开关电源工作原理范文

开关电源工作原理范文第1篇

[关键词]液晶彩电；开关电源；工作原理；检修技术

中图分类号：TM30 文献标识码：A 文章编号：1006-0278（2013）03-132-03

电源电路是液晶彩电重要的电路组成部分，其主要作用是为液晶彩电提供各种稳定的直流电压。开关电源分为串联型开关电源和并联型开关电源，液晶彩电的开关电源电路采用的均是并联型开关电源。

一、液晶彩电开关电源的工作原理

（一）液晶彩电的开关电源组成

液晶彩电的开关电源主要由过流过压保护电路、抗干扰电路、整流滤波电路、PFC（功率因数校正）电路、主开关电源电路、副开关电源电路及其它一些辅助电路等组成。液晶彩电开关电源组成框图如图1。

接通220V电源后副电源先工作，输出+5V电压给数字板上的微处理器（CPU），整机进入待机状态。当操作本机面板或遥控器上的开机键后，微处理器（CPU）输出开机电平，功率因数校正（PFC）电路与主开关电源电路工作，整机进入正常工作状态。值得一提的是，在部分液晶彩电中，CPU输出开机电平后，电源板上的PFC电路先工作，将+300V脉动直流电压转换成正常的直流电压（+380V左右）后，这时主开关电源的脉宽振荡器才开始工作，主开关变压器次级输出+12V、+24V电压。也就是说，在这类开关电源中，若PFC电路不工作，则主开关电源无输出。下面对各部分电路的作用及特点作一介绍。

1.过流过压保护电路

当电路有过流或过压时，保险管烧断，断开电源，保护电路元件。

2.交流抗干扰电路

交流抗干扰电路的作用有以下两个：一是滤除交流220V市电网中的高频干扰，以防影响液晶彩电的正常工作；二是滤除开关电源自身工作时产生的干扰信号，以防污染市电网，从而干扰其他电路和电器。该电路位于市电的输入处，其特征元件是电感与电容。

3.+300V整流电路

在液晶彩电中，+300V整流电路的作用是将交流市电变换成脉动直流电，其整流方式通常采用全桥整流。由于该电路后接功率因数校正（PFC）电路，故+300V整流后的滤波电容容量较小，通常采用0.1uF-0.47uF/450V的绦纶电容。

4.主开关电源电路

主开关电源的作用是输出+12V、+24V等电压，供给信号处理板及背光灯驱动板。这部分电路通常以一块PWM调控芯片为中心组成，其特征元件是开关变压器与输出电压整流滤波元件。值得一提的是：由于+24V或+12V的输出电流较大，故对整流二极管要求较高，一般采用低压差的大功率肖特基二极管，不能换用普通的整流二极管。

5.副开关电源电路

副开关电源的作用是输出+5V电压供给CPU。由于该电路的输出功率较小，只要接通电源，该部分电路即进入工作状态。

6.功率因数校正（PFC）电路

功率因数校正（PFC）电路的作用是将供电电压和电流的相位校正为同相位，提高功率因数，并将市电整流后的电压提升到约380V。

（二）液晶彩电开关电源工作原理分析

下面以TCLLCD3726液晶彩电的开关电源工作原理为例进行分析。该电源主要由抗干扰电路、桥式整流电路、滤波电路、PFC（功率因数校正）电路和开关稳压电路等电路组成。电路框图如图2。该开关电源的优点是工作范围宽、功耗低。效率达到98%以上，并且具有过流、过热、过压等完善的保护功能。

TCL LCD3726液晶彩电的开关电源电路原理图如附录所示。

从原理图看电路主要由三部分组成：一是以驱动控制电路IC6（NCP1377）和大功率MOSFET开关管Q5为核心的副电源，为主板提供+12V电压，降压后向微处理器控制系统提供+5V电源，同时为开关电路提供VCC（+15V）电压；二是该机主开关电源主要由开关电源控制芯片IC2（NCP1217）、MOSFET场效应开关管Q2、开关变压器T1、光耦IC3、精密基准电源IC4、待机、开机控制管Q4、Q12、IC5等组成，为主板提供+24V电压；三是以IC1（NCPl650）、MOSFET场效应管01等组成的功率因数校正（PFC）电路，将+300V电压提升到约+400V。

开机后，交流220V电压通过电源线接到保险管F1及由CX1、LF1、CX2、LF2等组成的抗干扰电路把供电电路引入的各种电磁干扰抑制掉，消除电网电压中的高频干扰脉冲；再经BD1、C1、C2、C3等组成的桥式整流电路整流滤波输出约300V直流电压。

整流滤波后约300V的直流电压分四路：第一路通过开关变压器T1初级绕组加至场效应管Q2漏极D上，为该管提供工作电源；第二路经过D3加在主开关电源控制器IC2（NCPl217）的⑧脚，给IC2提供启动电压，经集成块内部电路到⑥脚给电容C21充电，当充电到12.5V时，IC2开始启动，IC2进入正常的工作状态，连接⑧脚和⑥脚的内部电路断开，C2通过IC2内部电路进行放电，同时IC2⑤脚输出驱动信号，使Q2导通；第三路通过开关变压器T2初级绕组加至场效应管Q5漏极D上，为该管提供工作电源；第四路经过D11加在副开关电源控制器IC6（NCPl377）的⑧脚，给IC6提供启动电压，经IC6内部的恒流源给C34充电，当C34电压达到12.5V左右时，IC6开始启动，连接⑧脚和⑥脚的内部电路断开，C34开始通过IC6内部电路进行放电，同时IC6⑤脚输出驱动信号，经R40加到开关管Q5的栅极G，控制Q5的工作状态（导通或截止）。Q5工作后漏极电流产生变化，T2辅助绕组上感应电压，经D3整流、C34滤波、ZD5稳压后得VCC（15V）电压给IC6供电，IC6正常工作。T2次级产生的+12V电压，在主板降压后得到+5V电压为控制系统供电。此时开关机电路将主电源IC2（NCP1217）的②脚电压拉低而停止工作；二次开机后开关机控制电路解除对IC2②脚的控制，主电源启动工作，为主板提供+24V电压，同时，还为PFC校正电路ICl提供VCC供电，PFC校正电路启动工作，将+300V提升到+400V，整机进入开机状态。

主开关电源稳压电路由IC3、IC4等元件组成，当+24V电压上升时，IC3的导通电流变大，IC2②脚电压降低，IC2⑤脚输出激励脉冲电压宽度变窄，使主开关管Q2导通时间变短，+24V电压下降；当+24V电压下降时，IC3的导通电流变小，IC2②脚电压升高，IC2⑤脚输出激励脉冲电压宽度变宽，使主开关管Q2导通时间变长，+24V电压上升。

主开关电源过流保护电路由开关管Q2的源极（s极）电阻R20、取样电阻R17、滤波电容C22、IC2的③脚电流检测端组成。当流过Q2的电流增大时，R20上的电压随之增大，加到IC2③脚的电压亦增大，当该脚电压增大到阀值电压时，IC2关断⑤脚输出，Q2截止，开关变压器T1停止输出24V电压。

主开关电源过压保护电路设在开关电源的二次侧，由取样电路的稳压管ZD2、ZD3和Q3、IC3等元件组成，配合稳压控制电路，对一次侧驱动块在电路IC2进行控制。当电路有过压时，ZD2、ZD3被击穿导通，Q3导通，IC3导通使IC2②脚电压降低，IC2⑤脚没有激励电压输出，主开关管Q2停止工作，从而达到过压保护的目的。

副开关电源稳压电路由IC7、IC8等元件组成，当+12V电压上升时，IC8的导通电流变大，IC6②脚电压降低，IC6⑤脚输出激励脉冲电压宽度变窄，使副开关管Q5导通时间变短，+12V电压下降；当+12V电压下降时，IC8的导通电流变小，IC6②脚电压升高，IC6⑤脚输出激励脉冲电压宽度变宽，使副开关管Q6导通时间变长，+12V电压上升。

副开关电源过流保护电路由开关管Q5的源极（s极）电阻R39、取样电阻R42、滤波电容C32、IC6的③脚电流检测端组成。当因某种原因使流过开关管Q5的源极（s极）电阻R39的电流增大时，压降会升高，经R42使IC6的③脚电压上升，当该脚电压上升到阀值电压时，IC6将关断⑤脚输出，Q5截止，开关变压器T2停止输出12V电压。

