(畢業(yè)論文)電視機電源電路論文

1、電視機電源電路的分析與仿真摘要：進入21世紀以來，利用計算機仿真輔助設(shè)計開關(guān)電源已成為國際電源領(lǐng)域 的一項新技術(shù)。利用這些計算機仿真軟件不僅能完成開關(guān)電源的優(yōu)化設(shè)計，還能 對開關(guān)電源進行仿真，徹底改變了依賴于人工計算、樣機制作和調(diào)試的傳統(tǒng)設(shè)計 模式，降低開發(fā)研制的成本、縮短了設(shè)計周期。本文論述了普通電源電路的分析 與仿真以及具體電視機電源的分析與仿真并簡要介紹了pspice的功能。給出了 電視機開關(guān)電源電路實例，詳細論述了日立ctp-236d電視機電源工作原理，對 口立ctp-236d屯視機電源電路進行了仿真。本文采用通用電路分析軟件 pspice,在保證模擬電路精度的情況下，建立實時電路仿真

2、模型，進而對電視 機開關(guān)電源系統(tǒng)進行計算機實時仿真分析，該方法可優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計方案，驗證 實際電視機電源的工作特性。關(guān)鍵字：電視機；開關(guān)電源；pspice仿真1引言電源技術(shù)一直是電子電路研究的最重要技術(shù)領(lǐng)域之一，而開關(guān)電源技術(shù)乂 是電源技術(shù)屮的主耍技術(shù)。冃前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛 應(yīng)用于以電子計算機為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備等幾乎所有的電子設(shè)備， 是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種屯源方式?？谇笆袌錾铣鍪鄣拈_關(guān) 電源中采用雙極性晶體管制成的100khz、用mos-fet制成的500khz電源，雖 已實用化，但其頻率有待進一步提高。要提高開關(guān)頻率，就要減少開關(guān)損耗，

3、而 耍減少開關(guān)損耗，就需要有高速開關(guān)元器件。然而，開關(guān)速度提高后，會受電路 中分布電感和電容或二極管中存儲電荷的影響而產(chǎn)生浪涌或噪聲。這樣不僅會 影響周圍電子設(shè)備，還會大大降低電源本身的可靠性。其屮，為防止隨開關(guān)啟關(guān) 閉所發(fā)生的電壓浪涌，可釆用rc或lc緩沖器，而對由二極管存儲電荷所致 的電流浪涌可采用非晶態(tài)等磁芯制成的磁緩沖黠。不過，對1mhz以上的高頻, 要采用諧振屯路，以使開關(guān)上的屯壓或通過開關(guān)的電流呈正弦波，這樣既可減少 開關(guān)損耗，同時也可控制浪涌的發(fā)生。這種開關(guān)方式稱為諧振式開關(guān)。冃前對這 種開關(guān)電源的研究很活躍，因為采用這種方式不需要人幅度提高開關(guān)速度就可以 在理論上把開關(guān)損耗降到

4、零，而且噪聲也小，可望成為開關(guān)電源高頻化的一種主 要方式。當(dāng)前，世界上許多國家都在致力于數(shù)兆hz的變換器的實用化研究。2電源電路綜述2.1電源電路組成及電路作用電源電路的組成可用如圖1所示方框圖來說明。從圖中可以看出，它由降壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路和保護電路組成。圖1電源電路組成方框圖2.1.1電源電路的整流電路整流電路作用時將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動性電壓。整流電路主要有三種：半波整流電路、全波整流電路和橋式整流電路。2.1.2電源電路的濾波電路濾波電路的作用是將單向脈動性直流電加以平滑，去掉交流成分，保留直流 成分。濾波屯路主要由濾波電容構(gòu)成，具體種類較多，如兀型濾波器、屯子濾波

5、器等。2.1.3電源電路的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路輸入端輸入的電壓已經(jīng)是直流電壓，通過穩(wěn)壓電路使輸入的直流工 作電壓v。穩(wěn)定在某一數(shù)值上，而不隨交流市電壓大小波動和負載變化而變化。并不是所有的電源電路需要穩(wěn)壓電路，在一些對直流工作屯壓無穩(wěn)壓要求的 場合下（如收錄機中），可以不用穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的種類較多，常見的出三種。一是硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路，二是串 聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路，三是開關(guān)型穩(wěn)壓電路。2.1.4電源電路的保護電路保護屯路是用來保護電源電路安全工作的電路，保護屯路具體保護內(nèi)容較 多，如過流保護、過壓保護等。并不是所有的電源電路中都設(shè)有保護電路，彩色電視機電源電路中通常設(shè)有 各種形式的保護電路w2.

