开关电源维修（共11篇）
1.开关电源维修 篇一
1000613 最强电源维修原理
※ 要记得修理电源供应器的小技巧，先测量VSB或Power ON(绿线)是否有3至5V的电压？如果有，把维修重点放在激励变压器之后的电路(也就是整流电路)上，这个电压就是ATX电源的关键测试点，不要忘了哦！
※ 一位朋友送傀一个杂牌的电源供应器，据他说是无法开机，送给我研究....。
我插上电源空机短路Power ON测试，我发现它后面的风扇会动一下，我再测试短路Power ON，风扇又动一下....，拔掉电源线及打开上盖再拆起电路板，用吸锡枪吸掉+5V的共阴萧特基二极管，请看下
再用三用表测试发现左边的二极管短路了，请看下图︰
我没有原来这个型号的，换一个MOSPEC S30D40C代用，请看下图︰
再测试一次，开机了。
ATX电源供应器有一个很重要的测试点，那就是VSB(或者是Power ON)，只要这点有电压，表示交流应该没问题。（插头9脚除输出+5VSB）为什么呢？
因为交流如果有问题，你根本就不可能量到VSB了，所以，初学者可以从这点来决定你要往那里修，以这个例子，电源供应器能够被我触发，但是又马上停止，这表示VSB是有电压的，所以我不用去管交流部份，也就是你只要找从萧特基二极管到输出这段即可。
也因为我测量到5V的对地阻值很低，而且电容外观没有异常，所以我用吸锡枪吸下萧特基二极管的引脚确认，那为什么会转一下呢？这是电源供应器的保护电路动作了的缘故。
杂牌的电源其实也没有那么差，只要你把重要的零件改一改，它也是很好用的喔！
检修ATX开关电源，从+5VSB、PS-ON和PW-OK信号入手来定位故障区域，是快速检修中行之有效的方法。
一、+5VSB、PS-ON、PW-OK控制信号
ATX开关电源依靠+5VSB、PS-ON控制信号的组合来实现电源的开启和关闭。
+5VSB是供主机系统在ATX待机状态时的电源，以及开闭自动管理和远程唤醒通讯联络相关电路的工作电源，在待机及受控启动状态下，其输出电压均为5V高电位，使用紫色线由ATX插头(图1)9脚引出。
PS-ON为主机启闭电源或网络计算机远程唤醒电源的控制信号，不同型号的ATX开关电源，待机时电压值为3V、3.6V、4.6V各不相同。当按下主机面板的POWER开关或实现网络唤醒远程开机，受控启动后PS-ON由主机板的电子开关接地，使用绿色线从ATX插头14脚输入。PW-OK是供主机板检测电源好坏(Power Good)的输出信号，使用灰色线由ATX插头8脚引出，待机状态为零电位，受控启动电压输出稳定后为5V高电位。
脱机带电检测ATX电源，首先测量在待机状态下的PS-ON和PW-OK信号，前者为高电位，后者为低电位，插头9脚除输出+5VSB外，不输出其它电压。其次是将ATX开关电源人为唤醒，用一根导线把ATX插头14脚PS-ON信号，与任一地端(3、5、7、13、15、16、17)中的一脚短接，这一步是检测的关键，将ATX电源由待机状态唤醒为启动受控状态，此时PS-ON信号为低电位，PW-OK、+5VSB信号为高电位，ATX插头+3.3V、±5V、±12V有输出，开关电源风扇旋转。上述操作亦可作为选购ATX开关电源脱机通电验证的方法。
2.开关电源维修 篇二
开关电源的组成主要有主电路、控制电路、检测电路和辅助电源这四部分。主电路包括电流限幅、滤波器、整流、逆变;控制电路可以保证电源的安全;检测电路是进行数据的检测, 提供各种数据和参数;辅助电源是对保护电路和控制电路进行供电的。
2 开关电源的工作原理
开关的元件是功率半导体, 它通过控制开关元件的占空来调整输出电压, 它能在一定的时间间隔内对开关进行连接和断开, 通过对电源开关的工作周期和时间的改变, 两端电压的平均值也随之发生变化, 所以, 通过电源电压的变化自动地调整开关接通时间和开关通断电的工作周期, 这种方法称为时间比率控制。
时间比率控制的原理有三种方式:脉冲宽度调制、脉冲频率调制、混合调制。
3 开关电源的维修技巧和常见的故障
3.1 维修技巧
开关电源的维修可以分为两步:在断开电源的情况下, 进行看、闻、问、量。
看:查看开关电源的保险丝是否熔断, 再查看电源内部的情况, 若发现在电源的PCB板上有烧焦的地方或者元件破裂, 则要重点检查此地方的相关元件和相关电路。
闻:闻电源内部是否有糊味, 查看是否有元件烧焦。
问:询问电源损坏的经过, 以及是否有操作不当。
量:在未通电的情况下, 量一下高压电容两端的电压。如果是开关电源不起作用或者开关元件开路引起的故障, 在大多数情况下是高压滤波电容两端的电压没有释放掉, 因为此处电压甚高, 所以要小心。用万能测量表量AC电源线两端的正反电阻和电容器的充电情况, 要注意的是电阻不能过低, 不然电源内部可能发生短路, 电容器要可以充放电。测出每端的对地电阻, 在正常的时候, 表针会因电容器的充放电摆动, 最后显示该地方的电阻阻值。
加电检测:在通电的状态下观察电源是否有保险丝及其他元件的冒烟现象, 如果有要及时地切断电源进行检修。
如果高压电容滤波电容两端的电压没有300伏特, 则应重点检查整流二极管和滤波电容。若高频变压器次级线圈没有300伏特的电压输出, 就应该侧重开关管是否有损或者不能正常起振, 保护电路是否工作等, 如果有, 就应侧重各个输出侧的整流二极管、滤波电容、三通稳压管等。
如果电源在启动一下后停止了, 说明电源处在保护状态, 可以直接测量PWM芯片的出入电压, 若超出规定值, 说明电源处在保护状态, 就要检查产生保护的原因。
3.2 常见故障
(1) 保险丝熔断。一般来说, 保险丝熔断说明电源内部的线路出现问题。电源在高电压、大电流的状态下工作, 电网电压的波动等都会引起电源内部电流过大使保险丝熔断。重点检查电源的输入端的整流二极管, 高压滤波电解电容等, 查看是否有损坏。如果是保险丝的熔断, 就要先检查电路上的各个元件, 是否有烧糊或电解液的流出, 如果没有, 就用万能表检测是否发生短路。注意:不能在知道是某元件损坏, 更换后直接开机, 这样会导致仍存在故障的元件把新换的元件损坏, 一定要全面检查后, 才能彻底排除保险丝熔断的故障问题。
(2) 电压输出不稳定或没有直流电压的输出。如果保险丝完好, 没有负载, 也没有直流电压的输出, 就应该知道是:电路中出现开路、短路现象, 过压、过流的保护电路出现问题等, 在万能表测量次元件排除负载短路的现象后, 输出显示为零, 那么一定是电源的控制电路出现了问题。如果有电压的输出, 说明故障发生在高频整流滤波电路。
(3) 电源的负载能力差。电源的负载能力差也是常见的故障之一, 一般出现在长时间工作的电源中, 由于电源元件的老化、没有及时散热等。要检查稳压二极管是否发生漏电等。例如, 红外激光光谱仪, 在开机后无法进行自我检测, 指示灯在不断的闪烁, 在进行检查后发现是光谱仪的主板电流的电压只有2伏左右, 这样对其进行判断为电源负载能力差, 在进行检修时, 没有负载的时候电流能完全输出, 所以对次级线圈的输出电路进行重点的检测, 发现是它的三通稳压管性能变差, 对于进行更换后, 光谱仪的故障得到解决。
4 结语
近来, 电子产品和电子设备的快速发展使得电源的发展也在同步, 开关电源主要以小型、质轻和高效率的特点被用在电子设备上, 是一种不可缺少的电源方式, 作为专业的电子设备维护人员, 要充分地了解开关电源的基本工作原理, 掌握熟练的维修技术, 知道常见的故障, 有利于减少维修时间和维修人员自身的技术水平。
摘要：我们知道每一样电子产品必不可少的一项组成就是电源, 所以电源性能的好坏可以影响到电子产品的质量, 再小的电子产品都有电源, 而电源又是很小的部件, 对于电源的检修就是关键, 在大量的维修实践经验中, 根据开关电源的结构, 联通工程师总结了一些关于开关电源维修的方法步骤和维修技巧。
关键词：开关电源,组成结构,维修方法
参考文献
[1]陈吉祥.试论开关电源的维修[J].读与写 (教育教学刊) , 2010 (8) :19-20[1]陈吉祥.试论开关电源的维修[J].读与写 (教育教学刊) , 2010 (8) :19-20
3.开关电源维修 篇三
关键词：4T60超级彩电PWM开关电源基本原理维修实例
创维4T60彩色电视机电源电路设计比较独特，以电源专用芯片NCP1207AP为核心，组成了PWM绿色节能开关电源，配合大功率场效应开关管，整个电源损耗小，效率高，在待机状态下功耗小于1W。特别一提的是利用了PWM开关电源的高频脉冲触发可控硅通断来配合整机的开关机控制，并设有过压保护、过流保护等电路。
一、电路基本原理分析
本开关电源由两级双向共模滤波电路、桥式整流及滤波电路、主电源启动电路、电源芯片的二次供电电路、稳压电路、保护电路、待机控制电路等组成，待机时+B输出电压为12.8V，正常工作时输出电压为+135V，图中电压为正常工作时实际测量值。
（一）两级双向共模滤波电路
220V交流电压经熔断器FU601、送入由L601、L602、C605、C606组成的两级共模滤波器。其中L601、L602是两个由扼流圈组成的互感滤波器，在资料上对称，高频信号在两边扼流圈产生的互感电动势大小相等，极性相反，互相抵消，以消除电网干扰脉冲对电视机的干扰。
（二）整流滤波
4.开关电源维修 篇四
甲方（授包方：中宁县锦宁炭素有限公司）与乙方（承接方：宁夏世达电力工程有限公司）于2013年11月13日就炭素10KV二段进线开关1502故障跳闸专业测试检查处理进行协商，达成如下技术协议：
1、乙方必须持国家供电部门相关的资质证明和单位证明承接本次外委维修项目，本次故障处理产生的备件费用由甲方提供；
