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隨著電力電子技術的高速發展,電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切,而電子設備都離不開可靠的電源,進入80年代計算機電源全面實現了開關電源化,率先完成計算機的電源換代,進入90年代開關電源相繼進入各種電子、電器設備領域,程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了開關電源,更促進了開關電源技術的迅速發展。開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關晶體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。開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高于開關電源,這一成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術在不斷地創新,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣泛的發展空間。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。開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高于開關電源,這一點稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣闊的發展空間。
首先,我們要知道計算機開關電源的工作原理。電源先將高電壓交流電(220V)通過全橋二極管(圖1、2)整流以后成為高電壓的脈沖直流電,再經過電容濾波(圖3)以后成為高壓直流電。
此時,控制電路控制大功率開關三極管將高壓直流電按照一定的高頻頻率分批送到高頻變壓器的初級(圖4)。其中,控制電路是必不可少的部分。它能有效的監控輸出端的電壓值,并向功率開關三極管發出信號控制電壓上下調整的幅度。在計算機開關電源中,由于電源輸入部分工作在高電壓、大電流的狀態下,故障率最高;其次輸出直流部分的整流二極管、保護二極管、大功率開關三極管較易損壞;再就是脈寬調制器TL494的4腳電壓是保護電路的關鍵測試點。通過對多臺電源的維修,總結出了對付電源常見故障的方法。
由于檢修電源要接觸到220V高壓電,人體一旦接觸36V以上的電壓就有生命危險。因此,在有可能的條件下,盡量先檢查一下在斷電狀態下有無明顯的短路、元器件損壞故障。首先,打開電源的外殼,檢查保險絲(圖5)是否熔斷,如果發現電源的PCB板上元件破裂,則應重點檢查此元件,一般來講這是出現故障的主要原因;聞一下電源內部是否有糊味,檢查是否有燒焦的元器件;問一下電源損壞的經過,是否對電源進行違規的操作,這一點對于維修任何設備都是必須的。在初步檢查以后,還要對電源進行更深入地檢測。
用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況,如果電阻值過低,說明電源內部存在短路,正常時其阻值應能達到100千歐以上;電容器應能夠充放電,如果損壞,則表現為AC電源線兩端阻值低,呈短路狀態,否則可能是開關三極管VT1、VT2擊穿。
然后檢查直流輸出部分。脫開負載,分別測量各組輸出端的對地電阻,正常時,表針應有電容器充放電擺動,最后指示的應為該路的泄放電阻的阻值。否則多數是整流二極管反向擊穿所致。
二、加電檢測
檢修ATX開關電源,應從PS-ON和PW-OK、+5V SB信號人手。脫機帶電檢測ATX電源待機狀態時,+5V SB、PS-ON信號高電平,PW-OK低電平,其他電壓無輸出。ATX電源由待機狀態轉為啟動受控狀態的方法是:用一根導線把ATX插頭14腳PS-ON信號,與任一地端3、5、7、13、15、16、17中的一腳短接,此時PS-ON信號為零電平,PW-OK、+5V SB信號為高電平,開關電源風扇旋轉,ATX插頭+3.3V、+5V、+12V有輸出。
