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開關電源原理范文1
中圖分類號：TM30 文獻標識碼：A 文章編號：1006-0278（2013）03-132-03
電源電路是液晶彩電重要的電路組成部分，其主要作用是為液晶彩電提供各種穩定的直流電壓。開關電源分為串聯型開關電源和并聯型開關電源，液晶彩電的開關電源電路采用的均是并聯型開關電源。
一、液晶彩電開關電源的工作原理
（一）液晶彩電的開關電源組成
液晶彩電的開關電源主要由過流過壓保護電路、抗干擾電路、整流濾波電路、PFC（功率因數校正）電路、主開關電源電路、副開關電源電路及其它一些輔助電路等組成。液晶彩電開關電源組成框圖如圖1。
接通220V電源后副電源先工作，輸出+5V電壓給數字板上的微處理器（CPU），整機進入待機狀態。當操作本機面板或遙控器上的開機鍵后，微處理器（CPU）輸出開機電平，功率因數校正（PFC）電路與主開關電源電路工作，整機進入正常工作狀態。值得一提的是，在部分液晶彩電中，CPU輸出開機電平后，電源板上的PFC電路先工作，將+300V脈動直流電壓轉換成正常的直流電壓（+380V左右）后，這時主開關電源的脈寬振蕩器才開始工作，主開關變壓器次級輸出+12V、+24V電壓。也就是說，在這類開關電源中，若PFC電路不工作，則主開關電源無輸出。下面對各部分電路的作用及特點作一介紹。
1.過流過壓保護電路
當電路有過流或過壓時，保險管燒斷，斷開電源，保護電路元件。
2.交流抗干擾電路
交流抗干擾電路的作用有以下兩個：一是濾除交流220V市電網中的高頻干擾，以防影響液晶彩電的正常工作；二是濾除開關電源自身工作時產生的干擾信號，以防污染市電網，從而干擾其他電路和電器。該電路位于市電的輸入處，其特征元件是電感與電容。
3.+300V整流電路
在液晶彩電中，+300V整流電路的作用是將交流市電變換成脈動直流電，其整流方式通常采用全橋整流。由于該電路后接功率因數校正（PFC）電路，故+300V整流后的濾波電容容量較小，通常采用0.1uF-0.47uF/450V的絳綸電容。
4.主開關電源電路
主開關電源的作用是輸出+12V、+24V等電壓，供給信號處理板及背光燈驅動板。這部分電路通常以一塊PWM調控芯片為中心組成，其特征元件是開關變壓器與輸出電壓整流濾波元件。值得一提的是：由于+24V或+12V的輸出電流較大，故對整流二極管要求較高，一般采用低壓差的大功率肖特基二極管，不能換用普通的整流二極管。
5.副開關電源電路
副開關電源的作用是輸出+5V電壓供給CPU。由于該電路的輸出功率較小，只要接通電源，該部分電路即進入工作狀態。
6.功率因數校正（PFC）電路
功率因數校正（PFC）電路的作用是將供電電壓和電流的相位校正為同相位，提高功率因數，并將市電整流后的電壓提升到約380V。
（二）液晶彩電開關電源工作原理分析
下面以TCLLCD3726液晶彩電的開關電源工作原理為例進行分析。該電源主要由抗干擾電路、橋式整流電路、濾波電路、PFC（功率因數校正）電路和開關穩壓電路等電路組成。電路框圖如圖2。該開關電源的優點是工作范圍寬、功耗低。效率達到98%以上，并且具有過流、過熱、過壓等完善的保護功能。
TCL LCD3726液晶彩電的開關電源電路原理圖如附錄所示。
從原理圖看電路主要由三部分組成：一是以驅動控制電路IC6（NCP1377）和大功率MOSFET開關管Q5為核心的副電源，為主板提供+12V電壓，降壓后向微處理器控制系統提供+5V電源，同時為開關電路提供VCC（+15V）電壓；二是該機主開關電源主要由開關電源控制芯片IC2（NCP1217）、MOSFET場效應開關管Q2、開關變壓器T1、光耦IC3、精密基準電源IC4、待機、開機控制管Q4、Q12、IC5等組成，為主板提供+24V電壓；三是以IC1（NCPl650）、MOSFET場效應管01等組成的功率因數校正（PFC）電路，將+300V電壓提升到約+400V。
開機后，交流220V電壓通過電源線接到保險管F1及由CX1、LF1、CX2、LF2等組成的抗干擾電路把供電電路引入的各種電磁干擾抑制掉，消除電網電壓中的高頻干擾脈沖；再經BD1、C1、C2、C3等組成的橋式整流電路整流濾波輸出約300V直流電壓。
整流濾波后約300V的直流電壓分四路：第一路通過開關變壓器T1初級繞組加至場效應管Q2漏極D上，為該管提供工作電源；第二路經過D3加在主開關電源控制器IC2（NCPl217）的⑧腳，給IC2提供啟動電壓，經集成塊內部電路到⑥腳給電容C21充電，當充電到12.5V時，IC2開始啟動，IC2進入正常的工作狀態，連接⑧腳和⑥腳的內部電路斷開，C2通過IC2內部電路進行放電，同時IC2⑤腳輸出驅動信號，使Q2導通；第三路通過開關變壓器T2初級繞組加至場效應管Q5漏極D上，為該管提供工作電源；第四路經過D11加在副開關電源控制器IC6（NCPl377）的⑧腳，給IC6提供啟動電壓，經IC6內部的恒流源給C34充電，當C34電壓達到12.5V左右時，IC6開始啟動，連接⑧腳和⑥腳的內部電路斷開，C34開始通過IC6內部電路進行放電，同時IC6⑤腳輸出驅動信號，經R40加到開關管Q5的柵極G，控制Q5的工作狀態（導通或截止）。Q5工作后漏極電流產生變化，T2輔助繞組上感應電壓，經D3整流、C34濾波、ZD5穩壓后得VCC（15V）電壓給IC6供電，IC6正常工作。T2次級產生的+12V電壓，在主板降壓后得到+5V電壓為控制系統供電。此時開關機電路將主電源IC2（NCP1217）的②腳電壓拉低而停止工作；二次開機后開關機控制電路解除對IC2②腳的控制，主電源啟動工作，為主板提供+24V電壓，同時，還為PFC校正電路ICl提供VCC供電，PFC校正電路啟動工作，將+300V提升到+400V，整機進入開機狀態。
主開關電源穩壓電路由IC3、IC4等元件組成，當+24V電壓上升時，IC3的導通電流變大，IC2②腳電壓降低，IC2⑤腳輸出激勵脈沖電壓寬度變窄，使主開關管Q2導通時間變短，+24V電壓下降；當+24V電壓下降時，IC3的導通電流變小，IC2②腳電壓升高，IC2⑤腳輸出激勵脈沖電壓寬度變寬，使主開關管Q2導通時間變長，+24V電壓上升。
主開關電源過流保護電路由開關管Q2的源極（s極）電阻R20、取樣電阻R17、濾波電容C22、IC2的③腳電流檢測端組成。當流過Q2的電流增大時，R20上的電壓隨之增大，加到IC2③腳的電壓亦增大，當該腳電壓增大到閥值電壓時，IC2關斷⑤腳輸出，Q2截止，開關變壓器T1停止輸出24V電壓。
