发布时间：2022-09-24 21:55:52
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的开关电源维修样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
【关键词】开关电源 TOP244Y单片开关电源原理 故障维修技巧
开关电源又被称为高效节能电源，它不仅效率高，可达到80-90，而且去掉了笨重的工频变压器，它是利用体积很小的高频变压器来实现电压变换及电网隔离，这样为家用电器的小型化、轻型化奠定了坚实的基础。采用TOP244Y单片开关电源用途非常广泛，很多民用家用电子产品都采用了此种电路方案，因此家电维修人员很有必要掌握TOP244Y单片开关电源的维修方法。
1 TOP244Y开关电源工作原理分析
该开关电源芯片内含脉宽调制器、功率场效应管、自动偏置电路、保护电路。再配合外部的一次整流滤波电路、、取样比较反馈电路、二次整流滤波电路等部分就组成了一个完整的单片开关电源。其电路原理如附图所示，以下分别进行分析：
1.1 TOP244Y芯片各引脚功能
TOP244Y是一款集成式开关电源芯片，它将脉冲宽度调制（PWM）控制系统的全部功能集成到芯片中，其功能引脚如图1所示，各脚功能如下：
1.1.1 漏极（D）引脚
高压功率MOSFET的漏极输出，通过内部开关高压电流源提供启动偏置电流。
1.1.2 控制（C）引脚
误差放大器及反馈电流的输入脚，用于占空比控制。当控制引脚电压VC接近5.8 V时，控制电路被激活并开始软启动。当出现开环或短路等故障而使外部电流无法流入控制引脚时，控制引脚上的电容开始放电，达到4.8 V时激活自动重启动电路而关断MOSFET开关管的输出，使控制电路进入低电流的待机模式。
同时该脚也是脉宽调制器电流反馈的控制脚，其占空比与流入控制脚超过芯片内部消耗所需要的电流成反比，实现脉宽调制。
1.1.3 线电压检测（L）引脚
过压（OV）、欠压（UV）输入引脚。连接至源极引脚则禁用此引脚的所有功能。该引脚通过一个电阻R11连接到线电压上，当线电压低于欠压保护的阈值或者高于过压保护的阈值，会关断开关管，直到线电压恢复到正常的状态。
1.1.4 外部限流（X）引脚
外部限流调节、远程开/关控制和同步的输入引脚。此芯片巧妙地利用开关管的漏―源导通电阻RDS（ON）来代替外部过流检测电阻，当ID过大时，芯片内部过流比较器就翻转，进而使开关管关断，起到过流保护作用。外部限流引脚（X）与源极（S）之间接一个极限电流设定电阻R10，通过改变R10的阻值来改变过流保护的电流值。
此外，芯片内还带有滞后过热保护电路，当开关管的结温大于135度时，过热保护电路就将开关管关断，但是结温降至低于135度时并无动作，只是等到结温低于70度时，芯片才恢复正常工作。
1.1.5 频率（F）引脚
选择开关频率的输入引脚：如果连接到源极引脚则开关频率为132 kHz，连接到控制引脚则开关频率为66 kHz。这种特性在对噪声敏感的视频应用或高效率待机模式中非常有用。在附图电路中，该电路的工作频率为132kHz。
1.1.6 源极（S）引脚
这个引脚是功率MOSFET的源极连接点，用于高压功率的回路。它也是初级控制电路的公共点及参考点。
1.2 一次整流滤波电路
交流输入电路的整流滤波电路由整流桥BR1、电容C1、C12、C13组成，主要是完成AC---DC的转换。220V交流市电经过电磁干扰滤波器后，先经桥式整流转变为脉动直流电压，再经电容C1、C12、C13滤波，在电容C1的两端可得到约300V的直流电压。
1.3 二次整流滤波电路
二次整流滤波输出电路由D2、D3、C2、C3、L1、C4、C14组成，在TOP244Y内部开关管截止期间，高频变压器通过两组输出绕组把储存的能量以矩形脉冲的形式释放出来，经过D2、D3肖特基二极管整流得出直流电，再由以C2、C3、L1、C4、C14组成开关噪声滤波器滤除由开关电源本身产生的的干扰，得到平滑的直流电供给负载使用。
1.4 取样比较反馈电路
二次整流滤波出来的输出电压一部分经R4、R5、R6分压后得到取样电压，该取样电压与U3内部基准电压相比较，形成外部误差电压，用以控制光电耦合器U2中的发光二极管的工作电流及发光强度，进而改变光敏三极管输出控制电流IC的大小，然后送入TOP244Y集成芯片的C极，再由芯片内部电路调节占空比，使输出电压保持不变，达到稳压目的。
1.5 钳位电路
