畢業(yè)論文--led燈的開關(guān)電源

1、<p>　　淺析LED燈的開關(guān)電源</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　開關(guān)電源是LED照明設(shè)備必不可缺的組成部分，本文主要闡述了由AC輸入整流濾波電路、功率變換電路、輸出整流濾波電路等組成的LED照明產(chǎn)品中開關(guān)電源的基本工作原理，在了解了這些基礎(chǔ)知識(shí)后，繼而介紹我工作中所熟悉的開關(guān)電源的維修技巧和常見故障。同時(shí)簡(jiǎn)單地討論開關(guān)電源

2、還存在問題。</p><p>　　關(guān)鍵詞：開關(guān)電源 工作原理 維修技巧 常見故障</p><p><b>　　引言：</b></p><p>　　在全球能源短缺的憂慮日漸升高的背景下，節(jié)約能源是我們未來面臨的重要的問題。照明領(lǐng)域，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來發(fā)展的趨勢(shì)。而開關(guān)電源的質(zhì)量直接影響了LED照明產(chǎn)品的壽命，且大多

3、數(shù)產(chǎn)品故障都出現(xiàn)在開關(guān)電源，其維修也就成了LED照明產(chǎn)品生產(chǎn)中一個(gè)重要的過程。</p><p>　　上海衍易電氣設(shè)備科技有限公司專業(yè)從事各類大功率LED照明產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。我們公司致力于為中國(guó)LED照明提供最優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品，為中國(guó)LED照明注入新的生機(jī)和活力?！皠?chuàng)新是我們的靈魂,質(zhì)量是我們的生命”。</p><p>　　所謂：聽到的會(huì)忘掉，看到的能記住，做過的才真正明白。工作

4、中，將專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合、做到融會(huì)貫通是非常重要的。同時(shí)要學(xué)會(huì)與人合作，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神、提高溝通和解決各種問題的能力。更重要的是，要有良好的職業(yè)精神，鞏固并繼續(xù)不斷學(xué)習(xí)以擔(dān)起自己的責(zé)任。</p><p><b>　　崗位概況：</b></p><p>　　在LED應(yīng)用技術(shù)上，我們公司已同步于世界先進(jìn)水平。但要追求高質(zhì)量產(chǎn)品，就必須在生產(chǎn)和維修的作業(yè)中做到更好。作為公司開

5、關(guān)電源的維修人員，重點(diǎn)當(dāng)然是學(xué)會(huì)并熟練維修不良的開關(guān)電源。另外在協(xié)助生產(chǎn)線完成一些生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，我還要及時(shí)將維修中出現(xiàn)的故障反饋給生產(chǎn)人員，避免重復(fù)出現(xiàn)已有問題。初涉LED開關(guān)電源維修的我，首先要了解開關(guān)電源的基本工作原理，這樣才能更好的掌握故障原因，找出故障點(diǎn)，提高個(gè)人的維修技能，為客戶提供高可靠的LED 照明產(chǎn)品。</p><p><b>　　正文：</b></p><

6、p>　　LED照明開關(guān)電源的工作原理</p><p>　?。ㄒ唬ED照明原理</p><p>　　LED（Light Emitting Diode）是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如砷化鎵、磷化稼、磷砷化鎵等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)?，方向截止、擊穿特性。此外，在一定的條件，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N

7、區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光。</p><p>　　開關(guān)電源是LED照明設(shè)備必不可缺的組成部分，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到LED照明產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)及其工作的安全可靠性。由于開關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，功耗小，轉(zhuǎn)化率高，且體積和重量只有線性電源的20%—30%，故目前它已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。</p><p>　?。ǘ㈤_關(guān)電源的電路組

8、成</p><p>　　開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護(hù)電路、輸出過欠壓保護(hù)電路、輸出過流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路等。</p><p>　　開關(guān)電源的電路組成方框圖，見圖1：</p><p><b>　　圖1</b></p&