主開關電源過壓保護電路設在開關電源的二次側，由取樣電路的穩壓管ZD2、ZD3和Q3、IC3等元件組成，配合穩壓控制電路，對一次側驅動塊在電路IC2進行控制。當電路有過壓時，ZD2、ZD3被擊穿導通，Q3導通，IC3導通使IC2②腳電壓降低，IC2⑤腳沒有激勵電壓輸出，主開關管Q2停止工作，從而達到過壓保護的目的。
副開關電源穩壓電路由IC7、IC8等元件組成，當+12V電壓上升時，IC8的導通電流變大，IC6②腳電壓降低，IC6⑤腳輸出激勵脈沖電壓寬度變窄，使副開關管Q5導通時間變短，+12V電壓下降；當+12V電壓下降時，IC8的導通電流變小，IC6②腳電壓升高，IC6⑤腳輸出激勵脈沖電壓寬度變寬，使副開關管Q6導通時間變長，+12V電壓上升。
副開關電源過流保護電路由開關管Q5的源極（s極）電阻R39、取樣電阻R42、濾波電容C32、IC6的③腳電流檢測端組成。當因某種原因使流過開關管Q5的源極（s極）電阻R39的電流增大時，壓降會升高，經R42使IC6的③腳電壓上升，當該腳電壓上升到閥值電壓時，IC6將關斷⑤腳輸出，Q5截止，開關變壓器T2停止輸出12V電壓。
副開關電源過壓保護電路由開關變壓器T2的一組二次繞組、限流電阻R35、濾波電容C31、IC6的①腳過電壓檢測端等構成，當輸入T2的電壓過大時，T2繞組也感應出過大的電壓，經R35送到IC6的①腳，當檢測電路檢測到①腳電壓超過額定數值7.2V時，IC6⑤腳停止輸出驅動脈沖，使Q5截止，T2停止輸出電壓，從而起到保護作用。
二、液晶彩電開關電源電路的檢修技術
（一）液晶彩電開關電源電路的檢修方法
為提高液晶彩電維修的速度，下面簡單談一談維修時常用的方法：
1.直觀檢測法
直觀檢測法是指檢修人員通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺和經驗找出故障的一種方法。首先了解電視機引起故障的原因和故障現象，初步判斷故障部位；然后開機殼采取針對性的檢查，如看電源線有無斷線，印制板有無裂紋，銅箔有無斷裂，元器件有無燒壞的痕跡。通電后看機內有無異常，若有應立即切斷電源進行檢查。
2.測電壓法
電壓檢測法是通過測量電路或元器件的工作電壓，并與正常值進行比較分析，判斷故障的一種方法。主要測試電路的關鍵點電壓、晶體管的各極工作電壓以及集成電路各腳電壓。因為這些電壓是判斷電路、晶體管或集成電路工作狀態是否正常的重要依據。將測得的電壓數據與正常工作電壓進行比較，判斷故障電路或故障元件。一般來說，電壓變化大的地方，就是故障所在的部位。
3.測電阻法
指用萬用表電阻擋測量集成電路、晶體管各腳或電路中某點對地電阻值，以及各元器件自身電阻值來判斷部位的一種方法。它是檢修電視機最基本的方法之一，對檢測開路或短路性故障和驅動故障元件最有效。實際使用測電阻法時，由兩種方法，即“在路”電阻檢測法和“開路”電阻檢測法。使用測電阻法時應注意以下兩點：
（1）在路測量晶體管或集成電路對地電阻值時，因為晶體管或集成電路內部的PN結正向和反向電阻值的不同造成萬用表紅、黑表筆交替接地時所測量的電阻值不同。指針萬用表測量時紅表筆接地時測得的電阻值為正向電阻，黑表筆接地時測得的電阻值為反向電阻；數字萬用表測量時黑表筆接地時測得的電阻值為正向電阻，紅表筆接地時測得的電阻值為反向電阻。
（2）在路測量某一元件兩端的阻值時，應認真分析和充分考慮電路其他元器件與被測元器件的串、并聯的影響。
4.元件代替法
指用規格相同性能良好的元件，代替故障機上某個被懷疑而又不便測量的元器件來檢查故障的一種方法。如果將某個元器件替換后，故障消除了，則證明原懷疑的元件確實壞了；否則，說明懷疑有誤，此法應用比較普遍。
5.假負載法
在維修開關電源時，為區分故障是出在負載電路還是電源本身，經常需要斷開負載，并在電源主輸出端（一般為12V；24V）加上假負載進行試機。假負載一般選取（30～60W）/12V的燈泡，根據燈泡是否發光和發光的亮度，可知電源是否有電壓輸出及輸出電壓的高低，優點是直觀方便。
（二）故障檢修實例
檢修實例1：
故障現象：開機三無（無光柵、無圖像、無伴音）、電源指示燈不亮
故障分析：開機三無（無光柵、無圖像、無伴音）、電源指示燈不亮，首先觀察保險是否燒斷，如果燒斷（嚴重變黑），說明電路由嚴重短路故障，應重點檢查壓敏電阻ZV1、抗干擾電容CX1、CX2、整流橋BDl、濾波電容C1、C2、C3、C16、C17、功率因數校正場效應管Q1有無擊穿短路，若上述元件都正常，則檢查場效應管Q2、Q5是否擊穿，如果Q2擊穿還應檢查變壓器反峰吸收電路D4、C19等元件。如果保險管未燒斷，應檢查副開關電源電路。
故障檢修：打開機殼，觀察保險已燒斷（嚴重變黑），用萬用表的電壓檔測量PFC輸出端已無電壓，關機后用電阻擋測其對地正反向電阻值約為0Ω，說明有元件擊穿短路。把濾波電容C16、C17焊出測量均正常，把場效應管Q2焊出測量S、D極之間的正反向電阻值均為OQ，說明Q2已擊穿。把C19、R16、D4焊出檢測均正常。
處理方法：更換同型號的場效應管Q2、保險管，開機工作正常。
檢修實例2：
故障現象：開機三無（無光柵、無圖像、無伴音）、電源指示燈亮
故障分析：開機三無（無光柵、無圖像、無伴音）、電源指示燈亮，說明副開關電源已工作，故障在主電源、主電路板或逆變器電路。測量+24V電壓是否正常，若+24V無輸出，先測量IC2（NCPl217）的⑧腳是否有啟動電壓，測量開關機控制電路012的集電極電壓是否為5V，是則查IC2（NCPl217）及其外部元件是否正常，否則檢查開關機控制電路的Q4、Q12。+24V正常則檢查主電路或逆變器電路。
故障檢修：開機，用萬用表的電壓檔測量+24V電壓為0V，測量IC2（NCPl217）的⑧腳電壓約為+380V，測量IC2（NCPl217）的②腳電壓約為0V，測量待機控制P-ON端電壓為高電平，測量Q4的c極電壓約為0.03V，測量012的C極電壓約為0V。關機，用萬用表電阻擋測量012的C-E極在路正反向電阻值接近0Q，把012焊出測量其內部電阻接近0Q，說明Q12已擊穿。
處理方法：更換同型號Q12，故障排除。
開關電源原理范文2
【關鍵詞】開關電源;分類;原理;布局;故障檢修
1.引言
隨著許多高新技術的發展，開關電源技術在不斷地創新。開關電源的設計要以安全性、可靠性為首要原則，在各種指標滿足正常使用要求的條件下，為使電源在突發故障情況下安全可靠地工作，本文將詳細的分析開關電源的分類、結構、原理、布局、故障提出及檢修的技巧分析探討以供大家參考。
圖1 開關電源原理框圖
2.開關電源的分類
