1、第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 第第8章章 新型開關電源的應用與維修新型開關電源的應用與維修 目前，各種新型開關電源集成控制器不斷出現，它們都有各自的特點，同時，使用這些開關電源集成控制器構成的新型開關電源也在不斷生產出來。開關電源集成控制器除控制主電路把交流電壓轉換成符合要求的高頻方波脈沖電壓外，還要執行電壓調整、電流檢測、機溫監視、電路運行狀況檢測以及各種保護功能，以此保證所有參數在電源運行過程中都不能超越正常值。 本章主要講述環保型、調頻型、準諧振型和恒功率型等幾種新型開關電源的實際應用電路以及相關故障維修。 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修

2、開關電源的應用與維修 8.1 環保型開關電源環保型開關電源 8.1.1 由由FAN4803構成的環保型開關電源構成的環保型開關電源 FAN4803具有“三高一小”的功能特點，所謂“三高一小”就是高效率、高功率因數和高可靠性，電源的體積小。FAN4803是一種啟動電流和工作電流都很低的開關電源集成控制器，它可用于功率因數校正和脈寬控制調節為一體開關電源。 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 圖8-1 FAN4803的內部結構框圖圖 8-2 FAN4803引腳排列圖1PFC電流驅動輸出2GND3電流檢測輸入端 4PFC輸入端 5反饋信號輸入端6PWM電流檢測輸入7IC

3、電源端8PWM脈沖輸出端第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 1. FAN4803集成控制器的電路特點集成控制器的電路特點 (1) 具有先進的輸入電流整形技術及低電流啟動、空載和待機時低電流運行功能。該控制器依據電路動態運行狀況和輸入輸出參量的變化，實時地對輸入電流脈沖進行整治，使每個輸入電流脈沖形成完整有序地傳遞并成為真正的矩形波。FAN4803芯片內部設有誤差放大器和電路外部的瞬態誤差補償，為電路提供低電流啟動和低電流運行創造了有利條件。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 (2) 采用平均電流進行功率因數校正控制是FAN4803又一

4、個特點，它采用脈沖前沿調制，這種調制方式使PFC的直流輸出電容器的脈動電流減到最小，使PFC控制電路的調制電容容量選用減小，而且容抗降低，對整個控制電路起到優化作用。 (3) PFC和PWM兩路均采用脈沖前沿調制和脈沖后沿調制，這種雙路控制的優點是只需要一個時鐘控制脈沖，這樣把功率開關管的瞬時“空載”時間縮到最短，而使開關管在工作期間所產生的脈沖電壓大大降低，也使得PFC電路的輸出紋波電壓減少，從本質上減少了PFC電路輸出高壓對電容器和整個電路的損耗，這就是所謂同步開關控制技術的優點。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 (4) FAN4803具有過電壓、欠電壓和降

5、低輸出的保護功能，電路在控制周期有峰值電流限制，占空比限制以及軟啟動等先進的控制方式，由于芯片設置了這些方式，電路的啟動電流為150A，空載或待機電流僅為2mA。其內部還為PFC提供冗余的快速保護，包括過電壓保護(OVP)和欠電壓鎖定(UVLO)。2FAN4803集成控制器的應用電路集成控制器的應用電路(1) 同步開關的原理 (2) PFC控制電路(3) PWM功率級電路 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 圖8-3由FAN4803構成的環保型開關電源電路圖第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.1.2 由由ML4824構成的環保型開

6、關電源構成的環保型開關電源 1. ML4824集成控制器的電路特點集成控制器的電路特點 M14824在一塊芯片上集成了功率因數校正和脈沖寬度調制兩種功能。該電路具有高效、高功率因數和低諧波含量的特點。同時，該電路在抗電磁干擾、抗電磁輻射以及電磁兼容性方面都具有良好的性能，在開關電源中有著很高的應用價值。 ML4824電路的脈寬調制功能能對占空比進行精確控制，這對于高頻變壓器在大電流環境下工作時不出現磁飽和是有利的。它可以避免磁致伸縮。利用MIA824制作的開關電源具有軟啟動、欠電壓鎖定和過電壓保護功能。 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 圖8-4 ML4824的

7、內部結構圖第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 圖8-5 ML4824的引腳排列及引腳功能第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 2. ML4824集成控制器的應用電路集成控制器的應用電路 圖8-6 由ML4824構成的環保型開關電源電路第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.1.3 環保型開關電源的故障檢修環保型開關電源的故障檢修1. 電源常見故障及維修方法電源常見故障及維修方法(1) 通電后沒有電壓輸出(2) 尖峰電壓造成電路閉鎖使芯片不工作 (3) 在起始觸發脈沖閉鎖期間光耦合器的輸出電流過大 (4) 在

