STR-M6529F04是日本三肯公司推出的电源厚膜集成块,它内含场效应开关管、启动电路、振荡电路、驱动电路、触发器、或门电路、锁存器及多种保护电路等。它能完成脉冲振荡、脉冲驱动、开关调整、稳压控制、过流保护、过压保护、过热保护等多种功能。该器件广泛用于松下、三菱等高档大屏幕彩电中,本文以松下TC-29GV12G彩电的主电源为例进行分析。
一、桥式/倍压整流电路
桥式/倍压整流原理可用图1来描述,当双向晶闸管Q801导通时,电路处于倍压整流方式。在交流电正半周,电流经D1、C818、Q801流通,C818上充得上正下负的直流电压;在交流电负半周时,电流经Q801、C819、D2流通,C819上充得上正下负的直流电压。C818和C819上的直流电压相叠加后,可以获得二倍整流电压输出。当双向晶闸管Q801截止时,则电路处于桥式整流方式,D1~D4构成桥式整流电路,C818和C819为滤波电容(属串联)。

松下TC-29GV12G彩电采用国际流行线路,其电源中设有桥式/倍压整流电路,如图2所示。交流市电经L870、L871、L872三个互感滤波器后,再经继电器开关送至桥式/倍压整流电路。D801为桥堆,内部封装了四个整流二极管。当机器工作于220V交流环境时,双向晶闸管Q801截止,D801处于桥式整流方式,C818、C819上可获得300V左右的直流电压。当机器工作于110V交流环境时,双向晶闸管Q801导通,D801处于倍压整流方式,C818和C819均能获得150V左右的直流电压,二者叠加后,仍能输出300V左右的直流电压。

双向晶闸管的导通与否受交流检测电路的控制,交流检测电路由D818、C822、Q854、Q853等元件构成。当输入的交流电压较高时(即机器工作于220V交流环境),经D818整流和C822滤波后,在C822上获得的直流电压也偏高,该电压经R825、R826分压后,使D817导通,进而使Q854饱和,导致D815和Q853截止,R819上无电流流过,R819两端电压为0V,Q801的T1极与G极间无导通所需的触发电压,因而Q801处于截止状态,D801工作于桥式整流方式。
当输入交流电压较低时(即机器工作于110V交流环境),经D818整流、C822滤波后,在C822上建立的直流电压也偏低,经R825和R826分压后,不能使D817导通,故Q854截止。而此时的交流电压经D814整流后,再经R824对C824充电,在C824上建立起一个直流电压。该电压能使D815导通,进而使Q853饱和。Q853饱和后,有电流流过R819,在R819上形成足够的电压,并触发Q801,使Q801导通,整流电路变为倍压整流方式。
R801为限流电阻,能防止开机瞬间浪涌电流对D801的冲击。当电源进入正常工作状态后,主电源开关变压器会送来一路开关脉冲,经整流后,触发单向晶闸管D809,使D809导通。D809导通后,R801被短路,从而确保R801不再消耗能量,有效减小了热损耗。
二、主电源工作过程
1. 启动过程
开机后,C818、C819上的300V电压会经开关变压器T801的初级绕组(P2-P1绕组)加至IC801的1脚(参考图3);另一方面,交流电经D808进行半波整流,再经R804、R805对C811充电,C811两端的电压上升,IC801的5脚电压也上升。当5脚电压上升至14.4V时,IC801启动,电源进入工作状态。IC801进入工作状态后,其5脚所需的电流会大幅度上升,此时由D808、R804、R805所提供的电流将无法继续满足5脚的需要,因此必须由开关变压器V1-V2绕组上的脉冲电压经D803整流、C811滤波后,所获得的直流电压来给5脚供电,以满足5脚的需要,使5脚电压稳定在15V左右。
2. 各路直流电压输出过程
电源工作后,开关变压器初级绕组上会不断产生脉冲电压,各次级绕组上也会感应出幅度不等的脉冲电压,这些脉冲电压经整流滤波后,产生本机所需的各路直流电压。
S6-S7绕组上的脉冲电压经R847限流、D830整流、C831滤波后,获得25V左右的直流电压,给伴音功放电路供电。
S1-S2绕组上的脉冲电压经D831整流、C833滤波后,产生140V左右的直流电压,给行输出电路、行激励电路及VM电路供电。
S4-S2绕组上的脉冲电压经D833整流、C836滤波后,获得14V左右的直流电压,再分别经IC803、IC805进行稳压,获得12V和9V电压给各自的负载供电。IC803为可控12V稳压电路,只有当其4脚有高电平控制电压时,2脚才有12V输出,否则,2脚就停止输出。
S3-S2绕组上的脉冲电压经R848限流、D836整流、C843滤波后,获得9V左右的电压,再由IC806稳压,输出5V直流电压,给其负载供电。
3. 稳压过程