顧名思義，開關電源就是利用電子開關器件（如晶體管、場效應管、可控硅閘流管等），通過控制電路，使電子開關器件不停地“接通”和“關斷”，讓電子開關器件對輸入電壓進行脈沖調制，從而實現DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調和自動穩壓。
開關電源一般有三種工作模式：頻率、脈沖寬度固定模式，頻率固定、脈沖寬度可變模式，頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換;后兩種工作模式多用于開關穩壓電源。另外，開關電源輸出電壓也有三種工作方式：直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣，前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換;后兩種工作方式多用于開關穩壓電源。
根據開關器件在電路中連接的方式，目前比較廣泛使用的開關電源，大體上可分為：串聯式開關電源、并聯式開關電源、變壓器式開關電源等三大類。其中，變壓器式開關電源（后面簡稱變壓器開關電源）還可以進一步分成：推挽式、半橋式、全橋式等多種;根據變壓器的激勵和輸出電壓的相位，又可以分成：正激式、反激式、單激式和雙激式等多種;如果從用途上來分，還可以分成更多種類。
3.開關電源的結構
開關電源主要由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份構成。
（1）主電路
沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側的沖擊電流。
輸入濾波器：其作用是過濾電網存在的雜波及阻礙本機產生的雜波反饋回電網。
整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電。
逆變：將整流后的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分。
輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。
（2）控制電路
一方面從輸出端取樣，與設定值進行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。
（3）檢測電路
提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。
（4）輔助電源
實現電源的軟件（遠程）啟動，為保護電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。
4.開關電源原理
我們的各種電路系統里常常會用到開關電源，主要用于獲得一定功率的直流電源（多數是24V），我們常看到的開關電源外觀上多數象一個小主箱，通過表面開出的很多散熱孔可以看到里面的電路板。
高頻開關電源由以下幾個部分組成：
（1）主電路
從交流電網輸入、直流輸出的全過程，包括：①輸入濾波器：其作用是將電網存在的雜波過濾，同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。②整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級變換。③逆變：將整流后的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越校。④輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。
（2）控制電路
一方面從輸出端取樣，經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，達到輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對整機進行各種保護措施。
（3）檢測電路
除了提供保護電路中正在運行中各種參數外，還提供各種顯示儀表數據。
（4）輔助電源
提供所有單一電路的不同要求電源。開關控制穩壓原理開關K以一定的時間間隔重復地接通和斷開，在開關K接通時，輸入電源E通過開關K和濾波電路提供給負載RL，在整個開關接通期間，電源E向負載提供能量;當開關K斷開時，輸入電源E便中斷了能量的提供?？梢?，輸入電源向負載提供能量是斷續的，為使負載能得到連續的能量提供，開關穩壓電源必須要有一套儲能裝置，在開關接通時將一部份能量儲存起來，在開關斷開時，向負載釋放。
改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法稱為“時間比率控制”
（TimeRatioControl，縮寫為TRC）。按TRC控制原理，有三種方式：
（1）脈沖寬度調制（PulseWidthModula-tion，縮寫為PWM）開關周期恒定，通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。
（2）脈沖頻率調制（PulseFrequencyModula-tion，縮寫為PFM）導通脈沖寬度恒定，通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。
（3）混合調制導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。
開關電源原理框圖見圖1所示。
（1）通電瞬間，燈泡閃亮一下后，逐漸熄滅，則電源從輸入至整流濾波均正常，故障應在后面電路。否則電源保險或輸入濾波電感開路。
（2）若整流濾波電路正常，則檢測開關管兩端是否有310V電壓，若無，則取樣電阻R0或變壓器初級開路。
（3）若開關管電壓正常，則檢測開關管驅動電路是否有幾伏至十幾伏電壓，若無則檢測啟動電阻和驅動電路。
（4）若驅動有電壓，開關管正常，則自激繞組有故障或反饋電路有故障。
（5）若燈泡常亮，則開關管擊穿（短路）或整流橋擊穿（短路）。
（6）若燈泡周期性亮滅，則負載有短路故障，可著重檢測負載。
（7）若更換開關管多次擊穿，則檢測峰值電壓消除電路及負載是否有開路故障。
（8）經過上述維修步驟并檢測負載電壓基本正常后，即可閉合開關K，再次檢測時若輸出正常，則說明開關電源已修復。
注意：開關電源負反饋電路及變壓器次級絕不能開路，否則會損壞電路其他部分。
5.開關電源的布局
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。