8、開機或過載時IC1發生爆炸或IC1發熱溫度很高 (5) 電源的損耗大，效率低 (6) 工作頻率低，輸出電壓不穩定(7) 當輸入電壓升高或負載變輕時，輸出電壓隨之升高 。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 2. 光耦反饋回路易出現的問題光耦反饋回路易出現的問題 (1) 輸出電壓Vo不穩定 (2) 輸出電壓變化過快，超過了極限 3. 功率因數校正電路易出現的問題功率因數校正電路易出現的問題 (1) 功率因數校正電路不工作 (2) 總諧波失真（THD）超過10% (3) 輸出直流電壓達不到380V (4) 功率因數校正電路被關斷第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維

9、修開關電源的應用與維修 8. 2 調頻型開關電源調頻型開關電源 8.2.1 由由UC3845BN構成的調頻型開關電源構成的調頻型開關電源 UC 3845BN是一種固定脈寬，通過改變頻率來調節占空比以達到輸出電壓穩定的脈頻調制（PFM）型集成控制器。這種調制器必須有壓控振蕩器（VCO)，利用電壓的變化來改變振蕩頻率。 1UC3845BN控制器的電路特點控制器的電路特點 (1) 超寬的輸入電壓范圍。 (2) 性能穩定、電路簡單、成本低。 (3) 保護功能完善。 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 2. UC3845BN控制器的工作原理控制器的工作原理圖8-7 UC38

10、45BN電流控制 圖8-8 UC3845BN振蕩頻率fv 模式變換電路框圖 與控制電壓Uc的關系第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 3. UC3845BN開關電源應用電路開關電源應用電路圖8-9由UC3845 BN構成的調頻型開關電源電路圖第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.2.2 由由UC1864構成的調頻型開關電源構成的調頻型開關電源 1. UC1864控制器的電路特點控制器的電路特點 (1) 電路采用PFM原理，具有兩個輸出端，作并聯使用時可以構成50W以下的開關電源；如果兩個輸出端分開作推挽式或半橋式使用，可以構成100w

11、以下的開關電源。 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 (2) 采用零電壓開關的設計方案，使外部所接的功率開關MOS管工作在理想的通/斷狀態下，這屬于諧振開關電源。 (3) UC1864片內設有寬頻帶壓控振蕩器(VCO)，可以便利地完成V/F轉換，轉換頻率設定范圍寬，可以從l0kHz到1 MHz，一般選用50600kHz。 (4) IC具有完善的保護電路。有欠電壓鎖定、過電壓保護電路，內有故障比較器和故障鎖存器。 (5) UC1864的工作電壓為1520V，最高電壓為22V。兩個輸出端均可輸出1A的峰值電流。 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應

12、用與維修 2. UC1864控制器的內部結構控制器的內部結構圖8-10 UC1864的內部結構框圖第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 3. UC1864開關電源的應用電路開關電源的應用電路圖8-11由UC1864構成的調頻型開關電源電路圖第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.2.2 調頻型開關電源的故障檢修調頻型開關電源的故障檢修 1. 開關電源無直流電壓輸出開關電源無直流電壓輸出 (1) 故障原因分析 可能是市電輸入電路存在開路故障，使電容C1兩端無300V直流電壓輸出；或是市電輸入電路存在短路故障，如果輸入電路短路，會燒壞熔絲；

13、也可能是自激振蕩啟動環節或振蕩正反饋電路的元件發生開路式的損壞，或是IC1的壓控振蕩器因受到外部過電流、過電壓保護，使控制電路進入鎖存狀態，輸出啟動器不能啟動。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 (2) 故障檢修方法 首先查看輸入熔絲是否燒斷。若燒斷，說明交流輸入電路中存在短路性故障元器件，應檢查交流輸入電路的濾波電容是否漏電或擊穿損壞，橋整流濾波器件是否擊穿損壞，開關場效應晶體管VT2是否擊穿短路；還要檢查開關電源吸收網絡的阻塞二極管VD2是否擊穿損壞，并檢查開關電源直流輸出端電路、負載元件是否完好。若熔絲正常，再開機測電解電容C1兩端有無300V的直流電壓，再

14、測IC1的9腳有無0.5 V左右的電壓。若C1兩端有300V的直流電壓而IC1的9腳沒有電壓，再測IC1的13腳有無電壓，如果沒有，應檢查電阻R1是否完好。如果9、13腳都有電壓，應檢查電阻R5、R6和電容C6。若各點電壓均正常，則應檢查振蕩變壓器TR2是否發生擊穿性損壞。 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 2. 開關電源輸出電壓偏低開關電源輸出電壓偏低 (1) 故障原因分析 電源負載電路工作電流過大。因電源開關功率管VT2帶載加重而引起激勵不足，致使工作頻率不能加快，繼而使開關電源輸出的直流電壓偏低。 壓頻轉換電路的外圍元件R5、R6、C5變質或開路，IC1內

