第11讲彩色电视机的电源电路原理与维修

1第11章彩色电视机的电源电路原理与维修教学目的1．掌握开关电源电路的特点、组成和分类。2．理解开关电源电路的工作原理和故障维修。3．了解开关电源电路故障的实例分析。技能要求1．掌握开关电源故障维修方法、步骤，会分析开关电源的常见故障。2．了解开关电源故障维修的基本要领。2本章主要内容：11.1开关电源电路工作原理11.1.1开关稳压电源的特点11.1.2开关稳压电源的分类11.1.3开关稳压电源的组成11.1.4开关稳压电源的工作原理11.1.5开关稳压电源的实例分析11.2开关型稳压电源的故障维修11.2.1开关电源维修的注意事项11.2.2开关电源的常见故障检修方法11.2.3开关电源的故障维修实例3在电视机中，电源电路是整机的能源供给中心，若电源电路不能正常工作，则整机将失去正常工作的基本条件，许多检测项目都无法进行，维修工作也无法开展。其电源故障占了很大比例，因此，迅速排除电源电路的故障，是整个维修工作进程中关键性的第一步。而彩色电视机的电源一般采用开关型稳压电源。本章将介绍开关稳压电源的工作原理及其典型实用电路，这对检修测试电视机电源电路极为重要。411．1开关稳压电源电路工作原理11．1．1开关式稳压电源的特点开关稳压电源具有以下优点：（l）效率高、功耗小；（2）允许电网电压变化范围宽；（3）体积小、重量轻、稳定性好；（4）机内升温小；（5）多路电压输出；（6）具有遥控功能。但开关稳压电源具有以下缺点：（l）电源电路复杂，维修不便。（2）元器件工作在高电压、大电流的状态下，易发生故障，安全性差。511．1．2开关型稳压电源的种类1．按负载与储能电感的联接方式划分，可分为串联型与并联型开关（式）稳压电源负载电阻RL与储能电感L串联的开关稳压电源叫串联型开关稳压电源，其基本电路如图11-1所示。由图可看出，当VT饱和导通时，由于有储能电感L的存在，Ice近似线性增加，为RL供电，为滤波电容C2充电，同时在L中储能。当VT截止时，L产生左负右正的感应电压，使续流二极管VD2导通，并为C2充电，为RL供电，充电电流为ID。图11-1串联型开关稳压电源的基本电路6负载电阻RL与储能电感L并联的开关稳压电源叫并联型开关稳压电源。其基本电路如图11-2所示。由图可知，当VT饱和导通时，Ui经VT为L储能充电，充电电流近似线性规律增加。当VT截止时，L产生上负下正的感应电压，使续流二极管VD2导通，并为C2充电，为RL供电。当VT再饱和时，C2为RL供电，C2具有平滑输出电压、储存电能的作用。图11-2并联型开关稳压电源的基本电路7对于串联型与并联型开关式稳压电源，都可以用一个脉冲变压器代替储能电感。变压器具有储能作用，其初级绕组相当于储能电感，次级绕组输出的脉冲电压经整流滤波电路可产生一路或多路辅助的直流稳定电压。辅助电源的接地端可与主电源的接地端相互独立，使辅助电源的负载电路不与电网相线相接。图11-3所示为变压器耦合并联型开关稳压电源的基本电路图。图11-3变压器耦合并联型开关稳压电源基本电路8串联型开关稳压电源与并联型开关稳压电源相比，具有以下优点：（l）对开关调整管最大集电极电流和集电极与发射极间耐压要求低（因VT与L串联后还与RL串联）：（2）输出的直流电压稳定性能好；（3）波纹系数小（因在整个周期内对C充电，C与L组成滤波电路）；（4）电路简单：（5）电网高频串扰小。两者相比，串联型开关稳压电源具有以下缺点：（l）接成变压器耦合式时，变压器次级辅助直流电源的负载不能太大，而且当主电源负载因故障断开时，辅助直流电源也无输出：（2）当开关调整管被击穿短路后，Ui直接加至负载上，会造成负载元件损坏；（3）主电源负载电路的接地端会与市电的相线相连，不够安全。92．按不同的控制方式划分，可分为调宽型与调频型开关稳压电源开关稳压电源输出电压的调整是通过改变开关调整管导通时间与导通／截止变化周期的比值来实现的，或者通过改变开关调整管基极脉冲信号的脉宽T0n与周期T的比值来实现的。