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采用STR-Z3202和HIC1015厚膜电路组成开关稳压电源的彩电机型有:东芝2152DE、2155XMJ、2155XH/DE/DH/SH/XC/D等;采用STR-Z3302和HIC1016厚膜电路组成开关稳压电源的彩电机型有:东芝2550XP/XHC/XHE/XMJ、2555DE/SH/DH、2950XHC/XP/XHE/XMJ、2995DE/DH/SH、25E3XC等。由于厚膜块STR-Z3302与STR-Z3202内部等效电路及引脚功能均基本相同,仅其内部场效应开关管的工作电流与输出功率不同,即前者最大输出功率达500W,常用于25英寸以上的大屏幕彩电开关电源,后者最大输出功率约为200W,常用于25英寸以下彩电开关电源;厚膜块HIC1015与HIC1016内部电路及引脚功能也基本相同,因此上述所列彩电机型的开关电源电路工作原理也基本相同,下面以东芝2950XHC型彩电电路为例,介绍该系列彩电电源电路的工作原理。

STR-Z3302电路原理图  (1)

图2

㈠ 电源电路组成与特点
东芝2950XHC型彩电的电源电路是由半桥式变换厚膜电路STR-Z3302与集误差取样、待机控制、保护功能于一体的厚膜块HIC1106为核心组成的它激式并联型开关电源,是一种电流谐振器型开关电源,其组成框图如图1所示。该机在处于正常收视状态时,开关电源将输出+B(125V)与+19V两组直流电压;其中+B电压经过流检测取样后主要给行输出电路供电,+19V电压分三路输出:一路直接给伴音功放电路供电;一路经+5V稳压块二次稳压后形成+5V遥控电源给微处理器电源端供电,同时输出+5V复位电压给微处理器提供复位信号;另一路经可控(受保护厚膜块HIC1106输出信号控制)串联稳压电路稳压后形成约9V直流电压给行振荡级供电。
该机工作于直流待机状态时,开关电源输出的直流电压约降至正常收视状态的一半左右,此时+19V输出端的输出电压约为9V左右,此电压经+5V稳压块二次稳压后仍能输出+5V电源继续给微处理器供电;行振荡电路因工作电源被切断而停止工作。
该电源电路的主要特点:
1.采用新型半桥式变换厚膜电路STR-Z3302(或STR-Z3202),其功率变换器为电流谐振式变换器,具有工作效率高、输出的直流电压纹波小等优点。
2.开关管采用双V-MOS场效应管。由于场效应管中多数载流子不存在电荷存储效应,因此作为开关管其存储时间与下降时间极小,开关响应速度快、损耗低与电源变换效率较高;又因场效应开关管具有负的温度系数,其漏极电流随结温升高而减小,即自身具备电流自动调节功能,可有效地避免因电流集中热效应引起的击穿损坏;另外场效应开关管作为电压(场强)控制器件,要求激励功率小,本身功耗低,作为微功负载可以减轻前级驱动电路的负担。
3.厚膜电路内部的双V-MOS场效应开关管工作于交替轮流导通状态,电源电路输出功率大,对开关管的耐压要求低。
4.开关电源的稳压与待机控制电路采用光电耦合器进行信号耦合,使电视机冷、热底板相互隔离。
5.取消了专用遥控待机电源,以简化电源电路;直流待机控制功能是通过使整机行振荡级断电来实现的,而且开关电源工作于低频间歇振荡方式,其各组输出直流电压均减半,但仍能为微处理器及其控制电路提供+5V供电电源,使遥控电路一直工作;同时整机在待机状态时功耗较小。
6.电源电路设有多种过流、过压保护功能,使整机工作安全性能较高;同时还具有稳压范围宽,在交流电压输入范围为110~240V内均能稳定输出标称直流电压。

㈡ 开关电源电路原理分析
东芝2950XHC型彩电开关电源的原理电路如图2所示。主要由主控误差放大集成电路Z801(HIC1016)、从控功率放大集成电路Q801(STR-Z3302)、开关变压器T862、电流谐振电容C870和光电耦合器Q862等元器件组成;下面将在剖析厚膜块Q801内部电路工作原理基础上,分别介绍该开关电源的启动、振荡、稳压、待机控制与保护等电路的工作过程。
