用示波器维修开关电源技法

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示波器故障维修技巧

示波器故障维修技巧介绍如下：
①合上电源开关指示灯不亮。

方法：检查供电电源、保险丝、电源线、电源变压器。

②合上电源开关指示灯亮，但无扫描光迹。

方法：将垂直水平位移居中，Y方式置“Y1”,t/cm置“1ms”，扫描方式置“自动”，X方式置“A”，增加辉度若仍无光迹出现，进入下一步；
第二步；先后拔掉机板上的Y输出插座和内部触发信号输出，并将其短接，若此时出现光迹说明Z轴放大器正常，检查Y输出放大器或X输出放大器，反之，检查Z轴放大器；
第三步，检查X输出放大器和产生锯齿波的扫描发生器。

③Y位移不正常。

方法：短路延迟线，看光迹线或光点能否回到屏中心？若能回到屏中心则检查Y前置放大器和延迟线电路，若不能回到屏中心则检查Z输出放大器。

④水平位移不正常，检查X输出放大器。

⑤所测试波形不同步，将Y方式和内触发置“Y”，触发耦合置“AC”，触发源置“内”，调节电平，若还不稳定显示则检查触发发生器和触发信号放大器。

⑥Y位移正常，但Y方式置“交替”或“继续”异常，检查垂直位移开关电路。

⑦聚焦不良或亮度太暗，检查示波管控制电路。

此外，与X输出放大器有关的故障现象还有信号周期测试误差大，与Y输出放大器有关的故障现象有信号幅度测试误差大，还有一些使用不当而造成的假故障，如：触发选择按钮没选择“自动”或“触发”时无扫描基线，示波器的探头接触不良时无测试信号或测试信号不良，同步触发选择错误造成的不能同步等。

看示波器波形维开关电源实例

看示波器波形维修开关电源实例
一个开关电源损坏，经查发现尖峰吸收电路，箝位二极管击穿，反向二极管炸毁，开关管损坏。

更换损坏器件，开关电源开始工作，试机半小时后，变压器啸叫，箝位二极管冒烟。

上示波器后测的Vds波形。

从波形上看大致可以知道D22为什么会损坏，因为Vin和Vds的压差大于350V，TVS开始工作这种情况时间一长，TVS就被损坏，最后导致反向二极管的击穿，最后连累了开关管。

先解释一下Vor，Vor叫做反射电压，是当开关管断开后，次级输出电压Vout*N1/N2，折射到初级的电压和输入电压的方向一致两者相加，开关管的耐压必须大于这个值，不然就会被击穿。

11.4 如何用示波器维修开关电源_开关电源维修从入门到精通_[共7页]

开关电源维修从入门到精通– 306 –以上简要分析了波形经过几种类型元器件和电路后的变化过程，具体到开关电源，由于电路复杂，信号多样，波形的变化过程远非以上介绍的这些，要正确分析波形的变化过程，需要读者具备一定的模拟电路基础知识，夯实理论基本功。

11.4 如何用示波器维修开关电源开关电源故障率非常高，作为维修者，要想用示波器快速准确地排除故障，做到手动心明，除掌握必要的基本理论和示波器操作技能外，还需具备一定的检修方法和故障处理技巧。

11.4.1 用示波器修开关电源的方法用示波器修开关电源时，主要有以下几种常见方法。

1．信号寻迹法信号寻迹法是在检修开关电源的过程中，根据故障现象，沿着信号的走向，测量某些关键点或延伸测量点的电压波形。

操作者只需掌握开关电源的电路结构，掌握各关键点信号的特点及正常波形，通过对测试点进行测试，就可以很快查找到故障部位。

这是维修中最为常用的一种方法。

2．监视测量法对于不定期出现的故障，或是在较长的考验过程中才有可能出现的故障，就要采用监视测量法，方法是将示波器探头固定地挂在被怀疑的测量点上，进行较长时间的测量。

