微機開關(guān)電源的工作原理及故障檢修

??? 微機開關(guān)電源是微機中故障率較高的部件之一。目前微機普遍采用脈沖寬度調(diào)制變換式開關(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。下面先簡述微機開關(guān)電源的工作原理，然后結(jié)合筆者的檢修經(jīng)驗，介紹微機開關(guān)電源常見故障的檢修方法，供大家參考。

一、微機開關(guān)電源的工作原理

? ? 微機開關(guān)電源一般都是脈寬調(diào)制變換型開關(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)電路及主機啟動電路構(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。工作過程如下：接通電源后，交流輸入通過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關(guān)管Q1、Q2 ；直流高壓還驅(qū)動電源內(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)動脈沖，分別驅(qū)動推挽功率開關(guān)管Q1、Q2，使兩管輪換處于飽和與截止?fàn)顟B(tài)。兩個推挽功率開關(guān)管Q1、Q2和電容器C1、C2構(gòu)成橋路的四臂，組成橋式連接，高頻變壓器的初級繞組作為橋式回路的負(fù)載。當(dāng)功率管未受觸發(fā)信號作用時，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)信號作用使Q1飽和Q2截止時，C1沿Q1及變壓器T1初級繞組放電，同時電源通過Q1及T1初級繞組對C2充電;當(dāng)Q1截止Q2飽和時，C2放電C1充電。在一個周期內(nèi)T1初級繞組兩端產(chǎn)生±150V的對稱脈沖方波，這一方波在T1次級各繞組中感應(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，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)有過流、過壓保擴和市電欠壓保護(hù)等電路。


二、微機開關(guān)電源故障的檢測方法


? ? 微機開關(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)情況會燒壞一些器件。為了避免產(chǎn)生新的故障，應(yīng)快速定位并進(jìn)而排除故障?？刹捎孟壤鋺B(tài)檢查，再熱態(tài)測試的方法進(jìn)行故障檢測。

? ? 1.冷態(tài)檢查法
? ? 確定電源有故障后打開電源盒蓋，仔細(xì)觀察有無明顯損壞的元件。
? ? 首先查看保險絲，如保險管發(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，兩個功率開關(guān)管是否損壞；其次應(yīng)查看有無焦黑、爆裂、變形變色元件，有無虛焊、斷線、短路等現(xiàn)象。
? ? 如無以上明顯現(xiàn)象，可用萬用表測量幾個關(guān)鍵點的電阻值，以確定故障部位。
? ? ①不接電源，用萬用表R×1K檔測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。測量輸入電路的電阻時，如表針先偏轉(zhuǎn)到幾十千歐的位置再慢慢退到200K左右，說明電路基本正常;如表針沒有先大后小的偏轉(zhuǎn)過程，則說明高壓濾波電解電容已無充放電能力;如測量時短路或電阻值很小，則可能是整流電路的二極管或濾波電容擊穿;如測得開路，則可能是保險管或限流電阻等斷開。
? ? ②測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，反向為幾十千歐，且應(yīng)有較大的充電現(xiàn)象;測量開關(guān)管Q1、Q2各極間正反向電阻，阻值應(yīng)分別相同，否則說明從高壓整流輸出到開關(guān)變壓器初級這部分電路有元件損壞。
? ? ③測量±5V、±12V輸出端的電阻應(yīng)不為零，正反向電阻值應(yīng)不同，否則說明開關(guān)變壓器次級某繞組及某路輸出電路有元件損壞。
? ? 2.熱態(tài)測試法
? ?? 如上述檢查未發(fā)現(xiàn)損壞元件，則可通電測試電路幾個關(guān)鍵點的電壓值來診斷電源的故障。為防止空載引起過壓保護(hù)，可在+5V輸出端加一只5Ω/10W左右的電阻作為假負(fù)載。
? ?? ①接通電源后測高壓整流輸出端正負(fù)極間的直流電壓，正常時為300V左右，C1、C2連接點及Q1、Q2連接點的電壓應(yīng)為直流高壓的一半，約150V左右，否則說明高壓整流及以前的電路有元件損壞。
? ?? ②通電后如直流高壓正常，則應(yīng)測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)重點檢測其對應(yīng)的電路。
??? ③如各組輸出電路沒有損壞元件，檢測重點應(yīng)放在TL494組件上，測量TL494各引腳的電壓值并與正常時的電壓值(如表1所示)相比較，根據(jù)比較結(jié)果，檢查相應(yīng)的元件以及保護(hù)電路。

三、微機開關(guān)電源常見故障的維修及舉例

? ? 1.開關(guān)電源燒壞，保險絲熔斷

? ? 這類故障多為過流造成，故障部位一般在電源輸入部分，常見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關(guān)管擊穿等。維修時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1：一臺微機，加電后保險絲燒毀。關(guān)斷電源，測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，再查功率開關(guān)管，一開關(guān)管燒壞短路，更換開關(guān)管及二極管后，故障排除。

? ? 2.電源無輸出
? ? 這類故障先查看保險絲，若保險絲熔斷，則可用第一類故障處理方法，排除故障；如保險絲完好，則采用前面介紹的熱態(tài)測試法，檢測各處的電壓，以確定故障部位。常見的有：功率開關(guān)管損壞，控制組件損壞，低壓直流的整流二極管損壞，過流、過壓保護(hù)電路誤動作等。維修時先判斷功率開關(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關(guān)管的基極是否有驅(qū)動脈沖，如沒有驅(qū)動脈沖，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，正常時為15V左右(TL494為9、10、12腳，SG3524為12、13、15腳)；然后檢查定時元件應(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)，如這幾個引腳電壓正常，則應(yīng)在驅(qū)動脈沖輸出腳(TL494為8、11腳，SG3524為11、14腳)測得一對相位相反的方波脈沖，否則，控制組件損壞應(yīng)更換。
? ? 例2:一臺電源無輸出，保險絲完好。打開電源盒蓋，檢查功率開關(guān)管、輸出端各路直流整流濾波電路沒有損壞，接通電源，測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)動脈沖輸出，檢查控制組件的8、11腳至開關(guān)管之間的激勵變壓器及幾個電阻，發(fā)現(xiàn)一電阻焊腳氧化造成開路，使驅(qū)動脈沖不能加到開關(guān)管基極，造成電源不能振蕩，無電源輸出，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3：一臺微機不能起動，經(jīng)測試為＋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)板供電時正常，而接上硬盤等部件時，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整流二極管元件上。維修時，在確認(rèn)整流電路正常的情況下，測量濾波電容兩端的電壓，應(yīng)各為150V左右，否則濾波電容有故障，更換電容即可排除故障。
? ? 例4：微機能自檢，但讀軟驅(qū)后，系統(tǒng)掉電。軟硬盤驅(qū)動器是+12V電壓的負(fù)載，著重檢查＋12V電壓輸出電路，測試＋12V電壓輸出整流二極管，發(fā)現(xiàn)反向電阻較小性能變差，更換后故障排除。