关注点之一：高频磁与同步整流技术的革新

　　在电源系统中我们会应用大量磁元件，高频磁元件的材料、结构和性能都不同于工频磁元件，有许多问题需要研究。而我们在性能上对高频磁元件所用磁性材料有一定的要求，其中损耗小，散热性能好是基本的要求，只有达到这样的标准才能做到产品的优化，磁性能才会优越。适用于兆赫级频率的磁性材料是用户的一大关注点，纳米结晶软磁材料也已得到开发应用。

　　然后在拥有了高频化技术之后，提高开关电源的效率是技术的另一难题，这就要求我们技术设计人员必须开发和应用软开关技术。而这种软开关技术的研究已经成为行业的多年来的科研热点，得到越来越多的设计者们的关注。

　　我们看过这样的技术，如同步整流SR技术，即以功率MOS管反接作为整流用开关二极管，代替萧特基二极管(SBD)。这个设计可降低管压降，从而提高电路效率。这就是我们在对于低电压、大电流输出的软开关变换器，我们想方设法降低开关的通态损耗，进一步提高其效率的措施。

　　关注点之二：开关电源的功率密度的改进

　　提高开关电源的功率密度，使之小型化、轻量化，是设计者的关注之一。电源的小型化、减轻重量对便携式电子设备(如移动电话，数字相机等)尤为重要，设计者们将通过三种方案来做到降低开关电源的功率密度。

　　第一种方案是实现高频化。为了实现电源高功率密度，必须提高PWM变换器的工作频率、从而减小电路中储能元件的体积重量。

　　第二种方案是采用新型电容器。减小电力电子设备的体积和重量，必须设法改进电容器的性能，提高能量密度，并研究开发适合于电力电子及电源系统用的新型电容器，要求电容量大、等效串联电阻ESR小、体积小，做到新型电容器的体积缩小作用。

　　第三种方案是应用压电变压器的改进。应用压电变压器可使高频功率变换器实现轻、小、薄和高功率密度。压电变压器利用压电陶瓷材料特有的“电压-振动”变换和“振动-电压”变换的性质传送能量，其等效电路如同一个串并联谐振电路，进行应用压电变压器的改进。

　　关注点之三：功率半导体器件性能

　　早在上世纪末，Infineon公司推出了冷mos管，它采用“超级结”(Super-Junction)结构，又称超结功率MOSFET。工作电压在600V～800V，通态电阻几乎降低了一个数量级，仍保持开关速度快的特点，是一种有发展前途的高频功率半导体电子器件。

　　就在这种很有前途的高频功率半导体电子器件IGBT刚出现时，电压、电流额定值只有600V、25A。很长一段时间内，耐压水平限于1200V～1700V，经过长时间的探索研究和改进，现在IGBT的电压、电流额定值已分别达到3300V/1200A和4500V/1800A，高压IGBT单片耐压已达到6500V，一般IGBT的工作频率上限为20kHz～40kHz，基于穿通(PT)型结构应用新技术制造的IGBT，可工作于150kHz(硬开关)和300kHz(软开关)，大大提高了应用性能。

　　我们看到的IGBT技术进展实际上是通态压降，快速开关和高耐压能力三者的折中。随着工艺和结构形式的不同，IGBT在20年历史发展进程中，分别是穿通(PT)型、非穿通(NPT)型、软穿通(SPT)型、沟漕型和电场截止(FS)型。

　　碳化硅SiC是功率半导体器件晶片的理想材料，其优点是：禁带宽、工作温度高(可达600℃)、热稳定性好、通态电阻小、导热性能好、漏电流极小、PN结耐压高等，有利于制造出耐高温的高频大功率半导体电子元器件。由此我们不难看出碳化硅将是21世纪最可能成功应用的新型功率半导体器件材料，它的出现将大大改进我们原有的产品设计性能。　　关注点之四：分布电源结构

　　在说到分布电源结构之前我们先说一下分布电源系统，　现在分布电源系统有两种结构类型有两级结构和三级结构两种类型。分布电源系统适合于用作超高速集成电路组成的大型工作站(如图像处理站)、大型数字电子交换系统等的电源，它有着可实现DC/DC变换器组件模块化、容易实现N+1功率冗余、易于扩增负载容量、可降低48V母线上的电流和电压降、容易做到热分布均匀、便于散热设计、瞬态响应好，可在线更换失效模块等优点。