该钳位电路由超快速恢复二极管D1、瞬态电压抑制器VR1、电容C11组成，由于高频变压器在开关管截止时会产生一个很高的感应电动势，这个电动势再叠加上线电压（300V左右）会得到一个更高的电压，容易造成开关管的损坏，该箝位电路可以把这个高电压钳位到低于开关管的耐压值（约750V），从而保护了开关管的D---S极不被击穿。电容C11与瞬态电压抑制器VR1并联以降低齐纳箝位的损耗。
2 TOP244Y单片开关电源维修技巧
尽管各种开关电源电路差别悬殊，但基本原理大体一样，大多采用PWM方式，即脉冲宽度调制方式（调宽式），均由交流输入、稳压控制等部分组成。对于开关电源通用的基本准修方法，很多专业书籍杂志都有介绍，这里不再过多重述。针对TOP244Y单片开关电源电路的故障检修，本人根据多年来的维修经验着重谈谈其维修技巧：
2.1 在路静态检测
用万用表（可用MF一47型、MF500型万用表R×10Ω挡） 测量TOP244Y的D、S有无击穿及保险有无断路；正反向测量开关电源各种二极管，如整流桥BR2、箝位二极管D1、二次整流二极管D2、D3等，如果检测得正反向的电阻值都较小，则很可能已损坏，可以拆下测量确认；由于电阻损坏一般是阻值变大，对于阻值较小（一般是小于3K）的电阻，也可在路正反向测量（以测量值大的为准）电阻值，看有无阻值严重变大。
2.2 通电检测
检修时，在输出接上一假负载，瞬间通电，马上用万用表测+300V滤波电解电容两端电压。可能出现以下几种情况。
2.2.1 无+300V直流电压
该故障原因一般出在引线到整流桥之间电路，如保险断、限流功率电阻断、整流全桥损坏、前级滤波及干扰抑制电容击穿等。此时，应在无电状态下断开相关引线进行静态检测，便可查出损坏元件。
2.2.2 有稳定的+300V直流电压，输出为0
说明+300V前级电路完好，原因是开关电源未起振。重点检测启动电阻R11是否损坏（因阻值很大，必须焊下测量）；在开机瞬间用万用表直流12V挡测TOP244Y开关管的控制引脚（C），应有5.8V左右的电压；若无电压，检查连接在控制引脚的充电电容C5和限流电阻R3，若电容漏电或电阻开路，应更换，若完好则先要检查反馈回路中的D4和C15，再检查TOP244Y开关电源芯片的好坏，此时可更换芯片再作下一步的检修。
2.2.3 有稳定的+300V直流电压，输出过高或过低
此种故障说明稳压环路有故障，包括光耦之前冷地侧的稳压控制电路，以及光耦之后热地侧的稳压控制电路。可用短路法来区分故障范围：先短路光耦光敏接收管两脚（模拟光敏接收管内阻减小，迫使输出电压下降），测量主电压并观察变化情况，若电压会减小，说明故障在光耦之前冷地侧的稳压控制电路，重点检查U3组成的稳压控制电路元件；若电压无变化，说明故障在光耦之后热地侧的稳压控制电路，先重点检查TOP244Y开关管的控制引脚（C）的元件，再更换TOP244Y芯片试之。
在这里需要注意指出的是，切记不可短路光耦发光二极管两脚，这样会使稳压环路完全失控，导致电压严重升高，很可能烧毁元件扩大故障范围，加大维修难度。
3 TOP244Y单片开关电源故障分析与检修实例
例1 机型： DSD660数字卫星接收机开关电源
【现象】各组输出电压全无。
【分析与检修】整机在加上AC 220V电源后，各组电压全无。检查熔断器完好。测量大电解电容器C1两端电压有300V，说明整流部分完好。再检查TOP244Y的各脚：D为300V，C为0V，说明控制脚C无正常电压5.8V，断电后，用数字万用表“+”档检查TOP224Y，发现C、D脚内部击穿短路，电阻为0Ω。用TOP244Y更换后，开关电源恢复正常。
例2 机型： 12V 2.5A通用适配器电源
【现象】 无输出电压。
【分析与检修】检查熔断器完好，测量大电解电容器C1两端电压有300V，说明整流部分完好。再检查TOP244Y的各脚：C为0V，D为300V，说明控制脚C无正常电压5.8V，断电后，直接TOP224更换后，故障仍没排除，检查反馈回路中的D4、C15、充电电容C5，无异常现象，之后检查二次整流管D2、D3和光电耦合器，发现D2、D3和光电耦合器都为无穷大，更换后电源恢复正常。经过反复思考，造成该故障的原因应该是负载突然短路，导致次级电流过大而损坏上述元件，因光电耦合器的故障而使接在TOP244Y控制引脚的充电电容C5无法充电，导致TOP244Y内部开关管处于关断状态，从而有效也使故障进一步扩大。
4 结束语
本文主要介绍了目前家电产品广泛采用的TOP244Y单片开关电源的原理及维修技巧，可以帮助广大的家用电子产品维修人员提高维修此类电路的检修效率，做到有的放矢，少走弯路。
参考文献
[1]沙占友主编.新型开关电源的设计与应用[M].北京：电子工业出版社，2004.
