电气百科:开关电源常见故障解决方法

电气百科:开关电源常见故障解决方法
2020年12月18日 13:36 工业电器网官博

开关模式电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS),又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。

开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED灯带,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。

现代开关电源有两种:一种是直流开关电源;另一种是交流开关电源。开关电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部分组成。

开关电源输出的电压不足该怎么解决

1、开关电源电压输出低的原因

(1)220V 交流电压输入和整流滤波电路对开关管提供的工作电压不够, 超出脉宽调整电路控制范围。

(2) 负载电路存在过流引起开关电源负载加重而导致输出电压下降。

(3) 开/关机切换错误, 行扫描电路刚开始工作瞬间, 开关电源即处于待机状态,此类故障适用于无预备电源的机器, CPu电源取自同一个电源, 非副电源提供。

(4) 开/关机接口电路末端因故障处于开机与待机之间的状态,从而导致开关电源输出电压低于正常值高于待机值。

(5) 保护电路末端因故障进入导通状态,使电源进入弱振状态,引起开关电源输出电压下降。

(6) 整流输出电路中二极管和滤波电容、限流电阻损坏引起输出电压低。

(7) 脉宽调制电路故障,不能对开关电源输出电压的变化作出正确的响应,对开关管基极电压调整方向不对,从而造成开关电源输出电压低。

(8) 正反馈电路中的正反馈电阻值变化,续流二极管性能变质或恒流源故障,使正反馈量不足,导致振荡周期变长,振荡频率下降,从而引起开关 电源输出电压低。

(9) 它激式开关电源因未得到行逆程脉冲而工作于低频状态,造成输出电压低。

2、判断故障的方法与步骤

从上述分析的原因看出, 引起电压低的原因涉及到了开关电源自身的各个部分和与开关电源相关的所有电路,在检修时应先缩小故障范围。

(1) 检测开关管 c 极电压,确认开关管供电正常。

(2) 根据开关电源各个输出端电压判断故障。

开关电源有的输出端电压正常, 有的低于正常值。 故障在输出电压低的这个整流输出电路,应对电路中的限流电阻、整流二极管、滤波电容进行检查代换,若限流电阻发烫,说明负载过流,查负载。开关电源各路输出均低。 这种情况说明负载和整流输出电路均正常, 故障在开关电源的正反馈电路、脉宽调整、开/待机电路、保护电路。输出电压有的下降比例大, 有的输出电压下降比例小。 测量结果说明故障在输出电压下降比例大的电路。 此时可断开此路负载, 如果断开的是行电路, 应接假负载。在断开负载后,再测开关电源各输出端电压,若恢复正常,可判断所断电路的负载有过流现象。若仍不正常,说明故障在该整流滤波电路。

3、断开主负载、接上灯泡,判断是否负载故障

有些收台图闪、带负载后电压不稳的机器,难于鉴别故障是在电源或是负载时,可以采用“借法”,用此电源带同等尺寸、相同 B+电压的另一台机器行负载,进行判断。

4、保留启动、正反馈、软启动及负反馈电路

逐一取消各种保护电路、 待机控制电路末端三极管。 开机观察故障是否消除, 来逐步缩小故障范围。注意:兼有稳压作用的电路不能断开 ( 例如光电耦合器 ) 。断开保护电路时, 须谨慎,并采取防止电压升高的措施。

5、采用替代法、检修脉宽调整电路(用自制取样电路取代原取样电路,判断故障范围)

(1) 代换后,电压恢复正常,说明故障在取样电路及光耦电路。

(2) 电压仍低,则断开原取样电路 B+接入点,如果电压还低, 则检查 B+滤波电容,确认良好后, 可以圈定故障在热底板部分。 先查软启动电路是否对开关管 B极分流了。仍不行,查正反馈、负反 馈电路。查热底板部分的负反馈方法同检查电压高的方法相近,采用迫使 B+输出高的思路(注意:改变工作点不能造成 B+过高扩大故障 ) 。

总之,在电源的维修中, 当电压不稳时可采用逆向思维, 电压高时使之变低,电压低时使之变高, 必要时可采用人为改变工作点电压。 以利于查找故障点, 在于维修人员灵活掌握。

