手把手教你开关电源维修技能(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：张校铭 主编

出版社：化学工业出版社

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手把手教你开关电源维修技能试读：

随着科学技术的迅猛发展和人民生活水平的提高，各种各样的电器产品也在不断更新。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%，因而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，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。 为了普及开关电源科学知识，帮助广大维修人员及电子爱好者尽快掌握开关电源维修技能，特编写了本书。

本书从实用角度出发，结合作者多年的现场维修经验，全面介绍了各类型开关电源的工作电路、工作过程、常见故障以及维修技巧。书中详细说明了多种分立元件开关电源的维修方法，多种集成电路自激开关电源的维修方法，多种集成电路他激开关电源的维修方法，多种DC-DC升压型典型电路分析与检修方法，多种PFC功率因数补偿型开关典型电路分析与检修方法。

在介绍每一种开关电源时，遵照读者的认知规律和学习习惯，通过典型电路图示说明其工作原理和工作过程后，通过实际故障检修案例，展示故障现象，分析故障原因，提供全面的检修方案。读者可以举一反三，触类旁通，全面掌握开关电源基础知识和维修技能。

本书由张校铭主编，参与编写的还有丁雪松、苏路勇、权振振、苏亚东、孙雷雷、韩伟、徐健、吕鹏飞、张宗歧、吴征、杨新影、耿俊银、张天芹、冯雅静、彭亚楠、李红月、赵菲菲、崔秀峰、康继东、王运琦、刘艳、阴放、藏艳阁、崔占军、郑环宇、肖慧娟、徐艳蕊、汪淦、郝军、周玉翠。在本书的编写过程中，作者借鉴了很多专业资料，在此，向这些资料的作者表示衷心的感谢！

由于水平有限，时间仓促，书中不足之处难免，敬请广大读者批评指正。编者第一章电源基础知识第一节　调整型稳压电路组成及电路分析一、连续调整型稳压电路构成（如图1-1所示）图1-1　连续调整型稳压电路构成

1.降压电路

我国市电供电为220V，电子产品中需要多种电压（多为直流），可利用变压电路将220V交流市电转换为所需要电压，变压电路主要有升压电路和降压电路两类。（1）变压器变压电路　常用的降压元件是变压器，将220V变压为低压时称为降压变压器，广泛应用于各种电子线路中，将220V变压为高压时，称为升压变压器，无论是降压变压器还是升压变压器，均是利用磁感应原理完成升降压的，详见变压器相关介绍。（2）阻容降压电路　在一些小功率电路中，常用阻容降压电路（电阻与电容并联）。适当选择元件参数，可以得到所需要的电压，其原理是用RC电路限流降压的，R不允许开路，因电阻限制电流，只适用于小功率电路。

2.整流电路

电子电路应用的多为直流电源，整流电路就是将交流电变成直流电的电路。（1）半波整流电路　半波整流电路如图1-2所示，由变压器T、二极管VD、滤波电容C、电阻RL构成。

变压器T的作用是将市电进行转换，得到用电器所需电压。若市电电源电压与用电器的要求相符，就可以省掉变压器，既降低成本又简化了电路。图1-2　半波整流电路

工作过程：当变压器次级电压U为正半周时，A为正，VD导2通，负载RL有电流通过，当变压器次级电压U为负半周时，A为负，2D截止，RL中就没有电流通过，则负载中只有正半周时才有电流。这个电流的方向不变，但大小仍随交流电压波形变化，叫做脉动电流。（2）全波整流电路　全波整流电路有“半桥式整流电路”和“全桥式整流电路”两种。

①半桥整流电路。图1-3是半桥式整流电路，电路变压器次级线圈两组匝数相等。在交流电正半周时，A点的电位高于 B，而B点的电位又高于C，则二极管VD1反偏截止，而VD2导通，电流由B点出发，自下而上地通过负载RL，再经VD2，由C点流回次级线圈。在交流电负半周时，C点的电位高于B，而B点的电位又高于A，故二极管VD1导通，而VD2截止。电流仍由B点的自下而上地通过RL， 但经过VD1回到次级的另一组线圈。这个电路中，无论交流电的正、负半周，都有电流自下而上地通过，则叫做全波整流电路。此种电路的优点是市电利用率高，缺点是变压器利用率低。图1-3　半桥式整流电路

②全桥式整流电路。如图1-4所示在交流电正半周时，A点的电位高于B点，则二极管VD1、VD3导通，而二极管VD2、VD4截止，电流由A点经VD1，自上而下地流过负载RL，再通过VD2回到变压器次级；在交流电负半周时，B点的电位高于A，二极管VD2、VD4导通，而VD1、VD3截止，那么电流由B点经VD2，仍然由上而下地流过负载RL，再经VD4到A。可见，桥式整流电路中，无论交流电的正、负半周，都有单方向的直流电流输出，而且输出的直流电压也比半波整流电路高。图1-4　全桥式整流电路

全波整流电路在交流电的正、负半周都有直流输出，整流效率比半波整流提高一倍，输出电压的波动更小。

3.滤波电路

整流电路虽然可将交流电变为直流电，但是这种直流电有着很大的脉动成分，不能满足电子电路的需要。因此，在整流电路后面必须再加上滤波电路，减小脉动电压的脉动成分，提高平滑程度。（1）无源滤波　常用的无源滤波主要有电容滤波、电感滤波及LC组合滤波电路，下面主要介绍LC组合电路。

