微機(jī)開(kāi)關(guān)電源的工作原理及故障檢修

1、微機(jī)開(kāi)關(guān)電源的工作原理及故障檢修微機(jī)開(kāi)關(guān)電源是微機(jī)中故障率較高的部件之一。目前微機(jī)普遍采用脈沖寬度調(diào)制變換式開(kāi)關(guān)直流穩(wěn)壓電源,其結(jié)構(gòu)基本相同,故障檢修有一定規(guī)律。下面先簡(jiǎn)述微機(jī)開(kāi)關(guān)電源的工作原理,然后結(jié)合筆者的檢修經(jīng)驗(yàn),介紹微機(jī)開(kāi)關(guān)電源常見(jiàn)故障的檢修方法,供大家參考。一、微機(jī)開(kāi)關(guān)電源的工作原理微機(jī)開(kāi)關(guān)電源一般都是脈寬調(diào)制變換型開(kāi)關(guān)直流穩(wěn)壓電源,它由輸入電路、功率變換電路、控制電路、保護(hù)電路及主機(jī)啟動(dòng)電路構(gòu)成,大都采用他激式雙管半橋型,基本工作原理如圖1所示。工作過(guò)程如下:接通電源后,交流輸入通過(guò)交流低通濾波器再經(jīng)整流濾波線路,得到約300V的直流高壓,經(jīng)電容C1、C2分壓后加給兩只推挽功率開(kāi)關(guān)

2、管Q1、Q2 ;直流高壓還驅(qū)動(dòng)電源內(nèi)部所需的輔助電源,為脈寬調(diào)制組件(一般用TL494、SG3524集成塊提供工作電源?？刂平M件輸出兩路相位相差180度、頻率約幾十千赫、寬度可調(diào)的驅(qū)動(dòng)脈沖,分別驅(qū)動(dòng)推挽功率開(kāi)關(guān)管Q1、Q2,使兩管輪換處于飽和與截止?fàn)顟B(tài)。兩個(gè)推挽功率開(kāi)關(guān)管Q1、Q2和電容器C1、C2構(gòu)成橋路的四臂,組成橋式連接,高頻變壓器的初級(jí)繞組作為橋式回路的負(fù)載。當(dāng)功率管未受觸發(fā)信號(hào)作用時(shí),兩電容充電,因電容C1、C2容量相等則Vc1=Vc2,其值為直流高壓的一半約150V。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)作用使Q1飽和Q2截止時(shí),C1沿Q1及變壓器T1初級(jí)繞組放電,同時(shí)電源通過(guò)Q1及T1初級(jí)繞組對(duì)C2充電;當(dāng)

3、Q1截止Q2飽和時(shí),C2放電C1充電。在一個(gè)周期內(nèi)T1初級(jí)繞組兩端產(chǎn)生±150V的對(duì)稱脈沖方波,這一方波在T1次級(jí)各繞組中感應(yīng)出脈寬調(diào)制脈沖電流,經(jīng)各自的整流濾波回路后,向微機(jī)負(fù)載提供±5V和±12V直流電壓。電路以+5V輸出電壓為反饋信號(hào),送到控制組件取樣放大器的同相輸入端與基準(zhǔn)電壓相比較,比較的誤差經(jīng)放大后控制脈沖方波的寬度,從而調(diào)整+5V直流輸出的電壓值,達(dá)到穩(wěn)壓的目的。為了使電源安全工作,一般設(shè)有過(guò)流、過(guò)壓保擴(kuò)和市電欠壓保護(hù)等電路。二、微機(jī)開(kāi)關(guān)電源故障的檢測(cè)方法微機(jī)開(kāi)關(guān)電源的功率和負(fù)載電流較大,一旦出現(xiàn)故障,大多數(shù)情況會(huì)燒壞一些器件。為了避免產(chǎn)生新的故障,