副开关电源过压保护电路由开关变压器T2的一组二次绕组、限流电阻R35、滤波电容C31、IC6的①脚过电压检测端等构成，当输入T2的电压过大时，T2绕组也感应出过大的电压，经R35送到IC6的①脚，当检测电路检测到①脚电压超过额定数值7.2V时，IC6⑤脚停止输出驱动脉冲，使Q5截止，T2停止输出电压，从而起到保护作用。

二、液晶彩电开关电源电路的检修技术

（一）液晶彩电开关电源电路的检修方法

为提高液晶彩电维修的速度，下面简单谈一谈维修时常用的方法：

1.直观检测法

直观检测法是指检修人员通过视觉、听觉、嗅觉、触觉和经验找出故障的一种方法。首先了解电视机引起故障的原因和故障现象，初步判断故障部位；然后开机壳采取针对性的检查，如看电源线有无断线，印制板有无裂纹，铜箔有无断裂，元器件有无烧坏的痕迹。通电后看机内有无异常，若有应立即切断电源进行检查。

2.测电压法

电压检测法是通过测量电路或元器件的工作电压，并与正常值进行比较分析，判断故障的一种方法。主要测试电路的关键点电压、晶体管的各极工作电压以及集成电路各脚电压。因为这些电压是判断电路、晶体管或集成电路工作状态是否正常的重要依据。将测得的电压数据与正常工作电压进行比较，判断故障电路或故障元件。一般来说，电压变化大的地方，就是故障所在的部位。

3.测电阻法

指用万用表电阻挡测量集成电路、晶体管各脚或电路中某点对地电阻值，以及各元器件自身电阻值来判断部位的一种方法。它是检修电视机最基本的方法之一，对检测开路或短路性故障和驱动故障元件最有效。实际使用测电阻法时，由两种方法，即“在路”电阻检测法和“开路”电阻检测法。使用测电阻法时应注意以下两点：

（1）在路测量晶体管或集成电路对地电阻值时，因为晶体管或集成电路内部的PN结正向和反向电阻值的不同造成万用表红、黑表笔交替接地时所测量的电阻值不同。指针万用表测量时红表笔接地时测得的电阻值为正向电阻，黑表笔接地时测得的电阻值为反向电阻；数字万用表测量时黑表笔接地时测得的电阻值为正向电阻，红表笔接地时测得的电阻值为反向电阻。

（2）在路测量某一元件两端的阻值时，应认真分析和充分考虑电路其他元器件与被测元器件的串、并联的影响。

4.元件代替法

指用规格相同性能良好的元件，代替故障机上某个被怀疑而又不便测量的元器件来检查故障的一种方法。如果将某个元器件替换后，故障消除了，则证明原怀疑的元件确实坏了；否则，说明怀疑有误，此法应用比较普遍。

5.假负载法

在维修开关电源时，为区分故障是出在负载电路还是电源本身，经常需要断开负载，并在电源主输出端（一般为12V；24V）加上假负载进行试机。假负载一般选取（30～60W）/12V的灯泡，根据灯泡是否发光和发光的亮度，可知电源是否有电压输出及输出电压的高低，优点是直观方便。

（二）故障检修实例

检修实例1：

故障现象：开机三无（无光栅、无图像、无伴音）、电源指示灯不亮

故障分析：开机三无（无光栅、无图像、无伴音）、电源指示灯不亮，首先观察保险是否烧断，如果烧断（严重变黑），说明电路由严重短路故障，应重点检查压敏电阻ZV1、抗干扰电容CX1、CX2、整流桥BDl、滤波电容C1、C2、C3、C16、C17、功率因数校正场效应管Q1有无击穿短路，若上述元件都正常，则检查场效应管Q2、Q5是否击穿，如果Q2击穿还应检查变压器反峰吸收电路D4、C19等元件。如果保险管未烧断，应检查副开关电源电路。

故障检修：打开机壳，观察保险已烧断（严重变黑），用万用表的电压档测量PFC输出端已无电压，关机后用电阻挡测其对地正反向电阻值约为0Ω，说明有元件击穿短路。把滤波电容C16、C17焊出测量均正常，把场效应管Q2焊出测量S、D极之间的正反向电阻值均为OQ，说明Q2已击穿。把C19、R16、D4焊出检测均正常。

处理方法：更换同型号的场效应管Q2、保险管，开机工作正常。

检修实例2：

故障现象：开机三无（无光栅、无图像、无伴音）、电源指示灯亮

故障分析：开机三无（无光栅、无图像、无伴音）、电源指示灯亮，说明副开关电源已工作，故障在主电源、主电路板或逆变器电路。测量+24V电压是否正常，若+24V无输出，先测量IC2（NCPl217）的⑧脚是否有启动电压，测量开关机控制电路012的集电极电压是否为5V，是则查IC2（NCPl217）及其外部元件是否正常，否则检查开关机控制电路的Q4、Q12。+24V正常则检查主电路或逆变器电路。

故障检修：开机，用万用表的电压档测量+24V电压为0V，测量IC2（NCPl217）的⑧脚电压约为+380V，测量IC2（NCPl217）的②脚电压约为0V，测量待机控制P-ON端电压为高电平，测量Q4的c极电压约为0.03V，测量012的C极电压约为0V。关机，用万用表电阻挡测量012的C-E极在路正反向电阻值接近0Q，把012焊出测量其内部电阻接近0Q，说明Q12已击穿。

处理方法：更换同型号Q12，故障排除。

三、结束语

开关电源工作原理范文第2篇

1．开关电源的基本工作原理

开关电源的结构框图如图1。由对输出电压“取样”，并对基准源进行“比较”后控制“调整管”或“开关管”，此时开关电源的“开关管”相当于一个开关，开通时间由比较结果而定；当开关电源输出的电压太低时，通过“比较放大”控制“开关时间控制电路”使“开关管”开通时间变长，从而使输出的电压提升。

开关电源的核心部分是“开关管”和“变换器”组成的开关式直流-直流变换器。它把直流电压Ui（一般由输入市电经整流、滤波后获得）经开关管后变为有一定占空比的脉冲电压Ua，然后经整流滤波后得到输出的电压Uo。

2．大宇DVD的开关电源电路

图2所示是大宇DVD电源电路的实物图。图中右上角输入220V交流市电，先经电源滤波电路后用右下角的二极管进行整流，再经大电容滤波后输出直流。由于是对220V交流信号进行整流滤波，所以二极管的耐压值要高，而电容的容量也要大，所以实物图中右下角的电容体积很大。整流滤波后得到的直流信号再经右边居中的开关电源IC转换成高频的交流信号，再经变压器耦合输出各路低电压的交流信号。由于变压器是工作在高频状态，所以其体积较小。耦合输出的各组交流信号经左边的二极管整流、电容滤波和三极管稳压或三端稳压电源稳压后输出各部分电路工作所需的直流电压。此电路由于采用了变压器并联耦合，而且比较放大电路反馈回脉冲调宽电路是利用光耦器件，即用光信号来传递信息，输入端与输出之间实现绝缘，是冷底盘机，其防触电的警告标志仅在电路板的右边。光耦跨接在有警告标志和无警告标志部分，起到传递信号而又能隔离前后级地线的作用。这种机型在维修主电路板时，由于主电路板与大地不相连，通常比较安全。但在测量后级电压时，不能使用前级的地线，否则所测电压将全部为0V。

图3所示是大宇DVD的电源电路原理图。大宇DVD所用的电源IC为专用开关电源集成电路VIPER22A，图4是其外引脚图，图中，第1、2脚SOURCE是内部场效应管源极的表示，在使用中通常接地，3脚FB是取样电压输入端，4脚VDD是供电电压端，第5、6、7、8脚的DRAIN表示接通内部场效应管的栅极。图5是其内部结构图。

220V的交流电源经开关输入后，经四个二极管构成的桥式整流电路整流、C1滤波后输出一个300V左右的直流信号。由于VIPER22A处于工作状态，在其内部场效应管截止时，会在变压器初级(L左1)两端产生大于300V的电压，利用R1、C2和D5构成防冲激电路，使其电压有一个释放回路，以免激穿VIPER22A内部场效应管。

