開關穩壓電源在彩電中的應用
發布時間:2012-12-07 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】開關電源使用率高,有串聯型穩壓電源無法媲美的優越性。目前在電器中使用最多的電源就是開關穩壓電源,彩電、平板電視、顯示器、D V D 等等,開關電源的故障率也是很高的,工作在大電流、高電壓、大功率狀態。
開關電源使用率高,有串聯型穩壓電源無法媲美的優越性
效率高:開關型穩壓電源的調整管工作在開關狀態,因此,功耗很小,效率可大大提高,其效率通常可達80%~90% 左右。
重量輕:開關型穩壓電源常采用電網輸入的交流電壓直接整流,省去了笨重的工頻變壓器。
穩壓範圍寬:輸入交流電壓在80~260V 之間變化時,都能達到良好的穩壓效果,輸出電壓的變化在2% 以下,與此同時仍保持高效率。
安全可靠:在開關型穩壓電路中,具有各種保護電路。
濾波電容容量小:由於開關信號頻率高,濾波電容的容量大大減小。
功耗小,機內溫升低:由於晶體管工作在開關狀態,不需采用大散熱器,機內溫升低,因此整機的可靠性和穩定性也得到一定程度提高。
開關電源工作狀態分析
開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)按(an)照(zhao)負(fu)載(zai)與(yu)儲(chu)能(neng)電(dian)感(gan)的(de)連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)來(lai)分(fen),通(tong)常(chang)有(you)串(chuan)聯(lian)型(xing)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)與(yu)並(bing)聯(lian)型(xing)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)大(da)類(lei),串(chuan)聯(lian)型(xing)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)因(yin)電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)與(yu)主(zhu)板(ban)地(di)線(xian)不(bu)隔(ge)離(li)的(de)缺(que)陷(xian)容(rong)易(yi)發(fa)生(sheng)觸(chu)電(dian)事(shi)故(gu),故(gu)目(mu)前(qian)絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)用(yong)並(bing)聯(lian)型(xing)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan),並(bing)聯(lian)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)主(zhu)板(ban)地(di)線(xian)不(bu)與(yu)電(dian)網(wang)相(xiang)線(xian)相(xiang)連(lian),習(xi)慣(guan)上(shang)稱(cheng)為(wei)“冷底盤電路”或稱為“冷機心”。目前用得最多的是自激式振蕩開關脈衝調寬式穩壓電源,有些引入了行同步功能。

圖1:工作原理示意圖

圖2:波形圖
從圖中可以看出隻要控製了開關管的導通時間(也就是脈衝寬度,故叫脈寬調整)就控製了電感L1 充電時間,從而控製了負載的供電量,開關管工作在開關狀態,開關管在截止時電感L1會產生很高的自感電壓,相當於電源的整流以後電壓10陪,約有3000V左右,故要求開關管耐壓要高,且要求L1 有合適的RC 放電回路。
前10 年的彩電以三洋公司研發的A3電源居多,以分立元件為主,但目前的彩電是一塊IC 加一個開關管的形式,或直接就是一塊IC 厚膜的形式。
圖3是2007 年TCL 公司推出的2188F純平彩電的電源部分,用了一個IC :

