彩電開關(guān)電源的分析

目前在電器中使用最多的電源就是開關(guān)穩(wěn)壓電源，彩電、平板電視、顯示器、D V D 等等，開關(guān)電源的故障率也是很高的，工作在大電流、高電壓、大功率狀態(tài)。

　　一、開關(guān)電源使用率高，有串聯(lián)型穩(wěn)壓電源無(wú)法媲美的優(yōu)越性

　　1 、效率高：開關(guān)型穩(wěn)壓電源的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，因此，功耗很小，效率可大大提高，其效率通?？蛇_(dá)80%～90% 左右。

　　2、重量輕：開關(guān)型穩(wěn)壓電源常采用電網(wǎng)輸入的交流電壓直接整流，省去了笨重的工頻變壓器。

　　3、穩(wěn)壓范圍寬：輸入交流電壓在80～260V 之間變化時(shí)，都能達(dá)到良好的穩(wěn)壓效果，輸出電壓的變化在2% 以下，與此同時(shí)仍保持高效率。

　　4、安全可靠：在開關(guān)型穩(wěn)壓電路中，具有各種保護(hù)電路。

　　5 、濾波電容容量?。河捎陂_關(guān)信號(hào)頻率高，濾波電容的容量大大減小。

　　6、功耗小，機(jī)內(nèi)溫升低：由于晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)，不需采用大散熱器，機(jī)內(nèi)溫升低，因此整機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性也得到一定程度提高。

　　二、開關(guān)電源工作狀態(tài)分析

　　開關(guān)電源按照負(fù)載與儲(chǔ)能電感的連接方式來(lái)分，通常有串聯(lián)型開關(guān)電源與并聯(lián)型開關(guān)電源大類，串聯(lián)型開關(guān)電源因電網(wǎng)電壓與主板地線不隔離的缺陷容易發(fā)生觸電事故，故目前絕大多數(shù)用并聯(lián)型開關(guān)電源，并聯(lián)開關(guān)電源主板地線不與電網(wǎng)相線相連，習(xí)慣上稱為“冷底盤電路”或稱為“冷機(jī)心”。目前用得最多的是自激式振蕩開關(guān)脈沖調(diào)寬式穩(wěn)壓電源，有些引入了行同步功能。

?

圖1 工作原理示意圖

?

圖2 波形圖

從圖中可以看出只要控制了開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間（也就是脈沖寬度，故叫脈寬調(diào)整）就控制了電感L1 充電時(shí)間，從而控制了負(fù)載的供電量，開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)管在截止時(shí)電感L1會(huì)產(chǎn)生很高的自感電壓，相當(dāng)于電源的整流以后電壓10陪，約有3000V左右，故要求開關(guān)管耐壓要高，且要求L1 有合適的RC 放電回路。

　　前10 年的彩電以三洋公司研發(fā)的A3電源居多，以分立元件為主，但目前的彩電是一塊IC 加一個(gè)開關(guān)管的形式，或直接就是一塊IC 厚膜的形式。

　　圖3是2007 年TCL 公司推出的2188F純平彩電的電源部分，用了一個(gè)IC ：

?

圖3

　　TDA16846 加一個(gè)開關(guān)管：場(chǎng)效應(yīng)管BUZ91A 的形式，整個(gè)電路結(jié)構(gòu)顯得比較簡(jiǎn)單，這電路沒用光電耦合器做反饋。

　　彩電一般的開關(guān)電源是由振蕩電路、穩(wěn)壓電路和保護(hù)電路三大部分組成。

　　1、振蕩電路：開關(guān)電源振蕩電路分為晶體管振蕩電路和集成塊振蕩電路，如STR-S??系列IC，TEA2104、TDA4601、TDA4605、TDA2261、TDA16846 等等。

　　2、穩(wěn)壓電路：開關(guān)電源的穩(wěn)壓原理均采用脈沖調(diào)寬式的穩(wěn)壓方式，即通過自動(dòng)改變開關(guān)功率管的關(guān)閉和導(dǎo)通時(shí)間的比例，或通過改變振蕩器輸出脈沖的占空比來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的。穩(wěn)壓部分的電路由取樣、比較、控制三個(gè)部分組成，很多機(jī)芯此部分電路是采用IC（如SE110 等IC）和光耦件組合而成，而有些機(jī)芯則采用分立元件組成（多為國(guó)產(chǎn)機(jī)），而有些機(jī)芯采用的電源IC本身就集成了這部分電路（如部分串聯(lián)型開關(guān)電源IC）。

