电路识图17-电源开关电路原理分析

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电源开关电路用来控制整机的电源

电源开关电路种类比较多，主要由以下几种：

高压回路单刀电源开关电路；高压回路双刀电源开关电路；直流低压回路电源开关电路；定时控制电源开关电路。

一、典型电源开关电路

下图所示是典型的高压回路单刀电源开关电路，许多情况下电源开关设置在220V交流进线电路中。

1、电路分析

电路中，S1是电源开关，它采用单刀电源开关，设置在电源变压器T1的进线回路中。

通常情况下，电源开关电路工作分析比较简单。关于这一电源开关电路，主要说明如下：

1）当开关S1接通时，220V交流市电加到电源变压器T1一次绕组两端，为电源变压器供电，使整机电路工作；当S1断开时，电源变压器一次绕组两端没有交流市电电压，整机电路不工作，实现对整机电源的控制。

2）这种电源开关电路中，要求S1接在交流电压的火线回路中，且将开关S1的两根引脚用绝缘套管套好，以防止触电。

2、电路故障分析

电源开关电路的故障率比较高，这是因为整机电流都要流过电源开关，加上电源开关通常是机械式开关，频繁使用，容易出现故障。

电源开关一旦出现故障，整机电路的直流工作电压将出现问题，或是没有直流工作电压，或是直流工作电压低。

交流高压回路中的电源开关电压比较高，所以故障发生率比低压回路中的电源开关高，主要故障是开关触点之间接触不良。

1）接通电源开关S1状态下，S1的两个触点之间仍然开路，这时没有220V交流电压加到电源变压器一次绕组两端，整机无工作电压，整机电路不工作。

2）当电源开关S1两个触点之间的接触电阻大时，加到电源变压器一次绕组上的交流电压降低，使整机工作电压下降，严重时整机电路不能正常工作。

3）当断开电源开关S1时，如果S1两个触点之间仍然在接通状态，则整机因无法断电而一直处于工作状态；如果S1两个触点断开电阻小，则电源变压器一次绕组上仍然加有一定的交流电压。

4）对于由电子开关管构成的电源开关电路，主要有两部分故障；一是电子开关管本身损坏，二是控制电子开关管导通与截止的电路故障。

5）当电子开关管集电极与发射级之间开路后，电源开关将无法接通，整机电路无直流工作电压；当电子开关管集电极与发射级之间短路后，电源开关将始终接通，无法断开，整机电路一直存在直流工作电压。

6）电子开关关电源开关电路中，控制电子开关管工作状态的控制电路出故障之后，电子开关管处于一直饱和导通状态，或处以一直截止状态，整机电源控制失效。

3、检测方法

检修电源开关的有效方法是：断电后，用万用表RX1档测量电源开关接通时的接触电阻，应该小于0.5欧姆，否则说明该电源开关存在接触不良故障。

1）在通电状态下，接通电源开关，测量电源开关两根引脚之间的电压，为0V表示正常，不为0V说明开关存在接触不良故障。

2）对于由电子开关管构成的电源开关电路，主要检测电子开关管集电极与发射级之间是否击穿或开路。

二、高压回路双刀电源开关电路

下图所示是高压回路双刀电源开关电路，电路中，S1是双刀电源开关，S1-1，S1-2分别是它的两组刀，设置在电源变压器T1进线的火线和地线回路中。

1、电路分析

由于电源开关采用了双刀开关，控制了220V交流市电的两根引线，因此无论电源线插头是正向或反向插入电源插座，S1-1，S1-2断开时都会将交流电与电源变压器一次绕组之间断开，这种控制方式更加安全。

关于这一电源开关电路的工作原理，分析如下。

1）S1-1，S1-2开关之间在电路图中有一根虚线相连，这说明两个刀组是同步动作的，同时断开，同时接通，这是由双刀开关特性所决定的。

2）当这个电源开关中的某一组刀发生接触不良故障时，电源开关就失效，所以双刀电源开关的故障发生率比单刀电源开关高一倍。

2、电路故障分析

当电源开关某一组刀发生故障时，都将影响电源开关的正常工作，应为开关S1-1，S1-2是串联在电源进线回路中的，串联电路中任何一个元器件出现故障都将影响整机串联电路的正常工作。

1）这种电源开关会出现一个刀组工作正常，另一个刀组发生故障的现象，故障检修中要分别检测两个刀组。

2）判断S1-1，S1-2开关中那一个开关存在接触不良故障有一个简便的方法：通电状态下用万用表的一根表笔的两端分别接在其中一个刀组的两个触点上，如果接上整机电路工作正常，说明该刀组存在接触不良故障，否则就排除了该刀组存在故障的可能性，同样的操作方法可以判断另一刀组是否存在故障。

三、直流低压回路电源开关电路

电源开关不仅可以设置在电源变压器的一次绕组回路中，也可以设置在直流工作电压输出回路中，这是直流低压回路中的电源开关，也能起到整机电源控制的目的。下图所示是直流低压回路电源开关电路。电路中，S1是电源开关，Uo是电源电路输出的直流工作电压。

