第二节:开关电源分析与检修
本节介绍一种典型分离元件和一种典型集成电路构成的开关电源的工作原理和故障检修方法。
一、分离元件构成的开关电源
下面以常见的三洋A3机芯彩电为例介绍分离元件构成的开关电源的检测方法。三洋A3机芯电源电路由市电电压输入电路、消磁电路、主电源、微处理器电源和待机控制电路组成,如图4所示。
1.市电输入与微处理器电源
接通电源开关S501、220V市电电压经C501、L502、C502组成的线路滤波器滤除电网中的高频干扰后,不但送到开关电源,而且送到微处理器电源。市电电压通过变压器T581降压后,获得15V左右(与市电电压高低有关)的交流电压。该电压经VD582整流、C581滤波获得的20V左右直流电压送到V581集电极,同时经R582在VD581两端形成5. 6V直流电压,该电压加到V581基极后,它的发射极输出5V电压。5V电压经C700滤波后分三路输出:第一路加到微处理器N701的供电端42脚;第二路经复位电路为N701提供复位信号,使N701内部相关电路复位后才能工作;第三路经R796限流使电源指示灯VD704发光,表明该机已输入市电电压。
2.主电源电路
(1)功率变换市电电压经线路滤波器滤波后,通过限流电阻R502抑制开机瞬间产生的大电流,由整流管VD503~ VD506全桥整流,经电感L503和滤波电容C507滤波,在C507两端产生300V左右直流电压。300V电压经开关变压器T511初级绕组(3-7绕组)加到开关管V513的c极,同时经电阻R520、R521、R522组成的启动电路万V513的b极提供启动电流,使V513导通。V513导通后,300V电压经T511初级绕组和V513构成回路,回路中的电流在T511的初级绕组上产生上正、下负电动势,致使T511的正反馈绕组(1-2绕组)产生的脉冲电压经正反馈回路的R519、C514、R524、V513的be结构成回路,使V513因正反馈雪崩过程进入初始振荡状态。完成初始振荡进入稳定状态后,由VD517取代C514为V513提供受控的激励脉冲电压。L511用于改善开关管激励电压波形。
开关电源工作后,开关变压器T511次级绕组输出不同幅度的脉冲电压。1112绕组产生的脉冲电压经VD551整流、C561滤波获得130V电压,为行输出电路供电。11-13绕组产生的脉冲电压经VD552整流、C562滤波获得180V电压,为视频输出放大器供电。11-14绕组产生的脉冲电压经VD553整流、C563滤波获得24V电压,为场输出电路供电。10-15绕组产生的脉冲电压经VD554整流、C564滤波获得15V电压,经R569限流后由12V稳压器N551获得12V电压,为小信号处理电路供电。10-16绕组产生的脉冲电压经VD555整流、C565滤波获得18V电压,为伴音功放供电。
开关变压器T511初级绕组两端接的C516、R525用于在开关管V513截止瞬间,吸收T511初级绕组在V513集电极上产生的过高尖峰脉冲,以免V513过压损坏。
(2)稳压控制市电电压升高或负载变轻,引起开关电源输出的电压升高时,滤波电容C561两端升高的+B电压经R555、R556分压限流后,为光电耦合器VD515的1脚提供的电压升高。同时该电压经R552、RP551、R553组成的误差取样电路取样后,使误差放大管V555的b极输入的电压升高,因V553的e极由稳压管VD5 61提供基准电压,所以V553导通加强,使VD515内的发光管增大发光加强,VD515内的光敏管导通加强,使放大管V511导通加强,由其c极输出的电压升高。该电压对C515充电速度加快,使调频管、V512提前导通,开关管V513导通时间缩短,开关变压器T511储能下降,开关电源输出的电压下降到规定电压值,实现稳压控制。反之,稳压控制过程相反。
调整可调电阻RP5 51可在一定范围内改变开关电源输出电压的大小。
(3)限压控制当误差取样、放大电路或光电耦合器VD515异常,导致V511的b极不能输入稳压控制信号时,开关管V513导通时间增大,引起开关变压器T511各个绕组产生的脉冲电压升高,此时T511的1-2绕组升高的脉冲电压经VD518整流获得的电庄升高。该电压使稳压管VD519击穿导通,通过R523为C515提供充电电流,可在一定范围内限制开关管V513的导通时间,以免V513过压损坏。不过,即使该电路动作,开关电源输出也会升高,部分彩电的+B电压可达到180V左右,所以仍会导致行输出管、场输出块等器件过压损坏。
3.遥控开关机电路
遥控开/关机控制电路由微处理器N701、光耦合器VD515等元件构成。
(1)待机控制遥控关机时,微处理器N701待机控制端17脚输出的控制信号为高电平,经R716限流使待机控制管V792导通,致使光电耦合器VD515的2脚电位急剧下降到约4V。所以VD515内的发光管发光达到最大,VD515内的光敏管饱和导通,致使V511和调宽管V512相继饱和导通,开关管V513截止,开关电源停止工作,行场扫描等电路停止工作,该机进入待机状态。
(2)开机控制遥控开机时,N701的17脚输出的控制信号变为低电平使V792截止,不影响VD515的2脚电位,开关电源在稳压控制电路的控制下正常工作,负载电路获得供电后进入收看状态。
4、常见故障分析
(1)整机不工作,指示灯不亮·该故障说明该机市电输入电路、消磁电路、主电源异常或微处理器电源未工作。首先,查看熔断器F501是否正常,若正常,说明故障发生在市电输入电路或微处理器电源。然后,用万用表的交流电压挡测变压器T581的初级绕组有无市电电压输入,若没有,检查电源开关S501和供电线路;若有市电输入,测C581两端电压是否正常。若无电压,检查T581、VD582;若电压正常,检查V581、VD581、R582、C700。若熔断器F501熔断,说明消磁电路、开关电源异常。此时,用指针万用表R×1Ω挡或数字万用表二极管挡在路测量滤波电容C507两端阻值,若阻值为零或较小,说明C507或开关管V513击穿;若C507两端阻值正常,则在路测量整流管VD503~VD506的正、反向电阻。若阻值为零,说明整流管击穿;若阻值正常,检查消磁电阻RT501。
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