开关电源原理与维修

电脑开关电源制作及工作原理直流稳压电源的组成

直流稳压电源是将交流电变换成功率较小的直流电的电路，一般由降压、整流、滤波和稳压等几部分组成（见图16-1）。整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。

图16-1 直流稳压电源组成

桥式整流电路

图16-2为桥式整流电路，图中V 1、V 2、V 3、V 4四只整流二极管接成电桥形式，故称为桥式整流。

1．工作原理和输出波形

设变压器二次电压222sin()u U t ω=，波形如电压、电流波形图(a)所示。在u 2的正半周，即a 点为正，b 点为负时，V 1、V 3承受正向电压而导通，此时有电流流过R L ，电流路径为a→V 1→R L →V 3→b ，此时V 2、V 4因反偏而截止，负载R L 上得到一个半波电压，如电压、电流波形图(b)中的0～π段所示。若略去二极管的正向压降，则u O ≈u 2。

电压、电流波形在u 2的负半周，即a 点为负b 点为正时，V 1、V 3因反偏而截止，V 2、V 4正偏而导通，此时有电流流过R L ，电流路径为b→V 2→R L →V 4→a 。这时R L 上得到一个与0～π段相同的半波电压如电压、电流波形图(b)中的π～2π段所示，若略去二极管的正向压降，u Ｏ≈-u 2。

由此可见，在交流电压u 2的整个周期始终有同方向的电流流过负载电阻RL ，故R L 上得到单方向全波脉动的直流电压。可见，桥式整流电路输出电压为半波整流电路输出电压的两倍，所以桥式整流电路输出电压平均值为u Ｏ=2×0.45U 2=0.9U 2。桥式整流电路中，由于每两只二极管只导通半个周期，故流过每只二极管的平均电流仅为负载电流的一半，在u 2的正半周，V 1、V 3导通时，可将它们看成短路，这样V 2、V 4就并联在u 2上，其承受的反向峰值电压为22RM U U =。同理，V 2、V 4导通时，V 1、V 3截止，其承受的反向峰值电压也

为22RM U U =

。二极管承受电压的波形如电压、电流波形图(d)所示。

由上图可见，在交流电压u 2的整个周期始终有同方向的电流流过负载电阻R L ，故R L 上得到单方向全波脉动的直流电压。可见，桥式整流电路输出电压为半波整流电路输出电压的两倍。桥式整流电路与半波整流电路相比较，其输出电压U O 提高，脉动成分减小了。

2．参数估算

输出电压的平均值 0220

2sin()()0.9U U t d t U π

ωωπ

流过二极管的平均电流 2

00.45D L

U I I R == 二极管承受的反向峰值电压 22RM U U =

滤波电路

整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分（称为纹波电压）。应在整流电路的后面加接滤波电路，滤去交流成分。 1．电容滤波

（1）电路和工作原理

设电容两端初始电压为零，并假定t=0时接通电路，u 2为正半周，当u 2由零上升时，V 1、V 3导通，C 被充电，同时电流经V 1、V 3向负载电阻供电。忽略二极管正向压降和变压器内阻，电容充电时间常数近似为零，因此uo=u c ≈u 2，在u 2达到最大值时，u c 也达到最大值，然后u 2下降，此时，u c >u 2，V 1、V 3截止，电容C 向负载电阻RL 放电，由于放电时间常数τ=R L C 一般较大，电容电压uc 按指数规律缓慢下降，当下降到|u 2|>u c 时，V 2、V 4 导通，电容C 再次被充电，输出电压增大，以后重复上述充放电过程。其输出电压波形近似

为一锯齿波直流电压。

图16-3 桥式整流滤波简化电路

（2）波形及输出电压

空载时即负载电阻为无穷大：022U U =；带负载时：2020.92U U U << 通常取 021.2U U =，RC 越大0U 越大，为了获得良好的滤波效果。

图16-4 整流电压输出波形和二极管电流波形

2．其他形式滤波电路

（1）电感滤波电路

电路如图16-5所示，电感L 起着阻止负载电流变化使之趋于平直的作用。直流分量被电感 L 短路，交流分量主要降在L 上，电感越大，滤波效果越好。一般电感滤波电路只使用于低电压、大电流的场合。

（2）π型滤波

为了进一步减小负载电压中的纹波可采用π型LC 滤波电路(见图16-6)。由于C 1、C 2 对交流容抗小，而电感对交流阻抗很大，因此，负载R L 上的纹波电压很小。

2R L

u O +-

稳压电路

16.4.1 并联稳压电路

调整管并与负载并联的稳压电路，称为并联型晶体管稳压电路。硅稳压二极管稳压电路的电路图如图16-7所示。

它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的，由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。

1．当输入电压变化时如何稳压

根据电路图16-7可知：输入电压V I 的增加，必然引起V O 的增加，即V Z 增加，从而使I Z 增加，I R 增加，使V R 增加，从而使输出电压V O 减小。这一稳压过程可概括如： V I ↑→V O ↑→V Z ↑→I Z ↑→I R ↑→V R ↑→V O ↓

这里V O 减小应理解为，由于输入电压VI 的增加，在稳压二极管的调节下，使V O 的增加没有那么大而已。V O 还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。

2．当负载电流变化时如何稳压

负载电流I L 的增加，必然引起I R 的增加，图16-7 硅稳压二极管稳压电路即V R 增加，从而使V Z =V O 减小，I Z 减小。I Z 的减小必然使I R 减小，V R 减小，从而使输出电压V O 增加。这一稳压过程可概括如下：

I L ↑→I R ↑→V R ↑→V Z ↓（V O ↓）→I Z ↓→I R ↓→V R ↓→V O ↑

稳压二极管的缺点是工作电流较小，稳定电压值不能连续调节。 16.4.2 线性串联型稳压电路 1．线性串联稳压电源原理

采用三极管作为调整管并与负载串联的稳压电路，称为串联型晶体管稳压电路；当调整管工作在线性放大状态则称为线性稳压器。线性串联稳压电源的工作原理可用图16-8来说明。显然，V O =V I -V R ，当V I 增加时，R 受控制而增加，使V R 增加，从而在一定程度上抵消了V I 增加对输出电压的影响。若负载电流I L 增加，R 受控制而减小，使V R 减小，从而在一定程度上抵消了因I L 增加，使V I 减小，对输出电压减小的影响。

图16-8 线性串联稳压电源的工作原理图16-9 串联型稳压电路 2．实际串联稳压电路组成

在实际电路中，可变电阻R 是用一个三极管来替代的，控制基极电位，从而就控制了三极管的管压降V CE ，V CE 相当于V R 。要想输出电压稳定，必须按电压负反馈电路的模式来构成串联型稳压电路。 3．典型的串联型稳压电路

