時間：2022-03-17 09:58:04
導語：在開關電源工作原理的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞：開關穩壓電源 濾波 開關管 光電耦合器
開關穩壓電源是各種電子設備不可缺少的組成部分，其性能優劣直接關系到電子設備的技術標準以及能否安全可靠地工作。由于開關電源內部關鍵元件工作在高頻開關狀態，功耗小，效率高等等特點，故目前它已經成為穩壓電源的主流產品。重慶中國三峽博物館使用了17個FDPS-15A開關穩壓電源，主要用于給展廳和庫房的溫濕度傳感器提供12V工作電源，由于該電源經常損壞，本人通過實物繪制出電路圖，見圖1，現結合其工作原理，熟悉其維修技巧和常見故障，有利于縮短展廳和庫房溫濕度數據的失聯時間，同時提高自己的維修技能。
一、 開關穩壓電源的組成
由圖1可以看出，開關穩壓電源由開關震蕩電路、控制電路及取樣放大電路三大主要電路。以及附屬的整流濾波電路組成。
交流220V，經橋式整流電路整流及C1濾波后，得到300V較為平滑的直流電后，送入開關變壓器的初級，另一路經起動電阻R3給開關管Q1提供起動電壓，使Q1導通，開關變壓器的初級便產生電流，經Q5及附屬電路形成正反饋，使Q1產生震蕩。開關變壓器次級便有電壓輸出，經Q3和C10等整流濾波后將12V電壓輸出。如果12V有偏離，經Q4取樣放大，作用于光電耦合器的二極管，即可改變光電耦合器次級及光電接收管的阻值。去改變控制電路Q5從而改變Q1的震蕩頻率，從而使輸出電壓穩定在12V。
二、 開關穩壓電源的維修技巧和常見故障
開關穩壓電源的維修分兩部進行
1、 斷電狀態下
看：看電路板及元器件有無明顯燒焦痕跡，電容有無鼓包和漏液。
聞：聞電路板有無燒焦味。
問：問電源損壞的經過，是否有違規操作。
量：這一步就很關鍵了，必須熟練掌握每個元器件單獨測量的方法與數據。在線測量前，應先檢查C1兩端有無電壓，如果電源停震，C1兩端有300V的直流電壓，給測量帶來危險，可用25W燈泡跨接放電，切忌用導線短路放電，這樣對C1有損傷。安全后檢查保險限流電阻有無開路，橋式整流電路及開關管有無短路，這是該電源故障高發部分。同時，在線測量其他三極管和光電耦合器以及12V輸出端有無短路。發現有不正常，需把元件拆下來用萬用表測量。當把損壞的元器件全部更換后，在線測量以上部位，阻值恢復正常，就進入下一步。
2、 通電狀態下
通電前，將電路板放置于絕緣墊上，通電1-2秒，立即斷電。這1-2秒很關鍵，觀察有無冒煙，有無異常。如果沒有異常，用手摸元器件的溫度，有無過熱，如果有，說明還有元器件損壞，回到斷電狀態下，進一步檢查。如果通電1-2秒無冒煙，無過高的溫升。下一步直接接通電源。測量幾個電壓數據。第一，測量C1兩端有無300V的直流。第二，測量有無12V的直流輸出。如果12V電壓值不對，可以調整R12可調電阻，使12V恢復，如果調整R12可調電阻，12V沒得變化，檢查R12本身和光電耦合器有無故障。
通常情況下，經過以上幾步的維修，損壞的開關電源應該就能修好，下面舉一例，最常見的故障。
常見故障分析：
我館，各展廳和庫房的溫濕度數據，是通過DDC檢測，回傳到控制機房，直觀的在電腦屏幕顯示出來。有一天，突然一個展廳的數據變得無窮大，我立即去DDC控制箱，發現供電的空開已經斷電，我沒有立即合閘，而是用萬用表測量負載，發現開關電源有短路，于是，拆下來拿回辦公室，進行維修。打開外殼，發現限流電阻R1明顯變黑，C1也有鼓包，進一步測量，Q1擊穿，于是，把故障元器件拆下來，再測量線路的阻值，變正常。故更換這幾個元件。通電1-2秒，立即斷電，沒得異常，溫度也不高。直接通電，測量C1兩端300V正常，輸出12V偏低，調整R12，12V恢復正常。將該穩壓電源連接在DDC控制電路里面，合上空開，觀察DDC通訊燈閃亮正常，回到控制室觀察，該展廳的溫濕度數據已經正常，故障排除。
三、 開關電源的維修參數
該穩壓電源的地有兩個，從圖1可見，光電耦合器的次級端，對應的地是C1的負極。稱“熱地”。使用這個地的電路有，整流濾波、開關震蕩電路、控制電路，即Q1和Q5這部分。另一個地是光電耦合器的初級端。即12V輸出的負極，稱“冷地”，使用這個地的電路有，開關變壓器次級的整流濾波和取樣放大電路，即Q4這部分。一下數據，用MF47型萬用表測量，紅表筆接地。現以熱地和冷地為基準，提供各級電路的對地電阻，供維修參考。
【關鍵詞】醫療設備；開關電源；維修技術
想要進行醫療設備開關電源維修，就必須了解與掌握開關電源的工作原理，理解電路圖，將開關電源按照功能分解為：取樣穩壓電路、整流濾波電路、保護電路、脈沖激勵電路等，然后將開關電源的基本框圖當做維修時的參考，進行故障原因的分析，準確的判斷出故障的位置，并采取一定的措施將其解決。
1 工作原理
雖然醫療設備開關電源種類眾多，但是其基本的工作原理相同，通過電源開關管的截止與導通，通過感性儲能元件中的動脈電流經過耦合，再由脈沖進行整流濾波與穩壓，通過將其轉變為適當的脈動電壓，輸出300V的直流電。按照開關電源的開關管的組合類型，可分為推挽式、單端式；按照負載的連接方式與儲能電感，分為變壓器耦合型、并聯型、串聯型；按照開關電源的穩壓類型，可分為頻率控制式、脈沖寬度控制式；按照激勵脈沖產生的方式，可分為它激式與自激式。用光電耦合器件調節穩壓電路環節，用隔離變壓器耦合型調節主電源電路，實現電源地與設備地的完全隔離。
2 醫療設備開關電源維修技術
2.1 PWMIC電路故障維修技術
在醫療設備開關電源中的開關管組與電源控制芯片的應用非常廣泛，甚至出現多處共用一個電源的情況。PWM穩流或穩壓電源的工作原理是在外接負載、內部參數、輸入電壓變化的時候，控制電路能夠對基準信號與被控信號之間的差值進行判斷，調節電路開關器件的導通脈沖寬度，產生閉環反饋，PWM開關的頻率通常是一定的，能夠實現控制信號形成多環、雙環、單環的反饋系統，完成開關電源與輸出電流或電壓的控制信號穩定。同時，能夠實現一些附帶抗偏磁、過流保護以及均流保護，達到輸出額定功率、穩壓、穩流的目的。
在進行開關電源維修的時候，如果開關管與整流濾波電路的運行正常，一般對PWMIC以及周圍的電路情況進行檢測，PWMIC通常都是存在電流檢測、驅動脈沖、取樣調整電路、IC供電、基準電壓等，通過測量主電源的電阻（啟動電阻），如果該電阻變小或者斷路，提供給IC正常的供電，正常的啟動電源，反之電源則不能啟動。
實例：某HF51-2A高頻X線機開機不自檢，并且機器不啟動也沒有任何報警提示。維修技術：通過檢查380V電壓，測得世界的電壓為410V，主機與床分開兩路控制點，透視床能夠在床邊進行控制起臥等操作。通過對設備圖紙進行分析，顯示HTCPU的控制電壓是受HF5001的PP4接線端子控制的，在FH5001板上借測得知保險F1、F2運行正常，監測電壓沒有出現±12，而是為+10V、+24V。再通過檢測得知PP5沒有電壓輸入，檢查SW1模塊上檢測AC電壓為240V，但是其輸出電壓只有+10V，其他的電路沒有相應的電壓輸入或輸出。再檢測T1變壓器，T1變壓器兩個短沒有電阻，并且T1變壓器與K繼電器腳板之間存在燒黑的現象，這時候替換線路板上的K繼電器與T1變壓器，安裝完成后，重新輸入±12V的電壓，再開機后機器的開機、自檢等運行恢復正常。
2.2 光電耦合器故障維修技術
光耦合器是在以光為介質傳輸電信號的期間，當有電信號駛入的時候，通過二極管發光，光敏半導體接受光信號從而產出電信號，完成“電-光-電”之間的轉換。通過利用現行光耦合器能夠形成光耦反饋電路，通過調控電流的大小改變占空比，能夠實現穩壓的目的。此外，光耦合器具有傳輸效率高、使用壽命長、抗干擾能力強等方面的優點，致使其被廣泛的應用在固態繼電器、脈沖放大、開關電路、信號隔離等電路中。