15、部的控制邏輯滯后于瞬間定時器，不能使工作頻率跟隨輸出電壓的高低進行調制。 鋸齒波振蕩電路工作異常，引起開關晶體管截止時間延長，致使輸出電壓偏低。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 同相反饋輸人線開路或IC1的誤差放大器工作異常。同相輸人端與反相輸入端接反，使片內誤差放大器“反常”工作，因而不能控制壓頻轉換，使得輸出直流電壓偏低或異常。這都是由頻率調制引起的。 (2) 故障檢修方法 首先在二次濾波電容C11兩端接上1/40 W的大功率線繞電阻，測量線繞電阻兩端電壓是否達到5V。若為5V，則應檢查濾波電容C11是否漏電。如果C11沒有漏電，應重點檢查C7和R12。如果

16、仍無結果，應更換整流二極管VD7和VD8，最好選用肖特基二極管，二極管的工作電流應大于3倍的輸出電流，否則輸出電路工作異常。如果更換以上元件后故障不能排除，最后可使用試換法更換IC1。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 3. 開關電源輸出電壓偏高開關電源輸出電壓偏高 (1) 故障原因分析 若開關電源在開機時輸出直流電壓偏高，則故障原因肯定是某種因素引起壓控振蕩器的觸發電路進入鎖定狀態或停止工作，使開關晶體管的截止時間縮短或工作頻率升高，致使開關電源因負載過輕而引起輸出電壓升高。 若開關電源在運行工作時輸出的直流電壓偏高，則其故障原因肯定是穩壓控制電路壓頻轉換工作異

17、常，如R5、C6等元件開路，使開關管的基極驅動電流無法控制，開關管因失去控制而使開關電源輸出的直流電壓升高。另一個原因是電路中的過電流、過電壓保護功能異常，保護電路失控引起故障鎖存器閉鎖，從而使輸出電壓異常。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 (2) 故障檢修方法 若僅是在開機瞬間集成控制器IC1處于復位狀態時開關電源輸出的電壓偏高，應先測電容C8的兩端有無5V左右的電壓，若無，應檢查電阻R7和晶體管VT1是否完好，有無開路現象以及C8有無漏電現象。若C8兩端電壓正常，則應測試分壓取樣電阻R9、R10的阻值。 如果開關電源在工作運行期間輸出電壓一直偏高，則應測試V

18、H點和IC1的13腳Vcc電壓，發現VH點電壓為300V，而IC1的13腳電壓高達25V。其產生原因有兩個：第一，穩壓二極管VS異常損壞，使Vcc電壓不正常，處于高電壓值；第二，取樣電阻R1的阻值太小，應換一只大阻值的電阻。一般在輸出電壓偏高時，紋波電壓會比正常值高幾倍。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.3 準諧振開關電源準諧振開關電源 電子開關具有零電壓導通(ZVS)、零電流關斷(ZCS)的變換電路稱為準諧振變換電路。用這種變換電路做成的開關電源稱為準諧振開關電源，它是在PWM開關上附加諧振網絡實現ZCS(或ZVS)的。用準諧振開關代替PWM開關，就可以從

19、PWM變換形式直接得到相應的ZCS(或ZVS)準諧振變換電路。利用功率管MOSFET作為主開關時，ZCS準諧振的開關頻率可設計到2MHz，而ZVS準諧振的開關頻率可以做得更高，甚至達10MHz，從而提高了開關電源的功率密度。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.3.1 由由MC34067構成的準諧振開關電源構成的準諧振開關電源 1. MC34067的電路特點的電路特點 (1) 為具有準諧振電路功能的開關電源，具有零電壓導通、零電流關斷、峰值電壓低、噪聲小、效率高等技術特點。 (2) 本電路采用雙管正激式驅動，效果好，可靠性高，造價低，是目前市場上比較好的一種產品

20、。 (3) 開關電源的工作頻率可高達12MHz，在高頻高壓的工作條件下不會出現磁飽和，因此電源體積可做得很小，為實現模塊化創造了條件。 (4) 電路具有軟啟動功能，還具有欠電壓、過電壓、過電流、短路多種保護功能。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 2. MC34067的電路結構的電路結構圖8-12 MC34067的內部結構框圖第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 3. MC34067的應用電路的應用電路圖8-13由MC34067構成的準諧振開關電源電路圖第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.3.2 由由T