输出的直流电压U0与输入的直流电压Ui之间的关系可表示为由此式可以看出，当T一定时，调节T0n的大小可改变输出的直流电压U0的大小，如图11-4所示。根据这一原理进行输出电压调整的开关电源是调宽型开关电源。UTUinT001011-4调宽型开关稳压电源波形由公式还可以看出，当T0n一定时，调节周期T（即调节频率f=1/T）的大小也可以改变输出的直流电U0的大小，如图11-5所示。根据这一原理进行输出电压调整的开关电源是调频型开关稳压电源。图11-5调频型开关稳压电源波形113．按不同的激励方式划分，可分为自激式与他励式开关稳压电源由开关管和脉冲变压器正反馈绕组等组成间歇振荡器，产生脉冲电压，使开关调整管饱和/截止的开关稳压电源叫自激式开关稳压电源，该开关调整管参与振荡。除开机后一小段启动时间外，其余时间靠外来脉冲信号使开关调整管饱和/截止的开关稳压电源叫他励式开关稳压电源，该开关调整管不参与振荡。但在实际电路中多采用自激式开关稳压电源。1211．1．3开关稳压电源的组成开关稳压电源电路主要由整流电路、滤波电路、开关振荡电路（开关调整管）、控制电路、储能电路、脉冲整流滤波和取样电路等组成，如图11-6所示。图11-6开关稳压电源电路框图13（1）整流电路：整流电路的作用是将220V交流电变为脉动的直流电压。（2）滤波电路：滤波电路的作用是将脉动的直流电压变为300V左右的直流电压。（3）开关调整管：开关调整管（振荡管）的作用是将直流电压变换为高频脉冲电压。（4）储能电路：储能电路的作用是将高频脉冲电压转化为磁场能量。（5）脉冲滤波：脉冲滤波电路的作用是将磁场能量转化为电场能量，形成直流电压，为负载供电。（6）取样电路：取样电路的作用是将输出端的变化电压与基准电压进行比较，得到误差电压，放大后送到控制电路。（7）控制电路：控制电路的作用是将取样电路送来的误差电压变化为控制信号，去控回制开关调整管的导通与截止时间，从而使输出电压稳定。1411．1．4开关稳压电源电路的工作原理图11-7所示是降压式串联型开关稳压电源，它的工作原理如下：输入交流220V电压，通过整流电路后变为脉动的直流电压，脉动的直流电压经滤波电路后变为300V左右的直流电压。再由开关调整管、开关变压器、正反馈电路等，把整流滤波电路送来的直流电压变换成高频脉冲电压。最后由脉冲整流电路把高频脉冲电压整流为直流电压，为负载供电，要注意的是开关型稳压电源电路有多种类型，输出电压的形式也多种多样，分单路输出和多路输出。串联型开关稳压电源的输出端的直流电压还要送取样电路和稳压控制电路，取样电路将取样电压与基准电压进行比较，得到误差电压，误差电压经比较放大后送控制电路，由控制电路输出的直流控制电压去控制调整管的导通和截止时间，以改变高频脉冲电压的宽度或频率，从而使稳压电源输出稳定的直流电压。1511．1．5开关电源电路实例分析Y5创维4Y—01型彩色电视机开关电源实例进行分析不同厂家、不同型号的电视机，开关电源的电路结构也不尽相同，主要区别在开关调整管和控制电路。例如，有的开关电源采用全分立元件构成，有的则采用厚膜电路或集成电路。开关调整管有采用大功率开关晶体管的，也有采用场效应管的。创维4Y－01型彩色电视机的开关电源采用并联型自激方式，电路如图11－7所示，主要由整流滤波电路、振荡电路、稳压电路和输出电路等组成。16图11－7创维4Y－01型彩色电视机的开关电源17其工作过程如下：220V交流市电经C601、T601等组成的抗干扰电路后，通过VD601整流、C607滤波后形成+300V直流电压。+300V电压通过开关变压器T603的初级绕组7～l脚为开关管V604的集电极供电，同时+300V电压经启动电阻R616为V604基极提供启动工作电流。开关管V604在接通电源后便进入微导通状态，其集电极电流流过开关变压器初级绕组并产生感应电动势，由于在次级绕组9～10脚感应电压的存在，使开关管产生自激振荡。