開關電源簡介

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開關模式電源（Switch Mode Power Supply，簡稱SMPS），又稱交換式電源、開關變換器，是一種高頻化電能轉換裝置，是電源供應器的一種。其功能是將一個位準的電壓，透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。開關電源的輸入多半是交流電源（例如市電）或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設備，例如個人電腦，而開關電源就進行兩者之間電壓及電流的轉換。開關電源不同于線性電源，開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式（飽和區(qū)）及全閉模式（截止區(qū)）之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節(jié)省能源，產生廢熱較少。理想上，開關電源本身是不會消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是透過調整晶體管導通及斷路的時間來達到。開關電源大致由主電路、開關電源控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。相反的，線性電源在產生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會消耗電能。開關電源的高轉換效率是其一大優(yōu)點，而且因為開關電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。若電源的體積及重量是考慮重點時，開關電源比線性電源要好。不過開關電源比較復雜，內部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚加以處理，可能會產生噪聲及電磁干擾影響其他設備，而且若開關電源沒有特別設計，其電源功率因數(shù)可能不高。

開關電源工作模式

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顧名思義，開關電源就是利用電子開關器件（如晶體管、場效應管、可控硅閘流管等），開關電源及電路圖通過控制電路，使電子開關器件不停地“接通”和“關斷”，讓電子開關器件對輸入電壓進行脈沖調制，從而實現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調和自動穩(wěn)壓。開關電源一般有三種工作模式：頻率、脈沖寬度固定模式，頻率固定、脈沖寬度可變模式，頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；1、開關電源出現(xiàn)不啟振的時候，我們通常需要查看開關頻率是否正確、保護電路是否封1鎖、電壓反饋電路、電流反饋電路又沒問題，開關管是否擊穿等。后兩種工作模式多用于開關穩(wěn)壓電源。另外，開關電源輸出電壓也有三種工作方式：直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣，前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作方式多用于開關穩(wěn)壓電源。根據(jù)開關器件在電路中連接的方式，開關電源，大體上可分為：串聯(lián)式開關電源、并聯(lián)式開關電源、變壓器式開關電源等三大類。其中，變壓器式開關電源（后面簡稱變壓器開關電源）還可以進一步分成：推挽式、半橋式、全橋式等多種；根據(jù)變壓器的激勵和輸出電壓的相位，又可以分成：正激式、反激式、單激式和雙激式等多種；如果從用途上來分，還可以分成更多種類。

開關電源瞬間有電壓出檢修技巧

1、瞬間電壓輸出故障原因

這種故障在按下啟動開關的瞬間，開關電源某個或各個輸出端電壓有一個小的電壓輸出，然后降為0V，這種情況說明開關電源在加電的初始產生了振蕩，但后由于過壓，過流保護引起停振，或開關機接口電路加電初始為開機狀態(tài)，但隨CPU清零的結束而轉入待機狀態(tài)，引發(fā)這種情況的原因有:

(1)開關電源因故輸出電壓比標準值高10V而引起過壓保護

(2)負載過流引起保護動作

(3)保護電路自身的誤動作

(4)遙控系統(tǒng)因故執(zhí)行待機指令

2、判斷故障方法與步驟

(1)假負載法

(2)測量保護元件是否擊穿

(3)斷開法

(4)降1壓法

3、各功能電路的檢測方法

通過上述方法判斷故障在開關電源的哪個部分后，對各個部分的檢查方法如下：

(1)對脈寬調制電路和正反饋電路的檢查。對正反饋電路中的電解電容直接更換

目前開關電源的正反饋電路中的振蕩電容有兩種，一是0。016UF 0。039UF膽電容，其故障率很低，檢修這種電容可以排除，另一種是10UF左右的電解電容，故障率使用數(shù)年后有可能，檢修時直接更換此電容，

(2)更換脈寬調制電路工作電壓形成中的電解電容

在手中無交流調壓器的情況下，對于過壓保護故障，為了安全起見可先更換脈寬調制電路工作電壓形成電路中的易損件，即濾波電容(幾微法到100UF不等的電解電容)，看開關電源是否恢復正常。

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開關電源-PCB布局需要注意的有以下方面

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1：流過大電流的電解電容需要并聯(lián)使用是，應該盡量使用相同規(guī)格電容，要相互靠近，不宜分開。并聯(lián)的電容需要均流，所以要保持相同的阻抗，不同電容阻抗不一樣，總阻抗還跟pcb走線長度，溫度環(huán)境相關，分開使用后很難保證這兩方面參數(shù)保持一致。

2：電解電容和薄膜電容（包括安規(guī)電容）等溫度特性不怎么好，持續(xù)高溫情況下會影響穩(wěn)定性跟壽命，這類電容自身一般不怎么發(fā)熱，但是如果貼近或靠近發(fā)熱量大的元件，如功率電感，變壓器，功率MOS，橋堆，功率二極管，大功率電阻等將嚴重影響穩(wěn)定性和壽命。開關電源解決好接地問題的方法1）盡量減少導線電感引起的高頻阻抗。

3：大功率電阻有條件的話盡量豎起來放增加空氣對流，如要橫放，千萬不要讓電阻管體貼著pcb，這樣會影響電阻散熱還可能會烤黃pcb板材。

4：可調電阻等微調元件不要貼近或靠近發(fā)熱量大的元件（如功率變壓器），一方面因為溫度會電阻的阻值和壽命，進而影響可調電路部分精準度，另一方面可調電阻等一般帶有機械部分和塑料部分，這些都是不能耐高溫的，容易老化損害。

5：工作在低溫場合的pcb，特別是面積比較大的時候，必須要在板材無各處盡量均勻的打洞和割槽，不然經(jīng)過強烈熱脹冷縮之后，pcb會變形甚至銅箔翹起。

6：光耦和控制IC不宜放在變壓器磁芯結合處切線正下方（臥式變壓器尤為嚴重），因為這個地方散磁通和漏磁通很大，影響到光耦所在的反饋回路，容易使電源不穩(wěn)定。

7：貼片電容很容易在生產過程中被壓壞，所以pcb的貼片面盡量貼一下比較高貼片電容要高一點的貼片元件，這是為了保護貼片電容。

8：插件面盡量讓散熱器高度略高于較高的電解電容和磁性元件，并使pcb插件面朝下，貼片面朝上的方式擺放時保持平衡，這樣有利于在生產中保護磁芯不被碰裂，電解電容不被擠扁，并有利于調試和維修焊接。