从图5所示VIPER22A的内部结构可知，它与其它开关电源存在一些不同。开机后，300V的直流电压从DRAIN（漏极）脚进入集成电路，经整流和稳压后供给开关电源IC工作，从而使这个电路工作时不需要外接启动电阻。即使Vdd供电电路不正常，电源电路的振荡电路仍能起振，而且电路有输出电压。用这种专用电源IC的DVD机电源有故障时，故障现象和其他开关电源的故障有所不同，其他开关电源通常无Vdd时，电源电路中的振荡电路不起振，会出现无输出的故障现象。

电路工作正常时，开机后，在Vdd正常前，由芯片内部自身供电，经过很短时间后，Vdd供电电源正常，此时，利用门电路控制开关电路（ON/OFF）断开从栅极输入的供电回路。VIPER22A有过热、过压保护功能。Vdd从4脚输入后，首先送入比较器，一旦输入Vdd大于42V，则触发器（FF1）输出一个置位信号1使控制振荡电路工作的触发器（FF2）输出为0，锁住U2，振荡信号无法输出，即开关管不工作。当输入电压小于14.5V时，U3也将输出一个复位脉冲，使开关管不工作。当电路过热时，R1为1，将FF2置0，开关管不工作。当供电电压Vdd在正常范围时，FB所得的取样电压与基准电压0.23V相比较，用其比较结果去控制FF2的转换频率，从而控制开关管的状态转换，实现控制输出电压，达到稳压的功能。该集成电路芯片内部包含60kHz的振荡电路，其电路相当简单。

下面，为分析方便，把电源变压器左边的两组线圈从上到下定义为L左1、L左2。右边的线圈从上到下定义为L右1、L右2、L右3。

图3中，L左2互感产生的交流脉冲电压经D6整流、R2限流和C3和C6滤波后作为开关芯片的供电电压。由于VIPER22A的特殊结构，如无Vdd时可实现内部供电，所以R2即使击穿开路，仍有电压输出，但不正常，故障表现为开机后开关指示灯和出/入盘指示灯闪烁。

同时，Vdd也为取样回路中的光耦的接收部分供电。L右3感应到的脉冲电压经D8整流，电感L6、电容C12、C13、C14滤波后，输出+5V电压供解压板、DSP处理及其它小信号处理芯片使用。+5V电压同时经稳压管Z2后给光耦电路发射部分供电，通过光耦的接收部分接收到的光作为取样信号，从VIPER22的3脚FB输入到芯片，从而去控制开关管的开关频率，控制电源电压的稳定，起到稳压的作用。该种电源电路由于前后级是通过光耦进行互相控制，前后级不共地，称为冷底盘机，这种机器由于后级主电路板与市电不相连，维修时比较安全。维修时测量后级的电压，一定不能用前级的接地点，否则所测电压始终为0V。

同时，变压器电感线圈L右3另一端经D7整流C10滤波后输出+12V的电压供电机驱动和音频功率放大电路使用。这组电源的故障，主要表现为DVD机有图像无声音，或者是进给电机、主轴电机或出入盘电机不工作。

变压器电感线圈L右2上端经D10整流、C15滤波后输出-21V的电压供荧光屏的阴极使用。同时，经R4降压、-12V稳压管Z1稳压和C17滤波后输出-12V的电压供需要双电源供电的功率放大电路使用。

开关电源工作原理范文第3篇

关键词：液晶显示器; 开关电源; 工作原理; 检修实例

Abstract: this paper of LCD switching power supply work principle, the breakdown maintenance is expounded, etc., the paper SG6841 chip switching power supply/repair process. In line with the use of modern instruments, the comprehensive analysis and value method of repair skills concept, the reference of various kinds of liquid crystal displays of switch power supply difficult-disease maintenance examples, this paper summarizes the accumulate experience, and extrapolate, on fast rule out circuit fault put forward new methods, liquid crystal display overhaul of switch power supply work efficient and accurate.

Keywords: LCD monitor; Switch power source; Working principle; Maintenance example

中图分类号：TN141文献标识码： A 文章编号：

开关电源是现时电子产品广泛使用的一种电源电路，它具有效率高、体积小、保护功能强大和抗干扰能力强等特点，液晶显示器电源几乎全使用开关电源方式。它的作用是把交流220V电压转换成液晶显示器工作所需的各种不同的直流电压，直流电压精度和稳定性将会影响显示器的正常工作。

液晶显示器开关电源与传统CRT显示器开关电源工作原理大同小异，但电路结构和特点有区别。早期的PWM 芯片大多采用UC384X系列（如UC3842、UC3843），因新产品体积越来越小及环保和安规要求越来越严格，出现了384XG及684X等具有Green Function的IC。Green Function为环保功能的意思，要求是在满载70W以下的电源产品，当负载没有输出功率的情况下，输入电源正常供应时电路消耗功率必需小于1W以下。

液晶显示器电源电路形式多样，所用控制芯片各具特点。下面以使用广泛的SG6841芯片的开关电源为例，介绍其工作原理、阐述其故障排除方法。

一、SG6841芯片的工作原理

SG6841是一款高性能固定频率电流模式控制芯片，属于电流型单端PWM调制器，具有性能优良、价格低廉等优点，可精确控制占空比，拥有低待机功耗和众多保护功能。但其控制电路和保护电路比较复杂, 在实际应用中容易发生故障，各部分电路互相牵连,给检修故障带来一定的难度。SG6841内部结构如图1所示，引脚功能见表1。

图 1 SG6841内部结构电路图

表 1SG6841引 脚 功 能

脚号 名称 功 能 典型电压值( V )

1 GND 接地端 0

2 FB 反馈端，控制PWM占空比 1.8

3 VIN 启动电流输入，提供一开始电压 20

4 RI PWM频率设定，外接电阻可改变PWM频率 1.3

5 RT 温度和过压保护端，外接保护检测回路 4.7

6 SENSE 过流保护端，超过阀值时芯片停止输出 0

7 VDD 电源端 （工作电压） 17.5

8 GATE PWM驱动脉冲输出端，图腾柱式输出 1.5

由SG6841构成的典型电路如图2所示，该图是优派 VE710S/B 液晶显示器电源电路。在实际使用中，SG6841容易被静电损坏，维修时应引起重视。

1．启动过程

输入220V交流电经保险F901、负温度系数热敏电阻NR901、互感滤波器L902后，再经BD901整流、C905滤波，在C905端形成300V左右的直流电压。电压由R906、R907送至SG6841的3脚，由于3脚外部接有VD904、VZD905等元件，故3脚电压最高能达到20V左右。3脚电压经内部电阻对7脚外接电容C907、C908充电，使7脚电压上升，当7脚电压达到16V时，内部电路启动，从8脚输出驱动脉冲，开关管VT903进入开关工作状态。启动后，变压器L2绕组的脉冲电压经R908限流、VD902整流，C907、C908滤波后，得到12V直流电压供给7脚作为SG6841供电电压。

SG6841具备绿色工作模式，振荡频率随输出功率增大而增大，最后达到设置值。在待机时由于轻载运行，内部控制器会使振荡器振荡频率较低，工作于绿色模式，功耗在0.5W左右。开机时负载增加，此时振荡频率提高至设置值。两种状态之间转换依靠2 脚、6脚电压和内部电路来完成。

2．输出电压

电路工作后，变压器L1绕组上产生脉冲电压，次级绕组感应出脉冲电压。L4绕组上脉冲电压经VD912整流，C925、L904、C926滤波后，得到+5V的直流电压，该电压分成两路经接插件CN102送至主板供电。L3绕组与L4绕组串联后输出脉冲电压经VD910整流，C922、L903、C924滤波后，得到+12V直流电压，分别给逆变器和主板供电。

3．稳压过程

稳压主取样点设在+5V输出端，辅助取样点设在+12V输出端。当电压上升或者负载变轻等引起各路输出电压上升时，+5V电压上升，经R925、R926分压后，送至IC903（THL431）控制脚的电压上升，使得IC902 内部发光二极管发光增强，光电三极管内阻变小，SG6841的2脚电压下降， 8脚输出脉冲宽度变窄，VT903饱和时间缩短，电源输出电压下降，通过调整开关脉冲占空比来实现稳压控制，当电源各路输出电压下降时，稳压过程与上述相反。