典型的串联型稳压电路如图16-9所示。它由调整管、放大环节、比较环节、基准电压源，采样电路几个部分组成。

(1)输入电压变化，负载电流保持不变

输入电压V I 的增加，必然会使输出电压V O 有所增加，输出电压经过取样电路取出一部

R I V V V V V R I R I Z O ==-=-Z

L R +=I I

分信号V f 与基准源电压V REF 比较，获得误差信号ΔV 。误差信号经放大后，用V O1去控制调整管的管压降V CE 增加，从而抵消输入电压增加的影响。 V I ↑→V O ↑→V f ↑→V O1↓→V CE ↑→V O ↓ (2)负载电流变化，输入电压保持不变

负载电流I L 的增加，必然会使输入电压V I 有所减小，输出电压V O 必然有所下降，经过取样电路取出一部分信号V f 与基准源电压V REF 比较，获得的误差信号使V O1增加，从而使调整管的管压降V CE 下降，从而抵消因I L 增加，使输入电压减小的影响。

I L ↑→V I ↓→V O ↓→V f ↓→V O1↑→V CE ↓→V O ↑

(3)输出电压调节范围的计算

根据图16-9可知V f ≈V REF ，调节R 2显然可以改变输出电压。

图16-10为实际的串联型稳压电源电路，分别由整流电路、滤波电路、调整管、基准电压电路、比较放大电路、采样电路等部分组成

图16-10 串联型稳压电源电路

其中：整流电路：D 1～D 4；滤波电路：C 1；调整管：T 1、T 2；基准电压电路：

'Z 'D 、R 、R 、D Z ；比较放大电路：A ；取样电路：R 1、R 2、R 3。为了使电路引入负

反馈，集成运放的输入端上为“-”下为“＋”。输出电压的表达式为：

Z 3

21O Z 32321U R R R R U U R R R R R ?++≤≤?+++

线性串联型稳压电源的工作电流较大，输出电压一般可连续调节，稳压性能优越。目前这种稳压电源已经制成单片集成电路，广泛应用在各种电子仪器和电子电路之中。线性串联型稳压电源的缺点是损耗较大，效率低。 16.4.3 三端集成稳压电路 1．线性三端集成稳压器的分类

线性三端集成稳压器主要有以下几种类型：

三端固定正输出集成稳压器，国标型号为CW78、CW78M 、CW78L 三端固定负输出集成稳压器，国标型号为CW79、CW79M 、CW79L

三端可调正输出集成稳压器，国标型号为CW117、CW117M 、CW117L 、 CW217、CW217M 、CW217L 、CW317、CW317M 、CW317L 、

三端可调负输出集成稳压器，国标型号为CW137、CW137M 、CW137L 、CW237、CW237M 、CW237L 、CW337、CW337M 、CW337L

2．CW7800 系列(正电源)，CW7900 系列(负电源)

输出电压：5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V

输出电流：78L ×× / 79L ×× — 输出电流 100 mA ；78M ×× / 9M ×× — 输出电流 500 mA ；78 ×× / 79 ×× — 输出电流 1.5 A 。如CW7805 输出 5 V ，最大电

REF

232

1O1O )"'+(1=V R R R R V V ++

≈

流 1.5 A ；CW78M05 输出 5 V ，最大电流 0.5 A ；CW78L05 输出 5 V ，最大电流 0.1 A 。封装和符号如图16-11所示

图16-11 CW7800 系列、CW7900 系列封装和符号

3．三端可调输出集成稳压器

三端可调输出集成稳压器是在三端固定输出集成稳压器的基础上发展起来的，集成片的输入电流几乎全部流到输出端，流到公共端的电流非常小，因此可以用少量的外部元件方便地组成精密可调的稳压电路，应用更为灵活。图16-12 为可调输出集成稳压器封装。图中ADJ 称为电压调整端，因所有偏置电路和放大器的静态工作点电

流都流到稳压器的输出端，所以没有单独图16-12 可调输出集成稳压器封装引出接地端。

CW117、CW217、CW317中CW 后第一个数字1、2、3意义如下：

1---为军品级；2---为工业品级；3---为民品级。军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-55℃～150℃；工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-25℃～150℃; 民品级多为塑料封装，工作温度范围0℃～125℃。 4．应用电路

(1)三端固定输出集成稳压器的典型应用电路如图16-13所示。 (2)三端可调输出集成稳压器的典型应用电路如图16-14所示。可调输出三端集成稳压器的内部，在输出端和公共端之间是1.25 V 的参考源，因此输出电压可通过电位器调节。

图16-14 三端固定输出集成稳压器图16-14 三端可调输出集成稳压器

直流稳压电源设计

16.5.1 电路设计要求

为超温告警电路（见18.3）设计固定输出9V 直流稳压电源。

)1(25.1+=1P P a P 1REF REF O R R R I R R V V V +?

≈

16.5.2 电路设计及电路原理

直流电源主要由降压，整流，滤波、稳压、指示、保护等电路组成，根据超温告警电路元器件的组成，设计了如图16-15所示电路。由于输出电压决定于集成稳压器，所以输出电压为9V ，最大输出电流为1.5A 。为使电路正常工作，要求输入电压U 1比输出电压U O 至少大2.5～3V 。输入端电容C2用以抵消输入端较长接线的电感效应，以防止自激振荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰。一般取0.1～1μF 。输出端电容C3、C4用以改善负载的瞬态响应，消除电路的高频噪声，同时也具有消振作用。D2是保护二极管，用来防止在输入端短路时输出电容C3所存储电荷通过稳压器放电而损坏器件。

图16-15 整流稳压电源

元器件选择

1．电源变压器选择220/12V 6W （降压电路）

选择理由：符合电压和功率要求，电压过大,三端稳压器容易发热，选择过小达不到输出稳定电压的目的，功率大变压器成本过高，过小的话变压器容易损坏。

区分降压变压器的原边和副边：分别测量原边和副边的电阻值，大的为原边，小的为副边，理由：原边绕组扎数假设为副边的N 倍，则原边绕组铜线比副边长许多倍，根据变压器变电压、变电流原理、变阻抗原理，副边电流为原边的N 倍，因此副边的绕组直径应该比原边粗很多，因此原边电阻远远大于副边。

变压器好坏判断：变压器原边电阻过小、无穷大或副边电阻为无穷大，则变压器为坏。一般小功率降压变压器原边电阻在几百到几千欧姆之间，副边电阻在零点几到几十欧姆之间。具体看功率和变压比；测量线圈和磁铁的电阻，正常应为无穷大。

2．整流桥的元器件选择（整流电路）

选集成整流桥电流1A ，或者使用4个IN4001整流二极管组成桥式整流电路，其电流为1A ，

选择理由：电流过大的话，成本过高，电流过小容易发热损坏。整流桥好坏判断：

整流二极管好坏判断:利用数字万用表的二极管档测量，红、黑表笔分别接整流二极管的两脚如果电压为0.7V 左右则，与红表笔相连的为二极管的正极，另一脚为负极，如果电压值超过量程，则换脚测量，压降为0.7V 左右，与红表笔相连的为二极管的正极，另一脚为负极，如果两次测量的电压过大则二极管被击穿，两次测量的电压都过小则二极管被击穿短路，都不能用。

