电视机开关电源工作原理与故障检修机械制造汽车试验与故障诊断_高等教育-大学课件.pdf

长虹 CN-9 机芯开关电源工作原理与故障检修 2010-09-24 19:07 长虹 CN-9 机芯开关电源工作原理与故障检修 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 V80I 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 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I0.3V 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 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 14 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 N8II 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十 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：+BT T803 的 7 脚 UT VD823 负端 UT N8ll 的 I 脚 UT N811 的 5 脚 UJ+BJ+BJ T803 的 7 脚 Uj VD823 负端 Uj N81I 的 1 脚 Uj N811 的 5 脚 UT+BT 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 I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，N86I 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 负端屯压将由 15V 下降到 7V 左右，光耦器 N812 的 I、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，N81I 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。N8ll 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。N8ll 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 175V 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、N8II 的 5 脚外接电阻：R820,用数字万用表测 N8II 的 6 脚电压。若该脚电压在 5.511.5V 间反复跳变，2 脚电压在 1.07.7v 反复跳变 3 脚电压在 1.02.4V 间反复跳变，7 脚 电压在 0.33.6V 间反复跳变，5 脚电压在 00.15V 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 N81I(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 N81I 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 被饶黑，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)N81I 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 R8I1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 关电源的基础上增加了以为核心组成的电子稳压电路和以为核心的开待机控制电路该电源以飞利浦公司的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围元件少及便于维修等诸多优点下面以型彩电开关电源为例见附图对机芯开关电源工作原理作一分析工作原理启动过程市电半波整流降压加到的脚同时该电压对电容充电脚电压由开始上升内部电源电压监测器开始动作对脚电压进行关脉冲电阻加到开关管的栅极开关管开始导通在开关变压器的初级绕组中有电流流过在绕组中将产生一感应电流的脚的感应脉冲加到的脚内部过零检测电路检测到脚有连续的脉冲输入后则将该脉冲逻辑控制后加到脚使脚输出的脉冲+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 N8II 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 N8II 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 0.5W1MQ 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 N81I 的 5 脚有 00.15V 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 N81I 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 R8II 等元件，各电阻阻值均正常，用优质 50V 1u F 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。关电源的基础上增加了以为核心组成的电子稳压电路和以为核心的开待机控制电路该电源以飞利浦公司的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围元件少及便于维修等诸多优点下面以型彩电开关电源为例见附图对机芯开关电源工作原理作一分析工作原理启动过程市电半波整流降压加到的脚同时该电压对电容充电脚电压由开始上升内部电源电压监测器开始动作对脚电压进行关脉冲电阻加到开关管的栅极开关管开始导通在开关变压器的初级绕组中有电流流过在绕组中将产生一感应电流的脚的感应脉冲加到的脚内部过零检测电路检测到脚有连续的脉冲输入后则将该脉冲逻辑控制后加到脚使脚输出的脉冲