论述开关电源应用及工作原理和维修

1、继续教育学院毕业综合报告题 目： 论述开关电源的应用及工作原理和维修 学习中心： 罗定电大 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 梁志昌 学 号： 201209114720610002 指导教师： 张相军 2014年 11 月 22日 哈尔滨工业大学继续教育学院毕业综合报告任务书 学习中心 专业 批次 同学（学号 ）： 经研究决定，你的毕业综合报告题目为： 指导教师为： 请你于 年 月 日- 年 月 日期间完成。指导教师：（签字） 年 月 日学 生：（签字） 年 月 日哈尔滨工业大学继续教育学院毕业综合报告评语学习中心 罗定电大 专业 电气工程及其自动化 批次 2012 09 学号 2012

2、09114720610002 学生 梁志昌 ： 毕业综合报告题目 论述开关电源的应用及工作原理和维修 评分参考标准序号项 目满分1选题合适202观点明确203材料丰富详实304逻辑结构严谨205语言文字流畅10合 计100评语： 指导老师（签字）： 年 月 日评分： 评审（签字）： 年 月 日哈尔滨工业大学继续教育学院毕业综合报告 第 9 页 共 8 页目录摘要关键词正文一、开关电源的应用二、开关电源的工作原理和维修三、开关电源的维修技巧四、开关电源的发展结论参考文献：1网站：兴安电路图 作者：疯狂的三极管 文章：万能充电器维修 2网站：电子发烧友网作者：春波绿影 文章：开关电源的维修方法 3

3、网站：电子发烧友网 作者：叶子 文章：开关电源的维修步骤及经验论述开关电源应用及工作原理和维修梁志昌摘要 自从1947年美国著名的贝尔实验定发明了晶体管，引发了电子技术的一场革命，最先用于电力领域的半导体器件是硅二极管。晶闸管出现后，由开其优越的电气性能和控制性能，使之很快了水银整流器和旋转变流机组，并且其应用范围也迅速扩大。关键词 开关电源、工作原理、简单维修正文一、开关电源的应用自从1947年美国著名的贝尔实验定发明了晶体管，引发了一场电子技术的革命，经过这么长的经验累积和技术提升，在我们日常的生产和生活中大量应用到电子和电气设备，并且让我们的生产和生活时刻使用这些设备，当如此广泛的使用到

4、上述设备时， 但大家需要考虑的问题是：1、随技术的成熟，旧的产品会面临被淘汰；2、因各样的原因电器和设备会出现故障导致无法使用。面对这样的问题我们就会运用我们所学的技术对设备和电器进行升级和维修。只依靠维修来使设备可以正常运行是远满足不了我们的使用需求的，因为每个人对设备的使用需求不一样，设备的非计划停止运行可能令我们产生不可估计的损失，所以我们需要想办法提高设备的稳定性。于是人们使用了各种各样的措施来提高设备的稳定性：1、散热、清尘和防水；2、防外力破坏；3、使用质量好的元件；4、提供稳定可靠的电源，等等。因这方面内容太多涉及面广，所以我们单从电源稳定方面探讨一下，想要拥有稳定可靠的电源我们

5、现在广泛应用到开关电源，随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作和生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子和电器设备领域，程控交换机、通迅、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者的增长率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提

6、供了广泛的发展空间。开关电源高频化是其发展方向，高频化使开关电源小型化，关使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在安防监控，节约能源.节约资源及保护环境方面都具有重要意义。随着技术的成熟和发展，现在开关电源已经在工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通信设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气静化器、电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通迅设备，视听产品，安防监控，LDE灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域内应用。二、开关电源的工作原理和维修面对这么宽阔的领域，我们更加有必要对开关

7、电源有个认识和了解，开关电源分两种:直流开关电源和交流开关电源。其功能是将不稳定的原生态电源转换成为设备运行所需的稳定电源，开关电源常用的元件有：电阻、电容、二极管、三极管、电感、变压器和IC芯片等，其中的元件还根据用途和安装方式进行了很多很细致的分类，因涉及面大不作细致的介绍了。开关电源的组成：开关电源大至由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部分组成，主电路对冲击电流进行限幅产将电网的交流电整流为平滑的直流电源输出，控制电路从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定。另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施

8、。检测电路提供保护电路正在运行中的各种参数和各种仪表数据。辅助电路实现电源启动，为保护电路和控制电路工作供电。开关电源具有功耗小、效率高、重量轻、体积小、稳压范围宽的优点，但开关电源也会存在的较严重的开关干扰和电路复杂等问题，为了防止干扰附近电子仪器、设备和家用电器，大部分开关电源会在输出端加装电感进行滤波。当开关电源在如此广泛的领域得到应用，对开关电源进行了解和认识相当重要，开关电源的控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际应用中调宽式较为常用，目前开发和使用的开关电源集成电路中，也绝大多数是肪宽调制型。因此主要介绍一下调宽式开关稳压电源，对于单极性矩型肪冲来说，其直流平均电压取决于矩形脉冲的