當設計高頻開關電源時，布局非常重要。良好的布局可以解決這類電源的許多問題。因布局而出現的問題，通常在大電流時顯現出來，并且在輸入和輸出電壓之間的壓差較大時更加明顯。一些主要的問題是在大的輸出電流和/或大的輸入/輸出電壓差時調節能力的下降，在輸出和開頭波形上的額外噪聲，以及不穩定性。應用下面的幾個簡單原則就可以把這類問題最小化。
（1）電感器
開關電源盡量使用低EMI（Electro Magnetic Interference）的帶鐵氧體閉合磁芯的電感器。比如圓形的或封閉的E型磁芯。如果開口磁芯（open cores）具有較低的EMI特性，并且離低功率導線和元件較遠，也可以使用。如果使用開口磁芯，使磁芯的兩極與PCB板垂直也是一個好主意。棒狀磁芯（stick cores）通常用來消除大部分不需要的噪聲。
（2）反饋
盡量使反饋回路遠離電感器和噪聲源。還要盡可能使反饋線為直線，并且要粗一點。有時需要在這兩種方案之間折衷一下，但使反饋線遠離電感器的EMI和其它噪聲源是兩者當中更關鍵的一條。在PCB上使反饋線位于與電感器相對的一側，并且中間用接地層分開。
（3）濾波電容器
當使用小容量瓷質輸入濾波電容器時，它應該盡可能靠近IC的VIN引腳。這將消除盡可能多的線路電感影響，給內部IC線路一個更干凈的電壓源。開關電源一些設計需要使用前饋電容器從輸出端連接到反饋引腳，通常是為了穩定性的原因。在這種情況下，它的位置也應該盡量靠近IC。使用表貼電容還會減少引線長度，從而減少噪聲耦合進因通孔元件而造成的有效天線（effective antenna）。
（4）補償
如果為了穩定性，需要加入外部補償元件，它們也應該盡量靠近IC。這里也建議使用表貼元件，原因同對濾波電容的討論。這些元件也不應該離電感器太近。
（5）走線和接地層
使所有的電源（大電流）走線盡可能短、直、粗。在一塊標準PCB板上，最好使走線的每安絕對最小寬度為15mil（0.381mm）。電感器、輸出電容器和輸出二極管應該盡可能靠在一起。這樣可以幫助減少在大開關電流流過它們時，由開關電源走線引起的EMI。這也會減少引線電感和電阻，從而減少噪聲尖峰、鳴震（ringing）和阻性損耗，這些都會產生電壓誤差。IC的接地、輸入電容器、輸出電容器和輸出二極管（如果有的話）應該一起直接連接到一個接地面。最好在PCB的兩面都設置接地面。這樣會減少接地環路誤差和吸收更多的由電感器產生的EMI，從而減少了噪聲。對于多于兩層的多層板，可以用接地面分開電源面（電源走線和元件所在的區域）和信號面（反饋和補償元件所在的區域）以提高性能。在多層板上，需要使用通孔把走線和不同的面連接起來。如果走線需要從一個面傳輸一個較大的電流到另一個面，每200mA電流使用一個標準通孔，是一個良好的習慣。
排列元件，使得開頭電流環同方向旋轉。根據開頭調節器的運行方式，有兩種功率狀態。一個狀態是當開頭閉合時，另一個狀態是當開頭斷開時。在每種狀態期間，將由當前導通的功率器件產生一個電流環。排列功率器件，以使每種狀態期間電流環的導通方向相同。這會防止兩個半環之間的走線產生磁場反轉，并可減少EMI的放射。
（6）散熱
當使用表貼功率IC或外部功率開關時，PCB通常可以用作散熱器。這就是用PCB上的敷銅面來幫助器件散熱。參照特定器件手冊中有關使用PCB散熱的信息。這通常可以省去開關電源外加的散熱裝置。
6.開關電源常見故障及檢修技巧
6.1 開關電源常見故障
（1）保險燒或炸;（2）無輸出，保險管正常;（3）有輸出電壓，但輸出電壓過高;（4）開關電源負載有短路故障;（5）輸出電壓端整流二極管、濾波電容失效。
6.2 開關電源檢修技巧
（1）針對保險燒或炸的故障主要檢查300V上的大濾波電容、整流橋各二極管及開關管等部位，抗干擾電路出問題也會導致保險燒、發黑。需要注意的是：因開關管擊穿導致保險燒一般會把電流檢測電阻和電源控制芯片燒壞。負溫度系數熱敏電阻也很容易和保險一起被燒壞。
（2）針對無輸出，保險管正常的這種現象說明開關電源未工作或進入了保護狀態。首先要測量電源控制芯片的啟動腳是否有啟動電壓，若無啟動電壓或者啟動電壓太低，則要檢查啟動電阻和啟動腳外接的元件是否漏電，此時如電源控制芯片正常，則經上述檢查可以迅速查到故障。若有啟動電壓，則測量控制芯片的輸出端在開機瞬間是否有高、低電平的跳變，若無跳變，說明控制芯片壞、振蕩電路元件或保護電路有問題，可先代換控制芯片，再檢查元件;若有跳變，一般為開關管不良或損壞。
（3）對于有輸出電壓，但輸出電壓過高的這種故障一般來自于穩壓取樣和穩壓控制電路。在直流輸出、取樣電阻、誤差取樣放大器如TL431、光耦、電源控制芯片等電路共同構成一個閉合的控制環路，任何一處出問題就會導致輸出電壓升高。
（4）開關電源負載有短路故障（特別是DC/DC變換器短路或性能不良等），此時，應該斷開開關電源電路的所有負載，以區分是開關電源電路還是負載電路有故障。若斷開負載電路電壓輸出正常，說明是負載過重;或仍不正常說明開關電源電路有故障。
開關電源原理范文3
關鍵詞：液晶顯示器; 開關電源; 工作原理; 檢修實例
Abstract: this paper of LCD switching power supply work principle, the breakdown maintenance is expounded, etc., the paper SG6841 chip switching power supply/repair process. In line with the use of modern instruments, the comprehensive analysis and value method of repair skills concept, the reference of various kinds of liquid crystal displays of switch power supply difficult-disease maintenance examples, this paper summarizes the accumulate experience, and extrapolate, on fast rule out circuit fault put forward new methods, liquid crystal display overhaul of switch power supply work efficient and accurate.
