大水牛1772ED型彩显(机种DFT750)的开关电源,采用以5S0765C为核心的并联他激式开关电源电路。5S0765C是内含大功率场效应开关管的新型开关电源厚膜块,其内部包含基准稳压器、误差放大器、振荡器、PWM控制器等电路,采用了逐个脉冲过流限制保护电路,同耐具有过压/欠压、过流、过热等各种保护功能(引脚功能见附表,内部框图见上图),因其性价比高、外围电路简洁而被广泛应用于彩显等各种开关电源电路中。现根据该机的的实绘图,简介其工作原理及常见故障排除方法。
脚位 | 引脚名称 | 电压(V) | 功能说明 |
1 | DRAIN | 307 | 内部场效应开关管漏极 |
2 | GND | 0 | 接地 |
3 | VCC | 18.1 | 电源供电端(启动电压典型值:15V;过压保护阀值典型电压:25V;欠压阀值典型电压:9V) |
4 | FB | 1.4 | 反馈控制端 |
5 | SYNC | 4.9 | 同步触发/软启动 |
工作原理
(1)启动、振荡电路
如下图所示,市电经R101、C105、T101、C104等组成的滤波网络滤除电网中的高频杂波后加至整流桥D102,经D102整流、C101滤波后,在C101两端获得约300V的直流电压。该电压一路经开关变压器T102①-④绕组加至IC101(5S0765C)的①脚(即内部开关管的D极);另一路经启动电阻R110、R115加至IC101的③脚(VCC),并对C107充电,当IC101的③脚电压≥15V(典型值)时,IC101的内部振荡电路开始工作,输出的脉冲经整形、放大后,直接驱动内部的大功率场效应开关管,使之工作于高速的开关状态。通过互感作用,T102的⑦-⑥绕组感应的脉冲电压经D109整流、C107滤波后,也加至IC101的③脚,以取代R110、R115提供的启动电压,ICl01进入正常的工作状态后。经T102的耦合,开关电源次级输出视放为70V、主电压50V、行场15V、-13V、灯丝6.3V电压。
(2)稳压电路
当某种原因使开关电源输出电压升高时,T102的⑦-⑤绕组感应的脉冲电压势必也随之升高,经D103钳位、R513分压后,加至Q108的B极电压也随之上升,Q108的导通加深,其c极电位下降,经R114使ICl01的④脚(FB)电位下降。经内部PWM控制,使内部开关管的导通时间缩短,T102的储能下降,开关电源各输出电压下降;反之,则控制过程与前述相反,从而使整个开关电源工作在可控的稳压状态。
(3)保护电路
1)过压保护电路
当市电电压过高或稳压电路失控而使加至IC101的③脚电压过高(阀值典型电压25V)时,过压保护电路启动,触发内部R—S门电路翻转,使PWM输出截止。内部开关管停止工作。
当市电电压过低而使加至IC101的③脚电压小于9V(典型值)时,IC101的内部欠压比较器也输出触发电平。使内部R-S门电路翻转,PWM电路停止工作。
2)过流保护电路
从IC101的内部框图可以看出,在内部场效应开关管的S极与IC101的②脚(GND)间接有限流保护电阻Rsense,当开关电源的负载过重(短路)时,IC101内部开关管的工作电流ID-S势必随之增大,Rsense上的压降VS也随之增大;当VS增大到1V时,IC101的内部误差放大器输出高电平,R-S门电路翻转,经逻辑门电路控制,强行关断PWM输出,从而有效保护内部开关管不致过流击穿损坏。
3)其他保护电路
TH102是负温度系数的热敏电阻,可以有效扼制开机瞬间市电整流电路对整流桥D102的冲击。
R102、R103、C106、C127、D107、D116等构成尖峰脉冲吸收回路,可防止IC101的内部开关管在其截止期间不致被T102的①-④绕组感应的尖峰脉冲高压击穿。当IC101的工作温度超过160℃时,内部过热保护电路启动,自动关闭内部PWM电路。保护内部开关管不致过热而击穿性损坏。
(4)同步触发电路
由于多频数控彩显的行频是可变的。为了减小开关电源对显示图像的干扰。在彩显的开关电源电路中,一般都设有同步触发电路。本机同步触发电路由CN110(自FBT磁芯单匝绕线)、R131、R111、D120、C141、C112及IC101的⑤脚(SYNC)内部电路构成。在行扫描电路没有工作时。IC101的自由振荡频率为20kHz(典型值),行扫描电路工作后,开关电源的振荡频率被同频同步,从而提高开关电源的稳定性,保证图像的显示质量。
(5)节能控制电路
节能控制电路是通过CPU去控制主板的行场扫描12V、视放板的6.3V灯丝电压的通断来实现的。Q102、Q109等构成15V主板工作电压的通断控制电路;Q107、Q104等构成主板行场扫描12V通断及稳压控制电路;Q103、R127等构成CRT灯丝电压的通断控制电路。
当CPU同时检测到主机VGA送来的行、场同步信号时,从其⑥脚输出高电平,Q109饱和导通,Q102的B极电位经R121、R122下拉而正偏导通。T102的14-13绕组的脉冲电压经D112整流、C121滤波后,在C121两端获得的15V电压(实测A点电压约14V)经Q102的E-C极加至场输出等单元电路。
同时,A点电压经R130加至Q107的E极,Q107、Q103接成NPN型复合放大管,由于Q102饱和导通后,B点电位为高电平,D121反偏截止,+B电压经R129加至Q104的b极,并使之正偏导通,Q107导通;Q107的c极输出电压由Q104的b极电压决定,Q104的B极电压则由D126、D123、D122构成的稳压钳位电路决定。实测C点电压为12.4V。与此同时,C点的高电位经R127加至Q103的b极并使之正偏导通,T102的⑨-⑧绕组约7V的电压经Q103的c、e极加至CRT的灯丝,为之提供正常的工作电压。
当CPU检测到主机VGA送来的行、场同步信号其中任一信号异常时,CPU从⑥脚输出低电平,Q109、Q102同时截止,B点为0V;此时D121正偏导通,Q104的B极因失电而截止,Q107截止,主板行场扫描电路因无12V供电而停止工作;与此同时,C点的低电位又使Q103也截止,关断CRT的灯丝供电。整机进入低功耗的待机模式。