开关电源工作原理_生活广记

开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是， PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流?。?功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。
小开关电源电路分析，请见图1.无输出，但保险丝和保险管正常
这种现象说明开关管未工作，或者工作后进入了保护状态。首先测量开关电源控制芯片的启动脚是否有启动电压，若无启动电压或者启动电压太低，则检查启动电阻和启动脚外接的元器件是否有漏电存在，此时如开关电源芯片控制正常，则经上述检查可很快找到故障。若有启动电压，则测量控制芯片的驱动输出脚在开机瞬间是否有高低电平的跳变。若无，则说明控制芯片损坏、外围震荡电路元器件或保护电路有问题，可先代换控制芯片，再检查外围元器件。若有跳变，一般为开关管不良或损坏。
【开关电源工作原理】
2.保险丝或保险管烧断
主要检查整流桥各二极管，大滤波电容及开关管等部位，抗干扰电路出问题也会导致保险丝烧断、发黑。值得注意的是，因开关管击穿导致的保险丝或保险管烧断，往往还伴随着过流检测电阻和电源控制芯片的损坏，负温度系数热敏电阻也很容易和保险丝或保险管一起烧坏。
3.输出电压过高
这种故障忘完来自稳压取样和稳压控制电路。我们知道，直流输出、取样电阻、误差取样放大器、光电耦合器和开关电源控制芯片等电路共同构成一个闭合的控制环路，在这一环节中，任何一处出现问题都会导致输出电压升高。对于有过压保护电路的电源，输出电压过高首先会使过压保护电路动作，此时，可断开过压保护电路，使过压保护电路不起作用，测开机瞬间的电源主电压。如果测量值比正常值高，说明输出电压高。实际维修中，以取样电阻变值、误差放大器或光电耦合器不良常见。
4.输出电压过低
根据维修经验，除稳压控制电路会引起输出电压过低外，还有一些原因会引起输出电压过低。主要有以下几点。
a.开关电源负载有短路故障。此时，因断开开关电源电路的所有负载，以区分是开关电源不良还是负载电路有故障。若断开负载电路电压输出正常，说明是负载过重，若仍不正常，说明开关电源有故障。
b.输出电压整流二极管，滤波电容失效等，可以通过代换法进行判断。
c.开关管的性能下降，必然导致开关管不能正常导通，使电源的内阻增加，带负载能力下降。
d.开关变压器不良，不但造成输出电压下降，还会造成开关管激励不足而屡损开关管。
e.大滤波电容（即300V滤波电容）不良，造成电源带负载能力差，一接负载输出电压便下降。
屡损开关管的故障
屡损电源开关管是开关电源电路维修的重点和难点开关管是开关电源的核心部件，工作在大电流、高电压的环境下，其损坏的比例是比较高的，一旦损坏，往往不是换上新管就可以排除故障，甚至还会损坏信管，对于这种屡损开关管的故障排除起来是比较麻烦的，往往令初学者无从下手。下面简要分析一下屡损开关管的常见故障。
1.开关管过压损坏
a.市电电压过高，对开关管提供的漏极工作电压高，开关管漏极产生的开关脉冲幅度自然升高许多，突破开关管D-S的耐压值造成开关管击穿。
b.稳压电路有问题，使开关电源输出电压升高的同时，开关变压器的各绕组产生的感应电压幅度大，在其一次绕组产生的感应电压与开关管漏极D得到的直流工作电压叠加，如果这个叠加值超过开关管的D-S的耐压值，会损坏开关管。
c.开关管漏极D保护电路有问题，不能讲开关管漏极D幅度颇高的尖峰脉冲吸收掉而造成开关管漏极电压过高击穿。
d.大滤波电容失效，使其两端含有大量的高频脉冲，在开关管截止期间与反峰电压叠加后导致开关管过压损坏。
2.开关管过流损坏
a.开关管散热片过小或固定不牢。
b.开关电源负载过重。常见原因是输出电压整流、滤波电路不良或负载电路有短路、漏电等故障。
c.开关变压器匝间短路。
3.开关管功耗大损坏
常见的有开启损耗大和关断损耗大两种。开启损耗大主要是由于开关管在规定的时间内不能由放大状态进入到饱和状态。开关管因开启损耗大的原因主要是由于开关管激励不足造成的。关断损耗大主要是由于开关管在规定的时间内不能由放大状态进入到截止状态。开关管因关断损耗大的原因主要是由于开关管栅极的波形发生畸变造成的。
4.开关管本身质量有问题
市售开关电源开关管质量良莠不齐，如果开关管存在质量问题，屡损开关管也就在所难免了。
5.开关管替换不良
开关电源的场效应管功率一般较大，不能用小功率、耐压低的场效应管进行替换，否则极易损坏。
大概说----括号内表示下图；
1）是变压器正反馈振荡电路，从L1输入激励电流， L2L3获得感生电压输出，而L2作为反馈电压，增强Q2导通与截止过程，振荡频率主要由C1、R4（C3、R7）控制；
D2、C2、D4（C4、R6、D4、Q1等）构成过载保护电路，正常时，C2（C4）经D2（D3）整流，输出一个直流负（正）压，当过载发生时，此电容上的压降增大，超过某一设置阀值时，会令D4（D4）击穿导通，从而拉低Q2基极电平而截止；（D2、C2、R3）为吸收电路，吸收因Q2截止时引起L1产生的高电压，保护Q2 。
2）基本就是下图比上图多了个吸收电路保护Q2 。
3）两个电路都适合。
4）作为电源都应该滤除高频毛刺的，你也可以通过实验来验证是否对你的电路产生影响。