上次跟各位研究過(guò)一顆典型的半橋式電源後，這次在下繼續(xù)"野狼獻(xiàn)曝"，跟各位來(lái)探討一款典型單晶順向式電腦用電源供應(yīng)器以及其故障發(fā)生點(diǎn)。 此次準(zhǔn)備分析的300W電源內(nèi)部電路板，電路板上零件數(shù)目不少，幾乎佔(zhàn)據(jù)所有的空間，電路板本體採(cǎi)用防火的材質(zhì)製作。  電路板背面，圖片中標(biāo)示及分區(qū)指出該電源供應(yīng)器各部份的迴路區(qū)塊。  輸入EMI濾波電路，除了交流輸入採(cǎi)用一體式EMI濾波插座，電路板上也設(shè)有第二階濾波電路。 紅框處為交流輸入保險(xiǎn)絲，使用可更換的防爆型保險(xiǎn)絲，瓷色外管也以色碼標(biāo)示其規(guī)格。  構(gòu)成EMI電路的所有元件，這裡使用兩組共模態(tài)電感串聯(lián)以及兩顆Cx電容並聯(lián)，利用感值以及容值的差異來(lái)增加EMI雜訊濾除範(fàn)圍。  全波/倍壓整流電路區(qū)的零件，使用標(biāo)準(zhǔn)的橋式整流器，濾波電容採(cǎi)用兩顆松下200V 680uF 85度電解電容，每顆電容並聯(lián)一顆MOV元件(紅框內(nèi)的元件)以及放電用的電阻。 這裡的電路透過(guò)電壓選擇開(kāi)關(guān)，於115V輸入時(shí)切換成倍壓整流，230V輸入時(shí)則為全波整流模式，使直流輸出電壓均可維持於325V左右，來(lái)供應(yīng)功率級(jí)一次側(cè)使用。  將整流電路區(qū)的元件拆卸後，電路板上突然發(fā)現(xiàn)一個(gè)燒焦的地方，元件燒燬的高溫使黑色的焦油狀物質(zhì)覆蓋在該處，不過(guò)因?yàn)閽?cǎi)用防火電路板的緣故，並無(wú)更嚴(yán)重的燒穿情形。  開(kāi)始進(jìn)行故障點(diǎn)檢查，使用電錶歐姆檔測(cè)量保險(xiǎn)絲，其已呈現(xiàn)斷路，代表電源供應(yīng)器內(nèi)部存在短路情形，使保險(xiǎn)絲過(guò)電流燒燬。  接著檢查MOV元件，燒焦位置旁邊的MOV經(jīng)測(cè)量後呈現(xiàn)高阻抗，代表該MOV元件為正常(MOV平常為開(kāi)路狀態(tài))。  測(cè)量位於燒焦位置上方的MOV，呈現(xiàn)出僅數(shù)歐姆(紅框中所示的7.7歐姆)的低阻抗?fàn)顟B(tài)，代表其已經(jīng)發(fā)生擊穿短路。  因?yàn)镸OV在兩端電壓超出其規(guī)格值後，會(huì)呈現(xiàn)近似短路，所以將熱縮套管外皮剝開(kāi)後，可以看到該MOV因?yàn)槌惺芏搪冯娏鞯拇竽芰浚呀?jīng)燒燬爆開(kāi)，外包的熱縮套管避免元件燒燬影響其他零組件，擴(kuò)大災(zāi)情，不過(guò)包熱縮套管最主要的目的是延長(zhǎng)並維持其短路狀態(tài)，除了阻止故障電流流進(jìn)後端電路外，也讓保險(xiǎn)絲有足夠時(shí)間來(lái)熔斷。 在維修時(shí)不僅要更換保險(xiǎn)絲，還需要將燒燬的MOV更換同規(guī)格品，方可繼續(xù)提供輸入保護(hù)機(jī)能。 由MOV的擊穿現(xiàn)象得知，此顆電源應(yīng)為送錯(cuò)電所導(dǎo)致的故障。  