看图学修数字高清彩电
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2章 看图学修数字高清彩电开关电源电路

2.1 开关电源电路概述

2.1.1 开关电源的分类

开关电源因其控制器件工作在导通(ON)和截止(OFF)状态而得名,其实质是通过改变电路中控制器件的导通时间来改变输出电压的大小,达到维持输出电压稳定的目的。开关电源的类型很多,而且可以按不同的方法来分类。

1. 按控制器件的连接方式分

按控制器件的连接方式,开关电源可分为串联式和并联式。串联式开关电源的控制器件和脉冲变压器串联在输入电路和负载之间,这样会导致开关电源的底板带电,不方便安装接口电路。因此,数字高清彩电不采用串联式开关电源,而全部采用并联式开关电源。并联式开关电源结构示意图如图2-1所示。

图2-1 并联式开关电源结构示意图

并联式开关电源的控制器件与输入电压和输出电压并联,通过不同的脉冲变压器二次绕组抽头,产生几组不同的直流电压输出,以满足不同的电压需求,图中的光耦合器有的电路采用,有的电路不采用。

2. 按激励脉冲产生方式分

不管何种开关电源,开关管必须工作在开关状态,所以开关管基极所加的激励电压是脉冲电压,按激励脉冲的产生分类,有自激式和他激式两种。自激式开关稳压电源利用电源电路中的开关管、高频变压器构成正反馈环路,来完成自激振荡。这种振荡电路虽然简单,但不易控制,因此,除极少数数字高清彩电采用自激式开关电源外,一般的数字高清彩电均采用他激式开关电源。图2-1所示的并联式开关电源采用的就是他激式振荡电路,因此也称为他激式并联开关电源。

他激式开关稳压电源电路的开关管不参与激励脉冲的振荡过程,必须附加有启动电路和振荡器。振荡器产生开关脉冲,来控制电源开关管的导通与截止,让电源电路开关工作而有直流输出电压。在实际电路中,振荡器一般被集成电路在电源控制IC中(电源控制IC一般具有振荡、脉宽调制、过电流保护、过电压保护、欠电压保护等功能,有些还集成有开关管)。

3. 按稳压控制方式分

一般开关电源都要用稳压措施来保证开关电源输出端电压的稳定,否则,当市电电压或负载电流发生变化时,将导致输出端电压发生变化,稳压控制电路最终是通过控制开关管的导通时间来实现稳压控制的。按稳压控制方式,开关电源可分为脉冲调宽式、脉冲调频式、脉冲调频调宽式三种。

通过计算可以得出,开关电源输出电压Uo的计算公式为

由上式可知,改变Ton(导通时间)或T(脉冲周期),就可以控制输出直流电压的大小。若只改变Ton而保持T不变,称为脉冲调宽式调制法;若只改变T而保持Ton不变,则称为脉冲调频式调制法;若同时改变TonT,这种控制方法则称为脉冲调频调宽式调制法。

这三种稳压控制方式在数字高清彩电的开关电源中都有采用,其中,脉冲调宽式调制法应用较多。

2.1.2 开关电源的基本工作原理

图2-2所示为数字高清彩电并联式开关电源的基本原理图。

图2-2 数字高清彩电并联式开关电源的基本原理图

V—开关管(N沟道场效应管或NPN晶体管)T—开关变压器VD—整流二极管C—滤波电容RL—负载电阻

当激励脉冲为高电平时,V饱和导通,则T的一次绕组的磁能因V的集电极电流逐渐升高而增加,由于二次绕组感应的电压极性为上负、下正,所以整流管VD截止,电能便以磁能的形式储存在T中。在V截止期间,T各个绕组的脉冲电压反向,则二次绕组的电压变为上正、下负,整流管VD导通,T储存的能量经VD整流后向C和负载释放,产生了直流电压,为负载电路提供供电电压。

由以上分析可知,并联式开关电源是反激式开关电源,即开关管V导通期间,整流管VD截止;开关管V截止期间,整流管VD导通,向负载提供能量。所以,不但要求开关变压器T的电感量、滤波电容C的容量大,而且开关电源的内阻也需较大。

2.1.3 数字高清彩电开关电源基本电路组成

数字高清彩电的开关电源主要由交流抗干扰电路、整流滤波电路、功率因数校正电路(部分机型有此电路)、消磁电路、启动和振荡电路、开关电源控制电路、稳压电路、保护电路等几部分构成。

1. 交流抗干扰电路

开关电源两根交流进线上存在共模干扰(两根交流进线上接收到的干扰信号,相对参考点大小相等、方向相同,如电磁感应)和差模干扰(两根交流进线上接收到的干扰信号,相对参考点大小相等、方向相反,如电网电压瞬时波动)。两种干扰以不同比例同时存在。开关电源中,整流电路、开关管的电流电压快速上升或下降,电感、电容的电流也迅速变化。这些都构成电磁干扰源。为了减少干扰信号通过电网影响其他电子设备的正常工作,也为了减少干扰信号对本机音、视频信号的影响,需要在交流进线侧加装电路滤波器,即交流抗干扰电路。常用交流抗干扰电路如图2-3所示。

图2-3 常用交流抗干扰电路

电路中,LF1、LF2是共模扼流圈,在一个闭合高导磁率铁心上,绕制两个绕向相同的线圈。共模电流以相同方向同时流过两个线圈时,两线圈产生的磁通是相同方向的,有相互加强的作用,使每一线圈的共模阻抗提高,共模电流大大减弱,对共模干扰有强的抑制作用;在差模干扰信号作用下,干扰电流产生方向相反的磁通,在铁心中相互抵消,使线圈电感几乎为零,对差模信号没有抑制作用。LF1、LF2与电容CY1、CY2构成共模干扰抑制网络。

电路中,L1是差模扼流圈,在高导磁率铁心上独立绕线构成,对高频率差模电流和浪涌电流有极高的阻抗,对低频(工频)电流的阻抗极小。电容CX1、CX2滤去差模电流,与L1构成差模干扰抑制网络。R1是CX1、CX2的放电电阻(安全电阻),用于防止电源线拔插时电源线插头长时间带电。安全标准规定,正在工作中的电气设备电源线拔掉时,在2s内,电源线插头两端的电压(或对地电位)必须小于原电压的30%。

需要特别提示的是,电容CX、CY为安全电容,必须经过安全检测部门认证并标有安全认证标志。CY电容一般采用耐压为AC 275V的陶瓷电容,但其真正的直流耐压高达4000V以上。因此,CY电容不能随便用AC 250V或DC 400V之类的电容来代用。CX电容一般采用聚丙烯薄膜介质的无感电容,耐压为AC 250V或AC 275V,但其真正的直流耐压达2000V以上,也不能随便用AC 250V或DC 400V之类的电容来代用。