6、2電源電路各部分的分析與仿真2.2.1整流電路的分析與仿真圖2所示電路是具有純電阻負載的半波整流電路。圖中tf1為電源變壓器, vd為整流二極管，r1代表所需直流屯源的負載。由于二極管的單向?qū)щ姽δ?，使變壓器次級交流電壓變換成負載的單向脈動 電壓，從而實現(xiàn)了整流。由于這種電路只在交流電壓的半個周期內(nèi)才有電流流過 負載，故稱半波整流。在半波整流電路中，負載上得到的脈動電壓是含有直流成分的，這個直流電 壓。等于半波電壓在一個周期內(nèi)的平均值。它等于變壓器次級電壓有效值“2的45%,即 t/()=0.45t/2olmtes 1*$21.00ms 如 ooms 機爾$ 200昭4 ”則脈 wlums 9

7、00脈1q0：0ms圖2半波整流電路圖與仿真波形全波整流過程中，四個二極管兩兩輪流導(dǎo)通，正負半周內(nèi)都有電流流過心。 例如，當(dāng)“2為正半周時，二極管vd1和vd2因加正向電壓而導(dǎo)通，vd3和vd4因 加反向電壓而截止。電流從變壓器正端出發(fā)流經(jīng)二極管vd1,負載電阻心和二極管vd2,最后流入變壓器負端，并在負載他上產(chǎn)生電壓降飾。橋式整流電路的輸 出直流電壓為：二09«2，二極管反向峰值電壓是全波整流電路的一半，即10rmo圖3全波整流仿真電路圖與波形2.2.2電容濾波電路的分析與仿真電容濾波電路是最常見也是最簡單的濾波電路，在整流電路的輸出端并聯(lián)一 個電容即構(gòu)成電容濾波電路，濾波電容容量

8、較大，因為一般均采用電解電容，在 接線時要注意電解電容的正、負極。電容濾波電路利用電容的充電作用，使輸出 電壓趨于平滑。如圖4所示，當(dāng)變壓器副邊電壓&處于正半周并且數(shù)值大于電容兩端電壓冷 時，二極管di、d3導(dǎo)通，電流一路流經(jīng)負載電阻& ,另一路對電容c充電。因為在理想情況下，變壓器副邊無損耗，二極管導(dǎo)通屯壓為0,所以屯容兩端屯壓 u.(儀)與“2相等，當(dāng)“2上升到峰值后開始下降，電容通過負載電阻放電。但是由于電容按指數(shù)規(guī)律放電，所以當(dāng)“2下降到一定數(shù)值后，山 的下降速度小 于冷的下降速度，使代大于&從而導(dǎo)致di、d3反向偏置而變?yōu)榻刂?。此后，?容c繼續(xù)通過心放電，u

9、c按指數(shù)規(guī)律緩慢卜-降。當(dāng)“2的負半周幅值變化到恰好 大于uc時，d2、d4因加正向電壓變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，冷再次對c充電，代上升到心 的峰值后乂開始下降，下降到一定數(shù)值時d2、d4變?yōu)榻刂?，c對心放電，域按 指數(shù)規(guī)律下降，放電到一定數(shù)值時di、d3變?yōu)閷?dǎo)通，重復(fù)上述過程。經(jīng)濾波后 的輸出電壓不僅變得平滑，而口平均值也得到提高口。電容充電時，回路電阻為整流電路的內(nèi)阻，即變壓器內(nèi)阻和二極管的導(dǎo)通電 阻之和，其數(shù)值很小，因而時間悉數(shù)很小。電容放電時，冋路電阻為他，放電 時間常數(shù)為心c,通常遠大于充電時間常數(shù)。因此，濾波效果取決于放電時間。 電容愈大，負載電阻愈大，濾波后輸出電壓愈平滑，并且平均值愈大。輸