整流桥堆好坏判断：把数字万用表置二极管档测量，红表笔分别接AC （交流电源输入端），黑表笔接直流电源输出正端则两次万用表都应显示0.7V 左右电压。然后用黑表笔接直流电源输出副端，黑表笔分别接AC 端，两次用表都应显示0.7V 左右电压，如果电压值不对则整流二极管损坏，应更换元器件（注意用指针式万用表测量用电阻档，其中黑表笔为电源＋）。

3．电容器C1、C1、C3、C4的选择（滤波电路）

680

47uf/16v C31000uF/25v

C1T1

220v/12v

D1Vin Vout GND VR17809

Fu ~220v LED 0.1uF C2D2

0.1uF C4

C4一般选用大电容，则滤波后的电压比较稳定，这里选用1000UF/25V电解电容 ,C3一般选用较大电容，则滤波后的电压比较稳定，这里选用47UF/16V电解电容C3、C4一般瓷片电容，电容值为0.1UF，滤除高频信号对电路的干扰。

电解电容好坏判断：以及正负引脚判断：主要依据为电容冲放电原理或外观。电解电容长脚为正短脚为负，或者标“-”为负极。用万用表测量两端阻若为无穷大和非常小均为坏。正常情况先给电解电容放电，用万用表电阻档（100或1K）测量，表笔的正极接电解电容的正极，负表笔接电解电容的负极，这是电池电源给电解电容充电，电阻较小，当电解电容充满电时不再充电，反应在电阻上开始充电时电阻小，充满电时理论上电阻为无穷大，电容为好，如果用模拟式万用表测量则表现为指针先向右偏转然后向左偏置置做大附近。万用表表笔更换测量两次所测电阻均为无穷大表示电容干涸，都比较小表示漏电严重。

4．稳压器的选择：（稳压电路）

稳压器选择主要依据是根据负载电压和功率要求选择。由于18.3超温告警电路的后续电路要使用电磁继电器，多种CMOS芯片，因此选用稳压器输出电压为9伏，因此选用7809系列，而7809系列按电流分有三种分别为L7809 ,M7809以及7809，电流分别为100mA,500mA,1.5A考虑到后续电路负载较大因此选用7809（1.5A）。

5．指示、保护电路

可给直流电源加电源指示灯，可以并联在C4两端，用绿色LED 作为显示灯。限流电阻选择：LED工作电压一般为1.5～3V左右，且LED 为电流控制型，电流正常发光时大约为10mA左右,这样的电流即保证了亮度又不至于电流过大而烧坏。因此限流电阻阻值R=（9-2）/10约为700欧姆，选择标准电阻680欧姆.

电路制作与调试

1．变压器检测

原边，副边不要接反：接反会造成触电和烧坏元器件，因为降压变压器会变成升压变压器，电压会高达几千伏，整流桥以及后续电路均会烧坏。所以先要辨别变压器的原边、副边。要保证变压器是好的：如果变压器原边短路，会烧掉保险丝，会使配电箱空气开关跳闸，严重时会烧坏开关。

电源线不要绞在一起造成短路这样会使配电箱空气开关跳闸，严重时会烧坏开关。原边的接线部位不要裸露在外，否则易造成触电事故。

2．整流桥检测

负载电流不超过要整流桥允许通过的电流负载易造成整流桥的损坏。

要保证整流桥各整流二极管正常，否则整流电压过低不能保证输出正常电压。

要保证整流桥后续负载不能短路：测量整流桥直流输出端的电阻，不能太小。

3．滤波电路

电解电容不要接反，接反会引起电容损坏甚至爆炸。

4．稳压电路

三端稳压器各引脚不要接反，否则不能正常输出稳压电源。

5．负载检查

直流稳压电源负载不能短路否则易造成稳压器发热甚至烧坏。

预防办法：测量稳压输出端电阻，不能为零。

6．指示、保护电路

保险丝两端不要裸露在外因为两端有220V电压，易造成触电事故。保护二极管不能接反。

总之焊接上述元器件前、通电前都要对元件、电路进行检查、检测。保证元器件良好，电路连接正常。

电脑开关电源PWM控制芯片KA3511原理,功能,特点,引脚及应用电路1引言

本文介绍的美国快捷公司生产的PCSPMS次边监控芯片KA3511，是一种改进型的固定频率PWM控制IC。用其设计PC电源，是目前比较理想的选择。

2引脚功能及主要特点

KA3511采用22脚DIP封装，引脚排列如图1所示。

KA3511主要由振荡器、误差放大器、PWM比较器、过电压保护（OVP）与欠电压保护（UVP）电路、遥控开/关控制电路、电源好（pwoergood）信号产生器和精密参考电压等单元电路所组成，引脚功能如表1所示。

表1引脚功能

脚号名称功能

1 VCC 电源电压

2 COMP 误差放大器（E/A）输出

3 E/A(－) E/A反向输入

4 E/A(＋) E/A同相输入

5 TREM 遥控开/关延迟

6 REM 遥控开/关输入

7 RT 振荡器频率设定电阻

8 CT 振荡器频率设定电容

9 DET 欠电压检测输入

10 TPG 电源好（PG）信号延迟

11 PG 电源好信号输出

12 Vref 5.03V±2％的参考电压

13 V3.3 3.3V输出的OVP、UVP输入

14 V5 5V输出的OVP、UVP输入

15 V12 12V输出的OVP、UVP输入

16 PT 另外的保护输入

17 TUVP UVP延迟

18 GND 信号地

19 DTC 死区时间控制输入

20 C2 输出驱动

21 E 功率地

C1 输出驱动

KA3511的主要特点如下：

（1）只需很少量的外部元件，就可以组成性能优良的SPMS辅助电路；

（2）固定频率、可变占空比电压型PWM控制；

（3）利用死区时间控制实现较启动；

（4）为推挽操作对偶输出，每个输出晶体管的电

流容量为200mA；

（5）对于SMPS的＋3.3V、＋5V和＋12V输出，

具有OVP和UVP功能；

（6）遥控开/关控制功能；

（7）为监视电源电压电平，使微处理器安全操作，

内置电源好信号产生器；

（8）精密电压参考，容差为±2％（4.9V≤Vref≤

5.1V）；

（9）电源电压VCC=14～30V，待机（standby）电

流（ICC）典型值是10mA。

3工作原理

3 1振荡器

KA3511是固定频率PWM控制IC，内部线性锯齿波振荡器的频率由IC脚7外部电阻RT和脚8外部电容CT设定： fosc=

3 2PWM控制电路

KA3511的PWM控制电路如图2所示，图3为其工作波形。

误差放大器用作感测电源输出电压，它的输出连接到PWM比较器的同相输入端。死区时间控制比较器有一个0.12V的失调电压，以限制最小输出死区时间。PWM比较器为误差放大器调节输入脉冲宽度提供了一个手段。当振荡器定时电容CT放电时，在死区时间比较器输出上产生一个正脉冲。时钟脉冲控制触发器，并使输出晶体管Q1和Q2禁止。为使Q1和Q2推挽工作，脉冲控制触发器将调制脉冲对准Q1和Q2中的一只晶体管，其输出频率是振荡器频率的一半。