2. 整流滤波电路

整流滤波电路的作用是将交流电转换成300V左右的直流电压。开关电源电路中通常采用桥式整流和电容滤波方式,典型电路如图2-4所示。

图2-4 整流滤波典型电路

电路中,VD1~VD4是整流二极管,C是300V滤波电容。通过桥式整流电路,可以将交流电压转换成单向脉动的直流电压;通过电容滤波,可将单向脉动的直流电压转换为平滑的直流电压。

3. 功率因数校正(PFC)电路

(1)功率因数校正电路的作用

长期以来,开关型电源都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC/DC转换的。由于滤波电容的充、放电作用,其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波。滤波电容上电压的最小值与最大值(纹波峰值)相差并不多。根据桥式整流二极管的单向导电性,只有在AC电路电压瞬时值高于滤波电容电压时,整流二极管才会因正向偏置而导通;而当AC输入电压瞬时值低于滤波电容电压时,整流二极管因反向偏置而截止。也就是说,在AC电路电压的每个半周期内,只是在其峰值附近,二极管才会导通(导通角约为70°)。虽然AC输入电压仍大体保持正弦波波形,但AC输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲,如图2-5所示。这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成分,会危害电网正常工作,使输电线上的损耗增加,功率因数降低,浪费电能。

图2-5 未加功率因数校正电路时输入电流与电压的波形

为了提高功率因数,部分数字高清彩电的开关电源采用了功率因数校正电路,加入此部分电路后,可以不断调节输入电流波形,使其逼近正弦波,并与输入电网电压保持同相。因此,可使功率因数大大提高,减小了电网负荷,提高了输出功率,并明显降低了开关电源对电网的污染。

(2)功率因数校正(PFC)电路的分类

功率因数校正(PFC)电路分为无源和有源两种。无源校正电路通常由大容量的电感、电容和工作于工频电源的整流器组成,电路较简单,但效率低。有源校正电路一般由集成电路组成,工作于高频开关状态,可以得到高于0.99的电路功率因数,并具有低损耗和高可靠等优点,输出电压不随输入电压波动变化,因此可获得高度稳定的输出电压,但有源PFC电路较复杂。

①无源PFC电路:无源PFC电路的结构形式较多,图2-6所示是其中一种比较简单的,由三只二极管和两只电容组成。

图2-6 无源PFC电路

这种无源PFC电路的工作原理是:当50Hz的AC电路电压按正弦规律由0向峰值Vm变化的1/4周期内(即在0<t≤5 ms期间),桥式整流器中二极管VD2和VD3导通(VD1和VD4截止),电流对电容C1并经二极管VD6对C2充电。当VAC瞬时值达到Vm时,因C1=C2,故C1和C2上的电压相同,均为1/2Vm。当AC电路电压从峰值开始下降时,电容C1通过负载和二极管VD5迅速放电,并且下降速率比AC电压按正弦规律下降快得多,故直到AC电压瞬时值达到1/2Vm之前,VD2和VD3一直导通。当瞬时AC电压幅值小于1/2Vm时,电容C2通过VD7和负载放电。当AC输入电压瞬时值低于无源PFC电路的DC总线电压时,VD2和VD3截止,AC电流不能通过整流二极管,于是IAC出现死区。在AC电压的负半周开始后的一段时间内,VD1和VD4不会马上导通。只有在AC瞬时电压高于桥式整流输出端的DC电压时,VD1和VD4才能因正向偏置而导通。一旦VD1和VD4导通,C1和C2再次被充电,于是出现了类似正半周的情况,得到图2-7所示的AC电路输入电压VAC和电流IAC波形。

图2-7 加入无源PFC时的输入电压与电流波形

从图2-7中可以看出,采用无源PFC电路取代单只电容滤波,整流二极管导通角明显增大(大于120°),AC输入电流波形会变得平滑一些。电路功率因数可达0.92~0.94。但是,这种低成本的无源PFC电路的DC输出电压纹波较大,质量不高。

②有源PFC电路:有源PFC电路框图如图2-8所示。从图中可以看出,这是一个由储能电感L、场效应功率开关管V、二极管VD2构成的升压式DC/DC变换器。

图2-8 有源PFC电路框图

整流输入电压由R2、R1分压后,经输入电压检测电路后送到乘法器;场效应开关管的源极电流经输入电流检测后也加到乘法器;输出电压由R4、R3分压后,送到输出电压检测电路,经与参考电压比较和误差放大后也送到乘法器。

在较大动态范围内,模拟乘法器的传输特性呈线性。当正弦波交流输入电压从零上升至峰值时,乘法器将三路输入信号处理后,输出相应电平去控制PWM比较器的门限值,然后与锯齿波比较,产生PWM调制信号,加到MOSFET场效应管栅极,调整漏、源极导通宽度和时间,使它同步跟踪电网输入电压的变化,让PFC电路的负载相对交流电网呈纯电阻特性。结果流过DC/DC一次回路的感性电流峰值包络线紧跟正弦交流输入电压变化,获得与电网输入电压同频同相的正弦波电流。

在开关电源实际PFC电路中,除场效应管V和几个分压电阻外,上述的大部分电路都集成在一块集成电路上。这块集成电路称为功率校正集成电路,常见型号有ST公司生产的L4981/L6560,西门子公司生产的TDA4862/TDA4863,摩托罗拉公司生产的MC33261/MC34261,三星公司生产的KA7524/KA7526,硅通公司生产的SG3561,安森美半导体公司生产的NCP1650,英飞凌公司生产的ICEIPS01等。

4. 消磁电路

我们知道,地磁和外界各种杂散磁场对彩色显像管有磁化作用,显像管的荫罩、栅网、防爆环、外屏蔽罩和固定件极容易被磁化。磁化将改变电子束轨迹,使彩电色纯不良,并引起会聚误差,有时甚至使屏幕上出现明显的色斑。为了克服地磁场、周围杂散磁场以及机内金属部件形成的磁场对显像管内电子束的影响,彩电都设有一套自动消磁电路,该电路在每次开机时,产生一个由强变弱的交变磁场,对显像管金属部件进行消磁。数字高清彩电常用消磁电路如图2-9所示。

图2-9 数字高清彩电常用消磁电路

接通电源开关后,彩电开关电源(或行输出变压器)产生+12V电压,一方面经继电器内的电磁线圈加到VT801的集电极,另一方面经R803、C801、R801及VT801的be结形成充电回路,为VT801提供基极电流,从而使VT801导通。VT801导通后,12V电压经R803、继电器RL801的线圈、VT801的ce结形成回路,于是,继电器RL801的常开触点闭合后,将消磁电阻、消磁线圈接入市电回路中,在消磁线圈中产生交变磁场,对显像管及其附件进行消磁。

C801充电结束后,晶体管VT801截止,继电器RL801内的线圈不能得电,于是RL801内的常开触点断开,消磁电路停止工作。这种消磁电路不但提高了消磁效率,而且还降低了消磁电路的故障率。