10、出電壓 平均值為為了獲得較好的濾波效果，在實際電路中，應(yīng)選擇濾波電容的容量滿足/?zc = (3-5)t/2的條件。由于采用電解電容，考慮到電網(wǎng)電壓的波動范i韋i為±10%電容的耐壓值應(yīng)大于l.lv2t/2111圖4電容濾波電路圖與仿真波形2.2.3電感濾波電路的分析與仿真在大屯流負載情況下，由于負載電阻心很小，若采用電容濾波屯路，則電 容容量勢必很人，而且整流二極管的沖擊電流也非常人，這就使得整流管和電容 器的選擇變得困難，甚至不太可能，在此情況下應(yīng)當(dāng)采用電感濾波，出于電感線 圈的電感量要足夠大，所以一般需耍采用有鐵心的線圈。電感的基本性質(zhì)是當(dāng)流 過它的電流變化時，電感線圈中產(chǎn)生的

11、感生電動勢將阻止電流的變化。當(dāng)通過電 感線圈的電流增人時，電感線圈產(chǎn)生的自感電動勢與屯流方向相反，阻止電流的 增加，同時將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場能存儲于電感z中；當(dāng)通過電感線圈的電流 減小時，口感電動勢與電流方向相同，阻止電流的減小，同時釋放出存儲的能量， 以補償電流的減小，而且整流二極管的導(dǎo)通角增大。圖5所示電路是具有純電阻負載的電感濾波電路。電感濾波電路輸出電壓平 均值小于整流電路輸出電壓平均值，在線圈屯阻可忽略的情況下， "o（av）u09“2。在電感線圈不變的情況下，負載電阻愈小，輸出電壓的交流分 量愈小，脈動愈小。注意，只有在心遠遠小于血:時，才能獲得較好的濾波效果。另外，由

12、于濾波電感電動勢的作用，可以使二極管的導(dǎo)通角等于龍，減小了 二極管的沖擊屯流，平滑了流過二極管的屯流，從而延長了整流二極管的壽命。圖5電感濾波電路圖為了減小脈動，可采用復(fù)式濾波，如圖6所示。如口型rc濾波、口型lc 濾波、clc濾波、crc濾波以及t型濾波等。rlc濾波clc濾波clc濾波圖6復(fù)式濾波電路圖2.2.4穩(wěn)壓電路的分析與仿真由穩(wěn)壓二極管d2和限流電阻r1所組成的穩(wěn)壓電路是一種最簡單的直流穩(wěn)壓 電源如圖7所示。其輸入電壓®是整流濾波后的電壓，輸出電壓uo就是穩(wěn)壓管 的穩(wěn)定電壓uz, r2是負載電阻。圖7穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路圖與仿真穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸出電流較小，輸出電壓不可調(diào)，不能滿

13、足很多場合下的應(yīng) 用。串聯(lián)型穩(wěn)壓屯路以穩(wěn)壓管穩(wěn)壓屯路為基礎(chǔ)，利用晶體管的電流放大作用，增 大負載電流；在電路中引入深度電壓負反饋使輸出電壓穩(wěn)定；并且，通過改變反 饋網(wǎng)絡(luò)參數(shù)使輸出電壓可調(diào)。如前所述，在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路屮，負載電流最大變化范i韋i等丁穩(wěn)壓管的最大 穩(wěn)定電流和最小穩(wěn)定電流z差（沐-/zmin），不難想彖，擴大負載電流最簡單 的方法是：將穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的輸出電流作為晶體管的基極電流，而晶體管的發(fā) 射機電流作為負載電流，電路采用射極輸出形式。圖8線性穩(wěn)壓屯路原理圖所示電路引入了電壓負反饋，故能夠穩(wěn)定輸出電 壓。但它們與一般共集放大電路有著明顯的區(qū)別：其工作電源s不穩(wěn)定，“輸入 信號”為穩(wěn)

