电力电子技术讲义第06章

1、课题二DC/DC变换电路开关电源的核心技术就是 DC/DC变换电路。DC/DC变换电路就是将直流电压变换成固定 的或可调的直流电压。DC/DC变换电路广泛应用于开关电源、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机车车辆的无级变速以及20世纪80年代兴起的电动汽车的调速及控制。常见的DC/DC变换电路有非隔离型电路隔离型电路和软开关电路。一、非隔离型电路非隔离型电路即各种直流斩波电路，根据电路形式的不同可以分为降压型电路、升压型电路、升降压电路、库克式斩波电路和全桥式斩波电路。其中降压式和升压式斩波电路是基本形式，升降压式和库克式是它们的组合，而全桥式则属于降压式类型。下面重点介绍斩波电路的工作原理、升

2、压及降压斩波电路。1. 直流斩波器的工作原理最基本的直流斩波电路如图3-18（ a）所示，负载为纯电阻R。当开关S闭合时，负载电压Uo=E,并持续时间TON；当开关S断开时，负载上电压Uo=0V,并持续时间Toff。则T=Ton+Toff 为斩波电路的工作周期，斩波器的输出电压波形如图3-18（ b）所示。若定义斩波器的占空比k ToN /T ,则由波形图上可得输出电压得平均值为:TonTonTonToffUdkE75只要调节k，即可调节负载的平均电压。jOJ（a）电路（b）波形图3-18 基本斩波电路及其波形2. 降压斩波电路（1）电路的结构降压斩波电路是一种输出电压的平均值低于输入直流电压

3、的电路。它主要用于直流稳压电源和直流电机的调速。降压斩波电路的原理图及工作波形如图3-19所示。图中，U为固定电压的直流电源，V为晶体管开关（可以是大功率晶体管，也可以是功率场效应晶体管）。L、R、电动机为负载，为在V关断时给负载中的电感电流提供通道，还设置了续流二极管VD（1）电路的工作原理t=0时刻，驱动V导通，电源U向负载供电，忽略 V的导通压降，负载电压 UO=U,负载 电流按指数规律上升。t=ti时刻，撤去V的驱动使其关断，因感性负载电流不能突变，负载电流通过续流二极管VD续流，忽略VD导通压降，负载电压 UO=OV,负载电流按指数规律下降。为使负载电流连续且脉动小，一般需串联较大的

4、电感L, L也称为平波电感。t=t 2时刻，再次驱动 V导通，重复上述工作过程。当电路进入稳定工作状态时，负载电流在一个周期内的起始值和终了值。(a) 电路图(b)电流连续时的波形(c)电流断续时的波形图3-19降压斩波电路的原理图及工作波形由前面的分析知，这个电路的输出电压平均值为：Uo -ON U Tonu kuton Tofft由于k 1，所以Uo U，即斩波器输出电压平均值小于输入电压，故称为降压斩波电路。 而负载平均电流为：U o UI oR当平波电感L较小时，在 V关断后，未到t2时刻，负载电流已下降到零，负载电流发 生断续。负载电流断续时，其波形如图3-19(c )所示。由图可见

5、，负载电流断续期间，负载电压Uo=E。因此，负载电流断续时，负载平均电压U0升高，带直流电动机负载时，特性变软，是我们所不希望的。 所以在选择平波电感 L时，要确保电流断续点不在电动机的正常 工作区域。3. 升压斩波电路电路的结构升压斩波电路的输出电压总是高于输入电压。升压式斩波电路与降压式斩波电路最大的不同点是，斩波控制开关V与负载呈并联形式连接，出能电感与负载呈串联形式连接，升压斩波电路的原理图及工作波形如图3-20所示。(b)波形图3-20升压斩波电路及其工作波形(2 )电路的工作原理当V导通时(Ton)，能量储存在L中。由于VD截止，所以Ton期间负载电流由 C供给。在Toff期间，V

6、截止，储存在L中的能量通过VD传送到负载和 C,其电压的极性与U相同,且与U相串联，提供一种升压作用。ToffToff式中T/TofF表示升压比，调节其大小，即可改变输出电压Uo的大小。如果忽略损耗和开关器件上的电压降，则上式中的升压比 T/Toff> 1 ,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。4. 升降压斩波电路(1) 电路的结构升降压斩波电路可以得到高于或低于输入电压的输出电压。电路原理图如图3 - 21所示，该电路的结构特征是储能电感与负载并联，续流二极管VD反向串联接在储能电感与负载之间。电路分析前可先假设电路中电感L很大，使电感电流i l和电容电压及负载电压 Uo基