5. 启动和振荡电路、开关电源控制电路

为了使开关管工作在饱和导通、截止的开关状态,必须有一个激励脉冲作用到开关管的基极(对于场效应管则为栅极),数字高清彩电一般采用他激式电源,这个激励脉冲一般是由开关电源控制电路内部的振荡器产生。而振荡器的工作电压则由启动电路来提供。在开关管饱和导通期间,要求振荡器能为开关管提供足够大的基极电流,否则,开关管会因开启损耗大而损坏,在开关管由饱和导通转向截止时,基极必须加反向电压,形成足够的基极反向抽出电流,使开关管迅速截止,减小关断损耗给开关管带来的危害。

6. 稳压电路

为了使开关电源的输出电压不因市电电压、负载电流的变化而发生变化,必须通过稳压控制电路,来对开关管的导通时间进行控制,达到稳定输出电压的目的。开关电源的稳压电路主要有两种形式:间接取样稳压电路和直接取样稳压电路。

(1)间接取样稳压电路

间接取样稳压电路的特点是在开关变压器上专设一个取样绕组,经整流和波滤后产生取样电路,反馈到开关电源控制电路,去控制开关管的导通与截止时间,从而达到稳定输出电压的目的。由于取样绕组和二次绕组采用紧耦合结构,所以,取样绕组感应的脉冲电压的高低就间接地反映了输出电压的高低,因此,这种取样方式称为间接取样方式,如图2-10所示。

图2-10 间接取样稳压电路

间接取样方式的缺点是稳压瞬间响应差,当输出电压因市电电压等原因发生变化时,需经开关变压器的耦合才能反映到取样绕组,不但响应速度慢,而且不便于空载检修,检修时,一般应在主电源输出端接假负载。

(2)直接取样稳压电路

直接取样稳压电路比间接取样稳压电路复杂,主要由取样电阻、取样放大电路、基准电路、光耦合器等组成,如图2-11所示。

图2-11 直接取样稳压电路

直接取样稳压电路的原理是:通过两个分压电阻,对电源主电压输出端的电压直接进行取样,然后,将取样电压(两个取样电阻的分压称取样电压)送到取样放大电路与基准电压进行比较,比较后的电压再通过光耦合器反馈到开关电源控制电路,去控制开关管的导通与截止时间,从而达到稳定输出电压的目的。

直接取样稳压电路具有安全性能好、稳压反应速度快、瞬间响应时间短等优点,在数字高清彩电开关电源电路中得到了广泛的应用。

在实际的开关电源电路中,基准电压电路和比较放大电路一般集成在一起,如常见的误差放大集成电路TL431就集成有基准电压和比较放大电路。

7. 保护电路

开关电源的许多元器件都工作在大电压、大电流条件下,为了保证开关电源及负载电路的安全,开关电源设置了许多保护电路。

(1)尖峰吸收回路

由于开关变压器是感性器件,所以,在开关管截止瞬间,其集电极上将产生尖峰极高的反峰值电压,容易导致开关管过电压损坏,为此,开关电源大都设置了图2-12所示的尖峰吸收回路。

图2-12 尖峰吸收回路

在图2-12(a)所示的电路中,开关管V截止的瞬间,其集电极上产生的反峰值电压,经C1、R1构成充电回路,充电电流使尖峰电压被抑制在一定范围内,以免开关管被击穿,当C1充电结束后,C1通过开关变压器T的一次绕组、300V滤波电容C、地、R1构成放电回路。因此,当R1取值小时,虽然利于尖峰电压的吸收,但增大了开关管的开启损耗;当R1取值大时,虽然降低了开关管的开启损耗,但降低了尖峰电压的吸收。

图2-12(b)所示的电路是针对图2-12(a)所示电路改进的,不但加装了二极管VD1,而且加大了R1的值。这样,由于VD1的内阻较小,利于尖峰电压的吸收,而R1的取值又较大,降低了开启损耗大对开关管V的影响。

图2-12(c)所示电路与图2-12(b)所示电路的工作原理是一样的,吸收效果更好一些。目前,数字高清彩电的电源尖峰吸收回路基本上都采用了这种形式。

(2)过电压保护

为避免各种原因引起的输出电压升高,而造成负载电路元器件损坏,一般都设置过电压保护电路。具体方法有多种,有的在输出电压和地之间并联晶闸管SCR,一旦电压取样电路检测到输出电压升高,就会触发晶闸管导通,起到过电压保护的功能;也可以在检测到输出电压升高时,直接控制开关管的振荡过程,使开关电源停止工作。

(3)过电流保护

为了防止开关管因负载短路或过重而使开关管过电流损坏,所以开关电源必须具有过电流保护功能。

最简单的过电流保护措施是在电路中串入保险管。数字高清彩电中所使用的保险管比较特殊,具有瞬间承受大电流冲击不会熔断的性能,称为延迟保险,这主要是为配合开机时的自动消磁特制的。因此在电流过大时,保险管的动作不会很及时,只能起慢速保护的作用。另外,在整流电路中常接有限流电阻,一般采用功率很大的水泥电阻,阻值为几欧,能起一定的限流作用。另一种比较有效的方法是在开关管的发射极(对晶体管而言)或源极(对场效应管而言)串接一只过电流检测小电阻,一旦由某种原因引起饱和时的电流过大,则过电流检测电阻上的压降增大,从而触发保护电路,使开关管基极上的驱动脉冲消失或调整驱动脉冲的脉宽,使开关管的导通时间下降,达到过电流保护的目的。

(4)软启动电路

开关电源一般在开机瞬间,由于稳压电路还没有完全进入工作状态,开关管将处于失控状态,极易因关断损耗大或过激励而损坏。为此,一些开关电源中设有软启动电路,其作用是在每次开机时,限制激励脉冲导通时间不至于过长,并使稳压电路迅速进入工作状态。有些电源控制芯片中集成有软启动电路,有些开关电源则在外部专门设有软启动电路。

(5)欠电压保护电路

当市电电压过低时,将引起激励脉冲幅度不够,导致开关管因开启损耗大而损坏,因此,有些开关电源设置了欠电压保护电路。

开关电源还有其他保护电路,这里不再一一分析。

2.1.4 数字高清彩电开关电源的结构形式

目前,数字高清彩电中使用的开关电源都为并联型开关电源,常用电路结构主要有以下两种形式。

1. 由电源控制芯片构成的开关电源

电源控制芯片一般将振荡器、脉宽调制电路、保护电路等集成在一块芯片中,只需外接简单的外围元器件,即可构成一个完整的开关电源电路。图2-13所示是由电源控制芯片构成的开关电源电路结构框图。

图2-13 由电源控制芯片构成的开关电源电路结构框图

常用开关电源控制芯片有TDA16846、TDA16850、KA3842、TDA4605等。电源开关管设在控制芯片的外面,可为晶体管,也可为N沟道场效应管,以后者居多。

2. 由厚膜电路构成的开关电源

有些开关电源控制芯片集成度较高,除具备常见电源控制芯片的功能外,还将开关管集成在一起,由于这种开关电源控制芯片体积、功率较大,一般也称为厚膜电路。由于厚膜电路内含功率较大的开关管,工作时易发热,因此,安装时应安装散热片。图2-14所示是由厚膜电路构成的开关电源电路结构框图。

