第1講開關電源原理與維修視頻教程

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張飛 硬體電路設計 入門到精通第一第二和第三部
張飛 從入門到精通 硬體電路設計MOS管講解第四部
張飛電子工程師速成硬體設計視頻教程從零到精通第五部
張飛開關電源設計 視頻教程 硬體電路設計與開發第六部
張飛 開關電源教學視頻 入門到精通第七部（BUCK）高級版
張飛BLDC馬達驅動器實戰+調試PCB與配元器件,第八部
張飛反激開關電源硬體設計與開發視頻教程第九部,第十部
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B. 開關電源工作原理和電源維修

開關電源工作原理
開關電源工作原理其實就是，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開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷的狀態，在這兩種狀態中，加在功率晶體管上的伏安乘積是很小的（在導通時，電壓低，電流大；關斷時，電壓高，電流小）功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產生的損耗。
與線性電源相比，PWM開關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於輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現的。
脈沖的占空比由開關電源的控制器來調節。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困岩升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數就可以增加輸出的電壓值。最後這些交流波形經過整流濾波後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，可以設計成與線性調節器相同。他們的不同之處在於，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅動功率管之前要經過一個電壓/脈沖寬度轉換單元。
開關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，在特定的應用場合下各有優點。
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2開關電源維修
在正式維修前需對開關電源進行必要的目測和聞嗅工作，一般經驗豐富的維修師傅能通過燒毀元器件發出的味道和位置，判斷出元器件或電路所存在的故障，甚至有時還需使用放大鏡進行仔細觀察。
開關電源維修步驟：
1、查電源：先用萬用表檢查電壓大小，然後用示波器檢查電壓波形。
2、查晶振：可用示波器檢查晶振腳的波形來查看晶振有沒有起振。
3、查復位：檢查復位信號是否正常，復位脈沖有無正確送到CPU晶元的復位腳。
4、查匯流排：可通過測試平行匯流排對電阻某路有沒有故障，或觀察各路匯流排的波形來判斷。匯流排一般包括：數據匯流排、地址匯流排和控制匯流排三種，當其中任何一根開路或短路都會引發故障。
5、查介面晶元：可通過代換或專用儀器檢測來判斷是否損壞。
6、更換元器件：通過線路測試、元器件檢測等工汪者御作，對找出的故障進行處理，嫌橋包括線路修復、元器件更換、改造等工作。
7、測試電源：故障排除後，上機前，要進行離線載入測試，合格後方可進行上機負載測試和使用。
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C. 開關電源的維修方法

1、修理開關電源時，首先用萬用表檢測各功率部件是否擊穿短路，如電源整流橋堆，開關管，高頻大功率整流管；抑制浪涌電流的大功率電阻是否燒斷。再檢測各輸出電壓埠電阻是否異常，上述部件如有損壞則需更換。
2、第一步完成後，接通電源後還不能正常工作，接著要檢測功率因數模塊（PFC）和脈寬調制組件（PWM），查閱相關資料，熟悉PFC和PWM模塊每個腳的功能及其模塊正常工作的必備條件。
3、然後，對於具有PFC電路的電源則需測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PWM組件的工作狀態，測量其電源輸入端VC ，參考電壓輸出端VR ，啟動控制Vstart/Vcontrol端電壓是否正常，利用220VAC/220VAC隔離變壓器給開關電源供電，用示波器觀測PWM模塊CT端對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，FA5310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。
4、在開關電源維修實踐中，有許多開關電源採用UC38××系列8腳PWM組件，大多數電源不能工作都是因為電源啟動電阻損壞，或晶元性能下降。當R斷路後無VC，PWM組件無法工作，需更換與原來功率阻值相同的電阻。當PWM組件啟動電流增加後，可減小R值到PWM組件能正常工作為止。在修一台GE DR電源時，PWM模塊為UC3843，檢測未發現其他異常，在R（220K）上並接一個220K的電阻後，PWM組件工作，輸出電壓均正常。有時候由於外圍電路故障，致使VR端5V電壓為0V，PWM組件也不工作，在修柯達8900相機電源時，遇到此情況，把與VR端相連的外電路斷開，VR從0V變為5V，PWM組件正常工作，輸出電壓均正常。
5、當濾波電容上無380VDC左右電壓時，說明PFC電路沒有正常工作，PFC模塊關鍵檢測腳為電源輸入腳VC，啟動腳Vstart/control，CT和RT腳及V0腳。修理一台富士3000相機時，測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，測量場效應功率開關管G極無V0 波形，由於FA5331（PFC）為貼片元件，機器用久後出現V0端與板之間虛焊，V0信號沒有送到場效應管G極。將V0端與板上焊點焊好，用萬用表測量濾波電容有380VDC電壓。當Vstart/control 端為低電平時，PFC亦不能工作，則要檢測其端點與外圍相連的有關電路。
總之，開關電源電路有易有難，功率有大有小，輸出電壓多種多樣。只要抓住其核心的東西，即充分熟悉開關電源的基本結構以及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，多動手進行開關電源的維修，就能迅速地排除開關電源故障，達到事半功倍的效果。 開關電源的維修可分為兩步進行：
斷電情況下，「看、聞、問、量」
看：打開電源的外殼，檢查保險絲是否熔斷，再觀察電源的內部情況，如果發現電源的PCB板上有燒焦處或元件破裂，則應重點檢查此處元件及相關電路元件。資產管理
聞：聞一下電源內部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件。
問：問一下電源損壞的經過，是否對電源進行違規操作。
量：沒通電前，用萬用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關電源不起振或開關管開路引起的故障，則大多數情況下，高壓濾波電容兩端的電壓未泄放悼，此電壓有300多伏，需小心。用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況，電阻值不應過低，否則電源內部可能存在短路。電容器應能充放電。脫開負載，分別測量各組輸出端的對地電阻，正常時，表針應有電容器充放電擺動，最後指示的應為該路的泄放電阻的阻值。
加電檢測
通電後觀察電源是否有燒保險及個別元件冒煙等現象，若有要及時切斷供電進行檢修。
測量高壓濾波電容兩端有無300伏輸出，若無應重點查整流二極體、濾波電容等。
測量高頻變壓器次級線圈有無輸出，若無應重點查開關管是否損壞，是否起振，保護電路是否動作等，若有則應重點檢查各輸出側的整流二極體、濾波電容、三通穩壓管等。
如果電源啟動一下就停止，則該電源處於保護狀態下，可直接測量PWM晶元保護輸入腳的電壓，如果電壓超出規定值，則說明電源處於保護狀態下，應重點檢查產生保護的原因。