實例：Philips BV25 X線機的開關電源，經常因為光耦合器的性能問題出現無法開機的情況。可控光耦（4N25）B1-B6與可控硅V1-V3出現問題，都會導致開關機失敗，因此應該拆下V3進行測量，很容易因此誤判。通過接入220V電壓后，變壓器提供一組25V與數組7V的電源，25V整流穩定后相電源控制板提供穩定的+15V電壓，7V則提供給所有的光耦合器。如果此時電源板上的H1顯示為綠燈，說明電路運行正常，反之則顯示不正常，然后通過更換SSR內的光耦合器后，就能實現Philips BV25 X線機的正常工作。
2.3 輸入電路故障
醫療設備開關電源通常會遇到交流干擾、熔斷絲、開關干擾電路引起的線路故障，其中熔斷絲的損壞應該檢查負載是否短路后，再換上相同電流載荷的熔斷絲，通過檢測總輸入電流是否符合相關規定后才算排除線路故障，開關損壞則可以采用直接更換的方法，交流抗干擾故障通常是由電容器長時間使用而導致的線路問題。在輸入電路的電壓過大的時候，由于開關電源的電路通常是由整流加電容器濾波電路設計的，并且電容器上的起始電壓為零，這樣由于瞬間的增大電流，很容易形成瞬間沖擊電流，導致線路出現故障。軟啟動電路的開關電源是保護電路的一種，常見的軟啟動電路有SCR-R電路、電阻與繼電器組成的電路、熱敏電阻防沖擊電流電路、零觸發的雙向可控硅與光耦可控硅組成的電路、采用定時觸發器與限流電阻的電路等。其中熱敏電阻防沖擊電流電路的工作原理：熱敏電阻通常分為負溫度系數熱敏電阻與正溫度系數熱敏電阻，當有過大的電流通過時，NTC熱敏電阻在接通電源的時候，能夠瞬間增大阻值，起到限流的作用；PTC熱敏電阻自身產生的熱量能夠迅速的增加自身的組織，起到限流的作用。輸液泵以及一些小功率的醫療設備電源通常采用NTC熱敏電阻或PTC電阻限流電路，但是其很容易被強電流或者雷電損壞，出現熔斷絲始終處于燒斷的狀態，引起NTC熱敏電阻的開路，致使電源無法輸入至設備中。
2.4 其他電源部件故障
在進行醫療設備故障維修的過程中，通常會遇到一些非電子元件損壞的情況，如電源灰塵過多、線路板部分隱蔽性不好、電容器電容降低、風扇控制電路故障、散熱不好出現的電源不穩定等引起的電源停振等。這些問題通常具有不確定性，因此在維修的過程中，通常采用排除法或者替換法，并且應該先對設備用大功率冷風機或者吸塵器進行灰塵的處理。在進行大風量電扇的電源進行維修的時候，應該檢查風扇的轉速，尤其是帶速度檢測或者帶轉速控制的風扇，應該采用替換法進行檢測。
3 結語
醫療設備的開關電源故障占醫療設備故障的55%以上，因此掌握開關電源的故障維修技術是所有臨床醫學人員的職責。文章對醫療設備開關電源的幾種維修技術進行了討論，并且結合實際案例，旨在為醫療設備的開關電源維修貢獻自己的一份力量。
參考文獻：
[1]范開洲.醫療設備開關電源維修技術的探討[J].中國醫療設備，2011（7）.
關鍵詞 彩色電視機；原理；維修
中圖分類號TN94 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）93-0036-02
彩色電視機是在黑白電視機的基礎上發展而來的，彩色電視機的基本工作原理是將黑白電視機的工作原理進行了深化，加入了新的技術。彩色電視機的維修相對于黑白電視機也復雜一些。在進行維修時，要根據利用現代科學知識進行合理操作，提高維修水平。
1 彩色電視機的工作原理
根據人眼彩色視覺特性來看，在彩色重現這一過程中，重要的就是使獲得的彩色感覺與原景物相同，而并不是要求將原景物光譜進行還原。彩色電視機的設計以及工作原理是以三基色原理為依據。所謂三基色原理就是，任何一種色彩都是以另外三種色彩的相互混合而制成的。這也就表示，只要是選定三種基色，就可以混合出任何一種色彩。
彩色電視機就是以人眼機能及三基色原理為基礎，設計出顯示器及彩色攝像機。
在一般的彩色電視攝像機中，是利用三個攝像管對光學圖像中的紅、綠、藍分量進行分別拾取，以此來模仿人眼中的三種錐狀細胞，來使彩色電視信號中的紅、綠、藍三種基色分量得以形成。CRT顯示器彩色顯示的基本原理是由加性混色法則構成的。將大量由紅綠藍三種基色所組成的熒光粉點涂在彩色熒光屏內表面上。熒光粉是一種化合物，在接受電子轟擊之后會發光，它的發光強度是由電子束強度來決定的。在圖像重現的時候，利用接收到的三基色分量對三個電子槍進行控制，對相應顏色的熒光粉點進行轟擊，由于熒光粉點比較小，在一定距離進行觀察的時候，通過人眼的混合作用，使我們看到的混合色是均勻的。
2 彩色電視機的維修技巧
在筆者看來，要想掌握彩色電視機的維修技巧，提高彩色電視機維修的水平，可以從下面兩個方面做起：
1）對彩色電視機機電路能夠科學分析
在進行彩色電視機維修時，要想將故障迅速排除，前提條件是要能夠對電路進行正確識讀及分析，對電路的識讀及分析快慢是修理工對基礎知識以及專業知識掌握程度的具體反映。一般來說，對專業知識以及基礎知識掌握越廣越深，對電路的分析也就越透徹，也就能很快找出故障。掌握一定的識圖方法以及技巧對分析電路是有幫助的。
對電視機電路圖的識讀可以分為四個過程，即了解電視機電路圖原理，畫出電視機功能框架，解決電路圖中疑難，最后對故障清楚了解。
首先，對于要進行分析的系統基本工作原理要有進行學習和掌握，并且能夠應用到各電路分析中。
第二，要將分析的原理圖，根據各個部分的功能將功能方框圖畫出來，這樣一來，可以使電路圖更加簡化，而對系統的認識卻是更加深化。有助于弄清原理圖中各個方面的聯系。
第三，對于看不懂的電路圖要借助有關工具書或者是利用網絡來進行查找，并且將其掌握。
2）掌握常見維修方法
在彩色電視機的維修中，主要有以下幾種常用維修方法：
（1）電壓法
所謂電壓法就是利用萬用表對電視機內部各點的電壓進行測量，它在對電路進行判斷的方法中最快捷、準確的一種方法。通過對電源電路的末級關鍵點電壓進行測量，基本上能夠將故障發生在哪個部分判斷出來。
在開關電源中電壓法的應用：
開關電源與負載電路是靠開關電源中各個電壓的輸出端來進行來進行連接的，對各輸出端電壓進行測量，能夠將開關電源電路是否是正常工作判斷出來，還有故障出現在那一部分。一般會有以下幾種情況：
第一，各個輸出端電壓和原理圖中的標準電壓是相同的，這表示電源是正常的；
第二，各個輸出端一直沒有電壓，這表示開關電源出現故障；
第三，只有一個輸出端沒有電壓，其他輸出端都是正常的，表示在開關電源中的直流輸出電路出現故障；
第四，各輸出端的電壓與電路圖中的標準值相比要低5%，這表示開關電源滑的工作是正常的，有可能是電源開關發生故障，也可能是負載電路發生故障。
（2）電阻法
電阻法主要是對電路中的短路、擊穿、開路以及嚴重漏電等情況進行檢查。對單元電路來說，利用對單元電路電壓輸出端電阻的測量，能夠判斷出單元電路中是否存在漏電現象，以此來對電路中是否有短路現象進行判斷。
在開關電源中電阻法的應用：
電阻法是對開關電源各輸出端電壓進行測量，從而判斷輸出端和負載是不是有故障。當開關電源輸出電壓比較低或者是沒有輸出電壓時，利用電阻法可以對開關電壓各端電阻值進行測量，從而判斷出開關電源的輸出端是不是有故障。可能的測量結果有：
第一，輸出點的電阻值近似于0，或者是小于正常值，這表示在輸出端都短路或者是漏電現象。
第二，輸出端的電阻值超出正常值很多，這表示在輸出端有開路故障出現。
第三，各個輸出端的電阻都是正常的，表示在單元電路內沒有故障出現
（3）電流法
電流法主要是對輸出端是不是有過流故障以及輸出變壓器是否出現局部短路進行判斷。在實際操作中，一般是對輸出端的工作電壓所供給的電路中某一點進行判斷，然后以電流流向為依據，將電流表串入到判斷點，電流表所使用的量程是500mA。可能出現的情況有以下幾種：
第一，進行測量時，電流表指針很快由左端到右端。這表示在輸出端有嚴重短路或者擊穿現象。
第二，電流表指針不動。這表示所進行測量的輸出端電路沒有工作電源存在。
第三，電流表指針正常。這表示測量電路中沒有故障存在，一切正常。
3結論
彩色電視機在現在生活中的使用十分廣泛，電視機維修人員，對彩色電視機的原理依據維修技巧要有一個熟悉的掌握，提高維修水平，將出現的故障及時找出來并且進行合理維修，保證電視機的正常使用。
參考文獻
[1]常偉.快速學習彩色電視機維修理論精要[J].內蒙古電大學刊，2010（1）.