1、电路分析

从电路中可以看出，在220V交流市电回路没有设置电源开关，这样在通入交流电之后，电源电路中的降压电路，整流电路和滤波电路都处于工作状态。

该电路的工作原理分析如下：

滤波电路输出的直流工作电压Uo加到电源开关S1上，S1接通时，给后面的负载电路供给直流工作电压，整机电路进入正常工作状态，当S1断开时，后面的负载电路没有直流工作电压，整机电路不能进入工作状态，但是，此时开关S1之前的电路仍然处于正常工作状态，这是这种电源开关电路的特点。

2、电路故障分析

直流低压回路工作电压比交流高压回路的工作电压低很多，但是工作电流大很多，流过电源开关触电的电流很大，很容易损伤开关的触点而造成接触不良故障。

1）当电源开关S1发生接触不良故障时，整机电路不能正常工作，单电源开关S1之前的电路仍然正常工作。

2）当电源电路负载中存在感性元器件时，在断开电源开关时感性负载两端产生的反向电动势会加到开关电源两个触点之间，所以电源开关两个触点之间会产生打火现象而烧坏开关触点。

3、直流电源开关特点

直流低压回路电源开关具有下列一些特点：

1）只能控制整机的直流工作电压，对交流电压无法进行电源的开与关控制，这是这种电源开关电路的一个不足之处。

2）直流电源开关的工作电压低，操作开关的安全性比较高，检修开关电路时不会出现人身危险。

3）由于直流开关电路的工作电压低，因此电源开关的引脚不需要进行绝缘处理，可以裸露在外。

4）部分情况下，采用直流电源开关的电子电器中还可以通过其它方式切断220V交流市电的通路，达到断开交流电压的目的。

四、定时控制电源开关电路

在一些电子电器中，为了做到电源的定时开机和关机，需要具有定时开关机功能的电源开关电路。这种电源开关电路与普通的机械式电源开关有很大的不同，电源开关电路比较复杂，但是故障发生率比较低。

在具有定时开关机功能的电子电器中，通常设置时钟电路，通过这个时钟电路来进行整机电源的开关控制。

1、定时控制电源开关电路的特点

1）一般情况下，只能进行直流电源开关的控制，即电源开关设置在直流电源回路中，通过继电器装置也可以实现交流电源的开关控制。

2）定时控制电源开关电路中一般使用电子开关管作为电源开关，而不是普通的机械式电源开关。

3）电子开关管具有开关速度快，无火花等优点。

2、定时控制电源开关电路

下图所示是定时控制电源开关电路。电路中，VT1是代替直流电源开关的三极管，称为电子开关管。

1）VT1导通状态

电子开关管VT1基极与定时控制电路相连。当定时控制电路输出一个高电压时，如上图b）所示，电子开关管VT1饱和导通，VT1集电极与发射级之间的内阻很小，相当于电源开关的接通，这样直流工作电压通过VT1集电极和发射极加到后面的负载电路中，整机电路进入正常工作状态。

2）VT1截止状态

当定时控制电路输出一个低电压时，电子开关管VT1截止，VT1集电极与发射级之间的内阻很大，相当于电源开关的断开，这样直流工作电压不能通过VT1加到后面的负载电路中，整机电路处于停止工作状态。

3、遥控电源开关电路

下图所示是红外遥控电源开关电路。

1）集成电路A1

集成电路A1是遥控电路中的微处理器，它的9脚用来控制电源开关电路的输出引脚。当按下遥控器上的电源开关时，9脚输出高电平；当按下遥控器上的等待开关时，9脚输出低电平。

2）继电器

BL781是一个常开式继电器，内设开关S1是整机的遥控电源开关。由于电源电路部分是热底板，而其它电路部分是冷底板，因此采用这种继电器对冷、热底板两部分电路进行隔离（继电器的绕组与开关部分是隔离的）。

3）VT1

VT1是继电器的驱动管，它用来控制继电器内部的开关状态。当它导通时，继电器绕组得电，使开关S1接通，当VT1截止时，继电器组中没有电流，开关S1断开。

4）辅助电源

在这种遥控电路中要设一个辅助电源电路（另有一个主电源电路），这一电路的作用是为有遥控电路提供直流工作电压。从图中可以看出，没有经过电源开关的220V交流市电直接进入辅助电源电路中，通过对交流市电的整流、滤波后得到直流工作电压，这一电压加到继电器等有关遥控电路中，使遥控电路进入工作准备状态。

5）遥控接通电源

在遥控电源开关接通时，遥控发射器发出电源通指令，电视机内的遥控电路接受到该指令信号，经有关电路对这一信号放大和处理后，使A1的9脚输出一个高电平控制遥控电源开关电路。由于A1的9脚输出高电平，VT1导通，BL781绕组得电，S1接通，这样220V的交流市电能够通过S1加到主电源电路中，为整机电路供电，完成电源接通的遥控控制。

6）遥控关机

当要求电源切断时，通过遥控器使A1的9脚输出低电平，通过VT1和BL781使S1断开，这样交流市电就不能加到主电源电路了，完成了遥控关机控制。