图2-14 由厚膜电路构成的开关电源结构框图

数字高清彩电常用的厚膜电路主要有KA5Q(或FSCQ)系列(如KA5Q1265RF、KA5Q1565RF),STR系列(如STR-F6656、STR-W6553A、STR-S6709、STR-G9656、STR-X6756)、TNY254等。

2.2 数字高清彩电开关电源电路分析

下面以康佳P29AS390和TCL N21机芯数字高清彩电为例,对开关电源电路进行详细分析。

2.2.1 康佳P29AS390数字高清彩电开关电源电路分析

康佳P29AS390数字高清彩电开关电源以厚膜电路N901(FSCQ1265RF)为核心构成,如图2-15所示。

图2-15 康健P29AS390数字高清彩电开关电源电路

FSCQ1265RF是仙童公司生产的开关电源专用厚膜电路,其引脚功能见表2-1。

表2-1 FSCQ1265RF引脚功能

FSCQ1265RF内部包含有电流模式PWM控制器、功率输出场效应管和振荡器,不需要外接振荡元件就可以工作。此外,该电路内部还具有欠电压保护(UVLO)、过电压保护(OVP)、过电流保护(OCP)、过温保护(TSD)、过载保护(OLP)以及自动复位电路。

与FSCQ1265RF同系列的还有FSCQ0765RT、FSCQ1565RF。这三块厚膜电路的内部结构相同,不同之处在于输出功率不同,它们间的功率大小的关系为FSCQ1565RF >FSCQ1265RF>FSCQ0765,其中功率大的可替换功率小的。

与FSCQ1265RF系列工作方式相同的还有KA5Q1265RF和KACQ1265RF。FSCQ与KA5Q外封装大小不同,同为1265RF,但KA5Q系列较FSCQ系列体积大,工作电流大,功率高,且KA5Q供电脚正常工作要求高于20V,而FSCQ和KACQ供电要求高于18V,故FSCQ和KACQ的供电脚(3脚)上一般接有18V稳压二极管。因此,用KA5Q系列代换FSCQ系列时,需把3脚的18V稳压二极管去掉,并将3脚电源回路中的限流电阻(一般为几百欧,有些机型没有此电阻)短接。

FSCQ、KA5Q、KACQ系列与三肯公司推出的STR-F6656相比,其集成化更高,除具有STR系列的一部分特点外,它还将供电支路中过电流检测、软启动等电路集成在IC内。

1. 整流滤波电路

接通电源开关,220V左右的交流电压经由C901、L901、C902等组成的线路滤波器滤波后,加到整流滤波电路,由VC901桥式整流、RT901限流和C910滤波后,在C910两端得到300V左右的直流电压。

2. 启动电路和振荡电路

C910正端的300V电压分两路输出,一路经开关变压器T901的18~15一次绕组加到N901(FSCQ1265RF)的1脚(开关管漏极),另一路经R915、R914降压和VD908稳压后,产生18V左右的启动电压,加到FSCQ1265RF的3脚,使其内部的振荡电路开始工作,由振荡电路产生激励脉冲,使内部开关管工作在开关状态。

开关管导通期间,开关变压器T901反馈绕组13~11产生的脉冲电压,经VD910整流、C909滤波,再经R920限流,加到FSCQ1265RF的3脚,取代启动电路其供电。

3. 稳压控制

当市电升高或负载变轻引起开关电源产生的145V主电压升高时,C960两端的电压升高,经R960、RR950和R968分压取样后,使加到V951(TL431A)的G端的电压升高,K端电压下降,使流过光耦合器N902内部发光二极管的电流增大,发光二极管亮度加强,其光敏晶体管的ce结电阻减小,FSCQ1265RF的4脚电位下降,使FSCQ1265RF内的开关管的导通时间缩短,输出端电压下降,达到稳定输出端电压的目的。RP950是可调电阻,调整其阻值的大小,可在一定范围内改变输出端电压的高低。当输出端电压下降时,稳压控制过程相反。

4. 保护电路

该机为了保证开关电源和负载安全、可靠地工作,设置了完善的保护电路。

(1)过电压保护电路

FSCQ1265RF内部设有过电压保护电路,当稳压控制电路异常,引起T901各个绕组产生的电压升高时,T901的13~11绕组输出的脉冲电压经VD910整流、C909滤波获得的电压若超过25V,由FSCQ1265RF的3脚内的过电压保护电路检测后,使开关管停止工作,实现过电压保护。

(2)欠电压保护电路

FSCQ1265RF内设置了完善的欠电压保护电路,启动期间,若启动电路为FSCQ1265RF提供的启动电压低于15V,FSCQ1265RF内部的振荡和控制电路不能工作;启动后,若FSCQ1265RF的供电电压低于9V,FSCQ1265RF内的欠电压保护电路动作,实现欠电压保护。

(3)过电流保护电路

FSCQ1265RF内部设置了完善的过电流保护电路,当负载短路,引起FSCQ1265RF内的开关管过电流时,FSCQ1265RF内的过电流保护电路动作,开关管停止工作,实现过电流保护。

5. 待机控制电路

待机控制电路如图2-16所示。

图2-16 待机控制电路

待机时,超级芯片U301(MST5C25-LF)的待机控制端35脚输出高电平,分为两路,第一路经R977到V969的b极,使得V969、V967、V966、V963均导通,原14V电源降为7V左右,为N950提供输入电源,保持原S-5V不变,同时S-5V经导通的V963输出还4V电压供负载使用;第二路加到V960的b极,使V960导通,V964截止,V965截止,V959截止,无12V、9V和5V-IF输出。

另外,待机时,V960导通后,其集电极输出的低电平加到开关电源电路,控制V952截止;其集电极输出高电平控制V950导通,使光耦合器N902的2脚被钳位在5.6V(稳压管VD958的稳压值),使流过N902内部发光二极管的电流增大,发光二极管亮度加强,其光敏晶体管的ce结电阻减小,FSCQ1265RF的4脚电位下降,使FSCQ1265RF内的开关管的导通时间缩短,于是输出端电压大幅下降(约82V左右),开关电源工作在低压低功耗状态。

2.2.2 TCL N21机芯数字高清彩电开关电源电路分析

TCL N21机芯数字高清彩电开关电源电路以电源控制芯片TDA16846为核心构成,如图2-17所示。

图2-17 TCL N2I机芯数字高清彩电开关电源电路

电源控制芯片TDA16846为英飞凌(Infineon)公司生产,其内部设置了独立的振荡电路,其振荡频率有固定模式、自由调整模式和同步模式供设计时选用;有过电流、过电压、欠电压等多种保护功能;提供了两路稳压控制输入端子和两路故障检测端子。TDA16846内部框图如图2-18所示,引脚功能和电压数据见表2-2。