[2]TOP244Y单片开关电源芯片数据手册[Z].2005.
工作原理
高斯贝尔GSR-D33数字卫星接收机电源为典型的自激式开关电源，220V交流市电经保险管和由L1、C1组成的抗干扰抑制电路，滤除电网中干扰信号后通过D1-D4整流、E1滤波得到约300V直流电压。300V直流电压一路经开关变压器B1初级绕组①-②加至开关管Q5（BUT11A）的集电极，另一路通过启动电阻R1加到Q5基极，使Q5导通。Q5导通后，Q5集电极电流在B1初级绕组①-②上产生感应电压，由于绕组间的电磁耦合，B1反馈绕组③-④产生感应电压，感应电压经D6、R5加到Q5基极，使Q5迅速进入饱和导通状态，在此期间，C4被充电，随着C4两端充电电压的不断升高，反馈电流逐渐减小，直至Q5基极电位降至关断值，使Q5关断截止。在Q5截止期间，C4经R5放电，当C4放电达一定程度，C4两端电压不足以使Q5保持截止状态，启动电压经R1加至Q5基极，Q5又进入导通状态，如此循环，形成开关电源的振荡过程。在开关电源循环振荡过程中，开关变压器次级各绕组输出交流电压，分别经整流、滤波、稳压等电路处理后，得到不同的稳定电压为主板各功能电路提供电源。
该开关电源稳压调节电路主要由IC1（4N35）、IC2（TL431）和Q3（9013）等组成，当由于某种原因引起输出电压升高时，3.3V输出电压随之升高，取样电路将这一升高的变化量送到电流比较放大器IC2的控制端R，经内部电路比较放大，输出端K电压下降，IC1内部发光二极管电流增大，发光管亮度增强，使Q3导通程度加深，加快C4充放电速度，缩短Q5导通时间，使开关电源输出电压下降。当某种原因引起输出电压下降时，稳压过程和上述相反。
C9、R2、D5组成尖峰吸收电路，用于限制高频变压器漏感产生的尖峰电压，保护开关管。Q2、R3组成过流保护电路，当 Q5电流增大时，R3两端压降也增大，最终使Q2导通，分流Q5基极正反馈电流，使Q5集电极电流减小，对Q5起到过流保护作用。
常见故障分析
1、通电后，立即烧保险
此类故障应从市电输入端检查入手，用测电阻的方法很容易发现故障点。重点检查抗干扰电路中C1、滤波电路中的E1有无漏电，桥式整流电路中整流二极管D1-D4有无短路，Q3、Q5是否已击穿。
2、通电后，不烧保险，但无任何显示
此故障一是由于300V电压未加入主变换电路，另一原因是主变换电路未工作。检修时先测量E1两端有无300V直流电压，若E1两端无300V电压，应检查L1、NTC是否断路。若E1两端有300V电压，而Q5集电极无电压，则是开关变压器初级绕组①-②断路；若主变换电路未工作，则应检查相关振荡电路元件，重点检查启动电阻R1和C4是否已损坏等。
关键词：电子维修 技工 技师 电源 检修
彩电原理与维修是中职、高职电子技术专业必修课之一，也是电子维修技工、技师的考试科目之一，因其结构、原理较复杂，故障检修有一定难度。整机电路中开关电源电路的故障率最高，且其工作电压高、电流大和整机其他电路关联密切，容易产生二次故障，是维修、考试中的难点，尤其是初学者往往感到无从下手。在这里根据其故障机理及以往一些经验以一个专题的形式归纳、总结其主要检修方法、步骤。
一、开关电源始终无输出（保险管正常）的故障检修
1．测开关管集电极电压为0或远低于300v，检查交流220V输入电路及整流滤波电路；若集电极电压正常，检查开关管b极电压。
2．测开关管b极电压或者在关机瞬间，用指针万用表Rx1挡，黑笔接b极，红笔接热地，如听到震荡声音，说明开关振荡部分正常，是启动电路开路或断路问题。若无声，在测发射结后，迅速将表转到电压挡，测c极电压是否快速泄放。若是，则开关管及其放电回路均正常，正反馈电路存在故障，包括反馈电阻、电容、续流二极管、正反馈绕组及其开关管故障。若c极电压仍不泄放，说明开关管及其回路有开路故障或b极有短路接地故障。
二、开关电源瞬间有电压输出的故障检修技巧
1．假负载法：断开行供电，在B+接假负载，监测B+电压（应先将电压表接到位，开机后即关机）。如果高于正常值十几伏以上，可判断故障是由开关电源输出过压，并击穿行输出管所致，或电源本身的保护电路动作关断电源。应对控制开关电源输出电压的脉宽调制电路和振荡定时电容进行检查（后面将专门讲述）。
若开关电源B+正常，则变换负载或改变市电压观察B+是否稳定输出，对于直接取样电源可空载，以便更好地判断开关电源的稳定性能，若确认其良好，则故障系负载过流或保护电路动作所引起。
2．检查保护电路：当B+正常时，测B+对地阻值，看是否直流输出端对地短路。若没短路，恢复行负载,开机测保护电路取样电压，逐一监测各保护检测支路，直致查出故障点，不要轻易取消保护电路，因断开保护机器失去保护功能，如果当时开关电源输出电压过高，引起灯丝电压过高等故障，会造成严重的后果。
