一.常见原因
损坏电源开关管(以下简称开关管)或电源厚膜块(以下简称厚膜块)的主要原因有:
1.必然性损坏。所用开关管或厚膜块内含的开关管的功率或耐压余量不足而引起的损坏。
2.过压性损坏。主要包括以下三点:
(1)市电电压过高。因开关管c极承受的最高反向电压为U\(_{0}\)(市电经整流滤波后的电压)与UR(开关管截止时,开关变压器c极绕组所产生的自感电动势)之和(正常约为400~650V\(_{p}\)-p,视机型有所差异)。当U0升高后,加在开关管c极的开关脉冲幅度必然升高,当超过管子的最高耐压时,管子被击穿。
(2)开关电源的稳压环路(取样、误差放大、脉宽或频率控制电路)有问题,使开关电源输出电压升高的同时,还导致开关变压器各绕组产生的感应电动势幅度增大,当加在开关管c极的电压超过其极限耐压时,管子即被击穿。
(3)设在开关管的c、e极的尖脉冲吸收电路失效或电源滤波电容失效或开关变压器有关引脚出现裂纹。这些因素都会导致加在开关管c极脉冲幅度增加,从而使管子过压击穿。
3.过流性损坏。主要有以下两点:
(1)负载有严重短路现象(如行输出变压器短路、行输出管击穿、S校正电容击穿、偏转线圈短路),又遇过流保护电路失效或电源无过流保护时,管子因功耗过大而很快损坏。顺便指出:若是并联自激式开关电源,当负载严重短路时,开关变压器各绕组电感量会迅速减小而使电源停振,一般不会损坏开关管。
(2)负载只是过重(如元件老化、漏电使耗电增大,而这种情况过流保护电路一般不会动作)致使管子温升过高,时间一长管子就会损坏。
4.“开启”或“关闭”损耗过大性损坏。大家知道,为了保证开关管由截止进入饱和导通,或由饱和导通到截止状态时干脆利落,要求加在开关管b极的正脉冲幅度及波形必须达到规定值,否则开关管在由截止进入饱和导通状态时,会因激励不足(进入放大区)而使管子内部功耗过大而损坏,这种损耗称为“开启损耗”,或者在开关管由饱和后期进入截止状态时,也因激励不足(进入放大区)而使内部损耗过大而损坏,这种损耗称为“关闭损耗”。
二、检修方法
对于屡损开关管或厚膜块的故障,一般原因在后3类中(因不可能换上去的管子或厚膜块都有问题)。因此检修者的主要任务就是要确定故障是后3类中的哪一类,然后再对症予以排除。这里跟大家介绍一种“测”、“看”、“摸”三字法,可以帮助大家判断故障原因类型,实践表明效果很好。
“测”就是要测以下3个参数:
1.测损坏的开关管c、e极之间电阻,若正、反向电阻为零至十几Ω,一般是过压性损坏;若是过流或内部损耗过大性损坏c、e极之间都有几十Ω以上电阻,且正、反向电阻不同。有时c极甚至还开路。
2.测市电整流后的输入电压,一般为260~280V,过高说明市电输入大于220V,过低说明主滤波电容失效(漏电)或整流管(包括抗浪涌电压电容)有问题。
3.测开关电源各路输出电压应与图中标注基本相符,过高说明稳压环路有问题;过低可能是稳压环路有问题,也可能是该路输出电流过大所致,可在该路串接电流表予以鉴别。一般主电源(+B1)输出电流(行输出负载)不会超过500mA,场输出电路的输出电流不会超过1A,否则为过流。
“看”就是通过示波器看加在开关管c极、b极上的电压波形。图1(a)、图2(a)分别为某彩电开关管正常工作时c、b极上的电压波形。图1(b)为共开关管c、e极间尖脉冲吸收电路损坏时测得的波形图,图2(b)是某电源开关管基极回路脉冲形成电容失容时所测得的波形图,该波形成三角形,极易形成过大的“关闭损耗”而过热损坏开关管。