当+12V和+5V分别超过12.2V和5.1V时，VZD902、VZD903导通，通过R927送到IC903控制端，同样使得输出电压降低。由于采用双取样回路，稳压回路的调节力度加强，提高稳压精度。

4．保护电路

（1）尖峰保护

开关电源工作原理范文第4篇

【关键词】医疗设备；开关电源；维修技术

想要进行医疗设备开关电源维修，就必须了解与掌握开关电源的工作原理，理解电路图，将开关电源按照功能分解为：取样稳压电路、整流滤波电路、保护电路、脉冲激励电路等，然后将开关电源的基本框图当做维修时的参考，进行故障原因的分析，准确的判断出故障的位置，并采取一定的措施将其解决。

1 工作原理

虽然医疗设备开关电源种类众多，但是其基本的工作原理相同，通过电源开关管的截止与导通，通过感性储能元件中的动脉电流经过耦合，再由脉冲进行整流滤波与稳压，通过将其转变为适当的脉动电压，输出300V的直流电。按照开关电源的开关管的组合类型，可分为推挽式、单端式；按照负载的连接方式与储能电感，分为变压器耦合型、并联型、串联型；按照开关电源的稳压类型，可分为频率控制式、脉冲宽度控制式；按照激励脉冲产生的方式，可分为它激式与自激式。用光电耦合器件调节稳压电路环节，用隔离变压器耦合型调节主电源电路，实现电源地与设备地的完全隔离。

2 医疗设备开关电源维修技术

2.1 PWMIC电路故障维修技术

在医疗设备开关电源中的开关管组与电源控制芯片的应用非常广泛，甚至出现多处共用一个电源的情况。PWM稳流或稳压电源的工作原理是在外接负载、内部参数、输入电压变化的时候，控制电路能够对基准信号与被控信号之间的差值进行判断，调节电路开关器件的导通脉冲宽度，产生闭环反馈，PWM开关的频率通常是一定的，能够实现控制信号形成多环、双环、单环的反馈系统，完成开关电源与输出电流或电压的控制信号稳定。同时，能够实现一些附带抗偏磁、过流保护以及均流保护，达到输出额定功率、稳压、稳流的目的。

在进行开关电源维修的时候，如果开关管与整流滤波电路的运行正常，一般对PWMIC以及周围的电路情况进行检测，PWMIC通常都是存在电流检测、驱动脉冲、取样调整电路、IC供电、基准电压等，通过测量主电源的电阻（启动电阻），如果该电阻变小或者断路，提供给IC正常的供电，正常的启动电源，反之电源则不能启动。

实例：某HF51-2A高频X线机开机不自检，并且机器不启动也没有任何报警提示。维修技术：通过检查380V电压，测得世界的电压为410V，主机与床分开两路控制点，透视床能够在床边进行控制起卧等操作。通过对设备图纸进行分析，显示HTCPU的控制电压是受HF5001的PP4接线端子控制的，在FH5001板上借测得知保险F1、F2运行正常，监测电压没有出现±12，而是为+10V、+24V。再通过检测得知PP5没有电压输入，检查SW1模块上检测AC电压为240V，但是其输出电压只有+10V，其他的电路没有相应的电压输入或输出。再检测T1变压器，T1变压器两个短没有电阻，并且T1变压器与K继电器脚板之间存在烧黑的现象，这时候替换线路板上的K继电器与T1变压器，安装完成后，重新输入±12V的电压，再开机后机器的开机、自检等运行恢复正常。

2.2 光电耦合器故障维修技术

光耦合器是在以光为介质传输电信号的期间，当有电信号驶入的时候，通过二极管发光，光敏半导体接受光信号从而产出电信号，完成“电-光-电”之间的转换。通过利用现行光耦合器能够形成光耦反馈电路，通过调控电流的大小改变占空比，能够实现稳压的目的。此外，光耦合器具有传输效率高、使用寿命长、抗干扰能力强等方面的优点，致使其被广泛的应用在固态继电器、脉冲放大、开关电路、信号隔离等电路中。

实例：Philips BV25 X线机的开关电源，经常因为光耦合器的性能问题出现无法开机的情况。可控光耦（4N25）B1-B6与可控硅V1-V3出现问题，都会导致开关机失败，因此应该拆下V3进行测量，很容易因此误判。通过接入220V电压后，变压器提供一组25V与数组7V的电源，25V整流稳定后相电源控制板提供稳定的+15V电压，7V则提供给所有的光耦合器。如果此时电源板上的H1显示为绿灯，说明电路运行正常，反之则显示不正常，然后通过更换SSR内的光耦合器后，就能实现Philips BV25 X线机的正常工作。

2.3 输入电路故障

医疗设备开关电源通常会遇到交流干扰、熔断丝、开关干扰电路引起的线路故障，其中熔断丝的损坏应该检查负载是否短路后，再换上相同电流载荷的熔断丝，通过检测总输入电流是否符合相关规定后才算排除线路故障，开关损坏则可以采用直接更换的方法，交流抗干扰故障通常是由电容器长时间使用而导致的线路问题。在输入电路的电压过大的时候，由于开关电源的电路通常是由整流加电容器滤波电路设计的，并且电容器上的起始电压为零，这样由于瞬间的增大电流，很容易形成瞬间冲击电流，导致线路出现故障。软启动电路的开关电源是保护电路的一种，常见的软启动电路有SCR-R电路、电阻与继电器组成的电路、热敏电阻防冲击电流电路、零触发的双向可控硅与光耦可控硅组成的电路、采用定时触发器与限流电阻的电路等。其中热敏电阻防冲击电流电路的工作原理：热敏电阻通常分为负温度系数热敏电阻与正温度系数热敏电阻，当有过大的电流通过时，NTC热敏电阻在接通电源的时候，能够瞬间增大阻值，起到限流的作用；PTC热敏电阻自身产生的热量能够迅速的增加自身的组织，起到限流的作用。输液泵以及一些小功率的医疗设备电源通常采用NTC热敏电阻或PTC电阻限流电路，但是其很容易被强电流或者雷电损坏，出现熔断丝始终处于烧断的状态，引起NTC热敏电阻的开路，致使电源无法输入至设备中。

2.4 其他电源部件故障

在进行医疗设备故障维修的过程中，通常会遇到一些非电子元件损坏的情况，如电源灰尘过多、线路板部分隐蔽性不好、电容器电容降低、风扇控制电路故障、散热不好出现的电源不稳定等引起的电源停振等。这些问题通常具有不确定性，因此在维修的过程中，通常采用排除法或者替换法，并且应该先对设备用大功率冷风机或者吸尘器进行灰尘的处理。在进行大风量电扇的电源进行维修的时候，应该检查风扇的转速，尤其是带速度检测或者带转速控制的风扇，应该采用替换法进行检测。

3 结语

医疗设备的开关电源故障占医疗设备故障的55%以上，因此掌握开关电源的故障维修技术是所有临床医学人员的职责。文章对医疗设备开关电源的几种维修技术进行了讨论，并且结合实际案例，旨在为医疗设备的开关电源维修贡献自己的一份力量。

参考文献：

[1]范开洲.医疗设备开关电源维修技术的探讨[J].中国医疗设备，2011（7）.

[2]肖平.医疗设备开关电源维修技术的应用分析[J].中国医学装备，2012（7）.