9、gt;<p>　?。ㄈ?、開關(guān)電源主要電路的工作原理及常見電路</p><p>　　1、AC輸入整流濾波電路（如圖2所示）</p><p><b>　?。?）、防雷電路</b></p><p>　　當(dāng)有雷擊，產(chǎn)生高壓經(jīng)電網(wǎng)導(dǎo)入電源時(shí)，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1組成的電路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)加在壓敏電阻兩端的

10、電壓超過其工作電壓時(shí)，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，F(xiàn)1、F2、F3會(huì)燒毀保護(hù)后級(jí)電路。</p><p>　?。?）、輸入濾波電路</p><p>　　C1、L1、C2、C3組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。當(dāng)電源開啟瞬間，要對(duì)C5充電，由于瞬間電流大，加RT1（熱敏電阻）就能

11、有效的防止浪涌電流。因瞬時(shí)能量全消耗在RT1電阻上，一定時(shí)間后溫度升高后RT1阻值減?。≧T1是負(fù)溫系數(shù)元件），這時(shí)它消耗的能量非常小，后級(jí)電路可正常工作。</p><p>　?。?）、整流濾波電路</p><p>　　交流電壓經(jīng)BRG1整流后，經(jīng)C5濾波后得到較為純凈的直流電壓。若C5容量變小，輸出的交流紋波將增大。</p><p><b>　　圖2&l

12、t;/b></p><p><b>　　2、功率變換電路</b></p><p>　?。?）、常見原理圖見圖3：</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　（2）、工作原理</b></p><p>　　R4、C3、R5、

13、R6、C4、D1、D2組成緩沖器，和開關(guān)MOS管并接，使開關(guān)管電壓應(yīng)力減少，EMI減少，不發(fā)生二次擊穿。在開關(guān)管Q1關(guān)斷時(shí)，變壓器的原邊線圈易產(chǎn)生尖峰電壓和尖峰電流，這些元件組合一起，能很好地吸收尖峰電壓和電流。從R3測(cè)得的電流峰值信號(hào)參與當(dāng)前工作周波的占空比控制，因此是當(dāng)前工作周波的電流限制。當(dāng)R5上的電壓達(dá)到1V時(shí)，UC3842停止工作，開關(guān)管Q1立即關(guān)斷 。</p><p>　　R1和Q1中的結(jié)電容CGS、

14、CGD一起組成RC網(wǎng)絡(luò)，電容的充放電直接影響著開關(guān)管的開關(guān)速度。R1過小，易引起振蕩，電磁干擾也會(huì)很大；R1過大，會(huì)降低開關(guān)管的開關(guān)速度。Z1通常將MOS管的GS電壓限制在18V以下，從而保護(hù)了MOS管。</p><p>　　Q1的柵極受控電壓為鋸形波，當(dāng)其占空比越大時(shí)，Q1導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)，變壓器所儲(chǔ)存的能量也就越多；當(dāng)Q1截止時(shí)，變壓器通過D1、D2、R5、R4、C3釋放能量，同時(shí)也達(dá)到了磁場(chǎng)復(fù)位的目的，為變壓器

15、的下一次存儲(chǔ)、傳遞能量做好了準(zhǔn)備。IC根據(jù)輸出電壓和電流時(shí)刻調(diào)整著⑥腳鋸形波占空比的大小，從而穩(wěn)定了整機(jī)的輸出電流和電壓。</p><p>　　C4和R6為尖峰電壓吸收回路。</p><p>　?。?）、有驅(qū)動(dòng)變壓器的功率變換電路（如圖4）：</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　T2為驅(qū)動(dòng)變壓器

16、，T1為開關(guān)變壓器，TR1為電流環(huán)。</p><p>　　3、輸出整流濾波電路</p><p>　?。?）、正激式整流電路（如圖5）：</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　T1為開關(guān)變壓器，其初極和次極的相位同相。D1為整流二極管，D2為續(xù)流二極管，R1、C1、R2、C2為削尖峰電路。L1為續(xù)流

