1、Xiaoman2013/9/22 1 中小功率 开关电源维修 陈少鹏 第一节 . 开关电源的基本概念 任何电子设备都需要有控制电源，电源主要有两大类型。 一 、 是传统的工频变压器整流电源，主要的优点是有可靠、稳定性、输入输出隔离；缺点是变压器笨重、体积大、效率低等。 二 、 是开关电源，主要优点 是重量轻、体积小、效率高机内温升低；缺点是故障率高，对工作在高压、高频电路中的电子元件要求高。 常见的开关电源电路主要有两种形式。 一 、 是由分立元件构成的单管自激震荡式；集成电路构成的他激式单管开关电源。 （适用于输出功率比较小的电子设备）。 二 、 是 双管半桥脉冲可调 式开关电源。（适用于输
2、出功率比较大的电子设备）。 开关电源的组成： 不管那种开关电源，都包含有：交流输入及抗干扰电路、启动电路、开关震荡管、开关变压器、整流滤波输出电路、稳压控制电路、提高功率因素的 pfc电路、以及过压过流保护电路等。 第二节 . 开关电源的基本 部分 电路 一 整流滤波电路 我国 使用 的 正弦波交流电的特征是：有效值为 三 相 380V（ 单相220V） ，峰值为有效值的 2（ 1.414），频率为 50Hz，周期是 0.02 秒。 Xiaoman2013/9/22 2 1. 单相半波整流 滤波 电路： 图 1 直流输出电压： Uo=0.45U2 加电解电容滤波后 的直流电压输出： Uo U2
3、 2. 单相全波 （含桥式） 整流 滤波 电路： 图 2 图 3 直流输出电压： Uo=0.9U2 加电解电容滤波后的直流电压输出： Uo 2（ 1.414） U2 Xiaoman2013/9/22 3 3. 三相桥式整流滤波电路： 图 4 直流输出电压： Uo=0.9U2 加电解电容滤波后的直流电压输出： Uo 2（ 1.414） U2 4. 常用的型滤波电路： 开关电源中常用的滤波方式图 5 5. 检测方法： 用万用表分别测整流滤波电路的交流输入电压和直流输出电压进行判断，用上面的公式计算对比，符合的为正常。如输入为单相交流 220V的桥式 全波 整流滤波电路， 其直 流输出应为 310V
4、DC。 Xiaoman2013/9/22 4 二 稳压电路 1. 稳压二极管基本稳压电路 稳压 二极管 （又叫齐纳二极管） ,此二极管是一种直到临界 反向击穿电压 前都具有很高 电阻 的半导体器件。 图 6 图 7 在负载上并联（反并联）稳压二极管，负载上得到的稳定电压由稳压管的标称稳压值决定。 在负载上发窜联接上稳压二极管就能进行降压。 Xiaoman2013/9/22 5 2. 三端集成稳压电源 （ 1）、 定值式三端稳压集成电路 LM78XX 系列与 LM79XX 系列。 下图为正电源的 78系列和负电源的 79 系列的引脚图。 图 8 典型的应用电路： 图 9 （ 2）、可调式三端稳压
5、集成电路 LM317。 Xiaoman2013/9/22 6 图 10 典型的应用电路： 图 11 （ 3）、 三端精密稳压控制器 TL431。 TL431 就是开关电源常用应用的三端 可调 精密稳压控制元件 。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从 Vref（ 2.5V）到 36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为 0.2 ，在很多应用中可以用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。 Xiaoman2013/9/22 7 图 12 图 13 第三节 . 单管开关电源电路 Xiaoman2013/9/22 8 我们要理论联系实际，现在以二号线屏蔽门 DC
6、U 的开关电源部分来分析。 47n 三只三相 50V a c1/ 250V10000/ 220VU C 2842A D6. 8K 片状11 12100K13Cf1478 9510S F H 6186- 3100kCc470/ 25VI R F 7401000. 5610k390T L 431 10068016VZJE D 13 四只470/ 50V470/ 50V470/ 25V470/ 25V六只 8E W S 08ST P 2 0240240T P 1 8470/ 50VT P 2 6T P 2 5T P 1 9T P 2 2T P 1 7470/ 25V470u/ 25VT P 2 41
7、0000/ 16V2200/ 10V7H ZT P 2 7T P 5E D 13470n 三只L M 290115KA 4p16747K47KL M 290122K A 4p6. 8K4518KL 4pR 5D 1L M 2901148943K220K 240K L M 2901A7A71110130820K 100K 10/ 25V582341ICL766210/ 25V10/ 25VT P 3012V outCP V 364M 4U131212V D C3 4 6 7 9J V s82821F p10K820 4. 7 三只接三相无刷直流电动机1K10KT P 2710K 33/ 16V2
