新型彩电典型电源电路剖析
长虹CN-9机芯大屏幕彩电开关电源原理与检修

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长虹CN-9机芯开关电源是在长虹CH-10机芯开关电源的基础上,增加了以V801为核心组成的电子稳压电路和以N812、VD836、V830为核心的开/待机控制电路。该电源以飞利浦公司的TDA4605作为电源驱动集成电路,它内部设有振荡、电压基准、误差放大、脉冲宽度调制、缓冲放大等电路。该集成块还具有过流、过压、欠压等保护功能。由于该电源采用大功率场效应管作为电源开关管,所以本机芯开关电源具有功耗低、带载能力强、电压适应范围宽、外围元件少及便于维修等诸多优点。下面以G29D3(B)型彩电开关电源为例(见附图),对CN-9机芯开关电源工作原理作一分析。

工作原理


1.启动过程

图1
图1 🔍原图 (1490×850)

220V市电经VD803半波整流,R802降压加到TDA4605的6脚,同时该电压对电容C819充电,6脚电压由0V开始上升,TDA4605内部电源电压监测器开始动作,对6脚电压进行监控。当6脚电压上升到10.3V以上时,TDA4605内部振荡电路开始工作,此时将从5脚输出一开关脉冲,电源开始启动。


2.振荡过程

图3
图3 🔍原图 (619×257)

5脚输出的开关脉冲经电阻R820加到开关管V840A的栅极(G),开关管开始导通,在开关变压器T803的初级1-4绕组中有电流流过,在5-7绕组中将产生一感应电流。T803的7脚的感应脉冲经R825、R818加到N811(TDA4605)的8脚,N811内部过零检测电路检测到8脚有连续的脉冲输入后,则将该脉冲经逻辑控制后加到5脚,使5脚输出的脉冲加宽。当某种原因使8脚无连续脉冲输入时,则N811内部逻辑电路将关闭5脚的输出脉冲,使电源中的振荡器停振。


3. 稳定过程

开关电源正常工作后,T803的6脚输出的感应脉冲电压经VD819整流、C820滤波后得到约38V的电压。该电压再经V801、VD824组成的电子稳压器稳压得到稳定的12V直流电压加到N811的6脚,此时电源启动时的供电电阻R802不再为N811供电。


4.稳压过程

许多开关电源的稳压控制都是通过对电源次级+B电压端进行误差取样,然后通过光电耦合器等元件对电源初级开关管的导通时间加以控制。本机芯则是对开关变压器T803初级互感绕组7脚输出的脉冲进行整流取样后送到N811的1脚内的误差控制放大器,以调整5脚输出的开关脉冲宽度从而达到稳压的目的。具体过程可用下列关系式表示:

+B↑→T803的7脚U↑→VD823负端U↑→N811的1脚U↑→N811的5脚U↓→+B↓

+B↓→T803的7脚U↓→VD823负端U↓→N811的1脚U↓→N811的5脚U↑→+B↑


5.开/待机控制过程

本机芯开/待机控制电路分两路:一路控制N861(LM317)输出的9V电压,该9V电压用于行振荡电路;另一路通过光耦N812对N811的1脚输入的误差电压进行控制,进而控制电源次级+B电压及其他几路电压。

当机器待机时,CPU输出高电平待机指令从ST-BY端输入,V862饱和,VD863正偏导通,N861(LM317)的2脚调整端电压被短路到地,N861的3脚无9V电压输出,行振荡电路停振,行扫描停止工作。同时,高电平待机指令经R835加到V830的b极,V830饱和,VD836正端被接地而反向击穿。由于VD836是6.8V稳压二极管,而且开机状态时VD836负端电压为15V左右,所以待机时,VD836负端电压将由15V下降到7V左右,光耦器N812的1、2脚内的光电二极管导通,N812的3、4脚内光敏三极管随之导通,N811的1脚误差电压将上升,最终使T803各绕组电压将下降约为二分之一,+B电压也由此下降到65V左右。而长虹CH-10机芯开关电源开/待机控制电路未对电源初级实施控制,只对供给信号处理的8V电压进行通/断控制。


6.保护电路

N811的2脚为初始电流输入,该电流在其内部要与误差电流进行比较。另外该脚通过外接电阻R812与300V电压相连,用于市电过压检测。当市电升高时,300V电压相应升高,当2脚电压上升到2.8V以上时,2脚内部保护电路启动,关闭5脚的输出脉冲。

N811的3脚为欠压保护端,用于市电欠压检测,300V电压经R813与R814分压后加到该脚。当300V电压降低导致该脚电压低于1.8V以下时,3脚内部保护电路动作,5脚的输出脉冲被关闭,电源中的振荡器停振。

N811的5脚为开关脉冲输出端,该脚内部设有一驱动功率检测器,当开关电源过载或负载短路导致5脚驱动功率显著增大时,该检测器将发出保护指令,关闭5脚的输出脉冲。

N811的6脚既是供电端也是过压保护端。当某种原因造成该脚电压上升到17.5V以上时,6脚内部保护电路将发出指令,关闭5脚的输出脉冲。

常见故障检修


1.300V正常,开关电源无输出

首先断开开关变压器次级各组电压的负载。若各组电压恢复正常,则故障在负载电路。若各组电压仍无输出,则可判定故障在电源本身。

断开V801的e极、N811的5脚外接电阻R820,用数字万用表测N811的6脚电压。若该脚电压在5.5~11.5V间反复跳变,2脚电压在1.0~7.7V反复跳变,3脚电压在1.0~2.4V间反复跳变,7脚电压在0.3~3.6V间反复跳变,5脚电压在0~0.15V间反复跳变(此时若用指针式万用表测5脚,可看到表针在不停地摆动),则可判定N811(TDA4605)基本正常,故障在其他电路。恢复断开的V801的e极、N811的5脚外接电阻R820,再断开光耦器N812的3脚或4脚。若各组电压恢复正常,则判定故障在以V830、VD836组成的待机电路,检修时应重点检查VD836。