若确实找不出故障点，可以断开过流保护电路，因过流故障充其量损坏故障电路中的供电回路元件，如限流电阻等，不会损坏末端负载。
三、开关电源输出电压高的故障检修技巧
1．判断整流滤波电路是否为倍压整流状态：测开关管集电极电压，若比交流供电电压高出1.4倍以上，可判断为开关管集电极电压高所致，应对倍压整流电路进行检查。对于电网电压比较正常的地区，可以拆除倍压整流滤波电路，降低电源故障率。
2．用替换法判断振荡定时电容是否不良。
3．脉宽调制电路故障也可导致电压升高。
（1）调整交流电压法
用调压器改变交流输入，使B+保持在略高于正常值，然后测脉宽调整电路中各级三极管的b、e、c极电压，光耦①、②脚间压降变化，看其是否与稳压原理相符或变化趋势一致，测到某一点与稳压原理应得值相反，说明被测点的这一级有故障，不能正确传送稳压信息，使稳压失败，应逐一检查相关元件。
（2）分割法（适用于直接取样电源）
以稳压反馈光耦为分水岭，对电路实行分割，确定故障范围，短路光耦③、④端，观察B+变化。
a.B+严重下降或停止输出，说明热底板部分正常，故障点在B+取样电路及光耦。
b.变化不明显或无变化，说明热底板部分有故障，详细检查此部分的脉宽调整电路。点检查脉冲调整电路工作电压的形成电路，如滤波电容、整流管等，应采用替换法，还应检查代换各调整管和相关元件，检查铜皮是否断路。
注意事项：检修电压高的机器，应尽量脱开各负载，B+接假载，避免故障扩大，特别是CPU+5V供电取自同一电源的机器，还用采取保护措施，防止CPU损坏。
四、开关电源输出电压低（带负载能力差）的故障检修技巧
电压低可能涉及到开关电源自身的各个部分和与开关电源相关的所有电路，在检修时应先缩小故障范围。
1．先测开关管c极电压，确认开关管供电正常。
2．根据开关电源各个输出端电压判断故障。
（1）开关电源有的输出端电压正常，有的低于正常值。故障在输出电压低的这个整流输出电路，应对电路中的限流电阻、整流二极管、滤波电容进行检查代换，若限流电阻发烫，说明负载过流，查负载。
（2）开关电源各路输出均低。
这种情况说明负载和整流输出电路均正常，故障在开关电源的正反馈电路、脉宽调整、开／待机电路、保护电路。
（3）输出电压有的下降比例大，有的输出电压下降比例小。
测量结果说明故障在输出电压下降比例大的电路。此时可断开此路负载，如果断开的是行电路，应接假负载。在断开负载后，再测开关电源各输出端电压，若恢复正常，可判断所断电路的负载有过流现象。若仍不正常，说明故障在该整流滤波电路。
3．断开主负载、接上灯泡，判断是否负载故障。
有些收台图闪、带负载后电压不稳的机器，难于鉴别故障是在电源或是负载时，可以采用“借法”，用此电源带同等尺寸、相同B+电压的另一台机器行负载，进行判断。
4．保留启动、正反馈、软启动及负反馈电路。逐一取消各种保护电路、待机控制电路末端三极管。开机观察故障是否消除，确定故障范围。
注意：兼有稳压作用的电路不能断开（例如光电耦合器）。断开保护电路时，须谨慎，并采取防止电压升高的措施。查热地部分的负反馈方法与检查电压高的方法相近，采用使B+输出高的思路（注意改变工作点不能造成B+过高扩大故障）。
【关键词】开关电源;保护措施;分析
引言
开关电源由于具有体积小、质量轻、效率高、输出稳定灵活等优点，在各个领域得到广泛应用。电源系统在整个电子系统中，是一个比较重要的不见，它的稳定运行对于整个系统都有着相关的关系。因此，对其的安全保护措施的分析是一个重要的课题。
1.开关电源原理
高频开关电源由以下几个部分组成：
1.1 主电路
从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：①输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。②整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。③逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越校。④输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
1.2 控制电路
一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
1.3 检测电路
除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
1.4 辅助电源