1.厚膜块STR-Z3302的工作原理
厚膜块Q801(STR-Z3302)内部功能框图如图3所示,它是由振荡电路、逻辑电路、过压保护(OVP)电路、过热保护(TSD)电路、过流保护(OCP)电路、延时关断电路、激励电路及双V-MOS场效应开关管等组成。其引脚功能与周围电路的作用分别是:
①脚是内部末级半桥变换电路V-MOS场效应管工作电源(约300V)输入端,此电源由市电交流输入电压经桥式整流滤波电路后形成,并经保护器件Z860限流保护后由电感L861送到Q801①脚。
②、⑤、○17脚为空脚,⑥脚是控制电路部分接地端,○16脚是半桥驱动电路场效应开关管接地端。
③脚是高端MOS场效应开关管触发信号输入端,④脚是高端激励触发信号输出端,其输出信号经外接电感L863加到Q801③脚内部场效应开关管控制栅极。
⑦脚与⑨脚分别是控制振荡器频率的定时电容C862、定时电阻R874、R867的外接端,定时电容C862两端产生的是振荡锯齿波电压,它是通过厚膜块内部恒流源电路对C862进行充放电建立的,其充电电流的大小是由(R874+R867)阻值的大小与⑧脚输入电位高低共同决定的;⑧脚是稳压与直流待机控制信号输入端,其输入电位高低由光电耦合管Q862④脚电流的大小控制,Q862从④脚流入的电流越大,Q801⑧脚的电位越低,开关电源输出的直流电压也越低。
⑩脚是软启动定时元件R863、C866外接端,刚开机瞬间,C866两端的压降为零,因此⑧脚电压经R863给C866充电,由于电容器两端电压不能突变,使C866两端充电电压的建立有一个过程,此过程中Q801⑧脚电位将下降,使振荡电路给场效应开关管提供的激励驱动脉冲脉宽较小,以避免开机瞬间较大的峰值电流损坏场效应开关管,即实现软起动控制功能。
Q801○11脚为延迟关断控制端,其外接欠压保护监控电路,对市电整流滤波电路输出的脉动电压进行监测,当某种原因引起市电整流滤波电路输出的脉动电压过低时,该脚输入电压将由1V以上降至0V,迫使厚膜块Q801内部振荡电路停止振荡。
○12脚为厚膜块Q801内部振荡及其信号处理电路供电端,在开机瞬间,交流电网电压经R861限流、D801中一个臂的整流管与C876半波整流滤波后形成约15.8V的瞬时脉动电压给其供电;在开关电源正常工作后,开关变压器T862②、③端绕组上产生感应电势,经D864、C868整流、滤波,再经D872、Q872组成的串联稳压电路稳压后形成约16.8V直流电压给其供电。另外该引脚内部电路还具有过压与欠压保护功能,当输入到此引脚的直流电压高于22V时,内部过压保护电路起控,使振荡器电路停止振荡;当输入到此引脚的直流电压低于7.6V时,内部启动电路停止工作,使振荡器电路停止振荡。
Q801○13脚是低端激励触发信号输出端,○15脚是低端MOS场效应开关管触发信号输入端,○13脚输出的激励信号经外接电感L864加到Q801○15脚内部场效应开关管控制栅极。
Q801○14脚为过流保护检测输入端,当此脚输入电压高于0.7V时,其内部过流保护电路起控,迫使振荡电路停止工作,以实现过流限制保护功能;另外因市电整流滤波形成的+300V电压经R872、R866、R870分压后也加到○14脚,这样使得○14脚也能实现电网电压过高时的限流保护功能。
Q801○18脚为半桥式开关场效应管变换控制输出端。厚膜块Q801应用于东芝2950系列彩电开关电源电路中的半桥式电压变换原理等效电路如图4所示,有关工作波形如图5所示。○18脚内接的场效应管Q1、Q2是轮流导通的,若Q1导通,Q801①脚上的+300V电压经Q1、L862及开关变压器T862⑤、⑦端绕组给C870充电;若Q2导通,两端充有电荷的C870经T862⑦、⑤端绕组及Q2放电;由此可见,不管Q1导通还是Q2导通,T862⑤、⑦端绕组中都有电流流通,而且两种电流的大小相等、方向相反,均属于T862⑤、⑦端绕组与C870的串联谐振电流,谐振时T862⑤、⑦端绕组的压降最大,此谐振电压耦合到T862次级两组绕组,再经相应的全波整流、滤波后,将分别获得比较平滑的+125V、+19V直流电压。

