探析GP02開關(guān)電源的電路

　　GP02開關(guān)電源屬于自激間歇振蕩電源，該電源采用三肯公司生產(chǎn)的開關(guān)電源專用集成電路 STR - X6759N 和STR-V152。該系列集成電路組成的開關(guān)電源具有電源電壓適應(yīng)范圍寬，能在 150V~260V交流電壓范圍內(nèi)正常工作。輸出功率大，可提供 150W以上的功率。該開關(guān)電源設(shè)計(jì)有過流、過熱、過壓保護(hù)電路，一旦開關(guān)電源穩(wěn)壓電路中的取樣放大電路出故障，造成輸出電壓過高，或負(fù)載過重導(dǎo)致開關(guān)電源過流，設(shè)計(jì)在集成塊內(nèi)部的過壓、過流保護(hù)電路便會(huì)立即啟動(dòng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，使開關(guān)電源停止工作，有效避免故障范圍擴(kuò)大。

　　根據(jù)電路結(jié)構(gòu)和作用，該開關(guān)電源可分為進(jìn)線濾波和整流濾波電路、主開關(guān)電源電路、副開關(guān)電源電路三大部分。

　　1.進(jìn)線濾波和整流濾波電路

　　長(zhǎng)虹GP02開關(guān)電源采用三級(jí)進(jìn)線濾波器。第一級(jí)進(jìn)線濾波器由L801 、C860、C861、C862，組成。交流 220V電壓經(jīng)延遲保險(xiǎn)絲FU801加在第一級(jí)進(jìn)線濾波器上。在第一級(jí)進(jìn)線濾波器中， L801 的作用是對(duì)電網(wǎng)中的對(duì)稱性干擾進(jìn)行濾波。由于L801兩個(gè)繞組方向相同，流入兩個(gè)繞組的電流方向始終相反，故由市電進(jìn)入的對(duì)稱干擾產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向始終相反，互相抵消。對(duì)于非對(duì)稱干擾，則由接在 L801兩端的電容 C860、C861、C862與 L801組成的兩個(gè)л型低通濾波器進(jìn)行濾除。

　　220V 交流電經(jīng)第一級(jí)進(jìn)線濾波器濾除通過電網(wǎng)串入的對(duì)稱性和非對(duì)稱性干擾后，再進(jìn)入由 C863、C8864、L802 組成的第二級(jí)進(jìn)線濾波器進(jìn)行濾波。第二級(jí)進(jìn)線濾波器的電路結(jié)構(gòu)與第一級(jí)完全相同。第三極濾波由T804、T805組成。GP0開關(guān)電源設(shè)計(jì)多級(jí)進(jìn)線濾波器的目的是增強(qiáng)開關(guān)電源的抗干擾能力，提高電視機(jī)的電磁兼容性。

　　在進(jìn)線濾波器中， C860、C861 串聯(lián)后，中點(diǎn)接在冷地上，目的是使電視機(jī)開關(guān)電源第一級(jí)進(jìn)線濾波器的高頻地電位與整機(jī)冷地高頻地電位相等，防止電視機(jī)中的高頻脈沖信號(hào)通過接地回路對(duì)電視機(jī)本身造成干擾。

　　進(jìn)線濾波電路中的RP801為壓敏電阻，其特性是當(dāng)加在電阻兩端的電壓高到一定程度時(shí)，電阻就會(huì)擊穿短路，電阻擊穿短路后，接在電阻前面的保險(xiǎn)絲FU801就會(huì)熔斷，從而有效避免市電過高導(dǎo)致開關(guān)電源過壓損壞。所以，在電路中，通常將RP801稱之為過壓保護(hù)電阻。

　　從電路結(jié)構(gòu)上看，進(jìn)線濾波器的第一、二級(jí)接在保險(xiǎn)絲FU801的后面，橋式整流濾波電路中的前面。220V交流電通過保險(xiǎn)絲FU801、第一、二級(jí)進(jìn)線濾波器輸往橋式整流濾波電路。因此，進(jìn)線濾波器出故障，應(yīng)當(dāng)有三種故障表現(xiàn)形式：一是電視屏幕上出現(xiàn)高頻干擾;二是電視機(jī)在使用過程中，對(duì)其它電器設(shè)備造成干擾;三是造成電源保險(xiǎn)絲FU801熔斷。所以，檢修GP02開關(guān)電源故障時(shí)，只有出現(xiàn)FU801熔斷故障，才對(duì)進(jìn)線濾波電路進(jìn)行檢查。

