2022年彩色电视机开关电源电路设计方案.docx

彩色电视机开关电源设计摘要随着电视机产品多样化的进展，越来越多的新款式，在扼要阐明单管反激型变换 器的原理、特点基础上，着重争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别要求 、技术难点和计策新机型显现在我们的身边，从五六十岁月的黑白电视机到现在的纯屏彩电，等离子彩电，日新月异的新花样丰富了我们的生活，同样越来越多，而且越来越复杂的修理问题摆在我们的面前；所以电视机修理也应运而生，其中就有对开关稳压电路的修理，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基本电路，具体地分析开关稳压电源的稳压电路、开关变压器、爱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；爱护电路；振荡电路目录1 开关电源电路的工作原理 . . 11.1开关电源的功能 . . .21.2开关电源的基本组成 . . . .2 2 开关电源电路实例分析 .22.1长虹 CH-6型彩色电视机开关电源电路分析22.2 起动电路22.3 内部振荡器，稳压原理和过流爱护42.4准谐振运用62.5 驱动电路，锁定触发器，热爱护和过压爱护7总结9致谢10参考文献 111 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 的沟通电转换成电压稳固的直流电源，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，电网电压在肯定范文内变化或电源负载变化时，输出的电压应基本不变；（2） 纹波电压小，输进的沟通电压经整流，滤波和稳压后，纹波越小越好，一般要求纹波小于 510mV；（3） 电源内阻小；电源内阻越小，负载才能越强，即输出电压受负载变动的影响越小，一般要求电源内阻应小于 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） 有较好的爱护措施，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 开关电源的基本组成（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纳电网输进的沟通电压直接整流，省去了笨重的工频变压器；（3） 稳压范畴宽；输进沟通电压在130260V 之间变化时，输出电压的变化在2%之下；（4） 安全牢靠；在开关型稳压电路中，可附加过压，过流爱护电路，自我爱护功能强；（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； v整流滤波开 关 调 整管脉宽调制取样脉冲整形图 1 开关稳压电源的基本组成2 开关电源的实例分析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纳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 150260V 沟通电压范畴内正常工作，输出功率大，可供应 150W 以上的功率，设计有过流，过压，过热爱护电路；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加入时，由图 3 可知，在半个周期内， A 点对地峰值电压VAVd（整流电压）， VA经过 R902向 C909充电，使 IC 脚上电压 Vin 近似线性上升（见图 3）；当 Vin 上升到阈值电压 VinON=16V 时， IC 内的掌握电路开头起动， Vin 端口上的输入电流 Iin 由 100A 突升到 30mA，电容 C909来不及供电而使 Vin 下降；假如此时由驱动绕组 D1 所供应的 DC电压足够的话， Vin 将不致于掉到仃振阈值 11V 以下，就 IC 连续工作起动胜利；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 ；由于 Vin 大于 20.5V 就过压爱护电路起作用， Vin 小于 10V时就欠压爱护电路起作用；一般Vin 取 18V 是较合适的；关于 R902及 C909 的选值要适当； R902、C909太大均会使 IC 起动时间延长；但 C909 亦不能过小，否就在驱动绕组电压到来之前它已不能维护IC 动作，这样就不能顺当起动；一般对宽电源90 270VAC 电压 C909 取47 100 F， R902 取47k68k 是合适的，对窄电源（ 200VAC）， R902 可取 82k150k；在本例子中，当 R902=82k，C909=47F，输入电压为 90V 时，其开机起动时间为1.3 