計(jì)算機(jī)HOPELY開關(guān)電源的快速診斷與維護(hù)
出處:zheng1983 發(fā)布于:2011-09-05 14:32:35
目前為止, 湖南師范大學(xué)商學(xué)院實(shí)驗(yàn)室已有2/3 的計(jì)算機(jī)超過3 年的質(zhì)量保證期,部分計(jì)算機(jī)開關(guān)電源出現(xiàn)了故障,為了不影響實(shí)驗(yàn)教學(xué), 立即購置了長城牌的高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)開關(guān)電源替換上, 閑暇之余將替換下來的有故障計(jì)算機(jī)開關(guān)電源檢查了一番,發(fā)現(xiàn)所有計(jì)算機(jī)開關(guān)電源均可以修好,根據(jù)檢修的一些經(jīng)驗(yàn),談?wù)勔恍┚S修的體會(huì)。
1 計(jì)算機(jī)開關(guān)電源檢查
為了滿足電腦的自動(dòng)控制要求(比如定時(shí)關(guān)機(jī)、遠(yuǎn)程啟動(dòng)電腦、接入交流電自動(dòng)開機(jī))等功能ATX 開關(guān)電源具備有一個(gè)輔助電源系統(tǒng),即ATX 開關(guān)電源只要接入交流220V 電壓,輔助電源首先開始工作, 主板電源插口的9 針、14 針分別對(duì)地COM 之間有+5V 的SB 和3~5V 的Ps-ON 直流電壓, 如果各點(diǎn)之間的電壓均正常,可用鑷子將3 針、14 針腳短接,即可啟動(dòng)開關(guān)電源工作,這時(shí)可觀察到ATX 開關(guān)電源上的風(fēng)扇啟動(dòng)運(yùn)行,各個(gè)電源插口針腳電壓如圖1 所示。在檢修時(shí)若主板電源插口的9 針、14 針腳對(duì)地COM 之間電壓與上述不符合或無輸出電壓,應(yīng)考慮ATX 開關(guān)電源內(nèi)部出現(xiàn)了問題,這時(shí)卸下電源外殼的螺絲后, 觀察一下電源保險(xiǎn)絲管是否有爆裂或熔斷,可根據(jù)情況具體對(duì)待。
?。?)保險(xiǎn)絲管如出現(xiàn)爆裂,應(yīng)重點(diǎn)檢查主推挽振蕩回路的開關(guān)三極管MJE13009 是否擊穿短路, 借助數(shù)字萬用表的蜂鳴檔位檢測, 若短路(一般是開關(guān)三極管MJE13009 雙雙損壞)用50W 電烙鐵、銅編織線(可從話筒屏蔽線中抽取),將開關(guān)三極管引腳周圍的多余焊錫吸附在銅編織線中(或者使用熱風(fēng)槍) 再將帶焊錫的銅編織線加熱后甩出銅編織線中的多余焊錫反復(fù)幾次直到開關(guān)三極管引腳上的焊錫被吸干凈為止,取下?lián)p壞MJE13009 開關(guān)三極管。注意:MJE13009 開關(guān)三極管有兩種封裝形式,即TO-220 封裝和TO-3PN 封裝均可成雙配對(duì)使用。

圖1 電源插口電壓
在電路板上均考慮有兩種封裝形式引腳插孔,還要考慮原來的開關(guān)三極管兩種TO-220 封裝和TO-3PN 封裝形式與絕緣導(dǎo)熱膠尺寸要相同若不符合, 則不能起到絕緣導(dǎo)熱的性能,它們之間再涂一層導(dǎo)熱硅脂,有利于MJE13009 開關(guān)三極管的熱量快速傳導(dǎo)到散熱片上, 一定要更換同規(guī)格的保險(xiǎn)管(保險(xiǎn)管容量過小很容易燒斷、容量過大則起不到保護(hù)作用)。
