电子元器件论坛从零开始，带你认识电源内部的元器件

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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从零开始，带你认识电源内部的元器件

电源不像处理器，可以看规格知性能;电源也不像显卡，由一颗关键的GPU来决定档次。

一款好的电源除了满足功率需求以外，还必须考量稳定、节能、静音、安全等多方面的因素。

在没有专业设备进行检测的情况下，我们只有了解一些电源的基本原理和元器件知识，才能做到对电源“一目了然”。

抓住关键，不再眼晕

从外面看起来，电源的个头也就比一块“板砖”大一点，但它“肚子”里装的东西可着实不少。

拆开外壳，我们能看到数以百计的、各式各样的电子元器件和复杂交错的线缆，不免让人眼晕。俗话说“擒贼先擒王”，在观察电源时，我们也应该着重留意以下几个部分。

某电源的内部结构图，序号1～6分别标识出了大家应该着重观察的部分。

1. 一、二级EMI滤波电路。这部分的作用是将外部电网进入的市电进行过滤，得到比较纯净的交流电供后续使用。

2. PFC电路。它的作用是在交流电转换成直流电的过程中减少谐波，降低对室内电网和市电电网的干扰，减少市电损耗。

3. 高压滤波电容。它的作用是净化高压直流电，为后续的高低压转换提供相对“纯净”的电流。

4. 电源拓扑。拓扑就是指电源的整体结构，它直接影响到电源的转换效率。

5. 低压滤波电路的电感线圈。其作用是稳定输出端的电压和电流，与电脑硬件系统的稳定使用有直接的关系。

6. 散热片。在变压器和开关电路进行电压转换时，会产生大量的热量，因此需要散热片迅速转移热量。

二级EMI滤波电路

国家3C认证强制要求上市的电源必须通过EMI防电磁辐射认证，因此合格的电源都应该具有EMI滤波电路。

一级EMI滤波电路位于电源接口处，做工更好的电路还具有独立PCB板和电感线圈。

二级EMI滤波电路通常在电源的主PCB板上，由电感线圈和电容等元器件组成。

某劣质电源上的二级EMI滤波电路唱了“空城计”

不过低端电源往往只有一级EMI滤波电路，稍好一点的电源都应该具有完整的一、二级EMI滤波电路。

PFC电路

PFC电路分为被动式和主动式两种，现在大部分电源都是采用的主动式PFC。

被动式PFC均采用这种“大个头”的电感

主动式PFC的电感线圈往往位于高压滤波电容的前方

被动式PFC的功率因数普遍在0.7左右，主动式PFC的功率因数则高达0.9以上，明显优于被动式PFC。两者的分辨也相当容易。

高压滤波电容

哪些是高压滤波电容?很简单，电源里面最高、最大的电容即是(1～2颗)。

比较电容时，原则上只能与同类型的电源相比，因为在相同功率下，被动式PFC电源所需的电容容量比主动式要大。

在同级比较时，我们可以看到高压滤波电容的容量、耐压值和耐温值，理论上这三项数值越大越好。

电源采用主动式PFC，因此使用容量为330μF的高压滤波电容就能满足需求。该电容的耐压值为400V，耐温值为85℃。

电源拓扑

简单说来，在前几年电源的拓扑可分为半桥式和正激式两种，现在基本以正激式为主。半桥式是传统的电源结构，通常转换效率不高;而正激式结构转换效率容易做到80%以上。

传统的半桥式拓扑

正激式拓扑有助于提高转换效率

在进行分辨时，我们不妨采用排除法：在半桥式电源的中央，必定有三个变压器，并且一大两小，排成一条直线;如果你的电源不是这种结构，那么恭喜你，这多半是正激式电源。

低压虑波电路的电感线圈

在低压滤波电路部分，我们主要看电感线圈的大小、匝数和颜色。自然是线圈越大、匝数越多越好;至于颜色，理论上从优到劣分别为灰色、黑色、浅绿色和黄色，电感越好损耗越小。

