设计一款电器维修电源(如何设计开关电源)

概述：首先分析了现代开关电源的优缺点及其发展状况，在传统开关电源的基础上设计了一种新型的带全面检测和保护功能的开关电源，该电源输入带雷电浪涌保护，并配有RS-485通讯接口，可实现与上位通讯。 1、概述随着电子技术和电源技术的发展，开关电源以体积小、重量轻、功率密度大、集成度高、输出组合便利等优点而成为电子电路电源的首选。在实际的工作环境中，特别是在一些工业场所中，电磁环境十分恶劣，常常有异常情况出现，例如过电压、瞬态脉冲冲击波、强电磁辐射等。这些都有可能击毁电源。影响整个系统的工作。通过设计以微处理机为核心的具有全面电源检测技术辅以提高开关电源抗过电压、抗干扰性能力的手段，设计了一种具有保护和监控功能的开关电源。 2、设计思想随着电子设备对电源系统要求的日益提高，研究廉价的具有监视"管理供电电源功能的开关电源愈来愈显得必要。通过综合考虑电源各种技术性能和对自身的安全要求以及开关电源性能的基础上，设计出了一种新型实用的带有过电压检测和保护装置的智能化源。它具有以下几个特点：（1）实现了对过电压的检测，并能记录每次过电压的瞬时值和峰值。可启动备用电源供电。实现对电子电路的保护作用。（2）具有抗冲击能力强、使用寿命长、带液晶屏数字监视的特点。同时通过RS-485通信接口与管理计算机通讯能实现电源的工作和保护等功能的透明化。（3）能实时显示输出电压、电流的大小、过电压的次数、大小以及必要的参数设置信息。（4）通过接口与后台或远端PC机实现数据传送。智能化电源的核心由显示板、CPU板、通信板、备用电源板、过电压检测板、键盘、通信转接板组成。装置的关键是实现电压的峰值检测，尤其是过电压的检测。该开关电源使用了一种基于单片机的过电压检测和峰值电压检测方法，实验证明它满足了对检测的快速性和精确性的要求。 3、系统硬件设计 3.1原理框图系统硬件框架如图1所示。在正常的情况下220V的交流输入电压经过整流、滤波、DC/DC.变换、限流稳压电路后可得到一个稳定的输出电压。是一个普通开关电源。当有过电压时，过电压信号经过过电压检测电路检测和峰值电压保持电路保持，控制电源回路，断开正常工作的交流电路，同时通过计算机启动备用电源工作，以及完成对过电压的瞬时值和峰值的测量。 3.2 PWM控制电路系统采用的PWM调制器为SG3524型号[4]的芯片，电路如图2所示。在芯片的电源信号入口端并联一电容C2构成一个软启动电路。设计软启动电路的目的是防止在电源突然开通时产生的过大电流对芯片造成冲击。在刚通电时，电容两端电压不能突变，它的电压随外部电源对其充电而逐渐升高，经过一段时间后，电路进入正常工作状态。这样保证了输入电压缓慢地建立起来，确保芯片不受损坏。输出电路的开关功率管选用MOS功率管。由于功率管是在高频状态下工作会产生振荡。为了消除这种寄生振荡，应尽量减少与功率管各管脚的连线长度，特别是栅极引线的长度。若无法减少其长度，可以串联小电阻，且尽量靠近管子栅极。图中R3既是功率管的栅极限流电阻，又与R4一起消除功率管工作时产生的寄生振荡。 3.3变压器驱动电路变压器驱动电路见图3。驱动电路采用单端驱动工作方式，这种电路简单、工作可靠性高。功率管由来自SG3524芯片的信号驱动。11、14脚的单端并联输出。当SG3524输出高电平时，功率管导通，在电感L中储能；输出低电平时，功率管截止，导致流过电感L上的电流突然下降为零，L产生反电势。该反电势的脉冲电压加在高频变压器的输入端，驱动变压器工作。同时，电感L作变压器的阻抗匹配元件。由高频变压器输出的交流电压经二极管VD2、VD3进行整流倍压后，再经C2滤波，得到高压输出。 3.4采样反馈电路反馈回路中，对输出电压信号的取样，采用在输出端并联电阻，再将高压经电阻串联衰减的方法实现。 R3、R4、RW为电压取样反馈电阻。电压经隔离反馈后，从SG3524芯片的1脚输入，控制占空比，进而调节输出电压，达到稳压的目的。其稳压原理是：若输出电压偏高，采样反馈的信号也偏高，与SG3524中误差放大器的基准电压比较后的电压偏低，导致占空比的宽度变窄，引起输出电压下降；反之亦然。RW是可调电阻，通过调节RW来调节输出电压。 3.5过电压检测电路过电压对于电源来说是一个非常有害的信号。雷电等引起的瞬时高电压如果不加遏制，直接由电源引入RTU（远程终端设备）则会影响其电源模块的正常工作，各功能模块的工作电压升高而工作不正常，严重时会损坏模块，烧坏元器件IC。过电压保护的基本原理是在瞬态过电压发生的时侯（微秒或纳秒级），通过过电压检测电路对这个信号进行检测。过电压检测电路中主要的元件是压敏电阻，压敏电阻相当于很多串并联在一起的双向抑制二极管。电压超过箝位电压时，压敏电阻导通；电压低于箝位电压时，压敏电阻截止。这就是压敏电阻的电压箝位作用。压敏电阻工作极为迅速，响应时间在纳秒级。过电压检测电路原理图如图(4)所示，当有过电压信号产生时，压敏电阻被击穿，呈现低阻值甚至接近短路状态，这样在电流互感器的原级产生一个大电流，通过线圈互感作用在副级产生一个小电流，再通过精密电阻把电流信号转变为电压信号。这个信号输入到电压比较器LM393后，电压比较器LM393输出高电平，经过非门A输出的控制脉冲1控制电源回路,断开开关电源电路，启动备用电源。控制脉冲2送到单片机的中断口，单片机控制回路启动A/D转换，采样过电压的瞬时值。 3.6峰值电压采样保持电路峰值电压采样保持电路如图(5)所示。峰值电压采样保持电路由一片采样保持器芯片LF398和一块电压比较器LM311构成。LF398的输出电压和输入电压通过LM311进行比较，当Vi>Vo时LM311输出高电平，送到LF398的逻辑控制端8脚，使LF398处于采样状态。.