17、電感，C4、L2、C5組成π型濾波器。</p><p>　?。?）、反激式整流電路（如圖6）：</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　T1為開關(guān)變壓器，其初極和次極的相位相反。D1為整流二極管，R1、C1為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，R2為假負(fù)載，C4、L2、C5組成π型濾波器。</p><p>

18、　　（3）、同步整流電路（如圖7）：</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　工作原理：當(dāng)變壓器次級(jí)上端為正時(shí)，電流經(jīng)C2、R5、R6、R7使Q2導(dǎo)通，電路構(gòu)成回路，Q2為整流管。Q1柵極由于處于反偏而截止。當(dāng)變壓器次級(jí)下端為正時(shí)，電流經(jīng)C3、R4、R2使Q1導(dǎo)通，Q1為續(xù)流管。Q2柵極由于處于反偏而截止。L2為續(xù)流電感，C6、L1、C7組成π型

19、濾波器。R1、C1、R9、C4為削尖峰電路。</p><p>　　開關(guān)電源的常見故障和維修技巧</p><p>　　LED的開關(guān)電源在成品時(shí)，由于焊接過程操作的熟練程度、認(rèn)真態(tài)度和工藝的差異，存在著各種問題。為了保證LED的開關(guān)電源的高質(zhì)量，以便更好的驅(qū)動(dòng)LED，這就需要對(duì)成品進(jìn)行維修和故障查詢。</p><p><b>　?。ㄒ唬?、常見故障</b&

20、gt;</p><p><b>　　1、保險(xiǎn)絲熔斷</b></p><p>　　一般情況下，保險(xiǎn)絲熔斷說明電源的內(nèi)部線路有問題。由于電源工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、浪涌都會(huì)引起電源內(nèi)電流瞬間增大而使保險(xiǎn)絲熔斷。</p><p>　　（1）、檢查電源輸入端的整流二極管，高壓濾波電解電容，逆變功率開關(guān)管等元器件有無擊穿、開路、損壞

21、等。</p><p>　?。?）、查看電路板上的各個(gè)元件，看這些元件的外表有沒有被燒糊，有沒有電解液溢出等情況。</p><p>　　（3）、需要特別注意的是：切不可在查出某元件損壞時(shí)，更換后直接通電，這樣很有可能由于其它高壓元件仍有故障又將更換的元件損壞，所以一定要對(duì)上述電路的所有高壓元件進(jìn)行全面檢查測(cè)量后，才能徹底排除保險(xiǎn)絲熔斷的故障。</p><p>　　2、

22、無直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定</p><p>　　電源中出現(xiàn)開路、短路現(xiàn)象，電源負(fù)載過重，高頻整流濾波電路中整流二極管被擊穿，濾波電容漏電等都有可能引起這種情況。</p><p>　　用萬用表測(cè)量次級(jí)元件，排除高頻整流二極管擊穿、負(fù)載短路的情況后，如果這時(shí)輸出為零，則可以肯定是電源的控制電路出了故障。</p><p>　　若有部分電壓輸出說明前級(jí)電路工作正常，故障

23、出在高頻整流濾波電路中。高頻濾波電路主要由整流二極管及低壓濾波電容組成直流電壓輸出，其中濾波電容漏電會(huì)造成輸出電壓不穩(wěn)的故障。用萬用表靜態(tài)測(cè)量對(duì)應(yīng)元件即可檢查出其損壞的元件。</p><p>　　3、功率因數(shù)不穩(wěn)或偏低</p><p>　　路燈電源中我們是采用MC33262 PFC 控制芯片構(gòu)成的有源功率因數(shù)校正電路，所以當(dāng)功率因數(shù)出現(xiàn)問題是，首先就應(yīng)考慮是否MC33262芯片已損壞。其次

