1、 辦公設(shè)備中的開關(guān)電源及維修 由于開關(guān)電源具有穩(wěn)壓范圍寬、效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點，所以目前許多辦公設(shè)備中，如計算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、 機(jī)等的供電電源都是采用開關(guān)電源。 本章主要介紹計算機(jī)、顯示器、打印機(jī)中各類開關(guān)電源的技術(shù)特點、結(jié)構(gòu)組成、一般檢修方法、主要機(jī)型開關(guān)電源的維修以及開關(guān)電源的故障維修實例等內(nèi)容。希望通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，初步掌握辦公設(shè)備中開關(guān)電源的檢修方法。 6.1 計算機(jī)主機(jī)開關(guān)電源及維修 6.1.1 計算機(jī)主機(jī)開關(guān)電源的特點及檢修方法 1 . 計算機(jī)主機(jī)開關(guān)電源的技術(shù)特點 計算機(jī)主機(jī)開關(guān)電源種類較多，由于生產(chǎn)廠家不同，其電路結(jié)構(gòu)形式也有較大差異。在國內(nèi)外計算機(jī)主機(jī)開關(guān)電源中

2、，大多數(shù)是采用固定振蕩頻率而通過改變脈沖寬度來穩(wěn)定輸出電壓的，控制電路采用開關(guān)電源集成控制器。從目前市場上流行的計算機(jī)開關(guān)電源來看，大部分都是半橋它激式脈寬調(diào)制型，開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻率較高、輸出功率較大，電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此故障機(jī)率也較大。 現(xiàn)行計算機(jī)開關(guān)電源通常由主電源和輔助電源組成，輔助電源一般為自激式開關(guān)電源，一插上插頭就開始工作，輸出+5V (SB) 電壓，作為待機(jī)電源；主電源通常輸出有5V、12V和幾種工作電壓： +5V作為系統(tǒng)主板、系統(tǒng)選件、適配卡及鍵盤的工作電源。 -5V作為磁盤適配卡中鎖相式數(shù)據(jù)分離電路的工作電源。 +12V作為軟磁盤驅(qū)動器和硬磁盤驅(qū)動器的工作電源。 - 12

3、V作為異步通信適配器EIA接口電路的工作電源。 作為系統(tǒng)CPU和主板芯片的工作電源。 除內(nèi)部結(jié)構(gòu)和輸出功率有所差異外，計算機(jī)主機(jī)電源盒的外部尺寸和電源輸出線顏色及接插件均已標(biāo)準(zhǔn)化，都是通過兩個4芯連接器和一個20芯連接器分別與主機(jī)中各單元部件相連接。其中兩個4芯連接器是相同的，都是提供+12V(、腳)和+5V(、腳)直流電壓；20芯連接器是為系統(tǒng)主板供電，其引腳排列、導(dǎo)線顏色和電壓值如下： 橙橙黑紅黑紅黑灰紫黃3.3V3.3VGND+5VGND+5VGNDP.G5VSB+12V3.3V-12VGNDPSONGNDGNDGND-5V+5V+5V橙藍(lán)黑綠黑黑黑白紅紅2計算機(jī)主機(jī)開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)組成

4、圖6-1 計算機(jī)主機(jī)開關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)框圖3. 計算機(jī)主機(jī)開關(guān)電源的檢修方法 圖6-2 計算機(jī)主機(jī)開關(guān)電源故障檢修步驟6.1.2 計算機(jī)PC/XT主機(jī)開關(guān)電源的檢修 1. PC/XT主機(jī)開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)組成 圖6-3 PC/XT主機(jī)開關(guān)電源電路框圖圖6-4 計算機(jī) PC/XT主機(jī)開關(guān)電源電路圖 2. PC/XT主機(jī)開關(guān)電源的工作原理 (1) 輸入電路 該電源的輸入電路是由兩級低通濾波器、整流濾波電路和降壓變壓器等部分組成的。220V 50Hz交流市電經(jīng)C32、L6、C31、L5、L8、L9以及C30、C33組成的共?？垢蓴_和差?？垢蓴_低通濾波器后被直接送到橋式整流器FI204，整流輸出經(jīng)電容C1、

