长虹DT-5A彩电开关电源分析

张思敏

摘 要:长虹DT-5A彩电在市场中占有较大的比例,其电源电路设计独特,性能良好,运用了一系列先进的技术,我在这里和大家一起探讨一下。

关键词:开关电源 原理 探讨

一、进线滤波、整流滤波电路

1.进线滤波器

彩色电视机中的进线滤波电路又称抗干扰电路。进线滤波电路的作用有两个:一是对由电网进入的干扰信号进行抑制;二是防止开关电源振荡电路的高频脉冲信号通过电网对其他电器设备造成干扰。彩色电视机中的进线滤波器有采用多级的,也有采用一级的。采用多级进线滤波器的开关电源,电源开关通常接在第一级与第二级进线滤波器之间。第一级进线滤波器的作用除能防止电网中的干扰信号通过电网进入电视机和开关电源中的高频脉冲进入电网对其他电器设备造成的干扰外,还可防止电视机总电源开关接通瞬间,因打火产生的高频脉冲信号进入电网。

DT-5A彩电开关电源采用两级进线滤波器,由CZ802、C802、C803A、C804A、T803A、T803B、R801组成。交流220V电压经延迟保险丝F801加在第一级进线滤波器上。在第一级进线滤波器中,T803A、T803B的作用是对电网中的对称性干扰进行滤波。T804采用高导磁率磁芯且分段绕制,所以T804电感量大,分布电容小。由于T804两个绕组方向相同,流入两个绕组的电流方向始终相反,故由市电进入的对称干扰产生的磁场方向始终相反,互相抵消。

进线滤波电路中的R801为压敏电阻,其特性是当加在电阻两端的电压高到一定程度时,电阻就会击穿短路,电阻击穿短路后,接在电阻前面的保险丝F801就会熔断,从而有效避免市电过高导致开关电源过压损坏。所以,在电路中,通常将R801称之为过压保护电阻。

开关电源中进线滤波器的作用是消除外部电网中高频脉冲信号对开关电源干扰和避免开关电源通过电源对其他电器设备的干扰。从电路结构上看,进线滤波器接在保险丝F801的后面,桥式整流滤波电路中的前面。220V交流电通过保险丝F801、第一、二级进线滤波器、电源开关、第三级进线滤波器再输往桥式整流滤波电路的。因此,从进线滤波器的作用和在电路中的位置可以看出,进线滤波器出故障,应当有三种故障表现形式:一是电视屏幕上出现高频干扰;二是电视机在使用过程中,对其他电器设备造成干扰;三是造成电源保险丝F801熔断。所以,在彩色电视机出故障时,只有电视机出现上面所描述的三种故障,才对进线滤波电路进行检查。

2.桥式整流滤波电路

DT-5A彩电开关电源中由桥式整流滤波和自动升压电路的电路构成。

桥式整流滤波电路由VD801~VD804、VD805、R811、C810、C812、VD806等元件组成。桥式整流滤波电路的作用是对交流220V电压进行整流滤波。电源开关一旦接通,交流220V电压经进线滤波器处理后,直接加到由VD801~VD804组成的桥式整流电路上,由桥式整流电路进行整流,直接加在VD806的正极,由VD806、C810组成的整流滤波电路进行整流滤波,在C810两端产生约300V左右的直流电压,送往开关电源中的开关管漏极,作为开关管的工作电压。

与普通彩电整流滤波电路相比,DT-5A彩电整流滤波电路增加了由VD806、C812组成的电路,该彩电设计这部分电路的目的是为了增强电视机的电磁兼容性。

在开关电源中,开关管功率损耗与开关管的导通时间成正比,开关管导通时间愈长,开关管本身功率损耗愈大。开关电源的可靠性和稳定性与开关管的功率损耗存在密切关系。提高开关电源可靠性的有效措施之一是降低开关管的功率损耗。在彩电开关电源中,导致开关管导通时间增长的原因有两个:一是挂接在开关电源输出端上的负载较重;二是交流市电电压低。彩色电视机中,只要电路不出故障,开关电源输出端负载是不变的,所以,降低开关管功率损耗、提高开关管可靠性就只有通过稳定开关管工作电压来实现。DT-5A彩电开关电源中的自动升压电路,就是为避免开关管直流工作电压随交流220V电压波动设计的。

二、开关稳压电路

该开关稳压电路由厚膜混合集成电路STR-F6656、开关变压器T862、光电耦合器NQ838、取样和比较放大器NQ833等主要元器件组成。

1.开关电源的启动和振荡

该开关电源的振荡电路全部放在STR-6656内部,振荡电路进入工作状态是连接在4脚外的启动电路控制,振荡频率和开关管的导通时间由1脚电压控制。

电阻R815、电容C823组成STR-F6656的启动电路,其产生的启动电压加在NQ821的4脚,集成块启动工作。其内部的振荡电路便开始工作,振荡频率和脉冲宽度由NQ821内部的电容C1充放电的快慢和NQ821的1脚正反馈电压大小决定。

2.稳压控制

该电源的稳压控制原理是以固定开关管的截止时间,调节其导通时间的工作方式进行的,实际上就是一个调频调宽的开关稳压电路。稳压控制电路的取样点在145V(或156V)的输出端,经取样电路、基准电路、比较放大电路和光电耦合器,控制NQ821的1脚的导通时间,从而起到稳压作用。

3.过流保护电路

在该电路中,当出现过流时NQ821的2脚外接电阻R822、R821A上的压降迅速增大,使NQ821的1脚电压快速上升到门限电压0.73V,立即控制NQ821内的振荡器翻转,开关管导通时间大大缩短,从而限制了开关管的漏极电流,起到了过流保护作用。

4.电源的待机、开机控制

微处理器UN11的29脚为电源待机、开机控制输出端。电源待机、开机控制电路由VQ832、VQ833、VQ822等元件组成。

当微处理器UN11的29脚输出高电平时,VQ832基极为高电平,VQ832截止,其集电极变为低电平,使VQ833截止,VQ822饱和导通,光电耦合器NQ838的2脚电压下降到最低,使得光电耦合器NQ838初级发光二极管的导通电流大幅增加,光电耦合器NQ838的3脚输出电流随之大幅增加,NQ821的1脚电压提前上升到0.73V,开关管提前截止,而导通时间大大缩短,从而使开关变压器各次极绕组的输出电压下降,其中驱动绕组上电压的下降又将NQ821的4脚上的驱动电压大幅降低,当低于10V时,电源停止工作,此时NQ821内的工作电流降到100uA以下;之后在启动电路R815、C823的作用下,使NQ821的4脚电压又上升到16V时,电源再次启动工作;由于UN11的29脚一直为高电平,所以在VQ832、VQ833、VQ822等元件组成的电路作用下,开关电源电路又会停止工作,这样循环往复下去,电源进入了间歇振荡的待机工作方式,迫使开关电源进入待机状态。

当微处理器UN11的29脚输出低电平时,VQ832基极为低电平,VQ832饱和导通,其集电极输出高电平,使VQ833跟随导通,而VQ822变成截止状态,开关稳压电路又会在光电耦合器NQ838、取样放大电路NQ833等元件组成的稳压控制电路作用下开始正常工作,开关电源进入开机状态。当然,由于VQ832集电极输出高电平,那么NQ831的4脚变为高电平,NQ831恢复工作,输出+12V提供给数字板组件、视放电路等,保证图像信号处理系统、扫描信号处理系统正常工作。

三、结束语

该机电源电路设计独特,稳定性好,得到广泛运用。

参考文献

《长虹系列电视机原理与维修》.长虹电子集团公司.人民邮电出版社 ■