以上这些是一些新型开关电源设计一部分，不知道能帮助你吗？

电脑电源是电脑非常重要的一部分，有的时候电脑电源出现了故障，那么你知道电脑电源的修理方法是什么吗?下面是我为你整理的电脑电源的修理方法是什么的相关内容，希望对你有用!

电脑电源的修理方法

1.电源无输出

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保险丝，通过保险丝熔断情况来分析故障范围。

1)保险丝熔断并发黑

说明有严重短路现象，应重点检查整流滤波和功率逆变电路。

(1)交流滤波电容C3、C4因交流浪涌电压击穿而短路，有些ATX电源交流滤波电路比较复杂，应检查是否有短路的元件。

(2)交流主回路桥式整流电路中某个二极管击穿。损坏原因：由于直流滤波电容C5、C6一般为330F或470F的大容量电解电容，瞬间充电电流可达20A以上。所以瞬间大容量的浪涌电流易造成整流桥中某个性能略差的整流管烧坏。另外交流浪涌电压也会击穿整流二极管而短路。

(3)整流滤波电路中的直流滤波电容C5、C6击穿，甚至发生爆裂现象。损坏原因：由于大容量的电解电容耐压一般为200V左右，而实际工作电压达到150V左右，接近额定值。因此，当输入电压产生波动或某些电解电容质量较差时，就容易发生击穿电容现象。另外当电解电容发生漏电时，就会严重发热而爆裂。

(4)直流变换电路中的功率开关晶体管VT1、VT2和换向二极管VD1、VD2击穿损坏。损坏原因：由于整流滤波后的输出电压一般高达300V左右，逆变功率开关管的负载又是感性负载，漏感所形成的电压峰值可能接近于600V，而VT1、VT2的耐压Vceo只有450V左右。因此当输入电压偏高时，某些耐压偏低的开关管将被击穿。所以可选择耐压更高的功率开关管。

