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长虹CH-6型彩色电视机开关电源电路.doc

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  • 上传时间:2023-01-22
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    • 彩色电视机开关电源设计摘 要随着电视机产品多样化的开展,越来越多的新款式,在扼要说明单管反激型变换器的原理、特点根底上,着重讨论了它在彩电方面的重要应用;指出彩色电视机电源对反激型变换器的特殊要求、技术难点和对策新机型出现在我们的身边,从五六十年代的黑白电视机到现在的纯屏彩电,等离子彩电,日新月异的新把戏丰富了我们的生活,同样越来越多,而且越来越复杂的维修问题摆在我们的面前所以电视机维修也应运而生,其中就有对开关稳压电路的维修,所以在日常生活中备一个开关稳压电源是必要的本文介绍了开关稳压电源的一些根本电路,详细地分析开关稳压电源的稳压电路、开关变压器、保护电路和振荡电路等问题关键词:彩电;开关稳压电源;开关变压器;保护电路;振荡电路目 录1开关电源电路的工作原理1.1 开关电源的功能………………………………………………..31.2 开关电源的根本组成……………………………………………42 开关电源电路分析2.1 长虹CH-10型彩色电视机开关电源电路分析………………….52.2起动电路………………………………………………………………………..52.3部振荡器,稳压原理和过流保护…………………………………………..72.4 准谐振运用…………………………………………………………………….92.5驱动电路,锁定触发器,热保护和过压保护……………………………….102.6低耗功率的方法………………………………………………………………..11总结………………………………………………………………………………..16参考文献…………………………………………………………………………..17总图…………………………………………………………………………………181 开关电源的工作原理1.1 开关电源电路的功能在彩色电视接收机中,开关电源电路220V,50HZ的交流电转换成电压稳定的直流电源,供应电视机各个功能电路使用。

      它的性能好坏直接影响到整机的电路的工作质量,因此对开关电源电路提出了较高的要求,可以概括以下几点1) 有良好的稳压特性,电网电压在一定文变化或电源负载变化时,输出的电压应根本不变2) 纹波电压小,输进的交流电压经整流,滤波和稳压后,纹波越小越好,一般要求纹波小于5~10mV3) 电源阻小电源阻越小,负载能力越强,即输出电压受负载变动的影响越小,一般要求电源阻应小于3欧姆4) 受环境温度影响小输出电压不应随使用时间及环境温度而变化5) 有较好的保护措施,防止因负载短路或过流等故障而损坏电源6) 损耗较小,效率高1.2开关电源的根本组成(1) 效率高开关型稳压电源的调整管工作在开关状态,功耗很小,效率可大大提高,其效率通常可达80%~90%2) 重量轻开关型稳压电源常采用电网输进的交流电压直接整流,省去了笨重的工频变压器3) 稳压围宽输进交流电压在130~260V之间变化时,输出电压的变化在2%之下4) 平安可靠在开关型稳压电路中,可附加过压,过流保护电路,自我保护功能强5) 滤波电容量小由于开关信号频率高,滤波电容量可大大减小图1开关稳压电源的根本组成2开关电源的分析 2.1长虹CH-6型彩色电视机开关电源电路分析长虹CH-6型彩色电视机开关电源采用日本三洋公司生产的彩色电视机开关电源专用集成电路STR-F6656,能在150~260V交流电压围正常工作,输出功率大,可提供150W以上的功率,设计有过流,过压,过热保护电路。

