第11章彩色電視機的電源電路原理與維修

1、第11章彩色電視機的電源電路原理與維修教學目的1掌握開關電源電路的特點、組成和分類。2理解開關電源電路的工作原理和故障維修。3了解開關電源電路故障的實例分析。技能要求1掌握開關電源故障維修方法、步驟，會分析 開關電源的常見故障。2了解開關電源故障維修的基本要領。本章主要內容：11.1開關電源電路工作原理 .1.1開關穩(wěn)壓電源的特點 11.1.2開關穩(wěn)壓電源的分類 11.1.3開關穩(wěn)壓電源的組成 11.1.4開關穩(wěn)壓電源的工作原理 11.1.5開關穩(wěn)壓電源的實例分析 11.2開關型穩(wěn)壓電源的故障維修 11.2.1開關電源維修的注意事項 11.2.2開關電源的常見故障檢修方法 11.2.3開關電源

2、的故障維修實例 在電視機中，電源電路是整機的能源供給中心，若電源電路不能正常工作，則整機將失去正常工作的基本條件，許多檢測項目都無法進行，維修工作也無法開展。其電源故障占了很大比例，因此，迅速排除電源電路的故障，是整個維修工作進程中關鍵性的第一步。而彩色電視機的電源一般采用開關型穩(wěn)壓電源。本章將介紹開關穩(wěn)壓電源的工作原理及其典型實用電路，這對檢修測試電視機電源電路極為重要。111 開關穩(wěn)壓電源電路工作原理1111 開關式穩(wěn)壓電源的特點 開關穩(wěn)壓電源具有以下優(yōu)點 ：（l）效率高、功耗小 ； （2）允許電網電壓變化范圍寬 ； （3）體積小、重量輕、穩(wěn)定性好 ； （4） 機內升溫小； （5）多路電壓

3、輸出； （6）具有遙控功能。 但開關穩(wěn)壓電源具有以下缺點： （l）電源電路復雜，維修不便。（2）元器件工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，易發(fā)生故障，安全性差。 1112 開關型穩(wěn)壓電源的種類1按負載與儲能電感的聯接方式劃分，可分為串聯型與并聯型開關（式）穩(wěn)壓電源負載電阻RL與儲能電感L串聯的開關穩(wěn)壓電源叫串聯型開 關穩(wěn)壓電源，其基本電路如 圖11-1所示。由圖可看出，當 VT飽和導通時，由于有儲能電感L的存在，Ice近似線性 增 加，為RL供電，為濾波電容C2充電，同時在L中儲能。當VT 截止時，L產生左負右正的感應電壓，使續(xù)流二極管VD2導 通，并為C2充電，為RL供電，充電電流為ID。11-1

4、 串聯型開關穩(wěn)壓電源的基本電路圖負載電阻RL與儲能電感L并聯的開關穩(wěn)壓電源叫并聯型開 關穩(wěn)壓電源。其基本電路如圖11-2所示。由圖可知，當 VT飽和導通時，Ui經VT為L儲能充電，充電電流近似線性 規(guī)律增加。當VT截止時，L產生上負下正的感應電壓，使 續(xù)流二極管VD2導通，并為C2充電，為RL供電。當VT再 飽和時，C2為RL供電，C2具有平滑輸出電壓、儲存電能 的作用。圖11-2并聯型開關穩(wěn)壓電源的基本電路對于串聯型與并聯型開關式穩(wěn)壓電源，都可以用一個脈沖 變壓器代替儲能電感。變壓器 具有儲能作用，其初級繞組相當于儲能電感，次級繞組輸出的脈沖電壓經整流濾波 電路可產 生一路或多路輔助的直流穩(wěn)

5、定電壓。輔助電源 的接地端可與主電源的接地端相互獨立，使輔 助電源的 負載電路不與電網相線相接。圖11-3所示為變壓器耦合并 聯型開關穩(wěn)壓電源的基本電路圖。圖11-3 變壓器耦合并聯型開關穩(wěn)壓電源基本電路串聯型開關穩(wěn)壓電源與并聯型開關穩(wěn)壓電源相比，具有以下優(yōu)點：（l）對開關調整管最大集電極電流和集電極與發(fā)射極間耐壓 要求低（因VT與L串聯后還與RL串聯）：（2）輸出的直流電壓穩(wěn)定性能好； （3）波紋系數?。ㄒ蛟谡麄€周期內對C充電，C與L組成濾波電路）； （4）電路簡單： （5）電網高頻串擾小。兩者相比，串聯型開關穩(wěn)壓電源具有以下缺點： （l）接成變壓器耦合式時，變壓器次級輔助直流電源的負載不能