7、本稳定。(2) 电路的工作原理(a)电路(b)波形图3-21升降压斩波电路及其工作波形电路的基本工作原理是：V通时，电源U经V向L供电使其贮能，此时二极管 VD反偏,流过V的电流为i 1。由于VD反偏截止，电容C向负载R提供能量并维持输出电压基本稳定， 负载R及电容C上的电压极性为上负下正，与电源极性相反。V断时，电感L极性变反，VD正偏导通，L中储存的能量通过 VD向负载释放，电流为 i 2,同时电容C被充电储能。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称 作反极性斩波电路。当V处于通态期间，Ul = U当V处于断态期间，UL = - Uo。于是有UTO=UToff所以输出电压为

8、：Uo Ton uTon uk uTTT1 kOFFON上式中，若改变占空比由此可知，当 0<k<1/2k，则输出电压既可咼于电源电压，也可能低于电源电压。时，斩波器输出电压低于直流电源输入，此时为降压斩波器；当1/2< k<1时，斩波器输出电压高于直流电源输入，此时为升压斩波器。、隔离型电路1. 正激电路正激电路包含多种不同结构，典型的单开关正激电路及其工作波形如图3-22所示。(a)电路原理图(b) 理想化波形图3-22正激电路原理图及理想化波形电路的简单工作过程：开关S开通后，变压器绕组 W1两端的电压为上正下负，与其耦合的绕组 W2两端的电压也是上正下负。因此V

9、DI处于通态，VD2为断态，电感上的电流逐渐增长；S关断后，电感L通过VD2续流，VD1关断，L的电流逐渐下降。S关断后变压器的 励磁电流经绕组 W3和VD3流回电源，所以 S关断后承受的电压为：Us式中N i变压器绕组 W1的匝数；变压器中各物理量的变化过程如图(1>iN 3N 3变压器绕组 W3的匝数。占10UW1TgL1tfmll0图3-23磁心复位过程3-23所示。开关S开通后，变压器的励磁电流 i m由零开始，随着时间的增加而线性地增长，直到S关断。S关断后到下一次再开通的一段时间内，必须设法使励磁电流降回零，否则下一个 开关周期中，励磁电流将在本周期结束时的剩余值基础上继续增

10、加，并在以后的开关周期中依次累积起来，变得越来越大，从而导致变压器的励磁电感饱和。励磁电感饱和后，励磁电流会更加迅速地增长， 最终损坏电路中的开关器件。 因此在S关断后使励磁电流降回零是非 常重要的，这一过程称为变压器的磁心复位。在正激电路中，变压器的绕组 W3和二极管VD3组成复位电路，下面简单分析其工作原 理。开关S关断后，变压器励磁电流通过 W3绕组和VD3流回电源，并逐渐线性的下降为零。从S关断到W3绕组的电流下降到零所需的时间为：N3TrstTonN1S处于断态的时间必须大于 Trst，以保证S下次开通前励磁电流能够降为零，使变压器磁心可靠复位。在输出滤波电感电流连续的情况下，即S开

11、通时电感L的电流不为零，输出电压与输入电压的比为Uo如果输出电感电路电流不连续，输出电压 高，在负载为零的极限情况下N2 TONN1 TUo将高于上式的计算值，并随负载减小而升Uo巴UiNi3-24所示。同正激电路不同，反激电路中的变压器起着储能元件的作用,S开通后,的电流被切断,2. 反激电路反激电路及其工作波形如图可以看作是一对相互耦合的电感。VD处于断态，绕组 W1的电流线性增长，电感储能增加；S关断后，绕组 W1变压器中的磁场能量通过绕组 W2和VD向输出端释放，变压器承受的电压为：N1Us Ui-UoN2反激电路可以工作在电流断续和电流连续两种模式：(1) 如果当S开通时，绕组W2中

12、的电流尚未下降到零，则称电路工作于电流连续模式。(2) 如果当S开通前，绕组W2中的电流已经下降到零， 则称电路工作于电流断续模式。 当工作于电流连续模式时， Uo/Ui N2T0N /NiToff ；当电路工作在断续模式时，输出电压高于上式的计算值，并随负载减小而升高，在负载电流为零的极限情况下，UoTR,这将损坏电路中的器件，因此反激电路不应工作于负载开路状态。图3 - 24反激电路原理图及理想化工作波形(a)电路原理图(b)理想化波形3. 半桥电路半桥电路的原理及工作波形如图3 -25所示。在半桥电路中，变压器一次绕组两端分别连接在-电容Ci、C2的中点和开关Si、S2的中点。电容Ci、

