在電子設備的維修領域，開關電源的故障維修是常見且關鍵的工作。開關電源中的一些元件由于各種原因容易損壞，了解這些易損元件及其損壞原因和維修方法，對于電路板維修人員來說至關重要。本文將詳細介紹開關電源中易損壞的三個元件：功率 MOSFET 管、檢流電阻和驅動電阻。
功率 MOS 管如今在各類開關電源以及其他電子電路中得到了廣泛應用。它具有多種功能，如在電子開關電路、放大電路、穩(wěn)壓恒流電路中發(fā)揮作用，還能當作可變電阻，制作成電子負載來代替實際電阻。然而，在實際使用中，這些電路中的 MOS 管難免會出現(xiàn)損壞情況。
MOS 管的損壞主要與人為因素和外界因素有關。人為損壞通常是由于操作不當，如接錯線或使用方法有誤，但如果電路保護措施完善，這種損壞的概率相對較低。外界因素導致的損壞更為常見，例如環(huán)境溫度過低或過高，長時間使用后電路板受潮、積塵，甚至內部進入蚊蟲等。此外，電子元件 PN 結失效也可能引發(fā)問題。綜合來看，造成 MOS 管損壞的主要原因是過電壓和過電流。特別是在一些極端的邊界條件下，功率 MOSFET 管更容易損壞。
在維修各種電源時，如果開關 MOS 管損壞，往往會連帶多個元件受損。若不找出并更換這些損壞的元件，電源將無法正常工作，再次上電還有可能導致炸機。因此，當開關管損壞時，一定要仔細檢查其他相關元件。大多數(shù)情況下，這些元件會與開關管一同損壞，損壞狀態(tài)嚴重時會燒斷，有明顯的燒糊痕跡，肉眼可直接觀察到，測試其阻值會變?yōu)闊o窮大，此時需根據(jù)色環(huán)找到相同阻值的電阻進行更換。
在維修電源時，首先要測試 MOS 管是否損壞。如果測試發(fā)現(xiàn) MOS 管已經沒有管壓降，說明它已經擊穿損壞。但此時不要急于更換，一定要仔細檢查其他元件是否也有損壞。實際上，這種炸機的電源相對容易維修，只要找到所有損壞的元件并直接更換即可。但對于那些沒有炸機，只是出現(xiàn)電壓低或高之類疑難雜癥的電源，維修起來就比較困難。不過，如果對電路原理有深入理解，這些問題也是能夠解決的?？傮w而言，開關電源在維修中還算比較容易處理的。
檢流電阻的主要作用是檢測電路中的電流。當電流流過電阻時，會在電阻兩端產生壓降，從而將電流轉換為電壓，以便用電壓來控制電路。在開關電源中，有電壓環(huán)控制和電流環(huán)控制兩個閉環(huán)控制。這里主要介紹電流閉環(huán)檢測，若需要進行電流閉環(huán)控制，就需要一個電子元件來檢測電路中的電流，并將其反饋到芯片進行控制。所謂閉環(huán)控制，就是使輸出電流保持在一個設定的范圍內，形成一個閉環(huán)回路，這在設計開關電源時就已經確定好了。通過檢測主回路電流的大小，檢流電阻將電流轉換為電壓，輸入到芯片的電流檢測引腳，從而控制開關管的脈寬輸出。當負載電流超過額定值時，初級電流經過檢流電阻，電壓達到設定閾值，電源就會啟動打嗝保護，避免電流過大損壞其他電子元件。
檢測電流的方法有很多種，但電阻檢測電流是經濟實惠的方式，其電路簡單，成本較低。因此，大多數(shù)開關電源的電流檢測都采用電阻來實現(xiàn)。這個檢流電阻通常串聯(lián)在 MOS 管的 S 管腳，用于檢測變壓器初級的電流。之所以不串聯(lián)在 D 管腳，是因為 MOS 管在導通時會有管壓降，會導致檢測電流不準確。
當電路因某些原因發(fā)生故障時，MOS 管可能會擊穿短路，此時母線電壓 300 多伏會通過變壓器和 MOS 管，直接加在檢流電阻兩端，形成大電流，從而燒毀檢流電阻。一般情況下，Q6 MOS 管和檢流電阻 R26 會同時燒毀。
