开关电源在智能仪表使用中的故障判断

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摘要 本文介绍了开关电源在智能仪表使用中的故障判断，其中分析了开关电源的工作原理及其在智能仪表中的应用，并对常见的故障判断进行了阐述，进而提出了一些基本的处理措施。

关键词 开关电源；智能仪表；故障判断

中图分类号 TM46 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)081-0236-01

随着科学技术的不断发展，智能化的产品越来越多。目前，我国电力行业方面，已经大量研发了智能设备，而智能仪表也在其中。开关电源在智能仪表中的使用也越来越普遍，但是在使用中往往会出现一些故障，这就需要相关工作人员给予及时的判断与处理。智能仪表是一种高新技术产品，它具有精度高、可靠性强等特点，而开关电源在其中的使用出现的故障，往往需要用专业的眼光去判断。

1 开关电源的工作原理及其在智能仪表中的应用

1.1 开关电源的工作原理

开关电源主要由主电路、检测电路、控制电路以及辅助电源等部分组成，它的功率半导体器件采用的是开关元器件，而开关采用的是周期性通断型开关，通过开关元件的占空比的调整来实现电压的输出。它的具体工作原理为：接通开关元件后，输入的电源先通过开关，然后经过滤波电路，最后向负载部分输送能量；断开开关后，电路中的储能装置则向负载释放能量（这部分能量相当于开关接通时电路所储存的能量），这样便能让负载拥有稳定、持续的能量。

1.2 开关电源在智能仪表中的应用

从目前来看，我国大部分智能仪表都是采用开关电源为其进行供电，因为开关电源具有电路简单且效率高等优点。智能仪表中使用的开关电源一般都采用脉冲调制器，型号包括TOP220、TOP221、TOP222等，这是一种二合一元件，其内部包括了PWN控制器与MOS-FEET功率开关管。此外，智能仪表在内部空间的设计上都比较狭窄，电源内部各个元件之间的距离也比较近，尤其是电解电容与稳压元件之间距离特别近。

2 常见的故障判断

由于开关电源得到了广泛的使用，其在智能仪表中的运用也越来越普遍，但是具体的使用过程中出现的故障问题也非常普遍。本文将对常见的几类故障判断进行阐述，具体来讲有以下几个方面：

2.1 开关电源保险丝的熔断判断

一般而言，开关电源的保险丝产生了熔断，则表示其内部线路必定出现了问题。开关电源往往在强电流与高电压下工作，而电网的电压波动、浪涌等情况均能导致开关电源的内部电流瞬间增大，增大的程度往往会超过开关电源的最大负荷能力，继而引发保险丝的熔断。当判断出了开关电源保险丝的熔断后，应该重点检查其输入端的逆变功率开关管、整流二极管以及高压滤波电解电容等部件，检查是不是这些部件出现了损坏，或者有无击穿、开路等现象。当查出了属于某部件的损坏引发的保险丝熔断，更换了部件后不宜立刻开机，而应该等一段时间后再连接通电。智能仪表所能承受的负载有一定的限度，当其他高压元器件出现了故障，而开关电源内部更换了新元件后，立刻通电易导致新元件的损坏。只有对电路中的相关高压元件一一进行全面检查，才能彻底判断出保险丝熔断的故障。

2.2 电压输出不稳定或无直流电压输出判断

假如开关电源的保险丝是好的，在加了负载情况下，却没有直流电压的输出，产生这种情况的主要原因在于：开关电源中存在短路、开路，辅助电源出现故障。电源负载过大，滤波电容漏电以及振荡电路没有工作等。面对这种情况的判断，应该使用万能表检测次级元件，待排除了负载短路与高频整流二极管击穿等情况后，假如输出依然为零，那么便能肯定问题出在开关电源的控制电路上；假如输出了少部分的电压，则表示前级电路的工作正常，问题可能出在高频整流滤波电路上。低压滤波电容与整流二极管组成了直流电压的输出部件，若整流二极管被击穿则会导致电路中无电压，而滤波电容的漏电也会引起输出的电压不稳定。

2.3 电源负载能力差的判断

在老式开关电源中，电源的负载能力一般都比较差，而对于智能仪表而言，电源负载能力差主要在于工作的时间过长。工作时间过长，容易导致开关管的工作不稳定、不能够及时散热。在这方面的判断上，应该及时检查稳压二极管的散热情况是否良好，整流二极管是否损坏等。

3 基本的处理措施

前文对开关电源在智能仪表中使用出现的故障进行了一番分析，可见开关电源自身的故障问题会影响智能仪表的正常运行。要处理好这些故障，可以采取以下几个基本措施：

3.1 及时替换损坏元器件

在故障判断中，若检查出了是某个元器件发生了损坏现象，或者只是怀疑它有问题，就应该将它及时从原位置上取下，然后对其进行彻底的检查与分析。当然，这个过程对于用接线或者插座集成的电路比较方便，而对于那些直接焊接在电路板上的集成电路芯片而言，那就显得有些难度。因此，在换取损坏的元器件时，应该抉择最佳的处理方法。这里有以下几种方法：

1）使用“塑料吸管”，即使用一种不带电烙铁的吸锡器。

2）采用特制的大号注射针头将其磨平，然后再用烙铁加热焊锡将它熔化，同时快速将针头插下去，促使焊锡和端子分离。

3）先用一根铜丝束带与焊锡接触，再加热焊点四周的铜束，铜束便会迅速升温，同时把热量传给焊锡，导致焊锡的熔化，最后在毛细作用下进入铜丝束带，焊锡便被吸走了。

4）采用熔焊头或“起出器”等专用工具。

3.2 确保输入电压的稳定性

输入的电压不稳定，会对智能仪表内部产生危害，因此要确保输入电压的稳定性。在具体的操作过程中，首先要检查输入电压的标准值以及范围，最好在智能仪器允许通过的范围之内；在输入电压的时候，要随时观察电压的变化，若变化过大，应该立刻终止电压的输送，进行相应的处理，尽可能地减少电压的波动。比如，可以安装一个合适的变压器，合理控制电压的变化，达到范围的变化最小，从而实现电压稳定输送。

3.3 减少运行中的负载

在使用过程中，要尽量减少运行中的负载，这样能降低内部的温度，从而减小由于温度过高对开关电源以及智能仪表的危害。对于某些拥有很多负载的电路环境，应该根据实际情况进行一定的处理，比如关闭那些无关紧要的负载或者将负载的数量进行一定的调整，以便有效控制运行中的负载。

4 结束语

开关电源在智能仪表中的使用越来越广泛，但是出现的故障问题也越来越频繁，这就需要相关工作人员随时注意检修，确保开关电源在智能仪表中的正常使用。

参考文献

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