13、C2的中点电压为 Ui/2。S1与S2交替导通，使变压器一次侧形成幅值为 Ui/ 2的交流电压。改变开关的占空比，就可改变二次整流电压Ud的平均值，也就改变了输出电压U0。图3 - 25半桥电路原理图及理想化工作波形(a)电路原理图(b)理想化波形SI导通时，二极管 VD1处于通态，S2导通时，二极管 VD2处于通态，当两个开关都关 断时，变压器绕组 WI中的电流为零，根据变压器的磁动势平衡方程，绕组W2和 W3中的电流大小相等、方向相反，所以VDI和VD2都处于通态，各分担一半的电流。S1或S2导通时电感上的电流逐渐上升，两个开关都关断时，电感上的电流逐渐下降。S1和S2断态时承受的峰值电压

14、均为 Ui。由于电容的隔直作用，半桥电路对由于两个开关导通时间不对称而造成的变压器一次电 压的直流分量有自动平衡作用，因此不容易发生变压器的偏磁和直流磁饱和。为了避免上下两开关在换流的过程中发生短暂的同时导通现象而造成短路损坏开关器 件，每个开关各自的占空比不能超过50%，并应留有裕量。当滤波电感L的电流连续时，有Uo JNTon6 帀如果输出电感电流不连续，输出电压 在负载电流为零的极限情况下，有Uo将高于式中的计算值，并随负载减小而升高UoN7T4. 全桥电路全桥电路的原理图和工作波形如图3-26所示。全桥电路中互为对角的两个开关同时导通，而同一侧半桥上下两开关交替导通，将直流电压成幅值为

15、 U的交流电压，加在变压器一次侧。改变开关的占空比，就可以改变Ud的平当S1与S4开通后，二极管 VD1和VD4处于通态，电感L的电流逐渐上升；S2与S3开 通后，二极管VD2和VD3处于通态，电感L的电流也上升。当 4个开关都关断时，4个二极 管都处于通态，各分担一半的电感电流，电感L的电流逐渐下降。S1和S4断态时承受的峰值电压均为Ui。若SI、S4与S2、S3的导通时间不对称，则交流电压Ut中将含有直流分量，会在变压器一次电流中产生很大的直流分量，并可能造成磁路饱和，因此全桥应注意避免电压直流分量的产生，也可以在一次回路电路中串联一个电容，以阻断直流电流。为了避免同一侧半桥中上下两开关在

16、换流的过程中发生短暂的同时导通现象而损坏开关，每个开关各自的占空比不能超过50%，并应留有裕量。当滤波电感L的电流连续时，有U。 N2 2Tonu n1 t如果输出电感电流不连续，输出电压 在负载电流为零的极限情况下，有U0将高于式中的计算值，并随负载减小而升高巴UiN15. 推挽电路推挽电路的电路原理图及工作波形如图3 - 27所示。推挽电路中两个开关 S1和S2交替导通，在绕组W1和W2两端分别形成相位相反的交流 电压。S1导通时，二极管 VD1处于通态；S2导通时，二极管 VD2处于通态，当两个开关都 关断时，VD1和VD2都处于通态，各分担一半的电流。 S1或S2导通时电感L的电流逐渐

17、上 升，两个开关都关断时，电感L的电流逐渐下降。SI和S2断态时承受的峰值电压均为2U。(a)电路原理图(b)理想化波形图3 - 27推挽电路原理图及理想化工作波形如果SI和S2同时导通，就相当于变压器一次绕组短路，因此应避免两个开关同时导通,每个开关各自的占空比不能超过50%，还要留有死区。当滤波电感L的电流连续时，有Uo N2 2TonUiN1 T如果输出电感电流不连续，输出电压 在负载电流为零的极限情况下，有U将高于式中的计算值，并随负载减小而升高,U 0N 2Ui N1课题三开关状态控制电路一、开关状态控制方式的种类开关电源中，开关器件开关状态的控制方式主要有占空比控制和幅度控制两大类