2、乙方必须熟知炭素10KV供电系统，了解PSL691U保护装置的功能原理及所测试的所有项目，甲方向乙方无条件提供相关技术资料和图纸密切配合乙方进行检查测试；
3、乙方在本次故障处理及测试过程中，必须保证炭素生产线的安全供电。如果因检查测试发生全厂停电事故，给甲方造成的经济损失由乙方全部承担；
4、乙方必须彻底查清本次1502开关跳闸的故障原因，3个月内故障不再重复出现时甲乙双方对外委维修结果进行验收，验收通过后可进行合同部分款项的结算，安全运行6个月后结清尾款；
5、乙方负责对甲方炭素10KV供电系统各变压器、电动机等保护装置定值进行重新整定，保证故障时动作可靠但不会误动（如因误动造成事故和损失，乙方应付全部责任），并提供盖有资质公章的定值清单作为今后上级供电部门的检查依据和校验依据。
炭素机电车间
5.开关电源保护电路_电源技术概要 篇五
评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。开关电源常用的几种保护电路 2.1 防浪涌软启动电路
开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。
图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。
图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路
图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。限流的延迟时间取决于时间常数（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图3所示电路替代RC延迟电路。
图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路
图3 替代RC的延迟电路
2.2 过压、欠压及过热保护电路
进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。
温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。图4是仅用一个4比较器LM339及几个分立元器件构成的过压、欠压、过热保护电路。取样电压可以直接从辅助控制电源整流滤波后取得，它反映输入电源电压的变化，比较器共用一个基准电压，N1.1为欠压比较器，N1.2为过压比较器，调整R1可以调节过、欠压的动作阈值。N1.3为过热比较器，RT为负温度系数的热敏电阻，它与R7构成分压器，紧贴于功率开关器件IGBT的表面，温度升高时，RT阻值下降，适当选取R7的阻值，使N1.3在设定的温度阈值动作。N1.4用于外部故障应急关机，当其正向端输入低电平时，比较器输出低电平封锁PWM驱动信号。由于4个比较器的输出端是并联的，无论是过压、欠压、过热任何一种故障发生，比较器输出低电平，封锁驱动信号使电源停止工作，实现保护。如将电路稍加变动，亦可使比较器输出高电平封锁驱动信号。
图4 过压、欠压、过热保护电路
2.3 缺相保护电路
由于电网自身原因或电源输入接线不可靠，开关电源有时会出现缺相运行的情况，且掉相运行不易被及时发现。当电源处于缺相运行时，整流桥某一臂无电流，而其它臂会严重过流造成损坏，同时使逆变器工作出现异常，因此必须对缺相进行保护。检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路。由于电流互感器检测成本高、体积大，故开关电源中一般采用电子缺相保护电路。图5是一个简单的电子缺相保护电路。三相平衡时，R1～R3结点H电位很低，光耦合输出近似为零电平。当缺相时，H点电位抬高，光耦输出高电平，经比较器进行比较，输出低电平，封锁驱动信号。比较器的基准可调，以便调节缺相动作阈值。该缺相保护适用于三相四线制，而不适用于三相三线制。电路稍加变动，亦可用高电平封锁PWM信号。
图5 三相四线制的缺相保护电路
图6是一种用于三相三线制电源缺相保护电路，A、B、C缺任何一相，光耦器输出电平低于比较器的反相输入端的基准电压，比较器输出低电平，封锁PWM驱动信号，关闭电源。比较器输入极性稍加变动，亦可用高电平封锁PWM信号。这种缺相保护电路采用光耦隔离强电，安全可靠，RP1、RP2用于调节缺相保护动作阈值。
图6 三相三线制的缺相保护电路
2.4 短路保护
开关电源同其它电子装置一样，短路是最严重的故障，短路保护是否可靠，是影响开关电源可靠性的重要因素。IGBT（绝缘栅双极型晶体管）兼有场效应晶体管输入阻抗高、驱动功率小和双极型晶体管电压、电流容量大及管压降低的特点，是目前中、大功率开关电源最普遍使用的电力电子开关器件。IGBT能够承受的短路时间取决于它的饱和压降和短路电流的大小，一般仅为几μs至几十μs。短路电流过大不仅使短路承受时间缩短，而且使关断时电流下降率di/dt过大，由于漏感及引线电感的存在，导致IGBT集电极过电压，该过电压可在器件内部产生擎住效应使IGBT锁定失效，同时高的过电压会使IGBT击穿。因此，当出现短路过流时，必须采取有效的保护措施。为了实现IGBT的短路保护，则必须进行过流检测。适用IGBT过流检测的方法，通常是采用霍尔电流传感器直接检测IGBT的电流Ic，然后与设定的阈值比较，用比较器的输出去控制驱动信号的关断；或者采用间接电压法，检测过流时IGBT的电压降Vce，因为管压降含有短路电流信息，过流时Vce增大，且基本上为线性关系，检测过流时的Vce并与设定的阈值进行比较，比较器的输出控制驱动电路的关断。
在短路电流出现时，为了避免关断电流的di/dt过大形成过电压，导致IGBT锁定无效和损坏，以及为了降低电磁干扰，通常采用软降栅压和软关断综合保护技术。在检测到过流信号后首先是进入降栅保护程序，以降低故障电流的幅值，延长IGBT的短路承受时间。在降栅动作后，设定一个固定延迟时间用以判断故障电流的真实性，如在延迟时间内故障消失则栅压自动恢复，如故障仍然存在则进行软关断程序，使栅压降至0V以下，关断IGBT的驱动信号。由于在降栅压程序阶段集电极电流已减小，故软关断时不会出现过大的短路电流下降率和过高的过电压。采用软降栅压及软关断栅极驱动保护，使故障电流的幅值和下降率都能受到限制，过电压降低，IGBT的电流、电压运行轨迹能保证在安全区内。
在设计降栅压保护电路时，要正确选择降栅压幅度和速度，如果降栅压幅度大（比如7.5V），降栅压速度不要太快，一般可采用2μs下降时间的软降栅压，由于降栅压幅度大，集电极电流已经较小，在故障状态封锁栅极可快些，不必采用软关断；如果降栅压幅度较小（比如5V以下），降栅速度可快些，而封锁栅压的速度必须慢，即采用软关断，以避免过电压发生。
为了使电源在短路故障状态不中断工作，又能避免在原工作频率下连续进行短路保护产生热积累而造成IGBT损坏，采用降栅压保护即可不必在一次短路保护立即封锁电路，而使工作频率降低（比如1Hz左右），形成间歇“打嗝”的保护方法，故障消除后即恢复正常工作。
下面介绍几种IGBT短路保护的实用电路及工作原理。
图7是利用IGBT过流时Vce增大的原理进行保护的电路，用于专用驱动器EXB841。EXB841内部电路能很好地完成降栅及软关断，并具有内部延迟功能，以消除干扰产生的误动作。含有IGBT过流信息的Vce不直接送至EXB841的集电极电压监视脚6，而是经快速恢复二极管VD1，通过比较器IC1输出接至EXB841的脚6，其目的是为了消除VD1正向压降随电流不同而异，采用阈值比较器，提高电流检测的准确性。如果发生过流，驱动器EXB841的低速切断电路慢速关断IGBT，以避免集电极电流尖峰脉冲损坏IGBT器件。
图7 采用IGBT过流时Vce增大的原理进行保护
图8是利用电流传感器进行过流检测的IGBT保护电路，电流传感器（SC）初级（1匝）串接在IGBT的集电极电路中，次级感应的过流信号经整流后送至比较器IC1的同相输入端，与反相端的基准电压进行比较，IC1的输出送至具有正反馈的比较器IC2，其输出接至PWM控制器UC3525的输出控制脚10。不过流时，VA
(a)电路原理图
(b)PWM控制电路的输出驱动波形图
图8 利用电流传感器进行过流检测的IGBT保护电路
图9是利用IGBT（V1）过流集电极电压检测和电流传感器检测的综合保护电路，电路工作原理是：负载短路（或IGBT因其它故障过流）时，V1的Vce增大，V3门极驱动电流经R2，R3分压器使V3导通，IGBT栅极电压由VD3所限制而降压，限制IGBT峰值电流幅度，同时经R5C3延迟使V2导通，送去软关断信号。另一方面，在短路时经电流传感器检测短路电流，经比较器IC1输出的高电平使V3导通进行降栅压，V2导通进行软关断。
图9 综合过流保护电路
图10是应用检测IGBT集电极电压的过流保护原理，采用软降栅压、软关断及降低工作频率保护技术的短路保护电路。
图10
正常工作状态，驱动输入信号为低电平时，光耦IC4不导通，V1，V3导通，输出负驱动电压。驱动输入信号为高电平时，光耦IC4导通，V1截止而V2导通，输出正驱动电压，功率开关管V4工作在正常开关状态。发生短路故障时，IGBT集电极电压增大，由于Vce增大，比较器IC1输出高电平，V5导通，IGBT实现软降栅压，降栅压幅度由稳压管VD2决定，软降栅压时间由R6C1形成2μs。同时IC1输出的高电平经R7对C2进行充电，当C2上电压达到稳压管VD4的击穿电压时，V6导通并由R9C3形成约3μs的软关断栅压，软降栅压至软关断栅压的延迟时间由时间常数R7C2决定，通常选取在5～15μs。
V5导通时，V7经C4R10电路流过基极电流而导通约20μs，在降栅压保护后将输入驱动信号闭锁一段时间，不再响应输入端的关断信号，以避免在故障状态下形成硬关断过电压，使驱动电路在故障存在的情况下能执行一个完整的降栅压和软关断保护过程。