开关电源工作原理范文第5篇

关键词：继电保护装置；工作原理；故障分析；验证

本文从开关电源的原理入手，以测试的角度，对两种有故障的电源模块通过试验再现其故障现象，并分析了其故障原因，最后对改进后的开关电源进行了对比验证。

1开关电源工作原理

用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变为另一形态，用闭环控制稳定输出，并有保护环节的模块，叫做开关电源。

高压交流电进入电源，首先经滤波器滤波，再经全桥整流电路，将高压交流电整流为高压直流电；然后由开关电路将高压直流电调制为高压脉动直流；随后把得到的脉动直流电，送到高频开关变压器进行降压，最后经低压滤波电路进行整流和滤波就得到了适合装置使用的低压直流电。

电源工作原理框图如图1所示。

图1开关电源原理图

2故障现象分析

由于继电保护用开关电源功能要求较多，需考虑时序、保护等因素，因此开关电源设计中的故障风险较高。另外供电保护装置又较民用电器工作条件苛刻，影响继电保护开关电源的安全运行。本文着重分析了两种因设计缺陷而造成故障的开关电源。

2.1输入电源波动，开关电源停止工作

1）故障现象：外部输入电源瞬时性故障，随后输入电压恢复正常，开关电源停止工作一直无输出电压，需手动断电、上电才能恢复。

2）故障再现：用继电保护试验仪，控制输入电压中断时间，通过便携式波形记录仪记录输入电压和输出电压的变化。控制输入电压中断时间长短，发现输出存在如下三种情况：

a）输入电源中断一段时间（约100～200ms）后恢复，此后输入电压恢复正常，开关电源不能恢复工作。（此过程为故障情况），具体时序图见图2所示。

图2输入电源中断一段时间后恢复

b）输入电压长时中断（大于250ms）后恢复，+5V、+24V输出电压均消失，此过程与开关电源的正常启动过程相同。具体时序图见图3所示。

c）输入电压短暂中断（小于70ms）后恢复，+5V输出电压未消失，而+24V输出电压也未消失，对开关电源正常工作没有影响。具体时序图见图4所示。输入电压消失时间短暂，由于输出电压未出现欠压过程，电源欠压保护也不会动作。

图3输入电源长时中断后恢复

图4输入电源短时中断后恢复

3）故障分析：要分析此故障，应先了解该开关电源的正常启动逻辑和输出电压保护逻辑。

输入工作电压，输出电压+5V主回路建立，然后由于输出电压时序要求，经延时约50ms，+24V输出电压建立。

输出电压欠压保护逻辑为：当输出电压任何一路降到20％Un以下时，欠压保护动作，且不能自恢复。

更改逻辑前，因输入电压快速通断而引起的电源欠压保护误动作，其根本原因是延时电路没有依据输入电压的变化及时复位，使得上电时的假欠压信号得不到屏蔽，从而产生误动作，如图2所示。

4)解决措施：采取的措施是在保护环节上增加输入电压检测电路，并在延时电容上并接一个电子开关，只要输入电压低于定值（开关电源停止工作前的值），该电子开关便闭合，延时电路复位，若输入电压重新上升至该设定值，给保护电路供电的延时电路重新开始延时，电源重启动时的假欠压信号被屏蔽，彻底解决了由于输入电压快速波动所产生的电源误保护。从而避免了图2的情况，直接快速进入重新上电逻辑，此时的输出电压建立过程见图3所示。逻辑回路见图5所示。

图5增加放电回路后原理图

5)试验验证：用继电保护试验仪状态序列模拟输入电源中断，用便携式波形记录仪记录输出电压随输入电压的变化波形。调整输入电压中断时间，发现调整后的电源仅出现b）、c）两种情况，不再出现a）即故障情况。

2.2启动电流过大，导致供电电源过载告警

1）故障现象：电源模块稳态工作电压为220V，额定功率为20.8W，额定输出时输入电流约为130mA。当开关电源输入电压缓慢增大时，导致输入电流激增，引起供电电源过载告警。

2）故障分析：经查发现输入电压为60V时，电源启动，此时启动瞬态电流约为200mA，稳态电流为600mA，启动时稳态电流和瞬态电流将为600±200mA，造成输出电流激增。而由于条件限制，此电源模块的供电电源输出仅为500mA，因此造成供电电源过载。

由于开关电源工作需要一定的功率，设计中由于未考虑到电源启动时，输出回路的启动需要一定的功率，而启动电压比较低，所以功率的突增，必然带来开关电源启动瞬态电流的激增，电流的激增对供电电源有较大的冲击。

3）解决措施：启动需要的功率一定，如果要减小启动电流，可以考虑增加启动电压的门槛。将开关电源的启动电压提高到130～140V。

4）试验验证：调整开关电源的启动电压后，通过试验仪模拟输入电压缓慢启动。当开关电源在满载情况下，试验中缓慢上升输入电压（上升速率5V/s或10V/s），从0～130V启动，启动时稳态电流降低到200～220mA，稳态电流大约为200±100mA，因而启动时稳态电流和瞬态电流将为400±100mA，启动电流较改进前减小300mA，不会对供电电源造成太大的冲击。可有效避免输入电压瞬间降低时，给整个供电回路造成较大的电流冲击。

3结束语

从以上问题分析可知，开关电源设计时，需要关注电能变换的各个环节，开关电源的输出电压建立和消失时序和电源的保护功能，是紧密联系的，当其中的某一环节存在缺陷时，开关电源就不能正常工作。因此在开关电源设计前，应重点进行两种工作：

1)考虑诸如此类的问题，如启动功率一定时，启动电压门槛过低，会产生输出电流瞬态突增的现象。

2)在设计后尽可能依据继电保护用开关电源行标，经专业测试部门验证。从而设计出稳定可靠的开关电源。

开关电源工作原理范文第6篇

论文首先介绍了电力电子技术及器件的发展和应用,具体阐明了国内外开关电源的发展和现状,研究了开关电源的基本原理,拓扑结构以及开关电源在电力直流操作电源系统中的应用,介绍了连续可调开关电源的设计思路、硬件选型以及TL494在输出电压调节、过流保护等方面的工作原理和具体电路,设计出一种实用于电力系统的开关电源,以替代传统的相控电源。该系统以MOSFET作为功率开关器件,构成半桥式Buck开关变换器,采用脉宽调制(PWM)技术,PWM控制信号由集成控制TL494产生,从输出实时采样电压反馈信号,以控制输出电压的变化,控制电路和主电路之间通过变压器进行隔离,并设计了软启动和过流保护电路。该电源在输出大电流条件下,能做到输出直流电压大范围连续可调,同时保持良好的PWM稳压调节运行。 开关电源结构

以开关方式工作的直流稳压电源以其体积小、重量轻、效率高、稳压效果好的特点,正逐步取代传统电源的位置,成为电源行业的主流形式。可调直流电源领域也同样深受开关电源技术影响,并已广泛地应用于系统之中。

开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。

SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用, GTR驱动困难,开关频率低,逐渐被IGBT和MOSFET取代。在本论文中选用的开关器件为功率MOSFET管。

开关电源的三个条件:

1. 开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态;

2. 高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频;

3. 直流:开关电源输出的是直流而不是交流。

根据上面所述,本文的大体结构如下:

第一章,为整个论文的概述,大致介绍电力电子技术及器件的发展,简单说明直流电源的基本情况,介绍国内外开关电源的发展现状和研究方向,阐述本论文工作的重点;

第二章,主要从理论上讨论开关电源的工作原理及电路拓扑结构;

第三章,主要将介绍系统主电路的设计;

第四章,介绍系统控制电路各个部分的设计;

第五章,集中在系统的仿真与调试。对系统的整体性能做出评价,指出系统的优缺点。

开关电源工作原理范文第7篇

关键词 自激振荡；开关电源；分析

中图分类号TN86 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）44-0078-02

0 引言

目前，CRT彩色电视机中主要采用分立元件组成的自激振荡式并联型开关电源电路。由于其核心器件电源调整管工作在非线性状态，与串联稳压电源相比，具有体积小、重量轻、效率高、电压适应范围宽等显著优点，但是其工作原理复杂、维修困难，在实际教学过程中学生难以迅速掌握。本文介绍了以自激振荡过程为核心的分析方法，便于在教学过程中使学生熟悉其工作原理，具备快速检修开关电源的能力。

1 开关电源的工作原理

220V交流电直接经低频整流滤波后得到300V左右的直流电压，利用高频自激振荡电路将直流电转化为30kHz~60kHz的脉冲信号，再经储能变压器的能量转换送入高频整流滤波电路，经高频续流二极管整流后得到所需的多组直流电压输出。通过取样调整电路，改变高频脉冲的脉冲宽度或脉冲周期来稳定输出电压。

开关电源电路常分为低频整流滤波电路、自激振荡电路、稳压电路、保护电路和高频整流滤波电路等部分。其工作过程中的关键环节是产生高频脉冲，在将能量转化为高频脉冲时，开关管工作在饱和导通和截止状态，提高了能量利用效率；将能量转化为高频脉冲，可以通过改变占空比调节向输出端提供的能量，有利于适应电网电压大范围的波动；将能量转化为高频脉冲后，可以减小高频滤波电容容量，有利于缩小电源体积，减少电源重量。