5、C2濾波后獲得300V直流電壓供給主變換電路。另外降壓變壓器T1與Da、Db、C13組成低壓全波整流濾波電路，該電路產(chǎn)生+15V電壓作為SG3524的工作電源。 (2) 主變換電路 主變換電路是由Q1、Q2、T5初級線圈及其附屬電路元件構(gòu)成。整流濾波輸出300V直流電壓經(jīng)C1、C2分壓各得150V。當(dāng)T3得到正向驅(qū)動脈沖(由SG3524的4腳輸出)時，隨著功率開關(guān)管Q1、Q2開關(guān)狀態(tài)的連續(xù)切換，直流電壓便轉(zhuǎn)換成一定頻率的脈沖電壓輸出。該脈沖經(jīng)過高顏整流濾波后即可得到5V、12V的直流電壓。在脈沖電壓周期恒定的前提下，改變脈沖寬度，就可以改變輸出的直流電壓值。因此，對輸出電壓的變化進(jìn)行采樣放大，

6、并將變化量反饋，就能調(diào)節(jié)脈沖的寬度，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。 (3) 脈寬控制電路 脈寬控制是由集成控制電路SG3524和功率開關(guān)管Q3、Q4, 驅(qū)動變壓器T3、T4及相關(guān)元件組成的。 圖6-5 SG3524脈寬調(diào)制芯片內(nèi)部電路框圖 (4) 保護(hù)電路。 過壓保護(hù) 該電源+5V輸出端過壓保護(hù)電路是由ZD1、R34、Q7、Q5、D7和IC2 (NE555)置位觸發(fā)器等元件組成的。當(dāng)+5伏輸出端的實際電壓值由于某種原因而升高且超過電路設(shè)定的最大值時，ZDl從截止進(jìn)入擊穿導(dǎo)通狀態(tài)，使Q7因正向偏置而進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，迫使IC2觸發(fā)端2腳電平箝位于零電位，IC2的3腳輸出電平上跳到+5伏的高電平，使Q5飽和

7、導(dǎo)通，經(jīng)D7把IC1(SG3524）的第9腳箝位至零伏，從而使IC1的11和14 腳無驅(qū)動脈沖輸出，主變換器中Q1和Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，T5次級無脈沖電壓輸出、電源的四路輸出電壓為零，從而達(dá)到過壓保護(hù)目的。 過流保護(hù) 該電源的過流保護(hù)電路是由電流互感器JK、過流控制信號整流濾波D11D14和C27、分壓電路R31和VR1、控制觸發(fā)電路IC2 (NE555)和Q6、Q5、D7等組成。當(dāng)該電源的四路直流輸出電路中任何一路有過流或短路情況發(fā)生時，流過開關(guān)變壓器T5初級繞組中的電流必然增大，從而導(dǎo)致電流互感器JK的次級繞組A1、A2中感應(yīng)出較大的控制信號，這一過流控制信號經(jīng)過D11D14、C27整流濾波

8、后變成直流控制信號，由VR1分壓饋送到Q6基極，使Q6飽和導(dǎo)通，IC2的2腳變成低電平(約0.3V)，則3腳輸出高電平，使Q5進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，其結(jié)果使D7正向?qū)ǎ裇G3524腳電平箝位到零伏，從而使IC1的11和14腳無觸發(fā)脈沖輸出，Q1Q4截止，直流穩(wěn)壓電源的輸出端無輸出，從而達(dá)到過流保護(hù)的目的。 (5) 輸出電路 由圖6-4可知，該電源的輸出電路是由T5的次級繞組和高頻整流濾波元件SD1、SD2、SD3、D18、D19、C19、C24、C25、C26、C28等組成的。隨著主變換電路中Q1、Q2開關(guān)狀態(tài)的連續(xù)切換，將輸入直流電壓變換為一定頻率的脈沖電壓，經(jīng)T5耦合和高頻整流濾波后得到5

9、V和12V的直流電壓輸出。在脈沖周期不變的情況下，只要改變脈沖寬度，即可改變輸出電路的四組直流輸出電壓值。 (6) 主機(jī)啟動（RESET）電路 該部分電路是由C20、C21、D9、R23、D10、C22、Q8和由IC3 (NE555) 組成的置位觸發(fā)器構(gòu)成的。其工作原理是：當(dāng)計算機(jī)接通市電后，+5V電壓很快形成，并直接饋送到IC3的電源端(Vcc)8腳和C20、C21組成的電容分壓網(wǎng)絡(luò)。由于電容兩端電壓不能跳變，所以，在開機(jī)瞬間，IC3的觸發(fā)輸入端2腳電位因D10處于正向?qū)ǘ惑槲挥诘陀赩cc/3的狀態(tài)，此時IC3的輸出端3腳輸出高電平使Q8飽和導(dǎo)通，因此“P.G”端送出零電平，主機(jī)不啟動。

