开关电源对电网的干扰和开关电源的检查维修方法

减少对电网干扰的方法有以下几种:
   (1)减少电压过冲。减少电压过冲既可避免管子承受过高的电压,又可减少对电网的高频噪声。选择反向恢复电流小的二极管(如炭化硅二极管)也是一种减小干扰源强度的可行的方法。虽然调整触发脉冲的跳变沿和加大栅极的电阻等可以降低dv/dt,但这会加大开关损耗和降低整个装置的效率,需要从开关电源的各项性能来综合考虑其取舍。
   (2)改进调制方法。将频率不变的调制改为随机调制、变频调制和所谓“∑△”调制等等。频率固定不变的调治脉冲产生的干扰低频段主要是调制频率的谐波干扰,低频段的干扰主要是集中在各谐波点上,而随机调制等方法产生的低频干扰则分散在一定的频段上,因此,采用上述措施有利于开关电源通过电磁干扰的频谱特性的测试,使之符合电源的电磁标准。
    (3)增加输入滤波器。(1)和(2)两种方法主要是从减少干扰源的强度着手的,而增加滤波器是从改变耦合通道的特性入手的。增加的共模滤波器是可以减少开关电源对电网的干扰。如果不加输入滤波器,电源对电网的干扰将大大超出相应的标准。而加入输入滤波器后,电源对电网的干扰则会符合相应的标准。在测量时考虑到开关电源对电网的低频段干扰主要是开关频率整数倍的各次谐波,故扫频仪的频带分辨率为200Hz,而在150KHz-30MHz频段频带分辨率为9KHz。另外,采用屏蔽措施也可以减少开关电源对电网的干扰。
    电源通过电磁兼容的测试鉴定,达到标准的要求,与开关电源在使用过程中会不会引起不允许的干扰是两回事。达到标准的电源使用或处理不当,在使用中也会引起严重的干扰。而且,开关电源既是一个电源装置,也是一个噪声发生装置,它和受扰体之间是通过耦合通道连接在一起的,显然耦合通道的特性与受扰体的特性配合不好而引起严重的干扰是可能的,开关电源并联供电引起整个系统不稳定的现象也是存在的。
    有的受扰体对干扰的时域波形敏感,如有的数字电路在干扰脉冲作用下,会产生误动作与时域波形有关,即不仅与脉冲幅度有关,而且还与脉宽有关。即便开关电源达到了相应的标准,但它对外产生干扰的时域波形引起较严重的干扰是可能的。基于以上考虑,有的开关电源用户,除了要按标准检测开关电源的电磁兼容性能外,还应当增加一些在开关电源的特定的使用条件下的某些干扰性能的检测。
    此外,有的开关元件在开通和关断时产生的跳变是不同的,开通时产生的dv/dt会大于关断时产生的dv/dt,对外产生的干扰也是前者大于后者。而且,导通时的跳变与负载等因素基本没有关系。如果采用随机调制电源和固定频率的调制的电源两者开关元件,如LGBT,其驱动回路的参数和驱动脉冲都相同,因此两者的开关的电压跳变相同;在两者的对外干扰耦合通道也相同时,从对电网的干扰测试结果的频域特性来看前者要优于后者。
但对外的干扰的时域波形还是相同的,并不一定随机调制的电源就优于固定频率调制的电源。

(1)假负载法
  在维修开关电源时,为区分故障出在负载电路还是电源本身,经常需要断开负载,并在电源输出端(一般为12V)加上假负载进行试机。之所以要接假负载,是因为开关管在截止期间,储存在开关变压器一次绕组的能量向要二次侧释放,如果不接假负载,则开关变压器储存的能量无处释放,极易导致开关管击穿损坏。一般选取30~60W/12V的灯泡(汽车或摩托车上用)作为假负载,优点是直观方便,根据灯泡是否发光和发光的亮度可知电源是否有电压输出及输出电压的高低。为了减小启动电流,也可采用30W的电烙铁作为假负载或大功率600Ω~1kΩ电阻。
  对于大部分液晶显示器,其开关电源的直流电压输出端大都通过一个电阻接地,相当于接了一个假负载,因此,对于这种结构的开关电源,维修时不需要再接假负载。
  (2)短路法
  液晶显示器的开关电源,较多地采用了带光耦合器的直接取样稳压控制电路,当输出电压高时,可采用短路法来区分故障范围。
  短路法的过程是:先短路光耦合器的光敏接收管的两脚,相当于减小了光敏接收管的内阻,测量主电压仍未变化,则说明故障在光耦合器之后(开关变压器的一次侧);反之,故障在光耦合器之前的电路。
  需要说明的是,短路法应在熟悉电路的基础上有针对性地进行,不能盲目短路,以免将故障扩大。另外,从检修的安全角度考虑,短路之前,应断开负载电路。
  (3)串联灯泡法
  所谓串联灯泡法,就是取掉输入回路的熔丝,用一个60W/220V的灯泡串在熔丝两端。当通入交流电后,如灯泡很亮,则说明电路有短路现象。由于灯泡有一定的阻值,如60W/220V的灯泡,其阻值约为500Ω(指热阻),所以能起到一定的限流作用。这样,一方面能直观地通过灯泡的明亮度大致判断电路的故障;另一方面,由于灯泡的限流作用,不至于立即使已有短路的电路烧坏元器件。排除短路故障后,灯泡的亮度自然会变暗,最后再取掉灯泡,换上熔丝。
  (4)代换法
  液晶显示器开关电源中,一般使用一块电源控制芯片,此类芯片现在已经非常便宜,因此,怀疑控制芯片有问题时,建议使用正常的芯片进行代换,以提高维修效率。

 


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