第四節(jié)　開關(guān)電源維修基礎(chǔ)

一、開關(guān)電源的檢修注意事項

① 檢修思路:電源電路是顯示器各電路的能源,此電路是否正常工作,直接影響各負(fù)載電路是否正常工作,因顯示器均使用開關(guān)電源,電源的各電路之間聯(lián)系又很緊密,當(dāng)某個元件出現(xiàn)故障后,直接影響其他電路的正常工作。此外,在電源電路中設(shè)有超壓、過電流保護電路,一旦負(fù)載電路或電源本身出現(xiàn)故障,常常會引起保護電路啟動,而造成電源電路沒有輸出。檢修時,需要全面認(rèn)識電源電路的結(jié)構(gòu)、電路特點,然后,根據(jù)故障現(xiàn)象,確定故障位置,并使用正確檢查故障的方法。

② 在檢查電源電路的故障時,在還沒有確定故障部位的情況下,為防止通電后進一步擴大故障范圍,除了對用戶進行訪問之外,首先應(yīng)用在路電阻檢查方法,直接對可懷疑的電路進行檢查,查看是否有嚴(yán)重的損壞元件和對地短路的現(xiàn)象,這樣,除了能提高檢查故障的速度之外,還可防止因故障部位的擴大而增大對故障檢修的難度(如彩圖1-33所示)。

圖1-33　在路電阻測量法（15 頁）

③ 在檢修電源電路時,使用正確的檢查方法是必要的。例如,當(dāng)出現(xiàn)電源不啟動使主電源輸出為零或電源電路工作不正常使輸出電壓很低時,可使用斷掉負(fù)載的方法。但需要注意的是,當(dāng)斷掉負(fù)載后,必須在主電源輸出端與地之間接好假負(fù)載,然后才能通電試機,以確定故障是在電源還是出在負(fù)載電路。而對假負(fù)載可選用40W/60W的燈泡,其優(yōu)點是直觀方便,可根據(jù)燈泡是否發(fā)光和發(fā)光的亮度可知電源是否有電壓輸出及輸出電壓的高低。但是用燈泡也有它的缺點,即燈泡存在著冷態(tài)、熱態(tài)電阻問題,往往剛開機時因燈泡的冷態(tài)電阻太小(一只60W燈泡在輸出電壓100V時,其冷態(tài)電阻為50Ω;熱態(tài)電阻為500Ω)而造成電源不啟動,造成維修人員對故障部位判斷的誤解。

為了減小啟動電流,在檢修時除了使用燈泡作假負(fù)載之外,還可以使用50W電烙鐵作假負(fù)載,使用也很方便(其冷、熱電阻均為900Ω)。如彩圖1-34所示。

圖1-34　加接假負(fù)載（15 頁）

④ 維修無輸出的電源,應(yīng)通電后再斷電,因開關(guān)電源不振蕩,300V濾波電容兩端的電壓放電會極其緩慢,電容兩端的高壓會保持很長時間,此時,若用萬用表的電阻擋測量電源,應(yīng)先對300V濾波電容進行放電(可用一大功率的小電阻進行放電),然后才能測量,否則不但會損壞萬用表,還會危及維修人員的安全。如彩圖1-35所示。

圖1-35　電解電容放電（15 頁）

⑤ 在測量電壓時,一定要注意地線的正確選取,否則測試值是錯誤的,甚至還可能造成儀器的損壞,在測量開關(guān)電源一次(開關(guān)變壓器初級前電路)電路時,應(yīng)以“熱地”為參考點,地線(“熱地”)可選取市電整流濾波電路300V濾波電容的負(fù)極,若300V濾波電容是開關(guān)電源一次電路的“標(biāo)志物”,則最好找測量開關(guān)電源二次電壓時,應(yīng)以“冷地”為參考點。另外,在進行波形測試時,也應(yīng)進行相應(yīng)地線的選取,且最好在被測電路附近選取地線,若離波形測試點過遠(yuǎn),在測試波形上容易出現(xiàn)干擾。

⑥ 在維修開關(guān)電源時,使用隔離變壓器并不能保證100%的安全,導(dǎo)致觸電的充要條件是:與身體接觸的兩處或以上的導(dǎo)體間存在超過安全的電位差,并有一定強度的電流流經(jīng)人體,隔離變壓器可以消除“熱地”與電網(wǎng)之間的電位差,一定程度上可以防止觸電,但它無法消除電路中各點間固有的電位差。也就是說,如兩只手同時接觸了開關(guān)電源電路中具有電位差的部位,同樣會導(dǎo)致觸電。因此,維修人員在修理時,若必須帶電操作,首先應(yīng)使身體與大地可靠絕緣,例如,坐在木質(zhì)座位上,腳下踩一塊干燥木板或包裝用泡沫塑料等絕緣物;其次,要養(yǎng)成單手操作的習(xí)慣,當(dāng)必須接觸帶電部位時,應(yīng)防止經(jīng)另一只手或身體的其他部位形成回路等,這些都是避免電擊的有效措施。

二、開關(guān)電源的檢修方法

1.檢修方法

輸出電壓低的故障檢修

無輸出的故障檢修

　