9、宽度，肪冲越宽，其直流平均电值就越高，脉冲宽度随稳压电源输出电压增高而变窄，从而达到稳压的目的，交流电经整流滤波再经过高频变换最后经过调宽和扼流输出稳定的直流，高频变换是控制电路，它包括脉宽调制、振荡器、比较器、取样器一系列电路组成，交流电压经整流电路及滤波电路整治整流和滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进入高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压整流滤波变为所需要的直流电压。控制电路为一脉冲宽度调制器，这部分电路目前已集成化，制成各种各样的开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。开关电源有：1、单端反激式开关电源；

10、2、单端正激式开关电源；3、自激式开关稳压电源；4、推挽式开关电源；5、降压式开关电源；6、升压式开关电源；7、反转式开关电源几种。开关电源可以是单电压和多个电压输出，以满足设备运行的需要。开关电源在设计中必须具有过流、过热、短路等的保护功能，故在设计时应首选保护功能齐备的开关电源模块，并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相匹配，以避免损坏用电设备或开关电源。大部分开关电源已经内设散热片再加上散热风扇以保护开关电源。当220V电通过变压器降压，经整流二极管整流变成直流电，经大容量电容滤波后再经扼流线圈过滤交流成分，向负载输出平滑的直流电。根据负载的不同需要使用集成电路、脉冲变压器和开

11、关管构成脉冲自激开关电路以达到控制开关电源的工作，如下图： 当我们了解了开关电源的工作原理后就可以对开关电源进行维修。现在生产开关电源的企业非常多，有小型加工作坊，有正规的大型企业，本人曾在艾默生网络能源公司工作，从事开关电源维修,主要产品有日常的手机充电器、手提电脑和家用电脑的开关电源，在日常的维修中我们首先在断电情况进行一看二闻三问四量。看：打开电源外壳，检查保险丝是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂，则应重点检查此处元件相关电路元件，若PCB板有电路线路被烧断则根据实际看是否维修，需要维修需可用电线进行开路处连接。闻：闻一下电源内部是否有糊味，检查是

12、否有烧焦的元器件。问：问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规操作。量：没通电前，用万用表量一下高压电容两端的电压，如要是开关电源不起振或开关管开路引起的故障，则大多数情况下，高压滤波电容两端的电压未泄或放掉，此电压有300多伏，需要小心。用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，电阻值不应过低，否则电源内部可能存在短路。电容器应能充放电。脱开负载，分别测量各组输出端对地电阻，正常时，表针应有电容器充放电摆动，最后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。加电检测：加上220V电后观察是否烧保险丝，是否有个别元件冒烟等现象，若发生冒烟需要马上切断电源防止进一步烧坏元件。若无烧坏元件我们可以

13、进行下一步的检查，先检查通电后保险丝有否马上熔断，若熔断刚说明电路中有短路现象，需找出故障点排除。通电后若保险丝未熔断，可直接测量引线处有否有220V电压，若无220V电压输入，检查引线是否开路，是否已正常接上220V电，检查到输入端有220V引入后，可先检查输出端有否直流输出，还是输出的电压达不到正常值。若输出端无直流输出，可对开关电源进行一级一级检查，先检查降压变压器是不有正常工作，再检查整流二极管有否击烧坏，检查高压滤波电容有否有正常的输出，集成电路各脚间电压是否正常，脉冲变压器是否正常工作，电路中的保护电路是否有稳压二极管击穿，在生产厂从事维修工作维修开关电源会较方便，因你只要在各级测

14、量一下输出情况后，确定故障的大概位置后，可用一个正常的开关电源在不通电的情况，两个开关电源均用万用表测量其阻值有否不一样，若阻值不一样更换后一般故障消失，若非工厂的维修，只有根据经验进行维修了，开关电源故障多发现象：1、引线开路；2、变压器烧坏无输出或输出电压异常；3、整流管击穿；4、稳压电路稳压管故障；5、集成电路故障等。反正不论任何故障都是靠观察、测量、元件替换等方法进行维修，维修靠平时的经验累积，才能做到快准的找出故障位置，对损坏元件更换后才能使开关电源正常工作，有时用万用表测量时阻值无变化，是因为元件未曾从电路上拆下，元件在电路中受电路影响，所以确定故障大约位置后需将元件拆下再测量，这