Q801的○19脚为高端触发激励电路自举升压端,外接自举升压元件D862、R862、C863。当Q2导通时,Q872发射极输出的16.8V电压经D862、R862及Q801○18脚内部Q2管给C863充电,使C863两端充有约l6V电压;当Q1导通时,○18脚电压接近于①脚的+300V电压,此时D862截止,使○19脚的电压等于C863两端的约l6V再加上○18脚上的+300V,即○19脚电压升到316V左右。
2.启动电路工作过程
当交流开关S80l接通后,交流电网电压经C801、R801、T80l和C813、C814组成的低通滤波网络滤除电网电压中的高频杂波干扰后分两路输出:
⑴ 一路由D80l桥式整流,在滤波电容C810上产生约300V的未稳直流电压。此电压一路经Z860、L86l加到Q801(STR-Z3302)的①脚,给末级半桥式变换电路场效应开关管漏极提供工作电源;另一路经R872加到Q801○14脚。电路中R801的作用是为滤波电容C801提供放电回路,在关机拔去电源插头之后,使C801上的电荷泄放,防止裸露的插头触及人体放电;L805、L806可延缓浪涌电流的冲击。
⑵ 另一路交流电网电压经R861限流后给C877充电(实际上是通过D801中一个臂的整流管进行半波整流),于是C877两端形成约16V的瞬时脉动电压加到Q801的○12脚,给其内部振荡及其信号处理电路供电,使Q801内部振荡器启动工作。振荡电路起振后,当开关电源正常工作时,开关变压器T862②、③端绕组上产生感应电势,经D864、C868整流、滤波后,在C868上产生约40V直流电压,再经D872、Q872组成的串联稳压电路稳压后形成约16.8V直流电压加到Q801的○12脚,以取代R861启动电路,减轻整流器D801与市电的功率损耗。
3.振荡脉冲的形成与控制
由Q801内部框图电路可看出,它是由振荡器和开关元器件两个独立部分组成,Q801⑦、⑧、⑨脚内部为振荡器和振荡频率控制电路,其中振荡器实质上是一个双稳态(施密特)触发电路。厚膜块内部恒流源电路对其⑦脚外接的定时电容C862进行充电和放电来完成振荡产生锯齿波电压,即恒流源通过Q801⑨脚外接定时电阻(R867+R874)对C862进行充电,C862通过Q801⑦脚内部等效电阻进行放电;因此振荡锯齿波脉冲的频率由C862、(R874+R867)与Q801⑨脚和⑦脚内部等效电阻的时间常数决定。
由于电路中C862与R874、R867均为常量,所以振荡电路输出的锯齿波频率实际是由Q801⑦脚、⑨脚内部等效电阻的大小决定的。即通过改变Q801⑦脚或⑨脚内部等效电阻,就可改变振荡电路输出脉冲的频率(脉冲宽度同时发生变化),而Q801⑦脚或⑨脚内部等效电阻是由⑦脚外接定时电容C862的充电速率决定的,所以只要改变Q801内部恒流源对C862的充电电流大小,就可改变振荡电路输出的脉冲频率与宽度,继而改变末级半桥式MOS场效应管的输出的脉冲宽度,以维持开关电源输出的直流电压稳定不变。而Q801内部恒流源电路受其⑧脚流出的电流大小控制,因此只要改变Q801⑧脚输出电流的大小,就可实现该开关电源的稳压控制功能。
4.激励驱动与半桥变换工作过程
Q801内部振荡器电路输出的锯齿波电压经施密特触发电路整形变换成PWM方波脉冲,再经逻辑电路整形处理、驱动电路放大,形成控制LC谐振电路的两只场效应开关管轮流导通的高、低端触发激励脉冲信号,此信号的周期为振荡信号周期的两倍;高端触发激励脉冲经Q801内R1从其④脚输出,再经L863加到Q801③脚内部场效应开关管Q1的控制栅极;低端触发激励脉冲经Q801内R2从其○13脚输出,再经L864加到Q801○15脚内部场效应开关管Q2的控制栅极。