18、。1. 占空比控制方式：占空比控制又包括脉冲宽度控制和脉冲频率控制两大类。（1）脉冲宽度控制：脉冲宽度控制是指开关工作频率（即开关周期 T）固定的情况下直接通过改变导通时间（Tor）来控制输出电压U0大小的一种方式。因为改变开关导通时间Ton就是改变开关控制电压 UC的脉冲宽度，因此又称脉冲宽度调制（PWM控制。PWM控制方式的优点是，因为采用了固定的开关频率，因此，设计滤波电路时就简单方 便；其缺点是，受功率开关管最小导通时间的限制，对输出电压不能作宽范围的调节，此外,为防止空载时输出电压升高，输出端一般要接假负载（预负载）。目前，集成开关电源大多采用pwM控制方式。（2）脉冲频率控制：脉冲

19、频率控制是指开关控制电压 UC的脉冲宽度（即ToN不变的情况 下，通过改变开关工作频率 （改变单位时间的脉冲数，即改变 T而达到控制输出电压 U0大小 的一种方式，又称脉冲频率调制 （PFM）控制。2. 幅度控制方式：即通过改变开关的输入电压US的幅值而控制输出电压 U0大小的控制方式，但要配以滑动调节器。二、PWM控制电路的基本构成和原理图3 28是PWM控制电路的基本组成和工作波形。可见，PWM控制电路由以下几部分组成：基准电压稳压器，提供一个供输出电压进行比较的稳定电压和一个内部 IC电路的电源； 振荡器，为PWMt匕较器提供一各锯齿波 和与该锯齿波同步的驱动脉冲控制电路的输出；误差放大

20、器，使电源输出电压与基准电压进行比较；以正确的时序使输出开关管导通的脉冲倒相电路。图3 28 PWM控制电路其基本工作过程如下：输出开关管在锯齿波的起始点被导通。由于锯齿波电压比误差放大器的输出电压低，所以PWMt匕较器的输出较高，因为同步信号已在斜坡电压的起始点使倒相电路工作，所以脉冲倒相电路将这个高电位输出使V1导通，当斜坡电压比误差放大器的输出高时，PWMt匕较器的输出电压下降，通过脉冲倒相电路使V1截止，下一个斜坡周期则重复这个过程。三、PWM控制器集成芯片介绍1.SG1524/2524/3524 系列 PWM控制器GN" Sf> - Cl图3 - 29 SG1524结

21、构框图SG1524是双列直插式集成芯片，其结构框图如图3- 29所示。它包括基准电源、锯齿波振荡器、电压比较器、逻辑输出、误差放大以及检测和保护等部分。SG2524和SG3524也属这个系列，内部结构及功能相同，仅工作电压及工作温度有差异。基准电源由15端输入830V的不稳定直流电压，经稳压输出+5V基准电压，供片内所有电路使用，并由16端输出+5V的参考电压供外部电路使用，其最大电流可达100mA振荡器通过7端和6端分别对地接上一个电容G和电阻RT后，在G上输出频率为入fosc 1/RtCt的锯齿波。比较器反向输入端输入直流控制电压U；同相输入端输入锯齿波电压Ua。当改变直流控制电压大小时，

22、比较器输出端电压U即为宽度可变的脉冲电压，送至两个或非门组成的逻辑电路。每个或非门有3个输入端，其中：一个输入为宽度可变的脉冲电压U； 个输入分别来自触发器输出的 Q和Q端（它们是锯齿波电压分频后的方波）；再一个输入（B点）为锯齿波同频的窄脉冲。在不考虑第3个输入窄脉冲时，两个或非门输出（C、D点）分别经三极管V1、V2放大后的波形 T1、T2如图3- 30所示。它们的脉冲宽度由U控制，周期比USa大一倍，且两个波形的相位差为180°。这样的波形适用于可逆PWMfe路。或非门第3个输入端的窄脉冲使这期间两个三极管同时截止，以保证两个三极管的导通有一短时间隔，可作 为上、下两管的死区。

23、当用于不可逆PWM寸，可将两个三极管的 e、e极并联使用。误差放大器在构成闭环控制时，可作为运算放大器接成调节器使用。如将I端和9端短接，该放大器作为一个电压跟随器使用，由2端输入给定电压来控制 SG1524输出脉冲宽度的变化。当保护输入端10的输入达一定值时，三极管V3导通，使比较器的反相端为零，A端一直为高电平，V1、V2均截止，以达到保护的目的。检测放大器的输入可检测出较小的信 号，当4、5端输入信号达到一定值时，同样可使比较器的反相输入端为零，亦起保护作用。使用中可利用上述功能来检测需要限制的信号（如电流）对主电路实现保护。1，七rn o _n n L1J 丨土Q nl1 i:厂厂1匚