2 自激振荡电路原理分析

自激振荡电路起振是自激式开关电源正常工作的必要条件，开关调整管和变压器初级绕组L1参与振荡过程。当开关调整管工作在饱和导通状态时，在变压器初级绕组L1上产生上正下负的感应电动势，次级绕组L2产生上负下正的感应电动势，初级绕组L1中的电流逐渐增大；当开关调整管截止时，变压器初级绕组L1上产生上负下正的感应电动势，次级绕组L2产生上正下负的感应电动势，续流二极管vD导通，向负载提供能量，并对电容C充电。当开关调整管再次导通，续流二极管vD截止时，由电容C向负载提供能量。

自激式电源电路中，常利用正反馈电路实现开关调整管的饱和导通和截止，使其集电极串接的初级绕组L1上不断产生上正下负或者上负下正的感应电动势，通过线圈的互感作用传递给次级绕组，从而将直流能量转化为高频脉冲，为负载端供电。同时，不少开关电源中稳压过程和保护过程的实现，是通过调整开关管的饱和导通时间实现的。因此，开关电源工作原理的分析应以自激振荡过程为核心。自激振荡电路通常由开关管发射结和开关变压器反馈绕组参与构成，因此在振荡回路的分析过程中应注意以下两点：

1）如果没有反馈电路的作用，开关调整管是可以保持导通状态而不会截止的；

2）有些电路整个自激振荡过程采用LC自激振荡电路形式，有的电路部分工作过程采用LC自激振荡电路形式，且常利用反馈绕组作为LC振荡电路中的振荡线圈。

3 稳压电路原理分析

输出电压从高频整流滤波电路得到，忽略二极管vD的正向压降，输出电压的计算公式如下：UO= Um×TON/T (其中Um脉冲峰值电压，TON为脉冲宽度，T为周期)。当输出电压发生变化时，改变脉冲宽度和改变脉冲周期都可以调节输出电压达到稳压目的，这两种输出电压的调整方式被称为调频式和调宽式。目前，自激式开关电源常采用改变脉冲宽度的方式，即通过改变电源调整管的饱和导通时间长短来稳定输出电压。

如图2所示，取样电路对稳压电源的主输出电压进行取样，取样电路分为电阻分压电路中利用电位器取样或利用电源变压器中的取样绕组取样，将输出电压的变化取样送入取样放大管的基极。基准稳压电路通常为稳压二极管，常接在取样放大管的发射极以稳定发射极电压。当输出电压发生变化时，取样放大管的导通程度发生改变，通过脉宽控制电路去微调电源调整管的饱和导通时间，可以达到稳定输出电压的目的。

需要注意电源调整管由饱和导通状态转入截止状态，主要通过减小基极电流IB后，利用正反馈作用不断减小集电极电流IC和基极电流IB来实现的，电源调整管的饱和导通时间主要是由自激振荡电路决定。但在有些开关电源电路中，自激振荡过程和稳压过程中都要对基极电流IB进行分流，但要注意自激振荡过程中的分流是为了使开关调整管进入截止状态，稳压过程中的分流是为了改变高频脉冲宽度进而实现稳压，一定要区分两者目的的不同。

4 保护电路原理分析

开关电源电路中的保护电路主要包括过压保护电路、过流保护电路和尖峰脉冲吸收电路，这些电路主要是为了保护电源调整管设计的，避免调整管集电极出现较大的冲击电压使其击穿，或者避免出现大电流烧毁开关管。自激式开关电源正常工作的重要条件是振荡电路的正常工作，若停振则电源不工作，所以各种保护电路也是针对着自激振荡电路而设计的。

1）过压保护。由于电网电压波动或负载原因使低频整流输出的直流电压突然升高时，图2中开关调整管V的集电极会受到电压冲击而损坏。保护电路的设计思路是破坏自激振荡的工作条件，通常在开关调整管V的基极和发射极之间接上压控晶体管，当直流电压突然升高时，将这种变化通过反馈绕组传递到压控晶体管上，使其迅速进入饱和导通状态，将开关调整管V的基极和发射极短接，迫使开关管停止自激振荡，开关电源不再有直流电压输出，从而避免过高输入电压对开关管的损害；

2）过流保护。由于开关调整管V处于饱和导通期间，基极有较大电流以维持其饱和导通状态。如果负载电流突然增加，则饱和导通时间会延长，所需的基极电流也会增大。开关调整管V中的基极电流和集电极电流的增加，会引起调整管烧毁。过流电路的设计思路是当基极电流增大时对其分流，通常利用开关调整管V的基极和发射极之间接上的压控晶体管，使其导通构成对开关管基极较大的分流，使开关调整管饱和导通的时间相应缩短，使集电极电流的增长不超过允许值，起到过流保护的作用；

3）尖峰脉冲吸收电路。开关调整管在饱和导通转向截止时，在高频整流二极管尚未导通的时刻，在图2初级绕组L1和次级绕组L2上保持较大的电磁能量，会使线圈L1上出现上负下正的感应电动势。由于分布电容和漏感的作用，容易产生自激振荡并出现较大的尖峰脉冲。为了避免尖峰脉冲击穿开关管，吸收电路的设计思路是消除尖峰脉冲，通常在初级绕组L上并接电阻和电容构成的阻尼电路，消除振荡从而保护开关调整管。

5 结论

由于自激振荡式开关稳压电源的体积小、重量轻、电网电压适应范围宽的优点，目前在彩色电视机和民用电子产品中应用较广泛。开关电源中的稳压电路和保护电路都是针对自激振荡电路原理设计的，自激振荡电路的正常工作是电源正常工作的充分条件，因此在教学和维修过程中，以自激振荡电路原理为核心进行分析，是理解整机工作原理和快速维修的关键。

参考文献

[1]姜夔.电视机原理与维修[M].高等教育出版社，2002.

[2]何祖锡.彩色电视机原理与维修[M].电子工业出版社，2008.

[3]王元化，马玉梅，龙萍.微机彩显自激式开关电源的原理与维修[M].实验技术与管理，2003.

开关电源工作原理范文第8篇

关键词：维修方法；常见故障 ；显示器开关电源

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）04-0930-04

1 概述

对于计算机显示器而言，其核心部件就是开关电源，直接给整个显示器提供工作电源。但是该部件主要特征就是影响最广、故障率较高以及牵连范围广，因此一直都是计算机显示器中最易损坏部件，也是维修难度最大的部件。并且开关电源在高电压大功率下工作，为其他部件输送需要的电压，一旦出现故障就不仅仅影响局部电源，而会造成整个显示器停止工作，因此研究开关电源常见故障以及维修方法具有重要作用。

2 显示器开关电源概述

如今，计算机显示器中应用最为广泛的就是液晶显示器，因此本文就对液晶显示器的开关电源进行研究。

2.1电路结构

对于计算机所用的液晶显示器的开关电源主要提供+5v、+12V工作电压。而+5V电压且在电源主板操作面板指示灯、逻辑电路等共同提供，+12V且是由高压板与驱动板等共同提供。

计算机显示器开关电源主要是桥式整流电路、滤波电路、开关变压器、保护电路、PWM控制器以及软启动电路等共同组成，具体组成框图如图1所示。

上图中交流滤波电路主要是用来对外网中的高频干扰消除掉，一般是电容、电阻以及电感共同组成；而桥式整流电路且是把市电220V转变成所需要的约为310V直流电；开关电路且是把开关变压器所送出脉冲电压通过整流与滤波转化为负载所需基本电压12V与5V；而过压保护电路主要是防止负载发生异常或者其他因素造成开关管损坏或者开关电源损坏，起到保护作用；PWM控制器对切换开关管进行控制。

2.2 工作原理

这种开关电源就是将220V市电通过整流滤波转换成直流电压，经过高频变压器降压以及开关管斩波就获取了高频矩形波电压，再通过整流滤波之后就输出了电源中所有模块所需直流电压。为了探究计算机显示器的工作原理，该文就以AOCLM729作为案例进行讲解，这种显示器开关电源也是有软启动电路、交流滤波电路以及过压保护电路等各部分组成，其电路原理图以及实物图如下所示。