LC滤波电路的基本形式如图1-5所示。它在电容滤波的基础上，加上了电感线圈L或电阻R，以进一步加强滤波作用。因这个电路的样子很像希腊字母“Л”则称为“π型滤波器”。图1-5　LC滤波电路的基本形式

电路中电感的作用可以这样解释：当电感中通过变化的电流时，电感两端便产生反电动势　来阻碍电流的变化。当流过电感的电流增大时，反电动势会阻碍电流的增大，并且将一部分电能转变为磁能存储在线圈里；当流过电感线圈的电流减小时，反电动势又会阻碍电流的减小并释放出电感中所存储的能量，从而大幅度地减小了输出电流的变化，达到了滤波的目的。将两个电容、一个电感线圈结合起来，便构成了丌型滤波器，能得到很好的滤波效果。

在负载电流不大的电路中，可以将体积笨重的电感L换成电阻R，即构成了丌型RC滤波器。（2）有源滤波　有源滤波电路又称电子滤波器，在滤波电路中使用了有源器件晶体管。有源滤波电路如图1-6所示。在有源滤波电路中，接在三极管基极的滤波电容容量为C，因三极管的放大作用，相当于在发射极接了一只大电容。图1-6　有源滤波电路

电路原理：电路中首先用RC滤波电路，使三极管基极纹波相当小，因I很小，则R可以取较大，C相对来讲可取得较小，又因三极B管发射极电压总是低于基极，则发射极输出纹波更小，从而达到滤波作用，适当加大三极管功率，则负载可得到较大电流。

4.稳压电源

整流滤波后得到直流电压，若交流电网的供电电压有波动，则整流滤波后的直流电压也相应变动；而有些电路中整流负载是变化的，则对直流输出电压有影响；电路工作环境温度的变化也会引起输出电压的变化。

因电路中需要稳定的直流供电，整流滤波电路后设有“稳压电路”，常用的稳压电路有：稳压二极管稳压电路、晶体管稳压电路和集成块稳压电路。（1）稳压二极管稳压电路　如图1-7所示，电路由电阻R和稳压二极管DW组成，图中R为限流电阻，RL为负载，U为整流滤波电路o输出的直流电压。图1-7　稳压二极管稳压电路

工作过程：稳压二极管的特点是电流在规定范围内反向击穿时并不损坏，虽然反向电流有很大的变化，反向电压的变化却很小。电路就是利用它的这个特性来稳压的。假设因电网电压的变化使整流输出电压U增高，这时加在稳压二极管DW上的电压也会有微小的升高，但这会引起稳压管中电流的急剧上升。这个电流经过限流电阻R，使它两端的电压也急剧增大，从而可使加在稳压管（即负载）两端的电压回到原来的U值。而在电网电压下降时，U的下降使U有所降oio低，而稳压管中电流会随之急剧减小，使R两端的电压减小，则U上o升到原值。（2）晶体管稳压电路　晶体管稳压电路有串联型和并联型两种，稳压精度高，输出电压可在一定范围内调节。晶体管稳压电路如图1-8所示，VT1为调整管（与负载串联），VT2为比较放大管。电阻R与稳压管DW构成基准电路，提供基准电压。电阻R1、R2构成输出电压取样电路。电阻R3既是VT1的偏置电阻又是VT2的集电极电阻。图1-8　晶体管稳压电路

稳压工作过程：当负载RL的大小不变时，若电网电压的波动使输入电压增大，则会引起输出电压U。变大。通过R1、R2的分压，会使VT2管的基极电压也随之升高。因VT2管的发射极接有稳压二极管，所以电压保持不变，则这时VT2的基极电流会随着输出电压的升高而增大，引起VT2的集电极电流增大。VT2的集电极电流使R3上电流增大，R3上的电压降也变大，导致VT1的基极电压下降。VT1管的导通能力减弱VT1增大，使集电极发射极间电阻增大，压降增大，输出电压降低到原值。同理，当输入电压下降时，引起输出电压下降，而稳压电路能使VT1的集电极、发射极间电阻减小，压降变小，使输出电压上升，保证输出电压稳定不变。

调压原理：当电位器W的中间端上移时，使VT2 的基极电压上升，它的基极和集电极电流增大，使R3两端的电压降增大，引起调整管VT1的基极电压下降，使输出电压也随之下降。同理，当电位器W的中间端向下滑动时，能使输出电压上升。调整后的输出电压，仍受电路稳压作用的控制，不受电网波动或负载变化的影响。（3）带有保护功能的稳压电路　在串联型稳压电路中，负载与调整管串联，当输出过载或负载短路时，输入电压全部加在调整管上，这时流过调整管的电流很大，使得调整管过载而损坏。即使在电路中接入熔丝作为短路保护，因它的熔断时间较长，仍不能对晶体管起到良好的保护作用。因此，必须在电源中设有快速动作的过载保护电路。如图1-9所示。三极管VT3和电阻R构成限流保护电路。因电阻R的取值比较小，因此，当负载电流在正常范围时，它两端压降小于0.5V，VT3处于截止状态，稳压电路正常工作。当负载电流超过限定值时，R两端电压降超过0.5V，VT3导通，其集电极电流流过负载电阻R1，使R1上的压降增大，导致VT1基极电压下降，内阻变大，控制VT1集电极电流不超过允许值。图1-9　带有保护功能的稳压电路二、实际连续型调整型稳压电路分析与检修