V7导通时，光耦IC5导通，时基电路IC2的触发脚2获得负触发信号，555输出脚3输出高电平，V9导通，IC3被封锁，封锁时间由定时元件R15C5决定（约1.2s），使工作频率降至1Hz以下，驱动器的输出信号将工作在所谓的“打嗝”状态，避免了发生短路故障后仍工作在原来的频率下，连续进行短路保护导致热积累而造成IGBT损坏。只要故障消失，电路又能恢复到正常工作状态。结语 开关电源保护功能虽属电源装置电气性能要求的附加功能，但在恶劣环境及意外事故条件下，保护电路是否完善并按预定设置工作，对电源装置的安全性和可靠性至关重要。验收技术指标时，应对保护功能进行验证。
开关电源的保护方案和电路结构具有多样性，但对具体电源装置而言，应选择合理的保护方案和电路结构，以使得在故障条件下真正有效地实现保护。
6.开关电源热设计讨论 篇六
借本论题探讨热设计的方法及可靠性设计
先开个头：散热设计的一些基本原则
从有利于散热的角度出发，印制版最好是直立安装，板与板之间的距离一般不应小于2cm，而且器件在印制版上的排列方式应遵循一定的规则：
·对于采用自由对流空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其它器件）按纵长方式排列，如图3示；对于采用强制空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其它器件）按横长方式排列。
·同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量小或耐热性差的器件（如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等）放在冷却气流的最上流（入口处），发热量大或耐热性好的器件（如功率晶体管、大规模集成电路等）放在冷却气流最下游。
·在水平方向上，大功率器件尽量靠近印制板边沿布置，以便缩短传热路径；在垂直方向上，大功率器件尽量靠近印制板上方布置，以便减少这些器件工作时对其它器件温度的影响。
·对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域（如设备的底部），千万不要将它放在发热器件的正上方，多个器件最好是在水平面上交错布局。
·设备内印制板的散热主要依靠空气流动，所以在设计时要研究空气流动路径，合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动，所以在印制电路板上配置器件时，要避免在某个区域留有较大的空域。整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题。
电子设备散热的重要性
在电子设备广泛应用的今天。如何保证电子设备的长时间可靠运行，一直困扰着工程师们。造成电子设备故障的原因虽然很多，但是高温是其中最重要的因素（其它因素重要性依次是振动Vibration、潮湿Humidity、灰尘Dust），温度对电子设备的影响高达60％。
温度和故障率的关系是成正比的，可以用下式来表示：
F = Ae-E/KT 其中：
F = 故障率, A=常数
E = 功率
K =玻尔兹曼常量(8.63e-5eV/K)T = 结点温度
随着芯片的集成度、功率密度的日愈提高，芯片的温度越来越成为系统稳定工作、性能提升的绊脚石。作为一个合格的电子产品设计人员，除了成功实现产品的功能之外，还必须充分考虑产品的稳定性、工作寿命，环境适应能力等等。而这些都和温度有着直接或间接的关系。数据显示，45%的电子产品损坏是由于温度过高。可见散热设计的重要性。如何对产品进行热设计，首先我们可以从芯片厂家提供的芯片Datasheet为判断的基础依。如何理解Datasheet的相关参数呢？下面将对Datasheet中常用的热参数逐一说明。
一、Datasheet中和散热有关的几个重要参数
P--芯片功耗，单位W（瓦）。功耗是热量产生的直接原因。功耗大的芯片，发热量也一定大。
Tc--芯片壳体温度，单位℃。
Tj--结点温度，单位℃。随着结点温度的提高，半导体器件性能将会下降。结点温度过高将导致芯片工作不稳定，系统死机，最终芯片烧毁。
Ta--环境温度，单位℃。
Tstg--存储温度，单位℃。芯片的储存温度。
Rja/θja--结点到环境的热阻，单位℃/W。
Rjc/θjc--结点到芯片壳的热阻，单位℃/W
Ψjt--可以理解为结点到芯片上表面的热阻。当芯片热量只有部分通过上壳散出的时候的热阻参数。
LFM--风速单位，英尺/分钟。
提供最大Ta、Tj、P--早期的芯片Datasheet一般都是这种。理论上我们只需要保证芯片附近的环境温度不超过这个指标就可以保证芯片可以正常工作。但是实际并非如此。Ta这个参数是按照JEDEC标准测试而得。JEDEC标准是这样定义的：把芯片置于一块3X4.5英寸的4层PCB中间，环境温度测试探头距离这块PCB的板边缘12英寸。可见我们产品几乎不可能满足这种测试条件。因此，Ta在这里对我们来说，没什么意义。在这种情况下保守的做法是：保证芯片的壳体温度Tc﹤Ta-max，一般来说芯片是可以正常工作的。>br>
直接提供Tc-max--这种情况相对较少，处理也相对简单。只需保证Tc﹤Tc-max即可。>br>
提供Tj、Rjc/θjc、P--近2年来，随着热设计的重要性不断提高，大部分的芯片资料都会提供上述参数。基本公式如下：
Tj=Tc+Rjc*P
只要保证Tj﹤Tj-max即可保证芯片正常工作。
归根结底，我们只要能保证芯片的结点温度不超过芯片给定的最大值，芯片就可以正常工作。
如何判断芯片是否需要增加散热措施
第一步：搜集芯片的散热参数。主要有：P、Rja、Rjc、Tj等
第二步：计算Tc-max：Tc-max=Tj-Rjc*P
第三步：计算要达到目标需要的Rca：Rca=（Tc-max-Ta）/P
第四步：计算芯片本身的Rca’：Rca’=Rja-Rjc
如果Rca大于 Rca’，说明不需要增加额外的散热措施。
如果Rca小于Rca’，说明需要增加额外的散热措施。比如增加散热器、增加风扇等等。
如前所述，Rja不能用于准确的计算芯片的温度，所以这种方法只能用于简单的判断。而不能用于最终的依据。下面举一个简单的例子：
例：某芯片功耗——1.7W；Rja——53℃/W；Tj——125℃；Rjc——25℃/W，芯片工作的最大环境温度是50℃。判断该芯片是否需要加散热器，散热器热阻是多少。
Tc-max=Tj-Rjc*P =125℃-25℃/W*1.7W =82.5℃
Rca=（Tc-max-Ta）/P =（82.5-50）1.7 =19.12℃/W
Rca’=Rja-Rjc =53-25 =28℃/W
Rca小于Rca’，所以需要增加散热器。
散热器的热阻假设为Rs，则有：
Rs//Rca’小于Rca
Rs*28/（Rs+28）小于19.12 Rs小于60.29℃/W
所以选用的散热器热阻必须小于60.29℃/W。
上面仅是非常简单的例子，当然时间的情况要比这个复杂的多，需要通过仿真软件计算来分析和计算。
在普通的数字电路设计中，我们很少考虑到集成电路的散热，因为低速芯片的功耗一般很小，在正常的自然散热条件下，芯片的温升不会太大。随着芯片速率的不断提高，单个芯片的功耗也逐渐变大，例如：Ｉｎｔｅｌ的奔腾ＣＰＵ的功耗可达到 25W。当自然条件的散热已经不能使芯片的温升控制在要求的指标之下时，就需要使用适当的散热措施来加快芯片表面热的释放，使芯片工作在正常温度范围之内。
通常条件下，热量的传递包括三种方式：传导、对流和辐射。传导是指直接接触的物体之间热量由温度高的一方向温度较低的一方的传递，对流是借助流体的流动传递热量，而辐射无需借助任何媒介，是发热体直接向周围空间释放热量。
在实际应用中，散热的措施有散热器和风扇两种方式或者二者的同时使用。散热器通过和芯片表面的紧密接触使芯片的热量传导到散热器，散热器通常是一块带有很多叶片的热的良导体，它的充分扩展的表面使热的辐射大大增加，同时流通的空气也能带走更大的热能。风扇的使用也分为两种形式，一种是直接安装在散热器表面，另一种是安装在机箱和机架上，提高整个空间的空气流速。与电路计算中最基本的欧姆定律类似，散热的计算有一个最基本的公式：
温差 = 热阻 × 功耗
在使用散热器的情况下，散热器与周围空气之间的热释放的“阻力”称为热阻，散热器与空气之间“热流”的大小用芯片的功耗来代表，这样热流由散热器流向空气时由于热阻的存在，在散热器和空气之间就产生了一定的温差，就像电流流过电阻会产生电压降一样。同样，散热器与芯片表面之间也会存在一定的热阻。热阻的单位为℃/W。选择散热器时，除了机械尺寸的考虑之外，最重要的参数就是散热器的热阻。热阻越小，散热器的散热能力越强。风冷散热原理
从热力学的角度来看，物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在时，就必然发生热从高温处传递到低温处，这是自然界和工程技术领域中极普遍的一种现象。而热传递的方式有三种：辐射、对流、传导，其中以热传导为最快。我们要讨论的风冷散热，实际上就是强制对流散热。
对流换热是指流体与其相接触的固体表面或流体，而这具有不同温度时所发生的热量转移过程。热源将热量以热传导方式传至导热导热介质，再由介质传至散热片基部，由基部将热量传至散热片肋片并通过风扇与空气分子进行受迫对流，将热量散发到空气中。风扇不断向散热片吹入冷空气，流出热空气，完成热的散热过程。
对流换热即受导热规律的支配，又受流体流动规律的支配，属于一种复杂的传热过程，表现在对流换热的影响因素比较多。