21、EA1610構成的準諧振開關電源構成的準諧振開關電源 1. TEA1610的電路特點的電路特點 (1) 采用準諧振開關變換，它的特點是電子開關在零電壓導通、零電流關斷，它是固定開關導通時間，調整諧振頻率，這種功能，它會減少開關損耗，沒有電磁輻射，因此，變換電路的工作頻率可以提高到1.52MHz，而工作損耗卻很低，而且不會引起電磁干擾。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 (2) 電路拓撲為半橋式ZVS開關方式，它是離線開關電源最好的一種結構形式，開關功率管由于有兩只晶體管承受電源電壓，使得開關管的電壓應力降低50%，這樣，設計功率可以有很大的提升。 (3) TEA1

22、610具有各種保護，它的運行是安全的。這里主要有過電壓保護，當輸人電壓過高時，控制器關閉電源進電，限制輸出電壓的電平。 (4) 芯片內部集成的自舉電路，設定了啟動級的啟動時間，這個自舉啟動電路保證了輸出級升壓電容的充電電壓，使電路遇到過電流或輸出電路短路故障消除后，控制器再次進行重新啟動，有了時間和控制機能的支持。 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 圖8-15 由TEA1610構成的準諧振開關電源 2. TEA1610的應用電路的應用電路第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 圖8-14 TEA1610內部結構框圖和引腳排列圖第第8 8

23、章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 實現電源低電壓、大電流輸出是開關電源向現代發展的要求，但低電壓大電流輸出存在著集成化控制問題，新材料、新器件問題，還有大規模生產工藝等問題。L6565和L6561的結合解決了電路集成控制問題。 1. L6565的電路特點的電路特點 (1) 滿足大電流輸出。 (2) 電源的消耗低。 (3) 電路具有過電流、過電壓、短路等保護功能。 (4) 電路采用同步整流技術。 8.3.3 由由L6565構成的準諧振開關電源構成的準諧振開關電源第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 圖8-16 L6565內部功能框圖及引腳排列圖第

24、第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 圖8-17 由L6565構成的準諧振開關電源電路2. L6565的應用電路的應用電路 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.5 恒功率開關電源恒功率開關電源 恒壓、恒流輸出式開關電源簡稱恒功率源。這種電路有兩個控制回路，一個是電壓控制回路，另一個是電流控制回路。當輸出電流較小時，電壓控制起主要作用，具有穩壓的特性，輸出電壓不受負載、溫度、輸入電壓等影響，相當于長時間不間斷恒壓源。當負載電流接近或達到額定值時，通過電流控制回路使輸出電流Io維持恒定，這種電源稱為恒流源。在很多場合恒流源有很大的用處，如

25、可用在勻速電動機、手機、電池充電系統以及導彈、火箭的導航系統上。 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.5.1由由SG6858構成的恒功率開關電源構成的恒功率開關電源 1. SG6858的電路特點的電路特點 SG6858是湯姆森公司最近推出的又一新產品。該芯片采用最新的恒壓、恒流控制技術，在AC 110V輸入時待機功耗可達到0.11W的最低水平，屬于高效節能型開關電源集成控制器。 當交流輸入電壓在85265V范圍內變化時，電壓調整率為0.2%。負載電流從10% (0.22A）變化到100% (2.2A)時，負載調整率也能達到0.2%，這能跟任何精密電源相媲美。啟

26、動電流小，待機功耗低，是這種恒功率開關電源的又一特點。因此它的功耗低、效率高，應用廣泛。SG6858的內部電路框圖如圖8-18所示。 第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 圖8-18 SG6858的內部電路框圖第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 2. SG6858的應用電路的應用電路圖8-19 由SG6858構成的恒功率開關電源電路圖第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.5.2 由由UC3843構成的恒功率開關電源構成的恒功率開關電源圖8-20 UC3843的內部結構框圖第第8 8章章 新型新型開關電源的

27、應用與維修開關電源的應用與維修 1UC3843控制器的特點控制器的特點 (1) 電路結構為反激式電能轉換形式，通過輸出電壓取樣、光耦合，經UC3843內部比較、調制占空比，驅動功率開關管，恒定輸出電壓，這一復雜的工藝過程只需十幾毫秒時間，速度之快，控制之準確，比普通電源控制IC要高出1至2個等級。 (2）工作頻率可達到500kHz以上而不發生磁飽和，電源的負載調整率達到7%，電壓調整率可達到0.01%，啟動電流小于1mA。芯片在50的溫度環境下，電路輸出的電流、電壓能保持恒定。第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 (3) 輸入電壓范圍寬，為AC86265V (50/60Hz)，這個特點，使芯片適用于全球各個國家，市場供應面非常寬闊。 (4) 可靠性高、穩定性好、成本低、效率高。 (5) 由于電路采用自動調整、電壓負反饋穩定輸出、光電調整誤差放大器的放大量，使得通過MOSFET的峰值電流大為降低 .第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 2. UC3843電路工作原理電路工作原理 圖8-21由UC3843構成的恒功率開關電源第第8 8章章 新型新型開關電源的應用與維修開關電源的應用與維修 8.5.3