提供所有单一电路的不同要求电源。开关控制稳压原理开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量;当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。
改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比，这种方法称为“时间比率控制”。
1.5 开关电源原理框图见图1所示。
图1 开关电源原理框图
（1）通电瞬间，灯泡闪亮一下后，逐渐熄灭，则电源从输入至整流滤波均正常，故障应在后面电路。否则电源保险或输入滤波电感开路。
（2）若整流滤波电路正常，则检测开关管两端是否有310V电压，若无，则取样电阻RO或变压器初级开路。
（3）若开关管电压正常，则检测开关管驱动电路是否有几伏至十几伏电压，若无则检测启动电阻和驱动电路。
（4）若驱动有电压，开关管正常，则自激绕组有故障或反馈电路有故障。
（5）若灯泡常亮，则开关管击穿（短路）或整流桥击穿（短路）。
（6）若灯泡周期性亮灭，则负载有短路故障，可着重检测负载。
（7）若更换开关管多次击穿，则检测峰值电压消除电路及负载是否有开路故障。
（8）经过上述维修步骤并检测负载电压基本正常后，即可闭合开关K，再次检测时若输出正常，则说明开关电源已修复。
2.影响开关电源可靠性的因素
2.1 环境温度对元器件的影响
环境温度对半导体、电容、电阻等元器件的可靠性均有很大影响。如表1所示，当温度从20℃增加到80℃时，硅三极管（在PD/PR=0.5负荷设计条件下）失效率增加了30倍;电容（在UD/UR=0.65负荷设计条件下）失效率增加了14倍;电阻器（在PD/PR=0.5负荷设计条件下）失效率增加了4倍。
2.2 负载率对元器件的影响
负载率对元器件失效率的影响同样很明显。以电阻器为例，在环境温度为50℃条件下，其PD/PR对电阻器失效率的影响，当PD/PR=0.8时，失效率比PD/PR=0.2时增加了8倍。
同样，在环境温度为50℃条件下，当PD/PR=0.8时，半导体器件失效率比PD/PR=0.2时增加1000倍。因此，在开关电源的设计和使用时，应尽量避免其负载率过大而导致电源故障。
3.开关电源中的具体保护措施探究
3.1 开关电源中的整机保护分析
通过上文对于开关电源的相关分析，结合实际的电源装置的需要进而对报警措施来加以确定，对于开关电源的报警措施主要可以分为光报警以及有声报警两种。光报警能够比较明显的指出故障的部位以及类型，而有声报警则是安装在不容易看到的一些部位，能够指引工作人员进行事后的处理。在电源当中如果加设了保护电路之后就会对整个的系统可靠性有一定的影响，所以就对电路本身的可靠性保护要求较高，从而才能够有效的提高电源系统的可靠性。在对开关电源的保护在逻辑上要比较的严密，电路尽可能的简单化，所用的元件也要对应的要少，对于维修的难度以及电源的损坏程度也要进行详细的考虑。
3.2 开关电源过电流保护措施
根据图2可知，这一电路主要就是通过三极管以及分压电阻构成，当在正常的工作中所经过的R4以及R5起到了分压的作用，这样就会使得三极管基极电位要比发射极电位高出很多，发射极承受反向的电压，当出现了截止状态的时候对于稳压的电路是没有什么影响的，而出现短路状态时候所输出的电压值为零，发射极为接地，出现短路，处于截止状态从而对电流进行切断，达到保护的目的。
图2 过电流保护电路图
3.3 对浪涌电流电路的保护措施
对于开关电源的输入电路基本都是采用的电容滤波型的整流电路，当处在进线的电源合闸的瞬间在电容器上的初始电压基本为零，当对其进行充电的时候就会造成很大的浪涌电流，尤其是功率较大的开关电源所用的电容器，这样就会很容易造成输入熔断器烧断以及合闸开关触点烧损的情况发生，造成整流桥过流损坏，对于开关电源会造成无法工作的后果，对其设置涌浪电流的抑制措施能够有效的防治这一类情况的发生，从而正常的使其工作，最为常用的方法措施有热敏电阻保护法，晶闸管保护法，继电器保护法。
3.4 开关电源过电压保护措施
在开关电源的稳压器过电压的保护有两种，即：过电压保护、输出过电压保护。对于开关稳压器使用的未稳压的电源电压倘若太高就会使得稳压器不能进行正常的工作，还有可能对于内部器件发生损坏，所以对于输入电压保护电路的使用比较的有必要。
4.结束语
在开关电源中，有时由于其可靠性较低的缘故，会对整个设施产生严重的影响，因此，就需要采取相应的保护措施。根据实际的情况的需要，选择合理有效的措施，从而对开关电源的安全起到保险的效果。
参考文献
[1]牛春远.开关电源的电磁兼容性研究[D].广东工业大学，2013.