图2-18 TDA16846内部框图

表2-2 TDA16846引脚功能和电压数据

1. 整流滤波电路

接通电源开关SW801后,220V交流电压经T801、T802、C801、C802等组成的滤波器滤波,送到整流滤波电路,经DB801桥式整流、RT802限流、C806滤波后,得到约300V的直流电压。

2. 启动电路与振荡电路

在C806正端得到的约300V的直流电压分两路输出,一路经开关变压器T804的1~3绕组加到场效应开关管Q801的D极;另一路经启动电阻R808降压限流后由TDA16846的2脚进入,并通过内部电路对14脚的外接电容C822充电,约1 s后(时间长短视C822大小而定)。C822两端电压上升到16V时,TDA16846内部振荡电路开始振荡,从13脚输出脉冲信号,经D802、R804、R805整形后,驱动开关管Q801导通。于是T804的1~3绕组产生一个逐渐增大的电流,同时8~9绕组两端产生的感生电压,经R816限流、D803整流,C822滤波后加到TDA16846的14脚,维持TDA16846的供电,以接替2脚的启动供电,该电压只要不小于8V,开关电源都将稳定可靠的运行。

RT802为负温度系统的热敏电阻(NTC)。这种电阻的特点是,随着温度的升高,其电阻值会降低。负温度系数热敏电阻在彩电开关电源初级电路中应用非常普遍,因为开关电源初级电路中安装有大容量电解电容(即300V滤波电容),在开机瞬间,电容对电源几乎呈短路状态,其冲击电流很大,容易造成开关变压器、整流堆或保险管过载。若在开关电源的整流输出端串接上NTC电阻,在开机瞬间,300V滤波电容的充电电流便受到NTC电阻的限制。在14~60 s后,NTC元件升温相对稳定,其上的分压也逐步降至零点几伏。这样小的压降,可视为短接状态,不会影响开关电源的正常工作。

从以上分析可以看出,若NTC电阻损坏,不可用常规的电阻进行代换,也不可直接将其短接。

3. 稳压调节电路

电源启动后,开关变压器T804的8~9绕组产生的感生电压经R809、R810分压后,从TDA16846的过零检测/误差电压输入端3脚进入TDA16846内部控制电路。当由于某种原因次级输出电压升高时,3脚的取样电压也随之升高,经TDA16836内部电路控制后,使TDA16846的13脚驱动脉冲导通周期变窄,开关管Q801的导通时间缩短,使次级电压降低至正常值。另外,从3脚输入的电压还和内部的过零检测器相连,在开关管导通时,3脚外接电容C815上充有上正、下负的电荷,当Q801由导通转向截止时,开关电压器T804的8~9绕组将产生一个反电动势,叠加在C815的充电电荷上,产生一串逐渐减弱的振铃,当振铃幅度小于25 mV时,内部过零检测器将输出高电平,控制13脚重新输出驱动脉冲,使Q801重新导通。由此可见,Q801的导通或截止时间是由C815的充电、放电时间决定的。TDA16846的3脚是一个双功能引脚,既是误差电压输入端,又是过零检测端。

TDA16846的3脚的负反馈稳压作用,已经满足了控制灵敏度的要求,但是如果需要更高的控制灵敏度,或需要增益更大的误差放大器,则可以外接误差放大器,并通过光耦合器从5脚输入完成稳压控制作用,具体控制过程是:当135V电压由于某种原因升高时,经电阻R832和R833、VR801分压后的取样电压也将同步升高,使加到误差放大器IC804(TL431)R端电压上升,K端电压下降,流过光耦合器IC802内部发光二极管的电流增大,发光二极管发光增强,IC802内部光敏接收管导通增强,其ce结内阻减小,导致TDA16846的5脚电压下降,经TDA16846内部电路检测放大后,控制13脚的驱动脉冲导通周期变窄,相应地,Q801的导通时间缩短,+135V回落到正常值。

需要指出的是,当开关电源同时设计有上述两路稳压电路时,这两条支路不是同时起稳压作用的,内部电路将接通电压较低的那一路,由其产生控制电压,起稳压作用,而电压较高的那一路将被内部电路阻隔,不起稳压作用。

4. 保护电路

(1)软启动电路

在刚开机时,由于次级的各个供电支路均处于大电流的充电状态,导致整机电流很大,并产生极高的反峰电压,这种开机时的“浪涌”电流或反峰电压会对开关管Q801构成极大的威胁。因此,TDA16846设置了由4脚内部电路和外接电容C816构成的软启动电路。刚接通电源时,TDA16846的内部电源电路通过4脚对电容C816充电,由于电容两端的电压不能突变,于是4脚电压只能逐渐缓慢升高,这个电压提供给“接通时间比较器”,它控制13脚输出的驱动脉冲导通期随4脚电压的升高而逐渐展宽。这样,开关管Q801的导通时间也逐渐延长。次级输出电压也缓慢升高至设计值。这避免了开关管Q801在开机瞬间由于过电流或反峰电压而击穿损坏。

(2)初级过电压/欠电压保护电路

市电经DB801桥式整流后得到的300V电压,经电阻R815、R813、R814分压取样后,由TDA16846的过电压/欠电压检测端11脚送入内部,经内部电路检测后,产生相应的保护动作,以保护相应的电路免遭损害。当交流输入电压升高,使11脚的电压高于1.5V时,内部保护电路动作,控制13脚的驱动脉冲导通期减小,从而使开关管提前截止,输出电压下降;当交流输入电压太低,使11脚电压小于1V时,内部保护电路将控制13脚停止输出驱动脉冲,Q801截止。

(3)次级过电流/过电压保护电路

开关电源正常启动后,开关变压器T804的8~9绕组的感生电压经D803、C822整流滤波后,由TDA16846的14脚输入,为其提供工作电源。同时,14脚还是TDA16846的次级过电流/过电压保护检测端子,其正常的工作电压在8~16V之间。若次级由于某种情况过电流时,受电源的额定功率影响,次级各绕组的电压必然会大幅度下降。当14脚的电压小于8V时,内部检测电路动作,控制13脚停止输出驱动脉冲,Q801截止;当次级的输出电压升高使14脚电压大于16V时,内部检测电路也将控制13脚停止输出驱动脉冲信号,Q801也将截止。

(4)频率控制和故障检测端口

TDA16846构成的开关电源,可通过对7脚外围电路进行不同的设置,得到不同的工作频率。当7脚外接固定的阻容器件时,电源将以固定的频率工作;当7脚外接阻容器件,又通过光耦和外部振荡源连接时,开关电源的工作频率将和外部电路同步,使开关电源对其他单元电路的干扰减小到最小。除上述方法外,还可将7脚外接一固定的直流电压或干脆将7脚悬空,此时开关电源将根据次级负载的大小而自动调节振荡频率的高低,以适应整机的功率需要。本机将7脚和参考电压输出端9脚连接,说明其振荡电路是工作于自动调整状态的。