s 左右；图 2系列方框图图 3 起动电路图 4 起动时 Vin 端口电压的波形2.3 内部振荡器，稳压原理和过流爱护（1） ）内部振荡器IC内 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C1R150s 打算了 MOSFE的T 关断时间；在 PRC运用模式中，稳压是由固定 toff而变化 ton来达到的；图 4 示出了当没有稳压掌握信号输入时，内部振荡器的工作波形；由图 5 波形可见，当 MOSFE导T 通时，电容 C1 被充电到 6.5V ；同时漏极电流 ID 逐步上升，在 R5 上形成一锯齿外形电压 VR5；VR5通过 R4 后几乎无缺失地加到IC 的 脚 OCP/FB端口；当脚电压 V1 达到阈值 Vth10.73V 时，比较器 1 开头动作，它使振荡器输出反相，并通过驱动级将MOSFE关T 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 MOSFE重T 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的导通连续时间 ton 是由 VR5的上升斜率打算的，而toff在PRC模式中就由 C1R1打算；（2） ）稳压原理图 5 无稳压掌握信号输入时之振荡图 6 有稳压掌握信号作用下的振荡波形图 7 导通期间的 V1 波形图 8 截止期间的准谐振信号如图 6 所示，为了掌握输出，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，从而使输入到脚的电压V1 波形部分受到 VR4的掌握，使比较器1 提前或拖后反相，以转变 MOSFET的 ton 从而转变次级输出电压，达到稳压的目的；这属于电流掌握方式；一般说来，在电流掌握方式中，轻载时VR4 会上升，有可能使MOSFET导通时的浪涌电流所引起的噪声对比较器1 带来误触发；为明白决这个问题，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取旁路作用；和应当指出的是，现在ton 的掌握是通过转变 VR4的直流电压达到（见图7），这与过去传统方法不同，过去的而达到转变 ton 的；（3） ）过流爱护系列是靠转变充电电压的斜率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，比较器1 起着过流爱护作用；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 MOSFE关T 断， ton 变小，达到了限制输出电流和输出功率的目的；2.4 准谐振运用上面争论了纯光耦反馈电路的PRC工作情形，实际的应用电路应包括从变压器驱 动绕组 D1 来的反馈支路（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）；依据准谐振信号的电平大小可打算该电源是工作在PRC方式仍是准谐振方式；在 MOSFET关断期间假如准谐振信号 V1 处在 0.73V 与 1.45V 之间，就比较器 1 起作用使电源进入 PRC方式；假如准谐振信号 V1 超过 1.45V（V1 最大值为 6.0V ），就比较器 2 起作用使 toff降为 1.5 smin 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，就 MOSFET仍旧维护关断，什么时候开头转导通，就由准谐振方式打算；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削减开关损耗，为达此目的，需要满意以下二条件：（ 1）在漏极和地之间要有一个合适的电容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）栅极驱动中要有合适的推迟以保证当准谐振信号V1 下降到 0.73V 以下， MOSFET开头导通时恰好对应于 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，在固定输出负载下，调整R908、C913 大小，以获得最小输入功率，此时可判定推迟时间为最合适；仍要指出的是推迟作用也有C910 和电路分布电容的参加， 所以即使不接入 C913，电路仍会有某些推迟；2.5 驱动电路，锁定触发器，热爱护和过压爱护（1） 驱动电路图 9 驱动电路这是恒压驱动电路，它利用稳压二极管ZD18.6V 来爱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勉励使之成为软开关；当输入信号为零电平常， Q1 截止， Q2 导通， MOSFET栅极电荷将经过一个较小的电阻RG1 