關鍵詞：繼電保護；開關電源；電源故障；改進后的電源
中圖分類號：TG434.1 文獻標識碼：A
引言
近年來，停電事故的后果日益嚴重，大型停電事故主要是由連鎖故障引起的。如1996年7月美國西部電網(wscc)和1998年6月美國中部大陸電網(MAPP)解列事故，2003年8月美、加大停電事故、2003年的英國倫敦大停電等。而造成這些大規模停電事故的罪魁禍首正是繼電保護系統的隱性故障降引，有資料表明世界上大約有75％的大的停電事故都和保護系統的不正確運作有關，繼電保護的隱性故障已經成為電力災難性的一種機理。
1 繼電保護隱性故障
繼電保護隱性故障是指系統正常運行時對系統沒有影響的故障，而當系統某些部分發生變化時，這種故障就會被觸發，從而導致大面積故障的發生。隱性故障在系統正常運行時是無法發現的，但是一旦有故障發生，繼電器正確切除故障后，電力系統潮流重新分配，在這樣的運行狀態下就可能會使帶有隱性故障的保護系統誤動作。從而有可能造成連鎖故障，擴大事故范圍。
2 開關電源工作原理
用半導體功率器件作為開關，將一種電源形態轉變為另一形態，用閉環控制穩定輸出，并有保護環節的模塊，叫做開關電源。
高壓交流電進入電源，首先經濾波器濾波，再經全橋整流電路，將高壓交流電整流為高壓直流電；然后由開關電路將高壓直流電調制為高壓脈動直流；隨后把得到的脈動直流電，送到高頻開關變壓器進行降壓，最后經低壓濾波電路進行整流和濾波就得到了適合裝置使用的低壓直流電。
電源工作原理框圖如圖1所示。
3 故障現象分析
由于繼電保護用開關電源功能要求較多，需考慮時序、保護等因素，因此開關電源設計中的故障風險較高。另外供電保護裝置又較民用電器工作條件苛刻，影響繼電保護開關電源的安全運行。本文著重分析了兩種因設計缺陷而造成故障的開關電源。
3.1 輸入電源波動，開關電源停止工作
3.1.1 故障現象：外部輸入電源瞬時性故障，隨后輸入電壓恢復正常，開關電源停止工作一直無輸出電壓，需手動斷電、上電才能恢復。
3.1.2 故障再現：用繼電保護試驗儀，控制輸入電壓中斷時間，通過便攜式波形記錄儀記錄輸入電壓和輸出電壓的變化。控制輸入電壓中斷時間長短，發現輸出存在如下三種情況：
a)輸入電源中斷一段時間(約100～200ms)后恢復，此后輸入電壓恢復正常，開關電源不能恢復工作。(此過程為故障情況)，具體時序圖見圖2所示。
b)輸入電壓長時中斷(大于250ms)后恢復，+5V、+24V輸出電壓均消失，此過程與開關電源的正常啟動過程相同。具體時序圖見圖3所示。
c)輸入電壓短暫中斷(小于70ms)后恢復，+5V輸出電壓未消失，而+24V輸出電壓也未消失，對開關電源正常工作沒有影響。具體時序圖見圖4所示。輸入電壓消失時間短暫，由于輸出電壓未出現欠壓過程，電源欠壓保護也不會動作。
3.1.3 故障分析：要分析此故障，應先了解該開關電源的正常啟動邏輯和輸出電壓保護邏輯。輸入工作電壓，輸出電壓+5V主回路建立，然后由于輸出電壓時序要求，經延時約50ms，+24V輸出電壓建立。
輸出電壓欠壓保護邏輯為：當輸出電壓任何一路降到20％乩以下時，欠壓保護動作，且不能自恢復。
更改邏輯前，因輸入電壓快速通斷而引起的電源欠壓保護誤動作，其根本原因是延時電路沒有依據輸入電壓的變化及時復位，使得上電時的假欠壓信號得不到屏蔽，從而產生誤動作，如圖2所示。
3.1.4 解決措施：采取的措施是在保護環節上增加輸入電壓檢測電路，并在延時電容上并接一個電子開關，只要輸入電壓低于定值(開關電源停止工作前的值)，該電子開關便閉合，延時電路復位，若輸入電壓重新上升至該設定值，給保護電路供電的延時電路重新開始延時，電源重啟動時的假欠壓信號被屏蔽，徹底解決了由于輸入電壓快速波動所產生的電源誤保護。從而避免了圖2的情況，直接快速進入重新上電邏輯，此時的輸出電壓建立過程見圖3所示。邏輯回路見圖5所示。
3.1.5 試驗驗證：用繼電保護試驗儀狀態序列模擬輸入電源中斷，用便攜式波形記錄儀記錄輸出電壓隨輸入電壓的變化波形。調整輸入電壓中斷時間，發現調整后的電源僅出現b)、c)兩種情況，不再出現a)即故障情況。
3.2 啟動電流過大，導致供電電源過載告警
3.2.1 故障現象：電源模塊穩態工作電壓為220V，額定功率為20.8W，額定輸出時輸入電流約為130mA。當開關電源輸入電壓緩慢增大時，導致輸入電流激增，引起供電電源過載告警。
3.2.2 故障分析：經查發現輸入電壓為60V時，電源啟動，此時啟動瞬態電流約為200mA，穩態電流為600mA，啟動時穩態電流和瞬態電流將為600士200mA，造成輸出電流激增。而由于條件限制，此電源模塊的供電電源輸出僅為500mA，因此造成供電電源過載。
由于開關電源工作需要一定的功率，設計中由于未考慮到電源啟動時，輸出回路的啟動需要一定的功率，而啟動電壓比較低，所以功率的突增，必然帶來開關電源啟動瞬態電流的激增，電流的激增對供電電源有較大的沖擊。
3.2.3 解決措施：啟動需要的功率一定，如果要減小啟動電流，可以考慮增加啟動電壓的門檻。將開關電源的啟動電壓提高到130～140V。
3.2.4 試驗驗證：調整開關電源的啟動電壓后，通過試驗儀模擬輸入電壓緩慢啟動。當開關電源在滿載情況下，試驗中緩慢上升輸入電壓(上升速率5V／s或10v／s)，從0～130V啟動，啟動時穩態電流降低到200～220mA，穩態電流大約為200士l00mA，因而啟動時穩態電流和瞬態電流將為400士loon迭，啟動電流較改進前減小300nA，不會對供電電源造成太大的沖擊。可有效避免輸入電壓瞬間降低時，給整個供電回路造成較大的電流沖擊。
結束語
從以上問題分析可知，開關電源設計時，需要關注電能變換的各個環節，開關電源的輸出電壓建立和消失時序和電源的保護功能，是緊密聯系的，當其中的某一環節存在缺陷時，開關電源就不能正常工作。因此在開關電源設計前，應重點進行兩種工作：
考慮諸如此類的問題，如啟動功率一定時，啟動電壓門檻過低，會產生輸出電流瞬態突增的現象。
在設計后盡可能依據繼電保護用開關電源行標，經專業測試部門驗證。從而設計出穩定可靠的開關電源。
參考文獻
[1]沈曉凡，舒治淮，劉軍，等．2007年國家電網公司繼電保護裝置運行情況[J]．電網技術，2008，32(16).