1.电路分析

BX1、BX2为熔丝B电源变压器，VD1～VD4为整流二极管，C1、C2为保护电容，C3、C4为滤波电容，R1、R2、C5、C6为RC供电滤波电路，R3为稳定电阻，C8为加速电容，DW为稳压二极管R4、R5、R6为分压取样电路，C7为输出滤波电容，Q1为调整管，Q2为推动管；Q3为误差放大管，电路如图1-10所示。图1-10　实际稳压电路

2.电路工作原理（1）自动稳压原理　当某原因+V↑→R5中点电压↑→Q3Ub↑→Ube↑→Ib↑→IC↑→UR1.2↑→UC↓→QZUb↓→Ib↓→RCe↑→Ue1↓→Q1Ub↓→Ube↓→Ib↓→Ic↓→Rce↑→Ue↓→+V↓原值。（2）手动调压原理　此电路在设计时，只要手动调整R5中心位置，即可改变输出电压V高低，如当R5中点上移时，使Q3UB电压上升，根据自动稳压过程可知+V下降，如当R5中点下移时，则+V会上升。

3.电路故障检修

此电路常出现故障主要有：无输出、输出电压高、输出电压低、纹波大等。

无输出或输出不正常的检修过程，如图1-11所示。图1-11　无输出或输出不正常的检修过程

除利用上述方法检修外，在检修稳压部分时（输出电压不正常），还可以利用电压跟踪法由后级向前级检修，同时调R5中点位置，哪级电压无变化，则故障应在哪级。

如输出电压偏高或偏低，首先测取样管基极电压，调R5电压不变则查取样电路，电压变化则测Q3，集电极电压，调R5电压不变则查Q3电路及R1、R2、C1与C6、DW等元件，如变再查Q2、Q3等各极电压，哪级不变化故障在哪级。三、集成稳压连续型电源电路分析

集成电路连续型稳压器主要是三端稳压器，有普通三端稳压器78、79系列，低压差稳压器29系列或可调型LM317、LM337系列及高误差放大器TL431系列。

1.普通三端集成稳压器

为了使稳压器能在比较大的电压变化范围内正常工作，在基准电压形成和误差放大部分设置了恒流源电路，启动电路的作用就是为恒流源建立工作点。实际电路是由一个电阻网络构成的，在输出电压不同的稳压器中，使用不同的串、并联接法，形成不同的分压比。通过误差放大之后去控制调整管的工作状态，使其输出稳定的电压。图1-12所示为普通三端稳压器基本应用电路。图1-12　普通三端稳压器基本应用电路

2.29系列集成稳压器

29XX系列低压集成稳压器与78/79系列集成稳压器结构相同，但最大优点是输入/输出压差小。

3.可调型集成稳压器

三端可调集成稳压器，分正压输出和负压输出两种，主要种类如区别见表1-1。三端可调型集成稳压器使用起来非常方便，只需外接两个电阻就可以在一定范围内确定输出电压。图1-13（a）是LM317的应用电路，图1-13（b）是正负可调应用电路。图1-13　可调型集成稳压器基本应用电路

工作原理：以LM317为例，在图1-13中，U为直流电压输入端，iU为稳压输出端，ADJ则是调整端。与78XX系列固定三端稳压器相o比较，LM317把内部误差放大器、偏置电路的恒流源等的公共端改接到了输出端，则它没有接地端。LM317内部的1.25V基准电压设在误差放大器的同相输入端与稳压器的调整端之间，由电流源供给50μA的恒定I调整电流，此电流从调整端（ADJ）流出。R是芯片内ADJSOP部设有的过流检测电阻。实际使用时，采用悬浮式工作，即由外接电阻R1、R2来设定输出电压，输出电压可用下式计算，V=1.25（1+R/R）。021

表1-1　可调型集成稳压器的种类及区别

使用悬浮式电路是三端可调型集成稳压器工作时的特点。图1-13中，电阻R1接在输出端与调整端之间承受稳压器的输出基准电压1.25V，电阻R2接在调整端至地端。V=1.25（1+R/R）。R1一般取021120′Ω或240′Ω。若要连续可调输出，则R2可选用电位器。C1用于防止输入瞬间过电压。C2用于防止输出接容性负载时稳压器的自激。用钽电容1μF或铝电解电容25μF ，接入D1为防止输入端短路时C1放电损坏稳压器。调整端至地端接入C2可明显改善稳压器的纹波抑制比。C1一般取10μF，并接在R1上的D2是为了防止输出短路时C1放电损坏稳压器。

实际应用中应注意R1要紧靠输出端连接，当输出端流出较大电流时，R2的接地点应与负载电流返回的接地点相同，否则负载电流在地线上的压降会附加在R2的压降上，造成输出电压不稳。R1和R2应选择同种材料的电阻，以保证输出电压的精度和稳定。

4.高增益并联可调基准稳压器TL431A/B（1）特性及工作原理　三端并联可调基准稳压器集成电路广泛应用于开关电源的稳压电路中，外形与三极管类似，但其内部结构和三极管却不同。三端并联可调基准稳压器与简单的外电路相组合就可以构成一个稳压电路，其输出电压在2.5～36V之间可调。在开关电源电路中三端并联可调基准稳压器还常用做三端误差信号取样电路。常用的为TL431。（2）应用电路　典型应用电路如图1-14所示，实际应用电路如图1-15所示。