若断开N812的3脚或4脚,故障仍然存在,则应检查以V801为核心的电子稳压电路,实际维修中常见的故障为VD824击穿或软击穿。若检查或更换仍不奏效,还需检查V840A及其外接元件,常见故障有VD840击穿短路,R820阻值变大或开路。检查上述各元件无误,最后检查N811的8脚外接电阻R818及N811本身,即可排除故障。


2.开机烧保险管,开关管V840A击穿

当发现保险管F801被烧黑,同时,开关管V840A被击穿短路,应查以下电路:查+B电压端整流二极管VD873是否击穿短路;查开关管V840A的D极外接二极管VD815、C815是否损坏;查N811的2脚外接电阻R812阻值是否变大或开路,电容C812是否击穿或严重漏电;查N811的5脚输出的脉冲幅度是否正常,可采用前面判断N811(TDA4605)是否正常的方法以及附表给出的维修数据进行检查加以判定。若不对上述电路进行认真检查,则新换的保险管和开关管在通电瞬间很可能又被损坏。


3.+B电压输出低

对于本开关电源而言,此类故障只需检查:

(1)开/待机控制电路,断开N812的3脚或4脚,若电压恢复正常,则故障在开/待机控制电路,其中以VD836损坏较常见。

(2)N811的7脚外接软启动电容C826,若该电容不良或漏电,则N811的5脚输出的脉冲宽度减小,从而造成输出电压降低。

(3)开关管V840A的G极外接保护二极管VD840,该二极管若不良或特性变差,将造成输入开关管V840A的G极的激励脉冲减小,造成输出电压降低。


4.+B端输出电压高

无论哪种开关电源,输出电压高的故障都应查误差取样及稳压控制环路。本机芯开关电源则应查VD823~N811的1脚间元件,查VD823、RV801、R816、R811阻值是否变大或开路。另外不要忽略对C823进行检查,当该电容漏电或开路均将造成N811的1脚电压降低,最终导致输出电压升高。若检查上述元件均正常,则更换N811方可排除故障。

检修实例


例1:
一台长虹G2985(B)型彩电出现三无。

测+B电压端为0V,断开行负载以及开/待机控制电路中V830的b极,+B电压仍然为0V。断电,测开关电源各次级均无对地短路现象,由此判定故障在开关电源本身。测300V,电压为307V,表明整流滤波电路基本正常。测集成块N811的6脚,电压在5.6V至11.5V间反复跳变,其余各脚电压也均在正常范围内跳变。对集成块外围元件进行检查,发现N811的8脚过零检测输入端外接电阻R818的阻值为无穷大,更换之,故障排除。


例2:
一台长虹G2585(B)型彩电出现三无。

测300V电压正常,+B电压无输出,断开行负载,+B电压仍无输出,断开N811的5脚外接电阻R820,通电测N811的5脚,有0~0.15V跳变的电压,说明N811内部振荡电路已启振,且输出了脉冲波,判定N811基本正常。继而测N811其余各脚电压,发现2、6、7脚有反复跳变的电压,而3脚为0V不变,说明3脚内部欠压保护电路已启动。查其外围元件,发现R813开路,用0.5W 1MW电阻将其换之,故障排除。


例3:
一台长虹G2510(B)型彩电出现三无。

拆机,发现保险管F801被烧黑,说明开关电源出现严重短路现象。经查,发现开关管V840A和保护二极管VD840均被击穿,换上新的保险管和VD840,取下开关管,通电测N811的5脚有0~0.15V跳变的电压,测其他各脚电压均在正常范围内跳变,由此判定N811基本正常。逐一检查损坏开关管V840A的原因,发现V840A的D极外接二极管VD815击穿短路,换上同型号二极管,并装上新的开关管试机,一切正常。


例4:
一台G2585(B)彩电开机三无。

测300V电压正常,测+B电压在115V至180V之间变化,再测开关电源输出的5V电压也在2V至5V之间变化。断开行负载,用60W电灯泡作假负载,通电灯泡不亮,说明电源带不动负载。取下电灯泡,使+B电压恢复在115V至180V之间变化。测量N811各脚电压,发现N811的1脚电压偏低,为0.1V左右,怀疑N811的1脚外围元件出现故障,造成输入到该脚的误差取样电压降低,使+B电压升高。检查取样电路中VD823、C823、RV801、R816、R811等元件,各电阻阻值均正常,用优质50V 1μF电解电容并联于C823上,+B电压立即恢复正常,C823正极电压也由1V上升到11.2V。换下损坏的C823,试机,故障排除。


例5:
一台G29D3(B)型彩电行幅小。

测开关电源+B电压端,115V变成95V左右,且不稳定。断开行负载,该电压仍为95V左右。首先,断开光电耦合器N812的3脚,测+B电压端,电压上升到115V,由此表明故障在开/待机控制电路,测开/待机控制管V830的b极,电压为开机值0V,c极为5.2V。正常情况下,V830的c极电压应为7V左右,查VD836以及V830,发现V830本身c、e极有轻微漏电现象。更换V830,并恢复N812的3脚,故障排除。

(何金华)