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.
开关型稳压电源组成
图一是基本的开关型稳压电源的组成框图，电路中滤波电路和功率功数补偿调节电路在国产低端产品中一般都没有。AC/DC、DC/AC转换，无论是分立元件、集成电路 +FET或是三端五端集成电路，它都是整个电源的核心，也是故障率较高的部分，AC/DC和稳压或稳流输出电路在信号的末端，反馈电路一般采用光电耦合器进行隔离，有少数采用变压器耦合隔离，故障率一般不高。由于DC/AC转换工作在高电压状态，维修的安全性非常重要。
二、开关型稳压电源的检修步骤和方法
开关电源的前端是直接于市电相连，一般都采用熔断器作过载或短路保护，工业用电源中还有PVT压敏电阻作输入过压保护，NTC热敏电阻（自复位的保险）作过载保护，所以电源维修的步骤是：
1、先看保险，检查保护元件是否损坏，观察保险丝熔断的状态，判断电路过载或短路的程度。一般情况下，如果保险管爆裂、发黑，大都是主电源中主要元件（开关管、滤波电容等）击穿所致，这时切勿再通电检测，以防将故障范围扩大。对于保险管内熔丝轻微断裂，大部分故障是电路的负载过载、短路或电路工作时间长、温度升高，是电路中某个元件性能发生变化而引起的过载保护，是一种正常的状态。
2、降额试验法通电检查。在观察主电源中AC/DC、DC/AC电路中没有出现元件爆裂的情况下，特别是在器件爆裂后换上新器件后再通电检查时，对于开关电源采用降额试验法通电检查比较安全。
电路如图二所示：
为了保证检修开关电源时的安全，在试验室内采用隔离变压器和自耦变压器组合，按图二接线，进行那个故障检查，通电前调压器先置零，通电后逐步升高Ui电压，并观察开关电源的工作情况。由于开关电源的工作范围很广（110V~220V都能够工作），逐步升高电压能保证电源在降额的条件下，电路能够启动。如果在升高过程中（电压未达到130V）时就出现熔断器熔断故障，可重点检查开关管和整流二极管。由于降额试验一般不会出现管子爆裂，即使开关管再次损坏，也不会导致电路板上大部分器件再次损坏，操作是较安全的，特别是能记录下在哪个电压下开始出现故障，有助于去分析产生故障的原因，以便快速检修故障。对于一般维修而言，在缺少隔离变压器和调压器的条件下，可在输入回路串入合适的大功率电阻来实现降额。如果手中也没有大功率电阻，应按图三，在输入回路串入25W―100W灯泡进行降额试验
对比中用40W灯泡串接在电动自行车充电器的输入端进行开关管更换后的修理，即使再次熔断保险，也没有发生整流二极管VMOS开关管，电流检测电阻连环烧毁的情况，而直接全额通电检修时，往往会一次爆烧多个器件，以致电路板出现碳化。
3、开关型稳压电源检查的方法，主要是电压法。一般在直观检查无明显的器件烧毁后，可更换熔断器，用降额试验电路接通电源进行在线电压检查。检查的重点是输入交流电压220V整流滤波后电压300V开关管集电极（漏极）的电压300V，开关管基极（ 栅 极）电压可变的脉冲电压（1V以下），如果不变化则说明电路没有震荡，应检查振荡回路（包括集成电路）。
三、开关型电源检查的顺序：
开关型电源实质上是AC/DC、DC/AC、AC/DC的转换，所以检查顺序是主电源振荡电路开关电路整流电路稳压电路。主电源的安全检查法是降额试验法，稳压稳流电路一般用电压法进行处理。常见的故障是输出电压过高，重点检查反馈回路元件，特别是TL431（大部分稳压电源采用431做稳压）和光耦电路。如果输出电压过低，可去掉负载进行试验（排除负载短路或负载故障）。如果故障仍不能排除，应采用检查振荡回路的振荡元件。当振荡频率降低时输出电压会下降较多。反馈回路的开路和短路也会影响输出电压的变化，可通过电压法进行筛查，一般都可以排除故障。