①用做并联电源。图1-14中市电经降压、桥式整流、电容滤波后，输出脉动直流电压通过负载，电流的大小和电压的高低由电位器W所决定，并可根据负载电流变化自动调整。图1-14　用做并联电源

②用做误差放大器。在图1-15中，改变W1中点位置可改变电位，改变BG2集电极与发射极间的电阻，改变V输出。0图1-15　用做误差放大器第二节　开关型稳压电路组成及结构特点一、开关型稳压电路构成及基本原理

开关型稳压电路的基本原理、开关型稳压电路的构成与普通连续调整型稳压电路有相似之处，图1-16是它的构成方框图。它同样设有电源调整管，经取样电路取得取样电压，再与基准电压相比较，并将误差电压放大，利用反馈控制原理，随时调节电源调整管的导通与截止时间，实现稳压控制。但是，它与普通串联连续调整型稳压电路的控制过程有明显不同。首先，它把电网的交流电压经整流、滤波后，送到开关型调整管，因此不稳定的直流电压U被转变为断续的矩形1脉冲电压U，开关型调整管的开关频率为十几千赫兹，甚至达到602～70kHz。将此高频脉冲电压经整流滤波得到平滑的直流电压U。实o际上开关型调整管的控制电路也发生了明显变化。普通稳压电路的调整管工作于线性放大状态，其基极控制电压就是误差放大器输出的直流电压，通过改变调整管的直流压降来维持输出电压的稳定性；而开关电源的调整管工作于开关状态，基极控制电压是矩形或近似矩形的脉冲电压，原误差放大器输出的直流电压必须先进入开关控制电路，利用开关控制电路自动调节开关调整管基极脉冲电压的脉宽或周期，通过调节开关调整管的导通时间或周期来实现电压自动调整。因调整管工作于开关状态，因而这种电源称为开关型稳压电源。另外，此电源需设有专用的高频整流滤波电路，又称换能器。一般换能器都包括大电感（称高频扼流圈或储能线圈）、大功率二极管（称续流二极管）和滤波电容等。换能器既是滤波器、续流电路，又是电能-磁能转换器。当调整开关管处于截止状态时，利用二极管的续流作用，可将大电感存储的能量释放出来，在负载上形成连续电流；利用电感和电容的滤波作用，可减少负载电流的纹波。图1-16　开关型稳压电路的构成方框图

由图1-16可知，输出端的直流电压U就是换能器提供的高频脉冲o电压U的平均电压，即：。2

式中，T是开关脉冲的周期，它就是开关调整管的激励脉冲的周期；T是高频脉冲U的脉宽，它与开关调整管的激励脉宽有关。一12般激励脉宽等于T，或与T有关。11

T／T称占空系数，调整T/T大小，可以调节输出电压U值。实11o际上，通过调整脉宽（即调整T），调整脉冲周期（即T），都能够调1整输出电压。二、开关型电源电路种类

开关电源有多种分类方法，如图1-17所示，实际应用中，要将各种方式通过不同的组合，形成某形式开关电源，如直接稳压式自激调频并联式电源，间接稳压并联自激式电源，并联它激式电源等。下面简要介绍各种电源的工作原理。图1-17　开关电源分类方式

1.串联与并联型开关稳压电路（1）串联型开关稳压电路　如图1-18（a）所示，它由开关管BG、储能电路（包括储能电感L、滤波电容C和续流二极管VD）、取样电路、比较放大电路、基准电压电路、脉冲调宽电路等部分构成，若储能电感L串联在输入端与输出负载RL之间，则叫串联型开关稳压电路。图1-18　串联与并联型开关稳压电路

电路正常工作时，开关管受脉冲电压控制工作在开关状态，使输入与输出之间周期性地闭合与断开，间断地把输入的能量送入储能电路，经均衡滤波后形成直流电压输出。单位时间内输入储能电路能量的多少（即开关管在单位时间里导通时间的长短）决定输出电压的大小。

取样电路取出一部分输出电压，并将这部分电压与基准电压相比较产生出误差信号，比较放大电路将误差信号放大，再去控制脉冲调宽电路，改变控制开关管的脉冲电压的宽度，从而改变开关管的导通时间。当输出电压偏高时，误差信号使脉冲宽度变窄，窄脉冲又使开关管单位时间内导通的时间变短，从可使输入储能器的能量减少，输出的电流、电压下降。这样输出电压经过取样、比较放大、脉冲调宽电路的作用后，使输出电压向相反的方向变化，从而达到稳定目的。（2）并联型开关稳压电路　如图1-18（b）所示，电路中的储能元件用脉冲变压器B替代，就可以得到脉冲变压器耦合并联型开关稳压电路。这种电路的特点是可以使脉冲变压器级多加几组绕组，分别构成储能电路，可以提供多路独立输出的不同电压。因此，这种形式的电路在目前的彩电中广泛应用。

2.自激式与它激式开关稳压电路

开关稳压电源在开机后，为了保证有直流电压输出，使电视机开始正常工作，应让开关管很快进入开关状态，这个过程叫开关稳压电源启动。按启动方式不同，可分为两种开关稳压电路。（1）自激式开关稳压电路　它是利用电路中的开关管、脉冲变压器构成一个自激振荡器，来完成电源启动工作，使电源有直流电压输出。图1-19所示为一种简单实用的自激式电源电路。图1-19　自激式并联电源

