电源/新能源
开关电源易损元件-功率MOSFET管
现在功率MOS管广泛地应用在各种开关电源中及其他电子电路中。MOS最常用的几种功能是,电子开关电路,放大电路、稳压恒流电路、还可以当作可变电阻,做成电子负载,代替实际电阻。往往这些电路在使用中避免不了发生损坏。在维修工作中发现,主要有两个因素有关,人为因素,外界因素。
人为损坏无非是操作不当,接错线或者使用方法不对,电路如果保护完善,损坏概率还是比较低。
外界因素损坏比较多,环境因素温度过低过高,时间长电路板受潮,尘土,内部进入蚊虫。还有就是电子元件PN结失效。综合分析造成损坏的原因无非就是两种,过电压和过电流损坏。实际应用中,特别是在一些极端的边界条件下,功率MOSFET管最容易损坏。
在维修各种电源时,如果开关MOS管损坏,往往就会造成多个元件损坏,如果不找到损坏元件更换,电源也不会工作,上电还有可能继续烧毁炸机,如果开关管损坏一定要检查下面的几个元件,大多数会随开关管一起损坏,损坏状态严重烧断,有明显烧糊痕迹,用肉眼可明显看到,测试其阻值已经无穷大,需根据色环找到同样阻值电阻更换。
在维修电源时,一定先测试mos管有没有损坏,如果测到如下图已经没有管压降了,mos管已经击穿损坏了,不要着急更换,一定要在仔细检查其它元件有没有损坏。实际这种炸机的电源还是比较好维修的,把所有元件都找到直接更换就会好,就怕有没有炸机的,电压低或高等等疑难杂症。如果对原理理解特别透彻,也是能解决的,在维修中,开关电源还是比较好修的。大家有没有遇到过疑难杂症,费劲周折才修好的呢?
容易损坏的电子元件-检流电阻
检流电阻用最简单的理解就是检测电路的电流,当电流流过电阻,在电阻两端会产生压降,也就是把电流转换成电压,用电压去控制电路,所有的电流控制和显示都时要把电流转换成电压,都是需要电压来控制的。开关电源有两个闭环控制,电压环控制和电流环控制。电压闭环后期会讲,现在先说电流闭环检测,如果需要电流闭环控制就需要一个电子元件检测电路中的电流,反馈到芯片进行控制。所谓闭环控制就是让输出电流在一个范围内,形成一个闭环回路,这是在设计的时候确定好的,通过检测主回路电流的大小,通过检流电阻转换成电压进入芯片电流检测引脚去控制开关管的脉宽输出。当超过额定的负载电流时,初级电流经过检流电阻,电压达到设定阈值,电源就会打嗝保护,避免电流过大,损坏其它电子元件。
检测电流的方式有很多种,最经济实惠的就是电阻检测电流,电路简单,成本低。所以大多数的开关电源的电流检测,都是采用电阻来检测电流的。这个检流电阻要检测变压器初级的电流,正好串联至MOS管的S管脚,为何不能串接在D管脚,因为MOS管在导通时有管压降,会造成检测电流不准确,所以一般都串联在S管脚。
当电路由于某些原因发生故障时,MOS管击穿短路,母线电压300多伏流过变压器和MOS管,直接加在检流电阻两端,形成大电流烧毁检流电阻。一般Q6MOS管和检流电阻R26会同时烧毁。
电流检测电阻不可随意代替,必须找到相同规格参数的电阻更换,电阻过大过小都会造成电源不稳定,严重会烧MOS管,导致开关电源损坏。
根据维修经验,电阻越小往往可以检测的电流就越大,初级电流大,次级电流会更高,功率也就越大。电阻阻值越大,电源的功率越小,这是在设计开关电源的时候计算和测试的。我们在维修时注意用同规格的更换就可以,功率大点没关系,阻值不能改变。我们做过测试,0.5R的检流电阻更换0.25R,也是可以工作,但是在满载时,MOS管的尖峰电压已经快接近击穿电压了,开关电源很少在满载下工作,但是在不同环境下,长时间工作,电源肯定会损坏。因为当你改变一个元件的参数时,也要改变多个电子元件的参数。所以电路中元件的参数尽量不要改,会带来不必要的损失。
炸裂的电阻
有很多情况这个检流电阻并没有炸裂,而是内部开路,用肉眼看不出来,把所有元件都更换后,电源也不会工作,最后查到这颗电阻已经开路。没有烧断的原因是电源保险烧断,MOS管炸裂,电压没有完全加到电阻两端,留了一个好“尸首”。
在维修时,一些关键电阻一定要测试,电阻损坏基本都是开路,没有短路的,有变阻值的,变大或者变小,有的电阻炸裂的严重,已经严重不能看清色环,不能知道其阻值怎么办,如果有同样的电源看看最好了,如果没有,就用稍大一点的电阻更换,之后用电子负载测试额定电流,如果不到额定电流提前保护,说明电阻太大,往下减少阻值,让电源正好在额定电流内保护。自此就可以完全修复电源了。
已经开路,阻值无穷大
注意在维修开关电源时,内部都是直流高压,一定要注意安全,戴好防护措施,防止炸机伤人。
第三个容易损坏的电子元件-驱动电阻
什么是驱动电阻,为什么需要它
驱动电阻的位置在哪里呢,在电源芯片PWM脉冲输出和开关MOS管之间,一定会看到一颗100欧以下的电阻,MOS管的开关闭合需要电源芯片的驱动,所以串联在它们之间就叫驱动电阻。
为什么需要驱动电阻呢,这和开关电源的开关损耗和EMI有关,当没有驱动电阻时,MOS管是有结电容的,相当于给电容充电,瞬间电流增大,由于变压器存在漏感,会产生反电动势,和电源电压叠加加在开关管D极,当超过MOS管的耐压时,MOS管就会击穿,如果增加驱动电阻,就会缓解很多,当然电阻也不是越大越好,电阻越大,驱动MOS管的上升沿就会缓慢,这会让MOS管进入放大区,如果进入放大区,会在MOS管上增加损耗,叫开关损耗。这个电阻太大或太小都不行,在设计时是要折中,反复测试选择。在做电磁干扰测试时,造成电磁干扰超高不合格。
驱动电阻为什么会烧毁
驱动电阻为什么会烧,是因为开关MOS管DG短路过电流,直流高压300V经过驱动电阻进入电源芯片,电源芯片相当于负载了,如果MOS管击穿,驱动电阻R27必然烧毁,连电源芯片也会连累,算是难兄难弟了。
驱动电阻的阻值
驱动电阻阻值一般在100欧以下,10-47欧之间居多,电阻损坏色环不能辨别阻值,可以折中选择一颗22欧姆电阻。都是可以正常工作的。
注意在维修开关电源时,内部都是直流高压,一定要注意安全,戴好防护措施,防止炸机伤人。
审核编辑:汤梓红
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