“摸”就是摸开关管或厚膜块的温度,若工作不久管子或块的温度就很高而“烫手”(热底板机心注意人体与地要绝缘),则不是过流就是管子开启或关闭损耗过大所致。具体检修步骤是:在测量开关电源输入电压正常的前提下(若不正常必须先排除故障),再换新开关管(或厚膜块),然后在e极(厚膜块有的脚必为开关管的e极)串接一只500mA保险管,接着在+ B1输出端并接一只电压表并开机,会有以下4种情况之:
(l)电压表电压偏高,保险管、开关管完好,表明原管是过压(实际电流也增大)损坏,需对脉冲或频率控制电路及取样和误差放大电路进行替换法检查。
(2)保险管很快熔断,但开关管完好,则说明原管是严重过流性损坏,可断开行负载进一步检查。
(3)保险管熔断,开关管同时损坏(保险管是管子击穿后引起过流而熔断的),但管子(成厚膜块)温升不高,则表明原管子尖脉冲吸收电路损坏或开关变压器有的引脚虚焊,引起加在开关管c、e极之间的反峰电压过高而击穿,需检查排除。
(4)保险管较长时间熔断,开关管同时损坏且管子(或厚膜块)温升很高。则表明原管损坏开关管开启或关闭损耗过大或输出过流引起功耗过大所致,这时可在开关电源各路输出(特别是行、场输出电路)串接电流表再鉴别,若电流正常,则表明是管子内部损耗过大所致(有条件者可用示波器确诊),可对脉冲形成电路、开关管激励电路的电容、电阻及二极管、三极管等元件进行替换法检查。反之,需对有关负载电路元件(特别是电容、二极管、三极管等)进行检查,使电流恢复至正常值。
三、检修实例
例1.一台海信2106彩电在3个月里连续损坏4只开关管,每次换新后长则一个多月,短则二十多天就再次损坏。
接修后经分析认定:故障一定是过流或开启(关闭)损耗过大所致(若是过压损坏,不会经那样长时间)。测市电整流滤波后的280V电压,正常,换新开关管后,在e极串接一只500mA保险管开机,测+B1(115V)输出正常,且量得该路输出电流400mA(正常),但工作一段时间后开关管温升较高,表明发热是内部损耗过大所致,直C514(见图3)无异常,替换后,开关管温升依旧,测VD517(ES1)正、反向电阻明显减小(正向700Ω,反向10kΩ)且呈不稳定状态,当换新VD517后,开关管温升正常,故障从此排除。该机的故障机理是:当VD517反向电阻降低后,在V513导通期间加在b极的正向电压明显降低(图上标-0.1V,实测为-0.4V),导致V513在由截止向饱和导通转换时,经过放大区时间过长(内部损耗过大)而损坏。

例2.一台长虹CJ47A(Mll机心)开关管、R807(见图4)多次损坏,而最近一次新换两元件后,竟一开机R807(2.2k 0.5W)就过热冒烟,迅速关机,开关管V801才幸免于难。

R807冒烟表明通过它的电流过大,电流过大有可能是主电源输出电压过高,导致取样管V803趋于饱和,c 极电流过大而烧毁R807,R807烧毁后,V802失去分流作用,使开关管V801导通加强,输出电压升高(同时输出电流增大)导致管子功耗过大而损坏。那么是主电源电压升高导致R807烧毁还是R807烧毁致使电压过高?将电压表并接在C814两端瞬时开机,发现电压为114V(正常111V),说明原因在后者,既然主电压基本正常,那么又是什么原因导致R807过流呢?仔细分析后认为:C814应是故障源,当它失效时,会使+B1中含有行频交流成分(此开关电源起振后是由行频控制振荡),当行脉冲到来时,V803趋于饱和,于是R807过流,一旦烧毁,V801就会失控,使+B1猛增,电流亦增大而损坏V801(开始C814还未完全失效,所以R807不会立即损坏)。