IC801是通过调节脉冲宽度来完成稳压控制的,稳压取样点设在140V输出端上。当140V电压升高时,IC802的1脚电压也升高,其2脚索取的电流增大,光电耦合器D807中的发光二极管导通增强,发光强度增大,导致光电三极管导通也增强,流入IC801的6脚的电流增大,经内部电路调节后,改变驱动脉冲的占空比,使开关管的饱和时间缩短,140V电压下降。当140V电压下降时,其稳压过程与上述相反。
4. 同步自锁过程
电源工作后,V1-V2绕组上的脉冲电压会经D804、R807等元件加至IC801的4脚。在4脚为高电平(高于0.75V)期间,开关管截止;在4脚为低电平期间,开关管饱和。这样,开关管的工作状态就与4脚的反馈脉冲之间保持了同步关系,这个过程称为同步自锁过程。
5. 过流保护
过流保护电路由R809、R810、R811及R812等元件构成,R809和R810为检测电阻。当流过开关管的电流过大时,R809和R810两端电压会上升,该电压经R811和R812分压后,送至IC801的4脚,使4脚电压提前超过0.75V,内部开关管提前截止,从而实现了过流保护,过流保护能抑制输出电压的大幅度上升。
6. 过压保护和欠压保护
IC801的5脚具有过压保护和欠压保护功能,当市电电压过高或稳压环路出故障而使5脚电压达到26V时,内部过压保护电路动作,振荡器停止振荡,电源停止工作。当5脚电压达到31V时,IC801就会损坏,因此,常在5脚外部接一24V稳压管来加以保护。当5脚电压低于11V时,内部振荡器也停止工作,从而实现欠压保护。
IC801的7脚用于故障检测,也可实现过压保护。当稳压环路出现故障而引起各路输出电压大幅度上升时,V1-V2绕组上的脉冲幅度也必上升。该脉冲经D804、R807、R806、D805等元件后,一方面加至IC801的4脚,另一方面还经C815、R813加至IC801的7脚,使7脚电压升高。只要7脚电压高于8V,内部振荡器就会停止工作,实现过压保护。R808、D806、C809、C810等元件构成反峰吸收网络,在开关管截止期间,P1-P2绕组产生上正下负的反峰电压,该电压能经D806、R808、C810、C809而释放,从而可防止反峰电压击穿开关管,使开关管得到有效保护。
7. 过热保护
当开关管基极温度达到150℃或厚膜块内部温度达到125℃时,过热保护电路运作,使振荡器停止振荡,开关电源停止工作。
三、 待机控制及其他保护
1. 待机控制
待机控制由CPU的33脚来完成(见图4),正常工作时,CPU的33脚输出高电平,经R857、R856、R854送至Q852,使Q852饱和导通,继电器吸合,交流市电能通过继电器开关送至桥式/倍压整流电路,主电源工作。待机时,CPU的33脚输出低电平,Q852截止,继电器释放,交流市电被切断,主电源停止工作,整机处于待机状态。
2. 300V过压保护
在正常工作时,C818和C819的串联电压为300V左右,经R816、R817、R818分压后,它在R818上得到9.6V左右的电压,不足以使D820导通。当市电电压过高时,C818和C819上的串联电压会远超过300V,R818上的电压也会升高,并使D820导通,进而使Q803导通,Q803射极输出高电平,送至IC801的4脚,使IC801的4脚保持高电平,开关管处于截止状态(即IC801停止工作)。
当双向晶闸管Q801击穿或误导通时,C818、C819上的串联电压会上升到600V左右,R818上的电压也会上升到19.4V左右,此时,除了IC801进入保护状态外,D821也会导通,并使光电耦合器D819导通,Q852截止,继电器释放,交流市电被切断,以防止过高电压损坏开关电源。
3. 140V过压保护
140V过压保护电路由R830、R831、D832等元件组成,当140V电压正常时,R831上的电压为10V左右,不足以使D832导通。当140V电压上升至168V时,D832导通,进而使Q856饱和,Q852截止,继电器释放,交流市电被切断,以防止过压损坏负载。
4. 行、场过流保护
行过流保护电路由Q553及周边元件构成,R557为检测电阻。正常工作时,R557两端电压较小,不足以使Q553导通;当行出现过流时,流过R557的电流剧增,R557两端的电压也剧增,并使Q553导通,进而使D551也导通,Q856饱和,Q852截止,继电器释放,交流市电被切断,主电源停止工作。当场过流时,场输出电路会输出高电平经D451送至Q856,最终使继电器释放,主电源停止工作。
5. X射线保护
当行逆程脉冲幅度过高时,阳极高压会升高,屏幕亮度会增大,此时,显像管易产生有害人体健康的X射线,因此,必须采取必要的保护措施。
