开关电源中的典型功能电路及故障处理
​李刚
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​李刚,. 开关电源中的典型功能电路及故障处理[J]. 电路系统研究,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157300.
摘要: 随着电子产品向小型化和节能环保方向发展,采用开关电源供电是电子产品的一大变革,开关电源由于其功耗低、效率高、体积小、重量轻,成为稳压电源的发展方向,近年来已被广泛应用于各类电子产品中。然而,随着电子技术的发展,开关电源的技术虽然在不断改进,但仍存在一些问题,如电路结构较复杂,故障率较高,制作与调试难度大,维修麻烦。只要深入了解开关电源的构造以及运行原理,开关电源故障的分析与处理将不再是无法攻克的难题。
关键词: 典型功能电路;常见故障;电路结构;开关电源;故障分析
DOI:10.12721/ccn.2023.157300
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1 开关电源的主要构造以及应用优势

1.1 开关电源的主要构造分析

无论是什么类型的开关电源,都必须要具备一个系统的开关电源结构:第一稳定的电

压控制电路,第二脉冲整流输出电路,第三基本的电路结构。而基本的电路结构又包含以下

五个组成部分:第一交流输入模块,第二开关变压器,第三启动电路结构,第四整流滤波电路结构,第五抗干扰电路结构等。

1.2 开关电源的应用优势分析

开关电源的应用优势主要包含以下几点。

(1)功耗小。因为开关电源的功耗比较消,就会导致电子设备内部的温度过高,那么

周围的元件也就不会因为长期运行而处于高温环境,被损坏的机率就会小,进而整个电子设

备运行的稳定性以及可靠性就可以得到保证。

(2)体积和重量小。因为开关带能源没有笨重的共频变压器,同时开关器件的功耗又

小,不需要安装散热片。

(3)稳压范围以及使用范围广泛。即便是工频电网电压变化过大,开关电源依然可以

保持稳定的输出电压。

(4)安全可靠。一般情况下,开关电源都会有自动保护电路,其保护性能灵敏可靠,

如果稳压电路、高压电路以及负载等出现故障或者出现短路,那么自动保护电路就会立即切

断电源。

2 开关电源的运行原理分析

在开关电源的运行过程中,需要所有的组织模块都发挥其相应的功能。

(1)220V 的交流电在开关电源保险管中,会在滤波整流的作用下获得300V 的直流电压。与此同时,电压经过电路再次回到PWM 脉冲,形成一个完整的原始电路。然后再在驱动脉冲的作用下,实现对内部芯片的加强控制,确保开关电源的整个电路都可以顺利导通。

(2)在处理开关变压器的时候,则需要将其安装到芯片结构上,从而让芯片在脉冲作

用的影响下长期稳定在开关状态。只有这样,脉冲电流才会顺利的通过初级绕组,而与初级

绕组对应的输出绕组才会随之出现感应电压。与此同时,感应电压在脉冲整流的作用下,可

以直接转化成适合人们使用的电压,作为一种电源持续性输出,为负载结构提供服务。在开关电源的整个运行过程中,保证系统、完整、科学的稳压控制电路具有十分重要的作用。而与基准电压相比,难免会出现一些数值误差电压。在这种情况下,要想保证稳压控制电路的系统性以及完整性,还必须要以改变脉冲的真实频率以及宽度为基础来纠正各项参数,集中整合并分析运行时间长短与相应频率,确保电压高低数值参数的有效调整,使之满足稳压控制的各项标准。

