通信设备PAC模块式开关电源的原理与维修

PAC模块式开关电源（以下简称PAC模块电源）是近年来迅速发展起来的新型电子部件，目前广泛应用于程控交换机和微波通信设备中。满足了通信设备中各种数字电路和模拟电路对于二次电源的各种技术要求。 由于大多数PAC模块电源生产厂家在设计制作时，就将其视为一次性使用部件，一旦出现问题，则整体报废，根本不考虑对其维修的可能性。在电路装配中，许多厂家将元件装在印板上后先进行调试，调试合格后放入具有散热和屏蔽双重作用的铜盒内，再用导热硅橡胶将全部电路浇涛为一个整体。所以，PAC模块电源如有损坏，修复是十分困难的。本文拟就单端驱动PAC模块电源的原理和维修作一些初步探讨。

一、PAC模块电源的工作原理

笔者对数十只PAC模块电源的实际电路进行剖析后考察发现，PAC模块电源大致有两种基本工作方式：一种是脉冲宽度调制（PWM）驱动开关电源，其特点是固定开关脉冲的频率，通过改变脉冲宽度来调节占空比；另一种是脉冲频率调制（PFM）驱动开关电源，其特点是固定开关脉冲宽度，利用改变开关脉冲频率的方法来调节占空比。虽然两者的工作原理稍有不同，但作用和效果都是一样的，均可达到稳压的目的。除极少数产品 外，PAC模块电源几乎都采用PWM控制方式。

环形高频开关变压器或者EFD形开关变压器有两种用途：

（1）利用初、次级的不同匝数比，可使次组回路取得不同电压；

（2）使初、次级直流通路做到完全隔离。开关管Q基本上都采用高频功率场效应管，驱动芯片IC，除根据负载大小和输入电压高低输出能相应地控制功率场效应管栅极的调宽波外，还具有过流检测、过压检测、软启动等功能。

IC的辅助功能视其型号不同而有所差异。48V输入电压经由 T的初级由场效应管 Q斩波和高频开关变压器次级降压得到高频矩形电压，经肖特基二极管D整流后，再经C2滤波，输出需要的直流电压。IC又称为调宽波发生器，它是模块电源的核心，它将光耦送来的反馈信号与芯片内部的基准信号比较分析后，输出宽度可调但频率为定值的PWM脉冲到场效应管栅极，以便调节和稳定输出电压。例如，由于某种原因使输出电压升高时，IC就减少驱动脉冲的占空比，使得斩波后的平均电压下降，导致输出电压下降，反之亦然。C1为定时电容，用以控制IC7脚锯齿波波形。

二、PAC模块电源修理探讨

对PAC模块电源进行元件级修理，是一项细致而又慎密的工作，不能有半点马虎和懈怠。

首先，应对所修模块电源有一个总体的理性认识，了解所检修的电路应用的IC 型号、组成形式以及大致方框图。对重点怀疑的局部电路，应该根据实际印板电路将其核心电路绘出，尤其是对双面印制板电路，测绘电路一定要认真仔细，否则会对下一步分析故障带来麻烦。有条件的用户，也可将整个PAC模块电源印制板上较大元件暂时拆除后，将印制板用扫描仪输入电脑，借助PHOTOSHOP图形编辑软件进行电路分析，可收到事半功倍的效果。

在修理实践中，应注意下列几个问题：

（1）PAC模块电源大都采用导热硅橡胶固封，在修理时，不可避免地要对导热硅橡胶实施剥离。鉴于胶体在模块中固定元件、导热、防止元件氧化和漏电的独特用途，因此，我们不必对全部电路所覆盖的肢体进行整体剥离，只要将所怀疑的局部电路上覆盖的胶体剥离即可，以尽量使修复后的模块保持原有的技术指标。 导热硅橡胶分透明和非透明两种。在剥离非透明胶体时，由于看不到胶体所掩盖的元件，极易伤及片状元件表面。而任何轻微的表面划痕都将导致片状电容、电阻损坏，所以操作要十分仔细小心。笔者在修理几块PAC模块电源时，就发现因前修理者在剥离PAC模块电源导热硅橡胶时不慎将印板中的元件多处划掉划碎，而使那些模块真正成了一次性使用部件。

（2）PAC模块电源的核心元件IC型号有许多种，单端驱动的常见IC主要有：UC38 42、UC3845、TEA2018、pPC1094，IC的封装形式常见为DIP型和LCC型。在单端驱动的 PAC模块电源中，也有利用双端驱动芯片组成单端驱动形式作为电路配置的。驱动芯片 IC各脚功能及极限参数大多可在有关技术资料中查阅到，在此不作赘述。 修理时如遇到不熟识或擦去字标的IC时（在维修进口设备PAC模块电源时经常遇到），切勿畏难急躁，应冷静分析并配合先进的仪器检测手段，找出驱动芯片的电源脚、反馈脚、PWM输出脚、定时脚（频率设定脚）、基准电压脚、保护功能输人脚和状态转换脚等功能脚，并仔细核查、分析IC相关元件的工作情况，修理工作一般都能奏效。维修实践表明，PAC模块电源发生故障，IC损坏率很小，大多是外围元件或功率元件出问题。鉴于此，没有十分把握，轻易不要拆卸IC芯片，以免人为将故障扩大化。  （3）同一型号的IC用于不同厂家生产的PAC模块电源时，电路配置大都是不一样的。同类PAC模块电源出现相同故障现象而故障源可能大相径庭。例如：在用UC3845芯片装配的模块电源中，输入IC②脚的反馈信号可以取自IC电源供给①脚，也可通过光耦VD将高频开关变压器次级输出电压送入IC②脚。因此，在发生输出电压不稳定故障时，判断故障源的思路是不一样的。同理，IC过流检测③脚可以通过一电阻接到开关电源场效应管源极电流取样电阻上，实现模块电源单一功能的电流保护，又可利用 “非”门运算放大器芯片设立一组采样放大电路，将IC③脚接入采样放大器的“或” 门输出端，以实现过流、过压、超温升报警保护功能。所以，在实施对整个电路检测和故障分析以前，应注意各元件的分布、IC各关键引脚信号的走向，切实掌握电路的实际配置情况。  

（4）电源模块中的功率器件散热问题不可忽视。如功率场效应管、TO－220封装的肖持基二极管在模块电源电路中的物理位置都是通过热耦合硅脂和具有屏蔽和散热双重功能的外壳紧密接触来散热的。

上述元件损坏换装时，要严格按原方位装人，在整个PAC模块电源板修复后装人外壳的过程中，一定要反复核查器件工作时热传导途径有无阻碍，尽量做到万元一失。此步骤如稍有疏忽，必将埋下后患，以致PAC模块电 源修复后在使用过程中屡屡发生所更换的元件损坏，使模块出现故障。