1、科技信息SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION2010年第23期開關電源設計原理分析及常見故障維修馬心靈(黃山市自來水公司安徽黃山245000【摘要】開關電源的基本原理和電路結構是類似的，針對電路結構的幾部分，并使用相應的工具進行檢測，可以很快解決各種常見故障?！娟P鍵詞】整流濾波電路；反饋電路；PWM 脈沖產生電路；電容；光電耦合器任何電子設備都要有電源提供電能。電源主要有兩大類型：一是傳統的串聯型電源，另一種是開關電源。從20世紀70年代起，開關電源就在國內外的多種電器設備中應用，它重量輕、體積小、功耗小、效率高、機內溫升低，提高了整機的穩定性和可靠性，而且對電網的適

2、應能力強。因此，開關電源的應用范圍很廣，從計算機、顯示器、辦公設備到手機充電器，它的身影無處不在。就電路功能來說，不管是哪種開關電源，電路的大致構成都分為幾部分，包括交流輸入及抗干擾電路、整流濾波電路、啟動電路、開關振蕩管Q 、開關變壓器T 、穩壓控制電路、脈沖整流輸出電器以及過壓過流保護電路等等，在實際使用中，因為各種原因，上述部分不一定都具備，但基本原理類似，電路的構成和故障的維修就不再是一件難事，一通百通。本文介紹一款簡單的開關電源，從原理圖的繪制，電路板的設計生產和常見故障的維修工作。1開關電源電路結構框圖見圖1。 圖12開關電源工作原理220V 交流市電經保險管，經濾波整流后得到約3

3、10V 的直流電壓。310V 電壓一路通過啟動電路回到PWM 脈沖產生電路，產生驅動脈沖控制芯片處于導通狀態，另一路經過開關變壓器初級加到芯片上。在PWM 脈沖的驅動下，芯片工作于開關狀態，在初級繞組L1中流過脈沖電流，輸出繞組L3中產生感應電壓。反饋繞組L2產生的感應電壓用于反饋，維持芯片工作于開關狀態。輸出繞組L3中產生的感應電壓經脈沖整流得到輸出電壓，為負載提供電源。穩壓控制電路從輸出電壓中取出樣品電壓，與基準電壓相比較，產生誤差電壓。誤差電壓通過改變PWM 脈沖的頻率和寬度改變開關管導通的時間長短和頻率，調整輸出電壓的高低，實現穩壓控制。 3設計繪制電路原理圖，分析功能實現，訂制PCB

4、 專用板 圖231要求10V ，2A 輸出的PCB 板，選擇芯片CR6229。32繪制原理圖，見圖2。33電路組成及元件詳細功能介紹331交流輸入及抗干擾電路，由熔斷絲即保險絲與互感濾波器組成。332整流濾波電路，橋式整流，采用四只整流二極管D1、D2、D3、D4，整流后經電容C1濾波，得到+310V直流電壓。333啟動電路，由電阻R1、R2構成，+310V電壓通過電阻加在芯片供電腳，提供啟動電壓。334正反饋電路，即振蕩電路部分，二極管D6、反饋電阻R4、R11、反饋電容C3及開關芯片CR6229。335脈沖整流輸出電路，變壓器T 輸出繞組產生的感應電壓，經R10、C10、D7、L1、C4、

5、C5、C9、R5、R6構成的電路整流濾波。33.6穩壓控制電路，取樣10V 電壓，經電阻R9、R10分壓，穩壓管TL431、光電耦合器PC817、C7、R7、R8構成比較短路，接入芯片反饋腳FB ，實現電壓調制，達到穩壓功能。33.7保護電路，輸入端所接的熔斷絲，R3、C2、D5構成的尖峰吸收電路，C6過流保護33.8數字地與電源地之間焊接陶瓷電容CY1，減少電磁干擾并提高抗靜電能力。34根據生產需要，考慮經濟因素，最終開關電源成型，實物正面標注，見圖3。圖3為維修方便，一并標注實物背面圖（短接線不標注），見圖4。圖44常見故障及維修機械與電子122科技信息2010年第23期SCIENCE &

6、TECHNOLOGY INFORMATION 科在生產過程中，一些簡單的故障，諸如電容或者二極管正負反接，虛焊，誤焊短路等可通過觀察發現并予以糾正。經過一段時間使用后發生的常見問題，一般有兩種，無輸出電壓，輸出電壓數值偏差大，故障的維修遵照電路的組成，可以按流程檢測如下。41檢查有無交流電輸入，如無輸入，檢查進線是否斷路，進線線路是否磨損，觀察熔斷絲是否異常，是否有明顯損壞元件，電容是否鼓包、發黑異常，如是此類問題，更換恢復，檢測是否有輸出電壓。如不能解決，進入下一環節。42整流濾波電路檢修：是否有310V 的直流電壓輸出，如無輸出，用電阻法檢查熔斷絲是否開路，開路則更換；用電阻法檢測濾波電容

