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電源適配器維修及維護心得

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電源適配器維修及維護心得

電源適配器有著效率高、功耗低、體型小、重量輕等優點，其電源適配器的工作效率可以達到80％以上，比傳統的線形穩壓電源適配器提升近一倍。現階段，空管系統中的所有設備均能找到電源適配器的蹤影，其運行正常與否，直接影響著電子產品能否運行及運行是否正常。所以，我們作為設備維護工作人員，需要加強對電源適配器的學習，掌握基本維修方法，提升自身的產品維護能力。


一．電源適配器原理及功能線路介紹

電源適配器是運用當今電子技術，控制開關晶體管導通和截止情況而得名，其實質是利用改變線路中控制器件的導通時間來改變輸出電壓的大小，實現維持輸出電壓穩定的一種電源適配器，電源適配器通常由脈沖寬度調制(PWM)和MOSFET構成。
電源適配器的主線路是由輸入電磁干擾濾波器(EMI)、整流濾波電路、功率變換線路、PWM控制器線路、輸出整流濾波電路構成。此外，還有控制和啟動等輔助線路，如圖1所示。
(一)主線路
主線路描述了從交流電網輸入、直流輸出的整個過程。包括：EMI(電磁干擾)線路，其主要功能是濾除外部電網的高頻脈沖對電源適配器的影響，與此同時也達到降低電源適配器自身對外部的電磁干擾；整流電路用來將交流電壓變換為單向脈動的直流電壓；濾波電路用來濾除整流后單向脈動電壓中的交流成分，使之變成平滑的直流電壓；功率轉換線路主要由開關管和開關變壓器(也稱高頻變壓器)構成。它是實現變壓、變頻及其輸出電壓調整的執行配件，也達到能量傳遞和轉換功能，是電源適配器的核心。
(二)控制電路
一方面從輸出端采樣，經與制定標準進行比較，然后去控制逆變器，改變其頻率或脈寬，實現輸出穩定；與此同時，根據測試線路提供的資料，經保護線路鑒別，提供控制電路對整機進行各種保護措施。
(三)啟動線路
為了使開關管運行在飽和、截止的開關情況，務必有一個激勵脈沖功能到開關管的基極，并聯型電源適配器通常選用他激式電源適配器，這一個激勵脈沖通常是由專門的振蕩器產生，而振蕩器的工作電壓則由啟動線路來提供。
維修電源適配器
二、電源適配器維修技巧
電源適配器的維修一般可分成兩步實行：
(一)關閉電源情況下，“看、聞、問、量”
看：打開電源適配器的塑料外殼，查看保險絲有沒有熔斷，再觀查電源適配器的內部情況，假如看到電源適配器的線路板上有燒焦處或元器件裂開，則應重點查看此處元器件及相關的電路元件。
聞：聞一下電源適配器內部有沒有有糊味，查看有沒有有燒焦的元器件。
問：問一下電源適配器故障的經過，有沒有對電源適配器實行違規操作。
量：沒通電前，先用萬用表測量一下高壓電容兩邊的工作電壓。如果是電源適配器不起振或開關管開路造成的故障，則大多數情況下，高壓濾波電容兩邊的工作電壓未泄放悼，此工作電壓有300多伏，需小心。然后用萬用表測量AC電源適配器線兩邊的正反向電阻器及電容器充電情況，電阻值不應過低，否則電源適配器內部可能存在短路。
電容器應能充放電。脫開負載，分別測量各組輸出端的對地電阻器，一切正常時，表針應該有電容器充放電擺動，最后指示的應為該路的泄放電阻器的阻值。
(二)加電在線檢測
通電后觀查電源適配器有沒有有燒保險及個別元器件冒煙等現象，若有要及時切斷供電實行檢修。
測量高壓濾波電容兩邊有無300V輸出，若無應重點查整流二極管、濾波電容等。
測量高頻變壓器次級線圈有無輸出，若無應重點查開關管有沒有故障，有沒有起振，保護電路有沒有動作等，若有則應重點查看各輸出側的整流二極管、濾波電容、三通穩壓管等。

假如電源適配器開啟一下就結束，則該電源適配器處在保護模式下，可直接測量PWM芯片保護輸入腳的工作電壓，假如工作電壓超出規定值，則表明電源適配器處在保護模式下，應重點查看產生保護的原因。