低压滤波电路部分主要看电感线圈

散热片

散热片的作用不需多说，发热量较大的开关管和肖特基管都常常安装在散热片上。

目前市售电源普遍采用铝质散热片，通常越厚越好;同时为了在有限的空间内扩大散热面积，大部分散热片都开有鳍片，理论上鳍片越多越好。

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电子电路维修经验整理分享

一、怎样维修无图纸电路板？

1.要“胸有成图”

要彻底弄懂一些典型电路的原理，烂熟于心。图纸是死的，脑袋里的思想是活的，可以类比，可以推理，可以举一反三，一通百通。比如开关电源，总离不开振荡电路、开关管、开关变压器这些，检查时要检查电路有没有起振，电容有没有损坏，各三极管、二极管有没有损坏，不管碰到什么开关电源，操作起来都差不多，不必强求有电路图﹔比如单片机系统，包括晶振、三总线(地址线、数据线、控制线)、输入输出接口芯片等，检修起来也都离不开这些范围﹔又如各种运算放大器组成的模拟电路，纵它变化万千，在“虚短”和“虚断”的基础上去推理，亦可有头有绪，条分缕析，弄个明明白白。练就了分析和推理的好功夫后，即使遇到从未见过的设备，也只要从原理上搞明白就可以了。

2.要讲究检修先后顺序

讲究检修顺序才可找到解决问题的最短路径，避免乱捅乱拆，维修不成，反致故障扩大。维修就象医生给人看病，也讲究个“望闻问切”。“望”即检查故障板的外观，看上面有没有明显损坏的痕迹，有没有元件烧黑、炸裂，电路板有无受腐蚀引起的断线、漏电，电容有没有漏液，顶部有没有鼓起等；“闻”用鼻子嗅一嗅有没有东西烧焦的气味，这气味是从哪里发出的；“问”很重要，要详细地询问当事人，设备出故障当时的情况，从情况推理可能的故障部位或元件；“切”即动用一定的检测仪器和手段，分通电和不通电两种情况，检查电路部位或元件的阻值、电压、波形等，将好坏电路板对比测试，观察参数的差异等。

其实有很多故障你连万用表都没用上就解决了，电路图自然免了。

3.要善于总结规律

一般有一定的维修经验积累后，要善于总节分析每一次元件损坏的原因，是操作不当？欠缺维护？设计不合理？元件质量欠佳？自然老化？有了这些分析，下次再碰到同类故障，尽管不是相同的电路板，心里也就有了一点底。例如本人曾经碰到一台辛辛那提加工中心时好时坏的故障，供应商采取将软件重装，减少谐波干扰，乃致将所有的板拆下在其它好的机器上重现故障等手段，拆腾了一个月最后也没有解决问题。因为本人维修过不少电脑主板的故障，发现时好时坏有不少是上了年份的主板上的电容有问题，我想这对加工中心的控制板也是一样的，于是将板上的电容全部换掉，结果只用一个小时问题就解决了。

4.要善于寻找资料

自从互联网出现以来，寻找资料变得非常容易。不明白的设备原理，不明白的电路原理，几乎都可以从网上找得到，什么IC资料都可以从网上找得到。以前讲师傅带徒弟，徒弟学不学得好要看师傅有没有心带。现在不必了，有了互联网，你的师傅遍及全世界，什么样的高手都有。当然，学历不高的话，英语是一道横在我们面前的沟坎，很多东西都是要有英语基础才能理解的，例如很多IC资料都是英文的。但有了金山词霸，你有这个专业基础，很多东西连猜带蒙，也可理解个八九不离十。有了有用的资料，没图也就和有图一样，没啥大不了的。

5.要有必要的检测设备

如果你将维修当成自己的一番事业，那么一定的设备投资是必要的。电烙铁、万用表、常用的拆装工具，牌子不要太差。有条件的话再弄一个100M的双踪示波器，再有条件的话，置个在线维修测试仪。