Keywords: LCD monitor; Switch power source; Working principle; Maintenance example
中圖分類號：TN141文獻標識碼： A 文章編號：
開關電源是現時電子產品廣泛使用的一種電源電路，它具有效率高、體積小、保護功能強大和抗干擾能力強等特點，液晶顯示器電源幾乎全使用開關電源方式。它的作用是把交流220V電壓轉換成液晶顯示器工作所需的各種不同的直流電壓，直流電壓精度和穩定性將會影響顯示器的正常工作。
液晶顯示器開關電源與傳統CRT顯示器開關電源工作原理大同小異，但電路結構和特點有區別。早期的PWM 芯片大多采用UC384X系列（如UC3842、UC3843），因新產品體積越來越小及環保和安規要求越來越嚴格，出現了384XG及684X等具有Green Function的IC。Green Function為環保功能的意思，要求是在滿載70W以下的電源產品，當負載沒有輸出功率的情況下，輸入電源正常供應時電路消耗功率必需小于1W以下。
液晶顯示器電源電路形式多樣，所用控制芯片各具特點。下面以使用廣泛的SG6841芯片的開關電源為例，介紹其工作原理、闡述其故障排除方法。
一、SG6841芯片的工作原理
SG6841是一款高性能固定頻率電流模式控制芯片，屬于電流型單端PWM調制器，具有性能優良、價格低廉等優點，可精確控制占空比，擁有低待機功耗和眾多保護功能。但其控制電路和保護電路比較復雜, 在實際應用中容易發生故障，各部分電路互相牽連,給檢修故障帶來一定的難度。SG6841內部結構如圖1所示，引腳功能見表1。
圖 1 SG6841內部結構電路圖
表 1SG6841引 腳 功 能
腳號 名稱 功 能 典型電壓值( V )
1 GND 接地端 0
2 FB 反饋端，控制PWM占空比 1.8
3 VIN 啟動電流輸入，提供一開始電壓 20
4 RI PWM頻率設定，外接電阻可改變PWM頻率 1.3
5 RT 溫度和過壓保護端，外接保護檢測回路 4.7
6 SENSE 過流保護端，超過閥值時芯片停止輸出 0
7 VDD 電源端 （工作電壓） 17.5
8 GATE PWM驅動脈沖輸出端，圖騰柱式輸出 1.5
由SG6841構成的典型電路如圖2所示，該圖是優派 VE710S/B 液晶顯示器電源電路。在實際使用中，SG6841容易被靜電損壞，維修時應引起重視。
1．啟動過程
輸入220V交流電經保險F901、負溫度系數熱敏電阻NR901、互感濾波器L902后，再經BD901整流、C905濾波，在C905端形成300V左右的直流電壓。電壓由R906、R907送至SG6841的3腳，由于3腳外部接有VD904、VZD905等元件，故3腳電壓最高能達到20V左右。3腳電壓經內部電阻對7腳外接電容C907、C908充電，使7腳電壓上升，當7腳電壓達到16V時，內部電路啟動，從8腳輸出驅動脈沖，開關管VT903進入開關工作狀態。啟動后，變壓器L2繞組的脈沖電壓經R908限流、VD902整流，C907、C908濾波后，得到12V直流電壓供給7腳作為SG6841供電電壓。
SG6841具備綠色工作模式，振蕩頻率隨輸出功率增大而增大，最后達到設置值。在待機時由于輕載運行，內部控制器會使振蕩器振蕩頻率較低，工作于綠色模式，功耗在0.5W左右。開機時負載增加，此時振蕩頻率提高至設置值。兩種狀態之間轉換依靠2 腳、6腳電壓和內部電路來完成。
2．輸出電壓
電路工作后，變壓器L1繞組上產生脈沖電壓，次級繞組感應出脈沖電壓。L4繞組上脈沖電壓經VD912整流，C925、L904、C926濾波后，得到+5V的直流電壓，該電壓分成兩路經接插件CN102送至主板供電。L3繞組與L4繞組串聯后輸出脈沖電壓經VD910整流，C922、L903、C924濾波后，得到+12V直流電壓，分別給逆變器和主板供電。
3．穩壓過程
穩壓主取樣點設在+5V輸出端，輔助取樣點設在+12V輸出端。當電壓上升或者負載變輕等引起各路輸出電壓上升時，+5V電壓上升，經R925、R926分壓后，送至IC903（THL431）控制腳的電壓上升，使得IC902 內部發光二極管發光增強，光電三極管內阻變小，SG6841的2腳電壓下降， 8腳輸出脈沖寬度變窄，VT903飽和時間縮短，電源輸出電壓下降，通過調整開關脈沖占空比來實現穩壓控制，當電源各路輸出電壓下降時，穩壓過程與上述相反。
當+12V和+5V分別超過12.2V和5.1V時，VZD902、VZD903導通，通過R927送到IC903控制端，同樣使得輸出電壓降低。由于采用雙取樣回路，穩壓回路的調節力度加強，提高穩壓精度。
4．保護電路
開關電源原理范文4
【關鍵詞】開關電源技術；小功率；高頻
開關電源因具有體積小、重量輕、效率高、發熱量低、性能穩定等優點而逐漸取代傳統技術制造的連續工作電源，并廣泛應用于電子整機與設備中。20世紀80年代，計算機全面實現了開關電源化，率先完成計算機的電源換代。20世紀90年代，開關電源在電子、電器設備、家電領域得到了廣泛的應用，開關電源技術進入快速發展期。
1 開關電源的發展
1955年美國羅耶（GH.Roger)發明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，是實現高頻轉換控制電路的開端，1957年美國查賽（Jen Sen)發明了自激式推挽雙變壓器，1964年美國科學家們提出取消工頻變壓器的串聯開關電源的設想，這對電源向體積和重量的下降獲得了一條根本的途徑。到了1969年由于大功率硅晶體管的耐壓提高，二極管反向恢復時間的縮短等元器件改善，終于做成了25千赫的開關電源。
目前，開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用于以電子計算機為主導的各種終端設備、通信設備等幾乎所有的電子設備，是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。目前市場上出售的開關電源中采用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOS－FET制成的500kHz電源，雖已實用化，但其頻率有待進一步提高。要提高開關頻率，就要減少開關損耗，而要減少開關損耗，就需要有高速開關元器件。然而，開關速度提高后，會受電路中分布電感和電容或二極管中存儲電荷的影響而產生浪涌或噪聲。這樣，不僅會影響周圍電子設備，還會大大降低電源本身的可靠性。其中，為防止隨開關啟-閉所發生的電壓浪涌，可采用R-C或L-C緩沖器，而對由二極管存儲電荷所致的電流浪涌可采用非晶態等磁芯制成的磁緩沖器。不過，對1MHz以上的高頻，要采用諧振電路，以使開關上的電壓或通過開關的電流呈正弦波，這樣既可減少開關損耗，同時也可控制浪涌的發生。這種開關方式稱為諧振式開關。目前對這種開關電源的研究很活躍，因為采用這種方式不需要大幅度提高開關速度就可以在理論上把開關損耗降到零，而且噪聲也小，可望成為開關電源高頻化的一種主要方式。當前，世界上許多國家都在致力于數兆Hz的變換器的實用化研究。
2 高頻開關的組成
2.1 主電路