維修電源適配器


三、OTE電臺DR100接收機的EAGLE80系列30V電源適配器的維修

故障原因及現象：我們在對VHF系統實行資源整合時，將電臺關閉電源關機后再重新上電后，看到有多部電臺無法一切正常開啟，經過排查，看到為30V電源適配器模塊故障導致。
明確故障范圍：因為該產品型號電源適配器在直流輸出端早已憑借一個功率電阻器接地，等同于接了一個假負載，所以，針對這種結構的電源適配器，維修時不用再接假負載。我們直接在該型電源適配器的直流輸出口測量，看到無工作電壓輸出；測量其交流輸入一切正常。
將起外殼卸下來，檢測保險絲、EMI濾波電容、交流變壓器均沒問題，開關變壓器一次端至交流輸入端無異常情況，初步判斷為直流(熱地)部分故障。
關鍵點檢測及故障元器件拆換：
1)測量STR83145全橋整流模塊，輸入交流電壓220V，測出其PIN3，PIN5間輸出直流電壓為318~320V之間。基本符合橋式整流電壓變換公式U。=，所以，能夠排除整流模塊故障的可能性。
2)開關管KA1M0880B的測量。該模塊在該線路中起到PWM控制功能，該Ic的封裝為TO一3P一5L。考慮到開關管長期工作在大電流、高電壓的條件下，其受損的機率較高，所以，我們第一步拆換了2個新的開關管。拆換后，其中一塊電源適配器成功修復，另一塊仍然無輸出電壓。
3)再一次對故障的電源適配器模塊進行測量。這一次檢測開關管PIN3，熱地間電壓時，看到僅有13．6～14．4V左右。參照該型開關管信息，得知運行電壓標準值應當為15V以上。由此可判斷問題應出在運行線路上，如圖2所示。該型電源適配器采用了受控式運行線路，與常規運行線路相比，增加了一個可控開關S，實際線路中，該開關由三極管代替，控制電壓取自開關變壓器的反饋繞組。開關S在啟動時接通，運行后斷開，由VD1、C1整流濾波產生的電壓接替運行線路工作。VD1為1N4744穩壓二極管，其典型穩壓值應當為15V。C1為10uf，50V鋁電解電容。
對上述元器件檢測看到穩壓二極管有綠色液體泄露，啟動電容容量為7uf已超出誤差允許范圍。拆換元器件后，再測運行電壓達到15．7v，開關變壓器也發出了“滋滋”的聲音，開關頻次穩定后，聲音消失。直流電壓輸出穩定于30～31V，恢復正常。
故障原因為穩壓二極管性能下降，運行電壓不夠，所以開關變壓器無法起振，最后造成電源適配器無輸出電壓。


四、維修建議

空管行業的通導監視系統，大多數處在長期連續不斷運行狀態。伴隨著設備使用年限的增加，電源適配器的故障頻次呈現上升趨勢。如28所自動化系統中的HPG5機器的電源適配器，OTEDTR100電源適配器及OTEDRIO0的電源適配器EAGLE80series電源適配器。電源廠家經過自主維修看到上述模塊有著類似的故障共性，現總結如下：1)因為長期滿負荷工作，電源適配器模塊溫度過高，易加快里面電路電子元器件的老化，所以在平時使用工作程中，我們應當合理安排布局，欲留風冷對流空間并增強對機柜散熱風扇的檢驗；
2)針對采用受控式啟動電路的電源適配器，PWM模塊的啟動電壓由穩壓二極管取代且長期工作在極限狀態。所以，若關機后無法正常供電，我們可以檢查一下啟動電路中的穩壓二極管；
3)大容量電容因為長期，高頻率的充放電，會造成性能降低。提議在設備維修過程中需要關機操作時，盡量使用面板開關，不可以直接拔下電源適配器線，以確保大容量電容有充足的放電時間；
4)經常的開關機會影響電源適配器的使用壽命，應盡量避免。


五、結語

電源適配器工作時，處在高電壓、大電流、高頻率的特殊工作狀態，因此相對故障率很高。其出故障的概率，要占電子產品整機故障率的80％左右，電子產品中的很多故障，通常是因其電源適配器電路工作異常導致的。所以，為了進一步提升設備完好率和減少設備故障恢復時間，作為設備維修工作人員的我們有必要熟練掌握電源適配器的原理、維修方法和維修技巧。
電源適配器電路有易有難，功率有大有小，輸出電壓多種多樣。
只要把握住其關鍵的東西，即充分了解電源適配器的基本結構及其PFC及PWM模塊的特點，它們工作的基本條件，主要上面流程和方法，多動手進行電源適配器的維修，就能快速地排除電源適配器故障，實現事半功倍的效果。

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| 發布時間：2020.12.09    來源：
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