而快速放电；稳压二极管ZD1 的作用是爱护MOSFET在截止时不致于被上冲的VDS500V600V通过极间电容耦合到栅极而将管子损坏；（ 2）锁定触发器 Latch当电路发生过压或过热时，芯片内有关电路会将锁定触发器置ON，使脚上电压 Vin 在 10V16V 之间来回摇摆； IC 间歇性地工作，阻挡了电流和电压不正常的上升， 直到 Vin 低于 6.5V 时，电路完全不起振；此时如要电源再起动，需要关机后再开机才行；（3） 热爱护电路当混合型 IC 的外壳温度超过 140时，掌握 IC 中的热爱护电路就会起动锁定触发器置 ON，由于 MOSFET与掌握 IC 装在同一块基板上；所以热爱护同样包括MOSFE；T（4） 过压爱护电路当 Vin 超过 22.0V 时，过压爱护电路能起动触发锁定器；使Vin 在 10V16V 之间来回摇摆最终会降到 6.5V 以下，电源完全停止工作，此时要关机后再开机才能重新起动；过压爱护电路同时可以防止次级输出电压VO1 过高；例如当掌握电路开路或其它缘由引起 VO1 大大上升时，通过变压器耦合，驱动绕组的感应电压相应也会上升，从而使 Vin 上升；当 Vin 超过 22V 时过压爱护同样起作用；限制了VO1的再上升，此时的 VO1为VO1OVP例 如 设 VO1 正 常 值 =130V ， Vin正 常 值 =18V ， 利 用 上 式 即 可 算 出VO1OVP=162.5V，这表示当故障发生时由于过压爱护起作用，VO1 最高不会超过此值；总 结课程设计是培育同学综合运用所学学问, 来解决实际问题 , 锤炼实践才能的重要环节, 是对同学动手才能的和理论相结合的过程. 此次的彩色电视机开关电源电路设计， 使我仍感叹颇多，对于彩色电视机的课我学的不太好有好多东西不懂，在这一个星期的日子里，查阅各个方面关于电视机的开关电源电路的内容，来补偿自己对这方面的不足，做这次设计同时不仅可以巩固了以前所学过的学问，而且学到了许多在书本上所没有学到过的学问；通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的， 只有理论学问是远远不够的，唯有把所学的理论学问与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正提高我们自己的实际动手才能和独立摸索的才能；通过这次课程设计之后，肯定把以前所学过的学问重新温故；在这个过程中，我真实的感到了，我又知道了许多，同时也把握了许多以后在工作和生活中能真正用到的许多东西；但是我不会因此而自豪，相反以后我将会更加虚心，由于我知道这只是个简洁的开头，以后仍有许多的路要走；在本次课程设计中，我对开关稳压电源；开关变压器；爱护电路；振荡电路仔细进行了分析，使我明白到电路中各元件作用及工作方式对整个电路的分析起着关键的作用，只有对各部分的作用有深刻的明白，才可以透彻的分析出电路所实现的功能；通过这次的彩色电视机开关电源电路分析和设计，我清晰地看到我在电子这个行业，仍有许多的不足之处仍需要在以后的工作和实践中更加努力地学习，以来提高理论和实践的和好的结合，让自己不断的处于进步之中，尽自己的一份力，让社会的资源的到更好的利用，让这个行业的将来更加美好！致 谢虽说我在课程设计这段的日子中遇到了好多自己难以解决的问题和困难；但在这次的课程的设计中，从不知道和处下手到这次的课程设计的圆满的完成，都是在陈嘉义和司小公平老师细心地指导和督促下，在自己的同学热心的帮忙下，通过自己的努力最终克服全部的难题和困难，在这次设计过程中，司老师和陈老师能够在百忙中抽出时间，不厌其烦的帮我帮我解决遇到的难题，对老师的关爱和帮忙表示剧烈的感 谢，在理论的学问的整理中，通过陈老师指导更好的解决自己难以解决的地方，同时对我们的授课老师陈嘉义老师表示感谢；第一，陈嘉义老师一个学期以来仔细授课并指导我们试验，帮我打下了坚实的理论基础；在课程设计中，也帮忙我理清思路，拟定格式，使我能够按时完成这篇设计；可以说，没有陈老师和李老师的耐心辅导与帮忙，我很难在规定时间内完成这样一篇论文；我向老师表示由衷的感谢！同时，在此期间，我从我的室友和同学得到了许多帮忙，帮忙我找资料，为我解决难题，并在我身后始终支持我，勉励我不要舍弃连续努力！我也要他们表示感谢最终，再次感谢我全部的老师们和同学们，感谢你们！参考文献1 蒋秀华 .现代电视机原理 M. 北京:高等训练出版社， 2021.2 周红锴 .彩色电视进修理技术 M. 北京:北京理工高校出版社 . 2021.3 裴 昌 辛 . 电 视 原 理 与 现 代 电 视 系 统 M. 西 安 : 西 安 电 子 科 技 大 学 .2021.4 余兆明，余智 .数字电视原理 M. 西安:西安电子科技高校出版社 ,20215 冯镇业. STR-F6656集成电源设计 M. 广州:中山高校出版社 ,2021.