电源电路原理及维修
开关电源工作原理及维修技巧
开关电源工作原理及维修技巧开关电源是一种将交流电转换为稳定直流电的电子设备，广泛应用于各种电子设备和系统中。
了解开关电源的工作原理，对于工程技术人员和维修人员来说至关重要。
本文将介绍开关电源的工作原理，并提供一些常见问题的维修技巧。
一、开关电源的工作原理开关电源通过使用电子器件（如开关管、二极管和电感等）将交流电转换为高频脉冲电流，再通过滤波和稳压电路得到稳定的直流电。
下面将详细介绍开关电源的主要工作原理。
1. 输入滤波：开关电源的输入端会接入交流电源，而交流电源会带有各种干扰信号。
为了保证开关电源的正常工作，需要通过输入滤波电路来滤除这些干扰信号。
输入滤波电路一般由电容器和电感器组成，能够有效地滤除高频和低频的干扰信号。
2. 整流和滤波：经过输入滤波后，交流电会被整流电路转换为直流电。
整流电路通常使用二极管桥整流器来实现。
然后，通过输出滤波电路对整流后的直流电进行滤波处理，以去除直流电中的纹波电压，得到相对稳定的直流电。
3. 高频开关转换：直流电经过滤波后，会进入开关电源的核心部件——开关电路。
开关电路由开关管（如MOSFET、IGBT等）组成，通过快速开关操作将直流电转换为高频脉冲电流。
4. 变压器：高频脉冲电流进一步经过变压器的转换，得到所需的电压大小。
通过变压器的变换比例，可以实现升压、降压或保持电压稳定的功能。
5. 输出调节和稳压：经过变压器转换后的电流会进入稳压电路，稳压电路通常由反馈电路、误差放大器和控制开关管等组成。
利用反馈电路监测输出电压的变化情况，并与设定的参考电压进行比较，在误差放大器和控制开关管的调节下，保持输出电压稳定在设定值。
二、开关电源的常见故障和维修技巧1. 电源无输出或输出电压波动大：可能原因：- 输入端电源线异常，如插头松动或电源线破损。
- 滤波电容故障，需要检查滤波电容是否损坏或漏电。
- 开关管故障，开关管可能损坏或短路，需要更换。
- 控制电路故障，检查反馈电路和误差放大器是否正常工作。
液晶显示器开关电源电路原理与维修
Hale Waihona Puke LCD TV电源介绍 第一讲、开关电源的工作原理 第二讲、ADAPTER部份的工作原理 第三讲、INVERTER部份的工作原理 第四讲、维修思路讲解
液晶显示器开关电源电路原理与维 修
LCD TV电源介绍
因液晶屏本身没有发光功能，这就需要在液晶屏后加一个照明系统，该背光照 明系统由发光部件、能使光线均匀照射在液晶表示面的导光板和驱动发光部件的电源 构成。现在发光部件的主流为被称作冷阴极管的萤光管。其发光原理与室内照明用的 热阴管类似，但不需象热阴管那样先预热灯丝，它在较低温状态就能点亮，因此叫冷 阴极管。但要驱动这种冷阴极管需要能输出1000~1500V交流电压的特殊电源。
脉宽调制型
从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。这样，只要 我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。[1]
液晶显示器开关电源电路原理与维 修
此外，为因应各种不同的输出功率，开关电源按DC/DC变换器的工作方式分又可分为 反激式（Flyback）、顺向式（Forward）、全桥式（Full Bridge）、半桥式（Half Bridge） 和推挽式（Push-Pull）等电路拓扑（Topology）结构。其中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，应用较为广泛。本设计采用的就是该方案，其典型的电路如图所示。[1]