8、00 供电 C P UL 4pS F H 6186- 374H C 14Di M 4A 5 第 46 脚5V r e fV i n1GND2V o u t3L M 2940 + 12VT P 2 9ICL76622456RE F 02T P 29基地维修中心电子电子电气部维修分部电子一班西屋屏蔽门 DCU 开关电源电路图制图 审核陈少鹏 2 0 1 3 - 7 - 9 林惠汉 2 0 1 3 - 7 - 9图 14 一 单管开关电源的工作原理 输入的 交流电经抗干扰的滤波器滤除其中的高频杂波，由桥式整流及电容滤波后得到的直流电压，一路通过开关变压器的初级加到开关管上，另一路经过 启动电阻 加到
9、电源调制芯片的电源脚上，同时对并接于电源脚的电解电容进行充电，当电解电容的电压达到芯片的启动电压后， 电源调制 芯片 UC2842 输出脉冲控制开关管导通，在开关变压器的初级绕组中流过脉冲电流，这时次级绕组也产生感应电压。反馈绕组产生的感应电压经过整流滤波后加到电源芯片的电源Xiaoman2013/9/22 9 脚，维持开关电源的工作。输出绕组产生的感应 电压经整流脉冲电路输出，为负载提供电源。 稳压控制电路从输出电压中取出样品电压，经光耦隔离后反馈到电源芯片的反馈输入脚，电源芯片改变输出的 PWM 脉冲的占空比来改变开关管的导通时间，从而调整输出电压的高低，实现稳压控制。 二 电源 调制芯片
10、 UC2842为 开关电源的 核心控制部件， 是 应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。 图 15 【输入部分的抗干扰电路】 【启动电路】 【 PWM 脉冲控制电路】 【开关管、主变压器的功率变换电路】 【低压直流输出电路】 【稳压反馈控制电路】 【保护电路】 Xiaoman2013/9/22 10 三 发维莱屏蔽门 DCU 的开关电源电路 I R F B867543212204R 7*4Y A 538841- A100u/ 180VU 3D1011783*422u/ 25VX 2N464110012510*2681110021000A3M I C3 8 C4 40. 022u/ 250V
11、a c0. 47u/ 275V a c6. 3AP ortP ort60E P U 04I R F 260N0. 005 欧4642SD18K / 2W1002DS10021470100312123833464210002. 2u/ 25VSDG 4P C 40U DD SG 4P C 40U D220u/ 200V220u/ 200VMP ortP ortM O T +M O T -100 欧10nJ 6301KY A 525880- B 20. 03 欧S 5A 3B Y G100100220u/ 35V6811L M 2941S1001inon/ of fG N DoutA D J470
12、0pF / 250V47u/ 63V180180180R N 202- 2/ 0222u/ 100VU 1D220u/ 35V17811000p/ 300v464168010011512x2P 1F驱动见下U 1D33201000p/ 300V 贴片47- 20U 1D3320贴片47- 20去双窜口主辅43217U 1D2741220u/ 35VT L 0821 的第 8 脚6U 3D33201000u/ 50V5U 1D220u/ 35V2741负电源523142743CO M PV RE EFBVDDI S N SOUTGNDRT / CT100210021002 2295 229514
13、732742B 11100104641U 4J87651234CR e fAP3 B 2P3 B 3P3 B 1P3 A 1P ortP2 A 1- A 10+ B T H F 外接 L C B 1 和 L C B 216RR N 202- 2P ortP4 A 1- A 6- B T H F M I C4 4 2 6 BM4 3 2 18765i nB G N D i nA NCout B Vs out A NC680M I C4 4 2 6 BM4 3 2 18765i nB G N D i nA NCout B Vs out A NC34641P 1F1512S5A3S5A3270270
14、1001S5A3S5A315121512S5A3100110021213B Y Gg oC P U1212U 4J1 匝6811S5A34641g oL C 4128V 第 * 脚4721089756242221R T E 24048S P 2- P - D C 48V - H 431412111K1211121176584681168111H C T 86M2H C T 86M法维莱 DCU 控制原理图x iao m an2008-12- 311H C T 86M12310004H C T 86M2H C T 86M56114332012133320g oL C 4128VS5A33H C T 86M891082503320g oL C 4128V472B F XB F PN 08A1543 2VDDOUTGND H T HLTH22903+ 1 1 0 v d c- 1 1 0 v d c1290384O P 285图 17 四 双管半桥式开关电源