2)保险丝熔断但不发黑

说明不是短路引起保险丝熔断。

(1)通电瞬间烧断保险，多为瞬间的大电流将保险冲断，如开机时直流滤波电容的充电电流。

(2)使用过程中烧断保险，多为负载过大所致。

3)保险丝未熔断

如电源无输出。而保险丝完好，则应检查电源控制线路中是否有开路、短路现象，以及过压、过流保护电路是否动作，辅助电源是否完好等。

(1)交流输入回路的限流电阻THR开路，此时测不到300V直流电压。开关电源采用220V直接整流滤波电路，当接通交流电压时会有较大的浪涌电流(电容充电电流)，浪涌电流易造成限流电阻或保险丝熔断。

(2)辅助电源无+5V电压输出。应重点检查辅助电源电路中的相关元件，如辅助电源电路VT15振荡管损坏，VZ16稳压管、VD30、VD41二极管击穿短路，限流电阻R72或启动电阻R76断路等。

(3)脉宽调制芯片TL494损坏，电压比较器LM393损坏。另外如IC10、VT7短路，会使IC1的4脚的电压为高电平，而处于待机状态。

(4)直流输出端有短路，此时短路保护会起作用。其现象是开机瞬间电源指示亮，然后马上又熄灭。应仔细检查5V、12V线路是否有破损或电路板上有击穿的器件。一般最为常见+5V直流回路的肖特基二级管被击穿。

(5)直流输出过压，此时过压保护会起作用。此时应检查+5V、+12V自动稳压控制电路是否损坏，使自动稳压控制失效。

2.受控启动后直流电源无输出

(1)T2原边VT3、VT4推动管损坏，R54电阻阻值变大;

(2)半桥功率变换电路开关管VT1、VT2至少有一个开路;

(3)防偏磁电容C8容量变小或开路。

3.电源有输出，但开机不自检

这主要是因为电源的PW-OK信号延迟时间不够或无输出造成的。开机后，用电压表测量PW-OK的输出端(电源插头的8脚)有无+5V。此时应检查比较器LM393是否损坏。如因延时不够，则应检查延时电路中的电阻R104和电容C60。

4.电源负载能力差

电源负载能力差主要表现为：电源在轻负载情况下，如只向系统板、软驱供电时，能正常工作，而在配上大硬盘、扩充其他设备时，往往电源工作就不正常。这种情况一般是功率变换电路的开关管VT1、VT2性能不好，滤波电容器C5、C6容量不足。更换滤波电容时应注意2个电容的容量和耐压值必须一致。

5.电源输出电压不准

如果只有一档电压偏离额定值，而其他各档电压均正常，则是该档电压的集成稳压电路或整流二极管损坏。如全部偏离额定值，则是由IC1的1、2脚误差放大器，R39、C32误差放大器负反馈回路，取样电阻R33、R34、R35、构成+5V、+12V自动稳压控制电路有故障。

在更换电源电路中的二级管时要注意，因为逆变器工作频率较高，一般大于20kHz，另外负载电流也较大，故电源中+5V档采用肖特基高频整流二极管SBD，其余各档也采用恢复特性的高频整流二极管FRD。所以在更换时要尽可能找到相同类型的整流二极管，以免再次损坏。

6.风扇不转或发生响声

计算机电源的风扇通常采用接在+12V直流输出端的直流风扇。如果电源输入输出一切正常，而风扇不转，多为风扇电机损坏。如果发出响声，其原因之一是由于机器长期的运转或运输过程中的激烈振动引起风扇的4个固定螺钉松动;其二是风扇内部灰尘太多或含油轴承缺油，只要及时清理或加入适量的高级润滑油，故障就可排除。