早期，冠捷电子采用Adapter和Inverter分开的方式实现对显示器的供电。Adapter采用 的PWM IC为UC3842或UC3843、Inverter采用的PWM IC为TL1451。后来，出于Cost down的考虑，采用Adapter和Inverter一体化的方案，Adapter部分采用的PWM IC为 SG6841、Inverter部分采用的PWM IC为TL1451。随着灯管的增加及所需的功率不断增 加，Inverter部分回路的设计方案得到转变，由原来的Royer回路变为全桥式回路，为此 应用到OZ960IC。
学生电源的原理及维修
3．交直流保护电路的动作电流不合乎要求 这种故障是由于干簧管与其绕组间的相对位
置发生变化引起的，可重新调整绕组在干 簧管上的位置一般来说，绕组往中心位置 移动，动作电流变小，往两侧移动，动作 电流变大。
干簧管的 原理图
（三）低压交直流过载保护电路故 障检修
2．过载保护电路误动作
输出电路负载不过载时，保护电路就动 作，故障原因可能是干簧管J2击穿短路，即 常开触点J2。变为常闭状态。可焊开干簧管 的一端，若继电器J1释放，则应更换干簧管， 若仍不释放则是继电器J1的常开点J1b烧蚀 短路，应更换继电器。
（三）低压交直流过载保护电路故 障检修
流电压，直接由低压交流接线柱输出。上 述各档交流电压经过变压器次级绕组11～ 12端加以补偿后由桥式整流电路D5～8整流
形成脉动直流电压，由低压直流接线柱输 出。调节S2，可获得2～16V每隔2V一挡的 直流电压。
用四个二极管整流，叫做桥式整流，整流效率最高， 因为交流的正负半周都利用上了。
电容器在整流电路中的作用
1.滤波：利用电容器隔直通交的特性将整流 后的残留交流成份旁路回流 2.整形：全波整流后的输出不是平直的直流 电压,而是零到最大值,又从最大值到零的脉 动直流电压.这样的不平稳电压是无法供后 级电路直流要求的，利用电容器的充放电 特性(高充低放)可使输出电压稳定于一平滑 平均值.
开关电源原理与维修
开关器件负责开关电源的来自闭操作，如MOSFET或IGBT。
滤波电路
消除输出电压中的纹波信号，使电压更加稳定。
稳压电路
保持输出电压恒定，克服输入电压的波动。
开关电源的常见故障及维修方法
1 过载保护器失效
更换过载保护器或检查其他保护器是否工作 正常。
2 电解电容损坏
更换损坏的电解电容，并注意极性。
开关器件故障
开关器件烧坏时，会导致开关电 源无法正常开闭。需更换故障的 器件。
焊接不良
焊接不良可能导致电阻、电容等 元件接触不良，影响软、硬开关 电源的工作。
开关电源的预防维护措施
1 定期清洁
定期去除灰尘和杂物，保 持开关电源散热良好。
2 注意环境温度
避免开关电源过热，可通 过合理布局、散热风扇等 方式来调节温度。
3 开关元件故障
检查开关元件是否工作正常，并更换故障元 件。
4 短路故障
检查输出是否短路，并修复短路处。
开关电源维修的注意事项
在维修开关电源时，必须注意安全事项，例如断电、放电等。另外，要仔细 检查电路连接是否牢固，研究故障产生的原因，避免二次故障。
常见的开关电源维修案例
电解电容损坏
电解电容发生爆炸时，可能会导 致开关电源工作异常。需及时更 换电容。
3 定期检测电路
定期检查电路连接是否松 动，电子元件是否发热异 常等。
开关电源维修技巧和实用工具
使用万用表
用于测试电压、电流、电阻等数值，帮助排除 故障。
焊接工具
用于焊接或修复电子元件。
维修手册
包含开关电源的维修方法、电路图等重要信息。
安全手套和护目镜
保护自己的安全工具，避免触电或受伤。
ATX电源电路原理分析和维修教程整理
ATX电源电路原理分析和维修教程整理一、ATX电源电路原理分析1.交流输入滤波器（AC Input Filtering）：这个部分的作用是将进入电源的交流电进行滤波，去除噪音，确保电源的稳定性和安全性。
