飞利浦MD1.0A机心彩色电视机的A1板为电源电路。
一、开关电源电路
开关电源以电源控制电路7520 (MC44603)为核心构成, MC44603内部框图如右图所示,引脚功能及实测数据如下表所示。
脚号 | 引脚名 | 功能 | 电压(V) |
1 | VCC | 电源电压脚:启动电压脚;过压保护检测脚;欠压保护检测脚 | 13.4(11) |
2 | VC | 驱动脉冲输出级供电 | 13(11) |
3 | OUT | 开关管驱动脉冲输出 | 1.2(O) |
4 | GND | 地线 | 0 |
5 | Foldb | 过载保护折返点控制调整 | 1 |
6 | OVP | 过压保护触发信号。当(1)脚过压检测端输入电压过高时,此脚电压升高 | 2(0) |
7 | Curr.Sense | 初级电流检测脚。过流检测取样端,内设1V钳位电路 | 0.2 |
8 | DEMAG | 去磁控制检测脚 | 0.2(0) |
9 | Sync | 同步控制(来使用) | 0 |
10 | Ct | 正常工作模式振荡频率(40kHz)定时电容 | 2.6(0) |
11 | SS | 慢启动时间常数电容 | 1.4(0) |
12 | Rd | 减频工作模式(待机控制)时开关电源最小负载阙值电平设定脚 | 0 |
13 | Eaout | 误差放大器输出 | 3.1(1.2) |
14 | Vfb | 误差取样输入端2.5(2.1) | |
15 | Rf | 待机工作模式振荡频率(20kH)定时控制 | 2.5(O) |
16 | Rref | 基准模块电阻接脚。此脚电阻与(10)脚电容共同确定正常工作模式时的振荡频率(40kHz) | 2.5(O) |
1:启动电路
接通整机电源开关后,首先由串接在市电交流输入主回路中的3520、3511、跳线9523、3527以及桥式整流电路中的一臂组成的启动电路对MC44603的(1)脚提供启动电压。当MC44603的(1)脚电压未达到14.5V时,一该电路不能启动工作,此时MC44603(1)脚的电流仅为0.3mA。当MC44603的(1)脚电压达到14.5V时,电路开始启动,此时,MC44603的(1)脚电流为17mA,MC44603开始工作,内部的振荡器开始振荡,并在(3)脚输出驱动脉冲使开关管7541导通,整个开关电源开始工作。
当开关电源工作后,MC44603(1)脚的工作电压不再由启动电路提供,而改由开关变压器通过二极管6525提供。因为由开关变压器为MC44603的(1)脚提供的电源由开关电源工作之后自身产生,反过来又为MC44603提供工作电源,因此这组电源有时也称为自馈电电源。
如果开关电源启动后,自馈电电源不能正常取代启动电路为MC44603的(1)脚提供工作电压,MC44603将停止工作,然后由启动电路使MC44603重新启动。
2.慢启动电路
在MC44603中设有开机慢启动电路,在慢启动过程中,一旦MC44603(1)脚的工作电压大于14.5V,开关电源就将启动。在慢启动期间,开关电源的工作频率和驱动脉冲占空比将逐渐建立,在启动期间将有以下三个过程:
(1)开关电源工作频率将逐步增加到正常频率(40kHz),该工作频率是由MC44603(10)脚的外接电容2531及(16)脚的外接电阻3537所确定的。
(2)MC44603(5)脚的过载保护折返点控制电压是逐步建立的,因此转折点也将逐步增加,换句话说,开关电源在启动期间,其输出功率是逐渐增大的。
(3)MC44603的(3)脚输出的驱动脉冲占空比从最低开始慢慢增加。随着MC44603的(11)脚慢启动控制端电容2533充电电压的升高,开关电源驱动脉冲占空比将增大,驱动脉冲最大占空比由MC44603的(11)脚慢启动时间常数确定。也就是说,在开关电源启动期间,开关电源的输出电压是逐渐增高的。
如果由于MC44603的(11)脚慢启动电路中的电容2533漏电,使(11)脚电压降低,则将会引起开关电源输出电压降低的故障。
3.去磁控制电路
MC44603的(8)脚为去磁检测输入脚,去磁控制就是防止开关管7541在截止时段内导通。
因为在开关管截止时段,7541漏极电压极高,若7541在此时段内导通,则状态转换瞬间其功率损耗极大。