如果被测量点的引脚或焊点过小，不便于悬挂探头，可在此焊点上另焊上长度不超过1cm 的细硬导线，但注意该导线不要和附近其他焊点短路。

在导线上轻挂示波器探头，切勿将电路板上的铜箔扳起来。

3．串联探头测量法对双踪示波器，一般都配有两个10:1衰减探头，测量开关电源和高压板电路较高幅度的电压波形时，如果没有100:1的探头，也可将此两个10:1的探头串联起来，组成100:1探头使用。

使用时，两探头衰减开关均置 × 10位置，首尾相接，使用起来非常方便，如图11-27所示。

图11-27 示波器两探头串联的使用第11章如何用示波器修开关电源– 307 – 11.4.2 用示波器检修开关电源的技巧1．认识常见波形在维修中，我们会遇到各种各样的波形，但归纳起来，主要有以下几种。

11.2 示波器的使用_开关电源维修从入门到精通_[共9页]

第11章如何用示波器修开关电源在电源维修中，当我们用万用表测试电路中的电压等数据无法判断电路的工作状态时，可以采用示波器测量电路中的信号波形，从波形中获得更多的信息和数据，分析这些数据，可快速圈定故障范围，查找到故障点。

因此，用示波器结合万用表修开关电源，快捷、直观、准确，作用十分明显。

11.1 为什么用示波器修开关电源在开关电源维修中，示波器是判断故障部位和分析故障机理的重要仪器，相对于万用表，示波器具有以下三个优点，这也是选用示波器修开关电源的重要根据。

1．能准确判断万用表难以查清的故障示波器是反映信号瞬变过程的仪器，把信号波形变化直观显示出来，开关电源中的振荡波形、驱动信号波形、脉冲直流电压等，都能在示波器的荧屏上看到。

通过将实测波形与图纸上的标准波形作比较，为维修人员提供判断故障的依据。

尽管某些故障不会引起测量点的直流电压变化，但波形的变化却是明显的，这正是示波器的优越性。

2．能直观看出故障机理维修人员根据万用表测量一些电压、电流等，有时很难分析出故障的原因，而用示波器则方便多了，维修人员通过分析波形的幅度、频率的变化，很容易看出故障的机理，查找出故障部位和元器件。

3．检修后工作可靠故障彩电换过某个元器件后，若善后工作没做好，仍会留下隐患，故障很可能再次出现。

采用示波器检查，可以提高维修后工作的可靠性，减少“治标不治本”的情况。

11.2 示波器的使用11.2.1 检修开关电源需要用什么样的示波器示波器的种类很多，随着测量领域和要求的不同，有通用示波器和专用示波器之分。

从功能上看有模拟示波器（单踪、双踪、多踪）、取样示波器、矢量示波器、数字存储示波器等。

检修开关电源选用示波器的标准是什么呢？主要可从Y通道带宽、灵敏度、是否具有同步功能、能否比较两个被测信号的相位等方面来考虑，选用适合的单踪或双踪通用模拟示波器，条件较好的维修人员可选用数字存储示波器。

开关电源检修中要观察的波形不多，从频带宽度上来看，应选用Y轴带宽大于待测信– 290 –第11章如何用示波器修开关电源– 291 – 号带宽的示波器，业余条件下选用Y 轴带宽在20MHz 的双踪通用示波器可满足一般维修的需要。

开关电源纹波测试方法

开关电源纹波测试方法开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源类型，其具有高效、稳定、可靠等优点，但同时也存在着一些缺陷，如输出纹波较大。