3 计算机显示器开关电源的常见故障

显示器在整个计算机系统中占据着重要地位，直接关系着计算机正常使用，而开关电源又是显示器核心部件，其重要性不言而喻。因此本文就对上例显示器开关电源常见故障做了探讨。总体来看，开关电源有如下一些常见故障。

1）整个显示器缺点；显示器出现了这种故障绝大故障出现在电源上，对于液晶显示器而言总共有两组电源，即是+5V与+12v电源，前者主要是为信号处理器供电，后者且是为高压板供电用来点亮背光灯。如果出现这种故障就使用万用表对整流桥、电源开关管等进行检查，一般是极易查找出来。

2）显示器闪亮一下就熄灭了，但是电源指示灯正常发亮；出现这种问题大都是高压出现了异常现象，保护电路开始工作所造成。出现这种现象显示器上依然还显示有图像，只是正视不能看见，但是采取斜视是能够看出图像的。出现这种故障可以采用单边高压板连接灯管机进行试验，在设计中开关电源中高压板都是对称设计，一旦出现故障大体就是损坏一边，一般不会出现两边都损坏现象，因此逐一检查两边即可。

3）显示器无背光、黑屏或者电源灯的绿灯常亮；在这种故障下对显示器斜视依然能够看见图像，问题基本上就出在开关电源中高压板供电，因此着重要对12V供电进行检查。一般对高压板进行检查都是依照电源保险丝，开关控制管，电源管理IC，推挽方法管，电源开关管，D/A转换电路，升压电路。耦合电容以及灯管这几个程序进行。

4）花屏或白屏；发生这种故障大都是驱动电路发生了故障，这就需要先检查驱动板与驱动线进行试验，如果还找不出问题就检查屏背板的供电电路。

5）液晶屏显现一个亮点；事实上出现这种故障可能不止一个亮点，也可能出现两个或者多个亮点，用手指尖轻轻挤压该亮点，如果亮点能够消失且说明问题发生在开关管与电极虚连上。

6）液晶屏亮度不够；如果亮度不够但是怎么调都不起作用，那就说明出现故障，应该检查高压板上调节亮度的电路，换灯管，换高压板以及调整或者更换导光板该流程进行检查。

7）显示器的画面出现不稳地现象；出现这种现象不一定就是故障，因此不同工作模式下，显示器是有可能会发生一些干扰，但是基本上属于正常现象，如果实在不行就要考虑电路或者环境所影响。

4 计算机显示器开关电源的常见故障维修方法

事实上应该开关电源造成显示器故障因素较多，也不仅仅只有上面几种情况，这就需要针对不同故障采用不同维修方法。因此本文就针对常见故障的维修做了探究，具体如下所示。

4.1检修方法

一旦显示器开关电源发生了故障，就需要按照如下方法进行检修，具体如图4。

1）要检查市电是够有电源提供，而且电网所提供电压必须与显示器所要求电压达到一致，检查插座上是不是带点等，确保有点输送到开关电源中。

2）检测电源板的输出电压，假如所输出电压并不等于0，就需要对两个输出电压保护电路进行检查，检查元器件运行情况，对损坏元器件进行更换。

3）假如电源板并没有电压输送出来，就需要对电源板的插座进行检查，输送不正常就说明问题出在插座上，就需要检查电源线缆与插座上。

4）假如电源插座处于正常状态，就要检查保险管是否正常，检查发现被烧断就要测量开关管的三个极阻值。

5）假如保险管正常，就要测量310V的滤波电容引脚电压，是不是达到了310V ，假如没有达到就要检查滤波电容以及整个整流滤波电路进行检查，尤其要检查整流二极管与滤波电容和电感，一旦出现损坏就需要更换。

6）如果滤波电压也达到要求电压，就要对开关管的工作情况进行检查。

7）对开关管的三个极间阻值进行测量，所测阻值过小就要考虑开关管已经被损坏，需要更换开关管，之后再对稳压控制电路进行检查，检查光耦合器、过流保护其、TL431等各个部件是否损坏。假如发现元器件被损坏就需要进行更换。

4.2 检修实战

4.2.1 维修主开关电路故障

对于显示器开关电源而言，开关电路出现故障主要体现在电路不起振。此时就要对开关管的栅极进行测量，如果电压大约0.5V之时电路就不会起振。一旦电路没有按照正常进行振动，那么反馈绕组也就不可能具有反馈电压，在这种情况下加电是不能够测出电压。因此对该电路进行检查就不能够依照一般方法，其检查方法如下所示：

1）断电时将滤波电容中所带点放掉。

2）应用电阻法对反馈绕组中的阻值进行检查，事实上导线较粗工作电流不大，出现开路可能性小，从实况来看绕组发生故障常见问题就是出现脱焊现象。

3）确定了反馈绕组的阻值正常，就要对反馈元件进行检查，包含PWM控制器、稳压管、三极管以及电阻等都要进行相应检查，检查控制器时要先观察外形是不是正常，如果确实不能够确定就应该应用代换检测法。

4）反馈元件属于正常，就要对开关管进行检查。对于开关管而言最为常见故障就是出现开路或者短路。一旦击穿了开关管，稳压管和相连接电阻就必定有一个被击穿而成为开路，因此这种情况可以按照击穿开关管进行维修。

4.2.2 开关电源发出响声

是运行中开关电源时有发出“吱吱”的响声，出现这种故障根源一般有两种情况，其一是+310V的滤波电容出现失容，其二就是保护电路处于工作状态。在工作之时如果能够听到开关电源有这种响声，表明电源正在启动电路，保护电路以及正反馈电路基本上属于正常，问题就出在负荷过重、供电不稳定以及保护电路开始工作。对这种故障维修方法如下：

1）检查+310v上滤波电容是否有异样，或者测量该电容上电压，有点发现电容的接触不良或者损坏，就需要对电容重新进行焊接或者更换。

2）如果该电容没有异样，就需要对负载进行检查，大都是检查电容正极对地的阻值，如果阻值过小说明负载出现了短路故障，之后断开电源再次测量。如果第二次测量阻值恢复正常了，就表面故障出在负载中，就需要检查或者更换处理小信号的电路板，如果不能够恢复正常，就说明故障出在整流滤波元件上，就需要用型号耐压一致元件更换滤波电容以及整流管。

3）如果故障没出在负载上，就要考虑故障出在稳压控制电路。

4.2.3 稳压控制电路发生故障

一旦稳压空盒子电路出现故障，就有两种现象出现：其一输出电压较低，就会出现“吱吱”声；其二该故障导致电源失控，就会击穿开关管而导致损坏。

依据稳压工作原理输出电压较低问题在于PWM控制器的2脚输出电压过低，顺着电路就可以判断光耦合器上的光敏管过于导通，导致发光管中电流过大，必然降低了输出电压。加之该控制电路涉及元件较多，如果电压能够输出且电压变化就不太明显，所以不能够采用电压法进行检查，最好应用电阻法检测，对相应元器件进行排查，当然也可以应用模拟法检查，确定出故障的范围。

5 结束语

随着计算机的普遍使用，其重要性逐渐增强。而计算机又必须要通过显示器才能够显示出人们所需要的信息，自然显示器正常运行至关重要。对于显示器而言最核心组件就是开关电源，必须要熟悉其电路结构以及工作原理，在这些基础上掌握常见故障，结合电路选择合理的维修方法，才能够确保开关电源正常运行。

参考文献：

[1] 孙书静.电脑显示器和电源故障维修技巧[J].电子世界，2009（7）.

[2] 李学良，赵坚，.显示器贬难故障维修分析[J].电脑学习，2009（1）.

[3] 于敏.显示器开关电源常见故障检修经验（一）[J].家底那检修技术，2011（11）.

[4] 于敏.显示器开关电源常见故障检修经验（二）[J].家底那检修技术，2011（11）.

[5] 于敏.显示器开关电源常见故障检修经验（三）[J].家底那检修技术，2011（11）.

