彩电开关电源.doc

彩电新型开关电源厚膜
电路ＳＴＲ－Ｍ６８３１ＡＦ０４
2003年,第9期,类别:电子产品与器件
    ＳＴＲ－Ｍ６８３１ ＡＦ０４是日本三肯公司在本世纪初推出的彩电开关电源厚膜集成电路。其内部包括：启动电路、振荡器、锁存器、或门、触发器、激励电路、过压过流过热保护电路和ＭＯＳ大功率开关管。
    该厚膜ＩＣ被广泛应用于日本松下（乐声）２８～３４英寸１６∶９宽屏幕和场频为１００Ｈｚ的新型大屏幕彩电中。我国海尔集团公司生产的大屏幕彩电也广泛应用此ＩＣ。下面以松下ＴＣ－２９Ｐ１００Ｇ彩电为例（见下图）介绍它的工作原理。
    一、工作原理简述
    市电由桥堆ＤＬ８０１整流、Ｃ８１４滤波后，得到约３００Ｖ脉动直流电压，通过开关变压器Ｔ８０２的初级绕组①、②脚加至ＩＣ８０１（ＳＴＲ－Ｍ６８３１Ａ Ｆ０４）①脚（内部开关管漏极）。同时，市电还经Ｄ８０７整流、Ｒ８０７、Ｒ８１０限流、Ｃ８２０滤波，加至ＩＣ８０１⑤脚和光耦器Ｄ８３１。于是ＩＣ８０１内部的启动电路工作，使振荡器起振，并输出开关脉冲信号，经放大后推动开关管进入工作状态。则开关变压器次级的整流滤波电路输出直流电压，供各负载用电。并通过取样电路加至光耦器Ｄ８３１（ＰＣ１２３）中发光二极管（图中未全画出）。
    当某种原因使负载变轻（如图像变暗、声音变小），而使电源输出电压上升时，则通过光耦器件中发光二极管的电流上升，使发光强度增大，其中光敏三极管的导通电阻变小，致使ＩＣ８０１⑥脚电压下降，振荡器的振荡频率变低，即振荡器输出的开关脉冲占空比变小，电源输出电压下降。反之亦然。
    二、保护电路工作过程
    １． 过压保护。 当某种原因使市电输入电压过高时，会导致ＩＣ８０１⑤脚输入电压超过过压保护电路启动的阈值电压。于是⑤脚内部的过压保护电路动作，发出关机信号，通过或门１→锁存器→或门２→振荡器停振→开关管因无激励信号而停振。
　　（下转本期第十四版）

熊猫２１１８Ａ型彩电开关电源故障检修
2003年,第3期,类别:彩电维修
　　接修一台熊猫２１１８Ａ型彩电，开机呈三无，开关电源部分发出“吱吱”响声。
　　测开关电源＋Ｂ端电压（１０８Ｖ）仅为６０Ｖ左右，分析故障可能出在开关电源电路或行电路。首先判断开关电源工作是否正常，断开＋Ｂ电源负载（将Ｒ４１１一端焊开），在Ｃ７２６（１００μＦ／１６０Ｖ）上并接６０Ｗ灯泡作假负载，开机测得＋Ｂ电压仍为６０Ｖ左右，２５Ｖ、２２Ｖ端输出电压均按其比例降低，由此判断故障在开关电源。将光电耦合器Ｎ７０２{1}脚断开，测＋Ｂ电压仍偏低，说明故障不在稳压取样电路；测过流保护管Ｖ７０３ ｂ极电压约为０Ｖ，说明开关管Ｖ７０４（Ｄ２３３４）并未过流，＋Ｂ输出过低并非过流保护所致。拆下电源稳压控制管Ｖ７０１、Ｖ７０２以及过流保护管Ｖ７０３、开关管Ｖ７０４检测，均未见异常，再查振荡正反馈元件Ｃ７１０与Ｒ７０５也未见异常。经过冷静反复思考，怀疑电源开关管Ｖ７０４长期工作在高温中，其性能劣变，开关电源虽能起振，但带负载能力变差所致。用正品Ｄ１７１０将其代换，测＋Ｂ电压已恢复正常，只是电源部分仍有“吱吱”声。考虑到该电源受行频控制，因行电路尚未工作，电源与行频失步，发出“吱吱”声应属正常。将假负载拆除，恢复原电路，试机故障排除。