若在振荡电路输出信号的上半周期间,此两路激励脉冲作用于开关场应管Q1、Q2,使开关场应管Q1先处于导通状态,Q2处于截止状态,此时Q801①脚输入的+300V直流电压正极端通过Q1的漏-源极→Q801○18脚→L862→开关变压器T862⑤~⑦脚绕组→C870→接地端(即+300V直流电压负极端),组成的回路给C870充电,充电电流在开关变压器T862⑤~⑦脚绕组中形成⑤脚为正、⑦脚为负的磁场;在振荡电路输出信号的下半周期间,Q1截止,Q2导通,此时电容器C870上的充电电压通过开关变压器T862⑦~⑤脚绕组→L862→Q801○18脚→Q2漏-源极→Q801○16脚接地端(即C870负极端)组成的回路进行放电,其放电电流在开关变压器T862⑦~⑤脚绕组中形成⑦脚为正、⑤脚为负的磁场。根据电磁感应原理,周期性变化的磁场在T862各次级绕组中感应相应的脉冲电压,并经各次级绕组外接的全波整流滤波电路元器件处理后,形成相应的直流电压输出供给整机电路。
5.稳压控制过程
该开关电源工作于收视状态时的稳压控制电路主要由厚膜电路Z801(HIC1016)①、③、⑤脚内部取样与误差放大电路和光电耦合器Q862及电源厚膜块Q801⑧脚内部电路等组成,它是通过控制Q801○18脚外接的LC谐振电路振荡频率来稳定开关电源的输出电压,即通过控制Q801⑧脚输出电流,来控制振荡器定时电容C862的充电电流,继而控制Q801内部振荡频率。
Z801(HIC1016)是集稳压控制误差放大、直流待机控制、+B电压过流与过压保护取样控制及保护执行等电路于一体的厚膜电路,其内部等效电路如图6所示,其各引脚功能分别是:①脚是收视状态开关电源稳压电路取样电压输入端,兼+B输出端过压保护输入端;②脚是+B输出端过流保护输入端;③脚是稳压控制误差信号输出端;④脚是空脚;⑤脚是收视状态稳压控制误差放大电路基准电压形成端;⑥脚是+B输出端过流保护电路起控输出电压滤波电容外接端;⑦脚是稳压误差放大电路接地端;⑧脚是待机状态稳压控制电路取样电压输入端;⑨脚是遥控开机/关机控制信号输入端;⑩脚是遥控开机/关机控制信号滤波电容外接端;○11脚是遥控开机/关机控制电路偏置电压输入端;○12脚是遥控开机/关机控制信号输出端;○13脚是空脚;○14脚是场输出过流保护电路起控信号输入端;○15脚是内部模拟可控硅保护电路+5V工作电源输入端;○16脚是保护控制信号输出端;○17脚是内部保护电路与直流待机稳压控制电路接地端。
该开关电源工作于收视状态时的稳压控制过程是:如果某种原因引起开关电源+B输出端电压上升至高于125V时,这个上升的变化电压经R472加到Z801(HIC1016)的①脚内部误差放大管Q1的基极,同时+B输出端的直流电压经R890加到Q801⑤脚,经其内部稳压管ZD1稳压后形成6.2V基准电压加到Q1的发射极,于是Q1将其基极与发射极输入电压进行比较后,使其工作电流增大→Q801③脚电位降低→光电耦合器Q862初级的①、②脚内接发光二极管的电流增大→Q862次级的④、③脚内接光敏三极管的电流也增大→从Q801⑧脚流出来的电流增大→Q801内部振荡器外接的定时电容C862的充电电流减小→C862上升到峰值电压的速度变慢→振荡器输出的振荡频率和脉宽降低→触发电路输出的方波脉冲宽度变窄→开关场效应管Q1、Q2导通时间缩短→+B输出端直流电压下降。
当+B输出电压下降至低于125V时,稳压控制电路将发生与上述变化完全相反的物理演变过程,即:Q862初级的①、②脚内接发光二极管的电流减小→Q862次级的④、③脚内接光敏三极管的电流也相应减小→从Q801⑤脚流出来的电流减小→Q801内部振荡器外接的定时电容C862的充电电流增大→C862上升到峰值电压的速度加快→振荡器输出的振荡频率和脉宽升高→触发电路输出的方波脉冲宽度变宽→开关场效应管Q1、Q2导通时间延长→+B输出端直流电压上升。
以上控制过程周而复始,即可确保开关电源输出的各组直流电压将稳定在标称值允许误差范围内。
6.直流待机控制过程