工作原理
高斯貝爾GSR-D33數字衛星接收機電源為典型的自激式開關電源，220V交流市電經保險管和由L1、C1組成的抗干擾抑制電路，濾除電網中干擾信號后通過D1-D4整流、E1濾波得到約300V直流電壓。300V直流電壓一路經開關變壓器B1初級繞組①-②加至開關管Q5（BUT11A）的集電極，另一路通過啟動電阻R1加到Q5基極，使Q5導通。Q5導通后，Q5集電極電流在B1初級繞組①-②上產生感應電壓，由于繞組間的電磁耦合，B1反饋繞組③-④產生感應電壓，感應電壓經D6、R5加到Q5基極，使Q5迅速進入飽和導通狀態，在此期間，C4被充電，隨著C4兩端充電電壓的不斷升高，反饋電流逐漸減小，直至Q5基極電位降至關斷值，使Q5關斷截止。在Q5截止期間，C4經R5放電，當C4放電達一定程度，C4兩端電壓不足以使Q5保持截止狀態，啟動電壓經R1加至Q5基極，Q5又進入導通狀態，如此循環，形成開關電源的振蕩過程。在開關電源循環振蕩過程中，開關變壓器次級各繞組輸出交流電壓，分別經整流、濾波、穩壓等電路處理后，得到不同的穩定電壓為主板各功能電路提供電源。
該開關電源穩壓調節電路主要由IC1（4N35）、IC2（TL431）和Q3（9013）等組成，當由于某種原因引起輸出電壓升高時，3.3V輸出電壓隨之升高，取樣電路將這一升高的變化量送到電流比較放大器IC2的控制端R，經內部電路比較放大，輸出端K電壓下降，IC1內部發光二極管電流增大，發光管亮度增強，使Q3導通程度加深，加快C4充放電速度，縮短Q5導通時間，使開關電源輸出電壓下降。當某種原因引起輸出電壓下降時，穩壓過程和上述相反。
C9、R2、D5組成尖峰吸收電路，用于限制高頻變壓器漏感產生的尖峰電壓，保護開關管。Q2、R3組成過流保護電路，當 Q5電流增大時，R3兩端壓降也增大，最終使Q2導通，分流Q5基極正反饋電流，使Q5集電極電流減小，對Q5起到過流保護作用。
常見故障分析
1、通電后，立即燒保險
此類故障應從市電輸入端檢查入手，用測電阻的方法很容易發現故障點。重點檢查抗干擾電路中C1、濾波電路中的E1有無漏電，橋式整流電路中整流二極管D1-D4有無短路，Q3、Q5是否已擊穿。
2、通電后，不燒保險，但無任何顯示
此故障一是由于300V電壓未加入主變換電路，另一原因是主變換電路未工作。檢修時先測量E1兩端有無300V直流電壓，若E1兩端無300V電壓，應檢查L1、NTC是否斷路。若E1兩端有300V電壓，而Q5集電極無電壓，則是開關變壓器初級繞組①-②斷路；若主變換電路未工作，則應檢查相關振蕩電路元件，重點檢查啟動電阻R1和C4是否已損壞等。
1 引言
隨著PWM技術的不斷發展和完善，開關電源得到了廣泛的應用，以往開關電源的設計通常采用控制電路與功率管相分離的拓撲結構，但這種方案存在成本高、系統可靠性低等問題。美國功率集成公司?POWER Integration Inc?開發的TOP Switch系列新型智能高頻開關電源集成芯片解決了這些問題，該系列芯片將自啟動電路、功率開關管、PWM控制電路及保護電路等集成在一起，從而提高了電源的效率，簡化了開關電源的設計和新產品的開發，使開關電源發展到一個新的時代。文中介紹了一種用TOP Switch的第三代產品TOP249Y開發變頻器用多路輸出開關電源的設計方法。
2 TOP249Y引腳功能和內部結構
2．1 TOP249Y的管腳功能
TOP249Y采用TO－220－7C封裝形式，其外形如圖1所示。它有六個管腳，依次為控制端C、線路檢測端L、極限電源設定端X、源極S、開關頻率選擇端F和漏極D。各管腳的具體功能如下：
控制端C：誤差放大電路和反饋電流的輸入端。在正常工作時，利用控制電流IC的大小可調節占空比，并可由內部并聯調整器提供內部偏流。系統關閉時，利用該端可激發輸入電流，同時該端也是旁路、自動重啟和補償電容的連接點。
線路檢測端L：輸入電壓的欠壓與過壓檢測端，同時具有遠程遙控功能。TOP249Y的欠壓電流IUV為50μA，過壓電流Iav為225μA。若L端與輸入端接入的電阻R1為1MΩ，則欠壓保護值為50VDC，過壓保護值為225VDC。
極限電流設定端X：外部電流設定調整端。若在X端與源極之間接入不同的電阻，則開關電流可限定在不同的數值，隨著接入電阻阻值的增大，開關允許流過的電流將變小。
源極S：連接內部MOSFET的源極，是初級電路的公共點和電源回流基準點。
開關頻率選擇端F：當F端接到源極時，其開關頻率為132kHz，而當F端接到控制端時，其開關頻率變為原頻率的一半，即66kHz。
漏極D：連接內部MOSFET的漏極，在啟動時可通過內部高壓開關電流提供內部偏置電流。
2．2 TOP249Y的內部結構
TOP249Y的內部工作原理框圖如圖2所示，該電路主要由控制電壓源、帶隙基準電壓源、振蕩器、并聯調整器／誤差放大器、脈寬調制器（PWM）、門驅動級和輸出級、過流保護電路、過熱保護電路、關斷／自動重起動電路及高壓電流源等部分組成。
3 基于TOP249Y的開關電源設計
筆者利用TOP249Y設計了一種新型多路輸出開關電源，其三路輸出分別為5V／10A、12．5V／4A、7V／10A，電路原理如圖3所示。該電源設計的要求為：輸入電壓范圍為交流110V～240V，輸出總功率為180W。由此可見，選擇TOP249Y能夠滿足要求。
3．1 外圍控制電路設計
該電路將X與S端短接可將TOP249Y的極限電流設置為內部最大值；而將F端與S端短接可將TOP249Y設為全頻工作方式，開關頻率為132kHz。
圖2
在線路檢測端L與直流輸入Ui端連接一2MΩ的電阻R1可進行線路檢測，由于TOP249Y的欠壓電流IUV為50μA，過壓電流Iav為225μA，因此其欠壓保護工作電壓為100V，過壓保護工作電壓為450V，即TOP249Y在本電路中的直流電壓范圍為100～450V，一旦超出了該電壓范圍，TOP249Y將自動關閉。
3．2 穩壓反饋電路設計
反饋回路的形式由輸出電壓的精度決定，本電源采用“光耦＋TL431”，它可以將輸出電壓變化控制在±1％以內，反饋電壓由5V／12A輸出端取樣。電壓反饋信號U0通過電阻分壓器R9、R11獲得取樣電壓后，將與TL431中的2．5V基準電壓進行比較并輸出誤差電壓，然后通過光耦改變TOP249Y的控制端電流IC，再通過改變占空比來調節輸出電壓U0使其保持不變。光耦的另一作用是對冷地和熱地進行隔離。反饋繞組的輸出電壓經D2、C2整流濾波后，可給光耦中的接收管提供電壓。R4、C4構成的尖峰電壓經濾波后可使偏置電壓即使在負載較重時，也能保持穩定，調節電阻R6可改變輸出電壓的大小。
3．3 高頻變壓器設計
由于該電源的輸出功率較大，因此高頻變壓器的漏感應盡量小，一般應選用能夠滿足132kHz開關頻率的錳鋅鐵氧體，為便于繞制，磁芯形狀可選用EI或EE型，變壓器的初、次級繞組應相間繞制。
高頻變壓器的設計由于要考慮大量的相互關聯變量，因此計算較為復雜，為減輕設計者的工作量，美國功率公司為TOP Switch開關電源的高頻變壓器設計制作了一套EXCEL電子表格，設計者可以方便地應用電子表格設計高頻變壓器。
3．4 次級輸出電路設計
輸出整流濾波電路由整流二極管和濾波電容構成。整流二極管選用肖特基二極管可降低損耗并消除輸出電壓的紋波，但肖特基二極管應加上功率較大的散熱器；電容器一般應選擇低ESR?等效串聯阻抗?的電容。為提高輸出電壓的濾波效果，濾除開關所產生的噪聲，在整流濾波環節的后面通常應再加一級LCC濾波環節。
3．5 保護電路設計
本電源除了電源控制電路TOP249Y本身所具備的欠壓、過壓、過熱、過流等保護措施外，其外圍控制電路也應有一定的保護措施。用D3、R12、Q1可構成一個5．5V的過壓檢測保護電路。這樣，當5V輸出電壓超過5．5V時，D3擊穿使Q1導通，從而使光耦電流增大，進而增大了控制電路TOP249Y的控制端電流IC，最后通過內部調節即可使輸出電壓下降到安全值。
圖3
