后结合笔者的检修经验,介绍微机...

  微机开关电源是微机中故障率较高的部件之一。目前微机普遍采用脉冲宽度调制变换式开关直流稳压电源,其结构基本相同,故障检修有一定规律。下面先简述微机开关电源的工作原理,然后结合笔者的检修经验,介绍微机开关电源常见故障的检修方法,供大家参考。

  一、微机开关电源的工作原理
  微机开关电源一般都是脉宽调制变换型开关直流稳压电源,它由输入电路、功率变换电路、控制电路、保护电路及主机启动电路构成,大都采用他激式双管半桥型,基本工作原理如图1所示。工作过程如下:接通电源后,交流输入通过交流低通滤波器再经整流滤波线路,得到约300V的直流高压,经电容C1、C2分压后加给两只推挽功率开关管Q1、Q2 ;直流高压还驱动电源内部所需的辅助电源,为脉宽调制组件(一般用TL494、SG3524集成块)提供工作电源。控制组件输出两路相位相差180度、频率约几十千赫、宽度可调的驱动脉冲,分别驱动推挽功率开关管Q1、Q2,使两管轮换处于饱和与截止状态。两个推挽功率开关管Q1、Q2和电容器C1、C2构成桥路的四臂,组成桥式连接,高频变压器的初级绕组作为桥式回路的负载。当功率管未受触发信号作用时,两电容充电,因电容C1、C2容量相等则Vc1=Vc2,其值为直流高压的一半约150V。当触发信号作用使Q1饱和Q2截止时,C1沿Q1及变压器T1初级绕组放电,同时电源通过Q1及T1初级绕组对C2充电;当Q1截止Q2饱和时,C2放电C1充电。在一个周期内T1初级绕组两端产生±150V的对称脉冲方波,这一方波在T1次级各绕组中感应出脉宽调制脉冲电流,经各自的整流滤波回路后,向微机负载提供±5V和±12V直流电压。电路以+5V输出电压为反馈信号,送到控制组件取样放大器的同相输入端与基准电压相比较,比较的误差经放大后控制脉冲方波的宽度,从而调整+5V直流输出的电压值,达到稳压的目的。为了使电源安全工作,一般设有过流、过压保扩和市电欠压保护等电路。

  二、微机开关电源故障的检测方法
  微机开关电源的功率和负载电流较大,一旦出现故障,大多数情况会烧坏一些器件。为了避免产生新的故障,应快速定位并进而排除故障。可采用先冷态检查,再热态测试的方法进行故障检测。

  1.冷态检查法
  确定电源有故障后打开电源盒盖,仔细观察有无明显损坏的元件。
  首先查看保险丝,如保险管发黑、有亮斑,一般为严重短路故障,应着重检查桥式整流电路中的二极管是否击穿,高压滤波电解电容是否击穿,两个功率开关管是否损坏;其次应查看有无焦黑、爆裂、变形变色元件,有无虚焊、断线、短路等现象。
  如无以上明显现象,可用万用表测量几个关键点的电阻值,以确定故障部位。
  ①不接电源,用万用表R×1K档测量交流输入两端的电阻,可大致判断出功率变换电路及其以前电路的元件损坏情况。测量输入电路的电阻时,如表针先偏转到几十千欧的位置再慢慢退到200K左右,说明电路基本正常;如表针没有先大后小的偏转过程,则说明高压滤波电解电容已无充放电能力;如测量时短路或电阻值很小,则可能是整流电路的二极管或滤波电容击穿;如测得开路,则可能是保险管或限流电阻等断开。
  ②测量高压整流输出两端的正反向电阻,正向电阻应为300K左右,反向为几十千欧,且应有较大的充电现象;测量开关管Q1、Q2各极间正反向电阻,阻值应分别相同,否则说明从高压整流输出到开关变压器初级这部分电路有元件损坏。
  ③测量±5V、±12V输出端的电阻应不为零,正反向电阻值应不同,否则说明开关变压器次级某绕组及某路输出电路有元件损坏。

  2.热态测试法
  如上述检查未发现损坏元件,则可通电测试电路几个关键点的电压值来诊断电源的故障。为防止空载引起过压保护,可在+5V输出端加一只5Ω/10W左右的电阻作为假负载。
  ①接通电源后测高压整流输出端正负极间的直流电压,正常时为300V左右,C1、C2连接点及Q1、Q2连接点的电压应为直流高压的一半,约150V左右,否则说明高压整流及以前的电路有元件损坏。
  ②通电后如直流高压正常,则应测量低压输出的四组电压(±5V和±12V)是否正常,如某组不正常则故障可能出在某组电路,应重点检测其对应的电路。
  ③如各组输出电路没有损坏元件,检测重点应放在TL494组件上,测量TL494各引脚的电压值并与正常时的电压值(如表1所示)相比较,根据比较结果,检查相应的元件以及保护电路。

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