维修前的准备与安全须知
-
安全第一!
(图片来源网络,侵删)- 隔离电源: 开关电源初级(高压侧)带有致命的高压(300V直流),维修时,必须使用隔离变压器(1:1)将设备与市电电网隔离开,防止发生触电事故,如果没有隔离变压器,操作时要格外小心,单手操作,避免身体同时接触零线和火线。
- 放电: 断电后,不要立即动手,用大功率电阻(如1kΩ/5W)对电源输入端的滤波电容(C1、C2)进行放电,防止残留的高压电击。
- 使用隔离探头: 在示波器上测量高压侧波形时,必须使用高压差分探头,否则会烧毁示波器并危及人身安全。
-
工具准备
- 万用表: 必备,用于测量电压、电阻、通断。
- 示波器: 强烈推荐!观察PWM波形、反馈波形、振荡波形,是开关电源维修的“眼睛”。
- 隔离变压器: 安全维修的前提。
- 烙铁、吸锡器、焊锡: 用于更换元器件。
- 替换元器件: 准备一些常用元件,如TL494芯片、大功率MOSFET/三极管、快恢复二极管、电解电容、电阻等。
TL494核心工作原理回顾
要修好它,必须先懂它,TL494内部结构决定了它的行为。
-
内部框图关键部分:
- 振荡器: 外接
CT(6脚) 和RT(5脚) 电阻电容,产生固定频率的锯齿波。这是开关电源工作的“心跳”。 - 两个误差放大器:
- EA1 (1脚、2脚、15脚): 通常用于电压反馈,将输出电压通过分压电阻取样,与内部2.5V基准电压比较,输出误差信号。
- EA2 (16脚、15脚): 通常用于电流反馈(过流保护),将检测到的电流信号与基准电压比较。
- 比较器: 将误差放大器输出的直流电平与振荡器产生的锯齿波进行比较,输出PWM脉冲。
- 死区时间控制: 4脚,该脚电压越高,输出的死区时间(高电平时间)就越长,占空比越小,常用于待机控制或过压保护。
- 输出级: 两个输出晶体管(8脚、9脚、11脚),可以并联使用(推挽模式),也可以单独使用(单端模式),输出频率是振荡器频率的一半(并联时)或相等(单端时)。
- 振荡器: 外接
-
关键引脚功能总结:
(图片来源网络,侵删)- 1脚 (IN+): 误差放大器1同相输入 (电压反馈)
- 2脚 (IN-): 误差放大器1反相输入 (内部2.5V基准)
- 3脚 (FEEDBACK COMP): 误差放大器1输出/PWM比较器输入
- 4脚 (DTC): 死区时间控制,正常工作时,此脚通常被一个电阻拉到地,电压接近0V,待机时,此脚被拉高,关闭输出。
- 5脚 (CT): 振荡器定时电容
- 6脚 (RT): 振荡器定时电阻
- 7脚 (GND): 地
- 8, 11脚 (OUT1, OUT2): 两个末级输出晶体管的集电极
- 9, 10脚 (EMIT1, EMIT2): 两个末级输出晶体管的发射极
- 12脚 (VCC): 电源供电
- 13脚 (OUTPUT CTRL): 输出模式控制,接地为推挽模式(输出频率为f/2),接Vcc为单端模式(输出频率为f)。
- 14脚 (REF): 5V基准电压输出
- 15脚 (IN+): 误差放大器2同相输入 (电流反馈)
- 16脚 (IN-): 误差放大器2反相输入
维修思路与步骤(从易到难)
遵循“先外后内,先静后动,先易后难”的原则。
第一步:外观检查与“问诊”
-
目视检查:
- 保险丝: 是否熔断?发黑?这直接指示了是否存在严重短路。
- 电容: 是否鼓包、漏液、顶部爆裂?这是最常见的故障点之一。
- 电阻: 是否有烧焦、变色痕迹?特别是限流电阻、启动电阻。
- MOSFET/三极管: 是否有炸裂、破损的迹象?
- PCB板: 有无明显烧黑的痕迹、虚焊或脱焊的点?
-
询问用户: 了解故障现象,是“完全没反应”、“输出电压低”还是“发出啸叫声”?这能帮你缩小故障范围。
第二步:不加电静态测量
-
测量输入端电阻:
(图片来源网络,侵删)- 用万用表
Rx1k档测量电源插头两端的电阻。 - 正常情况: 应有几十到几百千欧的阻值(主要是滤波电容的充电电阻)。
- 阻值很小或为0: 说明输入回路有严重短路,常见于整流桥、滤波电容、MOSFET/开关管击穿。此时严禁上电!