為防止在開關周期內，TOP249Y關斷時漏感產生的尖峰電壓使TOP249Y損壞，電路中設計了由箝壓齊納管VR1、阻斷二極管D1、電容C5、電阻R2、R3組成的緩沖保護網絡。該網絡在正常工作時，VR1上的損耗很小，漏磁能量主要由R2和R3承擔；而在啟動或過載時，VR1即會限制內部MOSFET的漏極電壓，以使其總是處于700V以下。
4 電源性能測試及結果分析
根據以上設計方法，筆者對采用TOP249Y設計的多路輸出開關電源的性能進行了測試。實測結果表明，該電源工作在滿載狀態時，電源工作的最大占空比約為0．4，電源的效率約為90％，紋波電壓控制、電壓調節精度及電源工作效率都超過了以往采用控制電路與功率開關管相分立的拓撲結構形式的開關電源。
【關鍵詞】直流開關電源；工作原理；保護
隨著科學技術的發展，電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切，而電子設備都離不開可靠的電源，因此直流開關電源開始發揮著越來越重要的作用，并相繼進入各種電子、電器設備領域，程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了直流開關電源。同時隨著許多高新技術，包括高頻開關技術、軟開關技術、功率因數校正技術、同步整流技術、智能化技術、表面安裝技術等技術的發展，開關電源技術在不斷地創新，這為直流開關電源提供了廣泛的發展空間。但是由于開關電源中控制電路比較復雜，晶體管和集成器件耐受電、熱沖擊的能力較差，在使用過程中給用戶帶來很大不便。為了保護開關電源自身和負載的安全，根據了直流開關電源的原理和特點，設計了過熱保護、過電流保護、過電壓保護以及軟啟動保護電路。
1．開關電源的原理及特點
1.1 工作原理
直流開關電源由輸入部分、功率轉換部分、輸出部分、控制部分組成。功率轉換部分是開關電源的核心，它對非穩定直流進行高頻斬波并完成輸出所需要的變換功能。它主要由開關三極管和高頻變壓器組成。
1.2 特點
為了適應用戶的需求，國內外各大開關電源制造商都致力于同步開發新型高智能化的元器件，特別是通過改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體材料上加大科技創新，以提高在高頻率和較大磁通密度下獲得高的磁性能，同時SMT技術的應用使得開關電源取得了長足的進展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關電源的輕、小、薄。因此直流開關電源的發展趨勢是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。
2.直流開關電源的保護
基于直流開關電源的特點和實際的電氣狀況，為使直流開關電源在惡劣環境及突發故障情況下安全可靠地工作，本文根據不同的情況設計了多種保護電路。
2.1 過電流保護電路
在直流開關電源電路中，為了保護調整管在電路短路、電流增大時不被燒毀。其基本方法是，當輸出電流超過某一值時，調整管處于反向偏置狀態，從而截止，自動切斷電路電流。當出現負載短路，過載或者控制電路失效等意外情況時,會引起流過穩壓器中開關三極管的電流過大，使管子功耗增大,發熱,若沒有過流保護裝置，大功率開關三極管就有可能損壞。故而在開關穩壓器中過電流保護是常用的，最經濟簡便的方法是用保險絲。由于晶體管的熱容量小,普通保險絲一般不能起到保護作用,常用的是快速熔斷保險絲，這種方法具有保護容易的優點。
2.2 過電壓保護電路
直流開關電源中開關穩壓器的過電壓保護包括輸入過電壓保護和輸出過電壓保護。如果開關穩壓器所使用的未穩壓直流電源的電壓如果過高，將導致開關穩壓器不能正常工作，甚至損壞內部器件，因此開關電源中有必要使用輸入過電壓保護電路。采用集成電路電壓比較器來檢測開關穩壓器的輸出電壓，是目前較為常用的方法，利用比較器的輸出狀態的改變跟相應的邏輯電路配合，構成過電壓保護電路，這種電路既靈敏又穩定。
2.3 軟啟動保護電路
開關穩壓電源的電路比較復雜，開關穩壓器的輸入端一般接有小電感、大電容的輸入濾波器。在開機瞬間，濾波電容器會流過很大的浪涌電流，這個浪涌電流可以為正常輸入電流的數倍。這樣大的浪涌電流會使普通電源開關的觸點或繼電器的觸點熔化，并使輸入保險絲熔斷。另外，浪涌電流也會損害電容器，使之壽命縮短，過早損壞。為此，開機時應該接入一個限流電阻，通過這個限流電阻來對電容器充電。為了不使該限流電阻消耗過多的功率，以致影響開關穩壓器的正常工作，而在開機暫態過程結束后，用一個繼電器自動短接它，使直流電源直接對開關穩壓器供電，這種電路稱之謂直流開關電源的“軟啟動”電路。
2.4 過熱保護電路
直流開關電源中開關穩壓器的高集成化和輕量小體積，使其單位體積內的功率密度大大提高，因此如果電源裝置內部的元器件對其工作環境溫度的要求沒有相應提高，必然會使電路性能變壞，元器件過早失效。因此在大功率直流開關電源中應該設過熱保護電路。采用溫度繼電器來檢測電源裝置內部的溫度，當電源裝置內部產生過熱時，溫度繼電器就動作，使整機告警電路處于告警狀態，實現對電源的過熱保護，亦可將溫度繼電器置于開關三極管的附近，一般大功率管允許的最高管殼溫度是75℃，調節溫度整定值為60℃。當管殼溫度超過允許值后繼電器就切斷電器，對開關管進行保護。
3.開關電源的應用
開關電源是利用現代電力電子技術，控制功率半導體器件開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源。與線性穩壓電源相比，開關電源具有體積小、效率高、重量輕等一系列優點，在各種電子設備中得到廣泛的應用。
3.1開關電源的分類
根據分類的原則不同，開關電源有很多種分類方法：
(1)根據輸入輸出類型，可分為DC/DC變換器和AC/DC變換器。
(2)根據驅動方式，可分為自勵式和他勵式。
(3)根據控制方式，可分為脈沖寬度調制式（PWM）、脈沖頻率調制式（PFM）、PWM和PFM混合式。
(4)根據電路組成，可分為諧振型和非諧振型。
此外還可分為單端正激式和反激式、推挽式、半橋式、全橋式、降壓式、升壓式和升降壓式等等。
3.2 開關電源的發展趨勢
高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化是開關電源的發展趨勢。目前市場上的開關電源中采用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz電源，其頻率有待進一步提高。提高開關頻率，需要有高速開關元器件。同時為了保證效率，要減少開關損耗。開關速度提高后，會受電路中分布電感和電容或二極管中存儲電荷的影響而產生浪涌或噪聲。為了控制浪涌，針對不同的情況，可采用R-C或L-C緩沖器、非晶態等磁芯制成的磁緩沖器、諧振式開關。諧振式開關在控制浪涌的同時還可將可開關損耗。
在可靠性方面，開關電源生產商通過降低運行電流，降低結溫等措施以減少器件的應力，使得產品的可靠性大大提高。若單獨追求高頻化，必將導致噪聲增大。理論上，采用部分諧振轉換電路技術，可實現高頻化又可降低噪聲。但在這實用化方面存在著技術問題，因此在此領域仍須進行大量研究工作。
組成及作用：
1. GENIV2003KHPA電源系統的組成如圖1所示。
2. GENⅣ2003KHPA電源系統各部分作用如下：
（1） 瞬時干擾抑制器A8：用于抑制饋送到電源系統交流電路的瞬時高幅度電壓；
（2） 電磁干擾濾波器EMI FL1：用于減小開關電源反饋到交流輸入電源的傳導噪音；
（3） 電路斷路器CB1：KHPA主電源開關；
（4） 交流側面板A1：
a） 分步啟動電路：用于把來自交流電源的浪涌電流限制在高壓開啟期間穩定值的180%以下；
b） +24VDC電源PS1：為GENⅣ2003KHPA提供穩定的24V直流電壓；
（5） 缺相檢測器A7：用于檢測交流輸入電源的三相供電是否缺相；
（6） 輸入整流濾波器：對輸入交流電壓進行整流濾波；