14、定電壓t/z，并月有求輸出電壓。在/變化或負載電阻心變化時基 本不變。圖8線性穩(wěn)壓電路原理圖基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路的輸出電壓依然不可調(diào)，且輸出電壓將因u砒的變化而 變，穩(wěn)定性較差。為了使輸出電壓可調(diào)，也為了加深電壓負反饋以提高輸出電壓 的穩(wěn)定性，通常在基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路的基礎(chǔ)上引入放大環(huán)節(jié)。2-1若同相比例運算電路的輸入電壓為穩(wěn)定電壓，且比例系數(shù)可調(diào)，則其輸出電 壓就可調(diào)節(jié)；同時，為了擴大輸出屯流，集成運放輸出端加晶體管，并保持射極 輸出形式，就構(gòu)成具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。輸出電壓為uo由于集成運放開環(huán)差模增益可達80db以上，電路引入深度電壓負反饋，輸 出屯阻趨近于0,因為輸岀電壓相當(dāng)穩(wěn)定

15、。實用的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路至少包含調(diào)整管、基準電壓電路、采樣電路和比較放 人電路等四個部分。此外，為使電路安全工作，還常在電路中加保護電路。集成穩(wěn)用電源型號種類很多，有多引岀端可調(diào)試，有三引出端式。常用的有w7800系列（輸出正電壓）和w7900系列（輸出負電壓），輸岀固定電壓有±5,±8, ±12, ±18, ±20, ±24 等檔次。圖9所示為線性穩(wěn)壓電路，輸入輸出電壓差至少為2-3vo電容cl是在輸入線較長時抵消其電感效應(yīng)，以防止產(chǎn)生自激震蕩；c3為了消除電路的高頻噪聲，改善負載瞬態(tài)的響應(yīng)。wihwn1f1購i腳側(cè)圖9線性穩(wěn)壓電路圖

16、與仿真波形3開關(guān)電源電路3.1開關(guān)電源簡介ac/dc就是交流變換為直流；ac/ac就是交流變交流，即為dc/ac稱為 逆變，dc/dc就是直流變交流后又變?yōu)橹绷?；凡是用半?dǎo)體功率器件作為開關(guān), 將一種電源形態(tài)的電路變換成另一種形態(tài)的電路，叫開關(guān)變換，以口動控制穩(wěn)定 輸出并有齊種保護環(huán)節(jié)電路的電源，叫開關(guān)電源（switching power supply）開 關(guān)電源的重耍參數(shù)：vinmin：電源運行時輸入最低電壓；女h ac90265v這里 vinmin=90v o vinman :電源運行時輸入最高電壓；如：ac90265v這里 vinman=265vo噪聲和紋波：附加在直流輸出信號上的交流電

17、壓和高頻尖峰的峰 值，通常為nw級。占空比：在高頻開關(guān)電源中，開關(guān)元件的導(dǎo)通時間和變換器 的工作z比。esr：等效串聯(lián)電阻，它表示電解電容呈現(xiàn)的電阻值的總合，esr 越小，性能越好。電壓調(diào)整率：輸入電壓變化時，輸出電壓的變化率，即電壓調(diào)整率=（最高輸出電壓voutmax最低輸出屯voutmin） /額定輸出屯壓vout）x100%o負載調(diào)整率：負載電流從半載到額泄負載時，輸出電壓的變化率，即 負載調(diào)整率=（v滿-v半）/v額x100%o效率：電源的輸出功率與輸入功率的 白分比，即效率=pout/pinx100%o電源方案的選擇：t作方式有反激、正激、 推挽、半橋、全橋等。32并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源

18、組成開關(guān)型穩(wěn)壓電源按開關(guān)調(diào)整管的連接方式分類可分成串聯(lián)型和并聯(lián)型，兩類 電路在工作原理上基本相同，電壓調(diào)整范圍和工作效率也大致相同。并聯(lián)型電路 在可靠性和安全保護方而較串聯(lián)型電路要好一些，所以冃前多采用并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn) 壓電源。圖10所示是并聯(lián)型開關(guān)電源的方框圖，交流市電經(jīng)整流濾波后加到高頻脈 沖變壓器初級，開關(guān)調(diào)整管串接脈沖變壓器初級后并接在輸入端。在行頻脈沖作 用下，開關(guān)管周期性地導(dǎo)通截止使初級未穩(wěn)壓的直流電源變換成了行頻矩形脈 沖，由脈沖變壓器耦合到次級，再經(jīng)整流濾波后就獲得直流輸岀電壓uo。與串 聯(lián)型穩(wěn)壓電源類似，它也對輸出取樣，再與基準電壓比較得出誤斧電壓，經(jīng)放大 后去脈沖調(diào)寬屯路，以改