直流待机控制主要由微处理器QA01(M37222M6-880SP)⑦脚内部电路与其外接的QB30、R847与Z801⑨脚内部Q3、ZD2、Q2、Q4及Z801③脚以后的稳压控制电路等元器件组成(参考图6)。
在整机处于收视状态时,QA01的⑦脚输出约5V高电平,使QB30导通,其发射极输出电流经Z801⑨脚在其内部R6上形成压降,使Q3导通,于是Q3集电极的低电平分两路输出:一路加到Q4基极,使Q4处于截止状态,此时Q4集电极(即Z801○12脚)外接的Q403正常导通,于是开关电源次级在C889两端输出的19V直流电压经Q403、D409组成的串联稳压电路稳压后给行振荡级提供约9V的H-VCC电压;另一路低电平加到6.2V稳压管ZD2的阴极,使ZD2处于阻断状态,于是Q2因基极无驱动电流而处于截止状态,即Q2集电极呈开路状态,对Z801③脚内部误差放大电路与其外接的稳压控制电路Q862的稳压工作状态不受影响,即开关稳压电路按其自有规律控制开关电源工作。
在整机处于直流待机状态,QA01⑦脚输出0V低电平,使QB30截止,并引起Z801⑨脚内部Q3也截止,于是开关电源+19V输出端电压经R840、R842加到Z801⑧脚内部分两路输出:一路经R7、R4分压,使Q4饱和导通,Z801○12脚外接的Q403被迫截止,进而使得行振荡级供电电压H-VCC消失,迫使电视机因行扫描电路停止工作将处于无光、无声状态;另一路使ZD2齐纳导通,于是Q2导通电流增大,使Z801③脚输出的误差电压被箝位于低电平,等效于光电耦合器Q862②脚处于低电平,使Q862①、②脚内接的发光二极管电流突增,经光电耦合器Q862耦合作用,使Q801⑧脚输出电流过大,此时Q801内部振荡器工作于低频间歇振荡状态,开关电源的+l25V、+19V输出端电压将分别减半至63V、9V左右,从而使待机状态下的功耗为最小(约10W)。
Q840(L78MR05FA)是能输出复位信号的+5V稳压集成电路,收视状态时,Q840①脚的输入电压为19V,待机状态时,Q840①脚的输入电压为9V左右。所以不管是收视状态还是待机状态,Q840⑤脚均能输出+5V电压给微处理器QA01的○42脚供电,并从④脚输出延时型+5V复位电压加到QA01○33脚,以确保遥控电路微处理器QA01均能正常工作。
在直流待机状态下,要确保开关电源始终工作于低频间歇振荡状态,才能使遥控电路微处理器与电源厚膜块Q801一直工作,这是通过对开关电源+19V输出端电压进行取样来控制Z801⑧脚内部电路ZD2、Q2工作电流,继而控制Q801⑧脚输出电流大小来实现待机状态的稳压控制功能。即当待机状态时某种原因引起+19V输出端电压低于9V时,Z801⑧脚电压将降低,使ZD2、Q2的导通电流相应减小,Z801③脚电位相应升高,Q862导通电流减小,Q801⑧脚输出电流也减小,振荡器输出信号频率升高,使开关电源输出的直流电压升高;若+19V输出端电压高于9V较多时,上述控制过程恰好相反,最终使开关电源输出的直流电压呈下降趋势,以上稳压控制过程周而复始,就可确保开关电源在待机状态下输出的两组直流电压分别在63V、9V左右。
在待机状态时因开关电源输出的+B电压约为63V左右,此电压经R472与Z801①脚内部R2、R3分压加到Q1基极的电压将低于6V,而Q1的发射极仍有6.2V基准电压,于是Q1将一直处于截止状态,即此时由Q1、ZD1等组成的误差放大电路将退出稳压控制状态。
7.保护电路工作原理
⑴ 浪涌电流限制保护电路
图2所示电路中的大功率电阻R812、R813与电磁继电器SR81等组成该机市电整流滤波电路的浪涌电流限制保护电路。若未设置此部分电路,在开机瞬间,因整流滤波电路中的滤波大电容C810(560~680μF/450V)两端电压不能突变,使整流后形成的+300V左右高电压将直接加在C810两端,会在整流滤波回路中产生一个很大的浪涌冲击电流,此电流如果不加以抑制,频繁开机会损坏熔断器、整流桥和滤波元器件,并对电网有一定的污染。