开关电源常常遇见的故障维修思路

开关电源,体积小,功率大。工作状态稳定,逐渐取代了线性电源。但是,大多数人仍然不知道如何维修损坏的开关电源。接下来,我为您整理了五种情况下的开关电源维护。

第一种情况:电压输入过高。

电压输入过高,最常见的是将380V连接至220V,这主要会损坏滤波器和整流器电路。保险丝,压敏电阻,滤波电容器。当把这三个元件换了之后不要着急开机,再检查一下场效应管,虽然坏的可能性不大,但绝对要查。否则再换一次。还有就是整流桥,现在的整流桥余量非常小。电容短路的时候也会把整流桥拉穿。更换并检查这些大件零件后,即可接通电源。如果上电后无响应,则需要检查辅助电源,主要是检查振荡芯片的电源电阻和振荡芯片本身。电压高时,可能会击穿。如果机器启动时有响应,但红灯亮,则没有输出。有必要检查由许多串联电阻组成的过压保护电路。如果电阻正常,请更换比较器。这样,一半以上被高压损坏的电源可以修复。

第二种情况:由爆炸引起的二次短路。

该情况下必须检查后级DC-DC的功率管和整流二极管。卸下损坏的零件。更换机器后不要着急启动机器。确保检查驱动器电路和驱动器芯片。最重要的是放电电阻和二极管,通常与放电电阻并联使用。 是让场效应管导通之后迅速截至的。坏了没换还会炸机。一定要在波形确认正常之后,在装管子开机。输出的保险丝也不要漏掉检查。

第三种情况:输出电压为高或低。

请先检查采样电路。但是我在实际维护中发现采样电路没有损坏太多。采样电路由许多电阻组成。也有运算放大器和比较器。浪费时间检查。在这种情况下,请先更换光耦合器。不要问我为什么?因为已经修复了很多电源。感觉,更多的经验。光耦合器没有损坏,但是性能很差。而且,如果确认光耦合器损坏,则必须立即将其发送到垃圾箱,以免在以后的维护中挖一个坑。

第四种情况:电源好坏

如果出现这种问题,请首先更换辅助电源的所有电容器,不要对其进行测量,这会浪费时间。而且散热器旁边的电解电容器都是可疑的。

第五种情况:打开机器电源时,将报告红灯,并且没有输出

最糟糕的是风扇,尤其是旧机器。风扇轴承缺油,这会导致风扇卡住。如果风扇无法自我检查,则如果报告错误,风扇将不会快速输出。

如何测试开关电源的模块温升

在开关电源设计过程中,温度过高会影响产品稳定性,温升实验是保证电源能够安全稳定工作的重要因素之一。测试方法通常用热成像仪拍摄或热电偶法,其中成像仪拍摄法受被测物体与仪表之间的距离及辐射通道上水汽、烟雾、尘埃等介质影响,测量精度较低,下面主要介绍热电偶法。

开关电源的热电偶工作原理是基于seeback效应,俩种不同成分的导体两端连接成回路,俩端温度不同则在回路内产生热电流的物理现象。该测试方法测温元件直接与被测介质接触,直接测得被测物体的温度,有简单、可靠、测量精度高的优点。

热电偶法需要配合台式温度数据采集设备,配合上位机软件可实时记录温度曲线。要准备热电偶线、热电偶胶和高温胶纸,高温胶纸用于固定热电偶,再使用热电偶胶将热电偶固定到要测试的部位。

然后要对热电偶进行编号,以便在仪器上分辨出各自通道对应的温度,依规格设定好测试条件,然后在上位机软件可查看温度数据曲线。

电源模块多数是灌封类产品,要想测试内部元器件的温升,需要在裸板套装外壳灌封前,将热电偶布到内部关键元器件表面,再进行灌胶。

测试时热电偶走线尽量避免被测元器件的散热,应模拟产品在实际工作的样子。

开关电源模块因其原理会产生损耗,最终以热能的形式展示出来。温升会降低元器件性能并加剧损耗,所以对内部元器件进行温升测试,了解关键元件的温度变化过程,可以帮助工程师改善产品。

来源:网络、电气百科、工业科普、电器百科等综合整理

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