1．按流体产生流动的原因不同，可分为自然对流和强制对流。
2．按流动性质来区分，有层流和紊流之别。流体从层流过渡到紊流是由于流动失去稳定性的结果。一般以雷诺数（Re）的大小，作为层流或紊流的判断依据。
3．流体的物性对对流换热的影响。例如，粘度、密度、导热系数、比热、导温系数等等，它们随流体不同而不同，随温度变化而变化，从而改变对流换热的效果。
4．换热表面的几何条件对对流换热的影响。其中包括：
1)管道中的进口、出口段的长度，形状以及流道本身的长度等； 2)物体表面的几何形状，尺寸大小等；
3)物体表面，如管道壁面、平板表面等的粗糙程度；
4)物体表面的位置（平放、侧放、垂直放置等）以及流动空间的大小。
5．流体物态改变的影响。
6．换热面的边界条件，如恒热流、恒壁温等，也会影响对流换热。
7.风量和温度的关系
T＝Ta＋1.76P／Q 式中
Ta－－环境温度，℃
P－－整机功率，W Q－－风扇的风量，CFM T－－机箱内的温度，℃
举一个电路设计中热阻的计算的例子：
设计要求： 芯片功耗： 20瓦
芯片表面不能超过的最高温度： 85℃
环境温度（最高）： 55℃
计算所需散热器的热阻。
实际散热器与芯片之间的热阻很小，取01℃/W作为近似。则
（R + 0.1）× 20W = 85℃-55℃
得到 R = 1.4 ℃/W
只有当选择的散热器的热阻小于1.4℃/W时才能保证芯片表面温度不会超过85℃。
使用风扇能带走散热器表面大量的热量，降低散热器与空气的温差，使散热器与空气之间的热阻减小。因此散热器的热阻参数通常用一张表来表示。如下例：
风速（英尺/秒）热阻（℃/W）
0
3.5
2.8
200
2.3
300
2.0
400
1.8 PCB表面贴装电源器件的散热设计
以Micrel公司表贴线性稳压器为例，介绍如何在仅使用一个印制电路板的铜铂作为散热器时是否可以正常工作。
1.系统要求:
VOUT=5.0V；VIN(MAX)=9.0V；VIN(MIN)=5.6V；IOUT=700mA；运行周期=100%；TA=50℃
根据上面的系统要求选择750mA MIC2937A-5.0BU稳压器，其参数为：
VOUT=5V±2%(过热时的最坏情况)
TJ MAX=125℃。采用TO-263封装，θJC=3℃/W；
θCS≈0℃/W(直接焊接在电路板上)。
2.初步计算： VOUT(MIN)=5V-5×2%=4.9V
PD=(VIN(MAX)-VOUT(MIN))+IOUT+(VIN(MAX)×I)=[9V-4.9V]×700mA+(9V×15mA)=3W
温度上升的最大值, ΔT=TJ(MAX)-TA = 125℃-50℃=75℃；热阻θJA(最坏情况):ΔT/PD=75℃/3.0W=25℃/W。
散热器的热阻, θSA=θJA-(θJC+θCS)；θSA=25-(3+0)=22℃/W(最大)。
3.决定散热器物理尺寸：
采用一个方形、单面、水平具有阻焊层的铜箔散热层与一个有黑色油性涂料覆盖的散热铜箔，并采用1.3米/秒的空气散热的方案相比较，后者的散热效果最好。
采用实线方案，保守设计需要5,000mm2的散热铜箔，即71mm×71mm(每边长2.8英寸)的正方形。
4.采用SO-8和SOT-223封装的散热要求：
在下面的条件下计算散热面积大小：VOUT=5.0V；VIN(MAX)=14V；VIN(MIN)=5.6V；IOUT=150mA；占空比=100%；TA=50℃。在允许的条件下，电路板生产设备更容易处理双列式SO-8封装的器件。SO-8能满足这个要求吗？采用MIC2951-03BM(SO-8封装)，可以得到以下参数：
TJ MAX=125℃；θJC≈100℃/W。
5.计算采用SO-8封装的参数：
PD=[14V-5V]×150mA+(14V×8mA)=1.46W；
升高的温度=125℃-50℃=75℃； 热阻θJA(最坏的情况): ΔT/PD=75℃/1.46W=51.3℃/W；
θSA=51-100=-49℃/W(最大)。
显然，在没有致冷条件下，SO-8不能满足设计要求。考虑采用SOT-223封装的MIC5201-5.0BS调压器，该封装比SO-8小，但其三个引脚具有很好的散热效果。选用MIC5201-3.3BS，其相关参数如下：
TJ MAX=125℃
SOT-223的热阻θJC=15℃/W θCS=0 ℃/W(直接焊在线路板上的)。
6.计算采用SOT-223封装的结果:
PD=[14V-4.9V]×150mA+(14V×1.5mA)=1.4W 上升温度=125℃-50℃=75℃；
热阻θJA(最坏的情况): ΔT/PD=75℃/1.4W=54℃/W；
θSA=54-15=39℃/W(最大)。根据以上的数据，参考图1，采用1,400 mm2的散热铜箔(边长1.5英寸的正方形)可以满足设计要求。
以上的设计结果可以作为粗略的参考，实际设计中需要了解电路板的热特性，得出更准确、满足实际设计的结果。
（Rcs是器件到散热器的热阻，由于是直接焊在PCB上，可视为零。
在PD等式中的15mA等是器件工作时所需的静态电流，你可以在DATASHEET查出。如：MIC2937A-5.0BU的regulator quiescent current在IL为750mA时的典型值为15mA）散热器材料的选择：
散热片的制造材料是影响效能的重要因素，选择时必须加以注意！目前加工散热片所采用的金属材料与常见金属材料的热传导系数：
金
317 W/mK
银
429 W/mK
铝
401 W/mK
铁
237 W/mK
铜
W/mK
AA6061型铝合金
155 W/mK
AA6063型铝合金 201 W/mK
ADC12型铝合金 96 W/mK
AA1070型铝合金 226 W/mK
AA1050型铝合金 209 W/mK
热传导系数的单位为W/mK，即截面积为1平方米的柱体沿轴向1米距离的温差为1开尔文（1K＝1℃）时的热传导功率。
热传导系数自然是越高越好，但同时还需要兼顾到材料的机械性能与价格。热传导系数很高的金、银，由于质地柔软、密度过大、及价格过于昂贵而无法广泛采用；铁则由于热传导率过低，无法满足高热密度场合的性能需要，不适合用于制作计算机空冷散热片。铜的热传导系数同样很高，可碍于硬度不足、密度较大、成本稍高、加工难度大等不利条件，在计算机相关散热片中使用较少，但近两年随着对散热设备性能要求的提高，越来越多的散热器产品部分甚至全部采用了铜质材料。铝作为地壳中含量最高的金属，因热传导系数较高、密度小、价格低而受到青睐；但由于纯铝硬度较小，在各种应用领域中通常会掺加各种配方材料制成铝合金，寄此获得许多纯铝所不具备的特性，而成为了散热片加工材料的理想选择。
各种铝合金材料根据不同的需要，通过调整配方材料的成分与比例，可以获得各种不同的特性，适合于不同的成形、加工方式，应用于不同的领域。上表中列出的5种不同铝合金中：AA6061与AA6063具有不错的热传导能力与加工性，适合于挤压成形工艺，在散热片加工中被广为采用。ADC12适合于压铸成形，但热传导系数较低，因此散热片加工中通常采用AA1070铝合金代替，可惜加工机械性能方面不及ADC12。AA1050则具有较好的延展性，适合于冲压工艺，多用于制造细薄的鳍片。风扇的选择:
风扇是风冷散热器中必不可少的组成部分，对散热效果起着至关重要的作用，是散热器中唯一的主动部件；同时，更对散热器的工作噪音有着决定性的影响。风扇在散热中的职责为：凭借自身的导流作用，令空气以一定的速度、一定的方式通过散热片，利用空气与散热片之间的热交换带走其上堆积的热量，从而实现“强制对流”的散热方式。
散热片即使结构再复杂，也只是一个被动的热交换体；因此，一款风冷散热器能否正常“工作”，几乎完全取决于风扇的工作状态。在不改变散热器结构与其它组成部分的情况下，仅仅是更换更加合适、强劲的风扇，也可以令散热效果获得大幅度的提升；反之，如果风扇搭配不合适或不够强劲，则会使风冷散热器效能大打折扣，令散热片与整体设计上的优点被埋没于无形；更有甚者，由于风扇是风冷散热器中唯一确实“工作”的部分，它本身的故障也就会导致散热器整体的故障，令其丧失大部分的散热性能，进而引起系统的不稳定或当机，甚至因高温而烧毁设备。
风扇可分为：含油轴承、单滚珠轴承、双滚珠轴承、液压轴承、来福轴承、Hypro轴承、磁悬浮轴承、纳米陶瓷轴承等，下面是其性能
比
较
表
从由表中可以看出，轴承技术对风扇的性能、噪音、寿命起着重要的决定性作用，实际选购风扇时必须加以注意。通常可根据性能、噪音、寿命以及价格四方面要求综合考虑：
1.性能不高，噪音小，价格低，含油轴承是唯一的选择，但寿命较短，使用一段时间后噪音可能会逐渐增大，需做好维护或更换的心理准备。
2.性能强悍，寿命长，价格不高，滚珠轴承是不二之选，但需忍受其工作时产生的较大噪音。
3.性能与噪音都没有特殊要求，但希望寿命长，价格不高，来福、Hypro轴承等含油轴承的改进型均是值得考虑的选择。
4.性能好，噪音低，寿命长，如此便不能对价格提出进一步的要求了，只要资金充足，液压、精密陶瓷等特色轴承技术都可列入选择范围之内。
5.对静音与寿命要求极高，磁悬浮轴承是仅有的选择，只是性能不佳，价格过高。
（1,散热器或壳体的颜色很重要.我用半砖0.9寸散热器分别做两组试验,发现黑色的比不加色的温升低.2,散热器的方向(非正方形)也很重要.）
7.开关电源维修 篇七
1 故障现象
机器接通电源后,屏幕无显示,整机无法启动。
2 故障分析与检修
接通主电源后无主电源继电器吸合声,测量该开关电源输出端无5V、24V输出,判断为开关电源板故障,随后对开关电源进行了检测维修。