24、，應(yīng)檢查該電路其他相關(guān)的電子元件的好壞。</p><p>　　其原理性框圖見圖8：</p><p><b>　　圖8</b></p><p><b>　　4、電源負(fù)載能力差</b></p><p>　　在電源的老化過程中，由于工作時(shí)間長(zhǎng)，各元器件老化，開關(guān)管的工作不穩(wěn)定，沒能很好的散熱等情況造成穩(wěn)壓

25、二極管發(fā)熱漏電，整流二極管損壞、高壓濾波電容損壞。</p><p>　　及時(shí)斷電，并檢查相關(guān)電子元件。當(dāng)然，在再次上電老化前，必須保證這些電子元件都良好。</p><p><b>　?。ǘ?、維修技巧</b></p><p><b>　　1、斷電檢查</b></p><p>　?。?）、看：首先檢查

26、保險(xiǎn)絲是否熔斷，一般燒保險(xiǎn)絲大至可分為三種：保險(xiǎn)絲內(nèi)部斷玻璃殼無變色；保險(xiǎn)絲內(nèi)部變?yōu)樯铧S色；保險(xiǎn)絲內(nèi)部變?yōu)楹谏踔敛Ａて屏?。然后再觀察電源板上元器件的情況，是否有明顯的虛焊， PCB板上是否有燒焦處或元件破裂等以重點(diǎn)檢查此元件及相關(guān)電路元件。</p><p>　?。?）、聞：聞一下電源板上是否有糊味，如果有，就檢查相應(yīng)位置是否有燒壞的元器件。</p><p>　?。?）、問：?jiǎn)柷咫娫磽p壞

27、的經(jīng)過，一般指發(fā)生故障時(shí)的異常現(xiàn)象：有無發(fā)生過冒煙或爆炸；有無對(duì)電源進(jìn)行違規(guī)的操作等。通過問來掌握維修思路的第一步，減少動(dòng)手的盲目性， 少走彎路，來排除故障。</p><p>　?。?）、量：就是要利用萬用表，先確定開關(guān)電源板上所有的二極管，三極管，MOS管的好壞，還有一些特定的芯片、變壓器是否良好。接下來，分段檢查開關(guān)電源的電路，一個(gè)一個(gè)電路模塊的排除，從而找到問題。還有是利用萬用表黑表筆選擇一個(gè)基點(diǎn)，紅表筆點(diǎn)

28、其他所有點(diǎn)，與好的電源進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)有不同時(shí)，問題也就迎刃而解了。</p><p><b>　　2、通電檢測(cè)</b></p><p>　?。?）、通電后觀察電源是否有個(gè)別元件冒煙現(xiàn)象，是否有異常的聲音，若有應(yīng)及時(shí)切斷供電進(jìn)行檢修。</p><p>　　（2）、通電一段時(shí)間后切斷電源，用手觸摸易發(fā)熱部位的元件，感覺發(fā)熱元件的冷熱程度，從而發(fā)現(xiàn)

29、元件是否有過熱或該發(fā)熱而未發(fā)熱的部件，以間接判斷故障部位。</p><p>　?。?）、電源啟動(dòng)一下就停止，則該電源處于保護(hù)狀態(tài)下，可直接測(cè)量PWM芯片保護(hù)輸入腳的電壓，如果電壓超出規(guī)定值，則說明電源處于保護(hù)狀態(tài)下，應(yīng)重點(diǎn)檢查產(chǎn)生保護(hù)的原因。</p><p>　?。?）、給定220V電壓，用萬用表測(cè)量指定二極管、電容兩端的電壓；高頻變壓器次級(jí)線圈有無輸出等，與給定值比對(duì)，確定問題所在。&l

30、t;/p><p>　　開關(guān)電源發(fā)展中的問題</p><p><b>　　1、電源電路</b></p><p>　　電源電路由電子元件組成，包括半導(dǎo)體元件、電阻、電容、電感等，這些元件都有使用壽命。任何一個(gè)器件的失效都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路的失效或部分功能失效。LED的使用壽命是5-10萬小時(shí)，按5萬小時(shí)算，連續(xù)點(diǎn)亮，有近六年的壽命。開關(guān)電源的壽命是很難達(dá)