开关变压器的11～12脚绕组为取样绕组，经整流滤波后得到的取样电压与VD602稳压管两端的基准电压在V601中相比较，得到的误差控制电压从V601的集电极输出，经R609送入V602、V603组成的稳压自动控制电路。VD603为过流保护二极管，当因某种原因过流时，使VD603击穿，从而达到过流保护的目的。18该开关电源有两组电压输出：一组为5～6脚绕组的感应电压，经整流、滤波后得到B1（+115V）电压为行扫描电路供电，同时经IC004稳压，C006滤波后形成+33V电压，为调谐电路提供电源。另一组为4～6脚绕组的感应电压，经整流滤波后产生+18V电压，一方面向伴音功放电路供电，另一方面经IC601（7805）稳压后形成+5V电压为微处理器供电；还有一路经V611、稳压电路7809后输出+9V电源为行振荡电路供电。该机的待机控制电路由开关管V610、V611和R630等组成。遥控器发出待机指令时，微处理器IC001的7脚呈现低电平，V610截止，其集电极上的高电平使V611的基极电位升高，进而使V611处于截止状态，造成行振荡电路无供电电源而截止，迫使电视机处于待机状态。1911．2开关型稳压电源的故障维修11．2．1开关电源维修的注意事项1．注意安全以防触电2．开关型稳压电源维修应避免扩大故障3．开关型稳压电源维修时，不允许负载开路或短路201．注意安全以防触电彩色电视机中的电源电路省略了电源变压器，电网输入的220V／50Hz交流电直接与整流电路相连接，使得整机底板带电，所以在检修时容易造成触电事故；同时，因为底板带电，也会造成测试仪器、仪表与机芯形成交流短路，损坏各种器材。为了防止这种事故现象，在检修前一定要在电源与电视机电源线之间加接一个初、次级绕组绝缘件能良好、而匝数比为1:1的隔离变压器，隔离变压器的功率要大于电视机的功率。并联型开关电源是利用开关变压器作为电源与其他电路的隔离元件，实现电网与整机主底板之间的隔离，此类电视机整机主板不会与电网相线相通，称“冷底板”，在“冷底板”上维修时，各种仪器可以直接去测量，安全性较好。212．开关型稳压电源维修应避免扩大故障若彩色电视机出现烧熔丝故障时，在没有查明故障的原因和部位时，不要急于换上新的熔断器通电，更不允许使用比原熔断器额定电流的熔断器，这样会损坏变多的元器件。熔断器常用的额定电流的规格有3.15A和2A，它不是一般的熔断器，其具有延时特性，延时时间与电流大小成反比，电流大于熔断器额定电流4倍时，其延时150ms~8s。223．开关型稳压电源维修时，不允许负载开路或短路开关型稳压电源负载短路会出现无输出电压，若负载开路，则开关变压器储存的磁能从开关变压器的次级感应到初级，会产生很高的电压，这个电压会击穿开关调整管，所以在开关型稳压电源负载短路时，可以断开电源输出端（断开负载），此时应接上假负载，才能开机，假负载一般可用220V/60W的白炽灯泡或接一只400Ω／100W的电阻，若接上假负载，开关电源输出电压基个正常．说明负载存在短路，若输出电压仍然不正常或无输出，则故障在开关电源本身。2311．2．2开关电源的常见故障检修方法1．开关电源故障检修的几种常用方法：（1）直流电压测量法；（2）直流电阻测量法；（3）“dB”电压检测法；（4）示波器测量法；（5）降压保护法；24（1）直流电压测量法①可以先用万用表500V档测量整流滤波输出端是否有300V电压，红表笔接滤波电容正极，黑表笔接地，正常时滤波电容两端应有300V的直流电压，若无300V电压，则整流滤波以及电源进线回路有故障，这时应先检修这部分回路，使其恢复正常，才能检修其他电路。②当300V电压正常后，可测量输出端115V、25V、16V、12V电压是否正常，可判断有无输出，或输出是否正常。③测量厚膜块开关调整管引脚对地电压是否正常，判断调整管工作是否正常，振荡器是否起振。调整管的Vb=0V时，启动电路停振，Vb＝0.7V时，一般是正反馈电路故障，正常时Vb为负电压。25（