从开关电源电路板的电源输入端开始,沿着电源分配线路着手分析,测量关键点电压,发现该开关电源不工作,主要是由于脉宽调制芯片UC3842B没有正常工作(电路图见图1),使变压器T1无电源输出,该芯片7脚为IC的电源端,当电压达到或超过16V的时候,UC3842B内的启动电路开始工作,电路正常启动后变压器T1的副绕组5、7的电压整流滤波再经7815三端稳压块稳压后,为UC3842B提供15 V的正常工作电压。开机实测7脚电压为15.5V,略低于正常启动电压,在带电检测中,发现较长时间通电(超过3min),芯片UC3842B能被触发,整个电源恢复正常,但长时间断电后(超过30 min)再通电,芯片UC3842B不工作,整个电源故障同前。根据此现象确定该芯片启动电路有问题。该电路由电阻R8和22μF电容组成,经查看电阻R8由于长时间工作,元件温度高,使色环颜色无法正常辨认,实测R8阻值为78.7kΩ。由于电阻R8阻值的增加,造成启动电路充电时间延长,使UC3842B不能正常启动,导致整个开关电源不工作。将R8用一支75kΩ(2W,精度5%)的电阻更换,故障解决。
3 小结
UC3842B脉宽调制芯片在医疗设备开关电源中应用广泛,柯达DryView8900激光相机开关电源出现相同故障,用本文介绍方法修复,可以节省更换整个开关电源板的费用。
摘要：柯达DryView8900激光相机在医院中应用广泛,在使用中经常会遇到一些故障,本文介绍了该相机开关电源一例故障的维修和处理过程。
关键词：激光相机,电源板,故障维修
参考文献
[1]刘吉福.KODAK 8900 DryView激光相机故障维修[J].医疗设备信息,2007,22(7):128.
[2]詹艳军,杨笔锋,等.基于UC3842反激式开关电源的设计[J].微计算机信息,2008,(3):130-131.
[3]高磊,陈爱华,张剑.柯达DryView6800激光相机故障分析及检修[J].中国医疗设备,2010,25(5):115.
[4]姜子军,谷翠英,刘斌.柯达8900激光相机故障维修与分析[J].中国医疗设备,2009,24(6):89,109.
8.恒压开关电源测试规范 篇八
一． 描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。1． 绝对稳压系数。
A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。既： K=△U0/△Ui。
B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。即： S=△Uo/Uo / △Ui/Ui 2.电网调整率。
它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。3.电压稳定度。
负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo（百分值），称为稳压器的电压稳定度。
二． 负载对输出电压影响的几种指标形式。1． 负载调整率（也称电流调整率）。
在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。2． 输出电阻（也称等效内阻或内阻）。
在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为： Ro=|△Uo/△IL| 欧。
三． 纹波电压的几个指标形式。1． 最大纹波电压。
在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。2． 纹波系数Y（%）。
在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既：y=Urms/Uo x100% 3． 纹波电压抑制比。
在规定的纹波频率（例如50HZ）下，输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即： 纹波电压抑制比=Ui~/Uo~。这里声明一下：噪声不同于纹波。纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关 频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的2%以下。
四． 冲击电流。
冲击电流是指输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬间电流。一般是20A——30A。
五． 过流保护。
是一种电源负载保护功能，以避免发生包括输出端子上的短路在内的过负载输出电流对电源和负载的损坏。过流的给定值一般是额定电流的110%——130%。
六． 过压保护。
是一种对端子间过大电压进行负载保护的功能。一般规定为输出电压的130%——150%。
七． 输出欠压保护。
当输出电压在标准值以下时，检测输出电压下降或为保护负载及防止误操作而停止电源并发出报警信号，多为输出电压的80%——30%左右。
八． 过热保护。
在电源内部发生异常或因使用不当而使电源温升超标时停止电源的工作并发出报警信号。
九． 温度漂移和温度系数。
温度漂移：
环境温度的变化影响元器件的参数的变化，从而引起稳压器输出电压变化。常用温度系数表示温度漂移的大小。
绝对温度系数：
温度变化1摄氏度引起输出电压值的变化△UoT，单位是V/℃或毫伏每摄氏度。
相对温度系数：
温度变化1摄氏度引起输出电压相对变化△UoT/Uo，单位是V/℃。
十． 漂移。
稳压器在输入电压、负载电流和环境温度保持一定的情况下，元件参数的稳定性也会造成输出电压的变化，慢变化叫漂移，快变化叫噪声，介于两者之间叫起伏。表示漂移的方法有两种：
1． 在指定的时间内输出电压值的变化△Uot。2． 在指定时间内输出电压的相对变化△Uot/Uo。
考察漂移的时间可以定为1分钟、10分钟、1小时、8小时或更长。
只在精度较高的稳压器中，才有温度系数和温漂两项指标。
十一．响应时间。
是指负载电流突然变化时，稳压器的输出电压从开始变化到达新的稳定值的一段调整时间。
在直流稳压器中，则是用在矩形波负载电流时的输出电压波形来表示这个特性，称为过度特性。
十二．失真。
这是交流稳压器特有的。是指输出波形不是正 波形，产生波形畸变，称为畸变。
十三．噪声。
按30HZ—18kHZ的可听频率规定，这对开关电源的转换频率不成问题，但对带风扇的电源要根据需要加以规定。
十四．输入噪声。
为使开关电源工作保持正常状态，要根据额定输入条件，按由允许输入外并叠加于工业用频率的脉冲状电压（0——peak）制定输入噪声指标。一般外加脉冲宽度为100——800us，外加电压1000V。
十五．浪涌。
这是在输入电压，以1分钟以上的间隔按规定次数加一种浪涌电压，以避免发生绝缘破坏、闪络、电弧等异常现象。通信设备等规定的数值为数千伏，一般为1200V。
十六．静电噪声。
指在额定输入条件下，外加到电源框体的任意部分时，全输出电路能保持正常工作状态的一种重复脉冲状的静电。一般保证5——10KV以内。
十七．稳定度。
允许使用条件下，输出电压最大相对变化△Uo/Uo。
十八．电气安全要求（GB 4943-90）。1。电源结构的安全要求。
1）空间要求。UL、CSA、VDE安全规范强调了在带电部分之间和带电部分与非带电金属部分之间的表面、空间的距离要求。UL、CSA要求：极间电压大于等于250VAC的高压导体之间，以及高压导体与非带电金属部分之间（这里不包括导线间），无论在表面间还是在空间，均应有0.1英寸的距离；VDE要求交流线之间有3mm的徐变或2mm的净空隙；IEC要求：交流线间有3mm的净空间隙及在交流线与接地导体间的4mm的净空间隙。
2）电介质实验测试方法（打高压：输入与输出、输入和地、输入AC两级之间）。3）漏电流测量。漏电流是流经输入侧地线的电流，在开关电源中主要是通过静噪滤波器的旁路电容器泄露电流。UL、CSA均要求暴露的不带电的金属部分均应与大地相接，漏电流测量是通过将这些部分与大地之间接一个1.5K欧的电阻，其漏电流应该不大于5毫安。VDE允许：用1.5K欧的电阻与150nP电容并接。并施加1.06倍额定使用电压，对数据处理设备，漏电流应不大于3.5毫安。一般是1毫安左右。
4）绝缘电阻测试。VDE要求：输入和低电压输出电路之间应有7M欧的电阻，在可接触到的金属部分和输入之间，应有2M欧的电阻或加500V直流电压持续1分钟。5）印制电路板要求。要求是UL认证的94V-2材料或比此更好的材料。2． 对电源变压器结构的安全要求。
1）变压器的绝缘。变压器的绕组使用的铜线应为漆包线，其他金属部分应涂有瓷、漆等绝缘物质。
2）变压器的介电强度。在实验中不应出现绝缘层破裂和飞弧现象。
3）变压器的绝缘电阻。变压器绕组间的绝缘电阻至少为10兆欧，在绕组与磁心、骨架、屏蔽层间施加500伏直流电压，持续1分钟，不应出现击穿、飞弧现象。4）变压器湿度电阻。变压器必须在放置于潮湿的环境之后，立即进行绝缘电阻和介电强度实验，并满足要求。潮湿环境一般是：相对湿度为92%（公差为2%），温度稳定在20到30摄氏度之间，误差允许1%，需在内放置至少48小时之后，立即进行上述实验。此时变压器的本身温度不应该较进入潮湿环境之前测试高出4摄氏度。5）VDE关于变压器温度特性的要求。6）UL、CSA关于变压器温度特性的要求。注： IEC——International Electrotechnical Commission VDE——Verbandes Deutcher Electrotechnicer UL——Underwriters’ Laboratories CSA——Canadian Standards Association FCC—— Federal Communications Commission 十九． 无线电骚扰（按照GB 9254-1998测试）。1． 电源端子骚扰电压限值。2． 辐射骚扰限值。