31、到六年的。同時(shí)，其功耗、諧波、功率因數(shù)等性能都需要探索。</p><p><b>　　2、電源散熱</b></p><p>　　由于電子元件對(duì)電流的阻礙，轉(zhuǎn)換過程中會(huì)有一部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。高溫?huì)影響電子元件的精確度、穩(wěn)定度還有各種電子零件的阻值、容值、感值等，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐呻娮恿慵p壞從而影響電源正常工作。</p><p>　　正是因?yàn)闇囟?/p>

32、對(duì)電源工作的影響，電源散熱就非常重要。維修時(shí)，要考慮是否在發(fā)熱點(diǎn)更換一些電子元件，使電源發(fā)熱量減??；或考慮更好的散熱措施，更有效的散熱等。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次實(shí)習(xí)，雖然是我大學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)的結(jié)束，但給了我在LED開關(guān)電源方面一次非常難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，并且給了我理論與實(shí)踐相結(jié)合的平臺(tái)。鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際

33、問題的能力，也提高了我學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力和適應(yīng)環(huán)境的能力。和師傅的溝通、與同事的交流，培養(yǎng)了我的團(tuán)隊(duì)精神，更不斷的更新著我對(duì)開關(guān)電源認(rèn)識(shí)。</p><p>　　重復(fù)不停維修的工作培養(yǎng)了我的耐性和意志力，也增加了我對(duì)開關(guān)電源的理解。在師傅的督導(dǎo)下，我積累了無數(shù)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，不斷熟悉LED照明開關(guān)電源。很多問題的解決讓我在工作中更上一層樓，也讓我對(duì)未來充滿了信心。</p><p><b>

34、;　　致謝</b></p><p>　　終于完成了此次的實(shí)踐綜合報(bào)告，我對(duì)校指導(dǎo)老師、單位指導(dǎo)老師、同學(xué)同事等幫助我寫作論文的人充滿了感激。</p><p>　　首先，要感謝單位的指導(dǎo)老師。從選題到初稿的完成，單位指導(dǎo)老師用他扎實(shí)的知識(shí)，豐富的經(jīng)驗(yàn)給我建議，并提供了有利于論文寫作的的資料。</p><p>　　最重要的是，我要感謝我的校指導(dǎo)老師蘇桂英老師

35、。蘇老師對(duì)我的初稿認(rèn)真批閱，指出其中不足之處，循循善誘的教導(dǎo)我不斷的優(yōu)化我的論文。她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)讓我敬佩。在我們這么多同學(xué)的論文加上她在學(xué)校教學(xué)龐大的工作量下，蘇老師還是逐字逐句的指導(dǎo)我的論文。借此，謹(jǐn)向蘇老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！謝謝蘇老師在我撰寫論文的過程中給與我的極大地幫助。</p><p>　　同時(shí)，還要感謝其他老師、同學(xué)和單位的學(xué)長(zhǎng)的關(guān)心和幫助。他們的建議和意見也讓我不斷完善了論文。感

36、謝你們！</p><p>　　在論文的寫作過程中，我收獲了很多。一個(gè)是我將學(xué)到的知識(shí)慢慢地轉(zhuǎn)化成了自己的東西；另外我的工作能力也得到了加強(qiáng)；在蘇老師身上，我也學(xué)到了良好的作風(fēng)。當(dāng)然，還有很多，并且將來會(huì)學(xué)到更多。</p><p>　　三年的大學(xué)生活即將劃上句號(hào)，這意味著我會(huì)開始另一段生活。再次感謝我的大學(xué)和所有幫助過我并給我鼓勵(lì)的老師，同學(xué)和朋友，我會(huì)在以后走得越來越好。謝謝你們！<