开关电源的原理与维修

*©2000-2011YOUNGASSOCIATES,INC.*上海扬智嘉达企业管理有限公司电子技术培训-开关电源与变频器控制基础电子技术导师研修班培训系列教材贺寿刚[e-mail]▍目录扬智集团3.开关电源的工作原理与用途4.典型变频器驱动电源控制原理2.线性电源和开关电源比较1.培训简介与电子技术基础5.变频器维修指南1.培训简介与电子技术基础•培训目的：本次培训作为一个基础知识讲座，旨在使大家对开关电源的原理和变频器驱动电源有一个基本认识，熟悉变频器驱动电源结构和测试，以及了解开关电源和变频驱动电源的可靠性等知识。•培训时间：2小时14321.电脑电源2.三菱变频器电源驱动3.台工爱德利变频驱动4.5.汇川变频器电源驱动51.培训简介与电子技术基础1.2电阻色环识别与计算电阻的单位：电阻的基本单位是“欧姆”，什么叫“1欧姆”？假如一段导线，两端的电压是1伏，此时流过导线的电流是1安培，那么这段导线的电阻就是1欧姆,简称“欧”。1000欧=1千欧（KΩ），1000千欧=1兆欧(MΩ)。欧姆的符号是“Ω”；千欧符号“ΚΩ”；兆欧符号“MΩ”。1.培训简介与电子技术基础1.3电阻色环识别练习常用电子元器件-半导体三极管晶体三极管简称三极管，它的工作状态有三种：放大、饱和、截止，因此，三极管是放大电路的核心元件——具有电流放大能力，同时又是理想的无触点开关元器件。1.培训简介与电子技术基础内部结构：NPN型和PNP型管；工作频率：有低频和高频管；功率：有小功率和大功率管；封装材料分：金属壳、塑封管等材料：有锗管和硅管等等。1.分类1.培训简介与电子技术基础2.结构和符号⑴三极管的结构有三个区——发射区、基区、集电区；两个PN结——发射结（BE结）、集电结（BC）；三个电极——发射极e、基极b和集电极c；1.培训简介与电子技术基础小功率三极管通常情况下，把集电极最大允许耗散功率PCM在1W以下的三极管称为小功率三极管。中功率三极管中功率三极管主要用在驱动和激励电路，为大功率放大器提供驱动信号。通常情况下，集电极最大允许耗散功率PCM在1～10W的三极管称为中功率三极管。大功率三极管集电极最大允许耗散功率PCM在10W以上的三极管称为大功率三极管。1.培训简介与电子技术基础三极管器件的命名方式第一部分数字字母字母(汉拼)数字字母(汉拼)电极数材料和极性器件类型序号规格号3—三极管第二部分第三部分A—锗材料PNPB—锗材料NPNC—硅材料PNPD—硅材料NPNX—低频小功率管G—高频小功率管D—低频大功率管A—高频大功率管第四部分第五部分例：3AX313DG12B3DD6PNP低频小功率锗三极管NPN高频小功率硅三极管NPN低频大功率硅三极管3CG3AD3DKPNP高频小功率硅三极管PNP低频大功率锗三极管NPN硅开关三极管1.培训简介与电子技术基础贴片三极管的外形及特点•采用表面贴装技术SMT（SurfaceMountedTechnology）的三极管称为贴片三极管。贴片三极管有三个引脚的，也有四个引脚的。在四个引脚的三极管中，比较大的一个引脚是集电极，两个相通引脚是发射极，余下的一个引脚是基极。三极管的检测•指针式万用表检测三极管•1.指针式万用表检测普通三极管•指针式万用表判断普通三极管的三个•电极、极性及好坏时，选择R×100或•R×1k挡位，常分两步进行测量判断。•(1)三颠倒，找基极；PN结，定极型•三极管的内部等效图如图所示，测量•时要时刻想着此图，从而达到熟能生巧。（2）判断基极、集电极—顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴基极找到之后，判断出PNP型或NPN型，再找发射极和集电极。1.培训简介与电子技术基础用指针式万用表判断三极管极性红表笔是(表内电源)负极黑表笔是(表内电源)正极基极B的判断：当黑（红）表笔接触某一极，红（黑）表笔分别接触另两个极时，万用表指示为低阻，则该极为基极，该管为NPN（PNP）。在R100或R1k挡测量测量时手不要接触引脚C、E极的判断：基极确定后，比较B与另外两个极间的正向电阻，较大者为发射极E，较小者为集电极C。