6、太大，而且當主電源負載因故障斷開時，輔助直流電源也無輸出：（2）當開關調整管被擊穿短路后，Ui直接加至負載上，會 造成負載元件損壞；（3）主電源負載電路的接地端會與市電的相線相連，不夠 安全。2按不同的控制方式劃分，可分為調寬型與調頻型 開關穩(wěn)壓電源開關穩(wěn)壓電源輸出電壓的調整是通過改變開關調整管導通時間與導通截止變化周期的比值來實現的，或者通過改變開關調整管基極脈沖信號的 脈寬T0n與周期T的比值來實現的。輸出的直流電壓U0與輸入的直流電壓Ui之間的關系可表示為T 0 nU 0 =U iT由此式可以看出，當T一定時，調節(jié)T0n的大小可 改變輸出的直流電壓U0的大小，如圖11-4所示。根據這一原

7、理進行輸出電壓調整的開關電源是調寬型開關電源。11-4 調寬型開關穩(wěn)壓電源波形由公式還可以看出，當T0n一定時，調節(jié)周期T（即調節(jié) 頻率f=1/T）的大小也可以改變輸出的直流電U0的大小， 如圖11-5所示。根據這一原理進行輸出電壓調整的開關電 源是調頻型開關穩(wěn)壓電源。圖11-5 調頻型開關穩(wěn)壓電源波形10 3按不同的激勵方式劃分，可分為自激式與他勵式開關穩(wěn)壓電源由開關管和脈沖變壓器正反饋繞組等組成間歇振蕩器，產生脈沖電壓，使開關調整管飽和/截止的開關穩(wěn)壓電源叫自激式開關穩(wěn)壓電源，該開關調整管參與振蕩。除開機后一小段啟動時間外，其余時間靠外來脈沖信號使開關調整管飽和/截止的開關穩(wěn)壓電源叫他勵式

8、開關穩(wěn)壓電源，該開關調整管不參與振蕩。但在實際電路中多采用自激式開關穩(wěn)壓電源。 1113 開關穩(wěn)壓電源的組成開關穩(wěn)壓電源電路主要由整流電路、濾波電路、開關振蕩電路（開關調整管）、控制電路、儲能電路、 脈沖整流濾波和取樣電路等組成，如圖11-6所示。圖11-6 開關穩(wěn)壓電源電路框圖（1）整流電路：整流電路的作用是將220V交流電 變?yōu)槊}動的直流電壓。（2）濾波電路：濾波電路的作用是將脈動的直流電 壓變?yōu)?00V左右的直流電壓。（3）開關調整管：開關調整管（振蕩管）的作用是 將直流電壓變換為高頻脈沖電壓。（4）儲能電路：儲能電路的作用是將高頻脈沖電壓 轉化為磁場能量。（5）脈沖濾波：脈沖濾波電路的

9、作用是將磁場能量 轉化為電場能量，形成直流電壓，為負載供電。（6）取樣電路：取樣電路的作用是將輸出端的變化 電壓與基準電壓進行比較，得到誤差電壓，放大 后送到控制電路。（7）控制電路：控制電路的作用是將取樣電路送來 的誤差電壓變化為控制信號，去控 回制開關調整 管的導通與截止時間，從而使輸出電壓穩(wěn)定。1114 開關穩(wěn)壓電源電路的工作原理 圖11-7所示是降壓式串聯型開關穩(wěn)壓電源，它的工作原理如下：輸入交流220V電壓，通過整流電路后變?yōu)槊}動的直 流電壓，脈動的直流電壓經濾波電路后變?yōu)?00V左右的直流 電壓。再由開關調整管、開關變壓器、正反饋電路等，把整 流濾波電路送來的直流電壓變換成高頻脈沖

10、電壓。最后由脈 沖整流電路把高頻脈沖電壓整流為直流電壓，為負載供電， 要注意的是開關型穩(wěn)壓電源電路有多種類型，輸出電壓的形 式也多種多樣，分單路輸出和多路輸出。串聯型開關穩(wěn)壓電源的輸出端的直流電壓還要送取樣電路和穩(wěn)壓控制電路，取樣電路將取樣電壓與基準電壓進行比較，得到誤差電壓，誤差電壓經比較放大后送控制電路，由控制電路輸出的直流控制電壓去控制調整管的導通和截止時間，以改變高頻脈沖電壓的寬度或頻率，從而使穩(wěn)壓電源輸出穩(wěn)定的直流電壓。 1115 開關電源電路實例分析Y 5創(chuàng)維4Y 01型彩色電視機開關電源實例 進行分析不同廠家、不同型號的電視機，開關電源的電路結構也不盡相同，主要區(qū)別在開關調整管和

11、控制電路。例如，有的開關電源采用全分立元件構成，有的則采用厚膜電路或集成電路。開關調整管有采用大功率開關晶體管的，也有采用場效應管的。創(chuàng)維4Y01型彩色電視機的開關電源采用并聯型自激方式，電路如圖117所示，主要由整流濾波電路、振蕩電路、穩(wěn)壓電路和輸出電路等組成。圖117 創(chuàng)維4Y01型彩色電視機的開關電源其工作過程如下：220V交流市電經 C601、T601等組成的抗干擾電路后， 通過 VD601整流、C607濾波后形成+300V直流電壓。 +300V電壓通過開關變壓器T603的初級繞組7l腳為開關管 V604的集電極供電，同時+300V電壓經啟動電阻R616為 V604基極提供啟動工作電流