220V交流电经D1整流，C1滤波后输出约280V的直流电压，一路经B的初级绕组加到开关管V1的集电极；另一路经启动电阻R2给V1的基极提供偏流，使V1很快导通，在B的初级绕组产生感应电压，经B耦合到正反馈绕组，并把感应的电压反馈到V1的基极，使V1则入饱和导通状态。

当VT1饱和时，因集电极电流保持不变，初级绕组上的电压消失，VT1退出饱和，集电极电流减小，反馈绕组产生反向电压，使VT1反偏截止。

接在B初级绕组上的D3、R7、C4为浪涌电压吸收回路，可避免VT1被高压击穿。B的次级产生高频脉冲电压经D4整流，C5滤波后（R9为负载电阻）输出直流电压。（2）它激式开关稳压电路　这种电路必须附加一个振荡器，利用振荡器产生的开关脉冲去触发开关管完成电源启动，使电源的直流电压输出。在电视机正常工作后，可由行扫描输出电路提供行的脉冲作为开关信号。这时振荡器可以停止振荡。可见附加的振荡器只须在开机时工作，完成电源启动工作后可停止振荡。因此这种电路线路复杂。

图1-20为实际应用中的他激式电源电路，采用推挽式输出（也可以使用单管输出），图中VT1、VT2、C1、C2、R1～R4、VD1、VD2构成多谐振荡电路，其振荡频率为20kHz左右，电路工作后可以从VT1和VT2的集电极输出两路相位相差180°的连续脉冲电压，调节R2、R3可以调整输出脉冲的宽度（占空比）。这两路信号分别经C3、R5和C4、R6耦合到VT3和VT4基极。图1-20　推挽式开关电源的实际电路

VT3和VT4及R7、VD3、VD4、R8构成两个独立的电压放大器，从VT3和VT4集电极输出的已放大的脉冲电压信号分别经C5、R9、ZD1和C6、R10、ZD2耦合到VT5和VT6的基极。

VT5、VT6、VD5、VD6、VD9、VD10和VD11、VD12构成脉冲推挽式功率放大电路，将VT5、VT6送来的脉冲电压进行放大，并经T1耦合后驱动开关电源主回路。VD5、VD6是防共态导通二极管，VD11、VD12为阻尼管，VD9、VD10为发射结保护二极管。电路的工作过程如下。

当VT3集电极有正脉冲出现并超过10V时，ZD1被击穿，VT5因正偏而导通（VT6处于截止状态），因同名端相关联，VT5集电极电流流经T1初级③—①绕组时，将在次级绕组④端感应出正的脉冲电压，⑤端感应出负的脉冲电压。此电压分别加到VT7和VT8基极回路，将使VT7导通、VT8截止。

当VT4集电极有正脉冲出现并且幅度超过10V时，ZD2被击穿，VT6因正偏而导通（VT5处于截止状态），因同名端相关联，VT6集电极电流流经T1初级<3<—<2<绕组时，将在次级绕组<4<端感应出负的脉冲电压，<5<端感应出正的脉冲电压，此电压分别加到VT7和VT8的基极回路，使VT7截止、VT8导通。

VT7、VT8、VD13～VD20、C7、C8、R11～R16、T2构成他激式推挽式开关电源的主变换电路（末级功率驱动电路）。VD13、VD14是防共态导通二极管，VD19、VD20为阻尼管，C7、R11和C8、R12分别构成输入积分电路，其作用也是防止VT7、VT8共态导通，其原理是使VT7或VT8延迟导通。VD15、VD16的作用是加速VT7、VT8截止响应。电路的工作过程同原理电路，T2次级输出正负方波电压。

VD21～VD24、C9、C10、C11、C12构成整流滤波电路，其作用是对T2次级输出的方波进行整流滤波，输出负载所需的直流电压。

VD25～VD28、C11、C12、R17、R18构成输入整流滤波电路，此电路直接将输入的220V交流电压进行整流得到所需直流电压供上述各电路工作。电路中的R17的作用是冲击电流限幅，限制开机瞬间C11、C12的充电电流的最大幅度。

3.调宽与调频式开关稳压电路

串联型和并联型开关稳压电源，在稳压工作中都要进行脉冲宽度的调整，以改变单位时间内开关管的导通时间。调整输出电压的高低有以下两种方法。（1）调宽的方法　在开关周期一定的条件下，增减开关合上的时间，就可以控制输出电压的大小，这种方法就是调宽的方法，使用这种方法的开关稳压电路叫调宽式开关稳压电路。（2）调频的方法　一定情况下，改变开关重复周期，可以控制输出电压的大小。这种方法就是调频的方法，使用这种方法的开关稳压电路称为调频式开关稳压电路。

在电视机中，使用调宽式的开关稳压电路是用某标准频率控制（如电视机为行逆程脉冲控制）来锁定开关管的开关频率，使其开关周期不变，使用调频式的开关稳压电路，共脉冲振荡不受外来同步信号的控制。两种方式波形变化图如图1-21所示。图1-21　两种方式波形变化图三、电源电路的保护措施

1.电源电路的保护措施

在稳压电源内，经常设有过流、过压或短路保护电路。这些保护电路可以设在电源调整管或开关控制电路附近，也可以设在稳压电路输出端，甚至和扫描输出电路的保护电路结合在一起。（1）过流保护电路　若负载电路的晶体管击穿，滤波电容、去耦电容等短路，或者其他原因使输出电流超过正常值，可能将电源开关管或其他元件烧毁，为此应加设过流保护电路。