(2)在個(gè)別中除上述情況外,有時(shí)TL494(因生產(chǎn)家不同, 型號(hào)也不同如KA7500B 其各引腳的功能完全一樣)脈寬調(diào)制模塊會(huì)一同損壞, 檢查其各引腳工作電壓即可得出結(jié)果(在一些常用ATX 開關(guān)電源維修中都有介紹這里不再一一列出),兩種型號(hào)的模塊完全可以互換。
?。?)保險(xiǎn)絲管完好無損,但是主板電源插口各級(jí)直流電壓無輸出。通常情況主要是以下原因造成的: 電源中個(gè)別器件出現(xiàn)開路或外圍器件短路、參數(shù)變化及保護(hù)電路過壓、過流電路出抑制振蕩電路停止工作,或者電源負(fù)載過重,高頻整流濾波電路中肖特基整流二極管虛焊,濾波電容漏電,穩(wěn)壓二極管失效等。
可用萬用表的蜂鳴檔位測量電路板中的穩(wěn)壓管及二極管,若萬用表發(fā)出蜂鳴聲,則說明電路板穩(wěn)壓管及二極管有短路現(xiàn)象, 然后將電路板中相應(yīng)的硬件暫時(shí)拆除,重點(diǎn)再測量其參數(shù),如果這時(shí)輸出為零, 則可以肯定是該器件引起控制電路停止工作,換上同參數(shù)的器件即可。
2 輔助電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)
該電路采用P1014AP06 集成電路其性能高效可靠,外圍電路器件少,特點(diǎn)是封裝引腳為奇數(shù),我認(rèn)為5 腳引入的脈動(dòng)峰值電壓較高,為了提高引腳之間的絕緣強(qiáng)度特意將6 腳去掉來增加與其他引腳之間距離,以增加電路板走線之間的絕緣強(qiáng)度,封裝形式見圖2。

圖2 封裝形式
內(nèi)部工作原理:當(dāng)1 腳引入Vcc 電源后經(jīng)穩(wěn)壓二極管,即在內(nèi)部建立一個(gè)相應(yīng)啟動(dòng)基準(zhǔn)信號(hào)源和IVcc 恒定的電壓,且輸入到內(nèi)部的運(yùn)算放大器正向輸入端, 反向輸入端接入一個(gè)7.4mA 的恒流源,經(jīng)運(yùn)算放大器放大輸出,為置位觸發(fā)器提供一個(gè)S 置位信號(hào),置位觸發(fā)器另一個(gè)R 置位信號(hào),由參考基準(zhǔn)電壓發(fā)生器提供Vcc<3V 工作電壓,頻率控制端可以改變頻率振蕩器的輸出頻率, 經(jīng)過啟動(dòng)端信號(hào)對(duì)觸發(fā)器振蕩器的輸出頻率進(jìn)行整形(調(diào)整頻率-調(diào)整振幅)即為逆變器的部分,經(jīng)過Q 端輸出直接由驅(qū)動(dòng)器激勵(lì)放大推動(dòng)場效應(yīng)管輸出,場效應(yīng)管的(源)端經(jīng)5 腳引出,場效應(yīng)管的(漏)端經(jīng)檢測電阻獲取250ns 分量校準(zhǔn), 經(jīng)另一個(gè)運(yùn)算放大器輸出再反饋到觸發(fā)器的控制源自動(dòng)控制觸發(fā)器震蕩頻率和震蕩幅度波形,分量振幅為65%,經(jīng)P1014AP06 集成電路4 腳電阻、穩(wěn)壓恒流源,連接抑制輸入端,內(nèi)部有一個(gè)過壓保護(hù)電路,由啟動(dòng)電路、溢出保護(hù)、運(yùn)算放大器等組成,且內(nèi)部鏈接可自動(dòng)調(diào)整5 腳的輸出頻率及電壓幅度。P1014AP06 集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 P1014AP06 集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)
3 輔助電源外部電路