　　关注点之五：PFC变换器

　　由于AC/DC变换电路的输入端有整流元件和滤波电容，在正弦电压输入时，单相整流电源供电的电子设备，电网侧(交流输入端)功率因数仅为0.6～0.65。采用PFC(功率因数校正)变换器，网侧功率因数可提高到0.95～0.99，输入电流THD小于10%。既治理了电网的谐波污染，又提高了电源的整体效率。这一技术称为有源功率因数校正APFC单

　　开关电源节材、省电、高效率已基本上取代了传统的变压器变压、二极管整流、晶体管稳压的电源。由于开关电源电路复杂，保护电路多，维修困难，要迅速排除开关电源的故障，对维修人员来讲，熟练掌握开关电源的基本组成和工作原理非常重要。现在大多数电子仪器所有开关电源主要由电磁干扰滤波器，防浪涌控制电路，整流滤波电路，开关变压器，开关元件，脉宽调制组件等元器件组成，已有许多开关电源在整流电路和滤波电路之间加有功率因校正电路，以提高电源的功率因数，使电源工作的电流波形与电压波同频同相，尽量消除电流中的谐波成分，开关电源的功率因数可达到99%。功率因数校正电路由开关器件和功率因数校正模块等构成。

　　大多数升压型功率因数校正电路在其滤波电容上的电压值约为380V DC

　　像富士3000热敏相机电源，柯达8900激光相机电源及日立EUB525电源等均属于上述结构。目前国内电子市场上所售的开关电源大多数没有功率因数校正电路部分，电路相对简单一些。对于开关电源的维修方法与技巧现介绍如下：

　　1、修理开关电源时，首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路，如电源整流桥堆，开关管，高频大功率整流管;抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断。再检测各输出电压端口电阻是否异常，上述部件如有损坏则需更换。 2、第一步完成后，接通电源后还不能正常工作，接着要检测功率因数模块(PFC)和脉宽调制组件(PWM)，查阅相关资料，熟悉PFC和PWM模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件。

　　3、然后，对于具有PFC电路的电源则需测量滤波电容两端电压是否为380VDC左右，如有380VDC左右电压，说明PFC模块工作正常，接着检测PWM组件的工作状态，测量其电源输入端VC ，参考电压输出端VR ，启动控制Vstart/Vcontrol端电压是否正常，利用220VAC/220VAC隔离变压器给开关电源供电，用示波器观测PWM模块CT端对地的波形是否为线性良好的锯齿波或三角形，如TL494 CT端为锯齿波，FA5310其CT端为三角波。输出端V0的波形是否为有序的窄脉冲信号。

　　4、在开关电源维修实践中，有许多开关电源采用UC38××系列8脚PWM组件，大多数电源不能工作都是因为电源启动电阻损坏，或芯片性能下降。启动电流增大所致。

　　当R断路后无VC，PWM组件无法工作，需更换与原来功率阻值相同的电阻。当PWM组件启动电流增加后，可减小R值到PWM组件能正常工作为止。在修一台GE DR电源时，PWM模块为，检测未发现其他异常，在R(220K)上并接一个220K的电阻后，PWM组件工作，输出电压均正常。有时候由于外围电路故障，致使VR端5V电压为0V，PWM组件也不工作，在修柯达8900相机电源时，遇到此情况，把与VR端相连的外电路断开，VR从0V变为5V，PWM组件正常工作，输出电压均正常。

　　5、当滤波电容上无380VDC左右电压时，说明PFC电路没有正常工作，PFC模块关键检测脚为电源输入脚VC，启动脚Vstart/control，CT和RT脚及V0脚。修理一台富士3000相机时，测试一板上滤波电容上无380VDC电压。VC，Vstart/control，CT和RT波形以及V0波形均正常，测量场效应功率开关管G极无V0 波形，由于FA5331(PFC)为贴片元件，机器用久后出现V0端与板之间虚焊，V0信号没有送到场效应管G极。将V0端与板上焊点焊好，用万用表测量滤波电容有380VDC电压。当Vstart/control 端为低电平时，PFC亦不能工作，则要检测其端点与外围相连的有关电路。

　　总之，开关电源电路有易有难，功率有大有小，输出电压多种多样。只要抓住其核心的东西，即充分熟悉开关电源的基本结构以及PFC及PWM模块的特性，它们工作的基本条件，按照上述步骤和方法，多动手进行开关电源的维修，就能迅速地排除开关电源故障，达到事半功倍的效果。