①在电源输入端串接熔丝　熔丝是最简单的保护措施，但其熔断时间的离散性较大，且熔断时间不及时，易发生更大的故障。它仅作辅助保护。

②设有小阻值的电阻，通过两端电压监视输出电流　在电源输出端或行输出管发射极串接小阻值保护电阻（多为0.5～10Ω），用它来监视输出电流。因通过此保护电阻的电压可监视输出电流，故又称它为检测电阻。当电流超过额定值时，电阻两端电压降加大，用此电压去控制电源开关管的激励电路，使开关管处于截止态，即无输出电压。

图1-22（a）为过流保护电路之一。VT是行输出管，Re是串接在发射极电路的过流保护电阻，R为限流电阻，VD是稳压管，C是滤波电容。在正常情况下，Re上的电流在限额之内，UU，ezVD发生齐纳击穿，A点输出一定值电压，可以控制开关电源的激励级，使电源开关管无输出。

在图1-22（b）中，保护、检测用电阻R串接在输出回路，R两端电压降反映负载电流的大小，故A点输出电压即为过流保护控制电压，用此电压控制开关管的激励级，可起到保护作用。有时，不使用检测电阻，可通过检测二极管的导通、截止变化，进行过流、短路保护。图1-22　电阻过流保护检测法

③利用电流互感器监视输出电流　在整机电源输入端串接电流互感器B，其次级绕组感应的电压与负载电流大小成正比，利用这一规律可监视输出电流，如图1-23（a）所示。将次级感应的交流电压整流滤波后，用直流电压去控制开关管的激励电路。图1-23　另外两种过流保护电路

④用光电耦合器作过流保护　在电源输入端串接光电耦合器，如图1-23（b）所示。光电耦合器由发光二极管和光敏三极管构成。调整R2值，使发光二极管电流值适当，光敏三极管的内阻较大，R3所得电压较小，对控制（即保护）电路无影响。当负载电流超过允许值时，发光二极管电流加大，光敏三极管电流跟随加大，其等效内阻减小，R3的电压降加大，可使保护电路动作，切断电源。光敏三极管与发光二极管靠近而又隔离开，可以各成回路，各自独立，应用起来十分方便、安全、可靠。（2） 过压保护电路　当换能器的储能电感发生短路时，有些电源开关管易发生击穿，造成某些电源输出电压值过高，使晶体管或其他元件（如电容）超过耐压值而击穿。还有，某些原因引起显像管高压过高或管内高压打火时，也能击穿视放输出管或其他电路元件。设有过压保护电路后，可保护调整管、储能电感，保护高、中压电路的有关元件。

利用可控硅的导通特性、自锁原理，可进行理想的过压保护，图1-24是过压保护电路原理图。图1-24　过压保护电路原理图

在正常工作状态，R1、R2所取电压较小，稳压管VD2反偏截止，可控硅臂VD1截止，此保护电路不动作；当被保护电路出现过压现象时，由R1、R2构成的过压取样电路可取得较高电压.使稳压管VD2处于反向击穿导通状态，VD1的控制栅极电压上升，使VD1也进入导通状态。此时VD1的正向压降很小，因它并接于电源输出端或自激振荡器两端，造成振荡器停振，起到保护作用。可控硅有自锁作用，VD1导通后，即使控制栅极电压消失，它仍处于饱和导通状态，因此电源过压保护后，此电路不能自动恢复正常工作，必须重新启动稳压电路，才能进入工作状态。被保护电路可以是行输出电路、场输出电路，或其他高、中压电路等。

2.保护电路

开关电源的许多元件都工作在大电压、大电流条件下，为了保证开关电源及负载电路的安全，开关电源设有许多保护电路。（1）尖峰吸收回路　因开关变压器是感性元件，则在开关管截止瞬间，其集电极上将产生尖峰极高的反峰值电压，容易导致开关管过压损坏。

在图1-25（a）所示的电路中，开关管VT截止瞬间，其集电极上产生的反峰值电压经C1、R1构成充电回路，充电电流使尖峰电压被抑制在一定范围内，以免开关管被击穿。当C1充电结束后，C1通过开关变压器T的初级绕组、300V滤波电容、地、R1构成放电回路。因此，当R1取值小时，虽然利于尖峰电压的吸收，但增大了开关管的开启损耗；当R1取值大时，虽然降低了开关管的开启损耗，但降低了尖峰电压的吸收。图1-25　尖峰吸收回路

图1-25（b）所示的电路是针对图1-25（a）电路改进而成的，在图1-25（b）中，不但加装了二极管VD1，而且加大了R1的值，这样，因VD1的内阻较小，利于尖峰电压的吸收，而R1的取值又较大，降低了开启损耗对开关管VT的影响。