输出PWM通过CT上的正锯齿波与两个控制信号中的任意一个进行比较完成。或非（NOR）门驱动输出晶体管Q1和Q2使能，此情况仅当触发器时钟输入为低电平时发生。随控制信号幅值的增加，输出脉冲宽度相应变窄。控制信号是电源输出的反馈输入，亦即误差放大器输入。

3 3软启动电路

KA3511的软启动电路如图4所示。软启动的目的是防止SMPS的输出（3.3V/5V/12V）在启动时上升太快，达到OVP电平。在主电源开始接通时，死区时间控制电压为3V，尔后进入低态。低

态电压由R1和R2决定：VDTC(LOW)=×Vref

由于Vref=5V，R1=47kΩ，R2=1kΩ，故VDTC(LOW)≈105mV。在软启动过程中，电源输出上升时间典型值是15ms，输出占空比从最小到最大变化。

如果遥控电压为“高”（“H”）态时，死区时间控制电压通过IC内3mA的电流源保持在3V[=3mA ×R2（1kΩ）]。当遥控电压变为“低”（“L”）态时，死区时间控制电压将从3V变为0V。

3 4输出电压调节

输出电压调整电路如图5所示。＋5V和＋12V的输出电压由R1、R2与R3及R4的电阻比确定。如果输出电压（＋5V或＋12V）升高或降低，KA3511通过PWM控制比较器信号和误差放大器输出，使主电源开关的占空比相应变化，实现SMPS输出电压的调节。R5与C1组成补偿电路，以使系统稳定。

3 5OVP电路

OVP电路如图6所示。OVP功能通过IC脚13、脚14和脚15分别连接到SMPS次边＋3.3V、＋5V 和＋12V的输出实现。IC内部电阻R1与R2、R3与R4和R5与R6的电阻比与参考电压Vref决定

每一个OVP电平。例如，对于＋3.3V输出的OVP门限电压为：VOVP1(＋3.3V)=×VA=×Vref=4.1V

同理，R3与R4、R5与R6决定的＋5V和＋12V输出的OVP电平分别是6 2V和14 2V。

IC脚16（PT）是OVP比较器的另一个保护输入，OVP电平由PT外部电阻R101和R102决定（典型值是1 15V）。

3 6UVP电路

KA3511的UVP电路如图7所示。该电路由带三个输入的UVP比较器及R1与R2、R3与R4和R5与R6电阻分压器组成。对于SMPS次边＋3.3V、＋5V和＋12V的三个输出，每一个UVP电平分别是2.3V、4V和10V。

3 7遥控开/关与延迟电路

KA3511的遥控开/关及延迟电路如图8所示。这部分电路利用微处理器控制。如果有一个大信号施加到IC脚6，比较器输出高电平，并被传送到开/关延时电路和电源好（PG）电路。如果没有信号施加到脚6，脚6则保持5V的高电平。当REM（脚6）=“H”时，在经过约8ms的开通延时之后，PWM=“H”，主SMPS关断。当REM=“L”时，在经过约24ms的延时之后，PWM=“L”，主SMPS则工作。

3.8 R/S触发器电路

图9为KA3511的R/S触发器电路。R/S触发器由OVP、UVP和一些延迟的遥控开/关信号控制。如果OVP或UVP输出是高电平，触发器置位信号则为高态，PWM亦为“高”，主电源关断。当遥控信号是高态时，它的延迟输出信号施加到R/S触发器的复位端口，导致置位为低态，从而使输出Q是低态。在这个时间中，PWM通过延迟的遥控高信号保持在高态。在主电源被OVP/UVP和通过遥控初始化关断之后，如果遥控信号变为低态，主电源则开始工作。

图9R/S触发器电路

图10电源好信号产生器电路

图11KA3511应用电路

电源好信号产生器

KA3511的电源好信号产生器电路如图10所示。电源好信号产生器电路产生依赖于输出电压状态的“开”与“关”信号。当IC脚11上的输出PG=“H”时，意味着电源是“好的”；当PG=“L”时，则表示电源出现故障。

当电源接通时，为稳定输出，在经过约250ms的延时之后产生PG“高”信号。当电源切断时，为保护下面所跟随的系统，通过检测电源状态产生PG“低”信号，并且没有延迟。

比较器COMP1和COMP2分别用作检测＋5V和VCC电压。VCC检测点电压为17 2V，脚9（DET）

外部电阻R11和

R12的取值应符合下面的等式要求：VDET=1.25V×=17.2V

当＋5V的输出降至4 3V以下时，为提高系统稳定性，比较器COMP3产生不带延迟的PG“低”

信号。当遥控开/关信号是高态时，则产生不带延迟的PG“低”信号。在主电源被接地之前，PG

就变为低态。

PG延时（Td）由IC脚10（TPG）外部电容CPG、COMP3的门限电压Vth和充电电流Ichg决

定：

电脑开关电源维修图解

一颗强劲的CPU可以带着我们在复杂的数码世界里飞速狂奔，一块最酷的显示卡会带着我们在绚丽的3D世

界里领略那五光十色的震撼，一块最棒的声卡更能带领我们进入那美妙的音乐殿堂。相对于CPU，显示卡、

声卡而言，电源可能是微不足道的，我们对它的了解也不是很多，可是我们必须知道，一个稳定工作的电

源，是使我们计算机能够更好工作的前提。

计算机开关电源工作电压较高，通过的电流较大，又工作在有自感电动势的状态下，因此，使用过程

中故障率较高。对于电源产生的故障，不少朋友束手无策，其实，只要有一点电子电路知识，就可以轻松

的维修电源。

首先，我们要知道计算机开关电源的工作原理。电源先将高电压交流电（220V）通过全桥二极管（图1、2）整流以后成为高电压的脉冲直流电，再经过电容滤波（图3）以后成为高压直流电。

此时，控制电路控制大功率开关三极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（图4）。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电脑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，并向功率开关三极管发出信号控制电压上下调整的幅度。在计算机开关电源中，由于电源输入部分工作在高电压、大电流的状态下，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TL494的4脚电压是保护电路的关键测试点。通过对多台电源的维修，总结出了对付电源常见故障的方法。

一、在断电情况下，“望、闻、问、切”