功率級(jí)一次側(cè)開(kāi)關(guān)元件，使用一顆固定在散熱片上的大功率MOSFET作為單晶順向式電路拓墣的主開(kāi)關(guān)晶體，比較特別的是右側(cè)紅框內(nèi)較小的MOSFET，是作為副開(kāi)關(guān)晶體使用，搭配左側(cè)紅框內(nèi)的MOSFET驅(qū)動(dòng)板來(lái)輔助主開(kāi)關(guān)晶體進(jìn)行切換，其目的是利用主開(kāi)關(guān)截止時(shí)變壓器內(nèi)部磁化電流，提高其電路交換性能。 因?yàn)閱尉ы樝蚴降墓β示w需要承受兩倍輸入電壓的應(yīng)力，以輸入電壓325V來(lái)說(shuō)，需要採(cǎi)用耐壓達(dá)800V的MOSFET，其成本比起半橋式電路要昂貴不少。 單端式PWM電路用來(lái)產(chǎn)生可變?nèi)蝿?wù)週期(Duty Cycle)的脈波信號(hào)，提供開(kāi)關(guān)晶體使用，並監(jiān)視開(kāi)關(guān)晶體電流以及限制其最大功率(OLP電路製作於此)，上方一排光耦合元件的左側(cè)兩顆是電源管理電路用來(lái)傳遞啟動(dòng)以及異常信號(hào)，以控制PWM控制器的輸出與截止，並維持高壓與低壓電路的隔離。 紅框?yàn)檩o助電源電路區(qū)，這裡採(cǎi)用整合式交換元件，所以只看到一顆DIP-8封裝的PI TOP210以及一些所需的週邊元件，有助於簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)以及元件使用數(shù)量。 主要變壓器，負(fù)責(zé)電源供應(yīng)器大部分電源的輸出與功率傳遞，其容量規(guī)格決定電源供應(yīng)器輸出能力，而除了交換損失外，變壓器損失也是決定電源供應(yīng)器交換效率的重要因素之一。 主要變壓器二次側(cè)繞組，主要用來(lái)輸出5V、12V以及-12V，3.3V部分則是透過(guò)磁性放大電路經(jīng)5V繞組來(lái)進(jìn)行降壓以及調(diào)整，雖然3.3V與5V迴路都有獨(dú)立的整流元件，但是因?yàn)楣灿靡粋€(gè)二次繞組，所以大部分的電源供應(yīng)器，其3.3V與5V的輸出總和功率是一併計(jì)算的。 右方紅框的電感為3.3V電路用電感，作為磁性放大電路的一部份，其磁芯的B-H曲線較一般磁芯不同，可透過(guò)控制其磁化電流使其具有類似串聯(lián)式降壓電路的操作表現(xiàn)。 左方紅框?yàn)?V/12V整流元件使用的緩衝電路(Snubber)，利用電阻與電容串聯(lián)，跨接於二次側(cè)繞組端，用來(lái)改善整流元件di/dt以及加大SOA(安全操作區(qū))，避免其損壞。 上圖的整流元件都有使用絕緣導(dǎo)熱貼片與塑膠墊片進(jìn)行絕緣，並將散熱片接地來(lái)避免發(fā)生散熱片帶電現(xiàn)象。 二次側(cè)整流用功率元件，構(gòu)造為兩顆N極相接的SBD(蕭特基障壁二極體)，將其封裝於同一外殼之中，使其有相同溫度係數(shù)以及特性表現(xiàn)。 二次側(cè)輸出濾波電路，主要由電感、電容等元件構(gòu)成，上方白色物質(zhì)為固定膠。 -5V以及-12V則是經(jīng)過(guò)固定在散熱片上的負(fù)電壓三端子穩(wěn)壓IC-7905及7912來(lái)穩(wěn)定其輸出。 各路電壓輸出端，三個(gè)紅框處為分流器，當(dāng)電流流過(guò)其上時(shí)，會(huì)於兩端產(chǎn)生壓降，可以依照I=V/R來(lái)判讀電流值，每路輸出都有獨(dú)立的分流器，作為OCP電流偵測(cè)之用。 |
|
|