　　《电子报》２００２年第４５期第三版《熊猫Ｃ５４Ｐ１０彩电打呃故障的检修》一文提到：“用万用表反复检测换下的Ｄ２３３４原配件与新管无异，不知此管为何不能使用？”笔者对此感触颇深，也曾有同样的经历。笔者的体会是：将换下的Ｄ２３３４开关管用电阻挡Ｒ×１ｋ检测正常后，还应换Ｒ×１挡检测。不久前我检修一台熊猫Ｃ５４Ｐ１５Ａ型彩电，光栅时有时无。开机测＋Ｂ端输出电压正常，最后查出为行管不良所致。当用万用表Ｒ×１ｋ挡检测时与新管并无两样，当改用Ｒ×１挡测得行管ｂｅ结正向电阻值不稳，在７Ω～４０Ω之间变化，而新行管ｂｅ结正向电阻值在７Ω左右且稳定。当经过换挡检测也无异常时，还应对其耐压、饱和压降、放大倍数等参数进行测试。此例故障中，测得不良管的放大倍数仅为“６”，而正品Ｄ１７１０管的放大倍数为“３０”。由于放大倍数下降的程度不同，所表现出的故障现象也不尽相同。

创维５Ｄ６０机心彩电开关电源原理与维修思路
2003年,第5期,类别:专题维修
    创维５Ｄ６０机心彩电是上市不久的较高档次新机型，其电源部分采用了日本三肯公司开发的内藏功率ＭＯＳＦＥＴ管（金属氧化场效应管）的开关电源厚膜集成电路ＳＴＲ－Ｆ６６５６，减少了开关电源的元件数量，简化电路设计，实现电源的小型化。本文简要分析该开关电源的工作原理及维修思路。
    一、开关电源工作原理
　　１．ＳＴＲ－Ｆ６６５６内部框图及引脚功能
　　这种厚膜电路的内部框图见图１，包含有过压保护、过热保护、过流检测与保护、保护信号锁存、振荡与充放电阻容元件、驱动电路以及ＭＯＳＦＥＴ功率管等。共有５只引脚，其中{1}脚是过流及稳压控制信号输入端，{2}、{3}脚分别是ＭＯＳＦＥＴ管的源极和漏极，{4}脚是工作电源输入端子，该输入电压同时用于过压检测，{5}脚是接地端。该厚膜电路的起始工作电压典型值为１６Ｖ。
　　２．启动与振荡电路
　　参见图２，当电视机接通电源后，２２０Ｖ交流电经整流桥ＢＲ６０１整流、Ｃ６０９滤波，得到约３００Ｖ的直流脉动电压，通过开关变压器Ｔ６０１{1}－{9}绕组加到ＩＣ６０１{3}脚漏极。交流电还经Ｄ６０１整流、Ｒ６０３降压对Ｃ６１１充电，使ＩＣ６０１{4}脚电压达到１６Ｖ（典型值）后，内部的启动电路开始工作，振荡器起振，振荡信号经驱动电路送到场效应管的控制栅极，开关电源进入工作状态。电路起振后，ＩＣ６０１{4}脚另有如下两路供电电源，一是Ｔ６０１{5}脚经Ｄ６０３整流所得的电压，二是Ｔ６０１{4}脚经Ｄ６２１整流并稳压获得的电压，这两路电源可保证ＩＣ６０１在正常收看和待机状态均能可靠稳定的工作。
　　在ＩＣ６０１内部场效应管导通时，内部电容Ｃ１被充电到约６．５Ｖ，另一方面场效应管逐渐增大的漏源电流经过Ｒ６１４时形成的电压会同步抬高{1}脚的电位，当其达到{1}脚内部比较器１的门槛电压０．７３Ｖ时，比较器１翻转，关断场效应管，此时Ｃ１的充电条件被解除，Ｃ１开始经Ｒ１放电，当Ｃ１上的电压下降到３．７Ｖ以下时，场效应管再次导通，Ｃ１又快速充电到６．５Ｖ，如此循环反复，振荡得以继续下去。