2.整流器（Rectifier）：整流器将交流电转换为直流电。
常见的整流器有桥式整流器，将交流电转换为直流脉动电，然后通过滤波电容进行过滤，得到稳定的直流电。
3.电源开关（Power Switching）：电源开关主要是用于控制电源的开关机状态。
当计算机主机开机或者关机时，电源开关会相应地打开或者关闭电源。
4.反馈电路（Feedback Circuit）：反馈电路主要用于监测电源输出电压，并根据需要调整电源输出电压的稳定性。
当电源输出电压过高或者过低时，反馈电路会向控制电路发送信号，以调整输出电压。
5.控制电路（Control Circuit）：控制电路根据反馈电路的信号，向整流器、开关器件等部分发送控制信号，以实现电源的调整和稳定。
6.保护电路（Protection Circuit）：保护电路主要用于确保电源的安全性，例如过流保护、过压保护、过温保护等。
当电源工作过程中出现异常情况时，保护电路会自动切断电源输出，以保护其他电路的安全。
二、ATX电源电路维修教程1.检查电源开关和电源线：首先检查电源开关是否正常工作，然后检查电源线是否损坏或者接触不良。
如果发现问题，可以更换电源开关或者电源线。
2.检查电源输入：使用万用表检查电源输入端的交流电压。
正常情况下，乘以开方根号2（约为1.41），得到的值应当接近电源标称电压（一般为110V或220V）。
3.检查电源输出：使用万用表检查电源输出端的直流电压。
如果输出电压低于或者高于标称电压，可以调整反馈电路或者控制电路来修复问题。
4.检查整流器和滤波电容：如果电源输出电压有脉动或者噪音，可能是整流器或者滤波电容损坏。
使用万用表检查整流器和滤波电容是否正常工作，如果不正常，可以更换相应的部件。
学生电源的原理及维修
学生电源的原理及维修学生电源的原理及维修学生电源是供中学物理实验时作为低压交直流电源和6V稳压电源使用的实验仪器。
学校使用的J1202型学生电源的电路原理图（不同厂家生产的产品其电路原理和结构基本相同）。
该电路由低压交直流电路、低压交直流输出、过载保护电路和直流稳压电路三部分组成。
低压交直流电路：由电源变压器B的次级绕组3～10端形成抽头分压，通过开关S2转换连接，获得2～16V每隔2V一挡共8挡的低压交流电压，直接由低压交流接线柱输出。
上述各档交流电压经过变压器次级绕组11～12端加以补偿后由桥式整流电路D5～8整流形成脉动直流电压，由低压直流接线柱输出。
调节S2，可获得2～16V每隔2V一挡的直流电压。
用四个二极管整流，叫做桥式整流，整流效率最高，因为交流的正负半周都利用上了。
电容器在整流电路中的作用1.滤波：利用电容器隔直通交的特性将整流后的残留交流成份旁路回流2.整形：全波整流后的输出不是平直的直流电压,而是零到最大值,又从最大值到零的脉动直流电压.这样的不平稳电压是无法供后级电路直流要求的，利用电容器的充放电特性(高充低放)可使输出电压稳定于一平滑平均值.集成稳压器IC1（M7806）IC1（M7806）的作用：直流稳压电路的次级线圈13 —14端输出的12V交流电压经桥式整流电路整流、滤波后得到平均值为15V的直流电压，输入三端固定集成稳压器IC1M7806），从其输出端输出稳定的6V直流电压。
IC1（M7806）内部有自动限流功能，不需另设输出过载保护电路。
低压交直流输出过载保护电路：主要由干簧管J2和继电器J1等组成，由发光二极管ZD2进行过载指示。
12V次级绕组13～14端的交流电经D1～D4桥式整流后为继电器J1和发光二极管ZD2提供工作电压。
当交直流输出电流小于2A 时，J1a闭合，主回路导通，保证正常输出，J1b与J2a都断开，过载指示发光二极管不发光。