因此，在开关电源设计和测试过程中，纹波测试是一个非常重要的环节，本文将介绍开关电源纹波测试的方法和注意事项。

一、什么是开关电源纹波？开关电源输出的电压不是稳定的直流电压，而是存在一定的交流成分，这种交流成分就是纹波。

纹波的大小和频率是衡量开关电源输出质量的重要指标，因为大的纹波会影响到电子设备的正常工作。

1. 示波器法示波器法是最常用的开关电源纹波测试方法之一，其原理是将开关电源输出的电压信号连接到示波器上，通过示波器的显示来观测纹波信号。

示波器法可以直观地显示出纹波信号的大小和频率，但需要注意的是，示波器的带宽和灵敏度要符合测试要求。

2. 多用表法多用表法是一种简单易行的开关电源纹波测试方法，其原理是将多用表连接到开关电源输出端，通过测量多用表的交流电压来判断纹波信号的大小。

多用表法的测试结果可能不够精确，但可以用于初步判断开关电源的输出质量。

3. 频谱分析法频谱分析法是一种较为精确的开关电源纹波测试方法，其原理是将开关电源输出的电压信号进行频谱分析，得到纹波信号的频谱特征。

频谱分析法可以有效地识别出纹波信号的谐波分量，对于开关电源输出信号的深入分析有很大的帮助。

三、开关电源纹波测试注意事项1. 测试环境应该干净、稳定，避免干扰信号的出现。

2. 测试仪器的选用要符合测试要求，例如示波器的带宽和灵敏度等。

3. 测试时需要注意开关电源的负载情况，不同的负载情况下，纹波信号的大小和频率也会有所变化。

4. 测试结果的判断需要参考开关电源的设计要求和应用场景，避免出现误判。

5. 长时间的纹波测试可能会对开关电源产生一定的负担，需要注意测试时间的安排。

四、总结开关电源纹波测试是开关电源设计和调试的重要环节，通过正确的测试方法和注意事项，可以有效地评估开关电源的输出质量，提高电子设备的稳定性和可靠性。

利用示波器有效辅助开关电源设计Q-A

利用示波器有效辅助开关电源设计Q/A中心议题：使用示波器示波器来测量开关电源开关电源的参数优化开关电源的设计Q1：开关电源输出电压的纹波纹波是一个重要的指标，如何正确使用示波器来测量这个指标？A1：纹波的定义是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号，英文称为PARD (Periodic And Random Deviation）。

它的定义是杂波的峰峰值。

测量纹波要注意的事项：示波器探头地线会带来很大纹波，应该拔掉地线直接使用探头内地线进行测量。

当然，最好的测量方法是使用50欧姆终端电阻，用BNC电缆直接联结到示波器，这里应该注意该50欧姆电阻要考虑功耗，可能要大功率电阻。

相关的标准要求，比如是否要分出周期性工频纹波和开关纹波，高频噪声等。

再比如，测量频率是否要限制在20MHz以下。

Q2：开关电源总会有电磁辐射，同时也有可能受到其他电器设备的干扰。

怎样做才能达到开关电源即不受其他电器的干扰，又有效地防止其向外辐射呢？A2：开关电源因工作在高电压大电流的开关状态下，其引起的电磁兼容性问题是相当复杂的。

从整机的电磁兼容性讲，主要有共阻抗耦合、线间耦合、电场耦合、磁场耦合和电磁波耦合几种。

电磁兼容产生的三个要素为：干扰源、传播途径及受干扰体。

共阻抗耦合主要是干扰源与受干扰体在电气上存在共同阻抗，通过该阻抗使干扰信号进入受干扰对象。

线间耦合主要是产生干扰电压及干扰电流的导线或PCB线，因并行布线而产生的相互耦合。

电场耦合主要是由于电位差的存在，产生的感应电场对受干扰体产生的耦合。

磁场耦合主要是大电流的脉冲电源线附近产生的低频磁场对干扰对象产生的耦合。

而电磁波耦合，主要是由于脉动的电压或电流产生的高频电磁波，通过空间向外辐射，对相应的受干扰体产生的耦合。

实际上，每一种耦合方式是不能严格区分的，只是侧重点不同而已。

从电磁兼容性的三要素讲，要解决开关电源的电磁兼容性，可从三个方面入手。

1）减小干扰源产生的干扰信号；2）切断干扰信号的传播途径；3）增强受干扰体的抗干扰能力。

用示波器进行开关电源测量和分析

用示波器进行开关电源测量和分析
1 开关电源原理简介 1）、开关电源是一种高频开关式的能量变换电子电路，常作为设备的电源供应器，常见变换分类有：AC-DC、DC-
DC、DC-AC 等。