3 开关电源故障的检测方法

3.1 断电状态的检测方法

一般情况下,人体接触到的电压如果高于 36 伏,就会有生命危险,而检测电源接触

到的大多为 220 伏的高压电。所以,在这种情况下,检修人员一定要先严格检查断电状态下的开关电源是否存在短路故障,是否存在元器件损坏的问题故障。

(1)先把电源外壳打开,对保险丝进行检查,查看其是否有熔断现象;然后再认真观

察电源内部,确认电源 PCB 板上元件是否存在损坏现象,尤其是一定要充分重视元件的检

查,这是开关电源发生故障频率最高的部位。

(2)闻一下电源内部是否有被烧的糊味,确认是否有被烧焦的元器件。

(3)向相关人员询问开关电源出现故障的前后经过,排除由于工作人员操作行为不规

范而造成的故障。这对于开关电源的故障处理有着十分重要的作用。

(4)借助万用表对 AC 电源线两端正反向电阻以及电容器充电情况进行检测。100 千

欧以上的电阻值为正常,若电阻值偏低,则表明电源内部存在短路故障。电容器可以充放电

则说明其处于正常状态,如果电容器受到损坏,那么就会体现在 AC 线两端阻值偏低方面,出现短路故障。如果没有以上表现,则说明是开关管被击穿故障。之后对直流输出部门脱开负载进行检测,然后对各组输出端的对地电阻进行测量。表针中电容器充放电摆动则为正常,

最终指示的部位应是泄放电阻的具体阻值,如果出现异常,一般都是整流二极管反向击穿导

致的。

3.2 加电状态下的检测

在完成断电状态下的检测之后,就可以进一步的进行加电状态下的检测。这是开关电

源故障最关键的检测环节,检测人员必须要有一定的检测与维修经验,有一定的电子专业基

础理论知识,有一定的开关电源故障维修技巧。一般情况下,加电状态下的检测重点有以下几方面:第一电源的输入端,第二开关三极管,第三电源保护电路,第四电源的输出电压电流等。

4 开关电源常见故障分析及处理措施

4.1 输入环节故障的分析及处理措施

在开关电源的运行过程中,需要对开关电源进行集中检查和校对。而在此过程中,需

要分析某些问题,并进行相应管控措施的制定,进行相关故障的检修验证,从而优化开关

电源的运行效率,提升开关电源的整体管理质量。而在输入环节故障分析与处理的过程中,就必须要检查开关电源的交流电输入功能是否正常。如果交流电无法正常输入,那么就必须

要对进线实施短路分析或者磨损分析。集中观察开关电源是否出现了熔断丝异常故障,同时

进行损坏元件的整合与检查,及时更换损坏元件,实现电压的正常输出。

4.2 反馈电路故障的分析与处理

在开关电源的运行过程中,需要对反馈电路故障进行分析,即依然使用集中检验的方法确保电流起振的功能得以充分发挥。针对滤波电容参数的鉴定,必须要确保开关电源处于断电状态,才能保证其鉴定的有效性。在进行放电操作的时候,处理绕组电阻反馈系统,使用电阻法可以保证处理效果。如果其电流偏小,则说明开关电源不存在开路故障。但是在开关电源的运行过程中,开关变压器故障的发生频率最高,且大多数情况下都是开关变压器反馈

绕组脱焊故障。所以必须要集中检测反馈电容、反馈电阻以及二极管等基本元件,并根据实际情况采取相应的处理措施,进行相关元件的维修与更换,确保开关电源处于长期的稳定运行状态。需要注意的是,开关电源运行过程中使用到的芯片具有较高的造价成本,必须要通过集中校对,确保其日常运行状态的稳定性。

4.3 脉冲整流输出故障的分析与处理

在开关电源的运行过程中,需要对脉冲整流结构进行分析,并集中校验电阻电容二极

管,提升其运行的有效性与便捷性。另外,输出电压与实际要求不相符、光电耦合器的发光

管异常发亮等故障都是稳定控制电路的常见故障。针对这类故障的分析与处理,依然可以使用电阻法,保证其估测与处理的有效性,保证其相应参数与元件结构的稳定运行,进而提升集成电路运行的效率。

5 结语

综上所述,加强开关电源故障的分析与处理具有十分重要的意义。而要想保证开关电

源故障的分析与处理效果,就必须要根据开关电源的实际运行状况,制定完善的故障检测机制以及管理控制措施。同时还要提升相关技术人员的故障分析水平以及处理水平,实现动态

化的管理。

参考文献

[1] 冯喜州 . 开关电源的常见故障分析 [J].百科论坛电子杂志 ,2018,(21):526.

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