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開關電源工作原理

開關電源的工作過程相當容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷的狀態，在這兩種狀態中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導通時，電壓低，電流大；關斷時，電壓高，電流小）/功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產生的損耗。與線性電源相比，PWM開關電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現的。開關電源伯特圖脈沖的占空比由開關電源的控制器來調節。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數就可以增加輸出的電壓值。后這些交流波形經過整流濾波后就得到直流輸出電壓。控制器的主要目的是保持輸出電壓穩定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設計成與線性調節器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅動功率管之前要經過一個電壓/脈沖寬度轉換單元。除功能性考慮以外，工程師必須保證設計的魯棒性，以符合成本目標要求以及熱性能和空間限制，當然同時還要保證設計的進度。開關電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小，但是工作過程相差很大，在特定的應用場合下各有優點。

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開關電源無輸出的檢修技巧

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1、開關電源始終無電壓輸出的原因

開關電源始終無電壓輸出是指開關電源各輸出端，在按電源開關開機后始終為0V，這種情況是由于開關電源未產生震蕩所致。進一步證實的方法是測開關電源100UF/400V電容關機后的電壓，若300V之后慢慢下降，則說明開關電源未產生振蕩。用電磁屏蔽的方法解決電磁干擾問題的好處是不會影響電路的正常工作。開關電源未產生振蕩的原因有:

(1)開關管集電極未得到足夠的工作電壓

(2)開關管基極未得到啟動電壓和相關電路漏電

(3)開關管正反饋元件失效

2、判斷故障的方法和步驟

檢修這類故障的首要任務是判斷鼓障在上述三個部位中的哪個部位，具體方法是測開關管集電極，基極電壓，可能有以下幾種情況:

(1)開關管集電極電壓為0V和低于市電1.4倍，開關管沒有正常的工作電壓，如果有1。4倍的電壓，說明開關管集電極具備了正常的工作電壓，說明AC220V及整流濾波電路工作正常。

(2)開關管的基極電壓為0V(包括開機瞬間)這種情況說明啟動電路對開關管基極未提供啟動(導通)電壓，或基極與發射極之間相關元件擊穿，應對啟動電路和開關管發射極及相關元件進行檢查，若電壓為0.6~0.7(包括開幾瞬間)，說明啟動電路和開關管發射極元件正常，若在0。7V以上說明啟動電路正常，但開關管發射結或其元件斷路或阻值變大。開關電源概況開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。

(3)開關管具備導通條件:開關管基極電壓為0.6~0.7V，集電極電壓大于250V，說明開關管具備了工作條件，故障在正反饋電路，包括正反饋電阻，電容，續流二極管及開關變壓器正反饋繞組及其之間的連接應制板。

開關電源工作小技巧

.電路調試，OCP限流電阻多個并聯的阻值要設計成一樣。

理由：阻值越大的那顆電阻承受的功率越大。

.電路設計，散熱片引腳的孔做成長方形橢圓形(經驗值：2*1mm)。

理由：避免組裝困難橢圓形的孔方便散熱器有個移動的空間，這對組裝和過爐是非常有利的。

.電路調試，異常測試時，輸出電壓或OVP設計要小于60Vac(Vpk)/42.4Vdc(Vrms)。

理由：安規要求這個新手比較容易忽略，所以申請認證的產品一定要做OVP測試，抓輸出瞬間波形。

.電路設計，電解電容的防爆孔距離大于2mm，臥式彎腳留1.5mm。

理由：品質提升一般正規公司都有這個要求，防爆孔的問題日本比較重視，特殊情況除外。

.電路調試，輸出有LC濾波的電路需要老化確認紋波，如果紋波異常請調整環路。

理由：驗證產品穩定性這個很重要，我之前經常碰到這個問題，產線老化后測試紋波會變高，現象是環路震蕩。

開關電源的結構

常用開關電源，主要是為電子設備提供直流電源供電。電子設備所需要的直流電壓，范圍一般都在幾伏到十幾伏，而交流市電電源供給的電壓為220V（110V），頻率為50Hz（60Hz）。開關電源的作用就是把一個高電壓等級的工頻交流電變換成一個低電壓等級的直流電。接地開關電源比線性電源會產生更多的干擾，對共模干擾敏感的用電設備，應采取接地和屏蔽措施，因此開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。

開關電源的主要電路是由:防雷電路，輸入電磁干擾濾波器（Electromagnetic Interference,簡稱EMI），輸入整流濾波電路，功率變換電路，脈寬調制（PWM）控制器電路，輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過壓，欠壓保護電路, 輸出過壓，欠壓保護電路,輸出過流保護電路，輸出短路保護電路等。進一步證實的方法是測開關電源100UF/400V電容關機后的電壓，若300V之后慢慢下降，則說明開關電源未產生振蕩。

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