彩色電視機開關(guān)電源電路設(shè)計

1、第 I 頁彩色電視機開關(guān)電源設(shè)計摘 要隨著電視機產(chǎn)品多樣化的發(fā)展，越來越多的新款式，在扼要闡明單管反激型變換器的原理、特點基礎(chǔ)上，著重討論了它在彩電方面的重要應(yīng)用；指出彩色電視機電源對反激型變換器的特殊要求、技術(shù)難點和對策新機型出現(xiàn)在我們的身邊，從五六十年代的黑白電視機到現(xiàn)在的純屏彩電，等離子彩電，日新月異的新花樣豐富了我們的生活，同樣越來越多，而且越來越復(fù)雜的維修問題擺在我們的面前。所以電視機維修也應(yīng)運而生，其中就有對開關(guān)穩(wěn)壓電路的維修，所以在日常生活中備一個開關(guān)穩(wěn)壓電源是必要的。本文介紹了開關(guān)穩(wěn)壓電源的一些基本電路，詳細地分析開關(guān)穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓電路、開關(guān)變壓器、保護電路和振蕩電路等問題。關(guān)

2、鍵詞：彩電；開關(guān)穩(wěn)壓電源；開關(guān)變壓器；保護電路；振蕩電路第 II 頁目 錄1開關(guān)電源電路的工作原理.11.1 開關(guān)電源的功能.21.2 開關(guān)電源的基本組成.2 2 開關(guān)電源電路實例分析.22.1 長虹CH-6型彩色電視機開關(guān)電源電路分析22.2起動電路.22.3內(nèi)部振蕩器，穩(wěn)壓原理和過流保護42.4 準(zhǔn)諧振運用62.5驅(qū)動電路，鎖定觸發(fā)器，熱保護和過壓保護7 總結(jié)9 致謝10 參考文獻11第 1 頁1 開關(guān)電源的工作原理1.1 開關(guān)電源電路的功能在彩色電視接收機中，開關(guān)電源電路220V，50HZ的交流電轉(zhuǎn)換成電壓穩(wěn)定的直流電源，供給電視機各個功能電路使用。它的性能好壞直接影響到整機的電路的工作

3、質(zhì)量，因此對開關(guān)電源電路提出了較高的要求，可以概括以下幾點。（1） 有良好的穩(wěn)壓特性，電網(wǎng)電壓在一定范文內(nèi)變化或電源負(fù)載變化時，輸出的電壓應(yīng)基本不變。（2） 紋波電壓小，輸進的交流電壓經(jīng)整流，濾波和穩(wěn)壓后，紋波越小越好，一般要求紋波小于510mV。（3） 電源內(nèi)阻小。電源內(nèi)阻越小，負(fù)載能力越強，即輸出電壓受負(fù)載變動的影響越小，一般要求電源內(nèi)阻應(yīng)小于3歐姆。（4） 受環(huán)境溫度影響小。輸出電壓不應(yīng)隨使用時間及環(huán)境溫度而變化。（5） 有較好的保護措施，避免因負(fù)載短路或過流等故障而損壞電源。（6） 損耗較小，效率高。1.2開關(guān)電源的基本組成（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)，功耗很小

4、，效率可大大提高，其效率通?？蛇_80%90%。（2） 重量輕。開關(guān)型穩(wěn)壓電源常采用電網(wǎng)輸進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。輸進交流電壓在130260V之間變化時，輸出電壓的變化在2%之下。（4） 安全可靠。在開關(guān)型穩(wěn)壓電路中，可附加過壓，過流保護電路，自我保護功能強。（5） 濾波電容量小。由于開關(guān)信號頻率高，濾波電容量可大大減小。第 2 頁圖1開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本組成2開關(guān)電源的實例分析2.1長虹CH-6型彩色電視機開關(guān)電源電路分析長虹CH-6型彩色電視機開關(guān)電源采用日本三洋公司生產(chǎn)的彩色電視機開關(guān)電源專用集成電路STR-F6656，能在150260V交流電壓范圍