X射线保护电路由D554、R567、D553等元件构成。正常工作时,因行逆程脉冲幅度较低,D554处于截止状态。当某种原因引起行逆程脉冲幅度过高时,D554和D553导通,行逆程脉冲经D554、R567和D553后,一方面直接作用于CPU的6脚,使CPU进入保护状态,并从33脚输出低电平关机电压;另一方面,行逆程脉冲经R865、R859对C856充电,在C856上建立起足够高的直流电压。该电压经D859加至Q856,使Q856饱和,Q852截止,继电器释放,交流市电被切断,主电源停止工作。
当机器处于开机状态时,无论Q852基极所接的哪路保护电路动作,都会使Q852基极电压变为0V。此时Q857会导通,Q857集电极输出高电平送至CPU的6脚,CPU收到此高电平后,立即进入待机状态,从33脚输出低电平,以维持Q852继续截止,继电器继续保持释放状态。
四、故障分析
STR-M6529F04的检修数据见附表,可供检修时参考。
1. 开机烧保险管
引起这种现象的原因有如下几种:
(1)交流进线中有短路现象。
此时应查C870、C876是否击穿或漏电;L870、L871、L872绕组间有无短路现象。
(2)整流电路中有短路现象。
此时应查D801中的二极管是否击穿,与整流二极管相并联的电容是否击穿。
(3)滤波电容C818和C819击穿。
(4)IC801中的开关管击穿。
当IC801中的开关管击穿时,在更换开关管之前,应对C854、C810、C809、D806、R808等元件进行检查,在确认这些元件无问题后,再更换IC801。
2. 开机后,继电器能吸合,但各路输出电压均为0V
这种现象说明电源不工作,应先测C818正端与热地之间有无300V左右电压。若无300V左右电压,则查限流电阻R801是否断路、D801是否损坏。若300V电压正常,则查IC801的5脚有无15V左右电压。若5脚电压为0V或严重低于15V,应查D808、R804、R805、C811、C813、D824等元件。若这些元件正常,说明IC801内部电路有问题。若5脚电压大幅度摆动,而4脚电压为0V,则查R809、R810是否断路。若5脚电压摆动,4脚电压也摆动,说明Q803导通,引起IC801进入保护状态。应查C818、C819、R818、D820及Q803等元件。
3. 开机后,继电器能吸合,但接着又释放(发出“哒、哒”响声)
开机后,继电器能吸合,说明CPU能正常输出开机电压,但接着又释放,说明Q852基极跳变为低电平,故障应出在Q852基极所接的保护电路上。为了判断是哪一路保护电路动作,可采取如下办法:
(1)在开机瞬间测C818正端对热地电压,若该电压上升至350V以上再下降至0V,说明300V过压保护电路动作。引起300V过压保护电路动作的原因是双向晶闸管Q801击穿,或交流检测电路有故障而导致Q801误导通。此时应重点查Q801、Q853、Q854及周边元件。
(2)若300V过压保护电路未动作,则断开140V负载,用假负载(100W/220V灯泡)临时接入电路。开机后,若灯泡亮,140V正常,说明故障是因行过流保护电路或X射线保护电路动作引起的。引起行过流保护电路或X射线保护电路动作的原因是行输出电路有故障,应对行输出管、行输出变压器、逆程电容等元件进行检查。
(3)若接上假负载后,机器仍处于保护状态,则可断开D451,再观察现象。若D451断开后,继电器不再释放,说明故障是因场过流保护电路动作引起的。此时,应重点检查场输出电路。
若断开D451后,继电器仍释放,说明保护状态仍未解除,故障是因140V过压保护电路动作引起的(可通过断开D832来证实)。此时,除了检查R831、D832外,还要对IC802、D807、R814等元件进行检查。
这里需要提醒一点,在断开D832时,最好将其他各路直流电源的负载一并断开。因为当140V出现过压时,其他各路直流电压也会上升,若断开D832,140V过压保护电路就不再起作用,其他各路直流电压就有可能损坏相应的负载,导致故障扩大。
4.各路输出电压下降
出现这种现象时,应注意观察140V电压。若该电压下降,但稳定,则重点检查稳压环路(即IC802、D807等元件)及R809、R810是否阻值变大。
若140V下降,且波动(在70~140V之间波动),说明D803断路,此时,IC801的5脚电压也会波动。因为当D803断路后,电源会处于间歇工作状态,开机后,交流电经D808、R804、R805对C811充电,当充电至14.4V时,IC801工作。一旦IC801工作,5脚电流会增大,C811放电加快,其上电压下降,下降至11V时,IC801停止工作,5脚电流又减小,C811又被充电至14.4V,接着IC801又工作,这样周而复始,致使5脚电压波动,140V输出电压也波动。
文/王忠诚