- 用万用表
-
关键元器件对地电阻测量:
- 12脚 (VCC) 对地电阻: 正向和反向电阻都应有一定阻值,不能为0,如果为0,检查VCC供电回路的电容、二极管是否击穿。
- 输出整流二极管、MOSFET/开关管 D-S 极: 测量是否击穿短路。
第三步:带电动态测量(核心步骤)
如果静态测量没有发现明显短路,可以准备上电测试。建议使用一个“假负载”,如汽车灯泡(如60W/12V)或大功率水泥电阻,接在主输出端(如+12V),防止空载时电压过高损坏电路。
上电后,首先测量最关键的工作点:
-
TL494供电 (12脚):
- 电压是否正常? 正常工作电压通常在+15V到+35V之间,如果电压过低或没有,说明启动电路或供电电路有问题。
- 检查启动电路: 通常是一个大阻值(如100kΩ)的电阻,从高压300V端降压后给12脚提供初始电压,如果这个电阻开路,TL494无法启动。
- 检查VCC续流电路: 启动后,开关变压器的一个辅助绕组会通过整流滤波电路给12脚提供持续的供电电压,如果这个回路有问题,会导致启动后马上停止工作。
-
基准电压 (14脚):
- 电压是否为+5V? 这是TL494工作的基准,如果14脚电压不是5V或没有,芯片工作肯定不正常,检查14脚对地是否短路,或芯片本身损坏。
-
振荡器是否起振 (5, 6脚):
- 测量5脚 (CT) 电压: 应该是一个直流电压,通常在1-3V之间。
- 测量6脚 (RT) 电压: 应该是一个略高于5脚的直流电压。
- 用示波器观察: 这是最可靠的判断方法,在 3脚 (FEEDBACK COMP) 或 输出脚 (8, 9, 11脚) 应该能看到锯齿波或PWM脉冲波形,如果完全没有波形,说明振荡器没有工作,可能是5、6脚外围元件损坏或芯片损坏。
-
死区控制 (4脚):
- 电压是否正常? 正常工作时,4脚电压应接近0V(通常小于0.5V),如果此脚电压被拉高到3.5V以上,输出将被关闭,检查是否有控制信号误加到此脚(如待机电路故障)。
-
误差放大器 (1, 2, 3脚):
- 2脚电压: 应该是固定的2.5V。
- 1脚电压: 是输出电压的取样值。+12V输出,分压后1脚电压可能为1.2V,如果1脚电压异常,检查分压电阻。
- 3脚电压: 是误差比较后的输出,正常工作时,它会随负载变化而变化,从而调整PWM占空比,如果此脚电压异常(如被拉死在高或低电平),说明电压反馈环路有问题。
-
末级输出 (8, 9, 11脚):
- 测量对地电压: 在推挽模式下,8脚和11脚应该有交替的脉冲电压。
- 用示波器观察波形: 这是驱动MOSFET/开关管的直接信号,波形应整齐、无畸变,如果波形异常(如只有半边、严重不对称),可能是TL494损坏或驱动电路有问题。
常见故障分析与排查
| 故障现象 | 可能原因 | 检查方法与技巧 |
|---|---|---|
| 完全无输出,保险丝熔断 | 输入整流桥击穿 滤波电容击穿 主开关管(MOSFET)击穿 有严重短路点 |
静态测量:用二极管档或电阻档测整流桥、电容、MOS管D-S极是否短路。 目视检查:看元件是否有炸裂痕迹。 更换损坏件后,不要马上通电,先检查VCC供电等回路是否正常。 |
| 完全无输出,保险丝完好 | 启动电阻开路 TL494芯片损坏 VCC供电电路故障 PWM控制回路开路 振荡器停振 |
测量12脚VCC电压,若无电压,查启动电阻和VCC整流滤波回路。 测量14脚5V基准,若无,查14脚对地短路或芯片损坏。 用示波器查3脚或输出脚波形,若无波形,查5、6脚外围或芯片本身。 |
| 输出电压偏低 | 输入电压过低 电压反馈回路故障 负载过重 输出整流管或滤波电容性能下降 TL494内部或外围元件损坏 |
测量输入高压是否正常。 检查1、2、3脚电压是否正常,反馈网络电阻是否变值。 断开假负载,测量空载电压是否恢复正常。 测量输出整流管压降和滤波电容ESR(可用ESR表)。 |
| 输出电压偏高 | 电压反馈回路开路 误差放大器损坏 取样电阻变值 |
重点检查1脚和2脚之间的取样电阻网络是否开路或变值。 如果1脚电压异常高(接近输出电压),说明分压电阻开路。 如果2脚不是2.5V,可能是芯片损坏。 |
| 电源发出“吱吱”啸叫声 | 负载过重或短路:这是最常见的原因。 电源进入间歇振荡(打嗝)保护状态。 某个电容(特别是输出滤波电容)失效,导致ESR过高。 TL494振荡频率异常。 |
断开所有负载,看是否还叫,如果不叫了,说明是负载问题。 如果空载也叫,可能是保护电路启动,检查过流反馈(15脚)和过压保护电路。 用示波器观察输出电压波形,看是否有严重的纹波或振荡。 检查5、6脚的RT、CT电容是否失效。 |
TL494更换与代换
- 更换前确认: 确保导致TL494损坏的根本原因(如短路、过压)已经排除,否则换新后可能会再次烧毁。
- 焊接技巧: TL494通常是DIP-16或SO-16封装,使用合适的烙铁,加热均匀,避免虚焊或损坏焊盘,取下旧芯片时,最好用吸锡器或吸锡线。
- 代换: TL494的代换型号不多,功能完全兼容的有KA7500B、MB3759等,可以直接替换,对于一些有特殊控制需求的电源,可能需要仔细查阅手册。
维修TL494电源,就是围绕它的核心功能展开的排查:
- 供电是基础:先确保12脚有电,14脚有5V基准。
- 振荡是心脏:确保5、6脚外围正常,3脚或输出脚有波形。
- 反馈是大脑:确保1、2、3脚组成的电压反馈环路正常工作。
- 输出是四肢:确保8、9、11脚输出的PWM信号能正常驱动开关管。
结合万用表的电压电阻测量和示波器的波形观察,大部分问题都能迎刃而解,维修时多思考、多测量、多总结,你的技术水平会迅速提升,祝你维修顺利!