TDA16846还预备了两个故障检测端6脚和10脚。开关电源正常工作时,6脚和10脚的最大门限电压分别是1.2V和1V。当内电路检测到这两脚电压异常时,即高于1.2V和1V时,内部保护电路动作,切断13脚的输出,开关电源停止工作。本机只采用了10脚的保护功能,未采用6脚的保护功能,将6脚进行了接地处理。

5. 待机控制电路

待机时,超级芯片(TMPA8809)的64脚(待机为0.7V,开机为0V)待机控制端STBY输出高电平,控制Q806导通、Q807截止、Q808导通,Q808集电极电压下降,导致流过光耦合器IC802内部发光二极管的电流增大,发光二极管发光增强,IC802内部光敏晶体管导通增强,其ce结内阻减小,导致TDA16846的5脚电压下降,经TDA16846内部电路检测放大后,控制13脚的驱动脉冲导通周期变窄,控制开关电源各输出电压下降,即开关电源处于小功率输出状态,以节约电能。

待机期间,由于+12V电压下降较多,经D821、D820、D813隔离后,使C832两端电压较低,不能满足Q802正常工作时所需的输入电压,将无法输出+5V-CPU电压。此时,Q805将导通,为Q802提供待机时的工作电压,主要工作过程是:开关变压器T804的11~13绕组产生的电压经D809、C831整流滤波后,产生的直流电压加到Q805的集电极,+135V端输出的电压经R823降压后加到Q805的基极,控制Q805导通,其集电极电压经ce结加到Q802的集电极,使Q802能够继续输出+5V-CPU电压,为超级芯片TMPA8809内的MCU供电。

另外需要说明的是,TCL N21机芯彩电信号处理采用了多频扫描方式,接收电视信号时,归一化行频为33.75kHz;接收PC的VGA信号时,只支持640×480/60Hz的分辨率,此时行频为480×60Hz=28800Hz。当行频变化时,为确保高压和行幅稳定,需要设置+B电源,为行输出管提供不同的+B供电电压。

该机+B电源未单独设置,而是与开关电源合在了一起,其工作过程是:在接收不同的信号时,TMPA8809通过I2 C总线控制屏显/PWM电路NT6628,使NT6628输出的控制信号IO 0、IO 1为不同的高低电平,进而控制Q811、Q810的导通与截止,这样,加到开关电源误差取样电路IC804的R端电压就有所不同,于是,开关电源就可以输出不同的供电电压,为行输出电路供电。

2.3 数字高清彩电开关电源的维修

开关电源是数字高清彩电中故障率最高的电路,开关电源出现故障后,会导致各种其他故障,最常见的现象就是不开机,整机无反应,电源指示灯不亮。除此之外,还会引起行幅不正常、开机后关机保护等现象。下面详细介绍开关电源常用的维修方法、常见故障的维修和开关电源模块级代换技法。

2.3.1 开关电源的维修方法

1. 假负载法

开关电源在负载短路时输出电压会降低,同理,在负载开路或空载时输出电压会升高。在维修中一般采用假负载法,以区分是电源部分有故障还是负载电路有故障。

一般选取40~100 W的灯泡做假负载,优点是直观方便,根据灯泡是否发光和发光的亮度可知电源是否有电压输出及输出电压的高低。但其缺点也是显而易见的,如60 W灯泡的热态电阻为500 Ω,而冷态电阻却只有50 Ω左右。由表2-3可以看出,假设电源主电压输出为100V,当用60 W灯泡做假负载时,电源工作时的电流为200 mA,但启动时的负载电流却达到了2 A,是正常工作电流的10倍。因此,用灯泡做假负载,易使电源启动困难,由于灯泡功率越大,冷态电阻越小,因此,大功率灯泡启动电流更大,电源启动更困难。

表2-3 电源接假负载的计算

为了减小启动电流,可采用50 W的电烙铁做假负载(冷、热态阻值均为900 Ω)或50 W/300 Ω电阻,它比使用60 W灯泡更为正确。

很多数字高清彩电,开关电源在待机时处于弱振状态,即待机时输出电压为正常输出电压的一半左右。此类机型待机时由于正反馈减弱,带负载能力很差,因此,即使开关电源正常,在待机状态下接入灯泡做假负载时,会使待机时输出电压下降很多,导致供给MCU的电压不足,MCU不能工作,无法输出开机电压。

根据开关电源的特点,维修此类开关电源时要注意以下问题:

开关电源接上灯泡假负载后,若供给MCU的电压低,MCU不工作,可人为给开关电源一个开机电压(代替MCU的开机电压),若此时开关电源输出正常,说明开关电源正常或已修复;若输出电压偏高或偏低,说明开关电源存在故障。

2. 短路法

数字高清彩电的开关电源,较多地采用了直接取样的稳压控制电路,当输出电压高时,可采用短路法来区分故障范围。例如,前面介绍的康佳P29AS390数字高清彩电,其开关电源稳压控制过程是:145V电压↑→TL431的G端电压↑→TL431的K端电压↓→流过光耦合器N902发光二极管的电流↑→光耦合器N902的光敏接收管的发光强度↑→光敏接收管内阻↓→N901的4脚电压↓→N901输出的脉冲宽度↓→内部开关管导通时间↓→145V电压↓。这一反馈过程使145V电压保持稳定,这个反馈环节出了问题,将使主电压升高。

短路法的过程是:先短路光耦合器光敏接收管的两脚,相当于减小了光敏接收管的内阻,测量主电压仍未变化,则说明故障在光耦合器之后(开关变压器的一次电路一侧);反之,故障在光耦合器之前的电路(开关变压器的二次电路)。

需要说明的是,短路法应在熟悉电路的基础上有针对性地进行,不能盲目短路,以免将故障扩大。

3. 串联灯泡法

所谓串联灯泡法,就是取掉输入回路的熔丝,用一个60 W/220V的灯泡串在熔丝两端。当通入交流电后,如灯泡很亮,则说明电路有短路现象。由于灯泡有一定的阻值,如60 W/220V的灯泡,其阻值约为500 Ω(指热阻),所以起到一定的限流作用。这样,一方面能直观地通过灯泡的明亮度来大致判断电路的故障;另一方面,由于灯泡的限流作用,不至于立即使已有短路的电路烧坏元器件。直至排除短路故障后,灯泡的亮度自然会变暗,最后再取掉灯泡,换上熔丝。

4. 代换法

代换法分为元器件级代换和模块级代换。

元器件级代换是指用正常的元器件代换怀疑的元器件,若代换后开关电源工作正常,说明被代换的元器件损坏。在开关电源中,有些元件可用万用表直接判断出其是否正常,如电阻,有些则不好判断,如电源控制芯片,因此,对于不易判断的元器件,若维修中怀疑其有问题时,建议使用正常的元器件进行代换,以提高维修效率。

模块级代换是指对整机开关电源或电源电路的一部分电路进行整体代换。这种维修方法主要用于开关电源出现大面积元器件烧坏或开关电源出现疑难故障时。这种维修方法的特点是,故障排除彻底,维修效率高,但造价相对也较高。