需要注意的是，電流檢測電阻不能隨意更換，必須找到相同規(guī)格參數(shù)的電阻進行替換。電阻阻值過大或過小都會導致電源不穩(wěn)定，嚴重時甚至會燒毀 MOS 管，導致開關電源損壞。根據(jù)維修經驗，電阻阻值越小，能夠檢測的電流就越大，初級電流大，次級電流也會相應升高，電源功率也就越大；反之，電阻阻值越大，電源的功率越小，這是在設計開關電源時經過計算和測試確定的。在維修時，只需用同規(guī)格的電阻更換即可，功率稍大一些無妨，但阻值不能改變。曾經有測試表明，將 0.5R 的檢流電阻更換為 0.25R，電源也能工作，但在滿載時，MOS 管的尖峰電壓接近擊穿電壓。雖然開關電源很少在滿載下工作，但在不同環(huán)境下長時間運行，電源肯定會損壞。因為改變一個元件的參數(shù)，往往需要同時調整多個電子元件的參數(shù)。所以，在電路中盡量不要更改元件的參數(shù)，以免造成不必要的損失。
此外，還有很多情況下，檢流電阻并沒有炸裂，而是內部開路，肉眼無法察覺。當更換了所有元件后，電源仍然無法工作，才發(fā)現(xiàn)是這顆電阻開路。這種情況是因為電源保險燒斷，MOS 管炸裂，電壓沒有完全加到電阻兩端，使得電阻看似完好。在維修時，一定要對一些關鍵電阻進行測試，電阻損壞通常表現(xiàn)為開路，很少出現(xiàn)短路或變阻值的情況。如果電阻炸裂嚴重，無法看清色環(huán)確定阻值，可以參考相同的電源；如果沒有相同的電源，可以先用稍大一點的電阻進行更換，然后用電子負載測試額定電流。如果在未達到額定電流時電源就提前保護，說明電阻太大，需要減小阻值，直到電源能在額定電流內正常保護，這樣就可以完全修復電源。
驅動電阻位于電源芯片 PWM 脈沖輸出和開關 MOS 管之間，通常是一顆阻值在 100 歐以下的電阻。MOS 管的開關閉合需要電源芯片的驅動，因此這個串聯(lián)在它們之間的電阻就被稱為驅動電阻。
驅動電阻的存在與開關電源的開關損耗和電磁干擾（EMI）密切相關。當沒有驅動電阻時，由于 MOS 管存在結電容，相當于給電容充電，瞬間電流會增大。同時，變壓器的漏感會產生反電動勢，與電源電壓疊加后加在開關管 D 極。當電壓超過 MOS 管的耐壓值時，MOS 管就會擊穿。而增加驅動電阻可以緩解這種情況，但電阻也并非越大越好。電阻過大，驅動 MOS 管的上升沿會變得緩慢，導致 MOS 管進入放大區(qū)，從而增加 MOS 管的損耗，即開關損耗。因此，在設計時需要折中考慮，反復測試來選擇合適的電阻值。此外，驅動電阻的大小還會影響電磁干擾測試結果，如果電阻不合適，可能會導致電磁干擾超高，使測試不合格。
驅動電阻燒毀的原因通常是開關 MOS 管 DG 短路過電流。當 MOS 管擊穿時，直流高壓 300V 會經過驅動電阻進入電源芯片，此時電源芯片相當于負載，驅動電阻 R27 必然會燒毀，甚至會連累電源芯片。
驅動電阻的阻值一般在 100 歐以下，其中 10 - 47 歐之間的阻值較為常見。如果電阻損壞后色環(huán)無法辨別阻值，可以選擇一顆 22 歐姆的電阻進行替換，通常都能正常工作。
在維修開關電源時，一定要注意安全。因為開關電源內部存在直流高壓，維修人員必須戴好防護措施，防止炸機傷人。
總之，了解開關電源中功率 MOSFET 管、檢流電阻和驅動電阻這三個易損元件的特性、損壞原因和維修方法，對于電路板維修人員提高維修效率和質量具有重要意義。同時，在維修過程中嚴格遵守安全規(guī)范，確保自身安全。