在通過上述檢查后,就可通電測試。這時候才是關鍵所在,需要有一定的經驗、電子基礎及維修技巧。一般來講應重點檢查一下電源的輸入端,開關三極管,電源保護電路以及電源的輸出電壓電流等。如果電源啟動一下就停止,則該電源處于保護狀態下,可直接測量TL494的4腳電壓,正常值應為0.4V以下,若測得電壓值為+4V以上,則說明電源的處于保護狀態下,應重點檢查產生保護的原因。由于接觸到高電壓,建議沒有電子基礎的朋友要小心操作。
三、常見故障
一般情況下,保險絲熔斷說明電源的內部線路有問題。由于電源工作在高電壓、大電流的狀態下,電網電壓的波動、浪涌都會引起電源內電流瞬間增大而使保險絲熔斷。重點應檢查電源輸入端的整流二極管,高壓濾波電解電容,逆變功率開關管等,檢查一下這些元器件有無擊穿、開路、損壞等。當電路發生故障或異常時,伴隨著電流不斷升高,并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件,也有可能燒毀電路甚至造成火災。若電路中正確地安置了保險絲,那么,保險絲就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候,自身熔斷切斷電流,從而起到保護電路安全運行的作用。最早的保險絲于一百多年前由愛迪生發明,由于當時的工業技術不發達白熾燈很貴重,所以,最初是將它用來保護價格昂貴的白熾燈的。保險絲保護電子設備不受過電流的傷害,也可避免電子設備因內部故障所引起的嚴重傷害。因此,每個保險絲上皆有額定規格,當電流超過額定規格時保險絲將會熔斷。當介于常規不熔斷電流與相關標準規定的額定分斷能力(的電流)之間的電流作用于保險絲時,保險絲應能滿意地動作,而且不會危及周圍環境。保險絲被安置的電路的預期故障電流必須小于標準規定的額定分斷能力電流,否則,當故障發生保險絲熔斷時會出現持續飛弧、引燃、保險絲燒毀、連同接觸件一起熔融、保險絲標記無法辨認等現象。當然,劣質保險絲的分斷能力達不到標準規定的要求,使用時同樣會發生危害。
2.無直流電壓輸出或電壓輸出不穩定
如果保險絲是完好的,可是在有負載情況下,各級直流電壓無輸出。這種情況主要是以下原因造成的:電源中出現開路、短路現象,過壓、過流保護電路出現故障,振蕩電路沒有工作,電源負載過重,高頻整流濾波電路中整流二極管被擊穿,濾波電容漏電等。這時,首先用萬用表測量系統板+5V電源的對地電阻,若大于0.8Ω,則說明電路板無短路現象;然后將電腦中不必要的硬件暫時拆除,如硬盤、光盤驅動器等,只留下主板、電源、蜂鳴器,然后再測量各輸出端的直流電壓,如果這時輸出為零,則可以肯定是電源的控制電路出了故障。
3.電源負載能力差
電源負開能力差是一個常見的故障,一般都是出現在老式或是工作時間長的電源中,主要原因是各元器件老化,開關三極管的工作不穩定,沒有及時進行散熱等。應重點檢查穩壓二極管是否發熱漏電,整流二極管損壞、高壓濾波電容損壞、晶體管工作點未選擇好等。
4、通電無電壓輸出,電源內發出吱吱聲。
這是電源過載或無負載的典型特征。先仔細檢查各個元件,重點檢查整流二極管、開關管等。經過仔細檢查,發現一個整流二極管1N4001的表面已燒黑,而且電路板也給燒黑了。找同型號的二極管換下,用萬用表一量果然是擊穿的。用萬用表量+12V輸出只有+0.2V,+5V只有0.1V。這說明元件被擊穿時電源啟動自保護。測量初級和次級開關管,發現初級開關管中有一個已損壞,用相同型號的開關管換上,故障排除,一切正常。
5、沒有吱吱聲,上一個保險絲就燒一個保險絲。
由于保險絲不斷地熔斷,搜索范圍就縮小了。可能性只有3個:1、整流橋擊穿;2、大電解電容擊穿;3、初級開關管擊穿。電源的整流橋一般是分立的四個整流二極管,或是將四個二極管固化在一起。最后的可能就只剩開關管了。這個電源的初級只有一個大功率的開關管。拆下一量果然擊穿,找同型號開關管換上,問題解決。
其實,維修電源并不難,一般電源損壞都可以歸結為保險絲熔斷、整流二極管損壞、濾波電容開路或擊穿、開關三極管擊穿以及電源自保護等,因開關電源的電路較簡單,故障類型少,很容易判斷出故障位置。只要有足夠的電子基礎知識,多看看相關報刊,多動動手,平時注意經驗的積累,電源故障是可以輕松檢修的。
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