该保护功能电路中电磁继电器SR81电磁线圈两端的+12V工作电压是由行输出变压器T461⑦脚输出的行逆程脉冲经R448降压与D408、C443整流滤波后形成的。在电源刚接通时,行扫描系统尚未投入工作,继电器SR81因线圈没有驱动电压,而处于释放复位状态,其常开触点断开,整机电流全部流经两只串联的大功率电阻R812+R813,以限制开机瞬间产生的浪涌电流。当C810两端电压建立,开关电源起振,行扫描系统工作后,行输出电路形成的+12V电压加到SR81线圈两端,使继电器吸合,其常开触点闭合,R812、R813被短路,负载电流全部流经SR81已闭合触点,从而避免了电视机正常工作时,较大的负载电流在电阻(R812+R813)上产生无用功率损耗。因此该保护功能实质上是降低整机功耗,减小R812、R813的故障率,以提高整机工作可靠性能。
⑵ 市电欠压保护电路
由图2电路中取样电阻R877、R878、稳压管D871、控制管Q874、Q873及Q801○11脚内部电路等组成。当市电工作范围在110~240V之间时,市电整流滤波电路在滤波电容C810两端形成的脉动电压经过取样电阻R877、R878分压取样后,使稳压管D871击穿导通→Q874导通→Q873截止→开关电源厚膜块Q80l第○11脚电压在1V以上,使其内部延迟关断电路不动作,即开关电源因Q801内振荡器正常工作而不受影响。
当市电电压低于110V或某种原因引起滤波电容C810两端电压低于66V时,经R877、R878分压取样在R878两端形成的直流电压将低于18V,不能使D87l导通→Q874截止→Q873导通,导致Q80l第○11脚电压下降至0.3V以下,使其内部的延迟关断电路动作,从而使开关电源停止工作。
⑶ 市电异常升高过压保护
当市电异常升高瞬时超过240V时,市电整流滤波电路在滤波电容C810两端形成的脉电压将超过330V,此电压经(R866+R870)、R872分压、C867滤波后将使Q801○14脚电压瞬时升至0.7V以上,于是Q801○14脚内部的过流保护电路(OCP)起控,从而关闭振荡器,使开关电源停止工作。
⑷ 场效应开关管工作电流过流保护
该过流保护监控电路由Q801○14脚内部电路与其外接电路C867、R866、R870、C864、C870等元器件组成,其作用是防止Q801○18脚外接的LC串联回路出现过电流损坏MOS场效应开关管。开关电源工作时,场效应开关管的输出电流经C864耦合,在R870两端形成交流电压,通过R866、C867平滑滤波加到Q801○14脚内部OCP电路进行检测;若场效应开关管中的漏极电流超过安全电流阀值时,反馈到Q801○14脚的检测电压将达到0.7V,使其内部OCP电路起控,通过延迟电路开启关断电路,强制振荡器电路停止振荡,开关电源停止工作。
若场效应开关管的漏极电流增大,但反馈到Q801○14脚的检测电压低于0.7V时,OCP电路会通过振荡器控制电路的作用,以降低振荡器输出信号的工作频率与脉宽,使场效应开关管工作电流减小,达到抑制Q801○18脚外接的LC回路电流增大的目的。
⑸ 电源厚膜块Q801启动端电压过压或欠压保护
该保护功能监控电路设在厚膜块Q801○12脚内部,它是通过对输入到○12脚的直流电压进行取样监测来控制内部过压保护(OVP)或欠压保护电路是否起控。如果开关电源稳压控制电路不良引起输出的直流电压过高,或○12脚外接的串联稳压电路中Q872工作异常,使其发射极输出到Q801○12脚直流电压超过OVP起控的阀值电压(约20V)时,Q801内部OVP电路将起控,并输出触发信号开启关断电路,强制振荡器电路停止振荡,开关电源停止工作。
若此OVP电路功能失效引起开关电源输出电压继续升高时,Q801○12脚输入的直流电压也相应升高,当此电压高于27V时,○12脚外接的稳压管D878将齐纳导通,使○12脚电压被箝位于0V,于是Q801内部启动电路停止工作,振荡器停止振荡,以实现过压保护功能。
若输入到Q801○12脚直流电压低于欠压保护电路起控的阀值电压(约7.4V)时,Q801内部欠压保护电路也将起控,强制振荡器电路停止振荡,开关电源停止工作。