去磁控制的原理是:开关变压器5550第9-8绕组在开关管导通期间为负极性,在截止期间为正极性。在开关管截止时段,5550的(9)脚正极性电动势经3521对12521充电,从而使MC44603的(8)脚电压被充到最大值。(8)脚内部去磁电路控制振荡器禁止从(3)脚输出驱动脉冲,也就是禁止开关管7541导通,使7541导通时刻被延迟,直至开关变压器5550能量释放完毕,5550的(9)脚电动势消失,此时MC44603的(8)脚电压下降,内部振荡器又可从(3)脚正常输出驱动脉冲。
4.稳压电路
当开关电源输出电压+Vos升高时(负载减小),+VoS经3555、3558、3559(电位器)分压后,使加到误差放大集成电路7555 (TL431)的控制极取样电压上升→ 7555两端电压下降→光耦7556的(1)、(2)脚间的电压增大→流过光电耦合器内发光二极管的电流增加→光电耦合器中的光电三极管电流增加→MC44603(14)脚的误差取样电压上升→MC44603的(3)脚输出的驱动脉冲高电平持续时间变短→开关管导通时间变短→次级输出电压降低,使开关电源输出电压得到稳定。当+VOS降低时,过程中的量变相反。
5.保护电路
(1)次级电压过压保护MC44603的(1)脚既是MC44603工作电源电压供电脚,也是过压保护检测脚。电源启动之后,MC44603的供电电压从开关变压器T5550第9-8绕组取得,在这种情况下,MC44603的(1)脚也可作为次级输出电压的检测点。当开关电源输出的+Vos电压达到150V左右时,MC44603的(1)脚电压为16V,使MC44603的(6)脚过压保护端OVP的电压将高于2.5V。当(16)脚电压大于2.5V时,MC44603内部逻辑电路关闭(3)脚驱动脉冲的输出,从而达到过压保护的目的。
过压保护启动后,开关电源的输出电压下降,当+Vos电压下降到大约30V时,将导致MC44603内的过压保护开关断开,使MC44603重新启动。重新启动后,MC44603继续通过(1)脚检查次级输出电压是否过压,如果判断结果仍为过压,则开关电源将再次进入过压保护状态,如果过压不是偶然因素引起,而是由电路故障引起的,则电路重复过压保护→慢启动→过压保护→慢启动……这一过程,因此过压保护时可以听到开关电源间歇工作特有的“打嗝”声,“打嗝”周期约为2秒。
(2)次级电压欠压保护与过压保护相同,MC44603也是通过(1)脚的电压(由开关变压器T5550第9-8绕组提供)来检测开关变压器次级输出电压,从而实现次级电压欠压保护的。
当MC44603(1)脚电压低于9V时,MC44603将关闭(3)脚的驱动脉冲输出,一旦(1)脚电压低于7.5V,MC44603将完全停止工作(称为二次欠压保护)。
开关电源停止工作后,MC44603通过启动电路再次启动,如果MC44603(1)脚继续检查到欠压状态,则欠压保护再次动作,如此重复欠压保护→慢启动→欠压保护→慢启动……这一过程,因此欠压保护时可以听到开关电源间歇工作特有的“打嗝”声,“打嗝”周期约为2秒。
(3)开关电源过载(短路)保护如果开关电源次级负载增大,初级电流也将增大,MC44603的(7)脚初级电流检测端电压将超过1V, MC44603中的限流电路启动。当初级电流被限制后,开关电源次级输出电压将下降,这又导致MC44603的(1)脚电压也下降,一旦(1)脚电压低于9V,则(3)脚驱动脉冲无输出。这两个过程使次级电压下降得很快(称为折返过程),从而达到过载保护的目的。折返点可通过MC44603的(5)脚进行调整。
过载保护切断开关电源盼工作后,MC44603重新启动,如果过载情况继续出现,则开关电源将再次进入过载保护,如此重复过载保护→慢启动→过载保护→慢启动……这一过程,因此在过载保护时可以听到开关电源间歇工作特有的“打嗝”声,“打嗝”周期约为2秒。
(4)欠载保护当开关电源负载减小时(例如行输出电路停止工作时),MC44603可以通过对初级电流、次级电压的检测来发现这一情况,开关电源将进入欠载保护状态,此时可以听到开关电源间歇工作所发出的“打嗝”声,“打嗝”周期约为2秒。
(5)电源电路中的其他保护措施在电源开关管7541的栅极接有二极管6524,其作用是将负极性尖峰脉冲短路,用以防止负极性尖峰脉冲损坏MC44603。
在MC44603的(3)脚驱动脉冲输出端与开关管7541栅极之间接有保护电阻3524,用以限制开关管7541的激励电流。电容2526的作用是防止静电对开关管7541造成损坏。