彩电开关电源维修精选
由TDA4605构成的开关电源电路分析与检修

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由TDA4605构成的开关电源广泛用于新型数码彩电,我国长虹D2983、29SD83,TCL-2501、TCL-2901、TCL-2502/2909B/2907,康佳T3898/3498、T2166E、T2188A,牡丹64C1等彩电,均使用这种电源。

TDA4605的主要功能

TDA4605是西门子公司于90年代中期推出的产品,90年代末开始用于我国彩电。TDA4605内部结构如图1所示,它由基准电压发生器、启动脉冲发生器、控制与过载放大器(误差放大)、初级电压检测器、停止比较器、逻辑控制器等电路组成。TDA4605集稳压电路和保护电路于一体,常与场效应开关管(如BUZ91A、2SK2828、2SK1794等)配套使用,输出功率可达200W。TDA4605采用8脚封装形式,各脚功能分别如下。

图1
图1 🔍原图 (850×538)

①脚:比较电压输入端,①脚输入的电压反映了输出电压的变化情况,它在内部与基准电压VREF进行比较,产生误差电压,用来控制⑤脚输出脉冲的占空比,进而稳定输出电压。若①脚电压升高,开关变压器各次级输出的电压就会降低;若①脚电压降低,开关变压器次级输出的电压就会上升。

②脚:开关变压器初级电流信息输入端,其外部接有RC网络,在⑤脚输出高电平期间,开关调整管饱和,300V对②脚上的电容充电,电容上的电压升高,当升到一定程度时,⑤脚输出低电平,使开关调整管截止,此时②脚上的电容经内部电路很快放电。

③脚:开关变压器初级电压检测端,外接分压电路,可对+300V电压进行取样,若③脚电压过低,说明有欠压现象存在(即300V太低),此时通过内部电路切断⑤脚的输出,开关电源停止工作;若③脚电压过高,说明有过压现象存在(即300V太高),此时,⑤脚也无脉冲输出,开关电源停止工作。

④脚:IC的接地端,属“热地”,与负载地(冷地)不相通。

⑤脚:开关激励脉冲输出端,采用互补推挽输出方式,为场效应开关调整管提供足够幅度的开关激励脉冲,使开关调整管工作于开关状态。

⑥脚:启动供电端,典型电压为12V左右,⑥脚电压在内部形成各种基准电压,⑥脚还具有电压检测功能,当⑥脚电压低于7.25V或高于16V时,内部电路会进入保护状态,并停止⑤脚电压的输出。

⑦脚:软启动输入端,电源刚启动时,⑦脚上所接的电容可使⑤脚输出短脉冲,实现电源的软启动。

⑧脚:振荡过零检测输入端,通过对⑧脚输入脉冲的检测,来识别振荡脉冲从正到负的过零点,当检测到过零点后,内部过零检测电路就会输出一控制电压,使逻辑电路能输出新的开关脉冲,进入下一个振荡周期。

开关电源分析

图2所示的电路是TCL-2501A/2501C大屏幕彩电开关电源电路(图中元件符号同原厂图纸),它由TDA4605和场效应开关管组成,该电源工作过程如下。


1.整流滤波过程

接通电源开关后,220V交流市电进入机内,经C801低通滤波和T801、C802互感滤波后,滤除电网中的高频干扰脉冲,再分两路,一路送至消磁电路,使每次开机瞬间,都能对电视机进行一次消磁操作;另一路送至整流、滤波电路,由桥式整流电路对市电进行整流,再由T803、C809、C808进行LC滤波,使C809两端获得+300V左右的直流电压。


2.电源振荡及电压输出过程

开机后,220V市电经桥堆(DB801)中一个二极管进行半波整流,再经R802、R803对C816充电,使TDA4605的⑥脚电压上升,当C816两端电压达到12V时(典型值),⑥脚内部电路便建立起各种基准电压,TDA4605开始工作,并从⑤脚输出正脉冲,使Q801饱和。同时C809两端的+300V电压经R807对C812充电,②脚电压开始上升,当②脚电压上升至一定程度(Uc)后,内部“停止比较器”便输出一个控制电压,送至逻辑电路,逻辑电路控制⑤脚输出低电平,Q801截止。

Q801截止后,①~④绕组上产生④正①负的自感电压,⑨~⑥绕组产生⑨正⑥负的感应电压,⑨端输出的正脉冲一方面经D806整流、C816滤波,使C816两端获得稳定的12V电压,给TDA4605的⑥脚供电;另一方面经R813、R810送至TDA4605的⑧脚,使TDA4605的⑧脚获得正脉冲,从而继续维持⑤脚输出低电平。Q801截止后,①~④绕组会与C818、C819等电容进行自由振荡,振荡半个周期后,①~④绕组极性反转,⑨~⑥绕组极性也反转,TDA4605的⑧脚会检测到过零点的出现,从而使⑤脚又输出高电平脉冲,Q801又饱和,进入下一个振荡时期。