二十． 环境实验。
环境试验是将产品或材料暴露到自然或人工环境中，从而对它们在实际上可能遇到的贮存、运输和使用条件下的性能作出评价。
⑴ 低温
⑵ 高温
⑶ 恒定湿热
⑷ 交变湿热
⑸ 冲撞（冲击和碰撞）
⑹ 振动
⑺ 恒加速
⑻ 贮存
⑼ 长霉
⑽ 腐蚀大气（例如盐雾）
⑾ 砂尘
⑿ 空气压力（高压或低压）
⒀ 温度变化 ⒁ 可燃性
⒂ 密封
⒃ 水
⒄ 辐射（太阳或核）
⒅ 锡焊
⒆ 接端强度
⒇ 噪声：微打65dB 二十一． 电磁兼容性试验。
电磁兼容性试验（electromagnetic compatiblity EMC）
电磁兼容性是指设备或系统在共同的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。电磁干扰波一般有两种传播途径,要按各个途径进行评价.一种是以波长长的频带向电源线传播,给发射区以干扰的途径,一般在30MHZ以下.这种波长长的频率在附属于电子设备的电源线的长度范围内还不满1个波长，其辐射到空间的量也很少，由此可掌握发生于电源线上的电压，进而可充分评估干扰的大小，这种噪声叫做传导噪声。当频率达到30MHZ以上，波长也会随之变短。这时如果只对发生于电源线的噪声源电压进行评价，就与实际干扰不符。因此，采用了通过直接测定传播到空间的干扰波评价噪声大小的方法，该噪声就叫做辐射噪声。测定辐射噪声的方法有上述按电场强度对传播空间的干扰波进行直接测定的方法和测定泄露到电源线上的功率的方法。
电磁兼容性试验包括以下试验：
① 磁场敏感度：（抗扰性）设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下的不希望有的响应程度。敏感度电平越小敏感性越高，抗扰性越差。固定频率、峰峰值的磁场
② 静电放电敏感度：具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。300PF电容充电到-15000V，通过500欧电阻放电。可超差，但放完后要正常。数据传递、储存，不能丢
③ 电源瞬态敏感度：包括尖峰信号敏感度（0.5us 10us 2倍）、电压瞬态敏感度（10%-30%，30S恢复）、频率瞬态敏感度（5%-10%，30S恢复）。
④ 辐射敏感度：对造成设备降级的辐射干扰场的度量。（14K-1GHZ，电场强度为1V/M）
⑤ 传导敏感度：当引起设备不希望有的响应或造成其性能降级时，对在电源、控制或信号线上的干扰信号或电压的度量。（30HZ-50KHZ 3V，50K-400M 1V）⑥ 非工作状态磁场干扰：包装箱4.6m 磁通密度小于0.525uT,0.9m 0.525Ut。
⑦ 工作状态磁场干扰：上、下、左、右交流磁通密度小于0.5mT。
⑧ 传导干扰：沿着导体传播的干扰。10KHz-30MHz 60(48)dBuV。
⑨ 辐射干扰：通过空间以电磁波形式传播的电磁干扰。10KHz-1000MHz 30 屏蔽室60(54)uV/m。
第二部分 测试方法
一． 耐电压
（HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND）KV 1.1 定义:于指定的端子间,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG间,可耐交流之有效值,漏电流一般可容许10毫安,时间1 分钟。
1.2 测试条件：Ta：25摄氏度；RH：室内湿度。1.3 测试回路： 1.4 说明：
1．4．1 耐压测试主要为防止电气破坏，经由输入串入之高压，影响使用者安全。
1．4．2 测试时电压必须由0V开始调升，并于1分钟内调至最高点。1．4．2 放电时必须注意测试器之Timer设定，于OFF前将电压调回 0V。1．4．3 安规认证测试时，变压器需另行加测，室内
，温度25摄氏度，RH：95摄氏度，48HR，后测试变压器初/次级与初级/CORE。1．4．5生产线测试时间为1秒钟。二．纹波噪声（涟波杂讯电压）
（Ripple & Noise）%，mV 2．1定义：
直流输出电压上重叠之交流电压成份最大值(P-P)或有效值。2．2测试条件: I/P: Nominal O/P : Full Load Ta : 25℃ 2．3测试回路: 2．4测试波形: 2．5说明: 2．5．1示波器之GND线愈短愈好,测试线得远离PUS。2．5．2使用1：1之Probe。
2．5．3 Scope之BW一般设定于20MHz，但是对于目前的网络产品测试纹波噪声最好将BW设为最大。
2．5．4 Noise与使用仪器，环境差异极大，因此测试必须表明测试地点。2．5．5测试纹波噪声以不超过原规格值 +1%Vo。
三．漏电流（洩漏电流）
（Leakage Current）mA 3．1定义：
输入一机壳间流通之电流（机壳必须为接大地时）。3．2测试条件：
I/P：Vin max.×1.06(TUV)/60Hz Vin max.(UL1012)/60Hz O/P: No Load/Full Load Ta: 25 ℃ 3.3测试回路： 3．4说明：
3．4．1 L，N均需测。3．4．2UL1012 R值为1K5。TUV R值为2K/0。15uF。
3．4．3漏电流规格TUV：3。5mA,UL1012:5mA。
四．温度测试
（Temperature Test）4.1定义：
温度测试指PSU于正常工作下，其零件或Case温度不得超出其材质规 格或规格定值。4．2测试条件： I/P: Nominal O/P: Full Load Ta : 25℃ 4．3测试方法：
4．3．1将Thermo Coupler(TYPE K)稳固的固定于量测的物体上
（速干、Tape或焊接方式）。
4．3．2 Thermo Coupler于末端绞三圈后焊成一球状测试。4．3．3我们一般用点温计测量。4．4测试零件：
热源及易受热源影响部分
例如：输入端子、Fuse、输入电容、输入电感、滤波电容、桥整、热
敏、突波吸收器、输出电容、输出电容、输出电感、变压器、铁芯、绕线、散热片、大功率半导体、Case、热源零件下之P.C.B.……。4．5零件温度限制：
4．5．1零件上有标示温度者，以标示之温度为基准。4．5．2其他未标示温度之零件，温度不超过P.C.B.之耐温。4．5．3电感显示个别申请安规者，温升限制65℃Max(UL1012),75℃ Max(TUV)。
五．输入电压调节率
（Line Regulation）, % 5．1定义：
输入电压在额定范围内变化时，输出电压之变化率。Vmax-Vnor Line Regulation(+)=------------------Vnor Vnor-Vmin Line Regulation(-)=------------------Vnor Vmax-Vmin Line Regulation=----------------Vnor Vnor:输入电压为常态值，输出为满载时之输出电压。Vmax:输入电压变化时之最高输出电压。Vmin:输入电压变化时之最低输出电压。5．2测试条件： I/P：Min./Nominal/Max O/P:Full Load Ta:25℃ 5.3测试回路： 5．4说明：
Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor与Vmin-Vnor之±最大 值以mV表示，再配合Tolerance%表示。
六．负载调节率
（Load Regulation）% 5．1定义：
输出电流于额定范围内变化（静态）时，输出电压之变化率。|Vminl-Vcent| Line Regulation(+)=------------------×100% Vcent |Vcent-VfL| Line Regulation(-)=------------------×100% Vcent |VminL-VfL| Line Regulation(%)=----------------×100% Vcent VmilL:最小负载时之输出电压 VfL:满载时之输出电压 Vcent:半载时之输出电压 6．2测试条件： I/P：Nominal O/P:Min./Half/Full Load Ta:25℃ 6.3测试回路：
6．4Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent与Vcent-Vmax.之±最大 值以mV表示，再配合Tolerance%表示。
第三部分 测试报告要求的项目：
对于电源部品认定测试，测试报告要求提供测试数据及结论。来料检可根据要求减少测试项目，对于测试不合格品的应该表明不合格的测试项。
一． 输入特性。
1． 工作输入电压和电压变动范围。2． 输入电压的频率和频率变动范围。
3． 额定输入电流。是指在输入电压和输出电流在额定条件时的电流。4． 输入下陷和瞬间停电。这是一种输入电压瞬间时下降或瞬断的状态，要用额定输出电压和电流加以限定。测试的指标为电压和时间。5． 冲击电流。6． 漏电流。
7． 效率。因为该指标与发热有关，因此散热时要考虑效率。8． 测试中要标明输入采用单相2线式还是3相三线式。
二． 输出特性。
1． 额定输出电压。2． 额定输出电流。3． 稳压精度。1）电压稳定度。2）电流调整率。3）纹波噪声。包括最大纹波电压；最大纹波噪声电压。4． 瞬间电流变动导致的输出电压的变动值。