　　在ＩＣ６０１{3}脚漏极与地之间接有电容Ｃ６１４，{1}脚与Ｔ６０１{5}脚间接有Ｄ６０４、Ｒ６１７、Ｄ６０５、Ｃ６１２等元件组成的延时电路，它们可使场效应管导通时功耗最小。
　　３．稳压过程
　　稳压控制是通过调整光耦ＩＣ６０３的反馈电流来实现的。当输出电压升高时，取样放大电路ＩＣ６０２{2}脚电位变低，光耦内二极管及三极管电流增大，其中三极管部分增大的电流在Ｒ６１３和Ｒ６１４上形成的电压，使ＩＣ６０１{1}脚电位更早地达到门槛电压０．７３Ｖ，场效应管较早关断，导通时间减小，Ｔ６０１线圈的储能减少，所以降低了输出电压；输出电压较低时，则延长场效应管的导通时间，达到提升电压的目的。
　　４．过流保护电路
　　过流保护，是通过检测每个振荡周期场效应管的漏极电流峰值进行控制的。当出现过流时，场效应管源极端子与地之间的Ｒ６１４上压降增大，该电压经Ｒ６１３反馈到{1}脚，当数值达到０．７３Ｖ时，场效应管截止，起到保护作用。Ｒ６１３和Ｃ６１２，是用来防止场效应管的导通噪声引起误动作而设置的滤波器。
　　５．过热、过压保护和锁定电路
　　当ＩＣ６０１中的温度检测元件检测到基板温度超过１４０℃，或{4}脚电压超过２２．５Ｖ时，内部锁定电路延时８μｓ后动作，振荡器停振，起到过热或过压保护作用。为了防止锁定电路受干扰而误动作，厚膜块内部设有定时器，只有当过热或电路动作持续８μｓ以上时，锁定电路才开始工作，使电源电路停止工作。异常情况消失后，重新开机可解除锁定状态。
　　６．待机控制电路
　　ＣＰＵ待机控制脚为高电平时，电视机处于正常使用状态。这时三极管Ｑ６０４导通，Ｑ６０３和Ｑ６０２均截止，开关电源输出正常收看所需的各路电压。当ＣＰＵ待机控制脚为低电平时，电视机进入待机状态，这时Ｑ６０４截止，Ｑ６０３导通，光耦ＩＣ６０３中的发光二极管经Ｄ６１６和Ｑ６０３ ｃ、ｅ极到地形成通路，电流增大，由上述稳压原理可知，该电流增大将使场效应管导通时间减小，这样Ｔ６０１{1}－{9}绕组上的储能减少，次级感应的电压相应较低。另外，Ｑ６０３导通后，Ｑ６０２也随即导通，这样开关电源输出电压与正常开机时相比要低得多，以上两种控制机理共同作用实现了待机控制。
　　７．消磁电路
　　创维５Ｄ６０机心彩电的消磁电路仅在开机后的短时间内工作，之后就将消磁线圈与电源完全断开，可防止消磁回路的寄生振荡产生干扰，同时也能减小功耗。开机瞬间，Ｄ６１１整流输出的＋１２Ｖ电压一路经Ｒ６０４和继电器ＲＡＬ６０１到达Ｑ６０６ ｃ极，另一路经ＺＤ６０３给Ｃ６３３充电，再经Ｒ６３３对Ｃ６３４充电，送到Ｑ６０６ ｂ极，当Ｃ６３４充电到一定数值时Ｑ６０６导通，继电器吸合，消磁电路通电工作。当Ｃ６３４上的电压因经Ｑ６０６的发射结放电而不足以维持Ｑ６０６导通时，继电器和消磁电路先后断电，停止工作。由于电路设计使得Ｃ６３４的充电电压比Ｑ６０６的发射结导通电压高出不多，且有ＺＤ６０３和Ｄ６０９的作用，因此，Ｃ６３４放电后，能稳定一定电压不会再次形成充电过程，继电器也不会重新吸合。