TDA4605正常工作后,⑤脚便会不断地输出开关激励脉冲,使Q801工作于开关状态,从而使①~④绕组上不断产生开关脉冲,各次级绕组也会感应出幅度不等的脉冲电压。组上的脉冲电压经D861整流,R861、C862、C863滤波后,得到16.5V的直流电压,给伴音功放供电。组上的脉冲电压经D851整流、R851、C853滤波后,得到12V直流电压,12V电压还经IC851稳压后,输出9V电压,给小信号处理器及其它+9V负载供电。组上的脉冲电压经D841整流,R841、C843滤波后,得到9V的直流电压,再由IC841稳压成+5V电压,给遥控系统供电。⑩~组上的脉冲电压经D831整流,C834滤波后,获得142V电压,此电压为主路电压,给行输出电路供电。


3.稳压过程

该电源的稳压过程是通过控制Q801的饱和时间来实现的。稳压取样点设在142V输出端,由三端比较器IC831(SE140)完成取样过程。当某种原因引起142V电压升高时,IC831的①脚电压也升高,流入③脚的电流增大,即流过光耦中发光二极管的电流增加,发光强度增大,光电三极管的导通强度也增大,从而使TDA4605的①脚电压升高,经内部电路调节后,使⑤脚输出的正脉冲变窄,Q801饱和时间缩短,饱和期内,①~④绕组储存的能量减少,截止期内,向次级绕组释放的能量也减少,各路输出电压下降,从而确保了输出电压的稳定。

另外,电路中还设有一条间接取样路径,由R813、D807、C814及R814等元件组成,当输出电压升高时,开关变压器⑨脚输出的脉冲幅度也升高,经D807整流,C814滤波后,在C814上所得到的直流电压也升高,该电压经R814、R812送至TDA4605的①脚,使①脚电压也升高,经TDA4605内部电路调节后,将使Q801饱和时间缩短,各路输出电压下降。


4.保护过程

TDA4605的③脚为欠压保护端,当③脚电压低于1V时,TDA4605立即进入保护状态,并切断⑤脚脉冲的输出,开关电源停止工作。

TDA4605的⑥脚既是启动供电端,又是过压保护端。当某种原因(如稳压环路失效)引起各路输出电压大幅度上升时,开关变压器⑨脚的脉冲幅度也上升,经整流、滤波后,使TDA4605的⑥脚电压升高。若⑥脚电压高于16V时,TDA4605立即进入保护状态,开关电源停止工作。

TDA4605还具有过热保护功能,保护点设为150℃,即当TDA4605的温度达到150℃时,TDA4605便进入保护状态,开关电源停止工作。


5.交流关机控制过程

交流关机控制由CPU输出的控制电压来完成,在正常工作时,CPU送来高电平,Q871、Q872截止,无电流流过继电器线圈,继电器不动作。按遥控器“关机”键后,CPU输出低电平,Q871导通,Q872饱和,继电器动作,并带动电源开关的自锁机构,使电源开关弹起,切断220V交流电,整机关闭。

开关电源故障检修

该电源常见的故障现象是各路输出电压为0V。检修时可先测C809两端有无300V电压,若C809两端为0V,则检查保险管F801及限流电阻R804是否烧断,若烧断,应查220V输入路径中有无短路现象、整流滤波电路中有无短路现象、开关调整管Q801及C819有无击穿。若F801和R804均未烧断,说明220V输入路径中或整流滤波电路中有断路现象,只要找到断路点,便可排除故障。

若300V电压正常,说明开关电源未工作或处于保护状态,此时应注意下列一些元件:

1. TDA4605③脚外部的分压电阻R805、R806是否开路或变值。一旦R805或R806出现开路或变值时,③脚电压就会过高或过低,导致TDA4605自我保护,当电路进入保护状态后,③脚电压为0.5V或0V,因此可通过测量③脚电压来判断电路是否处于保护状态。

2. TDA4605⑥脚外部的启动电阻R802、R803是否开路或变值。当R802或R803开路或变值时,会导致⑥脚电压过低,甚至为0V,TDA4605的⑤脚无脉冲输出,开关电路停止工作。

3. R810、R813是否断路。当R810或R813断路后,TDA4605的⑧脚就会得不到反馈脉冲,检测不到过零点,从而使⑤脚总是保持低电平,Q801总处于截止状态。

4. TDA4605⑦脚外接的软启动电容C817是否开路,若C817开路,⑦脚电压会变低,电路停止工作。

5. 稳压环路是否出现故障。当稳压环路出现故障而引起各路输出电压升高时,C816两端电压也会升高,从而使TDA4605的⑥脚电压高于16V,TDA4605进入保护状态。当稳压环路失效时,应重点查IC831、IC802、D807、C814、R814、C813、R812等元件。

另外,当机器屡次出现损坏Q801故障时,应对C819、C818、R809、D804等元件进行检查,还要对TDA4605的②脚外部元件R807、C812进行检查,因为当R807开路或C812漏电时,⑤脚就会一直输出高电平,使Q801烧坏。

TDA4605的检修数据如附表所示,表中数据是对“热地”测得的。

(王忠诚)