（7） 電源處理器A3：用于把直流電壓轉換成50KHz的交流電壓；
（8） 高壓變壓器/整流器A4：把50KHz的交流電壓升壓，并經高壓整流輸出束電壓、燈絲電壓和收集極電壓；
（9） 高壓濾波器A5：將經高壓整流的束電壓、燈絲電壓和收集極電壓進行濾波，減小直流電壓的紋波，以滿足速調管的供電要求；
（10） 電源處理控制器A2：電源系統的微處理器，可通過CAN總線與前面板控制器和射頻控制器進行通訊，主要功能是：
控制分步啟動電流接觸器K1、K2；
控制束電壓按先后順序接通和關斷；
調整控制束電壓和燈絲電壓；
監測電源的模擬和數字輸入的各種參數；
監測電源的故障條件，如果發生了一個與電源相關的故障，例如像高體電流，電源處理控制器會立刻關斷高壓。
電源系統工作原理分析
為了便于分析GENⅣ2003KHPA電源系統工作原理，本文對GENⅣ2003KHPA電源系統電路原理圖進行了分類歸納和整理，詳見圖2 GENⅣ2003KHPA電源系統工作原理框圖。
1. GENⅣ2003KHPA電源系統簡單工作過程
GENⅣ2003KHPA為三相四線380VAC供電，要求交流電壓應為380VAC±10%和50Hz±3Hz。
交流輸入電源從J1連接到瞬時干擾抑制器A8，再經電磁干擾濾波器EMI FL1送到裝在前面板上的主源開關CB1上。交流電源再通過分步啟動電路（Step Start Section）A1，然后經整流和濾波后再送到電源處理器A3。
電源處理器A3把直流電壓轉換為50KHz交流電壓加到A4板（高壓變壓器T1和整流器BR2）。高壓整流器BR2輸出的束電壓、燈絲電壓和收集極電壓，送到高壓濾波器/反饋板A5，經采樣和濾波后送至射頻模塊內的速調管。束電壓和燈絲電壓的取樣值從A5板反饋到電源處理控制器A2，束電壓、束電流、管體電流、燈絲電壓和燈絲電流可通過內嵌的控制系統進行監測。
束電壓和燈絲電壓在微處理器的控制下，束電壓可以從1KV到速調管標示牌電壓值之間調整，同樣地，燈絲電壓也可以從0V到速調管標示牌電壓值之間調整。當所需輸出功率小于額定功率時，節電模式能適時調整束電壓低于標示牌值。同樣，燈絲電壓也能自動減小，以延長陰極的壽命。當不需要KHPA長時間工作，但又需要在幾秒內能完全開啟時，采用1KV熱備份模式也可以延長速調管的壽命。
2. GENⅣ2003KHPA電源系統工作原理
（1）分步啟動電路（Step Start Section）A1
它包括了輸入濾波器A6中的電容器C1和C2，最初交流電壓通過電流接觸器K1和電阻R2、R3加到A6，因此能限制充電電流。1秒之后濾波電容被充電80%，主電流接觸器K2閉合，分步啟動交流接觸器K1打開。軟啟動在燈絲加熱結束后可自動啟動。
直流電源PS1為分步啟動控制電路和電源風機B1提供24V直流電壓。
（2）輸入濾波器（Input Filter）A6（包括電感L1、L2）
三相交流輸入電壓整流濾波器包括二個電感L1、L2和安裝在PCB上的四個電容器C1-C4組成。對于380-408VAC輸入，需連接跳線JP3，采用串/并聯連接，電阻R1-R4可確保C1-C4均分直流電壓。在待機和電源關斷（Standby Mode or Power OFF）時，電容器C1-C4能通過R1-R4連續放電。
（3）電源處理器A3
輸入濾波器A6輸出的經整流的直流電壓送到電源處理器A3。當交流輸入為380VAc時，A6（J3、J4）輸出的500~530VDC直流電壓連接到A3的J1、J2。A3再把500-530V直流變換為幅度360V、工作頻率為50KHz的方波，經A3的J3、J4再送到高壓變壓器/高壓整流器A4內的升壓變壓器T1。
電源處理器A3由BUCK開關電源和H-橋IGBTs兩級組成。
電源處理器A3的功率管主要采用IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）絕緣柵雙極型功率管，它是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式電力電子器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。
BUCK開關電源有兩個交叉部分組成，每個部分有兩只交替工作IGBT（Q1/Q2和Q3/Q4），即每次只有一只IGBT（Q1或Q2和Q3/或Q4）工作。通過門激勵變壓器T1和T2提供的工作頻率為25KHz的同相激勵信號，可在束電壓20%到90%范圍內不斷調整到所需的束電壓。這樣使得每個交叉部分的工作頻率為50KHz（兩只交替工作的IGBT，每只工作頻率為25KHz），因此BUCK開關電源的實際工作頻率為100KHz（兩個交叉部分，每部分工作頻率為50KHz）。
快速恢復整流二極管CR3-4和CR1-2、8-9和電感L1、L3，、電容C3-4，以及電阻R5-6，R9-10、R24-27共同為BUCK開關電源提供軟轉換條件。
電流傳感變壓器T5-T8、電阻R19-R20和二極管CR14-CR21能檢測到BUCK開關電源L2L4上的直流電流，并把它送到電流控制環路和保護電路。
H-橋IGBTs由四對IGBT并聯組成。通過門激勵變壓器T3-T4（工作頻率50KHz，間歇時間2s）提供異相激勵信號供給IGBTs，Q5、Q6和Q11、Q12或Q9、Q10和Q7、Q8交替工作。電流傳感變壓器T9、電阻R21和二極管CR10-CR11將檢測到的輸出BUS電流，送至H-橋IGBTs過流比較器。諧振電絡中電容C5-C8和電感L5-L6可為H-橋IGBTs提供小電流關斷條件。
二極管CR5-CR7可以把BUCK開關電源的輸出電壓鉗制到輸入電壓，以便在BUCK開關電源短路時，保護H-橋IGBTs電路不過壓。
（4）高壓變壓器/高壓整流器（High Voltage Transformer/Rectifier）A4
高壓變壓器/高壓整流器A4可以把電源處理器A3輸出的360VAC/50KHz方波信號升壓到10KVAC左右，然后再進行整流送到高壓濾波器A5。此外A4的另一路輸出信號被送到電源處理控制器A2，用作束電流監測。
（5）高壓濾波器（High Voltage Filter）A5
高壓濾波器A5能對高壓變壓器/高壓整流器A4輸出的直流電壓進行濾波。A4輸出直流電壓的紋波大約為20Vp-p，經A5濾波后紋波大約減少到1Vp-p。經濾波后的直流高壓可直接接到速調管。
A5（J1）接到電源處理控制器A2（J3），通過（A5）J1和（A2）J3之間連接，能傳輸來自和到A2的信號。
高壓濾波器模塊A5由高壓濾波部分、反饋/監測部分和燈絲電源部分組成。
高壓濾波器模塊A5包含有粗濾波器C1-C4和跟隨的由電感L1-L2和電容C5-C6組成的細濾波網絡（用于陰極/燈絲）、L4和C15（用于COL3），以及L5和C16（用于COL2）。火花間隙SG1-SG4可保護電感L1、L2、L4和L5，免受高壓電弧影響。電流傳感器T1、二極管CR1-CR4、電阻R21-R22和齊納二極管CR15構成高壓電弧檢波器（A5J1的29/30 HV-ARC的輸出送到電源處理控制器A2）。電阻R24上的跨接電壓可以自動檢測平均的體電流（A5J1的27/28 BODY CURR的輸出送到電源處理控制器A2）。
經高壓分壓器R17、R19得到的束電壓監測，由A5J1的21/22（（BEAM VOLT）
輸出到電源處理控制器A2。
經高壓分壓器R18、R20和高壓電容C7（20pF）得到束反饋電壓。由A5J1的25/26（BEAM FDBK）輸出到電源處理控制器A2。
速調管燈絲直流電壓是由來自電源處理控制器A2的直流和交流信號產生的。幅度為30VAC到40VAC之間的50KHz方波異相信號被送到A5J1的DRV A和DRV B，加到變壓器T2初級線圈的1端和4端。電源處理控制器A2也提供一個約為20VDC的直流電壓加到A5J1的CT端，并送到變壓器T2的中心頭2/3端。變壓器T2次級線圈輸出的交流信號，經整流和濾波后，送到速調管燈絲E7、E8端子。變壓器T2（5端和6端）的輸出除被反饋到燈絲電壓可調節穩壓電路外，也還被送測燈絲電壓監測電路。