24、h:口二丄 ZU：1_L图3 - 30 SG1524工作波形表3 1是SG3524的引脚连接。表3 - 1 SG3524的引脚连接引脚号功能引脚号功能1IN -误差放大器反向输入9COM频率补偿2IN +-误差放大器同向输入10SD 关断控制3OSC振荡器输岀11V1C输岀晶体管A的集电极4CL+限流比较器的同相输入12Vie输出晶体管A的发射极5CL+限流比较器的同相输入13Uc输岀晶体管B的集电极6Rt定时电阻14Ue输出晶体管B的发射极7Ct定时电容器15Ui 输入电压8GND-地16U基准电压2. SG3525A PWM 控制器SG3525A是 SG3524的改进型，凡是利用SG152

25、4/SG2524/SG3524的开关电源电路都可以用SG3525A来代替。应用时应注意两者的引脚连接的不同。图3-31是SG3525A系列产品的内部原理图。举写醴Jk円十忙内赫电墉敕人搭1$啊舁比较 lfcW M号电" iI*11可和1"巴J科:tl A -yjp®*黑他副NI刚5 r-1077图3- 31 SG3525A的内部原理图图3-31的右下角是 SG3527A的输出级。除输出级以外，SG3527A与SG3525A完全相同。SG3525A的输出是正脉冲，而 SG3527A的输出是负脉冲。表3 2是SG3525A的引脚连接。表3 2 SG3525A的引脚连接

26、引脚号功能引脚号功能1IN 误差放大器反向输入9com频率补偿2IN +误差放大器同向输入10SD 关断控制3SYNC-同步11OUT输出A4OUTos(振荡器输出12GN地5Ct定时电容器13VC集电极电压6Rt定时电阻14OUT输出B7DIS 放电15U 输入电压8SS 软启动16URef基准电压与SG1524/SG2524/SG3524相比较，SG3525A的改进之处为：(1)芯片内部增加了欠压锁定器和软启动电路；(2) SG1524/SG2524/SG3524没有限流电路，而是采用关断控制电路对逐个脉冲电流和直 流输出电流进行限流控制。(3) SG3525A内设有高精度基准电压源。精度

27、为 5.1V ± 1% 优于SG1524/SG2524/SG3524 的基准电源。(4) 误差放大器的供电由输入电压Ui来提供，从而扩大了误差放大器的共模电压输入范围。(5 )脉宽调制比较器增加了一个反相输入端，误差放大器和关断电路送到比较器的信号 具有不同的输入端，这就避免了关断电路对误差放大器的影响。(6)PWM锁存器由关断置位，由振荡器来的时钟脉冲复位。这可保证在每个周期内只有比较器送来的单脉冲。当关断信号使输出关断，即使关断信号消失，也只有下一个周期的时钟脉冲使锁存器复位，才能恢复输出。这就保证了关断电路能有效地控制输出关断。(7 )SG3525A的最大改进是输出级的结构。它

28、是双路吸收/流出输出驱动器。它具有较高的关断速率，适合于驱动功率MOS器件。3. SG3525A的典型应用电路(1)SG3525A驱动MOSFE管的推挽式驱动电路如图4 32所示。其输出幅度和拉灌电流能力都适合于驱动功率MOSFE管。SG3525A的两个输出端交替输出驱动脉冲，控制两个MOSFE管交替导通。尺 vnsss/14InuLSm-<12<書 s84图3 32 SG3525A驱动MOSFE管的推挽式驱动电路(2 ) SG3525A驱区动MOS管的半桥式驱动电路如图3- 33所示。SG3525A的两个输出端接脉冲变压器T1的一次绕组，串入一个小电阻(10Q)是为防止振荡。T1

29、的两个二次绕组因同名端相反，以相位相反的两个信号驱动半桥上、下臂的两个MOSFE。脉冲变压器T2的副边接后续的整流滤波电路，便可得到平滑的直流输出。图3-33 SG3525A驱动MOSt的半桥驱动电路11<3 请、143 2I<s空 OS I课题四其他电路一、过电压保护电路过电压保护是一种对输出端子间过大电压进行负载保护的功能。一般方式是采用稳压 管，图3-34是过电压保护电路的典型实例。当输出电压超过设定的最大值时，稳压管击穿导通，使晶闸管导通，电源停止工作，起 到过电压保护作用。二、过电流保护电路过电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