7、C1是否損壞，接近無窮大正常，如較小或斷路，則說明損壞需更換。同樣以電阻法檢測整流橋中二極管是否正常，異常則更換。有310V 電壓輸出，進入下一環節。43啟動電路檢修：檢測啟動電阻是否開路，開路更換，進入下一環節。44反饋與振蕩電路檢修：常見故障為電路不起振。在斷電情況下，對濾波電容進行放電，用電阻法檢查反饋繞組電阻，反饋繞組工作電流小，一般不會開路，常見的是開關變壓器反饋繞組脫焊。檢查反饋電阻R4、R11、二極管D6是否開路，對反饋電容C3先觀察其外形是否正常，開路測量電阻，損壞或不能確定時更換。開關芯片CR6229是否正常檢測比較麻煩，而芯片價格低廉，一般采取代換法較簡便。有開關電源使用芯

8、片比較高價，可以考慮通過芯片正常運行狀態說明進行檢測。45脈沖整流輸出電路：這部分由電阻電容二極管構成，檢測是否損壞比較簡便，方法前文可追考，在此不行贅述。46穩壓控制電路檢修：常見故障為輸出電壓不符合要求。光電耦合器PC817光敏管或者發光管異常、精密穩壓管TL431導通不正常、取樣電路中電阻R9或者R10阻值出現偏差、剩余的C7、R7、R8出現問題，都有可能導致輸出電壓偏差。如電容電阻，可以上述的電阻法進行測量。如光電耦合器和穩壓二極管等特殊元器件，可遵照方法如下：461PC817光電耦合器的檢測，可以用電阻法估測。正常情況下，正向測量1-2腳，即發光管兩端，電阻約為1.1K 左右，反向為

9、無窮大；3-4腳，即光敏管兩端，正反向均為無窮大，若測得1-2腳和3-4腳有短路，表明已壞，需更換。462TL431內部為集成電路，用萬用表不能直接測出其好壞，只能對其進行大致判斷。只要任兩腳間沒有短路，便可在電路中試用，然后通過電壓法進行確證，其穩壓值在2.5V-36V 之間可變。47保護電路的檢修：R3、C2、D5、C6，常規元件，檢測方法遵前文。綜上所述，PCB 板檢測的方法主要有：靜態觀察、測電阻法、測電壓法。維修工作必須在吃透原理和電路功能的基礎上，這些并不是一蹴而就的，需要時間學習理論知識，練就較強的動手能力?？傊?，熟方能生巧，與各路技術人員共勉。【參考文獻】1日長谷川彰開關穩壓電

10、源的設計與應用. 何希才, 譯. 科學出版社.2張新德，劉淑華，等，編著開關電源維修一線資料速查速用機械工業出版社3老虎工作室，王力，張偉，編著PROTEL99SE 典型實例人民郵電出版社. 4芯片資料網絡查詢網站責任編輯：常鵬飛科（上接第107頁）據1）知，圖1中繼電器輔助觸點閉合，P1、P2之間水介質仍然形成通路，電容C1放電，繼電器ZJ 線圈不帶電，圖2中低水位信號回路為斷路，電動閥不啟動閥門繼續保持關閉。2.1.4手動狀態：如自動運行系統出現故障，可通過SA 轉換成手動控制，采用人工啟動電動閥的正轉和反轉。2.2水溫自動控制在水箱的蒸汽管上安裝溫控閥，同時在水箱上安裝一個溫度傳感器，溫

11、控器采集溫度信號，控制溫控閥的打開或關閉。溫控器設置一個合適的溫度，當水溫低于設定溫度時，溫控閥打開，進行加熱；當水溫達到設定溫度時，溫控閥關閉，停止加熱。3水箱自動控制系統成效板集煤礦聯合福利樓淋浴室是全礦重要的洗浴場所，能否保障供水且提供適宜人體的溫度非常重要。因此，建立自動控制系統解決了穩定供水且保證水溫保持恒溫。此外，自動控制系統節省了人員配置和人力操作，大大降低了人工工作量和管理費用。總之，自動控制系統的建立取得安全和效益的雙重效果。責任編輯：曹明明（上接第102頁）常用的方法有表面熱處理和表面機械強化兩種方法。表面熱處理通常采用高頻淬火、滲碳、氰化、氮化等措施，以提高構件表層材料的

12、抗疲勞強度能力。表面機械強化通常采用對構件表面進行滾壓、噴丸等，使構件表面形成預壓應力層，以降低最容易形成疲勞裂紋的拉應力，從而提高表層強度?！緟⒖嘉墨I】1機械零件設計. 勞動人事出版社,1988. 作者簡介:田志紅，河南省南陽市高級技工學校，講師，從事機械加工教學工作。責任編輯：曹明明科科（上接第110頁）花的幼苗期和生長期間，當棉花處于幼苗期時，棉苗分散，對靶容易。當處于生長期時，棉花的莖部有一定的高度，此時采用紅外線照射莖部，通過反射，確定目標。考慮到棉農十分注重田間管理，棉田雜草很少，所以紅外光電探測器受到的干擾很小，可以忽略。該電路的最大特點是實現了紅外線發射與接收工作頻率的同步自動跟蹤，即紅外發射部分不設專門的脈沖發生電路，而直接從接收部分的檢測電路引入脈沖(實為LM567的鎖相中心頻率信號 ，既簡化了線路和調試工作，又防止了周圍環境變化和元件參數改變造成的收、發頻率不一致，使電路穩定性和抗干擾能力大大增強。該探測器在實