　　橋式整流濾波電路由BD801、C800等元件組成。橋式整流濾波電路的作用是對(duì)交流220V電壓進(jìn)行整流濾波。在圖1所示電路中，電源開關(guān)一旦接通，交流220V電壓經(jīng)進(jìn)線濾波器處理后，直接加到由BD801組成的橋式整流電路上，由橋式整流電路進(jìn)行整流，C800濾波得到約296V左右的直流電壓，然后分成兩路，一路經(jīng)T801(1)-(3)繞組和T802(1)-(3)繞組加到IC801的(1)腳，作為IC801內(nèi)部開關(guān)管的工作電壓;另一路經(jīng)T806(1)-(3)繞組加在IC800(1)腳，作為IC800內(nèi)部開關(guān)管的工作電壓。

　　2.副開關(guān)電源電路

　　副開關(guān)電源主要由IC800、T806、IC805、IC808、Q804等元件組成。該部分電路的作用是為整機(jī)提供+5V直流工作電壓。

　　IC800的(1)腳為內(nèi)部開關(guān)管的“D”極，(3)腳為過流保護(hù)檢測(cè)端，(4)腳為電源端，(6)腳為過載保護(hù)和穩(wěn)壓信號(hào)輸入端，(8)腳為啟動(dòng)電壓。副開關(guān)電源的振蕩電路完全由IC800內(nèi)部相關(guān)電路組成。電源開關(guān)接通后，整流濾波電路產(chǎn)生的296V左右直流電壓經(jīng)經(jīng)D808加到IC800的(8)腳，經(jīng)集成塊內(nèi)部二次穩(wěn)壓后作為振蕩電路的啟動(dòng)電壓，振蕩電路得電后開始振蕩，振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖信號(hào)經(jīng)集成塊內(nèi)部相關(guān)電路(門限電路、驅(qū)動(dòng)器等)處理后，直接輸往開關(guān)管的控制極。

　　集成塊IC800內(nèi)部的開關(guān)管為脈沖放大管，其作用是對(duì)驅(qū)動(dòng)器輸來的脈沖信號(hào)進(jìn)行放大。開關(guān)管的漏極電壓由交流220V整流濾波電路提供。

　　開關(guān)管在驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖信號(hào)作用下，進(jìn)入開關(guān)工作狀態(tài)，在漏極和源極之間形成變化電流。該變化電流流過開關(guān)變壓器T806的(1)-(3)繞組，在T806(1)-(3)繞組中產(chǎn)生周期性的變化磁場(chǎng)，此變化磁場(chǎng)通過變壓器T801的互感作用，在開關(guān)變壓器的次級(jí)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，次級(jí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓經(jīng)接在開關(guān)變壓器次級(jí)的整流濾波電路D815、C823、C825、C837整流濾波后，形成+5V整機(jī)所需要的+5V直流電壓。

　　開關(guān)電源振蕩電路由開始振蕩進(jìn)入穩(wěn)定振蕩狀態(tài)后，以IC805、IC808為主組成的穩(wěn)壓電路啟動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，對(duì)由整流濾波電路D815、C823、C825、C837整流濾波后形成的+5V直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。

　　D817、C813組成的整流濾波電路對(duì)T806(4)-(6)繞組輸出的脈沖電壓進(jìn)行整流濾波，得到約20V左右的直流電壓。該電壓分為兩路，一路直接加到IC800的(4)腳，作為IC800穩(wěn)定工作時(shí)的供電電壓;另一路經(jīng)D819、R817A送往Q801的發(fā)射極，既作為IC801進(jìn)入工作狀態(tài)的啟動(dòng)電壓，又作為Q801兩路供電電壓中的一路。

　　副開關(guān)電源的穩(wěn)壓電路由集成塊IC800內(nèi)部相關(guān)電路和IC 808、IC805等元件組成。IC805為取樣放大專用組件，該組件等效于一個(gè)接有固定偏置的單管取樣放大電路;IC 808為光耦合器。在開關(guān)電源中，使用光耦合器能將開關(guān)電源的熱地和信號(hào)處理及行場(chǎng)掃描電路中的冷地進(jìn)行隔離。

　　穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓過程如下：當(dāng)由于某種原因引起開關(guān)電源輸出電壓升高時(shí)，取樣組件IC805(1)腳電壓和光耦合器IC 808初級(jí)二極管正端電壓將同步上升，IC805(1)腳電壓上升后，通過IC805內(nèi)部電路的作用，使IC805(2)腳電壓下降，也意為著IC808初級(jí)二極管的負(fù)極電壓下降。此時(shí)，光耦合器IC808導(dǎo)通增強(qiáng)，由光耦合器輸往集成塊IC800(6)腳的電流增加，(6)腳輸入電流的增加量通過集成塊IC800內(nèi)部比較放大電路處理后，形成控制電壓加在振蕩電路上，對(duì)決定振蕩脈沖頻率的RC時(shí)間常數(shù)的充放電時(shí)間進(jìn)行控制，使振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖頻率降低，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間縮短，開關(guān)電源的輸出電壓下降恢復(fù)到正常值。

