如何排除开关电源及电源适配器故障


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开关电源在工业自动化时代,已经被用于到所有行业,其精密电路板和对电流电源的严格要求,使得开关电源电路板维修成为PCB维修行业中难度比较大的一中常见故障设备。我们从事电源维修工作算起来有10多年时间了,在开关电源维修之前,我们必须了解开关电源的工作原理,电源先将高电压交流电通过全桥二极管整流以后成为高电压的波动直流电,再经过电容滤波以后成为较为平滑的高压直流电。这时,控制电路控制大功率开关管将高压直流电按照一定的高频频率分批送到高频变压器的初级。接着,把从次级线圈输出的降压后的高频低压交流电通过整流滤波转换为能使负载工作的低电压强电流的直流电。其中,控制电路是必不可少的部分。它能有效的监控输出端的电压值,并向功率开关管发出信号控制电压上下调整的幅度。在开关电源中,由于电源输入部分工作在高电压、大电流的状态下,输入部分故障率最高;其次输出直流部分的整流二极管、保护二极管、大功率开关三极管较易损坏,再就是脉宽调制器的反馈和保护部分。
一、在断电情况下,“望、闻、问、切”
首先,在开关电源没通电前,先用万用表测一下高压电容两端的电压先。如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障,则大多数情况下,高压滤波电容两端的电压未泄放掉,此电压有300多伏,如果不小心被阁下玉手摸到,一定让你留下难忘的记忆!
由于检修电源要接触到220V高压电,人体一旦接触36V以上的电压就有生命危险。因此,在有可能的条件下,尽量先检查一下在断电状态下有无明显的短 路、元器件损坏故障。首先,打开电源的外壳,检查保险丝是否熔断,再观察电源的内部情况,如果发现电源的PCB板上元件破裂,则应重点检查此元件,一般来讲这是出现故障的主要原因;闻一下电源内部是否有糊味,检查是否有烧焦的元器件;问一下电源损坏的经过,是否对电源进行违规的操作,这一点对于维修任何设 备都是必须的。在初步检查以后,还要对电源进行更深入地检测。
用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况,如果电阻值过低,说明电源内部存在短路,正常时其阻值应能达到100千欧以上;电容器应能够充放电,如果损坏,则表现为AC电源线两端阻值低,呈短路状态,否则可能是开关管击穿。然后检查直流输出部分脱开负载,分别测量各组输出端的对地电阻,正常时,表针应有电容器充放电摆动,最后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。否则多数是整流二极管反向击穿所致。
二、加电检测
在通过以上检测后,就可以进行加电测试。这时候才是关键所在,需要有一定的经验、电子基础及维修技巧。一般来讲应重点检查一下电源的输入端,开关三极管,电源 保护电路以及电源的输出电压电流等。如果电源启动一下就停止,则该电源处于保护状态下,可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压,如果电压超出规定值,则说 明电源的处于保护状态下,应重点检查产生保护的原因。由于接触到高电压,建议没有电子基础的朋友需要小心操作。
三、常见故障
1.保险丝熔断
一般情况下,保险丝熔断说明电源的内部线路有问题。由于电源工作在高电压、大电流的状态下,电网电压的波动、浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝 熔断。重点应检查电源输入端的整流二极管,高压滤波电解电容,逆变功率开关管等,检查一下这些元器件有无击穿、开路、损坏等。如果确实是保险丝熔断,应该 首先查看电路板上的各个元件,看这些元件的外表有没有被烧糊,有没有电解液溢出。如果没有发现上述情况,则用万用表测量开关管有无击穿短路。
2.无直流电压输出或电压输出不稳定
如果保险丝是完好的,在有负载情况下,各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的:电源中出现开路、短路现象,过压、过流保护电路出现故障,振 荡电路没有工作,电源负载过重,高频整流滤波电路中整流二极管被击穿,滤波电容漏电等。在用万用表测量次级元件,排除了高频整流二极管击穿、负载短路的情 况后,如果这时输出为零,则可以肯定是电源的控制电路出了故障。
3.电源负载能力差
电源负载能力差是一个常见的故障,一般都是出现在老式或是工作时间长的电源中,主要原因是各元器件老化,开关管的工作不稳定,没有及时进行散热等。应重点检查稳压二极管是否发热漏电,整流二极管损坏、高压滤波电容损坏等。
电源维修实例1:某设备电源,通电后无电压输出,电源内部发出‘吱吱吱’声。这是电源过载或无负载的典型特征。先仔细检查各个元器件,重点检测整流二极管、开关管等。经过仔细检查,发现一个整流二极管(1N4007)的表面已烧黑,而且电路板也给烧黑了。找到同型号的二极管换下,在用万用表一测果然是击穿的。接上电源,可风扇不转,‘吱吱吱’声依然存在。用万用表量+12V输出只有+0.2V,+ 5V只有0.1V。这说明元件被击穿时电源启动自保护。测量初级和次级开关管,发现初级开关管中有一个已损坏,用相同型号的开关管换上,故障排除。以上检查走了弯路,未通电前,应测量一下开关管是否损坏。
电源维修实例2:没有‘吱吱吱’声,上一个保险丝就烧一个保险丝。由于保险丝不断地被熔断,搜索范围就缩小了。可能发生的情况有3种: 整流桥击穿,大电解电容击穿,初级开关管击穿。电源的整流桥一般是分立的四个整流二极管,或是将四个二极管固化在一起。将整流桥拆下一量是正常的。大电解电容拆下测试后也正常,注意焊回时要注意正负极。最后的可能就只剩开关管了。 这个电源的初级只有一个大功率的开关管。拆下一量果然击穿,找同型号开关管换上,问题解决。
其实,电源维修电源并不难,一般电源故障都可以归纳总结为:保险丝熔断、整流二极管损坏、滤波电容开路或击穿、开关管击穿以及电源自保护等,另外开关电源的电路相对较简单,故障类型也比较少,很容易就能判断出故障位置。所以电源维修只要有足够的电子基础知识,再多看看相关技术文章,平时多动动手,注意维修经验的积累,电源故障维修还是挺好解决的。
任何芯片级维修工作,都离不开经验的积累和灵活的维修思路。在遇到故障无法排除,或者是找不到故障根源的时候,往往静下心来,或者干脆休息一小会儿,多角度的思考和排除故障,往往会有意想不到的效果。
我们在从事电路板维修工作中,遇到电源维修,特别是高原电源电路板维修更要细心稳重,以免发生更为严重的设备烧毁后果。

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