      长虹CH-16机芯开关电源工作在两种状态:待机工作状态和正常工作状态正常工作状态指开关电源满负荷工作,输出端电压到标准值电源工作在待机状态时,电源的振荡电路处于间歇振荡状态,此时,开关电源不仅输出电压低,此时输出的低电压有经过二次稳压电路稳压后,供应其他电路2.2起动电路当AC电源在t0参加时,由图3可知,在半个周期,A点对地峰值电压VA≈Vd〔整流电压〕,VA经过R902向C909充电,使IC脚④上电压Vin近似线性上升〔见图3〕当Vin上升到阈值电压Vin(ON)=16V时,IC的控制电路开场起动,Vin端口上的输入电流Iin由100μA突升到30mA,电容C909来不及供电而使Vin下降如果此时由驱动绕组D1所提供的DC电压足够的话,Vin将不致于掉到仃振阈值11V以下,则IC继续工作起动成功驱动绕组D1的圈数须保证经整流后在C909上电压超过11V,同时又要低于20.5V因为Vin大于20.5V则过压保护电路起作用,Vin小于10V时则欠压保护电路起作用一般Vin取18V是较适宜的关于R902及C909的选值要适当R902、C909太大均会使IC起动时间t1t0延长但C909亦不能过小,否则在驱动绕组电压到来之前它已不能维持IC动作,这样就不能顺利起动。

      一般对宽电源(90~270)VAC电压C909取(47~100)μF,R902取47kΩ~68kΩ是适宜的,对窄电源〔200VAC〕,R902可取82k~150k在本例子中,当R902=82kΩ,C909=47μF,输入电压为90V时,其开机起动时间为1.3μs左右图2 1STRF6600系列方框图图4起动时Vin端口电压的波形2.3部振荡器,稳压原理和过流保护〔1〕部振荡器IC部振荡器是通过对C1的充放电而形成振荡脉冲的,放电时间常数C1R1(≈50μs)决定了MOSFET的关断时间在PRC运用模式中,稳压是由固定toff而变化ton来到达的图4示出了当没有稳压控制信号输入时,部振荡器的工作波形由图5波形可见,当MOSFET导通时,电容C1被充电到6.5V同时漏极电流ID逐步上升,在R5上形成一锯齿形状电压VR5VR5通过R4后几乎无损失地加到IC的①脚OCP/FB端口当①脚电压V1到达阈值Vth1≈0.73V时,比拟器1开场动作,它使振荡器输出反相,并通过驱动级将MOSFET关断此后C1通过电阻R1放电,C1两端电压按恒定的放电时间常数C1R1线性下降当它降到3.7V左右时,振荡器输出再次反相,使MOSFET重新导通,C1电压再次跳升到6.5V。

      如此不断重复上述过程由上述可知,MOSFET的导通持续时间ton是由VR5的上升斜率决定的,而toff在PRC模式中则由C1R1决定振荡过程:    220V交流电压经R802限流降压、C819滤波后,加到N811的〔6〕脚,作为启动电压当N811的〔6〕脚电压到达10.3V以上时,电路开场振荡,振荡脉冲从N811的〔5〕脚输出,经R820加到开关管V840的栅极,使V840工作在开关状态,在开关变压器T803的〔4〕、〔1〕绕组产生感应电压,经T803的互感,在〔6〕、〔5〕绕组、〔7〕、〔5〕绕组产生感应电压T803〔6〕脚产生的感应电压经VD819整流、C820滤波、R819限流后输出12V电压加到N811的〔6〕脚,向N811提供稳定的供电电压,同时N811的〔6〕脚部有过压检测电路,当N811的〔6〕脚电压大于18V时,过压保护电路动作,〔5〕脚停顿输出鼓励脉冲T803的〔7〕脚输出的感应电压,经R825、R811加到N811的〔8〕脚,N811的〔8〕脚接过零检测电路,如果N811的〔8〕脚检测不到脉冲输入,或输入的脉冲幅度太小,N811的〔5〕脚将无鼓励脉冲输出开关电源停顿工作。