当交直流输出电流超过额定值2A时，流过干簧管绕组J2的电流使干簧管内触点J2a闭合，过载指示发光二极管ZD2两端有电压而发光，继电器J1有电流通过，从而引起常闭触点J1a断开，常开触点J1b闭合，主回路被切断，即保护电路动作。
ATX开关电源原理与维修
电源电路原理及维修
0.8
5
250K
3 RT
设置最大开启时间 连接电阻设置最大开启时间
1
5
70
4
RTZC 设置延迟时间
连接电阻设置过零点到开启的延迟时
0.9
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20
间
5 IS
电流检测输入
电流检测输入
0
0
0
6
GND 接地
接地
0
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0
7
OUT 驱动输出
输出驱动MOSTP
驱动脉冲
4.5
7
说电8 明压：值为VC数C字表FL电U源CK-45测量结果；IC供电
电源板参数介绍
电源板输入特性 输入电压：100~240V 50/60Hz 输入电流：120Vac满载时1.8A, 220Vac满载时1.0A 电源效率：满载时≥82% 待机功耗：≤0.5W PS-ON ： 0～0.8V:关; ≥2V:开(实测东芝55U2600 1.3V)
电源输出特性
项目 输出电压 输出最小电流 输出额定电流 输出峰值电流 纹波噪声
待机时，PW-ON低电平，Q106截止，U103截止，Q104截止，无PFC VCC输出。
电源模块介绍
PFC模块(5591 芯片介绍)
引脚 标识
功能
说明
正常工作电压 （V）
对地正向阻值 （KΩ）
对地反向阻值 （KΩ）
1
FB
FB电压输入
监控PFC输出电压的输入
2.45
5
22
2
COMP 补偿
误差放大器输出端
电源模块介绍
背光驱动模块
工作原理： 84V供电给由L201、Q202、D201、C203、C204组成BOOST升压电路。 BOOST开关管受控于驱动IC MP3389A，12V经R207、JP1，C209滤波后进入IC第19脚（VIN）供电端， 经内部LDO稳压从20脚输出6V VCC，此脚外接C213滤波，ZD202稳压管起保护作用，VCC供IC内部电 路使用。BL-ON为背光开关信号，当BL-EN输入高电平，经R204、R218分压，C208滤除干扰后，进入 IC第EN脚，控制IC工作，同时BL-ON经R209、R217分压进入IC第ADIM脚，该脚电平>1.5V，没有模拟 调光。若BL-ON低电平时IC关闭。BL-ADJ为PWM调光信号，经R205、R219分压后输入IC第PWM脚， 作为PWM调光用，此时输入信号控制LED同步调光。 IC COMP脚外接R223、C212阻容网络，作为反馈环路相位调整。 IC OSC脚外接R227设定MOS管驱动脉冲的开关频率，公式： 。
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LED-过压保护
典型值 600mA±7%
0～10mA 112～136V 163.75～176.85V
6.8V
备注 BL-ON 3.3,P-DIM 100%
BL-ON 3.3,P-DIM 0% BL-ON 3.3,P-DIM 100%
电源板参数介绍 板面介绍
滤波电容
主板供电 STB 3.3V
待机时，PW-ON低电平，Q106截止，U103截止，Q104截止，无PFC VCC输出。
电源模块介绍
PFC模块(5591 芯片介绍)
引脚 标识
功能
说明
正常工作电压 （V）
对地正向阻值 （KΩ）
对地反向阻值 （KΩ）
1
FB
FB电压输入
监控PFC输出电压的输入
2.45
5
22
2
COMP 补偿
误差放大器输出端
1
VH
I
2
(NC)
-
3
BO
I/O
4
FB
I/O