19、變脈沖寬度的方式調(diào)整輸出屯壓的人小。圖10并聯(lián)型開關(guān)電源組成框圖開關(guān)型穩(wěn)壓電源按其激勵方式分類，可分成他激控制式利自激控制式。他激式電路需附加一個振蕩器來產(chǎn)生開關(guān)脈沖，開關(guān)脈沖作用于開關(guān)管使電 源電路有輸出，待電視機止常工作后可由行頻脈沖作為開關(guān)脈沖，振蕩器就 可以停振。自激式電路是利用開關(guān)管、脈沖變壓器等構(gòu)成正反饋環(huán)路形成自 激振蕩，使開關(guān)穩(wěn)壓電源有電壓輸出，電視機正常工作時自激振蕩受行頻脈 沖的同步，解決了開關(guān)電源的獨立工作能力。自激式電源即使在行掃描電路 發(fā)生故障時，電源電路仍能自激振蕩而有直流電壓輸出，這對電視機的維修 與調(diào)整是較為方便的。開關(guān)型穩(wěn)壓電源按穩(wěn)壓控制方式來分，可分成脈沖寬

20、度控制方式和頻率 控制方式兩類。電視機屮采用脈寬控制方式較多，其電源工作頻率與行頻同 步（15625hz）,以改變開關(guān)管導(dǎo)通時間ton的方法來調(diào)節(jié)輸出電壓使uo穩(wěn)定。 頻率控制方式則是保持開關(guān)管導(dǎo)通時間ton（或截止吋間toff）不變，通過控制 開關(guān)脈沖頻率（周期），相應(yīng)調(diào)節(jié)脈沖占空比使輸出電壓達到穩(wěn)定。33并聯(lián)型開關(guān)電源工作原理脈沖變壓器耦合并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源在彩色電視機屮應(yīng)用較多。英基本 電路組成如圖11所示，v為開關(guān)調(diào)整管，t又稱為儲能變壓器，由于工作頻 率較高，故釆用鐵氧體材料的鐵芯，vd為脈沖整流二極管，c是濾波電容器, 也起儲能作用，rl為電源的負載。電路的工作過程類似于行輸岀電路

21、，設(shè)v為理想開關(guān)管，則電路的工作電壓、電流波形如圖11所示。圖11并聯(lián)型開關(guān)電源基本電路及工作波形彩電開關(guān)電源把220v交流電直接整流后，再濾波，成為直流的300v左右 電壓，此電壓主路進開關(guān)變圧器，經(jīng)開關(guān)管入地。開關(guān)管的基極受震蕩電路控制, 在開關(guān)管的前面有一個口激震蕩電路，此電路開機瞬間由+300v分壓控制，開關(guān) 變壓器正常啟動后，有一個繞組來提供震蕩電壓，這個震蕩電路乂受保護電路及 穩(wěn)壓電路控制。在電源屮，自激震蕩的頻率很高，一般在1000hz以上，這樣做 的目的就是：減小變壓器的體積、提高轉(zhuǎn)換效率等。在變壓器后是整流部分，就 是把交流電整流為電視適用的直流電。這種電源，不僅使用在電視上

22、，在dvd 等家電上也被廣泛使用。開關(guān)電源變壓器和普通電源變壓器有很大的差異!首先它的鐵芯因工作頻率 高大都采用鐵氧體磁芯，它體積小，效率高，故繞組都采用高強度漆包或紗包銅 線。最重要的是它的初級繞組不是接交流電源的，它是開關(guān)管的振蕩冋路負載。 因維持振蕩需要正反饋電流，因而初級線圈或是有反饋抽頭，或是另設(shè)一組反饋 線圈。由開關(guān)管和初級線圈組成的門激振蕩高頻交流電壓由互感在次級產(chǎn)生各紐. 交流電壓，再經(jīng)整流濾波便有了多路直流輸出。4實際電視機開關(guān)電源電路分析與仿真4.1日立ctp-236d電視機電源原理圖的繪制圖12日立ctp-236d電視機電源電路圖4.2日立ctp-236d電視機電源工作原