1、虚焊引起电视机自动关机：若是虚焊引起电视机自动关机，那么关机时间没有规律。停机后有时自动开机，有时需要用手拍机壳才能开机。一旦开机后，又都正常。出现虚焊故障时，拆开电视机盖，认真查看开关电源和行扫描输出电路的焊点，特别是体积大的元件和温度高的元件，如开关电源变压器、行输出变压器、限六流电阻、整流二极管等。也可轻轻敲击可疑部件的电路板查找故障元件，或在故障出现时，测量开关电源或行输出电路的关键电压值，以寻找虚焊点。
2、过压保护：若电视机开关电源输出电压高于设定值，过压保护电路将会起作用，使开关电源停止工作。当开关电源输出电压升高而产生的过压保护时，在开机瞬间，一般能听到高压滋滋”声，但随即停止工作，出现三无”。但也有些电视机，由于某些元件在开机后性能参数变化而引起输出电压升高，从而中途自动关机，和上述虚焊”故障相比，此类自动关机的时间有一定的规律性。
3、过流保护：当电流负载电路因某种原因引起电流过大时，过流保护电路会使电源电路停止工作。如轻微负载，可能在开机正常一段时间后，才自动关机，此时的故障现象与虚焊”相似，但两者可通过敲击电路板看故障是否消失的方法来加以区分。
4、X射线保护电路引起自动关机：故障现象为开机后很快关机或不定时关机，此时测X射线保护脚的电压高于3V，多为外接大电阻阻值变质，维修时可直接将该脚短路到地。
（来源：文章屋网 ）
数字机开关电源由输入电路、主变换电路、稳压控制电路和输出电路等组成，输出电路结构简单，以整流、滤波电路构成基本电路，因机型不同输出电路稍有差别，有的机型在基本电路基础上增加了稳压电路，有的机型增加了由稳压管、可控硅等元件组成的保护电路，用于保护主板和连接在机外的切换开关、高频头等器件。图1、图2分别为东仕IDS-2000F、同洲3188A数字机开关电源输出电路原理图，不同之处在于30V电源支路构成有差异。图3为皇视HSR-2080A数字机开关电源输出电路原理图，在其5V电源支路输出端增加了一个起保护作用的稳压管D916，图4为灵通LT-3800F数字机开关电源输出电路原理图，其保护电路由稳压管和可控硅等组成。开关电源输出电路直接与主板连接，输出多组不同电压为主板各单元电路提供电源，同时也为开关电源稳压控制电路提供工作电源和取样电压。下面依开关电源输出电路发生的故障类型简述其检修方法。
1.只有一组电源输出电压不正常，其他各组电源输出电压正常。发生此故障时，只有某一支路无输出电压或输出电压偏低，这一支路多为与稳压控制电路无关联的独立电路，直接对该支路进行检修即可。如某一电源支路无输出电压，应查该支路绕组线圈、整流管及串接在输出电路中电阻是否断路，如发现串接的电阻断路，还应对该支路中串接电阻后的稳压管、滤波电容等元件一并检查，有时稳压管、滤波电容击穿是串接电阻损坏的直接原因。如该电源支路中有简单的稳压电路，应检查稳压电路中的调整管是否断路。如某一电源支路输出电压偏低，要注意检查该支路滤波电容是否已失效，整流管是否性能变差。
2.一组电源输出电压降低，其他各组电源输出电压升高。此类故障多为与取样电路相关联的支路元件异常引起，与取样电路连接的电源支路输出电压降低，使稳压控制电路误以为输出电压不足，将这一变化信息传递给主变换电路，经主变换电路调整，造成其他组电源输出电压升高，而与取样电路连接的电源支路却因本身故障不能使输出电压提升。