從交流電網輸入、直流輸出的全過程，包括：
2.1.1 輸入濾波器：其作用是將電網存在的雜波過濾，同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。
2.1.2 整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級變換。
2.1.3 逆變：將整流后的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。
2.1.4 輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。
2.2 控制電路
一方面從輸出端取樣，經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，達到輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對整機進行各種保護措施。
2.3 檢測電路
除了提供保護電路中正在運行中各種參數外，還提供各種顯示儀表數據。
2.4 輔助電源
提供所有單一電路的不同要求電源。
3 開關電源的技術追求
3.1 小型化、薄型化、輕量化、高頻化―――開關電源的體積、重量主要是由儲能元件（磁性元件和電容）決定的，因此開關電源的小型化實質上就是盡可能減小其中儲能元件的體積；在一定范圍內，開關頻率的提高，不僅能有效地減小電容、電感及變壓器的尺寸，而且還能夠抑制干擾，改善系統的動態性能。因此，高頻化是開關電源的主要發展方向。
3.2 高可靠性―――開關電源使用的元器件比連續工作電源少數十倍，因此提高了可靠性。從壽命角度出發，電解電容、光耦合器及排風扇等器件的壽命決定著通信電源的壽命。所以，要從設計方面著眼，盡可能使用較少的器件，提高集成度。這樣不但解決了電路復雜、可靠性差的問題，也增加了保護等功能，簡化了電路，提高了平均無故障時間。
3.3 低噪聲―――開關電源的缺點之一是噪聲大。單純地追求高頻化，噪聲也會隨之增大。采用部分諧振轉換回路技術，在原理上既可以提高頻率又可以降低噪聲。所以，盡可能地降低噪聲影響是開關電源的又一發展方向。
3.4 采用計算機輔助設計和控制―――采用CAA和CDD技術設計最新變換拓撲和最佳參數，使開關電源具有最簡結構和最佳工況。在電路中引入微機檢測和控制，可構成多功能監控系統，可以實時檢測、記錄并自動報警等。
4 提高開關電源待機效率的方法
4.1 切斷啟動電阻
對于反激式電源，啟動后控制芯片由輔助繞組供電，啟動電阻上壓降為300V左右。設啟動電阻取值為47kΩ，消耗功率將近2W。要改善待機效率，必須在啟動后將該電阻通道切斷。TOPSWITCH，ICE2DS02G內部設有專門的啟動電路，可在啟動后關閉該電阻。若控制器沒有專門啟動電路，也可在啟動電阻串接電容，其啟動后的損耗可逐漸下降至零。缺點是電源不能自重啟，只有斷開輸入電壓，使電容放電后才能再次啟動電路。
4.2 降低時鐘頻率
時鐘頻率可平滑下降或突降。平滑下降就是當反饋量超過某一閾值，通過特定模塊，實現時鐘頻率的線性下降。
4.3 切換工作模式
4.3.1 QRPWM對于工作在高頻工作模式的開關電源，在待機時切換至低頻工作模式可減小待機損耗。例如，對于準諧振式開關電源（工作頻率為幾百kHz到幾MHz），可在待機時切換至低頻的脈寬調制控制模式PWM（幾十kHz）。
IRIS40xx芯片就是通過QR與PWM切換來提高待機效率的。當電源處于輕載和待機時候，輔助繞組電壓較小，Q1關斷，諧振信號不能傳輸至FB端，FB電壓小于芯片內部的一個門限電壓，不能觸發準諧振模式，電路則工作在更低頻的脈寬調制控制模式。
4.3.2 PWMPFM
對于額定功率時工作在PWM模式的開關電源，也可以通過切換至PFM模式提高待機效率，即固定開通時間，調節關斷時間，負載越低，關斷時間越長，工作頻率也越低。將待機信號加在其PW/引腳上，在額定負載條件下，該引腳為高電平，電路工作在PWM模式，當負載低于某個閾值時，該引腳被拉為低電平，電路工作在PFM模式。實現PWM和PFM的切換，也就提高了輕載和待機狀態時的電源效率。
通過降低時鐘頻率和切換工作模式實現降低待機工作頻率，提高待機效率，可保持控制器一直在運作，在整個負載范圍中，輸出都能被妥善的調節。即使負載從零激增至滿負載的情況下，能夠快速反應，反之亦然。輸出電壓降和過沖值都保持在允許范圍內。
4.4 可控脈沖模式（BurstMode）
可控脈沖模式，也可稱為跳周期控制模式（SkipCycleMode）是指當處于輕載或待機條件時，由周期比PWM控制器時鐘周期大的信號控制電路某一環節，使得PWM的輸出脈沖周期性的有效或失效，這樣即可實現恒定頻率下通過減小開關次數，增大占空比來提高輕載和待機的效率。該信號可以加在反饋通道，PWM信號輸出通道，PWM芯片的使能引腳（如LM2618，L6565）或者是芯片內部模塊（如NCP1200，FSD200，L6565和TinySwitch系列芯片）。
5 開關電源的發展方向趨勢
開關電源的發展從來都是與半導體器件及磁性元件等的發展休戚相關的。高頻化的實現，需要相應的高速半導體器件和性能優良的高頻電磁元件。發展功率MOSFET、IGBT等新型高速器件，開發高頻用的低損磁性材料，改進磁元件的結構及設計方法，提高濾波電容的介電常數及降低其等效串
聯電阻等，對于開關電源小型化始終產生著巨大的推動作用。
開關電源的發展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關電源輕、小、薄的關鍵技術是高頻化，因此國外各在開關電源制造商都致力同步開發新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（Mn-Zn）材料上加大科技創新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項關鍵技術。SMT技術的應用使得開關電源取得了長足的進展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關電源的輕、小薄。開關電源的高頻化就必然對傳統的PWM開關技術進行創新，實現ZVS、ZCS的軟開關技術已成為開關電源的主流技術，并大幅提高了開關電源的工作效率。對聯高可靠性指標，美國的開關電源生產商通過降低運行電流，降低結溫等措施以減少器件的應力，使得產品的可靠性大大提高。
模塊化是開關電源發展的總體趨勢，可以用模塊化電源組成分布式電源系統，可以設計成N+1冗余電源系統，并實現并聯方式的容量擴展。針對開關電源運行噪聲大這一缺點，若單獨追求高頻化，其噪聲也必將隨著增大，而用部分諧振轉換電路技術，在理論上即可實現高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉換技術實際應用仍存在著技術問題，故仍需在這一領域開展大量的工作，使得多項技術得以實用化。
開關電源原理范文5
關鍵詞：高頻開關電源；特點；性能比較；應用
中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-0118（2012）-03-0-02