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（图5）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，否则可能是开关三极管VT1、VT2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、加电检测在通过上述检查后，就可通电测试。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TL494的4脚电压，正常值应为0.4V以下，若测得电压值为+4V以上，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。由于接触到高电建

议没有电子基础的朋友要小心操作。

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，则用万用表进行测量，如果测量出来两个大功率开关管e 、 c 极间的阻值小于100k Ω，说明开关管损坏。其次测量输入端的电阻值，若小于200k Ω，说明后端有局部短路现象。 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，可是在有负载情况下，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。这时，首先用万用表测量系统板+5V 电源的对地电阻，若大于0．8Ω，则说明电路板无短路现象；然后将电脑中不必要的硬件暂时拆除，如硬盘、光盘驱动器等，只留下主板、电源、蜂鸣器，然后再测量各输出端的直流电压，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

电源负开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，开关三极管的工作不稳定，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、晶体管工作点未选择好等。

4、通电无电压输出，电源内发出吱吱声。这是电源过载或无负载的典型特征。先仔细检查各个元件，重点检查整流二极管、开关管等。经过仔细检查，发现一个整流二极管1N4001的表面已烧黑，而且电路板也给烧黑了。找同型号的二极管换下，用万用表一量果然是击穿的。接上电源，可风扇不转，吱吱声依然。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，一切正常。

5、没有吱吱声,上一个保险丝就烧一个保险丝。

由于保险丝不断地熔断，搜索范围就缩小了。可能性只有3个：1、整流桥击穿；2、大电解电容击穿；3

、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。

开关电源入门必读：开关电源工作原理超详细解析

开关电源入门必读：开关电源工作原理超详细解析第1页：前言：PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Sw itching Mode P ow er Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（sw itching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）配图1：标准的线性电源设计图

配图2：线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/W ii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，AC输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是50-60KHz）。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。事实上，终端用户的PC的电源采用的是一种更为优化的方案：闭回路系统（closed loop system）——负责控制开关管的电路，从电源的输出获得反馈信号，然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率以便能够适应电源的变压器（这个方法称作PW M，Pulse W idth Modulation，脉冲宽度调制）。所以说，开关电源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整，从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能量，而且降低发热量。反观线性电源，它的设计理念就是功率至上，即便负载电路并不需要很大电流。这样做的后果就是所有元件即便非必要的时候也工作在满负荷下，结果产生高很多的热量。第2页：看图说话：图解开关电源下图3和4描述的是开关电源的PW M反馈机制。图3描述的是没有PFC(P ow er Factor Correction，功率因素校正)电路的廉价电源，图4描述的是采用主动式PFC设计的中高端电源。图3：没有PFC电路的电源图4：有PFC电路的电源通过图3和图4的对比我们可以看出两者的不同之处：一个具备主动式PFC电路而另一个不具备，前者没有110/220V转换器，而且也没有电压倍压电路。下文我们的重点将会是主动式PFC电源的讲解。

开关电源常见四大故障及检修方法

开关电源常见四大故障及检修方法开关电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于深圳开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%—30%，故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修，本着从易到难的原则，基本上都是先从电源入手，在确定其电源正常后，再进行其他部位的检修，且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理，熟悉其维修技巧和常见故障，有利于缩短电子设备故障维修时间，提高个人设备维护技能。 1. 无输出，保险管正常这种现象说明开关电源未工作或进入了保护状态。首先要测量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，则要检查启动电阻和启动脚外接的元件是否漏电，此时如电源控制芯片正常，则经上述检查可以迅速查到故障。若有启动电压，则测量控制芯片的输出端在开机瞬间是否有高、低电平的跳变，若无跳变，说明控制芯片坏、外围振荡电路元件或保护电路有问题，可先代换控制芯片，再检查外围元件;若有跳变，一般为开关管不良或损坏。 2. 保险烧或炸主要检查300V上的大滤波电容、整流桥各二极管及开关管等部位，抗干扰电路出问题也会导致保险

烧、发黑。需要注意的是：因开关管击穿导致保险烧一般会把电流检测电阻和电源控制芯片烧坏。负温度系数热敏电阻也很容易和保险一起被烧坏。 3. 有输出电压，但输出电压过高这种故障一般来自于稳压取样和稳压控制电路。在直流输出、取样电阻、误差取样放大器如TL431、光耦、电源控制芯片等电路共同构成一个闭合的控制环路，任何一处出问题就会导致输出电压升高。 4. 输出电压过低除稳压控制电路会引起输出电压低，还有下面一些原因也会引起输出电压低： a. 开关电源负载有短路故障（特别是DC/DC变换器短路或性能不良等），此时，应该断开开关电源电路的所有负载，以区分是开关电源电路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;或仍不正常说明开关电源电路有故障。 b. 输出电压端整流二极管、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。 12v开关电源维修分析一.开关电源不启振，出现这种情况，我们首先要查看开关频率是否正确、保护电路是否封锁、电压反馈电路、电流反馈电路又没问题以及开关管是否击穿等。

开关电源各模块原理实图讲解

开关电源原理一、开关电源的电路组成：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。

时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量

[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图

[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图开关电源原理与维修开关电源原理图电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%—30%，故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修，本着从易到难的原则，基本上都是先从电源入手，在确定其电源正常后，再进行其他部位的检修，且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理，熟悉其维修技巧和常见故障，有利于缩短电子设备故障维修时间，提高个人设备维护技能。二(开关电源的组成开关电源大至由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成，见图1。 1( 主电路冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。逆变:将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。输出整流与滤波:根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 2( 控制电路一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。 3( 检测电路提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。 4( 辅助电源

实现电源的软件(远程)启动，为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。开关电源原理图三(开关电源的工作原理开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量，当开关S断开时，电路中的储能装置(L1、C2、二极管D组成的电路)向负载RL释放在开关接通时所储存的能量，使负载得到连续而稳定的能量。 VO=TON/T*Vi VO 为负载两端的电压平均值 TON 为开关每次接通的时间 T 为开关通断的工作周期

ATX开关电源维修图解

ATX开关电源维修图解计算机ATX开关电源工作电压较高，通过的电流较大，又工作在有自感电动势的状态下，因此，使用过程中故障率较高。对于电源产生的故障，不少朋友束手无策，其实，只要有一点电子电路知识，就可以轻松的维修电源。首先，我们要知道计算机开关电源的工作原理。电源先将高电压交流电（220V）通过全桥二极管（图1、2）整流以后成为高电压的脉冲直流电，再经过电容滤波（图3）以后成为高压直流电。

一、在断电情况下，“望、闻、问、切” 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（图5）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。