5、內(nèi)正常工作，輸出功率大，可提供150W以上的功率，設(shè)計有過流，過壓，過熱保護電路。長虹CH-16機芯開關(guān)電源工作在兩種狀態(tài)：待機工作狀態(tài)和正常工作狀態(tài)。正常工作狀態(tài)指開關(guān)電源滿負(fù)荷工作，輸出端電壓到標(biāo)準(zhǔn)值。電源工作在待機狀態(tài)時，電源的振蕩電路處于間歇振蕩狀態(tài)，此時，開關(guān)電源不僅輸出電壓低，此時輸出的低電壓有經(jīng)過二次穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，供給其他電路。2.2起動電路當(dāng)AC電源在t0加入時，由圖3可知，在半個周期內(nèi)，A點對地峰值電壓VAVd（整流電壓），VA經(jīng)過R902向C909充電，使IC腳上電壓Vin近似線性上升（見圖3）。當(dāng)Vin上升到閾值電壓Vin(ON)=16V時，IC內(nèi)的控制電路開始起動，V

6、in端口上的輸入電流Iin由100A突升到30mA，電容C909來不及供電而使Vin下降。如果此時由驅(qū)動繞組D1所提供的DC電壓足夠的話，Vin將不致于掉到仃振閾值11V以下，則IC繼續(xù)工作起動成功。驅(qū)動繞組D1的圈數(shù)須保證經(jīng)整流后在C909上電壓超過11V，同時第 3 頁又要低于20.5V。因為Vin大于20.5V則過壓保護電路起作用，Vin小于10V時則欠壓保護電路起作用。一般Vin取18V是較合適的。關(guān)于R902及C909的選值要適當(dāng)。R902、C909太大均會使IC起動時間t1 t0延長。但C909亦不能過小，否則在驅(qū)動繞組電壓到來之前它已不能維持IC動作，這樣就不能順利起動。一般對寬

7、電源(90270)VAC電壓C909取(47100)F，R902取47k68k是合適的，對窄電源（200VAC），R902可取82k150k。在本例子中，當(dāng)R902=82k，C909=47F，輸入電壓為90V時，其開機起動時間為1.3s左右。圖2 1STR F6600系列方框圖第 4 頁圖3起動電路圖4起動時Vin端口電壓的波形2.3內(nèi)部振蕩器，穩(wěn)壓原理和過流保護（1）內(nèi)部振蕩器IC內(nèi)部振蕩器是通過對C1的充放電而形成振蕩脈沖的，放電時間常數(shù)C1R1(50s)決定了MOSFET的關(guān)斷時間。在PRC運用模式中，穩(wěn)壓是由固定toff而變化ton來達到的。圖4示出了當(dāng)沒有穩(wěn)壓控制信號輸入時，內(nèi)部振蕩

8、器的工作波形。由圖5波形可見，當(dāng)MOSFET導(dǎo)通時，電容C1被充電到6.5V。同時漏極電流ID逐步上升，在R5上形成一鋸齒形狀電壓VR5。VR5通過R4后幾乎無損失地加到IC的腳OCP/FB端口。當(dāng)腳電壓V1達到閾值Vth10.73V時，比較器1開始動作，它使振蕩器輸出反相，并通過驅(qū)動級將MOSFET關(guān)斷。此后C1通過電阻R1放電，C1兩端電壓按恒定的放電時間常數(shù)C1R1線性下降。當(dāng)它降到3.7V左右時，振蕩器輸出再次反相，使MOSFET重新導(dǎo)通，C1電壓再次跳升到6.5V。如此不斷重復(fù)上述過程。由上述可知，MOSFET的導(dǎo)通持續(xù)時間ton是由VR5的上升斜率決定的，而toff在PRC模式中則

9、由C1R1決定。第 5 頁（2）穩(wěn)壓原理圖5無穩(wěn)壓控制信號輸入時之振蕩圖6有穩(wěn)壓控制信號作用下的振蕩波形圖7導(dǎo)通期間的V1波形第 6 頁圖8截止期間的準(zhǔn)諧振信號如圖6所示，為了控制輸出，光耦合器的誤差信號輸出電流在R4上形成電壓降VR4串接在VR5上，從而使輸入到腳的電壓V1波形部分受到VR4的控制，使比較器1提前或拖后反相，以改變MOSFET的ton從而改變次級輸出電壓，達到穩(wěn)壓的目的。這屬于電流控制方式。一般說來，在電流控制方式中，輕載時VR4會升高，有可能使MOSFET導(dǎo)通時的浪涌電流所引起的噪聲對比較器1帶來誤觸發(fā)。為了解決這個問題，在MOSFET關(guān)斷期間插入一個有源低通濾波器，它是由