例3.一台东芝2988彩电,按遥控二次开机时,易损厚膜块Q801(STR-S6709)。经分析认为:在开关电源由待命状态向正常状态转换的同时,又启动行扫描电路,由于稳压环路的控制作用,将使开关变压器的初级形成很强的瞬态电流而毁坏Q801,故决定在Q430基极串接RC延时电路(见图5虚线框中所加元件),使行扫描电路的启动时间延迟0.5~1s,从而很好地解决了上述烧块问题。

例4.一台日立 CMT-2198彩电,长则半月,短则几天屡烧电源厚膜块STR-D5095A。据用户反映,一般是晚上10点钟以后易出现烧块现象,据实地考察,用户离市电变压器不足20m,看来是市电电压过高所致,实测已达250V,故决定做如下改动:将厚膜块③、④脚间的尖脉冲吸收电容470p/2kV改为680p/2kV;在④脚(开关管发射扳)串接一只3W0.51Ω电阻,引入负反馈(起限流和稳定作用),经此处理后,烧块故障再未发生。
例5.一台熊猫3617彩电(夏普NC-2T机心)不定期烧毁电源厚膜块N701(LX0689CE)。经测市电整流滤波后的电压不足230V,表明电源输入电路存在故障,经测加在4只整流二极管的市电220V正常,且4只整流管无损坏,看来只有主电源滤波电容C706(220μFF/400V)存在问题,经测果然完全失效,换新后,两端电压升至280V,烧块现象不再出现。因C706失效,使加在N70l(开关管c极)电压上升至3llV(市电经整流后的脉动直流电的峰值为3llV)导致如在开关管c、e极间的反峰电压过高,而使管子击穿。
例6.一台康佳T920C彩电(L851机心)不到一月烧毁两只IC401(STR5412),且C433(33μF/160V,112V的滤波电容)炸裂,保险管F402(800mA)熔断,看来是输出电压过高所致。该电源为行频控制、调宽式、串联型开关电源,其取样、误差放大、脉宽调制都在IC401内部,不能调整,且外部元件经查无异常,那么电压为何升高?装上新块后试机主电压输出112V正常,但不久发现此块温升较高,测112V端输出电流达490mA(正常为430mA),据此说明过压是假,过流是真。故障机理可解释为:由于电源输出过流,导致此块温升过高,达到一定限度后,其中开关管c、e极短路,使IC401①脚270V电压直接加到④脚(112V输出端),导致C433炸裂,过流熔断F402。由于整机各方面均无异常,可能是某些元件老化、漏电导致整机输出电流稍大,故决定加大IC401的散热板,在原散热板外面再贴加一块150mm×60mm×4mm的散热板后,IC401温升明显下降,烧块现象再未出现。
例7.一台莺歌C51-3-RC彩电在两天时间内连续烧毁3只开关管。经实际观察烧管时管子温度并不高,查损坏的管子c、e极间电阻几乎为零,显然是高压击穿,但仔细检查尖峰脉冲吸收电路、市电输入电路有关元件均未发现异常,那到底是什么高压将管子击穿呢?经仔细分析后认为仍是尖脉冲将管子击穿,而这尖脉冲来自开关变压器。拆下底板用放大镜仔细观察,果然发现开关变压器⑤脚(110V输出端)焊点有一黑圈,即裂纹(该焊点被底板支架遮挡,不易散热,又不易观察),在开关电源工作时,该焊点会出现间歇通断,且通断一次,会在开关变压器初级感应出很高的尖脉冲,此脉冲与加在开关管原c极上的电压再次叠加,(原c极上就有U\(_{0}\)、UR两个电压相加),当超过管子的极限耐压时,管子就击穿损坏,将上述⑤脚重焊后,屡损开关管现象消失了。 (王绍华)