5
CS
I/O
6
STB
I/O
7
MODE
I/O
8
IS
I
9
VW
I
10 VCC
I
11 LO
O
12 GND
-
13 NC
-
14 VS
I
15 HO
O
16 VB
I
介绍 高电压输入 没有连接 BROWN-OUT设置输入 反馈输入 软启动 待机信号输入 运 行 模 式 设 置 和 OCP 延 迟 时间设置 电流检测 绕组电压检测 供电 L驱动 接地 没有连接 H端浮动地 H驱动 H端自举
滤波元件
驱动
IC供电
LDO滤波
使能 开关频率
模拟调光
锁相环
SW
电流 检测
LEDLED-
LED-
串
LED-
PWM调光
灯条电流 设定
电流 取样
过压保护
防静电元件
灯条插座
背光驱动模块: 应用MP3398A芯片及外围元件构成背光驱动电路，通过检测LED-电流与设定值比较，输出开关脉冲控 制BOOST升压电路稳定LED+电压以保证灯条电流符合设计值。
电源板参数介绍
电源板输入特性 输入电压：100~240V 50/60Hz 输入电流：120Vac满载时1.8A, 220Vac满载时1.0A 电源效率：满载时≥82% 待机功耗：≤0.5W PS-ON ： 0～0.8V:关; ≥2V:开(实测东芝55U2600 1.3V)
电源输出特性
项目 输出电压 输出最小电流 输出额定电流 输出峰值电流 纹波噪声
BOOST升压
水桶电容
A
396V
VCC
电流取样
A
2.45V 0.8V 1V 0.9V
16.3V 0V
设置最大开 启时间
设置过零点到开 启的延迟时间
电流反馈 PFC芯片
电源模块介绍 PFC模块
PFC VCC开关控制
17.3V
18V
1.3V 20.2V
1.3V
0.3V
0.6V
热地端 注: 上图所标注电压为开机状态测量值
16.3
4.5
18
电阻值为指针表YX360TRF（X1K挡）测量结果。测量时已拔掉驱动板供电和灯条线。正向阻值表示黑表笔接地，红表笔测量引脚；
反向阻值反之。
注意：以上数值会因器件或测试仪表差异而产生偏差，以上表格数据仅供参考！
典型应用参数
引脚 VCC RT RTZC IS FB 驱动输出 过零点VIS 过流保护VIS 过压保护VFB 短路保护VFB
0.8
5
250K
3 RT
设置最大开启时间 连接电阻设置最大开启时间
1
5
70
4
RTZC 设置延迟时间
连接电阻设置过零点到开启的延迟时
0.9
5
20
间
5 IS
电流检测输入
电流检测输入
0
0
0
6
GND 接地
接地
0
0
0
7
OUT 驱动输出
输出驱动MOSTP
驱动脉冲
4.5
7
说电8 明压：值为VC数C字表FL电U源CK-45测量结果；IC供电
插座
稳压
12V整流
灯条插座 背光升压电感
水桶电容 PFC升压MOS管
PFC电感
85V整流 谐振电容
稳压光耦 PFC VCC开关 LLC开关变压器 VCC滤波
EMI元件
PFC升压二极管
整流滤波
保险丝
Y电容 AC插座
电源板参数介绍 板底介绍 12V整流 待机控制 及稳压
VCC供电/开关
LLC 模块
12V开关
参数 12V 82K 20K
2.5V H：≥7.8V；L≤3.3V -10mV -0.6v >1.09倍Vfb（2.5*1.09） ＜0.3V
范围 10～26V 20～150K 0～150K ＜100Ω
-5～-15mV ±5%
备注
-30～85℃ 温漂±1.5% 1.05倍Vfb退出保护
电源模块介绍 LLC模块 拓扑结构如图示： LLC主要由MOS管驱动、谐振腔、整流电路以及负载网络（输出VO）构成。主要 实现两个功能，一是实现MOS管Q1、Q2的ZVS（零电压转换），对于每个MOS当 IDS电流为负时加驱动信号可实现ZVS转换，二是实现稳定输出电压，通过改变驱 动频率来改变谐振腔的阻抗，负载RO的变化会引起输出电压的变化，由于次级负 载可等效到变压器初级，所以我们可以高速谐振腔的振荡频率来调整初级阻抗来满 足次级输出需要。谐振腔的频率可通过控制IC来调整Q1、Q2的驱动频率实现。