10、C5和一個1.35mA恒流源組成，旁接于腳和地之間。在MOSFET導(dǎo)通之前，該濾波器分流了從光耦輸出的約一半電流量，因而使VR4直流偏置量有效降低，防止了導(dǎo)通浪涌電流的疊加而引起的誤觸發(fā)，此外C5的存在也加大了對噪聲的吸收旁路作用。應(yīng)該指出的是，現(xiàn)在ton的控制是通過改變VR4的直流電壓達到（見圖7），這與過去傳統(tǒng)方法不同，過去的STR S6700和STR M6800系列是靠改變充電電壓的斜率而達到改變ton的。（3）過流保護這是一個脈沖連著脈沖的過流檢測電路。由圖6中的波形可見，比較器1起著過流保護作用。只要正比于Id的電壓V1峰值超過限值0.73V時，就會強迫振蕩器輸出反相，使MOSFET

11、關(guān)斷，ton變小，達到了限制輸出電流和輸出功率的目的。2.4準(zhǔn)諧振運用上面討論了純光耦反饋電路的PRC工作情況，實際的應(yīng)用電路應(yīng)包括從變壓器驅(qū)動繞組D1來的反饋支路（它包括D903，R908，C913，D904等元器件），由于這個支路的存在，使得V1在MOSFET關(guān)斷期間含有與VDS成比例的電壓成份，它叫準(zhǔn)諧振信號（見圖7）。根據(jù)準(zhǔn)諧振信號的電平大小可決定該電源是工作在PRC方式還是準(zhǔn)諧振方式。在MOSFET關(guān)斷期間如果準(zhǔn)諧振信號V1處在0.73V與1.45V之間，則比較器1起作用使電源進入PRC方式；如果準(zhǔn)諧振信號V1超過1.45V（V1最大值為6.0V），則比較器2起作用使toff降為1.

12、5s(min)左右，但現(xiàn)時功率管的關(guān)斷時間不取決于此值，而是比它大得多。事實上只要V1保持大于0.73V，則MOSFET仍然維持關(guān)斷，什么時候開始轉(zhuǎn)導(dǎo)通，則由準(zhǔn)諧振方式?jīng)Q定。準(zhǔn)諧振方式就是使MOSFET在VDS的諧振周期的半周處導(dǎo)通，這樣可保證較低的開關(guān)電應(yīng)力和減少開關(guān)損耗，為達此目的，需要滿足以下二條件：第 7 頁（1）在漏極和地之間要有一個合適的電容C908存在，由它與初級電感構(gòu)成LC諧振回路，以便形成漏 源極之間電壓VDS的諧振波形；（2）柵極驅(qū)動中要有合適的延遲以保證當(dāng)準(zhǔn)諧振信號V1下降到0.73V以下，MOSFET開始導(dǎo)通時恰好對應(yīng)于VDS波形的最低處。在具體調(diào)整時，可用一功率表監(jiān)測

13、電源輸入端，在固定輸出負(fù)載下，調(diào)整R908、C913大小，以獲得最小輸入功率，此時可判斷延遲時間為最合適。還要指出的是延遲作用也有C910和電路分布電容的參與，所以即使不接入C913，電路仍會有某些延遲。2.5驅(qū)動電路，鎖定觸發(fā)器，熱保護和過壓保護（1）驅(qū)動電路圖9驅(qū)動電路這是恒壓驅(qū)動電路，它利用穩(wěn)壓二極管ZD1(8.6V)來保護恒定的驅(qū)動信號幅度。當(dāng)驅(qū)動信號為正脈沖時，Q1導(dǎo)通，通過電阻RG1RG2對MOSFET激勵使之成為軟開關(guān)。當(dāng)輸入信號為零電平時，Q1截止，Q2導(dǎo)通，MOSFET柵極電荷將經(jīng)過一個較小的電阻RG1而迅速放電。穩(wěn)壓二極管ZD1的作用是保護MOSFET在截止時不致于被上沖的