一、前言
在電力系統中，直流電源作為繼電保護、自動裝置、控制操作回路、燈光音響信號及事故照明等電源之用，是發電廠和變電站比較重要的設備。因直流電源故障而引發的事故時有發生，所以，對直流電源的可靠性、穩定性具有很高要求。傳統的直流電源多數采用可控硅整流型。近幾年來，許多直流電源廠家推出智能化的高頻開關電源，這種電源系統具有許多優點：安全、可靠、自動化程度高、具有更小的體積和重量、綜合效率高以及噪音低等，適應電網發展的需要，值得推廣使用。
目前，我國電力系統采用的直流電源也正由傳統的相控電源逐步向模塊化的高頻開關電源轉變。高頻開關電源整流器的工作原理：交流電源接入整流模塊，經濾波及三相全波整流器后變成直流，再接入高頻逆變回路，將直流轉換為高頻交流，最后經高頻變壓器、整流橋、濾波器后輸出平穩直流。這種高頻開關電源主要由高頻開關充電模塊、集中監控器和蓄電池組等組成，其中充電模塊和集中監控器具有內置微處理器，智能化程度高。高頻開關電源系統正常運行時，充電機的輸出與蓄電池組并聯運行，給經常性負荷供電。
二、高頻開關電源的原理和特性
（一）高頻電源系統方框圖
高頻開關整流器一般是先將交流電直接經二極管整流、濾波成直流電，再經過開關電源變換成高頻交流電，通過高頻變壓器變壓隔離后，由快速恢復二極管高頻整流、電感電容濾波后輸出。
（二）采用高頻化有較高技術經濟指標
理論分析和實踐經驗表明，電器產品的體積重量與其供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz時，用電設備的體積重量大體上降至工頻設計的（5～10）％。這正是開關電源實現變頻帶來明顯效益的基本原因。逆變或整流焊機、通訊電源用浮充電源的開關式整流器，都是基于這一原理。
那么，以同樣的原理對傳統的電鍍、電解、電加工、浮充、電力合閘等各種直流電源加以類似的改造，使之更新換代為“開關變換類電源”，其主要材料可以節約90％或更高，還可節電30％或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高，促使許多原來采用電子管的傳統高頻設備固態化，既可帶來顯著節能、節材的經濟效益，更可體現技術含量的價值。
（三）設計模塊化――自由組合擴容互為備用提高安全系數
模塊化有兩方面的含義，其一是指功率器件的模塊化，其二是指電源單元的模塊化。實際上，由于頻率的不斷提高，致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重，對器件造成更大的應力（表現為過電壓、過電流毛刺）。為了提高系統的可靠性，而把相關的部分做成模塊。
多個獨立的模塊單元并聯工作，采用均流技術，所有模塊共同分擔負載電流，一旦其中某個模塊失效，其它模塊再平均分擔負載電流。這樣，不但提高了功率容量，在器件容量有限的情況下滿足了大電流輸出的要求，而且通過增加相對整個系統來說功率很小的冗余電源模塊，便極大地提高了系統可靠性，即使萬一出現單模塊故障，也不會影響系統的正常工作，而且為修復提供了充分的時間。
三、電力智能高頻開關整流器與原始直流設備的性能比較
以前我國各地的發電廠、水電站及500kV、220kV、110kV、35kV等各類變電站所使用的直流電源設備，大部分采用的是相控電源，由于受工藝水平和器件特性的限制，上述電源長期以來處于低技術指標、維護保養難的狀況。我國在近幾年來也逐步完成了從原始直流設備到高頻直流電源的過渡。
由以上表格我們可以看出，智能型高頻開關電源與傳統的相控電源比較，主要技術指標均優于部標1-2個等級以上，具有以下優點。
（一）相控電源硅整流器采用1+1主從備份方式，而高頻開關電源采用N+1模塊冗余并聯組合方式供電，即如果N個模塊的輸出電流能滿足充電電流需要，則采用N+1模塊平均分配，因此，可提高系統運行可靠性。個別模塊故障時，可帶電更換，不影響系統的正常運行，擴容維護方便。
（二）可控硅整流器運行于浮充電方式時，直流輸出的紋波系數較大，曾發生中央信號裝置誤動作和高頻繼電保護誤發信號等事故，按部頒要求紋波系數不大于2%。另外，可控硅整流器與蓄電池并聯運行，紋波系數較大時，若浮充電壓波動或偏低會出現蓄電池脈動充電放電現象，對蓄電池不利。高頻開關電源的充電裝置采用多個智能化模塊并聯組合供電，使得供電質量和技術參數明顯提高。模塊采用準諧振技術（或脈寬調制技術）和電流電壓雙環控制技術，提高開關工作頻率，開通損耗小，輸出電壓的紋波系數很小，一般≤.1%額定電壓，進而可防止蓄電池脈動充電放電，延長蓄電池的使用壽命，可靠性更高。
（三）高頻開關電源整流模塊具有內置微處理器，是提高設備管理水平的基礎，在滿足直流系統故障信號應盡量完善的前提下，使接線簡單，安裝調試快捷。除了能在面板上直接顯示輸出電流和電壓及模塊的各種運行狀況外，還能通過監控模塊與電力系統的自動化網或變電工區直流班監控系統通信，進行遠程監視和對模塊各項操作，實現四遙功能。傳統的直流電源一般在屏柜上裝設電流、電壓表和其它專用裝置對設備進行監視，且這些測量值不能經通信口實現遠程監視（微機型除外）。即使有遙測，也是采用直流采樣方式，采樣點不多，對反映各種運行狀況的信號也以接點方式接至光字牌或遙信屏，因此，接線繁瑣，自動化程度低，實現遙控和遙調功能的難度較大。
（四）按部頒要求，充電時穩流精度誤差≤%，浮充電時穩壓精度誤差≤%。而高頻開關電源穩壓、穩流精度更高，其誤差一般≤.5%，可避免對蓄電池過充、欠充，保證蓄電池運行在最佳狀態。閥控式電池容量大、維護量孝放電倍率低，適用于大容量的直流電源。從原理性能看，高頻開關模塊適合與閥控式電池配套使用。
（五）高頻開關電源整流模塊具有并聯運行方式下自動均流功能。同時，設有過流、過壓及瞬時短路保護，安全可靠的防雷措施，能有效地承受輸出短路沖擊。另外，采取多重有效措施，防止高頻電源及諧波對交流電網側的干擾。
（六）高頻開關電源綜合轉換效率高，多數廠家的轉換效率達到90%以上，而相控電源轉換效率一般只有60%-80%。
再有一大特點就是這種電源系統設有微機型集中監控裝置，可以支持多種通信協議，與調度中心或變電工區的直流班監控系統通信，對直流系統進行四遙監控，具有測量模塊的輸出電流和電壓、直流母線電流和電壓、電源的輸出電流和電壓、電池充放電電流和電壓等；控制電源的開關機等；控制高頻開關電源實現對蓄電池浮充、均充方式的自動轉換；控制硅鏈的自動或手動投切，保證控制母線的穩壓精度等功能。
同時，這種系統還設有專用微機絕緣監察裝置，能實時顯示母線電壓和正、負母線對地絕緣電阻的大小及發出異常報警，對各回饋線的絕緣情況進行巡檢，指示具體發生故障的回路，這種選線功能為查找直流接地帶來極大方便。
四、結束語
目前，我國正大力實施變電站的無人值班管理，因此，對設備的選擇將會朝著小型化、少維護或免維護及自動化程度高的方向發展。高頻開關直流電源正能適應這種要求，經過這幾年的運行考驗，這種產品的性能已逐步成熟、穩定。憑著優越的技術性能和良好的價格性能比，高頻開關電源將成為直流電源的首選產品。
參考文獻：
[1]白忠敏,劉百震.於崇干《電力工程直流系統設計手冊(第二版)[M].2009,中國電力出版社.