　　開關(guān)電源輸出電壓下降時(shí)，取樣組件IC805的(2)腳電壓和光耦合器初級(jí)二極管正端電壓將同步下降，IC805的(2)腳電壓上升，此時(shí)，光耦合器導(dǎo)通減弱，由光耦合器次級(jí)注入集成塊IC800(5)腳的電流減少，(5)腳注入電流減少后，經(jīng)集成塊內(nèi)部電路的作用，使振蕩電路的振蕩脈沖頻率升高，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)，開關(guān)電源輸出電壓上升達(dá)到正常值。

　　待機(jī)控制電路由Q804、IC804、Q801組成。本開關(guān)電源中的待機(jī)控制電路僅對(duì)主開關(guān)電源工作狀態(tài)進(jìn)行控制。在電視機(jī)工作在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，使主開關(guān)電源停止工作。待機(jī)控制電路中的IC804、R809組成Q801的基極偏置電路。電視機(jī)工作在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，液晶電視主信號(hào)電路板中的控制系統(tǒng)電路輸出的“POWER”控制電壓為低電平“0V”，Q804截止，光耦合器IC804截止，此時(shí)，Q801基極因無電流而處于截止?fàn)顟B(tài)，主開關(guān)電源中IC801無工作電壓停止工作。用遙控器或本機(jī)二次開機(jī)鍵開機(jī)，電視機(jī)由待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)為正常工作后，主信號(hào)處理板輸出的“POWER”端電壓由低電平變?yōu)楦唠娖?約4.8V)，Q804飽和導(dǎo)通，IC804導(dǎo)通。IC804導(dǎo)通后，次級(jí)極間電阻成為Q801基極的偏置電阻，Q801因基極得到正常偏置電壓?jiǎn)?dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)。

　　3.主開關(guān)電源電路

　　主開關(guān)電源主要由IC801、T801、T802、IC807、IC803、Q801等元件組成。該部分電路的作用是為整機(jī)提供+12V、+24V直流工作電壓。

　　IC801為主開關(guān)電源的核心電路，集成塊內(nèi)置振蕩、驅(qū)動(dòng)放大、比較器、過流、過壓、過熱保護(hù)等電路。IC801(1)腳為內(nèi)接開關(guān)管的“D”極，(2)腳為內(nèi)接開關(guān)管的源極/地，(4)腳為電源端，(5)腳為軟啟動(dòng)/過載檢測(cè)，(6)腳為穩(wěn)壓控制輸入，(7)腳為過流保護(hù)檢測(cè)端。

　　開關(guān)電源的振蕩電路完全由IC801內(nèi)部相關(guān)電路組成。用遙控器或本機(jī)鍵開機(jī)，副電源中的Q804、IC804飽和導(dǎo)通，Q801因基極獲得正常偏置電壓?jiǎn)?dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，副電源中D817負(fù)端輸出的20.85V電壓經(jīng)D819、R817A、Q801加到IC801的(4)腳，當(dāng)(4)腳電壓達(dá)到18V以上時(shí)，集成塊內(nèi)部振蕩電路開始振蕩，振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖信號(hào)經(jīng)集成塊內(nèi)部門限電路、驅(qū)動(dòng)器等處理后，直接輸往開關(guān)管的控制極。

　　開關(guān)管在驅(qū)動(dòng)電路送來的脈沖信號(hào)作用下進(jìn)入開關(guān)工作狀態(tài)，在漏極和源極之間形成變化電流。該變化電流流過開關(guān)變壓器T801和T802的(1)-(3)繞組，在(1)-(3)繞組中產(chǎn)生周期性的變化磁場(chǎng)，此變化磁場(chǎng)通過變壓器T801、T802的互感作用，在開關(guān)變壓器的次級(jí)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，次級(jí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓經(jīng)接在開關(guān)變壓器次級(jí)的整流濾波電路D811、D812、C810、C812、D840、D841、C819 C811、C821整流濾波后，形成壓路機(jī)所需要的+12V、+24V直流電壓。

　　開關(guān)電源振蕩電路由開始振蕩進(jìn)入穩(wěn)定振蕩狀態(tài)后，以IC807、IC803為主組成的穩(wěn)壓電路啟動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，對(duì)由整流濾波電路形成的+12V、+24V電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。