10、 隨著C21充電過程建立，C21上兩端電壓將慢慢上升，當(dāng)VC21大于Vcc/3時，D10處于反偏截止?fàn)顟B(tài)，此時C22被逐漸充電，IC3的2腳電平亦隨之逐步上升，當(dāng)2腳電平超過NE555的門限電平時，其3腳由高電平下降至零電平，迫使Q8截止，+5V電壓經(jīng)R40送到輸出端，主機(jī)接收到+5V的信號后開始自檢啟動。 表1 SG3524集成芯片正常工作時各引腳電壓值引腳號12345678電壓值(V)2.52.5一組觸發(fā)脈沖003.913.9V三角波0引腳號910111213141516電壓值(V)2.4幅值為11V的脈沖波1212與等幅相差180o的脈沖波125 3. PC/XT主機(jī)開關(guān)電源的故障檢修

11、PC/XT主機(jī)開關(guān)電源各部分電路常見故障和檢修方法。 (1) 輸入電路 (2) 主變換電路 (3) 脈寬控制電路 (4) 保護(hù)電路 (5) 主機(jī)啟動(RESET)電路 (6) 輸出電路6.1.3 計算機(jī)ATX主機(jī)開關(guān)電源的檢修 1. ATX主機(jī)開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)組成 計算機(jī)ATX主機(jī)開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖如圖6-7所示。其類型也是半橋它激式開關(guān)電源，控制電路采用TL494集成控制器，構(gòu)成200350 W的PWM型開關(guān)電源。該開關(guān)電源主要由交流輸入低通濾波電路、整流濾波電路、主變換電路、PWM控制電路、保護(hù)電路及輸出整流濾波電路組成。 圖6-7 ATX主機(jī)開關(guān)電源電路框圖 圖6-8 ATX主機(jī)開關(guān)電源電

12、路圖2ATX主機(jī)開關(guān)電源的工作原理 計算機(jī)ATX主機(jī)開關(guān)電源的電路類型也很多，常見ATX主機(jī)開關(guān)電源的各部分電路工作過程如下： (1) 輸入電路 (2) 功率變換電路 (3) 穩(wěn)壓控制電路 (4) 輸出電路 (5) 保護(hù)電路圖6-9 TL494控制芯片內(nèi)部電路框圖圖6-10 TL494控制芯片有關(guān)引腳工作波形圖 3ATX主機(jī)開關(guān)電源的故障檢修 (1) 輸入電路 (2) 主變換電路 (3)脈寬控制電路 (4) 保護(hù)電路 (5) 主機(jī)啟動(RESET)電路 (6) 輸出電路引腳號12345678電壓值(V)2.5253.90.25幅值為0.44V的三角波3.60幅值為13V的脈沖波引腳號91011

13、1213141516電壓值(V)00與等幅相差180o的脈沖波15552.52.5表2 TL494集成芯片正常工作時各引腳電壓值 6.2 顯示器開關(guān)電源及維修 6.2.1 顯示器開關(guān)電源的特點及檢修方法 1計算機(jī)顯示器開關(guān)電源的技術(shù)特點 功耗小、效率高。 負(fù)載與輸入電網(wǎng)隔離，電源輕型化、小型化。 可以得到多組極性和數(shù)值各不相同的直流輸出電壓， 穩(wěn)壓范圍寬。 開關(guān)功率管的工作頻率要高。 用行逆程脈沖同步開關(guān)電源振蕩頻率。 2計算機(jī)顯示器開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)組成圖6-11 計算機(jī)機(jī)顯示器開關(guān)電源電路框圖3. 計算機(jī)顯示器開關(guān)電源的檢修方法圖6-12 顯示器開關(guān)電源故障檢修的一般步驟 6.2.2 自激式顯

14、示器開關(guān)電源的檢修 1自激式顯示器開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu) 圖6-13 自激式顯示器開關(guān)電源電路圖 2自激式顯示器開關(guān)電源的檢修方法 (1) 輸入電路的檢修 在保險絲處串入燈泡，通電后串在保險絲處的燈泡不很亮，但電源無輸出，測量開關(guān)管VT102的C極有300V電壓，通常原因是驅(qū)動電路的偏置電阻R102燒斷，或開關(guān)管VT102斷路損壞。若圖像左右大幅度地擺動，多是由于輸入整流后的電壓不穩(wěn)定造成的，故應(yīng)檢查橋式整流電路后的濾波電容C106。 (2) 自激振蕩電路的檢修 自激振蕩電路由3部分組成，即振蕩電路、正反饋電路、驅(qū)動電路。所以當(dāng)振蕩電路不起振作時，要抓住這3個主要電路來檢查。因為若這3個電路完好，