漏感
激磁
电源模块介绍
LLC模块
启动供电/电压检测
FB反馈
自举
电网电压检测
上驱动
软启动
下驱动
开关变压器
LLC 整流 滤波
BOOST升压 12V开关
2.5V
电流取样
开机/待机模 式切换
电流反馈 供电
设置过零点到开 启的延迟时间
12V取样稳压 待机低功耗
电源模块介绍
LLC模块（6A31芯片介绍）
引脚 引脚名 I/O
电源模块介绍 PFC模块 PFC(功率因数校正电路)对离线电源的输入电流波形进行整形，以使从电源吸 取的有功功率最大化。在理想情况下，电器应该表现为一个纯电阻的负载，此时电 器吸收的反射功率为零。在这种情况下，本质上不存在输入电流谐波。电流是输入 电压（通常是一个正弦波）的完美复制品，而且与其同相。减小对电网的影响。 另外，欧洲的电气设备必须符合欧洲规范EN61000−3−2。这一要求适用于大多 数输入功率为75 W或以上的电器，而且它规定了包括高达39次谐波在内的工频谐波 的最大幅度。 定义：功率因数校正可简单地定义为有功功率与视在功率之比，即：
锁死
500V±50V 重启
重启
500nS
MODE脚 RC
延迟
立即
≤120℃
304uS
144uS
90
重启
重启
重启 锁死 锁死 重启 重启 重启
电源模块介绍 3.3V稳压模块
使能端3.8V
SW 自举
滤波元件
开关频率设定 (178KHz左右)
电压反馈 (稳压)0.8V
锁相环路 0.96V
(稳压) 分压电阻
冷地端
16.3V
开机时PW-ON为高电平, Q106 BE正偏导通，C极拉低电平，12V经R148通过U103发光 管到Q106C极到地，形成U103发光管正偏电流，发光管通过光传递给光敏三极管（U103B）， 使光敏管导通，此时VCC经R129、U103B、D112到地，D112为18V稳压管，其负端电压稳定 为18V，Q104作为电源开关，B极18V时BE正偏导通，E极输出17.3V给PFC模块供电。
电源电路原理及维修
日期: 2016-08-24
目录
1
电源板概况及参数介绍
2
电源板各模块电路原理介绍
3
维修方法介绍
4
典型分析案例
电源板参数介绍
本次培训选取常用的大屏幕LED二合一电源板(电源+背光)81-PBE049-H01作为介 绍对象，对电路工作原理进行讲解，并介绍故障分析方法。
板面手插件
板底贴片元件
备注 *2 *3 *1 *2 *1 *2 *1 *1 *2 *1 *2
*1 *2 *2 *1 *2
*3
*2 *1
正常工作电压（V）
2.3 1.6 4.8 开：0V；待：1.3V 0.5v
18.3
备注项：*1 接电容 *2 接电阻 *3 高电压隔离用，没有内置电路 MODE选择: 本电源板选取C模式.：R138 200K 待机低频率间歇模式 注: MODE脚电压≥4.4V IC识别为电路开路.
电源模块介绍
LLC模块（6A31芯片介绍）
保护功能介绍（选取部分介绍，详细情况请查阅规格书）
保护
引脚电压
过压保护 过载保护
VCC 28.5V±1V VH 525V±50V FB 上升4.3±0.2V; 下降4.1±0.2V
VW 200V 2.84±0.9V
过流保护
过热保护
MODE保护 MODE保护 BO电阻开路 BO BROWN IN/OUT VH BROWN IN/OUT
待机DC-DC模块: 应用MP1582EN芯片,及外围元件构成3.3V输出的DC-DC稳压电路,,输出3.3V STB,供电给主板待机电路; 开机状态下,输入电压12V, 待机状态下,输入电压7V.