二、工控电路板电容损坏的故障特点及维修

电容损坏引发的故障在电子设备中是最高的，其中尤其以电解电容的损坏最为常见。

电容损坏表现为：

1.容量变小；

2.完全失去容量；

3.漏电；

4.短路。

电容在电路中所起的作用不同，引起的故障也各有特点。在工控电路板中，数字电路占绝大多数，电容多用做电源滤波，用做信号耦合和振荡电路的电容较少。用在开关电源中的电解电容如果损坏，则开关电源可能不起振，没有电压输出；或者输出电压滤波不好，电路因电压不稳而发生逻辑混乱，表现为机器工作时好时坏或开不了机，如果电容并在数字电路的电源正负极之间，故障表现同上。这在电脑主板上表现尤其明显，很多电脑用了几年就出现有时开不了机，有时又可以开机的现象，打开机箱，往往可以看见有电解电容鼓包的现象，如果将电容拆下来量一下容量，发现比实际值要低很多。

电容的寿命与环境温度直接有关，环境温度越高，电容寿命越短。这个规律不但适用电解电容，也适用其它电容。所以在寻找故障电容时应重点检查和热源靠得比较近的电容，如散热片旁及大功率元器件旁的电容，离其越近，损坏的可能性就越大。曾经修过一台X光探伤仪的电源，用户反映有烟从电源里冒出来，拆开机箱后发现有一只1000uF/350V的大电容有油质一样的东西流出来，拆下来一量容量只有几十uF，还发现只有这只电容与整流桥的散热片离得最近，其它离得远的就完好无损，容量正常。另外有瓷片电容出现短路的情况，也发现电容离发热部件比较近。所以在检修查找时应有所侧重。

有些电容漏电比较严重，用手指触摸时甚至会烫手，这种电容必须更换。

在检修时好时坏的故障时，排除了接触不良的可能性以外，一般大部分就是电容损坏引起的故障了。所以在碰到此类故障时，可以将电容重点检查一下，换掉电容后往往令人惊喜（当然也要注意电容的品质，要选择好一点的牌子，如红宝石、黑金刚之类）。

三、电阻损坏的特点与判别

常看见许多初学者在检修电路时在电阻上折腾，又是拆又是焊的，其实修得多了，你只要了解了电阻的损坏特点，就不必大费周章。

电阻是电器设备中数量最多的元件，但不是损坏率最高的元件。电阻损坏以开路最常见，阻值变大较少见，阻值变小十分少见。常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻和保险电阻几种。前两种电阻应用最广，其损坏的特点一是低阻值（100Ω以下）和高阻值（100kΩ以上）的损坏率较高，中间阻值（如几百欧到几十千欧）的极少损坏；二是低阻值电阻损坏时往往是烧焦发黑，很容易发现，而高阻值电阻损坏时很少有痕迹。线绕电阻一般用作大电流限流，阻值不大。圆柱形线绕电阻烧坏时有的会发黑或表面爆皮、裂纹，有的没有痕迹。水泥电阻是线绕电阻的一种，烧坏时可能会断裂，否则也没有可见痕迹。保险电阻烧坏时有的表面会炸掉一块皮，有的也没有什么痕迹，但绝不会烧焦发黑。根据以上特点，在检查电阻时可有所侧重，快速找出损坏的电阻。

根据以上列出的特点，我们先可以观察一下电路板上低阻值电阻有没有烧黑的痕迹，再根据电阻损坏时绝大多数开路或阻值变大以及高阻值电阻容易损坏的特点，我们就可以用万用表在电路板上先直接量高阻值的电阻两端的阻值，如果量得阻值比标称阻值大，则这个电阻肯定损坏（要注意等阻值显示稳定后才下结论，因为电路中有可能并联电容元件，有一个充放电过程），如果量得阻值比标称阻值小，则一般不用理会它。这样在电路板上每一个电阻都量一遍，即使“错杀”一千，也不会放过一个了。

四、运算放大器的好坏判别方法

运算放大器好坏的判别对相当多的电子维修者有一定的难度，不只文化程度的关系（手下有许多本科生，不教的话肯定不会，教了也要好久才领会，还有个专门跟导师学变频控制的研究生，居然也是如此！），在此与大家共同探讨一下，希望对大家有所帮助。