電容器C13-C14與電阻R31-R32和齊納二極管CR22-CR23一起可箝制和濾除在高壓打火期間高壓電纜產生的噪音，以保護高壓互鎖的輸入不過壓。
（6）電源處理控制器（Power Processor Controller ）A2
電源處理控制器A2工作原理分析如下：
a） 束電壓調節
調節回路工作在平均電流模式。它有兩個反饋回路：主電壓反饋回路和兩個局部電流反饋回路。在工廠設定的電壓反饋工作模式下（JP15的1和2相連），兩個BUCK電流反饋回路可使BUCK開關電源能像受控電流源一樣，為H-橋IGBTs提供幅度恒定的直流電流。
在A2J3（25/26頭）上，來自高壓濾波器A5的束電壓反饋信號，與差分放大器U2的參考電壓相比較。U2的輸出可作為電流差分放大器U1A和U1B的參考值，并送到PWM控制器U3和U4，以使BUCK開關電源連續變換。MOSFET激勵器U5-U6和U39-U40能提供激勵信號，通過裝在電源處理器A3上的門激勵變壓器，能為BUCK IGBTs提供激勵信號。
H-橋控制器U7工作在固定的占空因數（通過調整R21可到80%），其標稱工作頻率為100KHz（可調整R78）。MOSFET推動級U10-U13可以通過裝在電源處理板上的門激勵變壓器，以推動H-橋IGBTs。
來自U7-12腳的100KHz同步信號用于產生50KHz的時鐘供給燈絲電源HTR P/S（對應于U14-5和U14-6），從用于產生50KHz的同步信號供給交替工作的BUCK開關電源（對應于U9-6和U9-8）。SYNC A和SYNC B用于Buck A和Buck B每間隔半個周期同相轉換一次。
b） 燈絲電源（Heater Power Supply）
燈絲電源HTR P/S是一個推挽式開關變換器，變換頻率為50KHz，固定能率接近100%。電流通過L1饋送到從穩壓電源的直流總線通過L1饋送到A5燈絲變壓器T2。MOSFET晶體管Q1、Q2驅動裝在高壓濾波板上（HV Filter Board）的燈絲變壓器T2（HTR XFMR）。來自高壓濾波板的HTR燈絲反饋電壓與U16-B差分放大器的參考電壓相比較，差分放大器的輸出可驅動可調節的電壓穩壓器U41。通過改變饋送到燈絲變壓器T2中心頭的電壓，穩壓器U41可控制燈絲電源（HTR P/S）的輸出。燈絲電流從跨接在燈絲變壓器初級的電阻R88、R89上取樣。燈絲電流取樣饋送到放大器U19用于監測，饋送到放大器U16-A用于電流抑制。穩壓器U41自身有內部電流抑制，殘余的可用外部電流抑制電路抑制（見上述）。電流抑制可用于限制燈絲電流浪涌，以及可保護燈絲電源。
與電源處理控制器相關聯的門閉鎖故障如下：
Buck A過流：來自電源處理器A3 BUCK開關電源輸出變壓器T5、T7檢測電路，送至電源處理控制器A2的門閉鎖保護電路，經比較器U18-A推動D觸發器U20-A，除供指示器DS1外，并送至U30（CPU）；
Buck B過流：來自電源處理器A3 BUCK開關電源輸出變壓器T6、T8檢測電路，送至電源處理控制器A2的門閉鎖保護電路，經比較器U18-B推動D觸發器U20-B，除供指示器DS2外，并送至U30（CPU）；
BUS過流（即橋過流Bridge Over Current）：來自電源處理器A3 H-橋輸出變壓器T9檢測電路，送至電源處理控制器A2的門閉鎖保護電路，經比較器U18-C推動D觸發器U20-C，除供指示器DS3外，并送至U30（CPU）；
+15V電壓低：來自A1 PS1電源的+24VDC電壓送至電源處理器A2，經+15VDC穩壓器輸出后送至比較器U18-D推動D觸發器U21-D，除供指示器DS4外，并送至U30（CPU）；
加到四重比較器U18的公共參考電壓為2.5Vdc。比較器輸出達到一個故障條件以下的邏輯低電平，可調整雙D觸發器U20、U21電路的門閉鎖。比較器輸出達到一個故障條件以上的邏輯低電平，門閉鎖激勵指示器（LED發紅光DS1-4），這有利于處理故障。任何門閉鎖故障都可以立刻關斷電源處理器A3。需要復位信號（PP RESET）用來清除任何門閉鎖故障。
跳線JP1允許在檢測高壓電弧時，選擇快速電源處理器禁止。這有兩種工作模式，電壓或電流模式。電壓模式是工廠確省模式。電流模式將來會用，但目前從未被選擇。
對于電弧檢測，電源處理器的切換時間不能大于20ms，允許加到速調管的高壓衰減到零伏，從而熄滅電弧。20ms之后，電源重新啟動返回到原先的水平，并在25ms內完全修復。
c） 模擬信號監測
被監測的模擬信號如下：
燈絲電流：來自高壓濾波器A5燈絲變壓器T2初級取樣電阻R88、R89的燈絲檢測電流，經運放U19，送至U30，做燈絲電流滿刻度和偏置校正（滿刻度4.096 VDC為10A）；
燈絲電壓：來自高壓濾波器A5燈絲變壓器T2燈絲電壓檢測信號，送至電源處理控制器A2，經運放U45-A，做燈絲電壓滿刻度和偏置校正（滿刻度4.096 VDC為10V）；
束電流：來自高壓變壓/整流器A4高壓變壓器的束電流檢測信號，送至電源處理控制器A2，經運放U45-B，送至U30，做束電流滿刻度和偏置校正（滿刻度4.096 VDC為4A）；
束電壓：來自高壓濾波器A5束電壓取樣電路R17、R19束電壓檢測信號，送至電源處理控制器A2，經運放U45-D，送至U30，做束電壓滿刻度和偏置校正（滿刻度4.096 VDC為12KV）；
體電流：來自高壓濾波器A5體電流取樣電路R23、R24體電流檢測信號, 送至電源處理控制器A2，經運放U45-C，送至U30，整體電流滿刻度和偏置校正運（滿刻度（4.096 VDC為80mA）；
在滿足以上電壓或電流滿刻度條件之后，模擬信號被饋送到微處理器U30。但必需要用軟件做定標和偏置，定標和偏置可在前面板顯示器中的工程功能屏“Engineering Functions”上進行。
d） 互鎖聯動裝置
GENIV 2003KHPA有如下幾個互鎖聯動裝置：
高壓互鎖：來自高壓濾波器A5E13、E14的高壓互鎖檢測信號，送至電源處理控制器A2的光電耦合器IS02送至U30，然后再送至或非門U24-C,經與門U25B.C.D,送至（PWM）U3、U4、U7，經邏輯判斷后，決定是否關斷電源處理器A3BUCK開關電源和BUS H-橋的門激勵；
蓋互鎖：蓋互鎖故障可以不用，直接短接J5-23和J5-24，蓋互鎖檢測信號，送至電源處理控制器A2的光電耦合器IS01送至U30，然后再送至或非門U24-C,經與門U25B.C.D,送至U3、U4、U7，經邏輯判斷后，決定是否關斷電源處理器A3BUCK開關電源和BUS H-橋的門激勵；
CAN互鎖1和CAN互鎖2：CAN互鎖1和CAN互鎖2檢測信號送至或非門U24-D，經與門U25-B送至U25-C.D，再送至U3、U4、U7，經邏輯判斷后，決定是否關斷電源處理器A3 BUCK開關電源和BUS H-橋的門激勵；
互鎖裝置失鎖會導致產生一個故障條件，并通過邏輯門電路立刻關斷電源處理器A3。
e） 系統狀態信號
如下系統狀態信號來源于電源處理控制器A2：
K1狀態（分步啟動繼電器K1）：交流接觸器K1的邏輯低電平送至反相器U22-A和開關管Q12進行電平轉換后送至CPU，以顯示分步啟動繼電器K1的工作狀態；
K2狀態（分步啟動繼電器K2）：交流接觸器K2的邏輯低電平送至反相器U22-B和開關管Q13進行電平轉換后送至CPU，以顯示分步啟動繼電器K2的工作狀態；
風機故障：來自電源風機B1電路的風機故障信號，送至反相器U22-C進行電平轉換后送至CPU，以顯示風機B1的工作狀態；
缺相故障：來自缺相檢測電路A7的缺相故障信號，送至反相器U23-A.B進行電平轉換后送至CPU，以顯示三相交流輸入電源的工作狀態；