4、應(yīng)快速定位并進(jìn)而排除故障。可采用先冷態(tài)檢查,再熱態(tài)測(cè)試的方法進(jìn)行故障檢測(cè)。1.冷態(tài)檢查法確定電源有故障后打開(kāi)電源盒蓋,仔細(xì)觀察有無(wú)明顯損壞的元件。首先查看保險(xiǎn)絲,如保險(xiǎn)管發(fā)黑、有亮斑,一般為嚴(yán)重短路故障,應(yīng)著重檢查橋式整流電路中的二極管是否擊穿,高壓濾波電解電容是否擊穿,兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)管是否損壞;其次應(yīng)查看有無(wú)焦黑、爆裂、變形變色元件,有無(wú)虛焊、斷線、短路等現(xiàn)象。如無(wú)以上明顯現(xiàn)象,可用萬(wàn)用表測(cè)量幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的電阻值,以確定故障部位。不接電源,用萬(wàn)用表R×1K檔測(cè)量交流輸入兩端的電阻,可大致判斷出功率變換電路及其以前電路的元件損壞情況。測(cè)量輸入電路的電阻時(shí),如表針先偏轉(zhuǎn)到幾十千歐的位置再慢

5、慢退到200K左右,說(shuō)明電路基本正常;如表針沒(méi)有先大后小的偏轉(zhuǎn)過(guò)程,則說(shuō)明高壓濾波電解電容已無(wú)充放電能力;如測(cè)量時(shí)短路或電阻值很小,則可能是整流電路的二極管或?yàn)V波電容擊穿;如測(cè)得開(kāi)路,則可能是保險(xiǎn)管或限流電阻等斷開(kāi)。測(cè)量高壓整流輸出兩端的正反向電阻,正向電阻應(yīng)為300K左右,反向?yàn)閹资W,且應(yīng)有較大的充電現(xiàn)象;測(cè)量開(kāi)關(guān)管Q1、Q2各極間正反向電阻,阻值應(yīng)分別相同,否則說(shuō)明從高壓整流輸出到開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)這部分電路有元件損壞。測(cè)量±5V、±12V輸出端的電阻應(yīng)不為零,正反向電阻值應(yīng)不同,否則說(shuō)明開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)某繞組及某路輸出電路有元件損壞。2.熱態(tài)測(cè)試法如上述檢查未發(fā)現(xiàn)損壞元

6、件,則可通電測(cè)試電路幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的電壓值來(lái)診斷電源的故障。為防止空載引起過(guò)壓保護(hù),可在+5V輸出端加一只5/10W左右的電阻作為假負(fù)載。接通電源后測(cè)高壓整流輸出端正負(fù)極間的直流電壓,正常時(shí)為300V左右,C1、C2連接點(diǎn)及Q1、Q 2連接點(diǎn)的電壓應(yīng)為直流高壓的一半,約150V左右,否則說(shuō)明高壓整流及以前的電路有元件損壞。通電后如直流高壓正常,則應(yīng)測(cè)量低壓輸出的四組電壓(±5V和±12V是否正常,如某組不正常則故障可能出在某組電路,應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)其對(duì)應(yīng)的電路。如各組輸出電路沒(méi)有損壞元件,檢測(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在TL494組件上,測(cè)量TL494各引腳的電壓值并與正常時(shí)的電壓值(如表1所示相比較

7、,根據(jù)比較結(jié)果,檢查相應(yīng)的元件以及保護(hù)電路。三、微機(jī)開(kāi)關(guān)電源常見(jiàn)故障的維修及舉例1.開(kāi)關(guān)電源燒壞,保險(xiǎn)絲熔斷這類故障多為過(guò)流造成,故障部位一般在電源輸入部分,常見(jiàn)的有交流濾波電容或高壓濾波電容擊穿、整流二極管擊穿及功率開(kāi)關(guān)管擊穿等。維修時(shí)可用前面介紹的冷態(tài)檢查法找出損壞的元件,更換后即可修復(fù)。例1:一臺(tái)微機(jī),加電后保險(xiǎn)絲燒毀。關(guān)斷電源,測(cè)量電源輸入端的電阻,阻值為零,即斷定有短路現(xiàn)象,檢查整流電路,發(fā)現(xiàn)有一整流二極管擊穿,再查功率開(kāi)關(guān)管,一開(kāi)關(guān)管燒壞短路,更換開(kāi)關(guān)管及二極管后,故障排除。2.電源無(wú)輸出這類故障先查看保險(xiǎn)絲,若保險(xiǎn)絲熔斷,則可用第一類故障處理方法,排除故障;如保險(xiǎn)絲完好,則采用前