　　D807、C805組成的整流濾波電路對(duì)T801和T802(4)-(6)繞組輸出的脈沖電壓進(jìn)行整流濾波，得到約20V左右的直流電壓加在Q801的發(fā)射極，作為Q801的工作電壓。Q801組成的電路為單管穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路的供電采用雙電源供電，目的有兩個(gè)，一是降低電源的內(nèi)阻。二是增大單管穩(wěn)壓電路的注入電流，保證主開關(guān)電源振蕩電路穩(wěn)定工作時(shí)獲得足夠的電流。

　　主開關(guān)電源的穩(wěn)壓電路由集成塊IC801內(nèi)部相關(guān)電路和IC 807、IC803等元件組成。IC807為取樣放大專用組件，IC803為光耦合器。穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓過程如下：當(dāng)由于某種原因引起開關(guān)電源輸出電壓升高時(shí)，取樣組件IC807(1)腳電壓和光耦合器IC 803初級(jí)二極管正端電壓將同步上升，IC807(1)腳電壓上升后，通過IC807內(nèi)部電路的作用，使IC807(2)腳電壓下降，光耦合器IC803導(dǎo)通增強(qiáng)，由光耦合器輸往集成塊IC801(6)腳的電流增加，(6)腳輸入電流的增加量通過集成塊IC801內(nèi)部比較放大電路處理后，形成控制電壓加在振蕩電路上，對(duì)決定振蕩脈沖頻率的RC時(shí)間常數(shù)的充放電時(shí)間進(jìn)行控制，使振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖頻率降低，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間縮短，開關(guān)電源的輸出電壓下降恢復(fù)到正常值。

　　開關(guān)電源輸出電壓下降時(shí)，取樣組件IC807的(2)腳電壓和光耦合器初級(jí)二極管正端電壓將同步下降，IC807的(2)腳電壓上升，此時(shí)，光耦合器導(dǎo)通減弱，由光耦合器次級(jí)注入集成塊IC801(6)腳的電流減少，(6)腳注入電流減少后，經(jīng)集成塊內(nèi)部電路的作用，使振蕩電路的振蕩脈沖頻率升高，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)，開關(guān)電源輸出電壓上升達(dá)到正常值。

　　開關(guān)電源中的D805、R807A、D806、C803、R802A組成的電路，既為IC801(7)腳提供0.75V的固定偏置電壓。又組成IC801內(nèi)部開關(guān)管的導(dǎo)通延遲電路。

　　D805、D804、D802、R804A、C801、R807A、R805A、R802A與集成塊內(nèi)部相關(guān)電路組成過流保護(hù)電路。該電源的過流保護(hù)采用負(fù)電壓檢測(cè)型，過流保護(hù)門坎電平為-0.95V。D805、R807A、D806、C803、R802A組成的電路，既為IC801(7)腳提供0.75V的固定偏置電壓。又組成IC801內(nèi)部開關(guān)管的導(dǎo)通延遲電路。

　　T801和T802(4)-(6)繞組輸出的脈沖電壓，R802A、R804A、C801組成電源輸出端負(fù)載出現(xiàn)短路，或整流濾波電路有元件擊穿導(dǎo)致電源輸出電流過大時(shí)，電源輸出端電壓

　　從對(duì)開關(guān)電源穩(wěn)壓電路和待機(jī)控制電路的分析，可以得出如下結(jié)論：

　　待機(jī)控制電路是開關(guān)電源中的輔助電路，穩(wěn)壓電路才是開關(guān)電源中的主要電路。待機(jī)控制電路是為了改變電源工作狀態(tài)設(shè)計(jì)的，待機(jī)控制電路對(duì)相關(guān)電路的控制結(jié)果是促使開關(guān)電源工作在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，輸出電壓下降;穩(wěn)壓電路則是為了保證開關(guān)電源有穩(wěn)定的輸出電壓設(shè)計(jì)的。穩(wěn)壓電路和待機(jī)控制電路不僅在開關(guān)電源中所發(fā)揮的作用正好相反，而且工作狀態(tài)也是相反的。待機(jī)控制電路工作時(shí)，穩(wěn)壓電路不工作;穩(wěn)壓電路工作時(shí)，待機(jī)控制電路不工作。穩(wěn)壓電路和待機(jī)控制電路在開關(guān)電源中的這種特性，決定了兩種電路處于不同工作狀態(tài)或出故障時(shí)，對(duì)開關(guān)電源輸出電壓的影響。

