开关电源常见故障分析方法

zmmdmn

1．假负载法

6 F6 p( V; O3 e8 M( _　　在维修开关电源时，为区分故障出在负载电路还是电源本身，经常需要断开主负载，并在开关电源主电压输出端加上假负载进行试机，如图4-1所示。之所以要接假负载，是因为开关管在截止期间，储存在开关变压器   绕组的能量要向二次侧释放，如果不接假负载，则开关变压器储存的能量无处释放，极易导致开关管击穿损坏。关于假负载，应根据开关电源的输出电压（或功率）的大小进行选择，一般而言，若输出电压在100V以上，应选择40～100W的灯泡或300Q左右的大功率电阻做假负载；若输出电压在30V以下，可选择汽车／摩托车上用的灯泡或600Ω～lkΩ大功率电阻做假负载。

　　另外需要说明的是，有些电子产品，其开关电源的直流电压输出端通过一个电阻接地，相当于接了一个假负载，因此，对于这种结构的开关电源，维修时不需要再接假负载。
9 L9 g; M: t5 e1 r5 m1 \) y
　　2．短路法
, H7 f1 i6 }0 t
　　并联型开关电源一般采用带光电耦合器的直接取样稳压控制电路，当输出电压高时，可采用短路法来区分故障范围。

　　短路检修法的过程是：先短路光电耦合器的光敏接收管的两脚，相当于减小了光敏接收管的内阻，测主电压仍未变化，则说明故障在光电耦合器之后（开关变压器的   电路一侧）。反之，故障在光电耦合器之前的电路。

　　需要说明的是，短路法应在熟悉电路的基础上有针对性地进行，不能盲目短路，以免将故障扩大。另外，从检修的安全角度考虑，短路之前，应断开负载电路。
+ o8 x, C, k) P1 Y& K$ U3 J
$ C% \; [+ M, V$ o, i　　3．串联灯泡法
+ |9 F1 r3 w2 ~* Y3 O! ^
　　所谓串联灯泡法，就是取掉输入回路的保险丝（熔断器），用一个60W/220V的灯泡串在保险丝两端。当通入交流电后，如灯泡很亮，则说明电路有短路现象。由于灯泡有一定的阻值，如60W/220V的灯泡，其阻值约为500Ω（指热阻），所以起到一定的限流作用。这样，一方面能直观地通过灯泡的明亮度来大致判断电路的故障；另一方面，由于灯泡的限流作用，不至于立即使已有短路的电路烧坏元器件。直至排除短路故障后，灯泡的亮度自然会变暗，   再取掉灯泡，换上保险丝。

! C+ f; r+ W+ K( y3 a　　4．代换法
) D; r0 v9 i" f& J1 V& O
　　代换法分为元器件级代换和板级代换。

; f. ?$ v0 t1 n7 I: g4 V6 K8 B　　元器件级代换是指用正常的元器件代换怀疑的元器件，若代换后开关电源工作正常，说明被代换的元器件损坏。在开关电源中，有些元器件可用万用表直接判断出其是否正常，如电阻；有些则不好判断，如电源控制芯片。因此，对于不易判断的元器件，若维修中怀疑其有问题，建议使用正确的元器件进行代换，以提高维修效率。
% Y9 [( @0 a0 ^  Q7 S
( j% {% S* L7 g　　板级代换是指对整机开关电源或电源电路的一部分电路进行整体代换。这种维修方法主要用于开关电源出现大面积元器件烧坏或开关电源出现疑难故障时的维修。这种维修方法的特点是：故障排除彻底，维修效率高，但造价相对也较高。

　　检修电源的方法还有许多，如示波器法、加热冷却法、人工干预法等，这里不再一一介绍。

　　开关电源常见故障维修
7 A' h# n  j4 c% k' G2 S: F) L* U
　　1．保险丝或保险管烧断
5 A1 i4 [/ _* v$ }8 F; S& M
! Y7 ?  T( e% o2 {6 j& L% U　　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或保险管烧断、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裉容易和保险丝或保险管一起烧坏。