8、面介紹的熱態(tài)測(cè)試法,檢測(cè)各處的電壓,以確定故障部位。常見(jiàn)的有:功率開(kāi)關(guān)管損壞,控制組件損壞,低壓直流的整流二極管損壞,過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)電路誤動(dòng)作等。維修時(shí)先判斷功率開(kāi)關(guān)管是否完好,各路低壓整流電路是否正常,如都正常,則可加電檢查功率開(kāi)關(guān)管的基極是否有驅(qū)動(dòng)脈沖,如沒(méi)有驅(qū)動(dòng)脈沖,則檢查控制組件是否正常,一般先檢查控制組件的輔助電源,正常時(shí)為15V左右(TL494為9、10、12腳, SG3524為12、13、15腳;然后檢查定時(shí)元件應(yīng)有鋸齒波產(chǎn)生(TL494為5腳,SG3524為7腳,再檢查控制保護(hù)腳(TL494為4腳應(yīng)為0.25V,SG3524為9腳應(yīng)為非零,如這幾個(gè)引腳電壓正常,則應(yīng)在驅(qū)動(dòng)脈沖輸

9、出腳(TL494為8、11腳,SG3524為11、14腳測(cè)得一對(duì)相位相反的方波脈沖,否則,控制組件損壞應(yīng)更換。例2:一臺(tái)電源無(wú)輸出,保險(xiǎn)絲完好。打開(kāi)電源盒蓋,檢查功率開(kāi)關(guān)管、輸出端各路直流整流濾波電路沒(méi)有損壞,接通電源,測(cè)量高壓整流輸出電壓為300V,用示波器觀察控制組件TL494的8、11腳有驅(qū)動(dòng)脈沖輸出,檢查控制組件的8、11腳至開(kāi)關(guān)管之間的激勵(lì)變壓器及幾個(gè)電阻,發(fā)現(xiàn)一電阻焊腳氧化造成開(kāi)路,使驅(qū)動(dòng)脈沖不能加到開(kāi)關(guān)管基極,造成電源不能振蕩,無(wú)電源輸出,重新焊接,通電后電源輸出正常,故障排除。3.電源電壓輸出不準(zhǔn)確電源電壓有輸出但不準(zhǔn)確,這說(shuō)明電源的輸入、整流、變換、輸出端的直流電壓基本是正常的,一般調(diào)整輸出電壓調(diào)節(jié)電位器就可把+5V等各檔電壓調(diào)到標(biāo)準(zhǔn)值,如調(diào)節(jié)失靈,則可能是電位器或取樣分壓電阻損壞。如果只有一組電壓偏離較大,而其它各組電壓正常,則是該組電壓的穩(wěn)壓器或整流二極管損壞,換上相同類型的元件,即可排除故障。例3:一臺(tái)微機(jī)不能起動(dòng),經(jīng)測(cè)試為+5V電壓偏低。檢查與控制塊TL494取樣放大器同相輸入端1腳相連的取樣網(wǎng)絡(luò)的分壓下偏置電阻,阻值變大,更換該電阻后,故障排除。4.電源帶負(fù)載能力差電源只向系統(tǒng)板供電時(shí)正常,而接上硬盤等部件時(shí),不能工作。這類故障一般發(fā)生在輸入整流后的濾波電容或+12V整流二極