23、理屯路的工作過程如下：開關(guān)屯路等效為一間歇振蕩器，如圖13所示。接通 電源時，先由電源通過r910、r907、r908供給開關(guān)管q901基極一個很小的正 向偏置電流，使q901開始導(dǎo)通而形成集電極電流ico ic流過脈沖變壓器t901 初級，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓為上正下負，則次級感應(yīng)電壓為上負下正。以3、4端而 言，3為地，4為正。這個正電壓經(jīng)r902、r909和c908等冋授到q01基極， 使基極屯流大大増加，集電極電流也大大增加。這是一個強烈的正反饋過程，使 開關(guān)管q901迅速進入飽和狀態(tài)。與此同時，二極管d906、d907處于反偏狀態(tài)。q901飽和后，加在初級線 圈的輸入直流電壓使初級線圈電流

24、按線性規(guī)律增大（儲存磁能），而基極電流流過 r902、r909 和 c908,對 c908 充電。此電壓對基極是反偏的，故使q901基極屯位越來越低，基極屯流越來越小。圖13開關(guān)電路等效圖當(dāng)q901進入放人區(qū)，基極電流減小導(dǎo)致集電極電流ic減小，初級感應(yīng)電壓 變?yōu)樯县撓抡?，相?yīng)次級4端感應(yīng)電壓比地還負，通過r902、r909、c908反饋 到開關(guān)管q901基極，使q901基極電位更負，基極屯流、集屯極電流更進一步 下降。這也是一個正反饋雪崩過程，使開關(guān)管q901由飽和導(dǎo)通迅速轉(zhuǎn)向截止。q901截1上后，c908 ±所充電荷通過r902、r909、t901次級3、4繞組和 d905 1

25、111路很快放完，再由未穩(wěn)直流電源經(jīng)r910、r907、r908向電容c908反 向充電至基極電位為正時，重新有基流產(chǎn)生，形成正反饋使q901飽和，進入下 一周期振蕩。開關(guān)管q901截止期間，脈沖變圧器t901次級7、8端的感應(yīng)電壓使d906、 d907導(dǎo)通，貯存在t901中的磁能以電能形式向負載放電，并向貯能電容c909、 c910充電。為了穩(wěn)定開關(guān)重復(fù)頻率和減小開關(guān)電路對圖像的干擾，當(dāng)行掃描電路正常工 作后，將行逆程脈沖經(jīng)c912耦合至開關(guān)管q901基極，疊加在原來的ub上， 使q901提前導(dǎo)通，故開關(guān)管q901將按行周期同步地t作。由于開關(guān)電路受行 頻同步，周期將是不變的，穩(wěn)壓過程只能通

26、過控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間ton來調(diào)整 輸出電壓。脈寬控制電路等效如圖14所示，晶體管q903相當(dāng)于受誤斧電壓控制的變 阻器，它并聯(lián)在開關(guān)管q901基極，對q901基極電流起分流作用。當(dāng)誤差電壓 使q903基極電位上升，則q903集電極屯流也上升，對q901基極分流增大， q901導(dǎo)通時間ton就減小。充的能量少了，口然輸出直流電壓就減小。反之，q903基極電流減小,則q901導(dǎo)通時間ton就增加，輸出電壓就上升【。圖14脈寬控制等效電路屯路的穩(wěn)壓過程如下：厚膜組件cp901封裝了兩個電阻和一個穩(wěn)壓二極管, 輸出的108v電壓經(jīng)電阻分壓后加到比較放人器q902基極，穩(wěn)壓管產(chǎn)生的基準 電壓加到q90