三． 附属功能要求。1． 过流保护。2． 过压保护。3． 输入欠压保护。4． 过热保护。
5． 绝缘电阻。输入端与壳体；输入端子和输出端子；输出端子和壳体。6． 绝缘电压。打高压：输入与输出、输入和地、输入AC两级之间，根据国家标准制定高压值。
四． 结构规格。
1． 形状条件：如外包装机壳的有无等。2． 确定外型尺寸和尺寸公差。
3． 安装条件：安装位置、安装孔、等。
4． 冷却条件：强制或自冷以及通风方向，风量和孔径尺寸。5． 接口位置和标志。
6． 操作零部件（输出电压可调电阻、开关、指示灯）的位置和提示文字的位置。
7． 重量。
五． 使用环境条件。1． 温度。2． 湿度。
3． 耐振动、冲击。
六． 其它条件。1． 输入噪声。2． 浪涌。
9.LED开关电源保护电路介绍 篇九
一款好的LED开关电源除了需要稳定、高效、可靠外，电路的各种保护措施也必须精心设计，以避免在复杂环境条件下能够迅速的对电源电路和负载进行有效保护，本文介绍LED开关电源的几种常见保护电路。
1、过电流保护电路
在直流LED开关电源电路中，为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是，当输出电流超过某一值时，调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流。如图1所示，过电流保护电路由三极管BG2 和分压电阻R4、R5组成。电路正常工作时，通过R4与R5的压作用，使得BG2 的基极电位比发射极电位高，发射结承受反向电压。于是BG2 处于截止状态(相当于开路)，对稳压电路没有影响。当电路短路时，输出电压为零，BG2 的发射极相当于接地，则BG2 处于饱和导通状态(相当于短路)，从而使调整管BG1 基极和发射极近于短路，而处于截止状态，切断电路电流，从而达到保护目的。
图2：LED开关电源输入过电流保护电路
2、过电压保护电路
直流LED开关电源中开关稳压器的过电压保护包括输入过电压保护和输出过电压保护。如果开关稳压器所使用的未稳压直流电源(诸如蓄电池和整流器)的电压如果过高,将导致开关稳压器不能正常工作,甚至损坏内部器件,因此LED开关电源中有必要使用输入过电压保护电路。图3为用晶体管和继电器所组成的保护电路，在该电路中，当输入直流电源的电压高于稳压二极管的击穿电压值时，稳压管击穿，有电流流过电阻R，使晶体管T导通，继电器动作，常闭接点断开，切断输入。输入电源的极性保护电路可以跟输入过电压保护结合在一起,构成极性保护鉴别与过电压保护电路。
图3：LED开关电源输入过电压保护电路
3、软启动保护电路
开关稳压电源的电路比较复杂，开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器。在开机瞬间,滤波电容器会流过很大的浪涌电流,这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍。这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化,并使输入保险丝熔断。另外，浪涌电流也会损害电容器,使之寿命缩短,过早损坏。为此,开机时应该接入一个限流电阻,通过这个限流电阻来对电容器充电。为了不使该限流电阻消耗过多的功率，以致影响开关稳压器的正常工作,而在开机暂态过程结束后，用一个继电器自动短接它,使直流电源直接对开关稳压器供电，这种电路称之谓直流LED开关电源的“软启动”电路。
如图4(a)所示，在电源接通瞬间，输入电压经整流桥(D1～D4)和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。当电容器C充电到约80%额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，LED开关电源处于正常运行状态。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图4(b)所示电路替代RC延迟电路。
图4：LED开关电源软启动保护电路
4、过热保护电路
直流LED开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积，使其单位体积内的功率密度大大提高，因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高，必然会使电路性能变坏，元器件过早失效。因此在大功率直流LED开关电源中应该设过热保护电路。
本文采用温度继电器来检测电源装置内部的温度，当电源装置内部产生过热时，温度继电器就动作，使整机告警电路处于告警状态，实现对电源的过热保护。如图5(a)所示，在保护电路中将P型控制栅热晶闸管放置在功率开关三极管附近，根据TT102的特性(由Rr值确定该器件的导通温度，Rr越大，导通温度越低)，当功率管的管壳温度或者装置内部的温度超过允许值时，热晶闸管就导通，使发光二极管发亮告警。倘若配合光电耦合器，就可使整机告警电路动作，保护LED开关电源。该电路还可以设计成如图5(b)所示，用作功率晶体管的过热保护，晶体开关管的基极电流被N型控制栅热晶闸管TT201旁路，开关管截止，切断集电极电流,防止过热。
10.开关电源维修 篇十
一、电路基本原理分析
本开关电源由两级双向共模滤波电路、桥式整流及滤波电路、主电源启动电路、电源芯片的二次供电电路、稳压电路、保护电路、待机控制电路等组成,待机时+B输出电压为12.8V,正常工作时输出电压为+135 V,图中电压为正常工作时实际测量值。
(一)两级双向共模滤波电路
220 V交流电压经熔断器FU601、送入由L601、L602、C605、C606组成的两级共模滤波器。其中L601、L602是两个由扼流圈组成的互感滤波器,在资料上对称,高频信号在两边扼流圈产生的互感电动势大小相等,极性相反,互相抵消,以消除电网干扰脉冲对电视机的干扰。
(二)整流滤波
经两级互感滤波器输出的50HZ交流电压送到由D601-D604组成的桥式整流电路进行整流,同时在D601-D604两端并联C601-C604高频滤波电容,以消除开机瞬间的浪涌电流对D601-D604的冲击,整流输出的脉动直流电压经C607滤波后,得到300V左右直流电向开关电源供电。
摘要：创维4T60超级机芯开关电源,采用新型驱动控制NCP1207推动MOS开关管,组成他激式并联型开关电源,为行输出电路提供130V的+B电压,为小信号处理电路提供+8.2V、+5V-2,为伴音功放电路提供+22V电压,为行场推动电路提供+24V电压,为调谐电路提供+33V电压。副电源稳压电路Q606供电取自主电源C617两端电压,稳压后为控制系统提供+5V-1电压。NCP1207是安森美公司生产的电流模式单端PWM控制器,以QRC准谐振和频率软折弯为主要特点。内含7.OmA电流源、基准电压源、可变频率时钟电路,电流检测比较器、RS锁存器、驱动级、过电压保护、过电流保护和过载保护等电路。
11.通信开关电源的电磁兼容性 篇十一
通信开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、工作可靠、具有远程监控等原因,广泛的应用于程控交换、光数据传输、无线基站、有线电视系统及IP网络中,是信息技术设备正常工作的核心动力.随着信息技术的发展,信息技术设备遍布祖国大江南北,从发达的中心城市至贫穷落后的偏远山区,为人与人间的沟通交流及数据传输提供了极大的便利.通信设备的电网供电质量由于城乡间的差异,即有稳定的大电网如核电、火电、水电等并网的供电方式,同时也有独立的小水电单独供电方式.特别是在小水电站供电方式下,因水量的变化复杂、用户用电量的变化较大及设备工作的不稳定,造成电网波形失真严重及其电网电压和大幅波动,同时因配电系统的接线不规范,对通信开关电源也造成了严峻的考验.铁路通信及电力通信正在发展壮大.由于电力机车经过之处,产生很强的感应电压,使地线电压产生很大的波过,从而引起电网电压的很大的波动,强大的电场容易引起开关电源设备工作的瞬时不稳定.在高压电网运行的通信开关电源,虽然电网电压稳定,但容易受电网负载变化等引起的强电磁场的搔扰影响.用于基站的通信用开关电源,由于多安装在较高的建筑物上或是山顶,更容易受到雷电的袭击.因此,通信开关电源要有很强的抗电磁搔扰的能力,特别是对雷击、浪涌、电网电压、静电、电场、磁场及电磁波等要有足够的抗扰动能力,保证自身能够正常工作以及通信设备供电的不间断而且稳定.另一方面,因通信开关电源内部的功率开关管、整流或续流二极管及主功率变压器,在高压、大电流及高频开关的方式下工作,其电压电流波形多为方波.在高压大电流的方波切换过程中,方波电压电流将产生丰富的谐波电压及谐波电流,这些谐波电压及谐波电流可通过电源输入线或开关电源的输出线传出,对与通信电源在同一电网上供电的其它设备及电网产生搔扰,同时对由通信电源供电的设备如程控交换设备、无线基站、光传输设备及有线电视设备等产生搔扰,使设备不能正常工作.由于电压差可以产生电场、电流的流动可以产生磁场,丰富的谐波电压电流的高频部分,在开关电源内部产生电磁场,造成开关电源内部工作的不稳定,使电源的性能降低.有部分电磁场通过开关电源机壳的缝隙,向周围空间辐射,与通过电源线、直流输出线产生的辐射电磁场,一起通过空间传播的方式,对其它高频设备及对电磁场比较敏感的设备造成搔扰,引起其它设备工作异常.因此,要限制通信开关电源对由负载线、电源线产生的传导搔扰量对空间产生的辐射电磁场搔扰量,使之能与处于同一环境中的其它电信设备均能够正常工作,互不产生搔扰.电磁兼容性的国内国外标准