2）、开关电源原理框（1）市电进入电源后，首先经过是最前级的EMI
滤波电路部份，EMI 滤波的主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时还有减少开关电源本身对外界的电磁干扰。

实际上它是利电感和电容的特性，使频率为50Hz 左右的交流电可以顺利通过滤波器，而高于50Hz 以上的高频干扰杂波将被滤波器滤除。

（2）经过EMI 滤波，所得到较为平整的正弦波交流电被送入前级整流电路进行整流，整流工作都由全桥式整流二极管来担任。

经过全桥式整流二
级管整流后，电压全部变成正相电压。

不过此时得到的电压仍然存在较大的起伏，这就必须使用高压滤波电容进行初步稳压，将波形修正为起伏较小的波形。

（3）把直流电转化为高频率的脉动直流电，这一步由控制电路来完成。

输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制电路用来调整高频开关元件的
开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。

控制电路目前已集成化，制成了
各种开关电源用集成电路。

（4）把得到的脉动直流电，送到高频开关变压器进行降压。

再由二极
管和滤波电容组成的低压滤波电路进行整流和滤波就得到了设备上使用的纯静
的低压直流电。

3）、开关电源特点：
（1）开关电源是一种非线性电源，体积和重量轻。

用数字荧光示波器对开关电源功率损耗进行精确分析

用数字荧光示波器对开关电源功率损耗进行精确分析
随着电子产品对开关电源需求不断增长，下一代开关电源的功率损耗测量分析也越来越重要。

本文介绍如何将数字荧光示波器和功率测量软件结合起来，迅速测定开关电源的功率损耗，并轻松地完成各项所需的测量和分析任务。

高速GHz级处理器需要新型开关电源(SMPS)提供高电流和低电压，这给电
源设计人员在效率、功率密度、可靠性和成本等方面增加了新的压力。

为了在设计中考虑这些需求，设计人员纷纷采用同步整流技术、有源功率滤波校正和提高开关频率等新型体系结构，但这些技术也随之带来了一些新的难题，如开关上较高的功率损耗、热耗散和过度的EMI/EMC等。

从“关”(导通)至“开”(关断)状态转换期间，电源会出现较高的功率损耗；而处于“开”或“关”状态之中开关功率损耗则较少，因为通过电源的电流或电源上的
电压很小。

电感器和变压器可隔离输出电压并平滑负载电流，但电感器和变压器也易受开关频率的影响，从而导致功率耗散和偶尔由于饱和而造成故障。

功率损耗分析
由于开关电源内部消耗的功率决定了电源热效应的总体效率，所以测定开关装置和电感器/变压器的功率损耗是一项极为重要的测量工作，它可测定功率效率和热耗散。

设计人员在精确测量和分析各种设备的瞬时功率损耗时，会面临下面一些困难：
需要测试装置对功率损耗进行精确测量如何校正电压和电流探头传导延迟所造成的误差如何计算非周期性开关变化的功率损耗如何分析负载动态变化期间的功率损耗如何计算电感器或变压器的磁芯损耗测试装置。

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（1）维修开关电源需要测试的波形
液晶显示器开关电源属大电流、高电压电路，也是故障率最高的电路，对于诸如无电压输出、输出电压过高等常见故障，用万用表查找故障不但方便，而且十分快捷，没有必要动用示波器。