KA5Q1265RF组成的开关电源原理与检修(图)剖析

KA5Q1265RF是Fairchild半导体公司于2001年推出的开关电源厚膜集成块，内部结构如图1所示。它内部除了含有脉冲振荡器、脉冲驱动器及场效应开关管外，还含有许多门电路、触发器、比较器等电路。利用这些电路可以实现脉冲形成、脉冲驱动、开关调整、稳压控制、过流保护、过压保护、过热保护等功能。 KA5Q1265RF开关电源厚膜集成块主要用于长虹、海信等品牌的超级芯片彩色电视机的开关电源中，它具有外部元件少、工作稳定、输出功率大、自身功耗小、带负载能力强等特点，本文以长虹PF3495彩电为例（见图2），分析这种电源的工作原理及检修方法。一、工作原理 1. 振荡过程 220V交流市电经桥式整流和C810滤波后，在C810上得到300V左右的直流电压。该电压经开关变压器初级绕组（L1、L2绕组）加至厚膜元件（N801）的1脚（即内部开关管漏极），同时，300V直流电压还经启动电阻R821对C822充电，C822上的电压上升，从而使N801的3脚电压也上升。当C822上电压上升至15V

时，N801内部电路启动，并开始产生振荡脉冲，从而使电源电路进入工作状态。当电路振荡后，只要3脚电压不低于9V，它将继续维持振荡状态。一旦电源工作后，N801的3脚所索取的电流会增大，此时，由R821所提供的电流无法继续满足3脚的要求，因此，必须由开关变压器L3绕组上的开关脉冲经VD824整流、C822滤波后所产生的直流电压来给3脚供电，以满足3脚在正常工作时的供电要求。厚膜元件（N801）5脚外接同步自锁电路，由VD825、R826、C823及VD823等元件组成。开关变压器L3绕组上的脉冲电压经同步自锁电路送至N801的5脚，5脚每输入一个正脉冲，其内部比较器就会翻转一次，从而使内部振荡器的振荡状态及时得到调整，这样就确保了电源的振荡频率与5脚输入脉冲之间保持同步关系。使用同步自锁电路能使电源的稳压范围加大，并提高电源的带负载能力。第2页开关电源工作后，开关变压器各次级绕组会不断输出脉冲电压，这些脉冲电压经各自的整流、滤波电路处理后，输出+145V（+B电压）、+15V-1及+15V-2三路电压，分别给各自负载供电。+15V-1电压还经N883稳压成+5V电压，经V871和VD872组成的稳压电路稳压成+3.3V电压，给超级芯片微处理器部分供电。 2.稳压过程 R852A、R854、R854A及R855、R855A构成分压电路，主要用来对+B电压进行取样，并将取样电压送至V826（TL431）的1脚。V826为三端比较器（其内部结构在图中已画出），它是稳压环路中的核心元件，它能将输出的+B电压稳定在UO上，UO的大小由下式决定： UO=VREF×（1+R1/R2）=2.5×（1+R1/R2）上式中，VREF为TL431内部的基准电压，等于2.5V，R1表示R852A、R854、R854A三只电阻串、并联后的总阻值，R2表示R855、R855A两只电阻并联后的总阻值。若将图中的电阻阻值代入上式中，可以算出UO=145V。另外，从上式中还可发现，通过改变R1和R2的比值就可对输出电压的高低进行设计，但R1、R2 的阻值确定后，输出电压的高低也就稳定不变。稳压过程由V826、N830及N801内部有关电路来完成，稳压取样点设在+145V （+B电压）输出端上。当某种原因引起+B电压升高时，经电阻分压后，使V826的1脚电压也上升，流入其3脚的电流增大，光电耦合器（N830）中的发光二极管导通增强，发光强度增大，并使光电三极管导通也增强，厚膜元件（N801）4脚电压下降，经内部电路调节后，使开关管饱和时间缩短，开关变压器储能下降，+B电压也下降。当某种原因引起+B电压下降时，稳压过程相反。

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析个人PC所采用的电源都是基于一种名为―开关模式‖的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC 交流电转化为脉动电压（配图1和2中的―3‖）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的―4‖）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC 直流电输出了（配图1和2中的―5‖）配图1：标准的线性电源设计图

开关电源维修步骤及常见故障分析 - 电源

开关电源维修步骤及常见故障分析- 电源 1、修理开关电源时，首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路，如电源整流桥堆，开关管，高频大功率整流管;抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断。再检测各输出电压端口电阻是否异常，上述部件如有损坏则需更换。 2、第一步完成后，接通电源后还不能正常工作，接着要检测功率因数模块(PFC)和脉宽调制组件(PWM)，查阅相关资料，熟悉PFC和PWM模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件。 3、然后，对于具有PFC电路的电源则需测量滤波电容两端电压是否为380VDC左右，如有380VDC左右电压，说明PFC模块工作正常，接着检测PWM组件的工作状态，测量其电源输入端VC ，参考电压输出端VR ，启动控制Vstart/Vcontrol端电压是否正常，利用220VAC/220VAC隔离变压器给开关电源供电，用示波器观测PWM模块CT端对地的波形是否为线性良好的锯齿波或三角形，如TL494 CT端为锯齿波，FA5310其CT端为三角波。输出端V0的波形是否为有序的窄脉冲信号。 4、在开关电源维修实践中，有许多开关电源采用UC38××系列8脚PWM组件，大多数电源不能工作都是因为电源启动电阻损坏，或芯片性能下降。当R断路后无VC，PWM 组件无法工作，需更换与原来功率阻值相同的电阻。当PWM组件启动电流增加后，可减小R值到PWM组件能正常工作为止。在修一台GE DR电源时，PWM模块为UC3843，检测未发现其他异常，在R(220K)上并接一个220K的电阻后，PWM组件工作，输出电压均正常。有时候由于外围电路故障，致使VR端5V电压为0V，PWM组件也不工作，在修柯达8900相机电源时，遇到此情况，把与VR端相连的外电路断开，VR从0V变为5V，PWM 组件正常工作，输出电压均正常。 5、当滤波电容上无380VDC左右电压时，说明PFC电路没有正常工作，PFC模块关键检测脚为电源输入脚VC，启动脚Vstart/control，CT和RT脚及V0脚。修理一台富士3000相机时，测试一板上滤波电容上无380VDC电压。VC，Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常，测量场效应功率开关管G极无V0 波形，由于FA5331(PFC)为贴片元件，机器用久后出现V0端与板之间虚焊，V0信号没有送到场效应管G极。将V0端与板上焊点焊好，用万用表测量滤波电容有380VDC电压。当Vstart/control 端为低电平时，PFC亦不能工作，则要检测其端点与外围相连的有关电路。