30、流对电源和负载的损坏。图3-35是典型的过电流保护电路。图3-35 过电流保护电路电路中，电阻 RI和R2对U进行分压，电阻U R2负载电流I。在检测电阻FD上的电压=FDIo,R2上分得的电压为：亠U只！ R2电压Urd和UR2进行比较，如果 Lh> Ur2, A输出控制信号，这控制信号使脉宽变窄，输出电压下降，从而使输出电流减小。三、软启动电路开关电源的输入电路一般采用整流和电容滤波电路。输入电源未接通时，滤波电容器上的初始电压为零。 在输入电源接通的瞬间，滤波电容器快速充电， 产生一个和大的冲击电流。在大功率开关电源中，输入滤波电容器的容量很大，冲击电流可达100A以上，如此大的冲

31、击电流会造成电网电闸的条扎或者击穿整流二极管。为防止这种情况的发生， 在开关电源的输入电路中增加软启动电路，防止冲击电流的产生，保证电源正常地进入工作状态。课题五 PC主机开关电源及典型故障处理本项目实例中的图 3-3是IBM PC/XT系列PC机主机的开关电源电路，它是自激式开关 稳压电源，主要由交流输入与整流滤波、 自激开关振荡、稳压调控及自动保护电路等部分组 成。一、PC主机开关电源电路工作原理介绍：当接通电源时，110V或220V交流电压经电源熔丝管 FU热敏电阻RT后，送至由C1、 L1、C2组成交流抗干扰电路，将交流供电网中的高频杂波滤除后，再进入桥堆进行倍压整 流或桥式整流(根据

32、输入电压是110V还是220V,由电源盒后面的开关 S人工控制)，并经C5 C6滤波后得到约300V的峰值直流电压。由整流滤波输送来的 300V峰值电压分两路给开关电路：一路经 R1及开关变压器T2的 1F1S绕组加开关管 VI的C极；另一路经R2、R3降压提供VI的B极的导通电压，使 VI导 通，因此VI的C极有电流通过，T2的1F1S绕组有电流通过即产生感应电压耦合给二次侧。 二次测1P2F绕组又把感应电压经 R6 C9控制变压器T1的绕组，R9 L4正反馈到 开关管VI的B极，使VI的B极电流保持不变，开关变压器T2上各绕组感应电压消失，正反馈停止，VI退出饱和进入放大，此时VI的C极电

33、流瞬间大大的减少，开关变压器T2的1F1S绕组中的电流不能突变产生很强的反向感应电压耦合给二次侧，二次侧正反馈绕组 的反向感应电压使 VI反偏截止。同时C9通过VI获得充电，VI截止后，T2的 仆一 1S绕组 无电流通过，感应电压消失。C9通过控制变压器 T1的绕组，L4, VI的E极，R7, R8, T2的1P2F绕组，R6形成回路放电，使VI获得放电电流重新导通，并重复以上过程。如此循环便形成了自激开关过程。T2的二次侧便得到了所需的脉冲电压，经整流滤波、稳压后送给负载。其中开关变压器 T2的7S7E绕组中的脉冲经 VDI8整流、C18滤波，再由三端稳 压器7812稳压后输出一5V电压；T

34、2的5S5E绕组中的脉冲经 VDI4和VDI5整流、C22滤 波后输出+12V电压；T2的3S3E绕组中的脉冲经 VDI6和VDI7整流、C24滤波后输出+5V 电压。稳压控制电路由 R22、R23、RPI、ICI(TL430)、V3控制变压器 T1等部分组成。当 某种原因使输出电压升高时，+5V电压升高，经取样电路 R23、RPI、R22提供的取样电压升高，加到ICIR端的电压升高，ICI的K, A端的电流增大，V3导通，控制变压器 T1的 绕组的电流增大，绕组的感应电压增大，V2导通。因T1的绕组为50匝，绕组也为50匝，而绕组为4匝，所以绕组的感应电压很小，对开关管 VI基 本不产生影响

35、，而 V2导通使VTI提前截止，导通时间缩短，输出电压下降直至稳压输出。开关管的限流保护电路由 R8, V2为核心组成。当 VI的射极脉冲电流增大时，R8上的感应电压升高，V2导通程度增大，对 VI的基极分流增大，使 VI的C极电流减少，达到限 电流保护目的。+5V的过电压保护电路由稳压管VDZI、晶闸管VTI组成。当+5V电压超过设定的最大值时，稳压管 VDZI击穿导通，晶闸管 VTI导通，使十12V对地短路，电源停止工作，起到 过电压保护作用。二、典型故障处理：1通电后无任何反应(1) 故障现象 PC 机系统通电后，主机指示灯不亮，显示器屏幕无光栅，整个系统无任 何反应。(2) 检修方法