以ATX-300SD 開關(guān)電源為例, 當(dāng)接入交流220V 電壓,經(jīng)整流濾波后為輔助電源提供350V 左右的直流電壓,通過電壓變換器降壓整流在輔助電源輸出端得到一個(gè)+5V SB 電壓,即主板電源插口的9 針的電壓,這個(gè)原始的+5V SB 泵工作電壓將為其他電路模塊提供電源,輔助電源能否正常工作,完全取決于主電路器件的可靠性,由T1、P1014AP06 集成電路、IC2光電耦合器、電阻、電容及肖特基二極管等構(gòu)成一個(gè)典型的調(diào)頻-調(diào)寬式反激變換器, 即單端開關(guān)穩(wěn)壓電源, 根據(jù)ATX-300SD 開關(guān)電源實(shí)例,其工作原理如圖4 所示。所有器件編號(hào)及型號(hào)為實(shí)際測量參數(shù)。其工作原理是, 當(dāng)Vbulk 建立了350V 左右直流工作電壓通過T1 逆變變壓器初級(jí), 經(jīng)P1014AP06 集成電路5 腳建立開關(guān)振蕩工作回路, 同時(shí)線圈另一組回路經(jīng)磁感應(yīng)諧振產(chǎn)生交流脈動(dòng)電壓,由D4 半波整流經(jīng)C9 電解電容器、R11、C10 電解電容器組成電阻式π 型濾波器向P1014AP06 集成電路1 腳供電,R10 為交流阻尼電阻,C8、R12、D6 肖特基二極管組成反峰電壓吸收抑制諧振回路產(chǎn)生了頻率-振幅寬度可控疊加脈沖波, 經(jīng)T1 逆變變壓器次級(jí)D10 肖特基二極管、C11 電解電容、L5、C12 電解電容組成電感式π 型濾波器濾波輸出+5V 直流電壓, 為了輸出穩(wěn)定的+5V直流電壓,經(jīng)R16、R18、R17 分壓后分別向IC2 光電耦合器及IC1 恒流源供電, 當(dāng)+5V 直流電壓波動(dòng)時(shí)R18、R17 分壓也跟著發(fā)生改變引起恒流源的電流發(fā)生改變經(jīng)光電耦合器輸出C7 電容器濾波控制P1014AP06 集成電路4 腳的反饋抑制端,及時(shí)調(diào)整5 腳的頻率脈寬輸出更加穩(wěn)定, 使+5VSB 端電壓趨于穩(wěn)定,C0 電容器的作用是用于交流接地與直流接地之間的電磁濾波,視電磁諧波干擾情況而定也可不接。

圖4 輔助電源外部電路
分析輔助電源的主要故障是C11、C12 電解電容器失效及容量變小,通常用眼睛可以觀察到C11、C12 電解電容器外殼有無爆裂, 用數(shù)字萬用表檢測+5VSB 端只有2.5V 左右的電壓時(shí),應(yīng)重點(diǎn)檢查C11、C12 電解電容器,可用替代法進(jìn)行檢查,更換同型號(hào)規(guī)格的電解電容器。
湖南的氣候潮濕,空氣濕度大,湖南師范大學(xué)商學(xué)院實(shí)驗(yàn)室教學(xué)樓依山而建, 離岳麓山山腳近的距離只有20m 左右,樓上離山邊也不足60m,尤其是每年的3、4 月份梅雨季節(jié)的時(shí)候空氣濕度達(dá)90%左右實(shí)驗(yàn)室內(nèi)必須進(jìn)行空氣除濕處理,以確保計(jì)算機(jī)能夠在適宜的工作環(huán)境中運(yùn)行,在檢修開關(guān)電源時(shí),發(fā)現(xiàn)電路板下的絕緣紙與P1014AP06 集成電路之間有明顯電弧灼燒的白色痕跡,經(jīng)檢測P1014AP06 集成電路擊穿損壞。更換P1014AP06 模塊后,再將電路板與底板之間的絕緣紙翻個(gè)邊,將塑料絕緣層朝上,錯(cuò)開原來的位置擺放以避免再次擊穿,通電檢測開關(guān)電源工作正常,通過上述的故障分析和處理已將損壞的開關(guān)電源全部修好。
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