15、样才可准确找出故障进行维修。现在生产开关电源的厂家非常多，而小加工作坊生产的开关电源存在元件质量差、产品未经检测就出厂，所以为了使用的开关电源更稳定工作，为了设备不受电源质量影响而烧坏主设备，在购买开关电源时一定要买正规企业经过一系性能测试的开关电源，方可以保障我们的设备稳定的运行。现在我们用最常使用的手机充电器作为一个维修实际对象进行分析：首先按我们常用的手机通用充电器电路图进行一系列的维修分析，如下图 : 此类型充电器常见的故障现象1、接上待充电池及电源后，电源PW指示灯LED3及测试指示灯TEST LED4亮，而充电LED1及充满指示灯LED2不亮，无电压输出，不能给电池充电。这种故障多

16、是充电器开关振荡电路没有工作所致，在实际的检修中，发现开关管VT2和电阻R6损坏最多，一般情况下，电池E的充电电路工作电压比较低，其元件损坏的几率也相对要低，也就是开关变压器T1的次级之后电路损坏的几率不大。2接待充电池及电源后，各指示灯显示正常，但充不进电或充电时间长。此现象多数为VT3损坏，用正常管更换后故障消失，如果三极管VT3正常，再用万用表测电容C3的两端电压，正常值应在8.5V左右，若电压正常，应检查电阻R7或集成IC1,有的时候VT3和IC1会同时烧毁，这种情况是整流管故障造成的，需要将整流管和VT3及IC1全部更换，故障方可排除。若IC1测出的电压低，再对开关变压器T1次级输出

17、电压进行检查，正常在交流5.5V左右，若电压正常，说明电容C3或整流二极管VD3损坏，若电压低，应检查开关变压器T1及其前级各元件，以上为本人修理充电器的一点经验。但是开关电源除去充电器外仍有数不胜数的各型电源，例如电脑的开关电源，但是电脑的开关电源并不象充电器电源只进行单组输出，电脑是多组电压输出，而根据电脑的型号不同，用的输出也会有所不同。如下图： 电脑的开关电源大致为这样的工作方式，当了解了大致的工作方式后，我们需要多了解电路图多分析才能对电脑开关电源进行维修，因为是多输出其维修难度比手机充电器要高许多，首先我们先从图片了解下电脑开关电源的外观，如下图： 从图片上可以看出一捆输出线，分别

18、为电脑的各个硬件提供电压，如主板、硬盘、光驱。计算机开关电源工作电压较高，通过的电流较大，又工作在有自感电动势的状态下，因此使用的故障率较高。电源先将高压交流电220V通过全桥二极管整流成为高电压的脉冲直流电，再经电容滤波成为高压直流电，此时，控制电路控制大功率开关三极管将高压直流电按照一定的高频频率分批送到高频变压器的初级，接着，把从次级线圈输出的降压后的高频低压交流电通过整流滤波转换为能使电脑工作的低电压强电流的直流电，其中，控制电路是必不可少的部分，它能有效的监控输出端的电压值，并向功率开关三极管发出信号控制电压上下调整的幅度，在计算机开关电源中，由于电源输出部分工作在高电压、大电流的状

19、态下，故障率最高，其次输出直流部分的整流二极管、保护二极管、大功率三极管较易损坏，再就是脉宽调制器是保护电路的测试点，也常损坏。在日常维修中，断电状态下，“望、闻、问 、切”是维修的步骤，由于人体接触到36V以上的电压就会发生危险，所以尽量先断电进行外观检查，确定无明显的烧坏元件后再进一步检查，先检查保险丝有否熔断，再用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容充电情况，如果电阻值过低，说明电源内部存在短路，正常时阻值应能达到100千欧以上，电容能够充放电，如果损坏，则表现为AC电源线两端阻值低，呈短路状态，否则可能是开关三极管击穿，然后检查直流输出部分，脱开负载，分别测各组输出端的对地电阻，

20、正常时，表针应有电容器充放电摆动，最后指示的应为该路的泄放电阻的阻值，否则多数是整流二极管反向击穿所致。加电检测则重点检查电源输入端、开关三极管、电源保护电路以及输出端电压。常见故障：1、保险丝熔断，如果发生熔断要重点检查整流二极管、高压滤波电容、逆变开关管；2、无直流电输出或输出电压不稳定，重点检查电源中短路、开路、保护电路有否故障、振荡电路有否工作、电源有否负载过重、整流管有否击穿、滤波电容有漏电等。加上开关电源使用时发热量高，散热系统有否正常工作，是一个开关电源稳定的必要条件。三、开关电源的维修技巧开关电源经常出现的问题有（一）、负载能力差，开关电源的负载能力差一般的话是一个常见的故障，经常出现在老式或是工作时间长的开关电源中，其主要的原因就是电子元件老化，导致开关管的工作不稳定而且散热效果也不够理想，还有就是稳压二极管发热