36、通电后无任何反应，是PC机主机电源最常见的故障，对此首先应采用直观法察看电源盒有无烧坏元器件， 接着采用万用表电阻档检测法逐个单元地进行静态电阻检 测，看有无明显短路。若无明显元件烧坏，也没有明显过电流，则可通电采用动态电压对电 源中各关键点的电压进行检修。2一通电就熔断交流熔丝管(1) 故障现象 接通电源开关后，电源盒内发出“叭”的一声，交流熔丝管随即熔断。(2) 检修方法 一通电就熔断交流熔丝管，说明电源盒内有严重过电流元件，除短路之 外，故障部位一般在高频开关变压器一次绕组之前，通常有以下三种情况：PC机电源的高压滤波电容一般都20A 以上，所以瞬间大容量的浪涌 尽管有限流电阻限流， 但

37、也会发生1) 输入桥式整流二极管中的某个二极管被击穿。由于 是220卩F左右的大容量电解电容，瞬间工作充电电源达 电流将会造成桥堆中某个质量较差的整流管过电流工作， 一些整流管被击穿的现象，造成烧毁熔丝。2) 高压滤波电解电容 C5 C6被击穿，甚至发生爆裂现象。由于大容量的电解电容工作 电压一般均接近 200V,而实际工作电压均已接近额定值。因此当输入电压产生波动时，或某些电解电容质量较差时，就极容易发生电容被击穿现象。更换电容最好选择耐压高些的， 如300卩F/ 450V的电解电容。3) 开关管VI、V2损坏。由于高压整流后的输出电压一般达300V左右，逆变功率开关管的负载又是感性负载，漏

38、感所形成的电压尖峰将有可能使功率开关管的V=EO的值接近于600V,而VI、V2的2SC3039所标Vceo只有400V左右。因此当输入电压偏高时，某些质量较差的开关管将会发生 EC之间击穿现象，从而烧毁熔丝。在选择逆变功率开关管时，对单管自激式电路中的 VI，要求VCe。必须大于800V,最好1000V以上，而且截止频率越高越好。 另外， 要注意的是， 由于某些开关功率管是与激励推挽管直接耦合的， 故往往是变压器一次 侧电路中的大、 小晶体管同时击穿。 因此， 在检修这种电源时应将前级的激励管一同进行检 测。3 熔丝管完好，但各路直流电压均零(1) 故障现象 故障现象接通电源开关后，主机不启

39、动，用万用表测土5V, 土 12V均没有输出。(2) 检修方法 主机电源直流输出的四组电压：+5V, 5V，+12V, 12V,其中+5V电源输出功率最大(满载时达20A)，故障率最高，一旦+5V电路有故障时，整个电源电路往往自动保护，其他几路也无输出，因此，十5V形成及输出电路应重点检查。当电源在有负载情况下测量不出各输出端的直流电压时即认为电源无输出。这时应先 打开电源检查熔丝，如果熔丝完好，应检查电源中是否有开路、短路现象，过电压、过电流 保护电路是否发生误动作等。这类故障常见的有以下三种情况：1) 限流电阻R1、R2开路。开关电源采用电容输入式滤波电路，当接通交流电压时，会 有较大的合

40、闸浪涌电源 (电容充电电流 )，而且由于输出保持能力等的需要， 输入滤波电容也 较大， 因而合闸浪涌电流比一般稳压电源要高得多， 电流的持续时间也长。 这样大的浪涌电 流不仅会使限流电阻或输入熔丝熔断， 还会因为虚焊或焊点不饱满、 有空隙而引起长时间的 放电电流， 导致焊点脱落，使电源无法输出， 一般扼流圈引脚因清漆不净， 常会发生该类故 障，这种故障重焊即可。2) +12V整流半桥块击穿。+12V整流二极管采用快速恢复二极管FRD而+5V整流二极管采用肖基特二极管 SBD由于FRD的正向压降要比SBD来得大，当输出电流增大时，正向压 降引起的功耗也大， 所以十12V整流二极管的故障率较高，选

