(转）认识你的电源供应器-顺向式电源及故障分析篇1

sanrekiss

下面是我转的，还不错大家一起看看。 上次跟各位研究过一颗典型的半桥式电源后，这次在下继续"野狼献曝"，跟各位来探讨一款典型单晶顺向式计算机用电源供应器以及其故障发生点。 此次准备分析的300W电源内部电路板，电路板上零件数目不少，几乎占据所有的空间，电路板本体采用防火的材质制作 电路板背面，图片中标示及分区指出该电源供应器各部份的回路区块。 输入EMI滤波电路，除了交流输入采用一体式EMI滤波插座，电路板上也设有第二阶滤波电路。 红框处为交流输入保险丝，使用可更换的防爆型保险丝，瓷色外管也以色码标示其规格。 构成EMI电路的所有组件，这里使用两组共模态电感串联以及两颗Cx电容并联，利用感值以及容值的差异来增加EMI噪声滤除范围。 全波/倍压整流电路区的零件，使用标准的桥式整流器，滤波电容采用两颗松下200V 680uF 85度电解电容，每颗电容并联一颗MOV组件(红框内的组件)以及放电用的电阻。 这里的电路透过电压选择开关，于115V输入时切换成倍压整流，230V输入时则为全波整流模式，使直流输出电压均可维持于325V左右，来供应功率级一次侧使用 将整流电路区的组件拆卸后，电路板上突然发现一个烧焦的地方，组件烧毁的高温使黑色的焦油状物质覆盖在该处，不过因为采用防火电路板的缘故，并无更严重的烧穿情形。 开始进行故障点检查，使用电表奥姆档测量保险丝，其已呈现断路，代表电源供应器内部存在短路情形，使保险丝过电流烧毁。 接着检查MOV组件，烧焦位置旁边的MOV经测量后呈现高阻抗，代表该MOV组件为正常(MOV平常为开路状态)。 测量位于烧焦位置上方的MOV，呈现出仅数奥姆(红框中所示的7.7奥姆)的低阻抗状态，代表其已经发生击穿短路。 因为MOV在两端电压超出其规格值后，会呈现近似短路，所以将热缩套管外皮剥开后，可以看到该MOV因为承受短路电流的大能量，已经烧毁爆开，外包的热缩套管避免组件烧毁影响其它零组件，扩大灾情，不过包热缩套管最主要的目的是延长并维持其短路状态，除了阻止故障电流流进后端电路外，也让保险丝有足够时间来熔断。 在维修时不仅要更换保险丝，还需要将烧毁的MOV更换同规格品，方可继续提供输入保护机能。 由MOV的击穿现象得知，此颗电源应为送错电所导致的故障。 功率 级一次侧开关组件，使用一颗固定在散热片上的大功率MOSFET作为单晶顺向式电路拓墣的主开关晶体，比较特别的是右侧红框内较小的MOSFET，是作为副开关晶体使用，搭配左侧红框内的MOSFET驱动板来辅助主开关晶体进行切换，其目的是利用主开关截止时变压器内部磁化电流，提高其电路交换性能。 因为单晶顺向式的功率晶体需要承受两倍输入电压的应力，以输入电压325V来说，需要采用耐压达800V的MOSFET，其成本比起半桥式电路要昂贵不少。 单端式PWM电路用来产生可变任务周期(Duty Cycle)的脉波信号，提供开关晶体使用，并监视开关晶体电流以及限制其最大功率(OLP电路制作于此)，上方一排光耦合组件的左侧两颗是电源管理电路用来传递启动以及异常信号，以控制PWM控制器的输出与截止，并维持高压与低压电路的隔离。 红框为辅助电源电路区，这里采用整合式交换组件，所以只看到一颗DIP-8封装的PI TOP210以及一些所需的外围组件，有助于简化电路设计以及组件使用数量 主要变压器，负责电源供应器大部分电源的输出与功率传递，其容量规格决定电源供应器输出能力，而除了交换损失外，变压器损失也是决定电源供应器交换效率的重要因素之一。 主要变压器二次侧绕组，主要用来输出5V、12V以及-12V，3.3V部分则是透过磁性放大电路经5V绕组来进行降压以及调整，虽然3.3V与5V回路都有独立的整流组件，但是因为共享一个二次绕组，所以大部分的电源供应器，其3.3V与5V的输出总和功率是一并计算的。 右方红框的电感为3.3V电路用电感，作为磁性放大电路的一部份，其磁芯的B-H曲线较一般磁芯不同，可透过控制其磁化电流使其具有类似串联式降压电路的操作表现。 左方红框为5V/12V整流组件使用的缓冲电路(Snubber)，利用电阻与电容串联，跨接于二次侧绕组端，用来改善整流组件di/dt以及加大SOA(安全操作区)，避免其损坏。 上图的整流组件都有使用绝缘导热贴片与塑料垫片进行绝缘，并将散热片接地来避免发生散热片带电现象。 二次侧整流用功率组件，构造为两颗N极相接的SBD(萧特基障壁二极管)，将其封装于同一外壳之中，使其有相同温度系数以及特性表现 二次侧输出滤波电路，主要由电感、电容等组件构成，上方白色物质为固定胶。 5V以及-12V则是经过固定在散热片上的负电压三端子稳压IC-7905及7912来稳定其输 上图分流器两端所产生的电压差会送至此电路子板上，上有由运算放大器LM339构成的误差放大电路，将其信号放大并依照电路组件设定数值来比较各路输出电流是否超出限制，若是超出限制则送出PWM输出关闭信号，达成OCP(过电流保护)机能。 不过目前比较新型的电源都使用整合4路(3.3V/5V/12V1/12V2)OCP机能的电源管理IC，除非要扩增监控路数(例如多路12V下制作各路的OCP)，否则都比较少见到使用运算放大器来建构OCP电路，因为组件数目要增加很多，增加成本及故障的风险。 上图分流器两端所产生的电压差会送至此电路子板上，上有由运算放大器LM339构成的误差放大电路，将其信号放大并依照电路组件设定数值来比较各路输出电流是否超出限制，若是超出限制则送出PWM输出关闭信号，达成OCP(过电流保护)机能。 不过目前比较新型的电源都使用整合4路(3.3V/5V/12V1/12V2)OCP机能的电源管理IC，除非要扩增监控路数(例如多路12V下制作各路的OCP)，否则都比较少见到使用运算放大器来建构OCP电路，因为组件数目要增加很多，增加成本及故障的风险。

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一头雾水:a179:

感謝分享
電源的知識真是廣
電路設計 電子元件 產品用料全部都是學問

上次看Enermax的PCB焊錫
也是恐怖的嚇人

恩，很不错啊，还可以学习学习呢

学习学习呢

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