干货分享：开关电源易损元件以及故障分析

现在电子电路中，有很多故障是由开关电源故障引起的，而开关电源的常见故障中，又有大部分是由一些易损件损坏而引起。

比如说，在开关电源中的开关管，经常性损坏，但是开关变压器，损坏的几率却又极小!几乎可以忽略不计。

所以以下，我总结了开关电源中一些比较容易损坏的元件，以及损坏后会出现什么故障现象，分享给大家 。

1.保险管

烧保险大多数是后级电路大电流引起，也就是说后面的电路有短路情况，比如说开关管，限流电阻，桥堆烧坏短路，芯片损坏，大滤波电容损坏等等都会引起烧断保险，故障现象为通电无反应。(温馨提示：如果换了保险管后，不要贸然通电测试，一定要找出故障或采取一定措施后才通电)

2，滤波电容损坏(300V的大电容)

滤波电容漏电或容量降低，会造成死机或开机无反应，滤波电容损坏一般从外观上可以看到电容鼓包。(当然也有不鼓包的)

3.输出滤波电容：故障现象和滤波电容坏差不多。

4.开关管

第一点讲过，开关告损坏后一般会烧保险，限流电阻也会跟随着损坏，有些时候连PWM芯片也跟着烧坏(不过这种现象不多)。

既然保险管都烧了，故障现象肯定是通电无反应。

5，稳压二极管。

在二极管所承受反向电压大于其标称稳压值的情况下，稳压管会反向击穿，但是这种击穿是可以恢复的，即在电压值降低以后，稳压管会脱离击穿状态，相当于开路。 如果是短路，那么稳压管已经损坏了，电流超过稳压管承受电流造成，为热击穿，不可恢复的。

6.光藕与TL431

这两个元件损坏一般会造成输出电压不稳定或无电压输出，如何检测，在我前面的文章中有专门介绍过(取样电阻损坏同样会造成同类问题)。

7.启动电阻：

启动电阻是接在300V电源与开关管基极之间，启动电阻损坏会造成有300V，但是无电压输出，而整机无反应。

8.限流电阻：

顾名思义，该电阻损坏过流保护电路工作，和启动电阻一样300V无输出电压。

9.PWM控制芯片：

PWM损坏会造成有300V，但是无输出电压 还会重复烧开关管和保险，检测时可以打对地阻值来判断其好坏，正常对地阻值除了其对地脚外，其他引脚都有几百欧姆。

【TL431】

TL431是可控精密稳压源。它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Vref(2.5V)到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中用它代替稳压二极管，例如，数字电压表，运放电路，可调压电源，开关电源等。

封装

TL431是一种并联稳压集成电路。因其性能好、价格低，因此广泛应用在各种电源电路中。其封装形式与塑封三极管9013等相同，如图a所示。同类产品还有图b所示的双直插外形的。

封装形式：TO - 92、SOT - 89、SOT - 23。

参数和特性

三端可调分流基准源

TL431应用电路

TL431应用电路

可编程输出电压:2.495V~36V

电压参考误差：±0.4% ，典型值@25℃(TL431B)

低动态输出阻抗:0.22Ω(典型值)

温度补偿操作全额定工作温度范围

负载电流1.0毫安--100毫安。

全温度范围内温度特性平坦，典型值为50 ppm/℃，

最大输入电压为37V

最大工作电流150mA

内基准电压为2.495V(25°C)

特点

1. 输出电压最高到 40V

2. 动态输出阻抗低，典型值为 0.2Ω

3. 阴极电流能力为 0.1mA~100mA

4. 全温度范围内温度特性平坦，典型值为 50ppm/℃

5. 噪声输出电压低

6. 快速开态响应

7. ESD 电压为 2000V

输出电压计算公式：UO=2.5*{1+(R1/R2)}

替换型号

ZTL431AH6TA

ZTL431ASE5TA

ZTL431BH6TA

ZTL431BZTA

ZTL431BCSTZ

ZTL431BE5TA

UTCTL431L

ZTL431BFFTA

应用领域:： 电平值转换

应用产品：

1. 充电器

2. 开关电源

3. 适配器

4. DVD

5. 电视机

内部结构

TL431的具体功能可以用图c的功能模块示意。由图可以看到，VI是一个内部的2.5V的基准源，接在运放的反向输入端。由运放的特性可知，只有当REF端(同向端)的电压高于VI(2.5V)时，三极管中才会有电流通过，同相输入电压少于2.5V时,三极管处于截止状态(理想状态下)，随着REF端电压的微小变化，通过三极管图1的电流将从1mA到100mA变化。当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，但可用于分析理解电路。

TL431内部等效电路如图d所示。

TL431可等效为一只稳压二极管，其基本连接方法如下图所示。下图a可作2.5V基准源，下图b作可调基准源，电阻R2和R3与输出电压的关系为U0=(1+R2/R3)2.5V

具体工作原理：当输入电压增大，输出电压增大导致了输出采样增大，这时内部电路通过调整使得流过自身的电流增大，这也就使得流过限流电阻的电流增大，这样限流电阻的压降增大，而输出电压等于输入电压减限流电阻压降，输入电压增大与限流电阻压降增大使得输出电压减小 ，实现稳压。

保护电路编辑

当最大输出电流是6A，那么当输出电流超过6A时，R2上的电压降升高，将大于9013的BE间结电压(0.6V左右)，从而使得9013处于饱和，输出电流被阻止在6A以内，

元器件说明：R1选用2W、R2选用5W,其他元器件可以电路图中的参数应用。

恒压电路应用

前面提到TL431的内部含有一个2.5V的基准电压，所以当在REF端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。如图2所示的电路，当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反馈，若V o增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致Vo下降。显见，这个深度的负反馈电路必然在VI等于基准电压处稳定，此时Vo=(1+R1/R2)Vref。选择不同的R1和R2的值可以得到从2.5V到36V范围内的任意电压输出，特别地，当R1=R2时，Vo=5V。需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1 mA 。

这个电路并不太实用，但它很清晰地展示了该器件的工作原理在应用中的方法。将这个电路稍加改动，就可以得到在很多实用的电源电路，如图4，5。