27、2發(fā)射極。若某種原因使輸岀電壓升高，因穩(wěn)壓二極管兩端電壓基本不變，故q902發(fā) 射極電壓的上升量大于基極電壓的上升量，a ube2= a ub- a ue為負值，致使 q902（pnp管）基極電流、集電極電流增加，導(dǎo)致q903基極電流和集屯極電流也 增大，q903的分流作用增強而使開關(guān)管q901導(dǎo)通時間ton縮短，使輸出電壓 減小。類似地，當(dāng)輸出電壓降低時，電路也能口動調(diào)高輸出電壓。出此使輸出電 壓達到穩(wěn)定。4.3日立ctp-236d電視機電源保護電路對于開關(guān)穩(wěn)壓屯源來說，實現(xiàn)過壓、過流保護是相當(dāng)簡便而有效的。此機的過壓、過流保護電路由可控硅q705、晶體管q704和厚膜組件cp701（型號h

28、m9102）等組成，如圖15所示。0730 capgnd圖15電源保護電路行、場掃描電路工作在高電壓、人電流狀態(tài)，特別是彩色顯像管的第二陽極 屯壓高達25kv左右。在這樣高的屯壓下，容易產(chǎn)生x射線。但正常情況輻射的 x射線很弱，不會對人體造成危害。若由于某種原因，例如行逆程電容容屋變小, 行掃描頻率降低或者穩(wěn)壓屯源故障引起行屯路直流供屯屯壓升高，將導(dǎo)致行輸出 高壓增高。這一方面會損壞元器件，另一方面高壓陽極電壓的升高會使x射線的輻射 大大增強，這對人體是有害的。因此，電源設(shè)有高壓限制電路。一旦高壓升高， 行逆程脈沖幅度也按比例增大，經(jīng)d705、c730整流、濾波后使cp701的1腳 電壓上升，

29、2腳和3腳電壓也跟著上升。當(dāng)2、3腳分壓值升高到使穩(wěn)壓二極管 擊穿，則將使q704基極電圧升高，發(fā)射極電壓亦隨z升高，可控硅q705控制 柵有正觸發(fā)信號而導(dǎo)通（有的機型不用q704,而是直接驅(qū)動可控硅q705）, 108v 直流電壓被短路（r720只有2.2 q）,頂 管d908由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，使開關(guān)管q901 基極偏置電壓降低，再加負載短路使t901的正反饋無法形成，則間歇振蕩停止, 開關(guān)電源不工作。圖中的r714（10q）是行輸出管發(fā)射極電阻，r625（2.7q）是otl場輸出pnp 管集電極串的電阻。當(dāng)行、場掃描電路電流過大時，導(dǎo)致q704基極和發(fā)射極電 壓上升，可控硅q705導(dǎo)通而使保

30、護電路動作。r625是保險電阻，本身也會因 電流太大而熔斷。并聯(lián)在整流二極管d906、d907上的電容器c911、c915和串聯(lián)電感l(wèi)904、 l906等是為防止高頻輻射而加的。c901作用也一樣。4.4日立ctp-236d電視機電源的仿真通過對某些參數(shù)的適當(dāng)調(diào)整來滿足實際的電源特性，驗證理論設(shè)計的可行 性，降低開發(fā)研制的成本,為應(yīng)用pspice軟件對電力電了電路進行計算機仿真提 供了參考。在保證模擬電路精度的情況下，建立實時電路仿真模型，進而對開關(guān)電源系 統(tǒng)進行計算機實時仿真分析。pspice軟件作為實時電路仿真軟件，具有圖形功 能強大、元黠件模型比較精確等優(yōu)點。但也存在明顯缺陷，模型庫提供

31、的元器件 模型較少，雖然隨著軟件版本的提髙，元件模型庫中的模型逐漸增多，但仍不能 夠滿足開關(guān)屯源設(shè)計者對各種開關(guān)電源集成控制（ic）芯片及其他元器件的使用 要求給開關(guān)電源的計算機仿真分析增加了一定的難度。因此采用pspice通用電 路仿真軟件對電路進行計算機輔助分析時，首先需要建立適合于pspice仿真的 實時電路模型，然后根據(jù)一-定的格式輸入要模擬的電路屮的元器件及其連接關(guān) 系。在構(gòu)造元器件模型的過程中，難點主耍在于ic芯片仿真模型的建立。圖16日立ctp-236d電視機開關(guān)電源電路圖如圖16所示，接通電源時，先由電源通過/?910、r907、r908供給開關(guān) 管2901基極一個很小的正向偏