　　就其工作狀態(tài)來講，待機(jī)控制電路VQ822、VQ832只工作在兩種狀態(tài)：飽和導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)。工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電源的輸出電壓下降;工作在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，開關(guān)電源輸出電壓轉(zhuǎn)到正常值。所以，在開關(guān)電源中，待機(jī)控制電路出故障，只會(huì)造成開關(guān)電源輸出電壓低于正常值，而不會(huì)出現(xiàn)輸出電壓高故障。因此，在檢修開關(guān)電源輸出電壓低故障時(shí)，判定待機(jī)控制電路是否存在故障的有效方法是將待機(jī)控制電路從電路中斷開，若斷開待機(jī)控制電路后，開關(guān)電源輸出電壓恢復(fù)到正常值，則可判定開關(guān)電源輸出電壓低故障在待機(jī)控制電路。檢修待機(jī)控制電路時(shí)，應(yīng)當(dāng)只對(duì)VQ832、VQ22、VD836組成的電路進(jìn)行檢查就可以了。

　　穩(wěn)壓電路的作用既然是對(duì)開關(guān)電源輸出電壓的高低進(jìn)行調(diào)整，最終保證開關(guān)電源輸出電壓不變。因此，對(duì)開關(guān)電源而言，穩(wěn)壓電路出故障，應(yīng)當(dāng)有兩類故障現(xiàn)象：一是開關(guān)電源輸出電壓高，二是輸出電壓低。在開關(guān)電源輸出電壓高故障中，又有不同的故障表現(xiàn)形式。歸納起來，又有如下幾種故障現(xiàn)象：(1)開關(guān)電源有穩(wěn)定的、高于正常值的電壓輸出;(2)開關(guān)電源只在開機(jī)瞬間有大大高于正常值的電壓輸出，其輸出電壓很快降為“0”;(3)開關(guān)電源工作在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，有比待機(jī)時(shí)正常電壓高的電壓輸出，在由待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)為正常工作狀態(tài)后，輸出電壓正常;(4)開關(guān)電源工作在待機(jī)時(shí)，輸出電壓正常，在由待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)后，輸出電壓高于正常值。

　　在輸出電壓高的四種故障現(xiàn)象中，第一、二種故障現(xiàn)象的故障范圍應(yīng)當(dāng)在穩(wěn)壓電路和待機(jī)控制電路中的公共通道電路。穩(wěn)壓電路和待機(jī)控制電路的公共通道電路由NQ838、NQ821組成，因此，在檢修開關(guān)電源有穩(wěn)定的、高于正常值的電壓輸出和開機(jī)瞬間有較高電壓輸出，但很快降為“0”故障時(shí)，檢查范圍應(yīng)當(dāng)局限于NQ838周邊電路和NQ821。提出上述觀點(diǎn)的理由是：在開關(guān)電源中，在NQ838周邊電路和NQ821正常情況下，只有待機(jī)控制電路和穩(wěn)壓電路中的取樣組件同時(shí)損壞的情況下，才會(huì)出現(xiàn)開關(guān)電源有穩(wěn)定的、高于正常值的電壓輸出和開機(jī)瞬間有較高電壓輸出，并很快降為“0”故障。而實(shí)際上，電視機(jī)開關(guān)電源中待機(jī)控制電路和穩(wěn)壓電路中的取樣組件電路同時(shí)損壞的概率很小，在同一電路中幾乎不可能，這就說明第一、二種故障現(xiàn)象的故障范圍在NQ838周邊電路和NQ821。

　　在開關(guān)電源輸出電壓高的第三種故障現(xiàn)象中，開關(guān)電源由待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)到正常工作狀態(tài)后，輸出電壓正常，說明開關(guān)電源中的穩(wěn)壓電路不存在故障，由此進(jìn)一步說明NQ838周邊電路和NQ821是正常的，這就很清楚的說明，造成第三種故障的原因是待機(jī)控制電路存在故障，檢修時(shí)，只要對(duì)由VQ833、VD836組成的待機(jī)控制電路進(jìn)行檢查就行了。

　　對(duì)于開關(guān)電源輸出電壓高的第四種故障，應(yīng)當(dāng)說其故障表現(xiàn)形式與第三種故障表現(xiàn)形式有相似之處。由于開關(guān)電源工作在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，輸出電壓正常，這就說明，待機(jī)控制電路和由NQ821、NQ838組成的電路不存在故障，在穩(wěn)壓電路中，如果待機(jī)控制電路和由NQ821、NQ838組成的電路不存在故障，其故障就只能在穩(wěn)壓電路中的取樣組件電路了，所以，檢修第四種故障時(shí)，僅對(duì)穩(wěn)壓電路中的取樣組件NQ833進(jìn)行檢查就行了。

　　穩(wěn)壓電路和待機(jī)控制電路出故障造成的第二類故障在此不做過多的贅述。