　　3 .保護(hù)電路：彩電開關(guān)電源都設(shè)有保護(hù)電路，其保護(hù)方式均是使電路停振。有過流保護(hù)、過壓保護(hù)和欠壓保護(hù)（短路保護(hù)），還有過熱保護(hù)。過流保護(hù)電路其過流取樣點(diǎn)，大部分電視機(jī)中都是在主振功率管的發(fā)射極電位上。過壓保護(hù)電路的取樣點(diǎn)一般取自220V交流經(jīng)整流濾波后的電壓或主負(fù)載供電電壓，通過一個(gè)齊納二極管（穩(wěn)壓管）來(lái)進(jìn)行取樣判別。短路保護(hù)電路的取樣點(diǎn)一般在穩(wěn)壓電源輸出的低壓組電源上，通過一個(gè)二極管來(lái)進(jìn)行判別取樣，在IC 式開關(guān)電源中，有部分機(jī)采用的電源IC內(nèi)部有“閂鎖電路”，這個(gè)“閂鎖電路”實(shí)際上是一個(gè)保護(hù)執(zhí)行電路，各取樣點(diǎn)送來(lái)的信號(hào)，通過它執(zhí)行對(duì)電路的停振控制。

　　三、開關(guān)電源的檢修

　　開關(guān)電源損壞后，大多都可獨(dú)立進(jìn)行維修，將負(fù)載全部斷開，在主負(fù)載供電電源上帶一只2 2 V 、1 0 0 W 的燈泡做假負(fù)載，并采用低壓供電安全方式，即將供電電源經(jīng)一自耦式變壓器降至70V 左右進(jìn)行維修，這種維修方法完全避免了因電路存在隱患而再度損壞元件的現(xiàn)象，一般正常的開關(guān)電源（并聯(lián)式），在7 0 V 左右的供電電壓就能正常起振工作，慢慢調(diào)整自耦變壓器的輸出電壓，開關(guān)電源的輸出電壓都應(yīng)固定在其預(yù)設(shè)的電壓值上不變，如果開關(guān)電源的輸出電壓隨輸入電壓的變化而變化，則表明其穩(wěn)壓部分有問題；如果沒有電壓輸出則表明震蕩電路部分有問題。

　　第一種情況：我們以并聯(lián)型光耦控制穩(wěn)壓式開關(guān)電源為例，討論一下其維修方法。當(dāng)開關(guān)電源不能正常穩(wěn)壓時(shí)，第一步是要確認(rèn)引起故障的部位，簡(jiǎn)單快捷的方法是：將光耦件熱地端的兩控制腳短路，如果電路進(jìn)入停振狀態(tài)，則表明故障在取樣比較電路，取樣比較電路有問題多半是比較IC 和光耦損壞所致（比較IC損壞多數(shù)會(huì)引起光耦件同時(shí)損壞），如果是控制電路問題，如控制晶體管損壞，在晶體管的代換上一定要注意晶體管的參數(shù)。

　　第二種情況：電路不起振。當(dāng)確信供電電壓正常時(shí)，首先檢查啟動(dòng)電阻（即跨接在311V 電源與主振功率管基極之間的電阻）是否開路或變值，另外要考慮到不起振是否是由于保護(hù)電路動(dòng)作所引起，如S T R 6 3 0 9 的第6 腳電壓（正常為0 V ），STR50213 的第5 腳（正常時(shí)100V 左右），TEA2261 的第3 腳（正常為0V），TDA4601的第5腳等等，如果是保護(hù)電路引起停振可通過此點(diǎn)來(lái)進(jìn)行判別，另外當(dāng)控制電路有問題（如控制管擊穿）也會(huì)引起電路停振。

　　其實(shí)開關(guān)電源電路是比較簡(jiǎn)單的電路，只要分清主振電路、保護(hù)電路和比較穩(wěn)壓電路三者的連接關(guān)系，維修起來(lái)就容易了。

　　另外，開關(guān)電源的主振功率管因其集電極是感性負(fù)載，所以在主振管工作時(shí)，其集電極將要承受8～10 倍于電源的脈沖電壓，為此在電路上加入了吸收電路（并于振蕩變壓器初級(jí)繞組的電容和電阻串聯(lián)支路）和在主振管集電極與地之間并接的電容，這些元件的作用與行輸出級(jí)的逆程電容有相似的作用，當(dāng)這些元件有問題時(shí)，極易損壞主振功率管，此點(diǎn)需引起注意，本人曾維修過一臺(tái)日立2518 的彩電，檢查發(fā)現(xiàn)其開關(guān)電源吸收電路的電容在溫度升高時(shí)，電容值會(huì)變小，從而引起經(jīng)常損壞電源主振功率管的故障，開關(guān)管擊穿后通常會(huì)把前面的限流水泥電阻燒斷。

?