1.培训简介与电子技术基础常用电子元器件-半导体二极管1.培训简介与电子技术基础半导体二极管是在PN结上加接触电极、引线和管壳封装而成的。二极管有正极、负极两个电极。阳极（正极）二极管电路符号二极管结构PNAK阴极（负极）二极管的基本特性：单向导电性ERD正向电流ERD反向电流-+-+在二极管两端加正向电压在二极管两端加反向电压可忽略不计1.培训简介与电子技术基础国产二极管的型号命名分为五个部分:第一部分用数字“2”表示主称为二极管；第二部分用字母表示二极管的材料与极性；第三部分用字母表示二极管的类别；第四部分用数字表示序号；第五部分用字母表示二极管的规格号。常用电子元器件-二极管二极管的型号命名及含义：2CZ52A规格号序号整流管N型硅材料二极管1.培训简介与电子技术基础种类：（1）按制作工艺不同：点接触型二极管、面接触型二极管。点接触型：点接触型二极管的结面积小、电容小，适用于高频、小电流的整流、检波、混频电路等面接触型：面接触型二极管的结面积大、结电容大，一般工作于低频电路下，如整流电路。（2）按结构材料分:锗二极管硅二极管硅管与锗管的区别：导通电压不一样，硅管的导通电压为0.7V，锗管的导通电压为0.3V（3）按封装形式不同：玻璃封装、塑料封装、金属封装二极管（4）按工作频率不同：高频二极管和低频二极管（5）按二极管功率大小不同:大功率，小功率，中功率。1.培训简介与电子技术基础u20时D1,D3导通D2,D4截止电流通路:AD1RLD3Bu20时D2,D4导通D1,D3截止电流通路:BD2RLD4A输出是脉动的直流电压！u2tt桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形uD4,uD2uD3,uD1u2D4D2D1D3RLuoAB1.培训简介与电子技术基础二极管的检测欧姆档，X1K档位，测量结果值如下：1、正向阻值应该在几千欧阻值左右2、反向阻值应该在无穷大检波二极管、整流二极管的检测检波二极管选用量程：R*10、R*100或R*1KR*1电流较大，R*10K电压较高整流二极管：都可以检测好坏：正向电阻小，反向电阻大反正都为0，短路都为无穷大，开路。1.培训简介与电子技术基础二极管的测量及好坏判断•1、二极管的测量将万用表打到蜂鸣二极管档，红表笔接二极管的正极，黑笔接二极管的负极，此时测量的是二极管的正向导通阻值，也就是二极管的正向压降值。不同的二极管根据它内部材料不同所测得的正向压降值也不同。2、好坏判断正向压降值读数在300--800为正常，若显示为0说明二极管短路或击穿，若显示为1说明二极管开路。将表笔调换再测，读数应为1即无穷大，若不是1说明二极管损坏。正向压降值在200左右时，为稳压二极管；快恢复二极管的两读数都在200左右正常。二极管的代换原则1、主板上的二极管只要大小、模样相同即可代换，如红色的玻璃管。2、不同用途之间的二极管不能代用，硅二极管和锗二极管之间也不能代用。3、更换二极管时要认清正负极，不能接反，否则电路不能正常工作。4、二极管为开路故障时可以先不拆下，直接用一个新的二极管并联上去（焊在原二极管的引脚焊点上）。5、怀疑二极管击穿或性能不良时，一定要将原二极管拆下，再焊上新的二极管。1.培训简介与电子技术基础练习题：写出下列元器件标志含义：（1）2AP9的含义是________________________；（2）2CW11的含义是________________________；（3）2DW17C的含义是________________________；（4）2DLG的含义是________________________；（5）2CP31的含义是________________________；（6）2CZ11D的含义是________________________；（7）2CK84的含义是________________________。电容的定义电容器就是一种存储电荷的容器，简称电容。它是一种储能元件，在电路中用于滤波、耦合、隔直、旁路、调谐、能量转换和延时等。