41、择整流二极管时，应尽可能选用正向压降低的整流器件。3) 晶闸管坏。 在检查中发现开关振荡电路丝毫没有振荡现象。 从电路上分析能够影响振 荡电路的只有+5V和+ 12V，它是通过发光二极管来控制振荡电路的， 如果发光二极管不工作， 那么光耦合器将处于截止， 开关晶体管因无触发信号始终处于截止状态， 影响发光二极管不 能工作的最常见元件就是晶闸管损坏。4启动电源时发出“滴嗒”声(1) 故障现象 开启主机电源开关后，主机不启动，电源盒内发出“滴嗒”的怪声响。(2) 检修方法这种故障一般是输入的电压过高或某处的短路造成的大电流使+5V处输出电压过高，这样引起过电压保护动作， 晶闸管也随之截止， 短路消

42、失，使电源重新启动供 电。如此周而复始地循环，将会使电源发生“滴嗒滴嗒”的开关声，此时就关闭电源进行仔 细检查，找出短路故障处，从而修复整个电源。另有一种原因是控制集成电路的定时元件发生了变化或内部不良。 用示波器测量集成控 制器TL494输出的脚和脚，其工作频率只有 8kHz左右，而正常工作时近 20kHz左右。 经检查发现定时元件电容器的容量变大， 导致集成控制器定时振荡频率变低， 使电源产生重 复性“滴嗒''声，整个电源不能正常工作，只要更换定时电容后恢复正常。5某一路无直流输出(1) 故障现象 开机后，主机不启动，用万用表检测土5V，± 12V，其中一路无输出

43、。(2) 检修方法 在主机电源中，i5V和土 12V四组直流电源，若有一路或一路以上因故障无电压输出时， 整个电源将因缺相而进入保护状态。这时，可用万用表测量各输出端，开启电源，观察在启动瞬间哪一路电源无输出，则故障就出在这一路电压形成或输出电路上。6电源负载能力差(1) 故障现象 主机电源如果仅向主机板和软驱供电显示正常，但当电源增接上硬盘或 扩满内存情况下，使屏幕变白或根本不工作。(2) 检修方法 在不配硬盘或末扩满内存等轻负载情况下能工作，说明主机电源无本质 性故障， 主要是工作点未选择好。 当振荡放大环节中增益偏低， 检测放大电路处于非线性工 作状态时， 均会产生此故障。 解决此故障的

44、办法可适当调换振荡电路中的各晶体管， 使其增 益提高， 或调整各放大晶体管的工作特点， 使它们都工作于线性区， 从而或提高电源的负载 能力。极端的情况是， 即使不接硬盘， 电源也不能正常地工作下去。 这类故障常见的有以下三 种情况：1) 电源开机正常，工作一段时间后电源保护。这种现象大都发生在 +5V 输出端有晶闸 管 VS 作过电压保护的电路。其中原因是晶闸管或稳压二极管漏电太大，工作一段时间后， 晶闸管或稳压管发热。漏电急剧增加而导通造成。需要更换晶闸管或二极管。2) 带负载后各档电压稍下降，开关变压器发出轻微的“吱吱”声。这种现象大都是滤波电容器(300卩F/200V)坏了一个。原因是漏

45、电流大，导致了这种现象的发生。更换滤波器 电容时应注意两只电容容量和耐压值必须一致。3) 电源开机正常，当主机读软盘后电源保护。这种现象大都是+12V整流二极管FRD性能变劣，调换同样型号的二极管即可恢复正常。7直流电压偏离正常值(1) 故障现象 开机后，四组电压均有输出，或高、或低的偏离土5V, 土 12V很多。(2) 检修方法 直流输出电压偏离正常值，一般可通过调节检测电路中的基准电压调节电位器RPI都能使+5V等各档电压调至标准值。如果调节失灵或调不到标准值，则是检测晶 体管VT4和基准电压可调稳压管IC2损坏，换上相同或适当的器件，一般均能正常工作。如果只有一档电压偏高太大， 而其他各档电压均正常， 则是该档电压的集成稳压器或整 流二极管损坏。检查方法是用电压表接表一 5V或一12V的输出端进行监测。 开启电源时，哪 路输出电压无反应， 则哪路集成稳压器可能损坏， 若集成稳压器是好的， 则整流二极管损坏 的可能性最大，其原因是输出负载可能太重，另外负载电流也较大，故在PC机电源电路中+5V档采用带肖特基特性的高频整流二极管SBD其余各档也采用快恢复特性的高频整流二极管FRD所在更