开关电源常见故障的分析及维修

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2024年6月7日发(作者：)

开关电源常见故障的分析及维修（论文）

开关电源常见故障的分析及维修(论文）

摘要：本文主要是针对脉冲宽度调制（PWM）式开关电源常见故障进行分析和维

修的。这类开关电源因其节能，环保，性价比高等优点，很快占领了市场，被广

泛的应用于我们的生活中和各行各业中。但这种开关电源的线路复杂，维修不便，

给我们的日常生活和生产带来诸多不便。因此本文就从这些角度出发，通过分析

故障产生的原因以及如何排除故障，进行详细的阐述，希望对我们的日常生活和

生产有所帮助。

关键词：开关电源 高频变压器 UC3842 PWM

前言

目前，开关电源已逐渐进入我们的日常生活和生产中，它以节能，环保，

性价比高等优点，很快取代了以往传统的那种既笨重效率又低的“线性电源”，

很快被人们所接受。这类开关电源主要是以美国Unitorde公司生产的一种性能

优良的电流控制型脉宽调制芯片UC3842（KA3842）为主控芯片，IGBT（绝缘栅

双极场效应晶体管）为“开”“关”器件，配合LM324（四运放）或LM358（双

运放）及光电耦合器（PC817）作为输出负载反馈器件，以及TL431（高精密并

联稳压器），高频变压器为主要元件所组成的脉冲宽度调制

（PulseWidthModulation,缩写为PWM）式开关电源。本文就针对此类开关电源

进行详细的阐述其原理，常见故障分析以及维修方法。

开关电源的概述及工作原理

1.1开关电源的概述

开关电源是一种电源转换电路，一般是将交流电（AC）转换成不同电压的直流电

（DC），且电压非常平稳。因开关电源中的开关管（IGBT）总是工作在“开”和

“关”的工作状态，所以叫开关电源。它与传统的线性电源相比无论是在工作程

式上还是在各方面的性能上都有了质的飞跃。传统的线性电源工作程式一般可归

纳为：变压器降压，二极管桥式整流，大容量电解电容滤波，稳压电路或专用稳

压IC稳压。而开关电源则不同，它的工作程式一般可归纳为：高压大电流二极

管桥式整流，大容量电解电容滤波，中间控制高频变换环节，整流，滤波，稳压

及反馈环节，保护环节等。很显然，我们从二者的工作程式可以看出开关电源中

省去了笨重，效率低，发热量大的电源变压器，取而代之的是高压大电流整流二

极管，加之其控制部分，高频变换部分及较完善的过压，过流，过载保护电路，

使得开关电源具有效率高（效率可达90%以上），稳定性好，体积小，重量轻，

功耗小，低噪声，发热量小等优点。价格较低廉，小功率的开关电源仅为几元到

几十元，如手机充电器，其重量极轻。优异的性能价格比，使得开关电源很快占

领了市场，传统的线性电源在如今的市场占有量明显不及开关电源。优异的性能

使得开关电源应用范围极其广泛，大到航空航天，军事，国防，医疗，工业设备，

小到家用电脑，彩色电视机，手机，MP3,MP4,MP5,电动车充电器等等。开关电源

的身影无处不在。开关电源可按电源转换的形式可分为ACDC和DCDC两大类，

按控制方式可分为调宽式和调频式，按电源相数可分为单相，三相和多相，按电

路工作象限可分为第一象限，第二象限，第三象限和第四象限。

随着电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断的发展和创新，这为开

关电源提供了广阔的发展空间。开关电源小型化，高频化，集成化是其发展方向，

高频化是开关电源小型化，使得开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新

技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化，轻便化。另外开关电源的发展

与应用在节约能源，节约资源及保护环境等方面都具有十分重要的意义。

1．2开关电源的工作原理

开关电源的主要电路是由:防雷电路，输入电磁干扰滤波器（Electromagnetic

Interference,简称EMI），输入整流滤波电路，功率变换电路，脉宽调制（PWM）

控制器电路，输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过压，欠压保护电路, 输

出过压，欠压保护电路,输出过流保护电路，输出短路保护电路等。开关电源的

电路组成方框图如下：

220V的交流电经交流滤波电路滤除外来的杂波信号，同时也防止电源本身产生

的高频杂波对电网的干扰。再经二极管桥式整流电路和滤波电路，整流滤波后得

到约300V的直流电，送给功率变换电路进行功率转换。功率变换电路中的开关

功率管（IGBT）就在脉冲宽度调制（PWM）控制器（UC3842）输出的脉冲控制信

号和驱动下，工作在“开”“关”状态，从而将300V直流电切换成宽度可变的

高频脉冲电压。把高频脉冲电压送给高频变压器，高频变压器的次级（二次侧）

就会感应出一定的高频脉冲交流电，并送给高频整流滤波电路进行整流，滤波。

经高频整流滤波后便可得到我们所需的各种直流电压。输出电压下降或上升时，

由取样电路将取样信号通过光电耦合器（PC817）,送入控制电路，经过其内部调

制，由控制电路的输出端将变宽的或变窄的驱动脉冲送到开关功率管的栅极（G

极），使变换电路产生的高频脉冲方波也随之变宽或变窄，由此改变输出电压平

均值的大小，从而使直流电压基本稳定在所须的电压值上。开关电源的电路原理

图如下：

开关电源电路原理图

一． 开关电源的常见故障分析及维修

2.1开关电源的常见故障分析及维修

由于开关电源的输入部分工作在高压，大电流的状态下，故障率最高，如高

本文标签： 电路输出电源滤波工作