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微機開關電源是微機中故障率較高的部件之一。目前微機普遍采用脈沖寬度調制變換式開關直流穩壓電源,其結構基本相同,故障檢修有一定規律。下面先簡述微機開關電源的工作原理,然后結合筆者的檢修經驗,介紹微機開關電源常見故障的檢修方法,供大家參考。
一、微機開關電源的工作原理
微機開關電源一般都是脈寬調制變換型開關直流穩壓電源,它由輸入電路、功率變換電路、控制電路、保護電路及主機啟動電路構成,大都采用他激式雙管半橋型。工作過程如下:接通電源后,交流輸入通過交流低通濾波器再經整流濾波線路,得到約300V的直流高壓,經電容C1、C2分壓后加給兩只推挽功率開關管Q1、Q2 ;直流高壓還驅動電源內部所需的輔助電源,為脈寬調制組件(一般用TL494、SG3524集成塊)提供工作電源。控制組件輸出兩路相位相差180度、頻率約幾十千赫、寬度可調的驅動脈沖,分別驅動推挽功率開關管Q1、Q2,使兩管輪換處于飽和與截止狀態。兩個推挽功率開關管Q1、Q2和電容器C1、C2構成橋路的四臂,組成橋式連接,高頻變壓器的初級繞組作為橋式回路的負載。當功率管未受觸發信號作用時,兩電容充電,因電容C1、C2容量相等則Vc1=Vc2,其值為直流高壓的一半約150V。當觸發信號作用使Q1飽和Q2截止時,C1沿Q1及變壓器T1初級繞組放電,同時電源通過Q1及T1初級繞組對C2充電;當Q1截止Q2飽和時,C2放電C1充電。在一個周期內T1初級繞組兩端產生±150V的對稱脈沖方波,這一方波在T1次級各繞組中感應出脈寬調制脈沖電流,經各自的整流濾波回路后,向微機負載提供±5V和±12V直流電壓。電路以+5V輸出電壓為反饋信號,送到控制組件取樣放大器的同相輸入端與基準電壓相比較,比較的誤差經放大后控制脈沖方波的寬度,從而調整+5V直流輸出的電壓值,達到穩壓的目的。為了使電源安全工作,一般設有過流、過壓保擴和市電欠壓保護等電路。
二、微機開關電源故障的檢測方法
微機開關電源的功率和負載電流較大,一旦出現故障,大多數情況會燒壞一些器件。為了避免產生新的故障,應快速定位并進而排除故障。可采用先冷態檢查,再熱態測試的方法進行故障檢測。
1.冷態檢查法
確定電源有故障后打開電源盒蓋,仔細觀察有無明顯損壞的元件。
首先查看保險絲,如保險管發黑、有亮斑,一般為嚴重短路故障,應著重檢查橋式整流電路中的二極管是否擊穿,高壓濾波電解電容是否擊穿,兩個功率開關管是否損壞;其次應查看有無焦黑、爆裂、變形變色元件,有無虛焊、斷線、短路等現象。
如無以上明顯現象,可用萬用表測量幾個關鍵點的電阻值,以確定故障部位。
①不接電源,用萬用表R×1K檔測量交流輸入兩端的電阻,可大致判斷出功率變換電路及其以前電路的元件損壞情況。測量輸入電路的電阻時,如表針先偏轉到幾十千歐的位置再慢慢退到200K左右,說明電路基本正常;如表針沒有先大后小的偏轉過程,則說明高壓濾波電解電容已無充放電能力;如測量時短路或電阻值很小,則可能是整流電路的二極管或濾波電容擊穿;如測得開路,則可能是保險管或限流電阻等斷開。
②測量高壓整流輸出兩端的正反向電阻,正向電阻應為300K左右,反向為幾十千歐,且應有較大的充電現象;測量開關管Q1、Q2各極間正反向電阻,阻值應分別相同,否則說明從高壓整流輸出到開關變壓器初級這部分電路有元件損壞。
③測量±5V、±12V輸出端的電阻應不為零,正反向電阻值應不同,否則說明開關變壓器次級某繞組及某路輸出電路有元件損壞。
2.熱態測試法
如上述檢查未發現損壞元件,則可通電測試電路幾個關鍵點的電壓值來診斷電源的故障。為防止空載引起過壓保護,可在+5V輸出端加一只5Ω/10W左右的電阻作為假負載。
①接通電源后測高壓整流輸出端正負極間的直流電壓,正常時為300V左右,C1、C2連接點及Q1、Q2連接點的電壓應為直流高壓的一半,約150V左右,否則說明高壓整流及以前的電路有元件損壞。
②通電后如直流高壓正常,則應測量低壓輸出的四組電壓(±5V和±12V)是否正常,如某組不正常則故障可能出在某組電路,應重點檢測其對應的電路。
③如各組輸出電路沒有損壞元件,檢測重點應放在TL494組件上,測量TL494各引腳的電壓值并與正常時的電壓值(如表1所示)相比較,根據比較結果,檢查相應的元件以及保護電路。
三、微機開關電源常見故障的維修及舉例
1.開關電源燒壞,保險絲熔斷
這類故障多為過流造成,故障部位一般在電源輸入部分,常見的有交流濾波電容或高壓濾波電容擊穿、整流二極管擊穿及功率開關管擊穿等。維修時可用前面介紹的冷態檢查法找出損壞的元件,更換后即可修復。
2.電源無輸出
這類故障先查看保險絲,若保險絲熔斷,則可用第一類故障處理方法,排除故障;如保險絲完好,則采用前面介紹的熱態測試法,檢測各處的電壓,以確定故障部位。常見的有:功率開關管損壞,控制組件損壞,低壓直流的整流二極管損壞,過流、過壓保護電路誤動作等。維修時先判斷功率開關管是否完好,各路低壓整流電路是否正常,如都正常,則可加電檢查功率開關管的基極是否有驅動脈沖,如沒有驅動脈沖,則檢查控制組件是否正常,一般先檢查控制組件的輔助電源,正常時為15V左右(TL494為9、10、12腳,SG3524為12、13、15腳);然后檢查定時元件應有鋸齒波產生(TL494為5腳,SG3524為7腳),再檢查控制保護腳(TL494為4腳應為0.25V,SG3524為9腳應為非零),如這幾個引腳電壓正常,則應在驅動脈沖輸出腳(TL494為8、11腳,SG3524為11、14腳)測得一對相位相反的方波脈沖,否則,控制組件損壞應更換。
3.電源電壓輸出不準確
電源電壓有輸出但不準確,這說明電源的輸入、整流、變換、輸出端的直流電壓基本是正常的,一般調整輸出電壓調節電位器就可把+5V等各檔電壓調到標準值,如調節失靈,則可能是電位器或取樣分壓電阻損壞。如果只有一組電壓偏離較大,而其它各組電壓正常,則是該組電壓的穩壓器或整流二極管損壞,換上相同類型的元件,即可排除故障。
4.電源帶負載能力差
電源只向系統板供電時正常,而接上硬盤等部件時,不能工作。這類故障一般發生在輸入整流后的濾波電容或+12V整流二極管元件上。維修時,在確認整流電路正常的情況下,測量濾波電容兩端的電壓,應各為150V左右,否則濾波電容有故障,更換電容即可排除故障。
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