康佳P2971S型彩色电视机采用了以N907 (STR-G8656)为核心构成的并联他激式开关电源。
一、STR-G8656简介
STR-G8656是日本山肯公司最新研发的电源专用集成电路,它在STR-S6709的基础上,对部分控制功能进行了调整、简化,不但性价比较高,而且提高了工作的可靠性。STR-G8656内含启动电路、振荡器、驱动器、锁存器、与门控制器、场效应开关管和过流/过压/过热保护电路,STR-G8656可工作于准共振和PRC两种工作方式,在待机时工作于PRC方式(约20kHz)。
背景知识 开关电源的PRC工作方式PRC是Pulse Ratio Control缩写,即关断时间一定,调节导通脉冲宽度的控制方式的简称。
STR-G8656内部电路框图如右图所示,引脚功能和实测数据如下表所示。
脚号 | 功能 | 电压(V) | 脚号 | 功能 | 电压(V) | ||
开机 | 待机 | 开机 | 待机 | ||||
1 | 漏极输出 | 300 | 305 | 4 | 供电端 | 32 | 32 |
2 | 源极引脚 | 0.1 | O | 5 | 过流保护/反馈 | 2.4 | 0.4 |
3 | 接热地 | 0 | O |
重点提示 STR-G8656是日本山肯公司生产的STR-G5600/G8600系列产品中的一种,在康佳VCT3801/3803超级单片系列彩色电视机中,25英寸以上的机型采用STR-G8656,21英寸以下的机型采用STR-G5653。STR-G8656与STR-G5653引脚功能完全相同,所不同的是STR-G8656比STR-G5653内置场效应开关管功率大。因此,应急修理时,可用STR-G8656替代STR-G5653,但不可用STR-G5653代换STR-G8656。
另外,与STR-G8656和STR-G5653配套的外围电路参数也有所差别。STR-G5600/G8600系列集成电路(4)脚外接的启动电容C961可根据电源启动情况在33~100μF选择。当C961容量下降或漏电时,将导致开关稳压电源无法进入工作状态,造成“三无”故障。
二、启动与振荡电路
接通电源开关后,220V交流电压经互感滤波器L901、0900、C901、C902、L902滤除交流电压中的高频干扰后,经VC901整流、负温度系数热敏电阻(NTC) R901限流、C910滤波后,在C910两端获得约300V直流电压,一路经开关变压器T901的(13)~(10)绕组加至STR-G8656的(1)脚;另一路经R903降压后,对C961进行充电。当充至16V时,STR-G8656内部振荡器工作,输出的开关脉冲经驱动级放大后推动开关管工作,在开关脉冲的作用下,开关管时而导通,时而截止,在开关变压器的初级绕组13-10脚上激起高频开关脉冲,并在开关变压器次级绕组上感应出脉冲电压,经过各自的整流、滤波、稳压电路,输出整机所需的工作电压。
另外,开关电源工作时,开关变压器15-17绕组的感应电压经VD947整流、C961滤波后获得约32V电压,加到STR-G8656的(4)脚,以取代开机时由R903提供的启动电压,使振荡器维持振荡。
三、稳压控制电路
该开关电源采用初级取样方式进行稳压(也可采用次级稳压,但需使STR-G8656的(4)脚电压低于28V),即以(4)脚得到的+32V为取样电压,经STR-G8656的(5)脚通过R968、R967到地,在STR-G8656的(5)脚形成一定的电压(R868两端的电压和R967上的电压之和),当 (6)脚电压超过STR-G8656内部门限电压比较器1的阈值0.73V时,比较器翻转,使振荡器进入“OFF”状态,关断开关管。例如,当某种原因使开关电源的B+电压升高时,通过变压器的耦合,初级的正反馈绕组电压也升高,加至STR-G8656的(4)脚,经过内部高精度的误差取样放大电路放大后的反馈电流也增大,在电阻R968上形成的直流电压也升高,很快达到比较器1的阈值,使振荡器很快进入“OFF”状态,即降低了开关脉冲的占空比,从而使B+电压降低以达到稳压目的。反之亦然。
四、准谐振延迟电路
当开关管截止后,初级绕组在开关管导通时储存的能量通过变压器传递到次级。次级二极管导通,向负载释放能量。当释放完能量后,开关管并不马上导通。初级绕组与开关管漏极的电容C954开始进行串联谐振,开关管何时导通由延迟电路决定。正常工作时,超级单片VCT3803A的(64)脚为低电平,V102截止,V902导通,光耦N902导通,在开关管截止时,正反馈绕组电压经VD952整流取出正极性的脉冲波形,经光耦N902到C960,由R969与C960形成的RC电路延迟后,过VD951到达STR-G8656的(5)脚,再与门限电压比较器2的阈值进行比较,控制开关管在谐振电压到达最低点时导通,降低了开关管的导通损耗和EMI(电磁脉冲干扰)值。
五、保护电路
1.反峰电压吸收电路
为防止在开关管截止时,过高的反峰脉冲击穿开关管,STR-G8656的(1)脚(开关管漏极)对地并接了尖脉冲吸收电容C954,可防止开关管被过高的反峰尖脉冲击穿损坏。
需要说明的是,STR-G8656的(1)脚外接电容损坏后,不可用容量过大的电容替换,否则易增大功耗,造成屡损元器件。
2.防浪涌保护电路
由于初级电源滤波电容C910的容量较大,为防止开机瞬间的浪涌电流烧坏整流桥堆VC901,同时保护开关管在电源启动时免受大电流的冲击,在开关电源的输入回路上串联接入了负温度系数的热敏电阻R901。在刚接通电源时,R901为冷态,其阻值为5Ω,能使浪涌电流控制在允许的范围内,随通电时间的延长,其阻值降低接近于零,减少了不必要的热损耗。
3.过压保护电路
STR-G8656的(4)脚内部设有过压保护电路,当输入的交流电压过高或稳压环路失控时,会引起STR-G8656的(4)脚电压过高,当(4)脚电压达到37.5V时,STR-G8656内部的OVP保护电路动作。持续8μs后,进入锁定状态。此时,STR-G8656的(4)脚电压波形为锯齿形,要解除锁定状态,须使该脚电压低于6.5V(关机以后重新开机即可)。
4.过流保护电路
STR-G8656的(5)脚为过流保护检测输入端,STR-G8656的(2)脚外接的R967为过流检测 电阻,当STR-G8656内部场效应管过流或负载发生短路性故障时,R967上端电压升高,同时R968右端电压也相应升高,导致(5)脚电压升高,当超过内部设置的阀值电压时,内部振荡器停振,开关电源停止工作。
提示与引导STR-G8656无过热保护功能,但STR-G5653有过热保护功能。
当厚膜电源集成电路基板的温度超过140℃时,过热保护电路动作,持续8μs后进入锁定状态。