燒保險的故障檢修

(1)假負(fù)載　在維修開關(guān)電源時,為區(qū)分故障出在負(fù)載電路還是電源本身,經(jīng)常需要斷開負(fù)載,并在電源輸出端(一般為12V)加上假負(fù)載進行試機。之所以要接假負(fù)載,是因為開關(guān)管在截止時,存儲在開關(guān)變壓器一次繞組的能量要向二次側(cè)釋放,若不接假負(fù)載,則開關(guān)變壓器存儲的能量無處釋放,極易導(dǎo)致開關(guān)管擊穿損壞。一般選取30~60W/12V的燈泡(汽車或摩托車上使用)作為假負(fù)載,優(yōu)點是直觀方便,根據(jù)燈泡是否發(fā)光和發(fā)光的亮度可知電源是否有電壓輸出及輸出電壓的高低。為了減小啟動電流,也可使用30W的電烙鐵或大功率600Ω~1kΩ電阻作為假負(fù)載。

對于大部分液晶顯示器,其開關(guān)電源的直流電壓輸出端大都通過一個電阻接地,相當(dāng)于接了一個假負(fù)載,因此,對此種結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源,維修時不需要再接假負(fù)載。

(2)短路法　液晶顯示器的開關(guān)電源,較多地使用了帶光電耦合器的直接取樣穩(wěn)壓控制電路,當(dāng)輸出電壓高時,可使用短路來判斷故障范圍。

短路法的過程是:先短路光電耦合器的光敏接收管的兩腳,相當(dāng)于減小了光敏接收管的內(nèi)阻,測量主電壓仍沒有變化,則說明故障在光電耦合器之后(開關(guān)變壓器的一次側(cè));反之,故障在光電耦合器之前的電路。

(3)串聯(lián)燈泡法　所謂串聯(lián)燈泡法,就是取掉輸入回路的熔絲,用一個60W/220V的燈泡串聯(lián)在原熔絲兩端。當(dāng)通入交流電后,如燈泡很亮,則說明電路有短路現(xiàn)象,因燈泡有一定的阻值,如60W/220V的燈泡,其阻值約為500Ω(指熱阻),能起到一定的限流作用。這樣,一方面能直觀地通過燈泡的明亮度大致判斷電路的故障;另一方面,因燈泡的限流作用,不至于立即使已有短路的電路燒壞元器件,排除短路故障后,燈泡的亮度自然會變暗,最后再取掉燈泡,換上熔絲。如彩圖1-36所示。

圖1-36　串聯(lián)燈炮法（16 頁）

(4)輸入端串入降壓變壓器法　對于待修的電源,因電路已存在故障,若直接輸入正常的較高的電壓,通電后會短時間燒毀電路中的元件,甚至將故障部位擴大,此時,可用一只可調(diào)變壓器,給電路提供較低的交流電壓,然后對故障進行檢查,逐漸將電源電壓提高到正常值,以免在檢修故障時將故障面擴大,給檢修帶來不便。

(5)代換法　在液晶顯示器開關(guān)電源中,一般使用一塊電源控制芯片,此類芯片現(xiàn)在已經(jīng)非常便宜,因此,懷疑控制芯片有問題時,建議使用正常的芯片進行代換,以提高維修效率。

2.常見故障的判斷方法

(1)主電源無輸出　在檢修時首先要檢查熔絲是否熔斷。若已斷,說明電路中有嚴(yán)重的短路現(xiàn)象,應(yīng)檢查向開并管漏極供電的300V是否正常,若無300V電壓,應(yīng)檢查:開關(guān)管是否擊穿、濾波電容是否漏電或擊穿、整流二極管是否有一只以上擊穿及與二極管并聯(lián)的電容有擊穿現(xiàn)象、消磁電阻是否損壞、電網(wǎng)濾波線圈是否短路、電源線是否短路等。如熔絲沒有斷且無300V電壓,說明整流濾波前級有開路現(xiàn)象,如整流二極管有兩只以上開路、濾波線圈短路、電源線短路、開關(guān)變壓器初級短路等。

若整流電路有300V,說明整流濾波電路無問題,如無主直流電壓輸出,則故障應(yīng)在開關(guān)振蕩電路。例如,開關(guān)管開路、啟動電路有開路現(xiàn)象、UC3842的⑦腳的供電電路有故障等。

(2)開機瞬間主電壓有輸出但隨后下降很多或下降到零　此故障一般是因保護電路啟動或是因負(fù)載電路有短路現(xiàn)象造成的(在UC3842電源電路中也可能是因向集成電路⑦腳的供電電路有問題造成的)。

① 檢查開關(guān)電源輸出部分及負(fù)載電路有無短路現(xiàn)象,方法是關(guān)機測各輸出端電壓的對地電阻,如很小或為零,則應(yīng)順藤摸瓜,檢查各負(fù)載電路的短路性故障,如濾波電容漏電或擊穿、負(fù)載集成電路有短路現(xiàn)象等。

