摘要：在医疗设备快速发展的过程中，开关电源主要应用于绝大多数设备中，主要功能是变压、滤波等。开关电源与220伏市电直接相连，如果220伏电压不稳定或者出现浪涌，那么即便是开关电源具备较高的稳压效果以及较高的运行效率，也会受到不同程度的损坏。而开关电源故障的分析与处理存在一定的难度。但是，只要深入了解开关电源的构造以及运行原理，开关电源故障的分析与处理将不再是无法攻克的难题。
关键词：开关电源；故障；分析及处理措施
引言
医院各类电子医疗设备基本都有不同类型的开关电源，也是医疗设备故障率较高的部件，其中高温是最重要的因素之一，温度对电子设备的影响高达60%，45%的电子设备因超过耐受温度而损坏，如何保证医疗设备长期的、安全的工作，热设计是不可忽视的问题。随着半导体集成电路技术的快速发展，芯片功率不断增大、集成度不断提高，导致芯片温升越来越快、散热越来越困难。在开关电源的设计中同样面临着功率不断增大体积不断减小的趋势，在保证设备功能的同时须充分考虑电路工作的稳定性、工作环境、使用寿命等因素，这些因素都直接或间接的与电路温度有密切的关系，所以有必要对开关源中的热设计进行分析研究，在开关电源设计中的热设计主要包括二个方面：电路、芯片的散热和整机的散热，二者相互关联相辅相成，必须综合考虑。
1开关电源的运行原理分析
在开关电源的运行过程中，需要所有的组织模块都发挥其相应的功能。（1）220V的交流电会在EMI电路，桥电路滤波整流的作用下获得300V的脉冲直流电压。与此同时，电压经过电路再次回到PWM脉冲，形成一个完整的原始电路。然后再在驱动脉冲的作用下，实现对内部芯片的控制，确保开关电源的整个电路都可以顺利导通。（2）在处理开关变压器的时候，则需要将其连接到芯片电路上，从而让芯片在脉冲作用的影响下长期稳定在开或关状态。只有这样，脉冲电流才会顺利的通过初级绕组，而与初级绕组对应的输出绕组才会随之产生感应电压。与此同时，感应电压在脉冲整流的作用下，可以直接转换成负载需要的电压，作为一种电源持续性输出，为后级负载提供服务。在开关电源的整个运行过程中，保证系统、完整、科学的稳压控制电路具有十分重要的作用。而与基准电压相比，难免会出现一些数值误差电压。在这种情况下，要想保证稳压控制电路的系统性以及完整性，还必须要以改变脉冲的真实频率以及宽度为基础来纠正各项参数，集中整合并分析运行时间长短与相应频率，确保电压高低数值参数的有效调整，使之满足稳压控制的各项标准。
2开关电源常见故障分析及处理措施
2.1输入环节故障的分析及处理措施
在开关电源的运行过程中，需要对开关电源进行集中检查和校对。而在此过程中，需要分析某些问题，并进行相应管控措施的制定，进行相关故障的检修验证，从而优化开关电源的运行效率，提升开关电源的整体管理质量。而在输入环节故障分析与处理的过程中，就必须要检查开关电源的交流电输入功能是否正常。如果交流电无法正常输入，那么就必须要对进线实施短路或磨损分析。观察开关电源是否出现了熔断丝异常故障，同时对损坏元件周边关联元件进行检查，及时更换损坏元件，实现电压的正常输出。
2.2高频开关电源故障维护对策
通常情况下，诱发高频开关电源故障的因素比较多，而电路板控制插件松动是最为主要的诱发因素，其将会导致交流接触器无法正常吸合，致使整流模块出现失压现象，从而对通信系统的正常运行产生不利影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了使上述问题得到有效解决，则需要在通信站中安装交流配电屏，并借助两路自动切换功能来对高频开关电源故障进行自动切换，这样可以有效避免由于通信系统电源出现故障而对整个通信系统运行产生不利影响。在高频开关运行阶段，严禁随意增减大功率设备，而且不允许在满负载条件下长期运行，此时可以通过调整通信系统电源运行状态，来达到提高通信系统运行稳定性和安全性的目的。
2.3反馈电路故障的分析与处理
在开关电源的运行过程中，需要对反馈电路故障进行分析，确保电流起振功能得以充分发挥。针对滤波电容参数的鉴定，必须要确保开关电源处于断电状态，才能保证其鉴定的有效性。如果其电流偏小，则说明开关电源不存在开路故障。但是在开关电源的运行过程中，开关变压器故障的发生频率最高，且大多数情况下都是开关变压器反馈绕组脱焊故障。所以必须要重点检测反馈电容、反馈电阻以及二极管等基本元件，并根据实际情况采取相应的处理措施，进行相关元件的维修与更换，确保开关电源处于长期的稳定运行状态。
2.4风冷设计
当受客观条件限制或安装散热器亦不能保证散热效果的情况下，为保证设备正常工作须采用主动散热措施，如安装风冷风扇强制加快散热。从热力学角度来看物体间只要有温差存在就会发生热量从高温处向低温处传递，故吸、放热是相对的，而热传递的三种方式中以热传导为最快，为了获得更高效的散热效果通常将传导和对流两种散热方式同时使用，即散热器和风冷风扇一起使用。散热器材质多为铝、铜等带有鳍片的热导体，充分扩展的表面积使热辐射面积大大增加，芯片内热能通过芯片表面和散热器的紧密接触传导到散热器表面，由于鳍片的存在增大了散热表面积，风扇吹风形成的快速流动的空气分子流过鳍片将热量散发到空气中，进行强制对流带走芯片热量。风冷即由风扇形成的快速流动的冷空气不停吹向散热器鳍片带走热量并从排风口排出热空气的过程，风冷风扇的使用形式可根据实际情况，可以将风扇直接安装在散热器表面对某一发热器件风冷散热，也可根据机箱或机架的风路设计安装在机箱或机架出风口处加快整个箱内空间的空气流速强制对流散热，以上两种方法也可同时使用。
2.5脉冲整流输出故障的分析与处理
在开关电源的运行过程中，需要对脉冲整流结构进行分析，并集中检查电阻电容二极管，提升其运行的有效性与便捷性。另外，输出电压与实际要求不相符、光电耦合器的发光管异常发亮等故障都是稳定控制电路的常见故障。针对这类故障的分析与处理，依然可以使用电阻法，保证其估测与处理的有效性，保证其相应参数与元件结构的稳定运行，进而提升集成电路运行的效率。
结语
综上所述，加强开关电源故障的分析与处理具有十分重要的意义。而要想保证开关电源故障的分析与处理效果，就必须要根据开关电源的实际运行状况，制定完善的故障检测机制以及管理控制措施。同时还要提升相关技术人员的故障分析水平以及处理水平，实现动态化的管理。
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论文作者:周翔
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/20
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