圖3: 2007年TCL公司的2188F純平彩電的電源部分
TDA16846 加一個開關管:場效應管BUZ91A 的形式,整個電路結構顯得比較簡單,這電路沒用光電耦合器做反饋。
彩電一般的開關電源是由振蕩電路、穩壓電路和保護電路三大部分組成。
振蕩電路:開關電源振蕩電路分為晶體管振蕩電路和集成塊振蕩電路,如STR-S??係列IC,TEA2104、TDA4601、TDA4605、TDA2261、TDA16846 等等。
穩壓電路:kaiguandianyuandewenyayuanlijuncaiyongmaichongtiaokuanshidewenyafangshi,jitongguozidonggaibiankaiguangonglvguandeguanbihedaotongshijiandebili,huotongguogaibianzhendangqishuchumaichongdezhankongbilaidadaowenyademude。wenyabufendedianluyouquyang、比較、控製三個部分組成,很多機芯此部分電路是采用IC(如SE110 等IC)和光耦件組合而成,而有些機芯則采用分立元件組成(多為國產機),而有些機芯采用的電源IC本身就集成了這部分電路(如部分串聯型開關電源IC)。
保護電路:彩電開關電源都設有保護電路,其保護方式均是使電路停振。有過流保護、過壓保護和欠壓保護(短路保護),還有過熱保護。過流保護電路其過流取樣點,大部分電視機中都是在主振功率管的發射極電位上。過壓保護電路的取樣點一般取自220V交流經整流濾波後的電壓或主負載供電電壓,通過一個齊納二極管(穩壓管)來進行取樣判別。短路保護電路的取樣點一般在穩壓電源輸出的低壓組電源上,通過一個二極管來進行判別取樣,在IC 式開關電源中,有部分機采用的電源IC內部有“閂鎖電路”,這個“閂鎖電路”實際上是一個保護執行電路,各取樣點送來的信號,通過它執行對電路的停振控製。
開關電源的檢修
開關電源損壞後,大多都可獨立進行維修,將負載全部斷開,在主負載供電電源上帶一隻2 2 V 、1 0 0 W 的燈泡做假負載,並采用低壓供電安全方式,即將供電電源經一自耦式變壓器降至70V 左右進行維修,這種維修方法完全避免了因電路存在隱患而再度損壞元件的現象,一般正常的開關電源(並聯式),在7 0 V zuoyoudegongdiandianyajiunengzhengchangqizhengongzuo,manmantiaozhengzioubianyaqideshuchudianya,kaiguandianyuandeshuchudianyadouyinggudingzaiqiyushededianyazhishangbubian,ruguokaiguandianyuandeshuchudianyasuishurudianyadebianhuaerbianhua,zebiaomingqiwenyabufenyouwenti;如果沒有電壓輸出則表明震蕩電路部分有問題。
第一種情況:我wo們men以yi並bing聯lian型xing光guang耦ou控kong製zhi穩wen壓ya式shi開kai關guan電dian源yuan為wei例li,討tao論lun一yi下xia其qi維wei修xiu方fang法fa。當dang開kai關guan電dian源yuan不bu能neng正zheng常chang穩wen壓ya時shi,第di一yi步bu是shi要yao確que認ren引yin起qi故gu障zhang的de部bu位wei,簡jian單dan快kuai捷jie的de方fang法fa是shi:將光耦件熱地端的兩控製腳短路,如果電路進入停振狀態,則表明故障在取樣比較電路,取樣比較電路有問題多半是比較IC 和光耦損壞所致(比較IC損壞多數會引起光耦件同時損壞),如果是控製電路問題,如控製晶體管損壞,在晶體管的代換上一定要注意晶體管的參數。
第二種情況:電路不起振。當確信供電電壓正常時,首先檢查啟動電阻(即跨接在311V 電源與主振功率管基極之間的電阻)是否開路或變值,另外要考慮到不起振是否是由於保護電路動作所引起,如S T R 6 3 0 9 的第6 腳電壓(正常為0 V ),STR50213 的第5 腳(正常時100V 左右),TEA2261 的第3 腳(正常為0V),TDA4601的第5腳等等,如果是保護電路引起停振可通過此點來進行判別,另外當控製電路有問題(如控製管擊穿)也會引起電路停振。
其實開關電源電路是比較簡單的電路,隻要分清主振電路、保護電路和比較穩壓電路三者的連接關係,維修起來就容易了。
另外,開關電源的主振功率管因其集電極是感性負載,所以在主振管工作時,其集電極將要承受8~10 倍於電源的脈衝電壓,為此在電路上加入了吸收電路(並於振蕩變壓器初級繞組的電容和電阻串聯支路)hezaizhuzhenguanjidianjiyudizhijianbingjiededianrong,zhexieyuanjiandezuoyongyuxingshuchujidenichengdianrongyouxiangsidezuoyong,dangzhexieyuanjianyouwentishi,jiyisunhuaizhuzhengonglvguan,cidianxuyinqizhuyi,benrenzengweixiuguoyitairili2518 的(de)彩(cai)電(dian),檢(jian)查(zha)發(fa)現(xian)其(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)吸(xi)收(shou)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)容(rong)在(zai)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)時(shi),電(dian)容(rong)值(zhi)會(hui)變(bian)小(xiao),從(cong)而(er)引(yin)起(qi)經(jing)常(chang)損(sun)壞(huai)電(dian)源(yuan)主(zhu)振(zhen)功(gong)率(lv)管(guan)的(de)故(gu)障(zhang),開(kai)關(guan)管(guan)擊(ji)穿(chuan)後(hou)通(tong)常(chang)會(hui)把(ba)前(qian)麵(mian)的(de)限(xian)流(liu)水(shui)泥(ni)電(dian)阻(zu)燒(shao)斷(duan)。
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