属于全球用量最大的电子元器件之一，基本可以说有电路的地方就会有电容。1.培训简介与电子技术基础电容的分类根据不同的标准电容就会有不同的分类，比如可以按照安装形式可以分为插件和贴片，按照极性可以分为有极和无极等等，也可以根据材料分为铝电解、钽电解、瓷片、云母、涤纶等等。1.培训简介与电子技术基础分类介绍—认识电容1名称：高频瓷介电容符号：CC电容量：1--6800p额定电压：63--500V主要特点：高频损耗小，稳定性好应用：高频电路名称：低频瓷介电容符号：CT电容量：10p—4.7u额定电压：50V--100V主要特点：体积小，价廉，损耗大，稳定性差应用：要求不高的低频电路1.培训简介与电子技术基础分类介绍—认识电容2名称：聚酯（涤纶）电容符号：CL电容量：40p--4u额定电压：63--630V主要特点：小体积，大容量，耐热耐湿，温度特性好，稳定性略差。应用：要求不高的低频振荡电路1.培训简介与电子技术基础分类介绍—认识电容3名称：聚苯乙烯电容符号：CB电容量：10p--1u额定电压：100V--30KV主要特点：稳定，低损耗，体积较大应用：对稳定性和损耗要求较高的电路1.培训简介与电子技术基础分类介绍—认识电容4名称：聚丙烯电容符号：CBB电容量：1000p--10u额定电压：63--2000V主要特点：性能与聚苯乙烯相似但体积小，稳定性略差应用：代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路。1.培训简介与电子技术基础分类介绍—认识电容5名称：云母电容符号：CY电容量：10p—0.1u额定电压：100V--7kV主要特点：高稳定性，高可靠性，耐高温，温度系数小应用：高频振荡，脉冲或高温等要求较高的电路1.培训简介与电子技术基础分类介绍—认识电容6名称：铝电解电容符号：CD电容量：0.47u--10000u额定电压：6.3--450V主要特点：体积小，容量大，损耗大，漏电大应用：电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等1.培训简介与电子技术基础分类介绍—认识电容7名称：钽电解电容符号：CA电容量：0.1--1000u额定电压：6.3--125V主要特点：体积小，损耗低、漏电小应用：在要求高的电路中代替铝电解电容1.培训简介与电子技术基础分类介绍—认识电容8*名称：独石电容电容量：0.5PF--1UF主要特点：电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好等。应用：广泛应用于电子精密仪器。各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。独石又叫多层瓷介电容，分两种类型，1型性能较好，但容量小，一般小于0.2U，另一种叫II型，容量大，但性能一般。1.培训简介与电子技术基础分类介绍—认识电容9*名称：陶瓷介质微调电容器符号：可变电容量：0.3--22p主要特点：损耗较小，体积较小应用：精密调谐的高频振荡回路1.培训简介与电子技术基础电解电容的失效问题电解电容的概况•重要性：多用于电源滤波，一旦短路，后果严重•优点：电容量大，价格低•缺点：寿命短，漏电流大，易燃•延长寿命的方法：降温使用，选用标称温度高的产品1.培训简介与电子技术基础电解电容的失效问题--十度法则温度应力－时间模型的简化：十度法则•内容：从室温算起，温度每升高10度，寿命减半。•应用举例：推算铝电解电容寿命105C，寿命1000h（标称值）55C,寿命1000*2e5=32000h35C，寿命1000*2e7=128000h=128000/365/24=14.81年•电解电容的失效问题--失效机理•漏液：电容减小阳极氧化膜损伤难以修补，漏电流增大。•短路放电：大电流烧坏电极•电源反接：大电流烧坏电极，阴极氧化，绝缘膜增厚，电容量下降•长期放置：不通电，阳极氧化膜损伤难以修补，漏电流增大。电解电容的失效问题--改进措施降温使用，不做短路放电，电源不反接