电脑电源的重要性

PC中很难发现的问题之一就是电源不足，症状可能是主板“不能用”，软件导致经常的系统崩溃，这些症状可能由主板、CPU或内存的异常表现出来，甚至有时看来好象是硬盘，CDROM，软盘等的问题。可以想象一下：PC系统里的每个部件的电能都有同一个来源----那就是电源。电源必须为所有的设备不间断地提供稳定的，连续的电流。如果电源过量或不足，所连接的设备就有可能不能正常运作，看来象坏了一样。

比如，内存不能刷新，造成数据丢失(导致软件错误);而CPU可能死锁，或随机地重启动;硬盘可能不转，或更奇怪---转是转，可不能正常处理控制信号。既然这么多的设备都与电源息息相关，那把电源看作PC硬件系统里最重要的部件就毫不过分。不幸的是，多数人不能认识到，他们在选购电源时有时喜好旧机箱(机箱一般都有电源)，期望“价廉物美”。(根据经验，这是个常见的现象。)老电源不能象它刚用时有效，提供的能量不能象标称值那样高。很多电源是没有UL标志的，可能只能“挤出”标称值的50-75%。即使有名气机箱里的电源也可能有问题，日常里我们也碰到过。

电脑电源劣质的危害

1劣质电源噪音大影响玩家使用

劣质电源通常在用料上都会进行缩水，进而将成本控制的非常低，进而获取更高的利润，而劣质电源由于造假的成本低廉，通常从外包装上无法进行辨别。

电源的作用是将市电转换成电脑硬件所需的.+12V，+5V，+3.3V等电压，上过高中物理的同学都知道，电能在转化的过程中会有一定的损耗，这部分电能大部分会转化为热能，如果热能不能及时的进行处理，就会影响其他电器元件的高效运转，所以电源通常都会设计一个散热风扇，对电源产生的热量进行及时处理。

优质的电源风扇会保证电源安静，稳定的进行工作，而劣质电源由于成本问题，元器件通价格低廉品质低劣，可能发热量会更大，而其散热风扇长期处于超负荷运转状态，那么就会产生巨大的噪音，影响玩家正常使用主机。

2认不出电脑配件，如硬盘、光驱等设备

由于劣质台式机电源制造水平低下，加上成本低廉，因此基本上能省的元件全部省去。在输出功率不足或不稳的情况下，很有可能发生一开机突然找不到硬盘、光驱等设备。

这对于很多用户来讲直接导致的后果就是无法正确使用主机，或者开机之后会有部分的硬件无法使用。

同时由于劣质电源的偷工减料，内部设计可能存在极大的缺陷，在长时间的使用过程中可能会引燃主机，进而酿成火灾，后果非常严重。

3虚标瓦数，经常死机

额定功率是保证电源在这一功率范围内可以稳定的输出电流，而劣质电源通常会虚标额定功率或将最大功率标作额定功率，进而欺骗消费者。

如果玩家组装一台电脑整机，假设其配置为i5+1060，算上其他硬件总功耗控制在250W上下，如果这时你选择了一款虚标的500W功率电源，其实际额定功率为200W,那么你的电脑将无法正常启动。

假使你买的这款电源可以保证你的电脑可以开机，但是如果你在进行大型游戏或者需要整机高负荷运转的话，那么这时候整机的功率会相应的上升，结果就会使你的电脑当机。

4输出电流不纯烧毁硬件

一个同学自己组装了一台电脑，但是最后预算有限，就从网上购买了一款49元包邮的500W电源，然后装好机器之后对机器进行点亮，结果机器亮了一下子，然后就关机了，接下来不论怎样都没办法正常启动了。最后将机器拿到电脑市场进行检测，得出结论：主板烧掉了……

然后我这同学就找到主板厂商进行售后，其售后给出的答案是，这个不属于保修范围，属于人为损坏，无法进行维修，结果我这哥们就吃了一个月的方便面……

一般的劣质电源由于用料做工都极差，其性能是无法进行保证的，可见劣质电源烧毁硬件的案例数不胜数，但是有些存在侥幸心理或者贪图省钱的玩家还是选择铤而走险，如若烧毁硬件，得不偿失啊!