14、VDS(500V600V)通過D G極間電容耦合到柵極而將管子損壞。（2）鎖定觸發(fā)器Latch當(dāng)電路發(fā)生過壓或過熱時，芯片內(nèi)有關(guān)電路會將鎖定觸發(fā)器置ON，使腳上電壓Vin在10V16V之間來回擺動。IC間歇性地工作，阻止了電流和電壓不正常的升高，直到Vin低于6.5V時，電路完全不起振。此時若要電源再起動，需要關(guān)機后再開機才行。（3）熱保護電路當(dāng)混合型IC的外殼溫度超過140時，控制IC中的熱保護電路就會起動鎖定觸發(fā)器置ON，由于MOSFET與控制IC裝在同一塊基板上。所以熱保護同樣包括MOSFET。第 8 頁（4）過壓保護電路當(dāng)Vin超過22.0V時，過壓保護電路能起動觸發(fā)鎖定器。使Vin在

15、10V16V之間來回擺動最后會降到6.5V以下，電源完全停止工作，此時要關(guān)機后再開機才能重新起動。過壓保護電路同時可以防止次級輸出電壓VO1過高。例如當(dāng)控制電路開路或其它原因引起VO1大大升高時，通過變壓器耦合，驅(qū)動繞組的感應(yīng)電壓相應(yīng)也會升高，從而使Vin升高。當(dāng)Vin超過22V時過壓保護同樣起作用。限制了VO1的再升高，此時的VO1為VO1(OVP)例如設(shè)VO1(正常值)=130V，Vin(正常值)=18V，利用上式即可算出VO1(OVP)=162.5V，這表示當(dāng)故障發(fā)生時由于過壓保護起作用，VO1最高不會超過此值?？?結(jié)課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,來解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要

16、環(huán)第 9 頁節(jié),是對學(xué)生動手能力的和理論相結(jié)合的過程. 此次的彩色電視機開關(guān)電源電路設(shè)計，使我仍感慨頗多，對于彩色電視機的課我學(xué)的不太好有好多東西不懂，在這一個星期的日子里，查閱各個方面關(guān)于電視機的開關(guān)電源電路的內(nèi)容，來彌補自己對這方面的不足，做這次設(shè)計同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，唯有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正提高我們自己的實際動手能力和獨立思考的能力。通過這次課程設(shè)計之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。在這個過程中，我真切的感到

17、了，我又知道了很多，同時也掌握了很多以后在工作和生活中能真正用到的很多東西。但是我不會因此而驕傲，相反以后我將會更加虛心，因為我知道這只是個簡單的開始，以后還有很多的路要走。在本次課程設(shè)計中，我對開關(guān)穩(wěn)壓電源；開關(guān)變壓器；保護電路；振蕩電路認(rèn)真進行了分析，使我了解到電路中各元件作用及工作方式對整個電路的分析起著關(guān)鍵的作用，只有對各部分的作用有深刻的了解，才可以透徹的分析出電路所實現(xiàn)的功能。通過這次的彩色電視機開關(guān)電源電路分析和設(shè)計，我清楚地看到我在電子這個行業(yè)，還有很多的不足之處還需要在以后的工作和實踐中更加努力地學(xué)習(xí)，以來提高理論和實踐的和好的結(jié)合，讓自己不斷的處于進步之中，盡自己的一份力，

18、讓社會的資源的到更好的利用，讓這個行業(yè)的未來更加美好！致 謝雖說我在課程設(shè)計這段的日子中遇到了好多自己難以解決的問題和困難。但在這次的課程的設(shè)計中，從不知道和處下手到這次的課程設(shè)計的圓滿的完成，都是在陳嘉義和第 10 頁司小平等老師細心地指導(dǎo)和督促下，在自己的同學(xué)熱心的幫助下，通過自己的努力最終克服所有的難題和困難，在這次設(shè)計過程中，司老師和陳老師能夠在百忙中抽出時間，不厭其煩的幫我?guī)臀医鉀Q遇到的難題，對老師的關(guān)愛和幫助表示強烈的感謝，在理論的知識的整理中，通過陳老師指導(dǎo)更好的解決自己難以解決的地方，同時對我們的授課老師陳嘉義老師表示感謝。首先，陳嘉義老師一個學(xué)期以來認(rèn)真授課并指導(dǎo)我們實驗，幫我打下了堅實的理論基礎(chǔ)。在課程設(shè)計中，也幫助我理清思路，擬定格式，使我能夠按時完成這篇設(shè)計?？梢哉f，沒有陳老師和李老師的耐心輔導(dǎo)與幫助，我很難在規(guī)定時間內(nèi)完成這樣一篇論文。我向老師表示由衷的