计算机开关电源的工作原理与维修

计算机开关电源的工作原理与维修计算机开关电源工作电压较高，通过的电流较大，又工作在有自感电动势的状态下，因此，使用过程中故障率较高。对于电源产生的故障，不少朋友束手无策，其实，只要有一点电子电路知识，就可以轻松的维修电源。对ATX电源控制电路的工作原理进行了较详细的阐述，望能对广大维修者有所帮助。一、ATX型电源电路的组成及工作原理 ATX开关电源，电路按其组成功能分为：交流输入整流滤波电路、脉冲半桥功率变换电路、辅助电源电路、脉宽调制控制电路、PS-ON和PW-OK产生电路、自动稳压与保护控制电路、多路直流稳压输出电路。请参照图1和ATX电源电路原理图。 1.辅助电源电路只要有交流市电输入，ATX开关电源无论是否开启，其辅助电源一直在工作，为开关电源控制电路提供工作电压。市电经高压整流、滤波，输出约300V 直流脉动电压，一路经R72、R76至辅助电源开关管Q15基极，另一路经T3开关变压器的初级绕组加至Q15集电极，使Q15导通。T3反馈绕组的感应电势(上正下负)通过正反馈支路C44、R74加至Q15基极，使Q15饱和导通。反馈电流通过

R74、R78、Q15的b、e极等效电阻对电容C44充电，随着C44充电电压增加，流经Q15基极电流逐渐减小，T3反馈绕组感应电势反相(上负下正)，与C44电压叠加至Q15基极，Q15基极电位变负，开关管迅速截止。 Q15截止时，ZD6、D30、C41、R70组成Q15基极负偏压截止电路。反馈绕组感应电势的正端经C41、R70、D41至感应电势负端形成充电回路，C41负极负电压，Q15基极电位由于D30、ZD6的导通，被箝位在比C41负电压高约6.8V(二极管压降和稳压值)的负电位上。同时正反馈支路C44的充电电压经T3反馈绕组，R78，Q15的b、e极等效电阻，R74形成放电回路。随着C41充电电流逐渐减小，Ub电位上升，当Ub电位增加到Q15的b、e极的开启电压时，Q15再次导通，又进入下一个周期的振荡。 Q15饱和期间，T3二次绕组输出端的感应电势为负，整流管截止，流经一次绕组的导通电流以磁能的形式储存在T3辅助电源变压器中。当Q15由饱和转向截止时，二次绕组两个输出端的感应电势为正，T3储存的磁能转化为电能经BD5、BD6整流输出。其中BD5整流输出电压供Q16三端稳压器7805工作，Q16输出+5VSB，若该电压丢失，主板就不会自动唤醒ATX电源启动。BD6整流输出电压供给IC1脉宽调制TL494的12脚电源输入端，该芯片14脚输出稳压5V，提供ATX开关电源控制电路所有元件的工作电压。 2.PS-ON和PW-OK、脉宽调制电路 PS-ON信号控制IC1的4脚死区电压，待机时，主板启闭控制电路的电子开关断开，PS-ON信号高电平3.6V，IC10精密稳压电路WL431的Ur电位上升，Uk电位下降，Q7导通，稳压5V通过Q7的e、c极，R80、D25和D40送入IC1的4脚，当4脚电压超过3V时，封锁8、11脚的调制脉宽输出，使T2推动变压器、T1主电源开关变压器停振，停止提供+3.3V、±5V、±12V的输出电压。受控启动后，PS-ON信号由主板启闭控制电路的电子开关接地，IC10的Ur为零电位，Uk电位升至+5V，Q7截止，c极为零电位，IC1的4脚低电平，允许8、11脚输出脉宽调制信号。IC1的输出方式控制端13脚接稳压5V，脉宽调制器为并联推挽式输出，8、11脚输出相位差180度的脉宽调制控制信号，输出频率为IC1的5、6脚外接定时阻容元件的振荡频率的一半，控制Q3、Q4的c极所接T2推动变压器初级绕组的激励振荡，T2次级它激振荡产生的感应电势作用于T1主电源开关变压器的一次绕组，二次绕组的感应电势经整流形成+3.3V、±5V、±12V 的输出电压。推动管Q3、Q4发射极所接的D17、D18以及C17用于抬高Q3、Q4发射极电平，使Q3、Q4基极有低电平脉冲时能可靠截止。C31用于通电瞬间封锁IC1的8、11脚输出脉冲，ATX电源带电瞬间，由于C31两端电压不能突变，IC1的4脚出现高电平，8、11脚无驱动脉冲输出。随着C31的充电，IC1的启动由PS-ON 信号控制。 PW-OK产生电路由IC5电压比较器LM393、Q21、C60及其周边元件构成。待机时IC1的反馈控制端3脚为低电平，Q21饱和导通，IC5的3脚正端输入低电位，小于2脚负端输入的固定分压比，1脚低电位，PW-OK向主机输出零电平的电源自检信号，主机停止工作处于待命休闲状态。受控启动后IC1的3脚电位上升，Q21由饱和导通进入放大状态，e极电位由稳压5V经R104对C60

开关电源原理图精讲.pdf

开关电源原理（希望能帮到同行的你更加深入的了解开关电源，温故而知新吗！！）一、开关电源的电路组成[/b]：：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。开关电源的电路组成方框图如下：二、输入电路的原理及常见电路[/b]：： 1、AC输入整流滤波电路原理： ①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防

止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。 2、 DC输入滤波电路原理： ①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。 ② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路[/b]：： 1、 MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图：

常见几种开关电源工作原理及电路图

图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。２．单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。

单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。３．单端正激式开关电源单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。

开关电源工作原理及维修技巧

一、开关电源的工作原理开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能负载为开关和T的缩写为TRC 1 2 定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。 3、混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式，它是以上二种方式的混合。

二、开关电源的维修技巧和常见故障 1、维修技巧开关电源的维修可分为两步进行：断电情况下，“看、闻、问、量”看：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 起振，保护电路是否动作等，若有则应重点检查各输出侧的整流二极管、滤波电容、三通稳压管等。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，则说明电源处于保护状态下，应重点检查产生保护的原因。

2、常见故障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，高压滤波电解出说明前级电路工作正常，故障出在高频整流滤波电路中。高频滤波电路主要由整流二极管及低压滤波电容组成直流电压输出，其中整流二极管击穿会使该电路无电压输出，滤波电容漏电会造成输出电压不稳等故障。用万用表静态测量对应元件即可检查出其损坏的元件。例：某一24伏直流电机供电电源通电

后无直流24伏输出，拆开电源外壳，观察保险丝未烧断且电路板无明显的烧焦处或破裂元件，在未通电情况下量AC输入端阻值和DC输出端阻值正常，量开关管、整流桥、整流管等重要元件正常，故判断不存在内部严重短路的可能，估计保护电路动作。经检查此开关电源采用U3842PWM控制芯片，经查找相关的资料得知，当U3842芯片的3端电压高于1伏时，内部电流敏感比较器输出伏，6 1 2、我们在完成上述检测之后，接通电源后如还不能正常工作，接着我们就要检测功率因数模块(PFC)和脉宽调制组件(PWM)，查阅相关资料，熟悉PFC和PWM 模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件。

