【文章內(nèi)容簡介】 斷開時，由于寄生電感和寄生電容的作用，也要產(chǎn)生高頻震蕩電壓即浪涌電壓。 ，正向電流所蓄積的電荷在加反電壓時不能馬上消失，由于載流子的蓄積效應，二極管中流經(jīng)反向電流，若反向電流恢復時的電流上升率di/dt較大時，由于電感作用要產(chǎn)生較大的尖峰電壓，即所謂的恢復噪聲。 ，其中大部分通過導磁率高的磁芯，但仍有少部分繞組間隙輻射出去，產(chǎn)生電磁感應噪聲。 如果要學會排除開關(guān)電源的故障，我們得對其工作原理以及哪些元件易損壞有個了解（圖2）。當市電從輸入端輸入時，首先到達由電容和電感組成L型或π型濾波電路進行濾波，以消除市電中的浪涌電壓和干擾信號，提高電源質(zhì)量。同時，在市電輸入端還串接有保險管，當電源發(fā)生短路性故障時，保險管熔斷，避免故障擴大化。并且，現(xiàn)在大多數(shù)的開關(guān)電源輸入端還并有壓敏電阻。這種電阻當電壓正常時，阻值為無窮大，不影響電路的工作。而一旦電壓過高，壓敏電阻將短路，使通過保險管的電流增大，保險管熔斷，避免了因高壓致其他元件損壞。 經(jīng)過濾波后的交流電經(jīng)二極管橋式整流電路和高壓大容量電容濾波后，生成300V的高壓直流電壓，之后該電壓經(jīng)電阻降壓和簡單穩(wěn)壓后送入振蕩控制電路以生成振蕩信號，生成的振蕩信號通過電源振蕩管放大后，配合高頻變壓器，會被轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪航涣麟妷?，低壓交流電壓再?jīng)過一次整流濾波后，就可以生成各種可供設備使用的低壓直流電了。另外，在主電壓輸出端，還設有電壓采樣反饋電路，將當前電壓反饋回振蕩控制電路，一旦主電壓由于負載變化而產(chǎn)生電壓漂移時，振蕩控制電路將改變振蕩脈寬，以保證輸出電壓的穩(wěn)定性。同時，當負載短路時，采樣反饋信號也會及時通知振蕩控制電路，停止電壓的輸出，避免電源因過載而損壞.開關(guān)電源的故障檢修 首先應觀察電源保險管是否損壞。如保險管損壞，不能急于更換，必須要先檢查電源是否存在短路現(xiàn)象。方法：用萬用表的電阻擋測試電源保險管后的交流端(測試點一)，其正常電阻應在數(shù)十千歐姆以上，如電阻為零，則說明電源存在交流短路現(xiàn)象。另外，我們還應重點檢查電源的交流濾波電容是否損壞；同時如果有壓敏電阻的話，還應檢查這一電阻。 如上述測試結(jié)果正常，我們接著應檢測電源的四個整流二極管(測試點二)。在正常狀態(tài)下，二極管的正向電阻為數(shù)k(用萬用表1k擋測試)，反向電阻接近無窮大。如發(fā)現(xiàn)測試結(jié)果不正常，則需更換。順著排查下來，接著要做的是測試電源的直流電阻這一部位(測試點三)，其正常電阻也在數(shù)k，如電阻為零，則說明存在直流短路。造成直流短路的原因比較多，像濾波電容短路性損壞、電源振蕩管損壞，振蕩集成塊及外圍電路部分損壞都可能造成短路現(xiàn)象。在此，需要說明的是在更換電源振蕩管之前，必須確定振蕩集成塊及外圍電路正常，否則會造成電源管的再次損壞。 排除了開關(guān)電源上述問題后，說明故障大多存在于振蕩控制電路、采樣反饋電路或負載上。這時，我們應先檢查振蕩集成塊的供電電路是否正常(測試點四)，其正常的電壓應該在10V左右(特別提醒：由于測試電壓應在通電情況下進行，而電源板上有高壓的市電，因此要特別注意人身安全，不可嘗試直接觸摸電源的任何部分)。如該點無電壓或電壓很低，首先要檢查降壓電阻是否損壞；其次再檢查振蕩集成塊和其外部的供電電路是否正常。如外圍電路未發(fā)現(xiàn)故障，建議更換振蕩集成塊。當然，有時候電源不能正常輸出電壓也有可能是由于負載短路使電源保護造成的。對這款電源而言，我們只須將輸出線拔除，檢查輸出電壓是否正常(測試點五)，即可確定故障部位。前面的故障排除后，最后還應該檢查反饋電路部分， 一般來說這部分故障主要集中在光電耦合器和其放大電路上，要特別注意。 開關(guān)電源就是用通過電路控制開關(guān)管進行高速的道通與截止．將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給變壓器進行變壓，從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓！轉(zhuǎn)華為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50Hz高很多．所以開關(guān)變壓器可以做的很小，而且工作時不是很熱！成本很低．如果不將50Hz變?yōu)楦哳l那開關(guān)電源就沒有意義 開關(guān)電源大體可以分為隔離和非隔離兩種,隔離型的必定有開關(guān)變壓器,而非隔離的未必一定有. 開關(guān)電源的工作原理是: 。 (脈沖寬度調(diào)制)信號控制開關(guān)管,將那個直流加到開關(guān)變壓器初級上。 ,經(jīng)整流濾波供給負載。 ,控制PWM占空比,以達到穩(wěn)定輸出的目的. 交流電源輸入時一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西,過濾掉電網(wǎng)上的干擾,同時也過濾掉電源對電網(wǎng)的干擾。 在功率相同時,開關(guān)頻率越高,開關(guān)變壓器的體積就越小,但對開關(guān)管的要求就越高。開關(guān)變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出。一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關(guān)電源ATX電源的主要組成部分EMI濾波電路：EMI濾波電路主要作用是濾除外界電網(wǎng)的高頻脈沖對電源的干擾，同時也起到減少開關(guān)電源本身對外界的電磁干擾，在優(yōu)質(zhì)電源中一般都有兩極EMI濾波電路。 一級EMI電路：交流電源插座上焊接的是一級EMI電源濾波器電路，這是一塊獨立的電路板，是交流電輸入后所經(jīng)過的第一組電路，這個由扼流圈和電容組成的低通網(wǎng)絡能濾除電源線上的高頻雜波和同相干擾信號，同時也將電源內(nèi)部的干擾信號屏蔽起來，構(gòu)成了電源抗電磁干擾的第一道防線。 二級EMI電路：市電進入電源板后先通過電源保險絲，然后再次經(jīng)過由電感和電容組成的第二道EMI電路以充分濾除高頻雜波，然后再經(jīng)過限流電阻進入高壓整流濾波電路。保險絲能在電源功率太大或元件出現(xiàn)短路時熔斷以保護電源內(nèi)部的元件，而限流電阻含有金屬氧化物成分，能限制瞬間的大電流，減少電源對內(nèi)部元件的電流沖擊。橋式整流器和高壓濾波：經(jīng)過EMI濾波后的市電，再經(jīng)過全橋整流和電容濾波后就變成了高壓的直流電。將輸入端的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖直流電，目前有兩種形式，一種是全橋就是把四個二極管封裝在一起，一種是用4個分立的二極管組成橋式整流電路，作用相同，效果也一樣。一般說來，在全橋附近應該有兩個或更多的高大桶狀元件，即高壓電解電容，其作用是將脈動的直流電濾除交流成分而輸出比較平穩(wěn)的直流電。高壓電解電容的使用與開關(guān)電路的設計有密切關(guān)系，其容量往往是以往電源評測時的焦點，但實際上它的容量和電源的功率毫無關(guān)系，不過增大它的容量會減小電源的紋波干擾，提高電源的電流輸出質(zhì)量。PFC電路：PFC電路稱為功率因素校正或補償電路，功率因素越高，電能利用率就越大。目前PFC電路有兩種方式，一種是無源式PFC，又稱被動式PFC，一種是有源式PFC，又稱主動式PFC。無源式PFC是通過一個工頻電感來補償交流輸入的基波電流與電壓的相位差，迫使電流與電壓相位一致，無源PFC效率較低，一般只有65%70%，且所用的工頻電感又大又笨重，但由于成本低，仍有許多 ATX電源采用這種方式。有源PFC是由電子元器件組成的，體積小，重量輕，通過專用的IC去調(diào)整電流波形的相位，效率大大提高，達95%以上，但由于成本較高，通常只能在高級應用場合才能看到。開關(guān)三極管與開關(guān)變壓器：開關(guān)電源顧名思義其核心就是開關(guān)二字。開關(guān)三極管和開關(guān)變壓器是開關(guān)電源的核心部件，通過自激式或他激式使開關(guān)管工作在飽和、截止（即開、關(guān)）狀態(tài)，從而在開關(guān)變壓器的副繞組上感應出高頻電壓，再經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓后輸出各種直流電壓。開關(guān)三極管和開關(guān)變壓器是ATX電源的核心部件，其質(zhì)量直接影響電源的好壞和使用壽命，尤其是開關(guān)三極管，工作在高反壓狀態(tài)下，沒有足夠的保護電路，很容易擊穿燒毀。開關(guān)管的品質(zhì)直接決定了電源的穩(wěn)定性，它也是電源中主要的發(fā)熱元件，拆開電源后看到的主散熱片上的兩個晶體管就是開關(guān)管。 影響高頻開關(guān)變壓器性能的因素包括鐵氧體的效率、磁芯截面積的大小和磁隙的寬度，截面積過小的變壓器容易產(chǎn)生磁飽和而無法輸出較大的功率，各個繞組的匝數(shù)直接影響輸出的電壓，通常我們無法具體的掌握這些參數(shù)，所以無法準確的判斷變壓器到底能輸出多大的功率，只有通過電子負載機測量才能知道，另外，開關(guān)變壓器的輸出端雖然很多，但其中的某些輸出端使用的卻是相同的繞組，比如++5VDC就是這樣，所以當++ 5VDC就無法輸出很大的電流了，所以我們不能將電源各個輸出端的功率進行簡單的累加。 