电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能随的电磁搔扰的能力
要彻底消除设备的电磁搔扰及对外部一切电磁搔扰信号不敏感是不可能的.只能通过制订系统内设备与设备之间的相互允许产生的电磁搔扰大小及抵抗电磁搔扰的能力,才能使电气设备及系统间达到电磁兼容性的要求.国内外大量的电磁兼容性标准,为系统内的设备相互达到电磁兼容性要求制订了约束条件.国际无线电干扰特别委员会(CISPR)是国际电工委员会(IEC)下属的一个电磁兼容标准化组织,早在1934年就开展EMC标准的研究,下设六个分会.其中第六分会(SCC)主要负责制订关于干扰测量接收机及测量方法的研究.CISPR16《无线电干扰和抗扰度测量设备规范》对电磁兼容性测量接收机、辅助设备的性能以及校准方法作出了详细的要求.CISPR17《无线电干扰滤波器及抑制元件的抑制特性测量》制订了滤波器的测量方法.CISPR22《信息技术设备的无线电搔扰限值和测量方法》规定了信息技术设备在0.15-1000MHz频率范围内产生的电磁搔扰限值.CISPR24《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》规定了信息技术设备对外部搔扰信号的时域及频域的抗搔扰性能要求.其中CISPR16、CISPR22及CISPR24构成了信息技术设备包括通信开关电源设备的电磁兼容性测试内容及测试方法要求.是目前通信开关电源电磁兼容性设计的最基本要求.IEC最近也出版了大量的基础性电磁兼容标准.其中最有代表性的是IEC61000系列标准,规定了电子电气设备的雷击浪涌(SURGE)、静电放电(ESD)、电快速瞬变脉冲群(EFT)、电流谐波、电压跌落、电压瞬变及短时中断、电压起伏和闪烁、辐射电磁场、由射频电磁场引起的传导搔扰抗扰度、传导搔扰及辐射搔扰等的电磁兼容性要求.另外,美国联邦委员会制订的FCC15、德国电气工程师协会制订的VDC0871-1A1、VDE0971-2A2、VDE0878,都对通信设备的电磁兼容性提出了要求.我国对电磁兼容性标准的研究比较晚.采取的最主要的办法是引进、消化、吸收.洋为中用是国内电磁兼容性标准的制订的最主要的方法.1998年,信息产业部根据CISPR22、IEC61000系列标准及ITU-T 0.41标准,制订了UD/T983-1998《通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法》,详尽的规定了通信电源设备包括通信开关电源的电磁兼容性的具体测试项目、要求及测试方法,为通信电源电磁兼容性的检验、达标并通过入网检测明确了设计目标.国标也等同采用了相应的检测明确了国际标准.如GB/T 17626.1-12系列标准等同采用了IEC61000系列标准;GB9254-1998《信息技术设备的无线电搔扰限值及测量方法》等同采用CISPR22;GB/T17618-1998《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》等同采用CISPR24.开关电源引起电磁兼容性的原因
通信开关电源因工作在高电压大电流的开关工作状态下,其引起电磁兼容性问题的原因是相当复杂的.从整机的电磁兼容性讲,主要有共阻抗耦合、线间耦合、电场耦合、磁场耦合电磁波耦合几种.电磁兼容产生的三个要素为:搔扰源、传播途径及受搔扰体.共阻耦合主要是搔扰源与受搔扰体在电气上存在的共同的阻抗,通过该阻抗使搔扰信号进入受搔扰对象.线间耦合主要是产生搔扰电压及搔扰电流的导线或PCB线,因并行布线而产生的相互耦合.电场耦合主要是由于电位差的存在,产生的感应电场对受搔扰体产生的耦合.磁场耦合主要是大电流的脉冲电源线附近,产生的低频磁场对搔扰对象产生的耦合.而电磁场耦合,主要是由于脉动的电压或电流产生的高频电磁波,通过空间向外辐射,对相应的受搔扰体产生的耦合.实际上,每一种耦合方式是不能严格区分的,只是侧重点不同而已.在开关电源中,主功率开关管在很高的电压下,以高频开关方式工作,开关电压及开关电流的接近方波,从频谱分析知,方波信号含有丰富的高次谐波,该高次谐波的频谱可达方波频率的1000次以上.同时,由于电源变压器的漏电感及分布电容,以及主功率开关器件的工作状态非理想,在高频开或关时,常常产生高频高压的尖峰谐波振荡,该谐波振荡产生的高次谐波,通过开关管与散热器间的分布电容传入内部电路或通过散热器及变压器向空间辐射.用于整流及续流二级管,也是产生高频搔扰的一个重要原因.因整流及续流二极管工作在高频开关状态,由于二极管的引线寄生电感、结电容的存在以及反向恢复电流的影响,使之工作在很高的电压及电流变化率下,且产生高频振荡.因整流及续流二极管一般离电源输出线较近,其产生的高频搔扰最容易通过直流输出线传出.通信开关电源为了提高功率因数,均采用了有源功率因数效正电路.同时,为了提高电路的效率及可靠性,减小功率器件的电应力,大量的采用了软开关技术.其中零电压、零电流或零电流开关技术应用最为广泛.该技术极大的降低了开关器件所产生的电磁搔扰.但是,软开关无损吸收电路,多数利用L、C进行能量转移,利用二极管的单向导电性能实现能量的单向转换,因而,该谐振电路中的二极管成为电磁搔扰的一大搔扰源.通信开关电源中,一般利用储能电感及电容器,组成L、C滤波电路,实现对差模及共模搔扰信号的滤波,以及交流方波信号转换为平滑的直流信号.由于电感线圈的分布电容,导致了电感线圈的自谐振频率降低,从而使大量的高频搔扰信号穿过电感线圈,沿交流电源线或直流输出线向外传播.滤波电容器,随着搔扰信号频率的上升,由于引线电感的作用,导致电容量及滤波效果不断的下降,直至谐振频率以上时,完全失去电容器的作用而变为感性.不正确的使用滤波电容及引线过长,也是产生电磁搔扰的一个原因.通信开关电源由于功率密度高、智能化程度高,带MCU微处理器,因而,从高至近千伏的电压信号,到低至几伏的电压信号;从高频的数字信号,至低频的模拟信号,电源内部的场分布相当复杂.PCB布线不合理、结构设计不合理、电源线输入滤波不合理、输入输出电源线布线不合理及CPU、检测电路的设计不合理,均会导致系统工作的不稳定或如静电放电、电快速瞬变脉冲群、雷击、浪涌及传导搔扰、辐射搔扰及辐射电磁场抗扰性能力的降低.电磁兼容性研究及解决方法
电磁兼容性的研究,一般运用CISPR16及IEC61000中规定的电磁场检测仪器及各种搔扰信号模拟器、辅助设备,在标准测试场地或实验室内部,通过详尽的测试分析、结合对电路性能的理解与改进来进行分析研究.从电磁兼容性的三要素讲,要解决开关电源的电磁兼容性,可从三个方面入手.第一:减小搔扰源产生的搔扰信号.第二:切断搔扰信号的传播途径.第三,增强受搔扰体的抗搔扰能力.在解决开关电源内部的兼容性时,可以综合运用上述三个方法,以成本效益比及实施的难易性为前提.因而,开关电源产生的对外搔扰,如电源线谐波电流、电源线传导搔扰、电磁场辐射搔扰等,只能用减小搔扰源的方法来解决.一方面,可以增强输入输出滤波电路的设计,改善APFC电路的性能,减小开关管及整流续流二极管的电压电流变化率,采用各种软开关电路拓扑及控制方式等.另一方面,加强机壳的屏蔽效果,改善机壳的缝隙泄漏,并进行良好的接地处理.而对外部的抗搔扰能力,如浪涌、雷击应优化交流输入及直流输出端口的防雷能力,通常,对1.2/50us开路电压及8/20US短路电流的组合雷击波形,因能量较小,采用氧化锌压敏电阻与气体放电管等的组合方法来解决.对于静电放电,通常在通信端口及控制端口的小信号电路中,采用TVS管及相应的接地保护、加大小信号电路与机壳等的电距离来解决或选用具有抗静电搔扰的器件.快速瞬变信号含有很宽的频谱,很容易以共模的方式传入控制电路内,采用防静电相同的方法并减小共模电感的分布电容、加强输入电路的共模信号滤波(加共模电容或插入损耗型的铁氧体磁环等)来提高系统的抗扰性能.减小开关电源的内部搔扰,实现其自身的电磁兼容性,提高开关电源的稳定性及可靠性,应从以下几方面入手:注意数字电路与模块电路PCB布线的正确分区、数字电路与模拟电路单点的接地、大电流电路与小电流特别是电流电压取样电路的单点接地以减小共阻搔扰、减小地环的影响、布线时注意相邻线间的间距及信号性质,避免产生串扰、减小高压大电流回路特别是变压器原边与开关管、电源滤波电容回路所包围的面积,减小输出整流回路及续流二极管回路与直流滤波器所包围的面积,减小变压器的漏电、滤波电感的分布电容、运用谐振频率高的滤波电容器等.MCU与液晶显示器的数据线、地址线工作频率较高,是产生辐射发射的主要搔扰源:小信号电路是抗外界搔扰的最薄弱环节,适当的增设提高抗搔扰能力的TVS及高频电容、铁氧体磁珠等元器件,以提高小信号电路的抗搔扰能力;与机壳距离较近的小信号电路,应加适当的绝缘体耐压处理等.功率器件的散热器、主变压器的电磁屏蔽层要适当的接地,综合考滤各种接地措施,有助于提高整机的电磁兼容性.各控制单元间的大面积接地用接地板屏蔽,可以改善开关电源内部工作的稳定性.整流器的机架上,要考虑各整流器间的电磁耦合、整机地线布置、交流输入中线、地线及直流地线、防雷地线间的正确关系、电磁兼容级的正确分配等.开关电源对内、外的搔扰及抗搔扰中,共模信号与开关器件的工作方式、散热器的安装及整机PCB板与机壳的连接有相当复杂的关系,共模信号在一定的条件下又可转变成差模信号.解决共模搔扰最简单的方法是解决好各电路单元与整机端口、机壳间的问题.整机屏蔽难以实施且成本较高,在无可赖何的情况下才采用该措施.国内通信开关电源的电磁兼容性改进现状
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