图1-25（c）所示的电路与图1-25（b）所示的电路工作原理是一样的，但吸收效果要更好一些。目前，液晶彩电的电源尖峰吸收回路基本上都使用了此电路形式。

实际应用中的尖峰脉冲吸收电路是由钳位电路和吸收电路复合而成的，图1-26所示是钳位电路和吸收电路在开关电源应用时的不同效果。图1-26　钳位电路和吸收电路在开关电源应用时的不同效果（2）软启动电路　一般在开关电源开机瞬间，因稳压电路还没有完全进入工作状态，开关管将处于失控状态，极易因关断损耗大或过激励而损坏。为此，一些液晶彩电的开关电源中设有软启动电路，其作用是在每次开机时，限制激励脉冲导通时间不至于过长，并使稳压电路很快进入工作状态。有些电源控制芯片中集成有软启动电路，有些开关电源则在外部专设有软启动电路。第三节　开关电源的检修思路和检修方法一、开关电源的检修方法及注意事项

①检修思路：电源电路是显示器各电路的能源，此电路是否正常工作，直接影响各负载电路是否正常工作，因显示器均使用开关电源，电源的各电路之间联系又很紧密，当某个元件出现故障后，直接影响其他电路的正常工作。此外，在电源电路中设有超压、过电流保护电路，一旦负载电路或电源本身出现故障，常常会引起保护电路启动，而造成电源电路没有输出。检修时，需要全面认识电源电路的结构、电路特点，然后，根据故障现象，确定故障位置，并使用正确检查故障的方法。

②在检查电源电路的故障时，在还没有确定故障部位的情况下，为防止通电后进一步扩大故障范围，除了对用户进行访问之外，首先应用在路电阻检查方法，直接对可怀疑的电路进行检查，查看是否有严重的损坏元件和对地短路的现象，这样，除了能提高检查故障的速度之外，还可防止因故障部位的扩大而增大对故障检修的难度。

③在检修电源电路时，使用正确的检查方法是必要的。例如，当出现电源不启动使主电源输出为零或电源电路工作不正常使输出电压很低时，可使用断掉负载的方法。但需要注意的是，当断掉负载后，必须在主电源输出端与地之间接好假负载，然后才能通电试机，以确定故障是在电源还是出在负载电路。而对假负载可选用40W/60W的灯泡，其优点是直观方便，可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。但是用灯泡也有它的缺点，即灯泡存在着冷态、热态电阻问题，往往刚开机时因灯泡的冷态电阻太小（一只60W灯泡在输出电压100V时，其冷态电阻为50Ω；热态电阻为500Ω）而造成电源不启动，造成维修人员对故障部位判断的误解。

为了减小启动电流，在检修时除了使用灯泡作假负载之外，还可以使用50W电烙铁作假负载，使用也很方便（其冷、热电阻均为900Ω）。

④维修无输出的电源，应通电后再断电，因开关电源不振荡，300V滤波电容两端的电压放电会极其缓慢，电容两端的高压会保持很长时间，此时，若用万用表的电阻挡测量电源，应先对300V滤波电容进行放电（可用一大功率的小电阻进行放电），然后才能测量，否则不但会损坏万用表，还会危及维修人员的安全。

⑤在测量电压时，一定要注意地线的正确选取，否则测试值是错误的，甚至还可能造成仪器的损坏，在测量开关电源一次（开关变压器初级前电路）电路时，应以“热地”为参考点，地线（“热地”）可选取市电整流滤波电路300V滤波电容的负极，若300V滤波电容是开关电源一次电路的“标志物”，则最好找测量开关电源二次电压时，应以“冷地”为参考点。另外，在进行波形测试时，也应进行相应地线的选取，且最好在被测电路附近选取地线，若离波形测试点过远，在测试波形上容易出现干扰。

⑥在维修开关电源时，使用隔离变压器并不能保证100%的安全，导致触电的充要条件是：与身体接触的两处或以上的导体间存在超过安全的电位差，并有一定强度的电流流经人体，隔离变压器可以消除“热地”与电网之间的电位差，一定程度上可以防止触电，但它无法消除电路中各点间固有的电位差。也就是说，如两只手同时接触了开关电源电路中具有电位差的部位，同样会导致触电。因此，维修人员在修理时，若必须带电操作，首先应使身体与大地可靠绝缘，例如，坐在木质座位上，脚下踩一块干燥木板或包装用泡沫塑料等绝缘物；其次，要养成单手操作的习惯，当必须接触带电部位时，应防止经另一只手或身体的其他部位形成回路等，这些都是避免电击的有效措施。二、开关电源的检修方法

1.检修方法（1）假负载　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，经常需要断开负载，并在电源输出端（一般为12V）加上假负载进行试机。之所以要接假负载，是因为开关管在截止时，存储在开关变压器一次绕组的能量要向二次侧释放，若不接假负载，则开关变压器存储的能量无处释放，极易导致开关管击穿损坏。一般选取30～60W/12V的灯泡（汽车或摩托车上使用）作为假负载，优点是直观方便，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。为了减小启动电流，也可使用30W的电烙铁或大功率600Ω～1kΩ电阻作为假负载。

对于大部分液晶显示器，其开关电源的直流电压输出端大都通过一个电阻接地，相当于接了一个假负载，因此，对此种结构的开关电源，维修时不需要再接假负载。（2）短路法　液晶显示器的开关电源，较多地使用了带光电耦合器的直接取样稳压控制电路，当输出电压高时，可使用短路来判断故障范围。