理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”的特性，这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。为了保证线性运用，运放必须在闭环(负反馈）下工作。如果没有负反馈，开环放大下的运放成为一个比较器。如果要判断器件的好坏，先应分清楚器件在电路中是做放大器用还是做比较器用。

从图上我们可以看出，不论是何类型的放大器，都有一个反馈电阻Rf,则我们在维修时可从电路上检查这个反馈电阻，用万用表检查输出端和反向输入端之间的阻值，如果大的离谱，如几MΩ以上，则我们大概可以肯定器件是做比较器用，如果此阻值较小0Ω至几十kΩ，则再查查有无电阻接在输出端和反向输入端之间，有的话定是做放大器用。

根据放大器虚短的原理，就是说如果这个运算放大器工作正常的话，其同向输入端和反向输入端电压必然相等，即使有差别也是mv级的，当然在某些高输入阻抗电路中，万用表的内阻会对电压测试有点影响，但一般也不会超过0.2V，如果有0.5V以上的差别，则放大器必坏无疑！

如果器件是做比较器用，则允许同向输入端和反向输入端不等，

同向电压>反向电压，则输出电压接近正的最大值；

同向电压<反向电压，则输出电压接近0V或负的最大值（视乎双电源或单电源）。

如果检测到电压不符合这个规则，则器件必坏无疑！

这样你不必使用代换法，不必拆下电路板上的芯片就可以判断运算放大器的好坏了。

五、万用表测试SMT元件的一个小窍门

有些贴片元件非常细小，用普通万用表表笔测试检修时很不方便，一是容易造成短路，二是对涂有绝缘涂层的电路板不便接触到元件管脚的金属部分。这里告诉大家一个简便方法，会给检测带来不少方便。

取两枚最小号的缝衣针，（深度工控维修技术专栏）将之与万用表笔靠紧，然后取一根多股电缆里的细铜线，用细铜线将表笔和缝衣针绑在一起，再用焊锡焊牢。这样用带有细小针尖的表笔去测那些SMT元件的时候就再无短路之虞，而且针尖可以刺破绝缘涂层，直捣关键部位，再也不必费神去刮那些膜膜了。

六、电路板公共电源短路故障的检修方法

电路板维修中，如果碰到公共电源短路的故障往往头大，因为很多器件都共用同一电源，每一个用此电源的器件都有短路的嫌疑，如果板上元件不多，采用“锄大地”的方式终归可以找到短路点，如果元件太多，“锄大地”能不能锄到状况就要靠运气了。在此推荐一比较管用的方法，采用此法，事半功倍，往往能很快找到故障点。

要有一个电压电流皆可调的电源，电压0-30V，电流0-3A，此电源不贵，300元左右。将开路电压调到器件电源电压水平，先将电流调至最小，将此电压加在电路的电源电压点如74系列芯片的5V和0V端，视乎短路程度，慢慢将电流增大，用手摸器件，当摸到某个器件发热明显，这个往往就是损坏的元件，可将之取下进一步测量确认。当然操作时电压一定不能超过器件的工作电压，并且不能接反，否则会烧坏其它好的器件。

七、一块小橡皮，解决大问题

工业控制用到的板卡越来越多，很多板卡采用金手指插入插槽的方式.由于工业现场环境恶劣，多尘、潮湿、多腐蚀气体的环境易使板卡产生接触不良故障，很多朋友可能通过更换板卡的方式解决了问题，但购买板卡的费用非常可观，尤其某些进口设备的板卡。其实大家不妨使用橡皮擦在金手指上反复擦几下，将金手指上的污物清理干净后，再试机，没准就解决了问题！方法简单又实用。

八、时好时坏电气故障的分析

各种时好时坏电气故障从概率大小来讲大概包括以下几种情况：

1.接触不良

板卡与插槽接触不良、缆线内部折断时通时不通、线插头及接线端子接触不好、元器件虚焊等皆属此类；

2.信号受干扰

对数字电路而言，在特定的情况条件下，故障才会呈现，有可能确实是干扰太大影响了控制系统使其出错，也有电路板个别元件参数或整体表现参数出现了变化，使抗干扰能力趋向临界点，从而出现故障；