32、置電流，使0901開始導(dǎo)通而形成集電極電流 /co /c流過脈沖變壓器t901初級，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓為上正下負，則次級感 應(yīng)電壓為上負下正。這個正電壓經(jīng)/?902、/?909和c908等冋授到qq9q1基 極，使基極電流大大增加，集電極電流也大大增加。這是一個強烈的正反饋 過程，使開關(guān)管q901迅速進入飽和狀態(tài)。正脈沖作用到開關(guān)管基極使其飽和導(dǎo)通,t/ce=o,故初級線 圈厶1上電壓為上正下負，得與牛u,.4-1即人=軒i (0)厶4-2飽和后，加在初級線圈的輸入直流電壓使初級線圈電流按線性規(guī)律增大 (儲存磁能)，上式屮門(0)由初始狀態(tài)決定。由上式可見，初級線圈電流訂 線性上升，脈沖變壓器次級

33、感應(yīng)的電壓t/l2為上負下正，二極管vd截止。 在開關(guān)管v導(dǎo)通期間，隨著門的上升，變壓器中磁能增大，在門時刻達最 大值嘰 i 初級線圈電流訂仿真波形如圖19所示與公式42致。與此同時，二極管d906. d907處于反偏狀態(tài)。而基極電流流過r902、 r909和c908,對c908充電。此電壓對基極是反偏的，故使0901基極電位越來越低，基極電流越來越小。當(dāng)c908上充的電壓達一定值時，0901脫 離飽和進入放大區(qū)。當(dāng)q901進入放大區(qū)，基極電流減小導(dǎo)致集電極電流/c減小，初級感應(yīng)電 壓變?yōu)樯县撓抡?，相?yīng)次級4端感應(yīng)電壓比地還負，通過r902、/?909、c908 反饋到開關(guān)管q901基極，使q

34、901基極電位更負，基極電流、集電極電流更 進-步下降。這也是一個正反饋雪崩過程，使開關(guān)管q901由飽和導(dǎo)通迅速 轉(zhuǎn)向截止。負脈沖作用到開關(guān)管基極，開關(guān)管截止，初級感應(yīng)電壓為上負下正，此段 時間訂=0,結(jié)果與圖19所示初級線圈電流訂仿真波形一致。由同名端連接可知此時次級感應(yīng)的電壓為上正卜-負，二極管vd導(dǎo)通，脈 沖變壓器儲存的磁能開始釋放使電容c被充電并取得輸出直流電壓us忽、 略變壓器損耗，初級所有能量轉(zhuǎn)移到次級,則初、次級能量關(guān)系滿足+厶/腫=)21三4-3得i =曰12m 1lm性4-4與圖20所示次級線圈i2仿真波形一致。q901截止后，c908 ±所充電荷通過r902、r9

35、09、t901次級3、4繞紐 和d905回路很快放完，再由未穩(wěn)直流電源經(jīng)r910、r907、r908向電容c908 反向充電至基極電位為正時，覓新有基流產(chǎn)生，形成正反饋使q901飽和，進 入下一周期振蕩。次級屯流12從i2m開始線性下降，該電流的能源就是v導(dǎo) 通時由變壓器中儲存的能量提供的。開關(guān)管又導(dǎo)通，二極管vd截止，脈沖變 壓器乂儲存能量。當(dāng)然，次級能量并未耗完，乂將轉(zhuǎn)移到初級，使訂從11(0) 開始上升。在v導(dǎo)通、vd截止期間，負載所需的電流就由電容黠c放電來供給。為討論方便，我們僅看電路工作在平衡狀態(tài)以后的穩(wěn)態(tài)。開關(guān)管v導(dǎo) 通時脈沖變壓器儲存能量，設(shè)能量的增加量為aw1當(dāng)v截i上時二極管vd 導(dǎo)通脈沖變壓器儲存的能量被負載消耗，設(shè)能量減小了厶必。平衡狀態(tài)時 一周期內(nèi)增加的能量應(yīng)與消耗的能量相等，即有aw1二aw2 o因4-5aw2 = |l2a/224-6all為脈沖變壓器初級