⑹ 过热保护(TSD):该保护功能监控电路由Q801内部TSD电路组成。如果厚膜块Q801在工作过程中出现过流或短路故障,使厚膜电路芯片温度超过150℃时,通过温度传感器作用,使TSD电路起控,并输出触发信号开启关断电路,强制振荡器电路停止振荡,开关电源停止工作。
⑺ 电源软起动控制保护
该保护功能监控电路由Q801⑩脚内部电路与其外接电路R863、C866组成。在开关电源启动瞬间,由于开关变压器T862次级各绕组直流电压尚未建立,空载电源的场效应开关管工作在最大脉冲占空比状态,流过两只V-MOS场效应晶体管的峰值电流很大,极易造成过流损坏,为此在Q801⑩脚设置了延时软启动电路。它的作用是利用开机瞬间Q801⑧脚有较大的控制电流通过R863给C866充电,基于电容器两端电压不能突变的特性,C866上充电电压的建立有一个稳定过程,在这段延迟时间内,先给电源开关管提供占空比系数小的驱动方波脉冲,待C866上电压充电结束即开关变压器T862各次级绕组电压建立时,再恢复正常宽脉冲振荡,避免开机瞬间较大的峰值电流冲击损坏V-MOS场效应管。由于C866是由稳压电路的控制电流充电的,因此该部分电路还可减轻电源工作时的突发脉冲对稳压电路的影响。
⑻ 复合保护功能控制电路
该部分电路主要由厚膜电路Z801(HICl016)○14、○15、○16脚内部电路Q5、Q6、Q7及Z801○16脚外接的直流待机控制电路等组成(参考图6),它与开关电源+B输出端过流、过压及场输出过流等保护监控电路相连接。其中Q6、Q7接成模拟可控硅电路,Q6的基极等效于可控硅的控制栅极(G),Q7的发射极等效于可控硅的阳极(A),Q6的发射极等效于可控硅的阴极(K)。
在整机工作正常时,因Q6的基极电压为0V,Q6、Q7全部截止,Q5也截止,即Z801○16脚内部电路等效开路,对直流待机控制电路工作状态不影响。当某种原因(如开关电源+B输出端过流保护或过压保护或场输出过流保护等电路起控)引起Q6基极输入高电平时,因正反馈电路的作用,使Q6、Q7、Q5均相继饱和导通,即综合保护电路起控,使Z801○16脚电压被箝位于0.3V以下,直流待机控制电路QB30截止,继而迫使整机处于待机保护状态。
由于Q6、Q7组成的模拟可控硅电路具有自锁控制功能,因此当模拟可控硅触发导通即综合保护电路起控时,在故障没有排除之前,这种强制性保护待机状态不会解除,除非断电后重新开机。
⑼ +B输出端过压保护
当稳压控制电路不良时,将会导致+B输出端电压大幅度升高,这极易造成开关电源+B输出端负载电路(主要是行输出电路)中某些贵重元器件过压损坏,为了避免这种现象,该机在开关电源+B输出端设置了由R472与Z801①脚内部电路R17、R18、ZD5等组成的过压保护监控电路(参考图6)。
在开关电源稳压控制电路工作正常时,+B输出端电压为+125V,此电压经R472、R17、R18构成的电阻分压网络分压后加到ZD5阴极的直流电压将低于33V,使33V稳压管ZD5不导通,于是对综合保护电路工作于状态不影响;当某种原因引起开关电源+B输出端电压升高至过压起控阀值145V时,此电压经过Z801①脚内的Rl 7、R18分压取样后,加到稳压管ZD5阴极的直流电压将高于33V,使ZD5齐纳导通→Q6、Q7相继导通→Q5导通→QB30截止→使整机处于待机状态。
由于综合保护电路控制功能是通过光电耦合器Q862与电源厚膜块Q801⑧脚内部电路共同实现的,因此这种过压保护仅对Z80l内的稳压取样与误差放大电路不良导致的+B输出端电压异常升高起保护作用,而对于光电耦合器Q862、电源块Q80l不良时引起+B电压异常升高时,该过压保护电路只能关断行振荡电源Q403的输出,使行扫描电路停止工作,但开关电源输出端电压仍然过高,同时开关变压器T862②、③脚间绕组感应的脉冲电压相应过高,加到电源厚膜块Q801○12脚的工作电压也过高,当Q801○12脚直流电压超过20V时,Q801内部OVP电路将起控,使振荡电路停止工作。显然该开关电源具有双重过压保护功能。