短路法的过程是：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，测量主电压仍没有变化，则说明故障在光电耦合器之后（开关变压器的一次侧）；反之，故障在光电耦合器之前的电路。【提示】　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，从安全角度考虑，短路之前，应断开负载电路。（3）串联灯泡法　所谓串联灯泡法，就是取掉输入回路的熔丝，用一个60W/220V的灯泡串联在原熔丝两端。当通入交流电后，如灯泡很亮，则说明电路有短路现象，因灯泡有一定的阻值，如60W/220V的灯泡，其阻值约为500Ω（指热阻），能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大致判断电路的故障；另一方面，因灯泡的限流作用，不至于立即使已有短路的电路烧坏元器件，排除短路故障后，灯泡的亮度自然会变暗，最后再取掉灯泡，换上熔丝。（4）输入端串入降压变压器法　对于待修的电源，因电路已存在故障，若直接输入正常的较高的电压，通电后会短时间烧毁电路中的元件，甚至将故障部位扩大，此时，可用一只可调变压器，给电路提供较低的交流电压，然后对故障进行检查，逐渐将电源电压提高到正常值，以免在检修故障时将故障面扩大，给检修带来不便。（5）代换法　在液晶显示器开关电源中，一般使用一块电源控制芯片，此类芯片现在已经非常便宜，因此，怀疑控制芯片有问题时，建议使用正常的芯片进行代换，以提高维修效率。

2.常见故障的判断方法（1）主电源无输出　在检修时首先要检查熔丝是否熔断。若已断，说明电路中有严重的短路现象，应检查向开并管漏极供电的300V是否正常，若无300V电压，应检查：开关管是否击穿、滤波电容是否漏电或击穿、整流二极管是否有一只以上击穿及与二极管并联的电容有击穿现象、消磁电阻是否损坏、电网滤波线圈是否短路、电源线是否短路等。如熔丝没有断且无300V电压，说明整流滤波前级有开路现象，如整流二极管有两只以上开路、滤波线圈短路、电源线短路、开关变压器初级短路等。

若整流电路有300V，说明整流滤波电路无问题，如无主直流电压输出，则故障应在开关振荡电路。例如，开关管开路、启动电路有开路现象、UC3842的⑦脚的供电电路有故障等。（2）开机瞬间主电压有输出但随后下降很多或下降到零　此故障一般是因保护电路启动或是因负载电路有短路现象造成的（在UC3842电源电路中也可能是因向集成电路⑦脚的供电电路有问题造成的）。

①检查开关电源输出部分及负载电路有无短路现象，方法是关机测各输出端电压的对地电阻，如很小或为零，则应顺藤摸瓜，检查各负载电路的短路性故障，如滤波电容漏电或击穿、负载集成电路有短路现象等。

②检查过流保护电路。检修时除了检查过流被控电路的问题之外，还应检查过流电路本身的问题。

③检查过压保护电路。在确认负载电路不存在过流现象时，就应检查过压保护电路是否正常，如属于此电路的问题，一般为晶闸管损坏。（3）主电压过高的判断检修　在电源电路中，均设有过压保护电路，如输出电压过高首先会使过压保护电路动作，此时，可将保护电路断开，测开机瞬间的主电压输出，若测出的电压值比正常的电压值高10V以上，说明输出电压过高，故障存在于电源稳压电路及正反馈振荡电路。应重点检查如取样电位器、取样电阻、光电耦合器、及稳压集成电路等的故障。（4）输出电压过低　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：

①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；若仍不正常，说明开关电源电路有故障。

②输出电压端整流半导体二极管、滤波电容失效等，可以通过代换法进行判断。

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。

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。

⑤300V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。（5）屡损开关管故障的维修　屡损开关管是开关电源电路维修的重点和难点，下面进行系统分析。

开关管是开关电源的核心部件，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子就可以排除故障，甚至还会损坏新管子，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，下面简要分析一下常见原因。

①开关管过电压损坏

a.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，会突破开关管D-S的耐压面而造成开关管击穿。

b.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增大，其一次绕组产生的感应电压与开关管漏极得到的直流工作电压叠加，若这个叠加值超过开关管D-S的耐压值，则会损坏开关管。

c.开关管漏极保护电路（尖峰脉冲吸收电路）有问题，不能将开关管漏极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。

d.300V滤波电容失效，使其两端含有大量的高频脉冲，在开关管截止时与反峰电压叠加后，导致开关管过电压而损坏。

②开关管过电流损坏

a.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的整流、滤波电路不良或负载电路有故障。

b.开关变压器匝间短路。

③开关管功耗大而损坏　常见的有开启损耗大和关断损耗大两种，开启损耗大主要是因为开关管在规定的时间内不能由放大状态进入饱和状态，主要是开关管激励不足造成的，关断损耗大主要是开关管在规定动作时间内不能由放大状态进入截止状态，主要是开关管栅极的波形因某种原因发生畸变造成的。

④开关管本身有质量问题　市售电源开关管质量良莠不齐，若开关管存在质量问题，屡损开关管也就在所难免。

⑤开关管代换不当　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，也不能用彩电电源常用的BC508A、2SD1403等半导体管进行代换。实验证明，代换后电源虽可工作，但通电几分钟后半导体管即过热，会引起屡损开关管的故障。第二章多种分立元件开关典型电路分析与检修第一节　串联型调宽典型电路原理与检修一、电路原理（以日本松下M11机芯串联自激式开关电源为例）

图2-1为松下M11机芯电源电路原理图，此电路主要由电网输入滤波电路、消磁电路、整流滤波电路、开关振荡电路、脉冲整流滤波电路、取样稳压电路、过电流超压保护电路等构成。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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