电脑开关电源原理及电路图

2.1、输入整流滤波电路只要有交流电AC220V输入，ATX开关电源，无论是否开启，其辅助电源就一直在工作，直接为开关电源控制电路提供工作电压。图1中，交流电AC220V经过保险管FUSE、电源互感滤波器L0，经BD1—BD4整流、C5和C6滤波，输出300V左右直流脉动电压。C1为尖峰吸收电容，防止交流电突变瞬间对电路造成不良影响。TH1为负温度系数热敏电阻，起过流保护和防雷击的作用。L0、R1和C2组成Π型滤波器，滤除市电电网中的高频干扰。C3和C4为高频辐射吸收电容，防止交流电窜入后级直流电路造成高频辐射干扰。 2.2、高压尖峰吸收电路 D18、R004和C01组成高压尖峰吸收电路。当开关管Q03截止后，T3将产生一个很大的反极性尖峰电压，其峰值幅度超过Q03的C极电压很多倍，此尖峰电压的功率经D18储存于C01中，然后在电阻R004上消耗掉，从而降低了Q03的C极尖峰电压，使Q03免遭损坏。 2.3、辅助电源电路整流器输出的300V左右直流脉动电压，一路经T3开关变压器的初级①~②绕组送往辅助电源开关管Q03的c极，另一路经启动电阻R002给Q03的b极提供正向偏置电压和启动电流，使Q03开始导通。Ic流经T3初级①~②绕组，使T3③~④反馈绕组产生感应电动势(上正下负)，通过正反馈支路C02、D8、R06送往Q03的b极，使Q03迅速饱和导通，Q03上的Ic电流增至最大，即电流变化率为零，此时D7导通，通过电阻R05送出一个比较电压至IC3（光电耦合器Q817）的③脚，同时T3次级绕组产生的感应电动势经D50整流滤波后一路经R01限流后送至IC3的①脚，另一路经R02送至IC4（精密稳压电路TL431），由于Q03饱和导通时次级绕组产生的感应电动势比较平滑、稳定，经IC4的K端输出至IC3的②脚电压变化率几乎为零，使IC3发光二极管流过的电流几乎为零，此时光敏三极管截止，从而导致Q1截止。反馈电流通过R06、R003、Q03的b、e极等效电阻对电容C02充电，随着C02充电电压增加，流经Q03的b极电流逐渐减小，使③~④反馈绕组上的感应电动势

开关电源电路详解

FS1: 由变压器计算得到Iin值，以此Iin值可知使用公司共享料2A/250V，设计时亦须考虑Pin(max)时的Iin是否会超过保险丝的额定值。 TR1(热敏电阻):

电源启动的瞬间，由于C1(一次侧滤波电容)短路，导致Iin电流很大，虽然时间很短暂，但亦可能对Power产生伤害，所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻，以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A，230V/60A)，但因热敏电阻亦会消耗功率，所以不可放太大的阻值(否则会影响效率)，一般使用SCK053(3A/5Ω)，若C1电容使用较大的值，则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上)。 VDR1(突波吸收器): 当雷极发生时，可能会损坏零件，进而影响Power的正常动作，所以必须在靠AC输入端(Fuse之后)，加上突波吸收器来保护Power(一般常用07D471K)，但若有价格上的考虑，可先忽略不装。 CY1，CY2(Y-Cap): Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容，若AC Input有FG(3 Pin)一般使用Y2- Cap ，AC Input若为2Pin(只有L，N)一般使用Y1-Cap，Y1与Y2的差异，除了价格外(Y1较昂贵)，绝缘等级及耐压亦不同(Y1称为双重绝缘，绝缘耐压约为Y2的两倍，且在电容的本体上会有“回”符号或注明Y1)，此电路蛭蠪G所以使用Y2-Cap，Y-Cap 会影响EMI特性，一般而言越大越好，但须考虑漏电及价格问题，漏电(Leakage Current )必须符合安规须求(3Pin公司标准为750uA max)。 CX1(X-Cap)、RX1: X-Cap为防制EMI零件，EMI可分为Conduction及Radiation两部分，Conduction 规范一般可分为: FCC Part 15J Class B 、CISPR 22(EN55022) Class B 两种，FCC 测试频率在450K~30MHz，CISPR 22测试频率在150K~30MHz，Conduction可在厂内以频谱分析仪验证，Radiation 则必须到实验室验证，X-Cap 一般对低频段(150K ~ 数M之间)的EMI防制有效，一般而言X-Cap愈大，EMI防制效果愈好(但

开关电源基本电路及原理介绍

开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源，是按输出来区分的，交流开关电源输出的是交流电，而直流开关电源输出的是直流电，这里介绍的是直流开关电源。随着相关元器件的发展，直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用。直流开关电源与线性电源相比一般成本较高，但在有些特别场合却更简单和便宜，甚至几乎只能用开关电源，如升压和极性反转等。直流开关电源还可分为隔离的和不隔离的两种，隔离的是采用变压器来实现输入与输出间的电气隔离，变压器还便于实现多路不同电压或多路相同电压的输出。直流开关电源结构复杂，设计和分析都有较特别的一套理论和方法，这里主要介绍6种基本的不隔离的直流开关电源结构形式和其特点，便于依据应用场合来选择使用。理想假定：为便于分析，常假定存在如下理想状态 1. 电子器件理想：电子开关管Q和D的导通和关断时间为零，通态电压为零，断态漏电流为零 2. 电感和电容均为无损耗的理想储能元件，且开关频率高于LC的谐振频率 3. 在一个开关周期内，输入电压Vin保持不变 4. 在一个开关周期内，输出电压有很小的纹波，但可认为基本保持不变，其值为Vo 5. 不计线路阻抗 6. 变换器效率为100% 一、Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。 Buck变换器有两种基本工作方式： CCM(Continuous current mode)：电感电流连续模式，输出滤波电感Lf的电流总是大于零DCM(Discontinuous current mode)：电感电流断续模式，在开关管关断期间有一段时间Lf 的电流为零 CCM时的基本关系：

超详细的反激式开关电源电路图讲解

反激式开关电源电路图讲解一，先分类开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下： 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求) 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 2000W以上全桥二，重点在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出. 缺点：输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善) 今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图! 三，画框图一般来说，总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。开关电源的电路包括以下几个主要组成部分，如图1

图1，反激开关电源框图四，原理图图2是反激式开关电源的原理图，就是在图1框图的基础上，对各个部分进行详细的设计，当然，这些设计都是按照一定步骤进行的。下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。图2 典型反激开关电源原理图

五，保险管图3 保险管先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。作用：安全防护。在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。技术参数：额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。分类：快断、慢断、常规计算公式：其中：Po：输出功率 η效率：(设计的评估值) Vinmin ：最小的输入电压 2：为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。 0.98： PF值六，NTC和MOV NTC 热敏电阻的位置如图4。图4 NTC热敏电阻