⑽ +B输出端过流保护
该过流保护监控电路是由过流取样电阻R470(0.56Ω/1W)与R471、R472及Z801①、②脚内部电路Q8、ZD4等元器件组成(参考图6)。开关电源+B输出端的工作电流主要是行输出电路的工作电流,当行输出电路工作正常时,流过取样电阻R470的行电流约为500mA,此时R470两端电压降低于0.3V,小于Q8管发射结导通阀值电压,于是Q8呈截止状态,ZD4不导通,对综合保护电路工作状态不影响。
当某种原因如行输出变压器或偏转线圈匝间短路、行逆程电容漏电等引起行输出电路工作电流过大时,在+B过流取样电阻R470两端形成的电压降必然过大,此电压降加到Z801①、②脚内部电路,使Q8饱和导通→+B电压通过R472、导通的Q8集射极、D1、R16给Z801⑥脚外接C470充电→当C470两端电压充电到13.5V时,12V稳压管ZD4齐纳导通→Q6、Q7、Q 5相继导通→QB30截止→最终使整机进入待机状态。
⑾ 场输出电源27V过流保护
场扫描输出电路Q301(TA8427K)正常工作所需的+27V直流电源是由行输出变压器T461⑥脚输出的行逆程脉冲经其外接的整流滤波电路后由过流取样电阻R343限流后供给。为了防止场输出电路工作异常时产生的偏移电子束打到显像管管颈而危及显像管的安全,该机设置了由R341~R343、R344、R349、Q340、D340等元器件组成的+27V电源过流保护监控电路(参考图6)。
当场输出电路不良(如出现过流或器件短路损坏等)引起+27V供电电流过大时,在取样电阻R343上产生的压降将相应过大(大于0.5V时),于是Q340导通,其集电极输出6V以上直流电压,此电压经R341、R349分压,使5.6V(有的机型为4.7V)稳压管D340齐纳导通,其导通电流通过Z80l○14脚R19加到综合保护电路Q6的基极,使综合保护电路起控,迫使整机处于待机保护状态。
⑿ 软启动与软切换保护
该保护电路由光电耦合器Q862初级外接的D890、D891、C892、R892及C891、R891等元器件组成。每次开机前,因C892两端电压为0V,所以开机后+B输出端电压经R883、Q862内部发光二极管、D890对C892充电有一个过程,充电初始阶段,光电耦合器Q862的工作电流较大,当C862充电完毕,Q862内部的发光二极管工作电流将由Z801③脚内部误差放大管来控制;显然开机后开关电源振荡电路工作状态是逐渐增强的,这就是软启动保护电路作用引起的,以避免开机瞬间因振荡电路输出信号过强而损坏场效应开关管。
另外整机在待机状态向正常收视状态进行切换时,C892、R892具有状态软切换保护功能。即当整机由待机状态切换到正常收视状态时,尽管Z801③脚内部直流待机控制管Q2突然截止,但光电耦合器Q862内部发光二极管的工作电流不会突然减小,这是因为C892又被充电,只有当C892两端电压由几十伏充电到百伏以上时,开关电源才进入正常收视状态;当整机由正常收视状态切换到待机状态时,+B输出端电压将减半,因D890反偏截止,C892只能经D891迅速放电,以便在下次马上开机时,C892仍具有软启动保护功能。显然若将D890短路,整机从收视状态切换到待机状态时,因Z801内部待机控制管Q2饱和导通,C892将经Q2放电,使Q2饱和导通时不会引起光电耦合器Q862内部发光二极管工作电流立即增大,造成从收视状态到待机状态的切换也是一种软切换,这是不允许的;因为待机后行扫描电路很快停止工作,开关电源也马上工作在相应的低频间歇振荡状态。
C891、R891也有类似于R892、C892的保护功能,但因C891容量小,故不必串接二极管。

发布人:wujinlin 发布时间:2007年12月24日 已被浏览 7070
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