② 檢查過流保護電路。檢修時除了檢查過流被控電路的問題之外,還應(yīng)檢查過流電路本身的問題。

③ 檢查過壓保護電路。在確認(rèn)負(fù)載電路不存在過流現(xiàn)象時,就應(yīng)檢查過壓保護電路是否正常,如屬于此電路的問題,一般為晶閘管損壞。

(3)主電壓過高的判斷檢修　在電源電路中,均設(shè)有過壓保護電路,如輸出電壓過高,首先會使過壓保護電路動作,此時,可將保護電路斷開,測開機瞬間的主電壓輸出,若測出的電壓值比正常的電壓值高10V以上,說明輸出電壓過高,故障存在于電源穩(wěn)壓電路及正反饋振蕩電路。應(yīng)重點檢查如取樣電位器、取樣電阻、光電耦合器及穩(wěn)壓集成電路等的故障。

(4)輸出電壓過低　根據(jù)維修經(jīng)驗,除穩(wěn)壓控制電路會引起輸出電壓過低外,還有一些原因會引起輸出電壓過低,主要有以下幾點:

① 開關(guān)電源負(fù)載有短路故障(特別是DC/DC變換器短路或性能不良等)。此時,應(yīng)斷開開關(guān)電源電路的所有負(fù)載,以區(qū)分是開關(guān)電源電路還是負(fù)載電路有故障。若斷開負(fù)載電路電壓輸出正常,說明是負(fù)載過重;若仍不正常,說明開關(guān)電源電路有故障。

② 輸出電壓端整流半導(dǎo)體二極管、濾波電容失效等,可以通過代換法進行判斷。

③ 開關(guān)管的性能下降,必然導(dǎo)致開關(guān)管不能正常導(dǎo)通,使電源的內(nèi)阻增加,帶負(fù)載能力下降。

④ 開關(guān)變壓器不良,不但造成輸出電壓下降,還會造成開關(guān)管激勵不足,從而屢損開關(guān)管。

⑤ 300V濾波電容不良,造成電源帶負(fù)載能力差,一接負(fù)載輸出電壓便下降。

(5)屢損開關(guān)管故障的維修　屢損開關(guān)管是開關(guān)電源電路維修的重點和難點,下面進行系統(tǒng)分析。

開關(guān)管是開關(guān)電源的核心部件,工作在大電流、高電壓的環(huán)境下,其損壞的比例是比較高的,一旦損壞,往往并不是換上新管子就可以排除故障,甚至還會損壞新管子,這種屢損開關(guān)管的故障排除起來是較為麻煩的,往往令初學(xué)者無從下手,下面簡要分析一下常見原因。

① 開關(guān)管過電壓損壞

a.市電電壓過高,對開關(guān)管提供的漏極工作電壓高,開關(guān)管漏極產(chǎn)生的開關(guān)脈沖幅度自然升高許多,會突破開關(guān)管D-S的耐壓面而造成開關(guān)管擊穿。

b.穩(wěn)壓電路有問題,使開關(guān)電源輸出電壓升高的同時,開關(guān)變壓器各繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓幅度增大,其一次繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓與開關(guān)管漏極得到的直流工作電壓疊加,若這個疊加值超過開關(guān)管D-S的耐壓值,則會損壞開關(guān)管。

c.開關(guān)管漏極保護電路(尖峰脈沖吸收電路)有問題,不能將開關(guān)管漏極幅度頗高的尖峰脈沖吸收掉而造成開關(guān)管漏極電壓過高擊穿。

d. 300V濾波電容失效,使其兩端含有大量的高頻脈沖,在開關(guān)管截止時與反峰電壓疊加后,導(dǎo)致開關(guān)管過電壓而損壞。

② 開關(guān)管過電流損壞

a.開關(guān)電源負(fù)載過重,造成開關(guān)管導(dǎo)通時間延長而損壞開關(guān)管,常見原因是輸出電壓的整流、濾波電路不良或負(fù)載電路有故障。

b.開關(guān)變壓器匝間短路。

③ 開關(guān)管功耗大而損壞　常見的有開啟損耗大和關(guān)斷損耗大兩種,開啟損耗大主要是因為開關(guān)管在規(guī)定的時間內(nèi)不能由放大狀態(tài)進入飽和狀態(tài),主要是開關(guān)管激勵不足造成的,關(guān)斷損耗大主要是開關(guān)管在規(guī)定動作時間內(nèi)不能由放大狀態(tài)進入截止?fàn)顟B(tài),主要是開關(guān)管柵極的波形因某種原因發(fā)生畸變造成的。

④ 開關(guān)管本身有質(zhì)量問題　市售電源開關(guān)管質(zhì)量良莠不齊,若開關(guān)管存在質(zhì)量問題,屢損開關(guān)管也就在所難免。

⑤ 開關(guān)管代換不當(dāng)　開關(guān)電源的場效應(yīng)開關(guān)管功率一般較大,不能用功率小、耐壓低的場效應(yīng)管進行代換,否則極易損壞,也不能用彩電電源常用的BC508A、2SD1403等半導(dǎo)體管進行代換。實驗證明,代換后電源雖可工作,但通電幾分鐘后半導(dǎo)體管即過熱,會引起屢損開關(guān)管的故障。