维修开关电源的方法还有很多,如示波器法、加热冷却法、人工干预法等,这里不再一一介绍。

2.3.2 开关电源常见故障的维修

1. 保险管烧断

主要检查300V上的大滤波电容、整流桥各二极管及开关管等部位,抗干扰电路出问题也会导致保险管烧断、发黑。值得注意的是,因开关管击穿导致的保险管烧断往往还伴随着过电流检测电阻和电源控制芯片的损坏;负温度系数热敏电阻也很容易和保险管一起烧坏。

2. 无输出,但保险管正常

这种现象说明开关电源未工作,或者工作后进入了保护状态。首先测量电源控制芯片的启动脚是否有启动电压,若无启动电压或者启动电压太低,则检查启动电阻和启动脚外接的元器件是否有漏电存在,此时,若电源控制芯片正常,则经上述检查可很快查到故障。若有启动电压,则测量控制芯片的驱动输出脚(厚膜电路没有驱动输出脚)在开机瞬间是否有高、低电平的跳变,若无跳变,说明控制芯片已坏、外围振荡电路元器件或保护电路有问题,可先代换控制芯片,再检查外围元器件;若有跳变,一般为开关管不良或损坏。

3. 有输出电压,但输出电压过高

这种故障往往来自于稳压取样和稳压控制电路。我们知道,直流输出、取样电阻、误差放大器(如TL431)、光耦合器、电源控制芯片等电路共同构成了一个闭合的控制环路,在这一环节中,任何一处出问题都会导致输出电压升高。

对于有过电压保护电路的电源,输出电压过高首先会使过电压保护电路动作,此时,可断开过电压保护电路,使过电压保护电路不起作用,测开机瞬间的电源主电压。如果测量值比正常值高,说明输出电压过高。实际维修中,以取样电阻变值、精密稳压放大器或光耦合器不良为常见。

4. 输出电压过低

根据维修经验,除稳压控制电路会引起输出电压过低外,还有一些原因会引起输出电压过低。主要有以下几点:

(1)开关电源负载有短路故障(特别是行输出和场输出短路或性能不良等)。此时,应断开开关电源电路的所有负载,以区分是开关电源电路不良还是负载电路有故障。若断开负载电路电压输出正常,说明是负载过重;若仍不正常,说明开关电源电路有故障。

(2)输出电压端整流二极管、滤波电容失效等,可以通过代换法进行判断。

(3)开关管的性能下降,必然导致开关管不能正常导通,使电源的内阻增加,带负载能力下降。

(4)开关变压器不良,不但会造成输出电压下降,还会造成开关管激励不足从而屡损开关管。

(5)300V滤波电容不良,造成电源带负载能力差,一接负载,输出电压便下降。

2.3.3 开关电源的模块级代换方法

1. 开关电源模块介绍及接线方法

开关电源的模块级代换是指用开关电源模块对开关电源的部分电路进行整体代换。目前,市场上有各种开关电源模块出售,图2-19所示是一种三线开关电源模块实物图,图2-20所示是用开关电源模块维修开关电源时的接线示意图。

图2-19 三线开关电源模块实物图

图2-20 用开关电源模块维修开关电源时的接线示意图

这里使用的开关电源模块共有三条引线,分别是红线、黑线和灰线,图2-20中的C01、C02、C03、VD01、R01、T均为故障机开关电源元器件。开关变压器T的绕组2端接原开关管漏极(或厚膜电路内部开关管的漏极脚),现接开关电源模块红线;黑线则接至市电整流后直流300V的接地端(热地端);灰线用于连接控制关机或接原开关电源用于稳压控制的光耦合器的一端。

按以上方法接线后,再将故障机用于控制稳压的晶体管、场效应管及电源控制芯片或厚膜电路等元器件全部拆除或开路,原故障机开关变压器二次侧的整流滤波电路保持不变。改接完成后即可通电试机,适当调整开关电源的输出电压电位器,使各路输出正确的电压。

需要说明的是,大多数彩电开关电源都有一个输出电压电位器,另外,开关电源模块中一般也有一个用于调整输出电压的电位器,这两个电位器均可调整输出电压的高低。

使用开关电源模块维修有故障的开关电源时,必须将原电路中舍弃的元器件彻底拆除或开路。开关变压器中有的绕组可能闲置无用,与这些绕组相连的元器件必须拆除干净,否则,改装后的电路可能工作不稳定,如出现无规律自动关机等异常现象。在通电情况下对输出电压电位器进行调整时,应使用绝缘良好的塑料柄螺丝刀,并最好使用1∶1的隔离变压器将待修彩电与市电电网隔离开,以确保安全。

目前市场上出售的开关电源模块,电路不尽相同,图2-21所示是一种采用UC3842的开关电源模块,其电路原理比较简单,这里不做具体分析。

图2-21 控制芯片采用UC3842的开关电源模块内部电路

2. 开关电源模块灰线的灵活应用

在数字高清彩电中,绝大多数开关电源都使用了光耦合器,有的还不止一个。光耦合器在开关电源中所起的作用也各不相同,有的用于传递直接取样的稳压信号,有的用于关闭电源,有的用于保护,只要将开关电源模块的灰线与光耦合器进行适当连接,就可能使待修机保留原有的各种功能。

根据UC3842的内部工作原理可知,UC3842的1脚、2脚电压可控制6脚输出脉冲的占空比。当2脚电压升高时,1脚电压降低,6脚输出的脉冲占空比减小,可使输出电压降低。据此,可根据具体情况合理配置开关电源模块灰线。

若开关电源模块的灰线外接的光耦合器是用于稳压的,则输出电压增高时,光耦合器内部的光敏晶体管导通程度增加,相当于光敏晶体管ce结电阻减小,使UC3842的1脚电压下降,控制UC3842的6脚输出脉冲的占空比减小,输出电压下降。同理,当输出电压降低时,UC3842的1脚电压上升,控制UC3842的6脚输出脉冲的占空比增大,输出电压升高。可见,采用光耦合器进行稳压时,是一种直接取样稳压电路。因此,使用光耦合器配合开关电源的间接取样稳压电路进行稳压,会使输出电压的稳压精度更高。

使用光耦合器配合开关电源模块稳压电路进行稳压时,应进行如下调整:断开行电路负载,在主输出电源上接一只100 W灯泡做假负载;临时断开灰线,通电后调整电位器RP1,使灯泡两端电压达到额定值后再顺时针调转3~5圈,使输出电压略高于额定电压;然后断电,接上灰线,开机检测输出电压,必要时进行电压微调。

若开关电源模块的灰线外接的光耦合器是用于关机或实施保护的,则只要在需要关机或保护时将UC3842的1脚电压拉为低电平,即可实现相应功能。

2.3.4 电源电路维修注意事项

(1)数字高清彩电均采用并联型开关电源,虽然主板为冷底板,但电源变压器一次电路仍为热底板,因此,如果不加隔离变压器,就不能用示波器测量开关变压器一次侧之前的任何电路,否则,不但使示波器外壳带电,对人身构成威胁,还会烧坏电源。用万用表测量电压时可不加隔离变压器。