2 H/ i% s$ d: ?- H# b  T　　2．无输出，但保险丝或保险管正常

　　这种现象说明开关电源未工作，或者工作后进入了保护状态。首先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，此时如电源控制芯片正常，则经上述检查可很快查到故障。若有启动电压，则测量控制芯片的驱动输出脚（厚膜电路没有驱动输出脚）在开机瞬间是否有高低电平的跳变。若无跳变，说明控制芯片损坏、外围振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。

　　3．有输出电压，但输出电压过高
* o4 k8 B9 e: t: E9 Z
  G& s  H* ^& f, M, u　　这种故障往往来自于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（如TL431）、光电耦合器和电源控制芯片等电路共同构成了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。
, P2 V9 ^  X$ E
　　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，说明输出电压过高。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为常见。
6 O! \: F7 _( X, S' n/ G6 o; M. V
. m3 B, f" T3 C+ |* {( }2 `% z　　4．输出电压过低
7 S. g0 f3 J8 X- T5 Z+ S. x7 y; E
　　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。
" w7 \2 d+ m# i3 [
  O( n2 q0 h9 L3 e: }! g2 v9 I1 _　　①开关电源负载有短路故障。此时，应断开开关电源电路的所有负载，以区分是开关电源电路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，说明开关电源电路有故障。

* u8 G+ H4 A9 N  C3 h8 P/ i　　②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。
3 ~' s* v- @8 C( W7 c
　　③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。

, M7 f5 l3 H2 _# h　　④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从而屡损开关管。

+ u- M( b  g2 A6 Q8 ?4 n# s+ N　　⑤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。
  E. D$ Q& O: ]' |0 ^6 B* Z4 F
　　损开关管故障的维修

& I, |3 F$ D4 {2 Z" p1 a& ?+ e　　屡损电源开关管（或厚膜电路，厚膜电路内含开关管）是开关电源电路维修的重点和难点，下面作一系统分析。
  L7 i5 x1 k( ?: @2 ~
# s( J7 \1 _" Z* I" o' s　　开关管是开关电源的   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，往往并不是换上新管就可以排除故障，甚至还会损坏新管，对于这种屡损开关管的故障排除起来是较为麻烦的，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原因。
2 y+ ~( S: h; V, f- ~' k$ c
" I9 U1 ^2 F! k! _0 G　　1．开关管过压损坏
8 D6 [" k- ]5 Z( z, w  n
; Y* W8 c) F% m8 `) _　　①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。

& _8 X, S/ o) l+ o3 B　　②稳压电路有问题，使开关电源输出电压升高的同时，开关变压器各绕组产生的感应电压幅度大，在其   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D-S的耐压值，会损坏开关管。

7 u* B# U0 f. R; n$ H) D( M" E　　③开关管漏极D保护电路（尖峰脉冲吸收电路）有问题，不能将开关管漏极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。

　　④大滤波电容（300V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

! ?7 d; a( t+ I% G　　①开关管散热片过小或固定不牢。
+ W% t; m# m/ n5 L
　　②开关电源负载过重，造成开关管导通时间延长而损坏开关管。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。

6 u& ^; |2 P- p* M" J* J% s9 j" l　　③开关变压器匝间短路。

( ], ^- I) m0 a　　3．开关管功耗大损坏
5 C. Q9 ^" u) Q- r- P
0 }; a1 w0 u8 c: U: M1 P　　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（基）极的波形发生畸变造成的。
+ Z8 w; a2 C- e' s
! B7 ?4 S6 u, P" X　　4．开关管本身有质量问题
7 l5 `3 i0 t+ U/ n  C2 M9 E# F
2 h3 g, q- J5 n+ f# q0 k2 }　　市售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。
. \' z/ n2 i# `, o9 l0 l4 h- [3 f
　　5．开关管代换不当

  _8 R( x1 n# g0 F: f　　开关电源的场效应开关管功率一般较大，不能用功率小、耐压低的场效应管进行代换，否则极易损坏。也不能用BU508A、2SD1403等三极管进行代换，实验发现，代换后电源虽可工作，但通电几分钟三极管即过热，会引起屡损开关管的故障

9 ?9 z$ e' z& L0 j6 N2 Q

reasonant-j

一般而言，若输出电压在100V以上，应选择40～100W的灯泡或300Q左右的大功率电阻做假负载