但是，对于一些开关电源的疑难故障，如屡损开关管及一些软故障等，示波器则可大显身手。

通过测试一些关键点的波形，可快速圈定故障范围，查找到故障点。

开关电源部分要检查的波形比较少，以图1所示的电源适配器为例，主要测试的波形有以下几个：①整流滤波以后的波形（C104正极的波形）；②电源控制芯片UC3842的4脚的锯齿波电压波形；③UC3842的6脚输出的驱动脉冲波形；④场效应开关管Q101的漏极（D）和源极（s）波形等，如图2所示。

图1 电源适配器电路
图2 开关电源电路主要测试波形
C104正端为整流滤波波形测试点（测试时，示波器应采用直流耦合输进方式），扫描速度开关置10ms／div挡。

开关管Q101漏极波形比较高，测试时应采用10：1或100：1的测摸索头。

（2）开关电源的“热地”和“冷地”
一般而言，并联式开关电源的地有两个，即“热地”和“冷地”。

以图1
所示的电路为例，图中的“◇”表示“热地”，这个地是开关电源一次侧的地，和市电地相连，与“热地”相连的底板称为“热底板”；图中的“上”表示
“冷地”，这个地是开关电源二次侧的地，和负载相连，与“冷地”相连的底
板称为“冷底板”。

“热地”与“冷地”的根本区别，在于机器底板零电位参考点与市电电网
有没有“直接的电的联系”。

有直接联系的地是“热地”，机内的“热地”对
大地存在约一百多伏的电压，假如误触了机内的“热地”以及与“热地”相连
的元件，极有可能遭受电击，甚至发生生命危险；相反，“冷地”与市电电网
没有“直接的电的联系”，用手触摸“冷地”以及与“冷地”相连的元器件，
一般不会触电。

对于串联式开关电源，只有一个“热地”，也就是说，串联式开关电源的
一次侧与二次侧是同一个地，都为“热地”。

由于液晶显示器通过电缆信号直
接与计算机主机相连，因此，液晶显示器的开关电源不能采用串联式开关电源，否则，会使计算机主机带电，这是不答应的。

（3）隔离变压器的应用
从以上分析可知道，液晶显示器开关电源的一次侧“热地”是带电的，因此，在用示波器维修开关电源时，为确保职员、显示器和仪器的安全，建议采
用隔离变压器。

隔离变压器是一个一次与二次绕组匝数比为1：1的变压器。

实际上为克服变压器自身的损耗（铜损与铁损），须把二次侧的匝数多绕5％左右，即空载
时二次电压较一次电压约高5％。

这可以作为区分一次与二次绕组的方法之一。

在维修工作中使用隔离变压器，一是为了使一次电压与二次电压隔离，实现浮
动（悬浮）电位，以保证测试时的人身安全；二是具有防雷击和滤除电源中杂
波干扰的功能。

在目前采用的“三相四线制”供电网中，用电器（负载）必有一根线接相
线（火线），一根线接地线（严格说应是中线），当负载有漏电或人体触及带
电体的某点时，电流就会通过人体流进大地而发生触电事故。

若把负载接进隔
离变压器的二次侧，固然电压仍为220V，但与地之间已无相关电位，实现了电
位浮动。

使用隔离变压器后，单独触及负载上任一点时均不会发生触电事故，
但若同时触及电位差较大的两点时也会发生触电，不过这种情况是很少发生的，职员就会比较安全。

（4）采用隔离变压器时，示波器与液晶显示器开关电源的连接
要用示波器来观测液晶显示器开关变压器一次电压波形时，必须使用隔离
变压器进行隔离，其正确连接方法如图35所示。

由于一次侧地线为“热地”，线上存在着很高的电压，若不采用隔离变压器进行隔离，当示波器地线与开关
变压器“热地”相连时，将使示波器外壳带电，对维修职员的安全构成很大威胁。

当然，假如用示波器丈量开关电源二次侧波形或主板电路波形时，由于其
地为“冷地”，可以不采用隔离变压器。

图3 采用隔离变压器时示波器与液晶显示器开关电源的连接。