交流故障：來自A1 PS1的24VDC檢測信號，送至反相器U23-C.D進行電平轉換后送至CPU，以顯示+24VDC電源的工作狀態；
系統狀態故障被饋送到微處理器U30，通過軟件會影響電源系統的工作。狀態改變到控制器響應之間的延時時間為幾毫秒。
f） 系統激勵信號
如下系統激勵信號產生于電源處理控制器A2,通過系統連接線，系統激勵信號被送到它們各自的目的地。
K1激勵（分步啟動繼電器K1）：來自A2（CPU）U30的K1 DRV邏輯高電平經反相器U47-A.B送至指示器DS5，然后由開關管Q4、繼電器K1組成的分步啟動電路為交流接觸器K1提供0-24VDC的驅動電壓；
K2激勵（分步啟動繼電器K2）：來自A2（CPU）U30的K1 DRV邏輯高電平經反相器U47-C.D送至指示器DS6，然后由開關管Q5、繼電器K2組成的分步啟動電路為交流接觸器K2提供0-24VDC的驅動電壓；
風機復位（BLOWER RESET）：來自A2（CPU）U30的風機復位邏輯高電平經反相器U22-E送至指示器DS8，然后由開關管Q5為電源風機B1提供風機復位驅動信號；
PFC ON（功率因數校正/開啟功能）：國際電工委員會IEC61000-3-2標準，對用電設備輸入電流的諧波含量作了嚴格的限制，因此必須在用電設備的輸入端加入一級功率因數校正（Power Factor Correction，PFC）裝置，以提高輸入端的功率因數。GENⅣ2003KHPA電源系統目前沒使用PFC，未來使用；
PFC RESET（功率因數校正/復位功能，未來使用）；
關鍵詞：識讀電路；分析線路；修理方法
家電維修是電器維修工所要面對的一項基本工作，它是電學理論與技能的具體體現。隨著社會的發展，工業的進步，各種高新的電器產品逐步走入千家萬戶，然而這些高新產品的維修工作已成為社會亟待解決的突出問題。如何做到準確無誤的快速判斷和解決故障已成為每個維修工作者的首選。電視機是許多家用電器的代表，它是聚聲、光、電學于一體的綜合知識產物，為此本人以彩色電視機的維修技巧為例，來提高家用電器的維修水平。
一、要具備對電路的分析能力
能否正確識讀和分析電路是電視機修理技術人員能否迅速排除故障的關鍵。識讀和分析電路的快慢反映了一個修理工基礎知識、專業知識掌握的程度。一般來說，掌握的基礎知識、專業知識的面越廣，程度越深，則識讀電路的速度就越快，對電路各部分工作原理的分析就越透。對各元件作用的判斷也越準確，也就能很快找到故障所在。
雖然識讀電路的快慢與一個人所掌握的知識面及專業知識的程度有關，但如果能掌握一些識讀電路的方法和技巧，對分析電路是有幫助的。
識讀電視機電路圖的基本過程，可以歸納成如下四句話：原理心中藏，方框慣全圖；圖中凝難處，“等效”才清楚。
所謂“原理心中藏”，就是說要學習和掌握被分析系統的基本工作原理，以便在分析各個具體電路時應用。
“方框慣全圖”，就是把所要分析的原理圖，按照其中各部分分電路的功能畫出方框圖。這對電路圖來說是進行了一次簡化，而對被分析系統的認識來說卻是一次深化。它對我們弄清原理圖中各級之間的相互聯系以及信號在電路中的來龍去脈是非常有益的。
看不懂某部分電路圖，不外乎兩種情況：一種是對該處的作用不清楚。也就是說：不知道該電路的輸入，輸出信號的狀況。如果知道了它的輸入，輸出信號，就容易推斷出該電路的作用了。
二、修理方法要掌握
在彩色電視機維修過程中常用的修理方法有以下幾種：
1、電壓法
電壓法是指用萬用表測量電視機內各點電壓的一種方法，它是用來判斷彩色電視機各單元電路是否正常工作最快捷、準確的方法。通過測量單元電路末級關鍵點的電壓，基本上可以判斷出故障發生在這個單元電路的哪級電路。
電壓法在開關電源中的應用
開關電源各電壓輸出端是連接開關電源與負載電路的橋梁，測量各輸出端電壓可以判斷出開關電源電路是否正常工作，以及不正常的原因是開關電源本身還是在負載電路。測量結果有以下幾種：
A、各輸出端電壓與原理圖中標準的電壓值相同，說明電源正常工作。
B、各輸出端始終無電壓，說明故障在開關電源。
C、只有一個輸出端無電壓，其他輸出端正常，說明故障在開關電源的這一組直流輸出電路。
D、各輸出端電壓值偏離圖中標定值5%以上比標定值低5%均說明開關電源滑正常工作。故障發生的部位可能是開關電源，也可能在負載電路。
2、電阻法
電阻法主要用于檢修單元電路是否有短路、開路、擊穿、嚴重漏電等。對于單元電路來講，通過測量單元電路的工作電壓輸出斷的對地阻值，判斷這個單元電路相對工作電源輸出是否存在與嚴重漏電，從而判斷這個單元電路是否有過過與短路故障。
（1） 電阻法在開關電源中應用
電阻法測量開關電源各輸出對地電阻，可以判斷輸出端與負載是否有短路故障。
在開關電源無輸出或輸出電壓低兩種故障時，用電阻法測量開關電源個輸出端電阻值，可以判斷出開關電源輸出端有明顯短路與嚴重漏電故障，測量的結果可能有：
A、某輸出點電阻近于0千歐或明顯小于正常值，說明這個輸出端有短路或嚴重漏電故障。如，整流管損壞、濾波電容擊穿等情況。
B、某個輸出端電阻遠遠大于正常值，說明這個輸出端由開路故障。如，整流管或保險絲開路。
C、各輸出斷電阻基本正常，說明開關電源輸出端級負載不存在明顯短路與漏電故障。
3、電流法在檢修中的應用
電流法主要用于判斷行輸出級是否有過流故障、行輸出變壓器是否局部短路。檢修時，通常是判斷開行輸出級工作電壓供給電路中的某點，然后根據電流流向在判斷開點處串入電流表。使用量程為5 0 0毫安，測量結果如下可能：
A、 測量時表針快速從最左端到最右端：
說明行輸出級有嚴重的擊穿或短路故障。如行輸出變壓器短路、行管擊穿、逆程電容損壞。
B、無電流，即表針不動：
說明所測量的行輸出級電路沒有工作電源。
C、測量正常：
行輸出級工作電流一般為350-400毫安，說明行輸出級及行振蕩級正常。
4、觀察法在檢修中應用
利用故障現象觀察法進行檢修，首先要對故障現象進行分類，這里我們把彩色電視機出現的千差萬別的故障歸納為下面幾大類。
A、全無類：
即電視機無電工作的任何表現。各種可能是開關電源、行掃描、場掃描、伴音通道等短路或過流。對于遙控彩電機還要考慮到遙控系統。
B、三無類：
既無光柵、無圖像、無伴音，但有“吱吱”或其他加電工作的反映，故障應在開關電源或行掃描電路。
C、圖像與伴音均無類：
故障一般在公共通道、調整單元，對于遙控彩色電視機，還要考慮到遙控系統。
D、圖象類：
包括無圖像、圖像效果差、圖像偏色，故障在圖像/伴音分離之后的視頻通道、調整單元。對于遙控器電視還有可能發生在遙控系統。
E、伴音類：
包括無伴音，伴音小，伴音效果差，故障在圖像/伴音分離之后的伴音通道，對于遙控彩電還要考慮到遙控系統。
F、光柵類：
包括無光柵，光柵幅度小，有字符黑背景，亮度低，亮度高，一條亮線等。故障一般在掃描通道。
通過觀察同類故障現象的細小差別來縮小故障檢修范圍。彩色電視機的故障現象千差萬別，故障現象成千上萬，上述只歸類為六大類，而且對故障部位的判斷也是大致在那個部位。如果我們再對每一類故障現象進行細分。利用同類故障中不同現象之間的細小判別就可以進一步將故障檢修范圍縮小，有的甚至可以將故障縮小到某個具體元件。
在彩電中，同一個元件損壞的方式不同或損壞程度不同，引起的故障現象可能不同。如開關電源中取樣放大管開路，會造成開關電源輸出電壓高；如果擊穿，會造成開關電源輸出電壓低或無電壓輸出。與此相反，不同單元電路中的不同元件損壞有時則有可能引起相同的故障。如全無故障，可能是開關電源有問題造成的，也有可能是行掃描電路有問題引起的。所以，檢修彩電時既要將故障現象歸類，以將故障縮小到某個或幾個單元電路；同時又要在此基礎上找到不同故障現象的特點，從而將故障進一步縮小到某個單元電路或某個具體元件。
對職業中學的學生而言，這些方法的靈活運用需要靠他們在平常的練習過程中去體會積累，在檢修中只要掌握好以上各條維修方法，在堅實的基礎理論指導下，一定能夠使自己的維修技術達到一個新的水平。
參考文獻：
[1]沈大林、王占友主編，電視機原理與維修，電子工業出版社，2005年7月。