　　二、检修思路
　　当开关电源没有电压输出时，首先要检查市电经整流滤波后的３００Ｖ电压是否已送达ＩＣ６０１{3}脚，接着检查{4}的１６Ｖ启动电压，都正常时则应检查保护电路是否动作。当Ｒ６１４变值增大时，过流保护会误动作，应更换。测量{4}脚电压若达到２２．５Ｖ，则说明过压保护，这时应检查市电输入电压是否过高，稳压管ＺＤ６０５是否开路，三极管Ｑ６０１ ｃ、ｅ极是否击穿短路，也可断开Ｄ６０３、Ｄ６０６试验判断。ＩＣ６０１内场效应管的电流通路应通畅，若Ｒ６１４开路则电源不能工作。
　　如果开关电源输出电压过高，查取样放大电路ＩＣ６０２、光耦ＩＣ６０３和ＩＣ６０１的反馈稳压回路元件是否异常，ＩＣ６０２和ＩＣ６０３是否性能变劣，可更换试之。开关电源输出电压较低时，则应重点检查ＩＣ６０１、ＩＣ６０２和Ｒ６１４等元件。

长虹Ｎ２９１８彩电开关电源工作异常的
2003年,第9期,类别:专题维修
    故障原因分析与检修思路该机开关电源电路工作异常所产生的典型故障有：＋Ｂ电压输出端无电压输出或输出电压偏低等两类。
　　一、＋Ｂ电压输出端无电压输出的故障分析与检修
　　１．故障原因分析。＋Ｂ电压输出端无电压输出，若在确诊开关变压器Ｔ８０３{8}脚外接电路元件正常时，说明开关电源完全停止工作。其故障原因可能是：
　（１）限流电阻Ｒ８０１开路损坏或引脚脱焊开路使滤波电容Ｃ８０８两端无法形成３００Ｖ的直流电压。
　（２）整流管Ｄ８０１击穿或消磁电阻Ｒ８９０损坏或滤波电容Ｃ８０１～Ｃ８０８中某一元件击穿短路或开关管Ｑ８０１击穿损坏（此时必然引起Ｄ８１２击穿损坏）等引起交流保险丝Ｆ８０１熔断。若查出开关管Ｑ８０１确已击穿损坏，则应进一步查明其击穿的原因，以防新更换的开关管再次损坏。而引起开关管Ｑ８０１击穿损坏的原因有：误差放大集成块Ｎ８６０或光电耦合器Ｎ８６１等失效开路损坏或引脚脱焊开路，使开关管因稳压控制电路失控而过流击穿损坏；Ｎ８０１{9}脚外接的软启动电容Ｃ８２１失效开路，使Ｎ８０１内部振荡电路起振瞬间产生过激励开关脉冲信号驱动开关管的基极，从而引起开关管因功耗过大而击穿损坏；Ｑ８０１集射结间外接的Ｃ８１１、Ｃ８１８、Ｒ８２５、Ｄ８１３及Ｃ８１２等组成的开关脉冲尖峰吸收电路元件开路损坏或虚焊，使开关管屡遭在其截止瞬间产生的反向尖峰电压的冲击而击穿损坏；限制开关管发射极电压的稳压二极管Ｄ８１２击穿或开关管本身性能不良等。
  （３）振荡启动电路Ｒ８３１、Ｒ８３１Ａ、Ｒ８３２、Ｑ８３１等元件中至少有一个元件开路损坏或Ｑ８３５集射结、Ｄ８３１、Ｄ８１０、Ｃ８１９、Ｃ８１９Ａ、Ｃ８２０、Ｃ８２３等元件中至少有一个元件短路损坏，使Ｎ８０１{16}脚无振荡启动电压输入或输入的启动电压低于１０．３Ｖ。
　（４）Ｎ８０１{10}、{11}脚内部电路不良或其外接的元件Ｒ８１７、Ｃ８２２开路损坏，使振荡电路不工作。
  （５）Ｎ８０１{9}脚内部电路不良或其外接的软启动电容Ｃ８２１击穿，使Ｎ８０１{14}脚无开关激励脉冲信号输出。