(2)在维修开关电源时,用了隔离变压器并不能保证100%的安全,导致触电的充要条件是,与身体接触的两处或以上的导体间存在超过安全电压的电位差,并有一定强度的电流流经人体。隔离变压器可以消除“热地”与电网之间的电位差,一定程度上可以防止触电,但无法消除电路中各点间固有的电位差,也就是说,维修人员两只手同时接触了开关电源电路中具有电位差的部位,同样会导致电击。因此,维修人员在维修时,如果必须带电操作,首先应使身体与大地可靠绝缘,例如坐在木质座位上,脚下踩一块干燥木板或包装用的泡沫类的绝缘物;其次,要养成单手操作的习惯,当必须接触带电部位时,防止经另一只手或身体的其他部位形成回路等,这些都是避免电击的有效措施。

(3)测量电源电路的电压,要选好参考电位,开关变压器一次侧之前的地为热地,开关变压器之后的地为冷地,两者不等电位。因此,测量开关电源初级电路的电压时,就以热地为参考点,即将万用表的黑表笔接热地;测量开关电源的次级电路时,要以冷地为参考点,即将万用表的黑表笔接冷地。

(4)维修无输出的电源,通电后再断电,由于电源不振荡,300V滤波电容两端的电压放电会极其缓慢,此时,如果要用万用表的电阻挡测量电源,应先对300V滤波电容两端的电压进行放电(可用一大功率的小电阻进行放电),然后才能测量,否则不但会损坏万用表,还会危及维修人员的安全。

(5)有很多数字高清彩电,当处于待机状态时,电源电路处于低电压输出状态,只有当彩电处于正常工作状态时,开关电源才输出正常的工作电压。维修这类数字高清彩电开关电源时,应检查待机控制端的电压是否正常,否则,极易产生误判。

2.4 数字高清彩电开关电源维修实例

【例1】 康佳P29AS390彩电,三无。

分析与维修 通电试机,不开机,指示灯也不亮,检查发现电源模块N901(FSCQ1265)损坏。由于手头暂时没有该模块,而用户又要求及时处理,查阅相关资料,发现用KA5Q1265改动少量的电路,完全可以代替FSCQ1265。具体方法是:将FSCQ1265的3脚外接18V稳压二极管VD908去除,同时将电阻R920短接即可。

【例2】 康佳P29AS390彩电,三无,指示灯不亮。

分析与维修 根据故障现象,故障范围应在开关电源。检查电源输入保险管,正常,通电测量+300V滤波电容,有300V左右的电压,且此电压在关机后迅速消失,说明开关电源振荡电路已经启动,故障应该是负载电路有短路导致电源无输出。分别测量VD950(行供电整流二极管)、VD951(+14V供电整流二极管)以及VD955(+26V供电整流二极管)等,均无短路现象。脱开行管,接入100 W灯泡试机,故障依旧。于是怀疑电源厚膜电路N901(FSCQ1265RF)不正常,但代换后故障不变,怀疑N901外围元器件性能不良。对外围元器件进行代换,当代换二极管VD909(1N4148)后开机,电源有输出,彩电工作正常。

对拆下的二极管1N4148进行测量,发现正、反向电阻都正常,分析应该是加电后导致该二极管性能改变(热击穿),以至电源停振无输出。

【例3】 康佳P29AS390彩电,三无。

分析维修 开机测量开关电源输出的主电压(+B)为+72V,远低于正常值+145V。断开行负载,接上灯泡后测量+B电压仍为70多伏,可见故障在开关电源电路。

该机取样稳压电路由R960、RP950、R968、V951(TL431)及光耦合器N902等元器件组成。试调可调电阻RP950,+B电压有变化,但始终不能调至正常值,检查并代换N902及TL431后故障依旧。

测得开关电源厚膜电路N901的4脚电压不足1V(正常值为1.1V),检查发现C922漏电,换新后故障排除。

C922漏电后,N901的4脚电压降低,N901内部脉宽调制电路输出的脉冲宽度变窄,开关管在一个周期内的导通时间缩短,从而导致+B电压下降。

【例4】 TCL N21机芯彩电,三无,待机指示不亮。

分析与维修 测量开关变压器各组二次侧输出电压均为0,测量整流、滤波后的300V电压正常。IC801(TDA16846)的2脚电压在11~15V间波动,IC801供电端14脚电压在10~14V间波动,判断IC801内部振荡器已经起振。测量开关管Q801正常,IC801的13脚驱动电压为0,IC801的11脚电压为稳定的2.8V,而IC801其他引脚电压均为0,故怀疑开关变压器二次侧某组电压输出端有短路,使电源处于保护状态。依次检查+B电压、输出端的12V、9V、+5VA、+5VD输出端,没有发现短路现象,各组电压的整流二极管及滤波电容也都正常。断开行负载,接假负载,还是没有电压输出,检查IC801外围元器件,没有发现异常,于是认为IC801损坏。将IC801更换后,测量 +B输出电压为118V,但仍然无图无声,后检查发现+5VD三端稳压电路IC808(7805)虚焊(维修中发现该型机由于+5VD负载较重,通过IC808电流较大,发热量大,长期工作极易造成IC808脱焊或虚焊)。仔细观察+5VA的三端稳压电路IC807也已出现了明显的虚焊现象。补焊上述焊点后,再次开机,彩电工作正常。

【例5】 TCL N21机芯彩电,三无,指示灯闪烁。

分析与维修 开机测量+B电压,在0~30V间波动,开关变压器二次侧其他各组电压输出也相应波动;测量IC801各引脚电压也都出现不同程度的波动,怀疑电源处于保护与启动状态。

IC801的14脚既是电源供电脚又是过电压、欠电压保护电压检测脚,在启动时要求14脚电压要达到15V(正常工作时14脚电压不能低于8V),因此重点检查14脚外围元器件D807、D806、Q804、D804、C825、C822、C821、R819、R820等均正常;10脚为IC801内部保护电路比较器的输入端,当10脚电压大于1V时电源也会处于保护状态,检查10脚外围元器件R814、C849,正常;11脚为一次电压检测脚,当11脚电压小于1V时,电源将进入保护,检查11脚外围元器件R815、R813、C820也正常;测量开关变压器二次侧各组电压输出端,没有发现短路故障。测量待机控制晶体管Q806基极电压,在0~0.5V波动。该机MCU为IC001(TMP8809),其64脚为待机/开机控制端,待机时输出高电平,开机时输出低电平,通过R827加到Q806基极,但将Q806基极对地短路,故障现象不变。测量光耦合器IC802正常,代换无效,测量取样电路VR801、R833、R832正常,测量误差放大器IC804(TL431)不正常,代换后故障排除。