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標題: 開關穩壓電源在彩電中的應用 [打印本頁]

作者: forele 時間: 2014-11-3 16:17
標題: 開關穩壓電源在彩電中的應用
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。
穩壓范圍寬：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：由于開關信號頻率高，濾波電容的容量大大減小。
功耗小，機內溫升低：由于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
開關電源按照負載與儲能電感的連接方式來分，通常有串聯型開關電源與并聯型開關電源大類，串聯型開關電源因電網電壓與主板地線不隔離的缺陷容易發生觸電事故，故目前絕大多數用并聯型開關電源，并聯開關電源主板地線不與電網相線相連，習慣上稱為“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沖調寬式穩壓電源，有些引入了行同步功能。

圖1:工作原理示意圖

圖2:波形圖
從圖中可以看出只要控制了開關管的導通時間(也就是脈沖寬度，故叫脈寬調整)就控制了電感L1 充電時間，從而控制了負載的供電量，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，相當于電源的整流以后電壓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系列IC，TEA2104、TDA4601、TDA4605、TDA2261、TDA16846 等等。
穩壓電路：開關電源的穩壓原理均采用脈沖調寬式的穩壓方式，即通過自動改變開關功率管的關閉和導通時間的比例，或通過改變振蕩器輸出脈沖的占空比來達到穩壓的目的。穩壓部分的電路由取樣、比較、控制三個部分組成，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交流經整流濾波后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制。
開關電源的檢修
開關電源損壞后，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只22 V、100W的燈泡做假負載，并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(并聯式)，在70 V左右的供電電壓就能正常起振工作，慢慢調整自耦變壓器的輸出電壓，開關電源的輸出電壓都應固定在其預設的電壓值上不變，如果開關電源的輸出電壓隨輸入電壓的變化而變化，則表明其穩壓部分有問題;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：我們以并聯型光耦控制穩壓式開關電源為例，討論一下其維修方法。當開關電源不能正常穩壓時，第一步是要確認引起故障的部位，簡單快捷的方法是：將光耦件熱地端的兩控制腳短路，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)，如果是控制電路問題，如控制晶體管損壞，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于保護電路動作所引起，如STR6309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，另外當控制電路有問題(如控制管擊穿)也會引起電路停振。
其實開關電源電路是比較簡單的電路，只要分清主振電路、保護電路和比較穩壓電路三者的連接關系，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倍于電源的脈沖電壓，為此在電路上加入了吸收電路(并于振蕩變壓器初級繞組的電容和電阻串聯支路)和在主振管集電極與地之間并接的電容，這些元件的作用與行輸出級的逆程電容有相似的作用，當這些元件有問題時，極易損壞主振功率管，此點需引起注意，本人曾維修過一臺日立2518的彩電，檢查發現其開關電源吸收電路的電容在溫度升高時，電容值會變小，從而引起經常損壞電源主振功率管的故障，開關管擊穿后通常會把前面的限流水泥電阻燒斷。

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