　（６）Ｎ８０１{8}脚内部电路不良或其外接的过载保护电容Ｃ８２５容量变小或开路，使Ｎ８０１内部保护电路误起控。
  （７）Ｎ８０１{15}脚内部电路不良或其外接的限流电阻Ｒ８１６开路损坏，使Ｎ８０１因内部末级驱动电路工作异常或失去供电，而停止从{14}脚输出开关激励脉冲信号。
　（８）Ｎ８０１{14}脚外接的电路元件Ｒ８０８、Ｃ８１４、Ｒ８０９开路损坏或Ｑ８０１、Ｌ８０３、Ｒ８２０开路或Ｔ８０３有关引脚脱焊开路等，使开关管正常工作条件不具备。
    ２．故障检修思路
    在检修此类故障时，先短时开机检测开关电源＋２４Ｖ输出端Ｃ８４３两端有无直流电压输出，若有，应检查Ｔ８０３{8}脚外接的＋Ｂ电压形成电路Ｌ８４２、Ｄ８４２、Ｌ８４３等元件是否开路或Ｃ８４２、Ｃ８４４、Ｄ８４２等漏电损坏（此时电源振荡电路在开机瞬间会产生短时振荡，随后过流保护电路起控而迫使振荡电路停振）；若测得Ｃ８４３两端电压恒为０Ｖ，则判断开关电源振荡电路未起振，应按以下思路检查开关电源有关电路。
  （１）先直观检查或测量保险丝Ｆ８０１是否熔断，若是，则说明电源电路存在严重性短路故障，应重点检查开关管Ｑ８０１与整流管Ｄ８０１是否击穿或消磁电阻Ｒ８９０损坏；若查出开关管确已击穿损坏，需进一步检查可能引起开关管击穿损坏的相关电路元件和稳压二极管Ｄ８１２等，如果确诊开关管的开关脉冲尖峰吸收电路元件和软启动电容Ｃ８２１均正常时，则可在更换损坏元件后短时通电开机测＋Ｂ输出端电压是否过高，若是应重点检查稳压控制电路元件Ｎ８６０、Ｎ８６１及厚膜集成电路Ｎ８０１等。
　（２）若保险丝Ｆ８０１未熔断，则通电开机测电容Ｃ８０８两端有无约３００Ｖ直流电压，若无应检查电源开关Ｓ８０１、限流电阻Ｒ８０１及Ｔ８０１、Ｔ８０２、Ｄ８０１等元件有无开路损坏。
　（３）若测得电容Ｃ８０８两端直流电压为３００Ｖ左右，再测Ｎ８０１{16}脚电压是否高于１０．３Ｖ，若低于１０．３Ｖ，应检查振荡启动电路Ｒ８３２、Ｒ８３１／Ａ、Ｑ８３１等元件有无开路损坏及Ｑ８３５、Ｄ８３１、Ｄ８１０、Ｃ８１９／Ａ、Ｃ８２０、Ｃ８２３等元件有无击穿损坏；如果确诊上述有关元件均正常时，则应重点检查Ｌ８０２是否开路或Ｎ８０１{16}脚内部电路短路损坏。
  （４）若测得Ｎ８０１{16}脚电压在１０．３Ｖ以上，再测Ｎ８０１{14}脚开关脉冲输出端电压是否为１．２Ｖ左右，若是，应重点检查Ｎ８０１{14}脚外接电路Ｒ８０８、Ｒ８０９、Ｃ８１４、Ｑ８０１、Ｒ８２０等元件有无开路损坏及Ｔ８０３{11}、{17}脚间绕组是否开路或引脚虚焊等。
  （５）若测得Ｎ８０１{14}脚电压为０Ｖ或过低，则判断Ｎ８０１内部电路工作异常，应先检查Ｎ８０１{8}～{11}脚外接电路Ｃ８２５、Ｃ８２１、Ｃ８２２、Ｒ８１７及Ｒ８１６等元件有无损坏；如果这几个可疑元件均良好，则断定Ｎ８０１内部电路损坏，需更换。
    二、＋Ｂ输出端电压偏低的故障分析与检修
　　１．故障原因分析。 引起＋Ｂ输出端电压偏低的故障原因，主要是因Ｎ８０１{14}脚输出的开关脉冲激励信号脉宽偏窄，使开关管Ｑ８０１的导通时间缩短、截止时间延长所致。而引起开关管Ｑ８０１的导通时间缩短的故障原因可能是：