开关电源工作原理范文第9篇

【关键词】直流电源系统 智能高频开关电源 蓄电池 日常检查 运行维护

1 引言

直流电源系统广泛应用于石化管道、电力工矿、铁路银行等企业，作为直流操作、继电保护、控制信号及事故照明的不停电直流电源使用。以前变电站直流电源设备均采取传统的电源系统，效率低，在电磁辐射、热辐射、噪声等方面都不尽人意。另外，监控系统不完善，对二次电路越来越先进的仪器仪表、控制、自动化设备很难满足其技术要求。各设备通信规约一般不兼容，难以实现网络化管理，系统缺乏综合的分析平台，制约了管理的提升。而随着电力电子技术的迅速发展，直流电源制造技术也取得了飞跃发展，智能高频开关电源以其体积小、重量轻、效率高、模块叠加、N+1热备份设计，及便于计算机管理等优点，迎合了现代电源的潮流。

中国石化管道储运公司临濮管道（以下简称临濮管道）分别于2008 年、2010年对赵寨子、莘县输油站各安装了一套Powersun智能高频开关电源系统，从运行的情况看效果很好，为临濮管道输油生产及其它负荷提供了可靠的电力保障。下面简单谈一下直流系统的组成特点及工作原理和它的运行与维护。

2 智能高频开关电源的特点及工作原理

2.1 系统特点2.1.1 高可靠性

（1）采用高频开关电源技术、模块化设计、N+1热备份。

（2）电压输入范围宽，电网适应性强。

（3）充电模块可带电插拔，维护方便快捷。

（4）有可靠的防雷及电气绝缘防护措施，确保系统和人身安全。

（5）采用大屏幕触摸屏，点阵液晶显示，CCFL背光，实现全汉化实时显示及操作。

2.1.2 高智能化

（1）可通过监控模块进行系统各部分的参数设置。

（2） 模块能够平滑调节输出电压和电流，以及对蓄电池充电时的温度补偿。

（3） 蓄电池自动管理及保护，实时自动监测蓄电池的端电压、充放电电流，并对蓄电池的均浮充电进行智能控制，对电池过欠压和充电过流进行

2.2 系统工作原理

Powersun智能高频开关电源系统主要由交流配电、整流模块、监控模块（远程监控、微机监控）、降压装置、直流馈电（包括合闸分路、控制分路）、绝缘监测、蓄电池组等几大部分组成。基本组成如图1所示。

系统中的各监控单元受微机监控的管理和控制，通过通讯线将各监控单元采集的信息送给微机监控统一管理。主监控显示直流系统各种信息，用户也可现场触摸显示屏查询信息及操作，系统信息还可以接入到远程监控系统。系统除交流监控、直流监控、开关量监控等基础单元外，还配置了绝缘监测、电池巡检等功能单元，用来对直流系统进行全面监控。

该直流系统工作原理是：电源系统交流输入正常时，两路市电输入经过交流切换控制板选择其中一路输入，并通过交流配电单元给各个整流模块供电。整流模块将输入三相交流电转换为110V 的直流，经隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给合闸负载供电。

当停电或异常时，交流无法输入，充电模块停止工作，由蓄电池供电。监控模块监测电池电压、放电时间，当电池放电到一定程度时，监控模块告警。交流输入恢复正常以后，充电模块对电池进行充电。

3 智能高频开关电源系统应用情况

临濮管道改造后的输油站直流电源系统设备经过三年多的运行，技术指标合理，各项参数显示正确，操作方便、直观，自动化程度高，维护工作量大幅度减少，设备保护功能齐全，能可靠动作。反映故障及时且准确无误，对电池能自动管理无须专人维护，设备运行稳定可靠，确保了变电设备安全可靠运行，主要体现在下表1：

4 高频开关直流电源的基本要求及注意事项

由高频开关电源的控制原理可知，智能高频开关电源系统设备，其智能化程度高，蓄电池组采用免维护蓄电池，虽然给我们带来了许多便利，但在使用过程中要注意以下几个方面，以确保使用安全。

（1）高频开关电源系统在环境温度-5～+40℃能正常工作。

（1）在正常使用情况下，主机的维护工作量很少，主要是防尘。特别是北方气候干燥的地区，空气中的灰尘较多，轴流风扇将使灰尘在机内沉积，当遇空气潮湿时会引起机内绝缘故障导致主机工作失常，因此模块要每月应彻底清洁一次。

（3）夏季防雷至关重要，在雷季到来之前还应检查变电站的防雷系统和直流电源的防雷装置。

（4）定期检查各连接件和插接件有无松动和接触不良的情况。

（5）定期对充电装置输出电压和电流精度、整定参数、指示仪表进行校对，以防止均充状态与浮充状态不能及时转换而造成对蓄电池的损坏。

（6）直流电源系统在使用中要避免随意增加大功率的额外设备（负载），也不允许在满负载状态下长期运行。

（7）由于蓄电池组输出电流很大，存在电击危险，因此装卸、改接导电连接条（线）、输出线时应特别注意安全，使用的工具应采取绝缘措施，以保证人身和设备安全。

（8）蓄电池应避免大电流充放电，否则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质脱落，电池内阻增大并且温度升高，严重时将造成容量下降，寿命提前终止。

5 蓄电池维护与管理

免维护蓄电池虽然密封程度高、体积小、自放电系数小、使用寿命长和维护量小等特点，但电池容量的不足或破损很难通过电池巡检仪发现。所以还需要值班员对蓄电池组进行认真巡视。巡视项目如下：

（1）检查蓄电池连接条（线）有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，是否清洁。

（2）极柱与安全阀周围是否有酸雾溢出。

（3）绝缘电阻是否下降。（4）蓄电池温度是否正常25°C左右。（5）测试单只蓄电池电压和内阻（一般为几～十几mΩ）是否正常。

（6）清洁并检测端电压、温度；

（7）当发现电压反极性、压降大、压差大和酸雾泄漏的电池时，应及时处理，对不能恢复的蓄电池要及时更换。

（8）不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起，否则可能会对整组蓄电池带来不利影响。

（9）对寿命已到的电池组要及时更换，以免影响到电源系统和设备主机。6 结束语

由于临濮管道各输油站改造后的智能高频开关电源系统性能稳定，精度高，安全、可靠性更强，收到了良好的效果，但是再好的设备都有寿命期，也会出现各类故障，所以不能因为高智能、免维护而忽略了本应进行的正常维护工作，预防在任何时候都是安全运行的重要保障。

参考文献

[1] 周志敏，周继海，纪爱华.阀控式密封铅酸蓄电池实用技术[M].北京：中国电力出版社，2004

开关电源工作原理范文第10篇

一、开关式稳压电源的基本工作原理

开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压U。可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um -矩形脉冲最大电压值；

T -矩形脉冲周期；

T1 -矩形脉冲宽度。

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。

二、开关式稳压电源的原理电路

1、基本电路

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。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。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。

在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于50％。由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50－200W的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。

4．自激式开关稳压电源

自激式开关稳压电源的典型电路。这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。

当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2中感应出使VT1基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1很快饱和。与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic开始减小，在L2中感应出使VT1基极为负、发射极为正的电压，使VT1迅速截止，这时二极管VD1导通，高频变压器T初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时，L2中没有感应电压，直流供电输人电压又经R1给C1反向充电，逐渐提高VT1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样，由变压器T的次级绕组向负载输出所需要的电压。

自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从，也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态，具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源，亦适用于小功率电源

5．推挽式开关电源

推挽式开关电源的典型电路。它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止，在变压器T次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。

这种电路的优点是两个开关管容易驱动，主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大，一般在100－500W范围内。

6．降压式开关电源

降压式开关电源的典型电路。当开关管VT1导通时，二极管VD1截止，输人的整流电压经VT1和L向C充电，这一电流使电感L中的储能增加。当开关管VT1截止时，电感L感应出左负右正的电压，经负载RL和续流二极管VD1释放电感L中存储的能量，维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。

这种电路使用元件少，它同下面介绍的另外两种电路一样，只需要利用电感、电容和二极管即可实现。

7．升压式开关电源

升压式开关电源的稳压电路。当开关管VT1导通时，电感L储存能量。当开关管VT1截止时，电感L感应出左负右正的电压，该电压叠加在输人电压上，经二极管VD1向负载供电，使输出电压大于输人电压，形成升压式开关电源。

8．反转式开关电源

反转式开关电源的典型电路。这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压，电路均能正常工作。