開關電源原理范文6
關鍵詞：開關穩壓電源 濾波 開關管 光電耦合器
開關穩壓電源是各種電子設備不可缺少的組成部分，其性能優劣直接關系到電子設備的技術標準以及能否安全可靠地工作。由于開關電源內部關鍵元件工作在高頻開關狀態，功耗小，效率高等等特點，故目前它已經成為穩壓電源的主流產品。重慶中國三峽博物館使用了17個FDPS-15A開關穩壓電源，主要用于給展廳和庫房的溫濕度傳感器提供12V工作電源，由于該電源經常損壞，本人通過實物繪制出電路圖，見圖1，現結合其工作原理，熟悉其維修技巧和常見故障，有利于縮短展廳和庫房溫濕度數據的失聯時間，同時提高自己的維修技能。
一、 開關穩壓電源的組成
由圖1可以看出，開關穩壓電源由開關震蕩電路、控制電路及取樣放大電路三大主要電路。以及附屬的整流濾波電路組成。
交流220V，經橋式整流電路整流及C1濾波后，得到300V較為平滑的直流電后，送入開關變壓器的初級，另一路經起動電阻R3給開關管Q1提供起動電壓，使Q1導通，開關變壓器的初級便產生電流，經Q5及附屬電路形成正反饋，使Q1產生震蕩。開關變壓器次級便有電壓輸出，經Q3和C10等整流濾波后將12V電壓輸出。如果12V有偏離，經Q4取樣放大，作用于光電耦合器的二極管，即可改變光電耦合器次級及光電接收管的阻值。去改變控制電路Q5從而改變Q1的震蕩頻率，從而使輸出電壓穩定在12V。
二、 開關穩壓電源的維修技巧和常見故障
開關穩壓電源的維修分兩部進行
1、 斷電狀態下
看：看電路板及元器件有無明顯燒焦痕跡，電容有無鼓包和漏液。
聞：聞電路板有無燒焦味。
問：問電源損壞的經過，是否有違規操作。
量：這一步就很關鍵了，必須熟練掌握每個元器件單獨測量的方法與數據。在線測量前，應先檢查C1兩端有無電壓，如果電源停震，C1兩端有300V的直流電壓，給測量帶來危險，可用25W燈泡跨接放電，切忌用導線短路放電，這樣對C1有損傷。安全后檢查保險限流電阻有無開路，橋式整流電路及開關管有無短路，這是該電源故障高發部分。同時，在線測量其他三極管和光電耦合器以及12V輸出端有無短路。發現有不正常，需把元件拆下來用萬用表測量。當把損壞的元器件全部更換后，在線測量以上部位，阻值恢復正常，就進入下一步。
2、 通電狀態下
通電前，將電路板放置于絕緣墊上，通電1-2秒，立即斷電。這1-2秒很關鍵，觀察有無冒煙，有無異常。如果沒有異常，用手摸元器件的溫度，有無過熱，如果有，說明還有元器件損壞，回到斷電狀態下，進一步檢查。如果通電1-2秒無冒煙，無過高的溫升。下一步直接接通電源。測量幾個電壓數據。第一，測量C1兩端有無300V的直流。第二，測量有無12V的直流輸出。如果12V電壓值不對，可以調整R12可調電阻，使12V恢復，如果調整R12可調電阻，12V沒得變化，檢查R12本身和光電耦合器有無故障。
通常情況下，經過以上幾步的維修，損壞的開關電源應該就能修好，下面舉一例，最常見的故障。
常見故障分析：
我館，各展廳和庫房的溫濕度數據，是通過DDC檢測，回傳到控制機房，直觀的在電腦屏幕顯示出來。有一天，突然一個展廳的數據變得無窮大，我立即去DDC控制箱，發現供電的空開已經斷電，我沒有立即合閘，而是用萬用表測量負載，發現開關電源有短路，于是，拆下來拿回辦公室，進行維修。打開外殼，發現限流電阻R1明顯變黑，C1也有鼓包，進一步測量，Q1擊穿，于是，把故障元器件拆下來，再測量線路的阻值，變正常。故更換這幾個元件。通電1-2秒，立即斷電，沒得異常，溫度也不高。直接通電，測量C1兩端300V正常，輸出12V偏低，調整R12，12V恢復正常。將該穩壓電源連接在DDC控制電路里面，合上空開，觀察DDC通訊燈閃亮正常，回到控制室觀察，該展廳的溫濕度數據已經正常，故障排除。
三、 開關電源的維修參數
該穩壓電源的地有兩個，從圖1可見，光電耦合器的次級端，對應的地是C1的負極。稱“熱地”。使用這個地的電路有，整流濾波、開關震蕩電路、控制電路，即Q1和Q5這部分。另一個地是光電耦合器的初級端。即12V輸出的負極，稱“冷地”，使用這個地的電路有，開關變壓器次級的整流濾波和取樣放大電路，即Q4這部分。一下數據，用MF47型萬用表測量，紅表筆接地?，F以熱地和冷地為基準，提供各級電路的對地電阻，供維修參考。