3.各组电源无输出电压或输出电压普遍降低。各组电源无输出电压可能会是主变换电路未工作引起的，各组电源输出电压普遍降低则可能是稳压控制电路故障造成的，主变换电路、稳压控制电路故障在此不做讨论，只对电源输出电路引起的此类故障进行分析。由电源输出电路造成输出端无输出电压或输出电压普遍降低故障多为电源输出支路中存在不同程度的短路现象。在检修输出电路短路故障时，要拔下开关电源与主板连接的排线，这样一方面可以确定短路故障是否发生在主板，也可以防止因电源失控输出电压突然升高损坏主板。有的资料中介绍检修开关电源输出电路故障采用依次断开整流管的方法，确实这是一个快速确定某一支路是否存在故障的方法，但值得注意的是，一般不要断开与稳压控制电路相连接的电源支路的整流管，因为这样操作可能会使稳压电路失控，导致其他各组电源输出电压异常升高，最终导致其他组电源支路中滤波电容炸裂。特别是在检修由分立元件组成的通用型开关电源时，因这类电源输出电路与其他类电源有别，操作不当会使稳压失控，不要断开与稳压控制电路连接的电源支路，也不要将保护用的稳压二极管断开。
检修实例
检修实例中涉及机型的相关电路原理图请参考图1-图3。
[例1] 东仕IDS-2000F数字机开机前面板显示正常，按键及遥控器也能正常操作，但接收不到信号。
首先从中频信号输入端子处测量有极化切换电压，检查室外天馈系统未见异常。打开机盖，测开关电源各组输出电压，发现3.3V、5V、21V电压均正常，30V组电源输出电压为0，经查R9已断路。分析R9断路的原因，一是R9本身质量问题，二是R9后面元件短路，经查30V组电源支路中的稳压二极管D13已击穿，更换R9、 D13后，接收机恢复正常。
[例2] 东仕IDS-2000F数字机开机无任何显示，无图无声。
该机开关电源主变换电路以TEA1523P为核心元件，查其输出端有输出电压，说明主变换电路工作正常。测5V、3.3V组电源电压偏低，而30V、21V组电源电压升高，分析认为故障应发生在与稳压控制电路连接的5V电源支路，因5V电源电压下降，直接导致3.3V电源电压下降，同时，稳压控制电路从5V电源取样经主变换电路调整使其他组电源电压升高。仔细检查5V电源支路整流管和滤波电容，发现C16（1000μF/10V）已无容量，更换C16后，各组电源电压恢复正常，故障排除。
[例3] 同洲3188A数字机开机无任何显示，无图无声，可听到接收机开关电源发出的“吱吱”声。
接收机开关电源发出“吱吱”声的故障原因较多，如：开关电源的尖峰钳位电路故障，供给主变换电路的300V电压降低，负载过重等。检查300V电压正常，尖峰钳位电路也未见异常，测开关电源各组输出电压均明显偏低，断开电源与主板的连接排线故障依旧，说明故障发生在开关电源本身。依次断开D108、D107、D111、D109，观察各输出电压均未恢复正常，而后重点对5V电源支路进行检查，发现该支路中并联的三只整流管中有一只已击穿，用同型号整流管UF5404更换，故障排除。
[例4] 同洲3188A数字机开机前面板显示正常，面板按键及遥控器操作正常，但接收不到信号。
打开机盖，首先测量开关电源各组电源输出电压，22V、12V、-12V、5V、3.3V组电源电压均正常，只有30V组电源无输出电压。30V组电源是一个相对独立的支路，无输出电压一般是由于该支路本身有故障所致。该支路与其他支路不同的是增加了一个由Q101（2N5551）、R107、C124、ZD102等组成的简易稳压电路，测调整管Q101输入端有电压，输出端无电压，证明该调整管c-e结已断路，更换Q101后通电试机，故障排除。
[例5] 皇视HSR-2080A数字机开机无任何显示，无图无声。
测量开关电源各组电源输出电压，33V、21V、12V、5V、3.3V组电源电压均比标称值偏低，分别为：16V、11V、1.4V、2.6V、1.7V，根据维修经验，通常开关电源各组电源输出电压普遍降低多是由于稳压控制电路异常引起的，但查稳压控制电路未见异常。仔细比较各组电源实测电压值与标称值，发现除12 V组电源外其他组电源实测的电压值均下降至标称电压值的一半左右，只有12V组电源电压下降的幅度大，且12V电源与稳压控制电路连接，经对12V组电源重点检查，发现12V电源支路整流管D913（FR207）已断路。更换D913后，故障排除。