　（１）市电输入的交流电网电压过低，使Ｎ８０１因内部振荡电路工作于临界振荡状态而输出脉宽偏窄的开关激励脉冲信号。
　（２）Ｎ８０１{9}脚内部软启动电路不良或其外接的软启动电容Ｃ８２１漏电损坏，使Ｎ８０１{14}脚输出的开关脉冲宽度偏窄。
　（３）电位器Ｗ８６０变质或Ｄ８６０击穿短路或误差放大集成块Ｎ８６０内部电路不良使光电耦合器Ｎ８６１内发光管因工作电流增大而发光过强，继而使Ｎ８６１{3}、{4}脚间等效内阻减小；或Ｎ８６１{3}、{4}脚间内接光敏管漏电损坏，使Ｎ８０１{6}脚输入的电压升高，继而在Ｎ８０１内部电路作用下使其{14}脚输出的开关脉宽偏窄。
　（４）开关管射极过流取样检测电阻Ｒ８２０阻值变大，使Ｎ８０１因内部过流保护电路误动作而使其{14}脚输出的开关脉宽偏窄。
　（５）Ｎ８０１内部电路性能不良，使其{14}脚输出的开关脉宽偏窄。
  （６）Ｄ８０６开路损坏，使开关管Ｑ８０１因Ｃ８１４对其基极产生过大的负偏压而延长截止时间，继而产生＋Ｂ输出端电压偏低的故障现象。
　　另外，＋Ｂ电压或＋２４Ｖ电压输出端的负载电路出现过流，尤其是行输出变压器、偏转线圈等局部短路，均会引起开关电源因不能带动过重负载而迫使＋Ｂ输出端电压偏低。
　　２．故障检修思路
　　由于该类故障是在开关电源振荡电路正常起振以后，因上述故障原因分析中所述的某部分电路或某元器件性能不良而引起的，因此在检修时可通电开机检测有关可疑电路工作电压是否正常来缩小故障源的范围。其检修思路如下：
　（１）在确认市电电网输入电压正常时，先脱焊电感Ｌ８４３引脚，断开行输出电路供电，并在电容Ｃ８４４两端外接合适的假负载，再通电开机测假负载两端电压是否恢复到１１５Ｖ，若是，则说明行输出电路存在过流现象，应重点检查行输出变压器、偏转线圈及行逆程电容等元件有无局部短路故障；若脱焊电感Ｌ８４３引脚后测得假负载两端电压无明显变化，则可排除＋Ｂ电源负载电路的故障。
　（２）关机后拆去假负载并重新焊好Ｌ８４３，再脱焊电感Ｌ８４４引脚，断开伴音功放电路的供电，开机测电容Ｃ８４４两端＋Ｂ电压是否恢复到１１５Ｖ，若是，则说明伴音功放电路存在过流现象，应重点检查伴音功放相关电路元件；若脱焊电感Ｌ８４４引脚后测得Ｃ８４４两端电压无明显变化，则可排除＋２４Ｖ电源负载电路的故障。
  （３）断电后分别在路检测开关电源电路中Ｄ８０６、Ｄ８６０及Ｎ８６１{3}、{4}脚间的正反向电阻有无开路或击穿短路损坏，若有则更换后通电试机；若这几只元件经测试均无明显异常，再分别拆下Ｒ８２０、Ｃ８２１、Ｗ８６０等可疑元件，依次检测各个元件引脚间的正反向电阻有无变值或漏电损坏，若有则更换损坏元件后通电试之；若无则恢复原电路后，通电开机，并检测Ｎ８６０{2}脚电压，同时调节Ｗ８６０，观察所测电压是否随Ｗ８６０的调节而发生相应的变化，若是则判断集成电路Ｎ８０１内部电路不良，需更换之；若测得Ｎ８６０{2}脚电压无变化，则判断误差放大集成电路Ｎ８６０性能不良，需更换后通电试之。
    以上检修思路，适用于长虹ＣＮ－５机心彩电电源电路工作异常的故障检修。