除主變壓器外，一般電源內(nèi)還應有兩個小變壓器，其中一個將開關(guān)電路控制信號進行放大以驅(qū)動開關(guān)管進行工作，同時還可以將開關(guān)管工作的高壓區(qū)和集成電路工作的低壓區(qū)進行物理隔離。另外一個完全是一套獨立的小型開關(guān)電源，這就是我們所說的待機電路，其輸出的電壓為電源的主電路供電，同時通過+5V StandBy端輸出到主板來實現(xiàn)喚醒功能。 低壓整流濾波電路：經(jīng)過高頻開頭變壓器降壓后的脈動電壓同樣要使用二極管和電容進行整流和濾波，只是此時整流時的工作頻率很高，必須使用具有快速恢復功能的肖特基整流二極管，普通的整流二極管難當此任，而整流部分使用的電容也不能有太大的交流阻抗，否則就無法濾除其中的高頻交流成分，因此選擇的電容不但容量要大，還要有較低的交流電阻才行，此外還能見到2個體積碩大的帶磁心的電感線圈，與濾波電容一起濾除高頻的交流成分，保證輸出純凈的直流電。 由于低壓整流端需要輸出很大的電流，所以整流二極管同樣會產(chǎn)生大量的熱量，這些二極管與前面的開關(guān)管都需要單獨的散熱片進行散熱，電源中另一個散熱片上所固定的就是這些元件。從這些元件輸出的就是各種不同電壓的輸出電流了。 穩(wěn)壓和保護電路：穩(wěn)壓電路通常是從電源輸出端的輸出電壓取樣出部分電壓與標準電壓作比較，比較出的差值經(jīng)過放大后去驅(qū)動開關(guān)三極管，調(diào)節(jié)開關(guān)管的占空比，從而達到電壓的穩(wěn)定。保護電路的作用是通過檢測各端輸出電壓或電流的變化，當輸出端發(fā)生短路、過壓、過流、過載、欠壓等到現(xiàn)象時，保護電路動作，切斷開關(guān)管的激勵信號，使開關(guān)管停振，輸出電壓和電流為零，起到保護作用 開關(guān)電源由以下幾個部分組成： 一、主電路 從交流電網(wǎng)輸入、直流輸出的全過程，包括： 輸入濾波器：其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過濾，同時也阻礙本機產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。 整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級變換。 逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。 輸出整流與濾波：根據(jù)負載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。二、控制電路 一方面從輸出端取樣，經(jīng)與設定標準進行比較，然后去控制逆變器，改變其頻率或脈寬，達到輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測試電路提供的資料，經(jīng)保護電路鑒別，提供控制電路對整機進行各種保護措施。三、檢測電路 除了提供保護電路中正在運行中各種參數(shù)外，還提供各種顯示儀表資料。四、輔助電源 提供所有單一電路的不同要求電源。 電源→輸入濾波器→全橋整流→直流濾波→開關(guān)管（振蕩逆變）→開關(guān)變壓器→輸出整流與濾波。有的人會產(chǎn)生這樣的疑問，先把220V的交流變成了直流，然后通過變換器把直流變成交流，最后又把交流變成直流輸出，兜了這么大的一個圈子，干嗎不把220V的交流電直接變成所需要的直流呢？其實，交流市電先由電源變壓器變壓，整流濾波后得到未穩(wěn)定的直流電壓，再經(jīng)過調(diào)整后得到所需要的直流電壓，這種電源技術(shù)很成熟，可以達到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒有開關(guān)電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點是需要龐大而笨重的功頻變換器，所需的濾波電容的體積和重量也相當大，而且調(diào)整管是工作在線性狀態(tài)，調(diào)整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時，致使調(diào)整管的功耗太大，轉(zhuǎn)換效率低，還要安裝很大的散熱片?？傊@種電源不適合計算機用。開關(guān)電源原理一、 開關(guān)電源的電路組成：開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。開關(guān)電源的電路組成方框圖如下：二、 輸入電路的