          稳压及保护:    N811的〔1〕脚为误差放大取样电流输入端,R811、R817、R816、RP823、VD823、R825、C823和开关变压器T803的〔5〕、〔7〕绕组构成稳压控制电路,当电源电压发生变化时,N811的〔1〕脚电压也发生变化,通过部调节,使输出电压稳定    N811的〔2〕脚经R812与300V电压相连,当电网电压过高时,N811的〔2〕脚电压也升高,当该脚电压大于3V时,部过压保护电路动作,〔5〕脚无鼓励脉冲输出    N811的〔3〕脚为欠压保护输入端,当该脚电压低于1.8V时,部欠压保护电路动作,〔5〕脚无鼓励脉冲输出    另外TDA4605还有驱动功率检测电路、软启动电路等等〔2〕稳压原理如图6所示,为了控制输出,光耦合器的误差信号输出电流在R4上形成电压降VR4串接在VR5上,从而使输入到①脚的电压V1波形局部受到VR4的控制,使比拟器1提前或拖后反相,以改变MOSFET的ton从而改变次级输出电压,到达稳压的目的这属于电流控制方式一般说来,在电流控制方式中,轻载时VR4会升高,有可能使MOSFET导通时的浪涌电流所引起的噪声比照拟器1带来误触发。

      为了解决这个问题,在MOSFET关断期间插入一个有源低通滤波器,它是由C5和一个1.35mA恒流源组成,旁接于①脚和地之间在MOSFET导通之前,该滤波器分流了从光耦输出的约一半电流量,因而使VR4直流偏置量有效降低,防止了导通浪涌电流的叠加而引起的误触发,此外C5的存在也加大了对噪声的吸收旁路作用应该指出的是,现在ton的控制是通过改变VR4的直流电压到达〔见图7〕,这与过去传统方法不同,过去的STRS6700和STRM6800系列是靠改变充电电压的斜率而到达改变ton的〔3〕过流保护这是一个脉冲连着脉冲的过流检测电路由图6中的波形可见,比拟器1起着过流保护作用只要正比于Id的电压V1峰值超过限值0.73V时,就会强迫振荡器输出反相,使MOSFET关断,ton变小,到达了限制输出电流和输出功率的目的2.4准谐振运用上面讨论了纯光耦反应电路的PRC工作情况,实际的应用电路应包括从变压器驱动绕组D1来的反应支路〔它包括D903,R908,C913,D904等元器件〕,由于这个支路的存在,使得V1在MOSFET关断期间含有与VDS成比例的电压成份,它叫准谐振信号〔见图7〕根据准谐振信号的电平大小可决定该电源是工作在PRC方式还是准谐振方式。

      在MOSFET关断期间如果准谐振信号V1处在0.73V与1.45V之间,则比拟器1起作用使电源进入PRC方式;如果准谐振信号V1超过1.45V〔V1最大值为6.0V〕,则比拟器2起作用使toff降为1.5μs(min)左右,但现时功率管的关断时间不取决于此值,而是比它大得多事实上只要V1保持大于0.73V,则MOSFET仍然维持关断,什么时候开场转导通,则由准谐振方式决定准谐振方式就是使MOSFET在VDS的谐振周期的半周处导通,这样可保证较低的开关电应力和减少开关损耗,为达此目的,需要满足以下二条件:〔1〕在漏极和地之间要有一个适宜的电容C908存在,由它与初级电感构成LC谐振回路,以便形成漏源极之间电压VDS的谐振波形;〔2〕栅极驱动中要有适宜的延迟以保证当准谐振信号V1下降到0.73V以下,MOSFET开场导通时恰好对应于VDS波形的最低处在具体调整时,可用一功率表监测电源输入端,〔1〕驱动电路在固定输出负载下,调整R908、C913大小,以获得最小输入功率,此时可判断延迟时间为最适宜还要指出的是延迟作用也有C910和电路分布电容的参与,所以即使不接入C913,电路仍会有*些延迟。

      2.5驱动电路,锁定触发器,热保护和过压保护这是恒压驱动电路,它利用稳压二极管ZD1(8.6V)来保护恒定的驱动信号幅度当驱动信号为正脉冲时,Q1导通,通过电阻RG1+RG2对MOSFET鼓励使之成为软开关当输入信号为零电平时,Q1截止,Q2导通,MOSFET栅极电荷将经过一个较小的电阻RG1而迅速放电稳压二极管ZD1的作用是保护MOSFET在截止时不致于被上冲的VDS(500V~600V)通过DG极间电容耦合到栅极而将管子损坏。

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