15、則振蕩電路應(yīng)該起振。重點檢查電源正反饋回路的電阻R106、電容C109和開關(guān)振蕩管VT101。 (3) PWM控制電路的檢修 將光電耦合器IC101的、腳短路，以增大調(diào)整管VT101的B極回路電源，VT101的B極回路是：C111IC101的、腳D103 VT101的E極地。使注入開關(guān)管VT102的E極電流減小，即VT102導(dǎo)通時間變小，開關(guān)脈沖寬度變窄。這時測到輸出電壓Vo應(yīng)為最低。如不短路IC101的、腳時，輸出電壓Vo應(yīng)該為最大，若符合上述關(guān)系，則說明故障電路完好，否則應(yīng)檢查VT101及VT101的C極回路和B極回路。VT101的集電極回路是：T102的P4P3端C109R106VT10

16、1的C極、E極地。 (4) 精密穩(wěn)壓管IC102的檢測 短路R114，即VK隨VR的降低而降低，則增大流經(jīng)IC102的、腳電流，使測到輸出電壓Vo減小，當(dāng)不短路R114時，輸出電壓Vo就增大，若符合這種情況，則說明IC102良好，否則換IC102或檢查回路：C113的(+)端R112R114地及R114IC102的K-A地。 (6) 過流保護(hù)電路的檢修 過流保護(hù)電路比較簡單，它的兩個回路為：Rl09Rl08VT101的B極VTl0l的B極地和Rl09C110VT101的B極VT101的E極地。電容C110的作用是加快過流的反應(yīng)速度，在發(fā)生過流的時，使開關(guān)管迅速截止。 (7) 輸出電路的檢修 輸

17、出電路是由兩個回路組成的，一路是：T102的P5VD101C112T102的P6，另一路是：T102的P5VD104L101C113T102的P6。其中電容C112極為重要，當(dāng)電容C112的容量不足時，則電容C112兩端的脈沖成份增大，電感L101的感抗則增大，電容C113兩端的輸出電壓Vo降低，為了補(bǔ)償降低的輸出電壓，調(diào)整電路就會使開關(guān)管的開關(guān)脈沖寬度過寬，從而導(dǎo)致開關(guān)管過熱擊穿。所以在開關(guān)管已燒壞的情況下，維修時要重點檢查電容C112。 6.2.3 它激式顯示器開關(guān)電源的檢修 1它激式顯示器開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu) 由UC3842構(gòu)成的它激式計算機(jī)顯示器電源電路可以看出此電源為變壓器耦合隔離型開

18、關(guān)電源，該電路具有多路電壓輸出、自動穩(wěn)壓及過壓、過流保護(hù)功能，這些都是由一片UC3842完成的，它是開關(guān)電源的核心控制器件。 圖6-14 它激式計算機(jī)機(jī)顯示器開關(guān)電源電路(1) UC3842的性能特點 圖6-15 UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖表6-3 UC3842 引腳定義及功能引腳號引腳定義功能參考電壓（V）1COMP誤差信號放大器輸出，外接補(bǔ)償元件2.952VFB誤差信號反相輸入端，用于控制脈沖寬度2.53CS過流保護(hù)信號輸入端0.354RT/CT振蕩器矩齒波脈沖形成端0.75GND地06OUTPUT驅(qū)動脈沖放大器輸出端2.17VCC供電、欠壓保護(hù)輸入端178Vref+5V基準(zhǔn)電壓輸出端5(2

19、) 開關(guān)電源工作過程 輸入電路 開關(guān)變換電路 反饋控制電路 自動保護(hù)電路 (3) 電壓輸出電路 T102的11腳輸出的脈沖電壓由VD121整流、經(jīng)C126、L121、C135濾波得到90V的直流電壓，為行輸出級工作電源。 T102的8腳輸出的脈沖電壓由VD123整流，經(jīng)C130、L123、C136濾波得到直流電壓，為顯像管燈絲提供電壓。 T102的9腳輸出的脈沖電壓由VD122整流，經(jīng)C120、L122、C138濾波得到18V直流電壓，為場輸出級、行激勵級的電源電壓。 18V直流電壓，經(jīng)三端集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓得到12V直流電壓，為行、場振蕩、預(yù)視放的工作電源。 2它激式顯示器開關(guān)電源的檢修方法 (1) 輸入電路的檢修 (2) 啟動電路的檢修 (3) 脈寬調(diào)制電路的檢修 (4) 輸出電路的檢修 (5) 穩(wěn)壓控制電路的檢修 (6) 保護(hù)電路的檢修 6.