3.元器件热稳定性不好

从大量的维修实践来看，其中首推电解电容的热稳定性不好，其次是其它电容、三极管、二极管、IC、电阻等；

4.电路板上有湿气、积尘等

湿气和积尘会导电，具有电阻效应，而且在热胀冷缩的过程中阻值还会变化，这个电阻值会同其它元件有并联效果，这个效果比较强时就会改变电路参数，使故障发生；

5.软件也是考虑因素之一

电路中许多参数使用软件来调整，某些参数的裕量调得太低，处于临界范围，当机器运行工况符合软件判定故障的理由时，那么报警就会出现。

九、怎样快速查找元器件资料?

现代的电子产品五花八门，元器件种类日益繁多，何止万千，在电路维修中，尤其工业电路板维修领域，许多元器件乃见所未见，甚或闻所未闻，另外即使某款板子手头的元器件的资料齐全，但要在电脑里将这些资料一一翻阅分析，倘没有一个快捷查寻之法，则维修效率就要大打折扣，工业电子维修领域，效率就是金钱，跟效率过不去就是跟口袋的钞票过不去。

我们该当庆幸生在这个伟大的时代，互联网的弗远无界，令世界每一处角落似乎都伸手可及，免费的资讯无处不在，人人尽可伸手，无甚欢迎。

首先推荐一个网站http://www.alldatasheet.com,想查什么元件都可以，芯片、晶体管、继电器，甚至LED，无所不包。为了以后查找方便，每一次下载一份datasheet后,可将它们存在一个固定的文件夹里。注意事项：注意左上边下拉选择框的included/start with/end/match,合理选择有助于你更快找到你要的东东，当按下search 得到结果后，还要注意右边芯片厂商的logo，要选择与芯片上标注一致的厂家，因为某些芯片特别是日系芯片，上面的标注并不完整，有许多雷同的关键字，此时要结合芯片的实际封装和厂商搜索才行。例如7805关键字对应的搜索结果，器件可能是三端稳压器，也可能是ADC芯片。某个简单的关键字搜出一大堆器件却未必能找到你想要的。此网站甚好，器件比较齐全，搜索不用注册登录，缺点是国外的服务器，有时速度未必尽如人意，另外某些偏门的元器件资料亦不可寻到。

国内的网站－－-盛明零件网http://www.icminer.com/下载资料似乎更快，种类也更齐全，甚至元器件厂家不大公开的一些资料也被扫描做成pdf文档资料，当你寻遍其它网站一无所获后，在这个网站试试可能就有惊喜，唯一的不便就是要注册，每次登录后才可下载。

其它几个网站也不错：

http://www.21icsearch.com

http://datasheet.ednchina.com

http://cn.datasheet.in/

http://datasheet.eeworld.com.cn/

常见的资料一般搜起来也是没有问题的。

小贴片元件只打代码，一个代码对应相应型号的元件，要查找贴片元件代码，这个网站是不二之选：淘金Mark论坛http://bbs.taojinc.com 某些查不到的还可以到论坛发贴求助，这对我等维修人员来说真是太有价值了。

好，资料找到了，假设一个板上有下列元件：LM337 TL084 74HC00 IRF540 … 而你的电脑全部存有这些器件的DATASHEET，你还记得放在哪个文件夹里么？那么多元件资料你又能很快找得到么？什么？你还在用微软的文件搜索功能？哎！这样的话你已经严重落后于时代了！google的桌面搜索软件早就出来了为什么不用？赶快装一个吧！一口气从你的电脑里找10个元件的datasheet也只要1分钟！看，在桌面的搜索栏里输入你要搜的元件关键字，不管是排在前还是排在后，不管是在标题里还是在文件内容里，统统给你搜出来，你只要移动鼠标确认即可！

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