12、。開關管V604在接通電源后便 進入微導通狀態(tài)，其集電極電流流過開關變壓器初級繞組并 產生感應電動勢，由于在次級繞組910腳感應電壓的存 在，使開關管產生自激振蕩。開關變壓器的 1112腳繞組 為取樣繞組，經整流濾波后得到的取樣電壓與VD602穩(wěn)壓管 兩端的基準電壓在V601中相比較，得到的誤差控制電壓從V601的集電極輸出，經R609送入V602、V603組成的穩(wěn)壓 自動控制電路。VD603為過流保護二極管，當因某種原因過 流時，使VD603擊穿，從而達到過流保護的目的。 該開關電源有兩組電壓輸出：一組為56腳繞組的感應 電壓，經整流、濾波后得到B1（+115V）電壓為行掃描電路 供電，同時

13、經IC004穩(wěn)壓，C006濾波后形成+33V電壓，為 調諧電路提供電源。另一組為46腳繞組的感應電壓，經整 流濾波后產生+18V電壓，一方面向伴音功放電路供電，另一 方面經IC601（7805）穩(wěn)壓后形成+5V電壓為微處理器供 電；還有一路經V611、穩(wěn)壓電路7809后輸出+9V電源為行振 蕩電路供電。該機的待機控制電路由開關管V610、V611和R630等組 成。 遙控器發(fā)出待機指令時，微處理器IC001的7腳呈現低 電平，V610截止，其集電極上的高電平使V611的基極電位 升高，進而使V611處于截止狀態(tài)，造成行振蕩電路無供電電 源而截止，迫使電視機處于待機狀態(tài)。112 開關型穩(wěn)壓電源的

14、故障維修1121 開關電源維修的注意事項1注意安全以防觸電2開關型穩(wěn)壓電源維修應避免擴大故障3開關型穩(wěn)壓電源維修時，不允許負載開路 或短路 1注意安全以防觸電彩色電視機中的電源電路省略了電源變壓器，電 網輸入的220V50Hz交流電直接與整流電路相 連接，使得整機底板帶電，所以在檢修時容易造 成觸電事故；同時，因為底板帶電，也會造成測 試儀器、儀表與機芯形成交流短路，損壞各種器 材。為了防止這種事故現象，在檢修前一定要在 電源與電視機電源線之間加接一個初、次級繞組 絕緣件能良好、而匝數比為1:1的隔離變壓器，隔 離變壓器的功率要大于電視機的功率。并聯型開 關電源是利用開關變壓器作為電源與其他電

15、路的 隔離元件，實現電網與整機主底板之間的隔離， 此類電視機整機主板不會與電網相線相通，稱“冷 底板”，在“冷底板”上維修時，各種儀器可以直接去測量，安全性較好。2開關型穩(wěn)壓電源維修應避免擴大故障若彩色電視機出現燒熔絲故障時，在沒有查明故障的原因和部位時，不要急于換上新的熔斷器通電，更不允許使用比原熔斷器額定電流的熔斷器，這樣會損壞變多的元器件。熔斷器常用的額定電流的規(guī)格有3.15A和2A，它不是一般的熔斷器，其具有延時特性，延時時間與電流大小成反比，電流大于熔斷器額定電流4倍時，其延時150ms8s。 3開關型穩(wěn)壓電源維修時，不允許負載開路或短路開關型穩(wěn)壓電源負載短路會出現無輸出電壓，若負載

16、開路，則開關變壓器儲存的磁能從開關變壓器的次級感應到初級，會產生很高的電壓，這個電壓會擊穿開關調整管，所以在開關型穩(wěn)壓電源負載短路時，可以斷開電源輸出端（斷開負載），此時應接上假負載，才能開機，假負載一 般可用220V/60W 的白熾燈泡或接一只400 100W的電阻，若接上假負載，開關電源輸出電壓 基個正常說明負載存在短路，若輸出電壓仍然 不正?；驘o輸出，則故障在開關電源本身。 1122 開關電源的常見故障檢修方法1開關電源故障檢修的幾種常用方法： （1）直流電壓測量法； （2）直流電阻測量法 ； （3）“dB”電壓檢測法 ； （4）示波器測量法 ； （5）降壓保護法 ； 23（1）直流電壓

17、測量法可以先用萬用表500V檔測量整流濾波輸出端是 否有300V電壓，紅表筆接濾波電容正極，黑表筆 接地，正常時濾波電容兩端應有300V的直流電 壓，若無300V電壓，則整流濾波以及電源進線回 路有故障，這時應先檢修這部分回路，使其恢復 正常，才能檢修其他電路。當300V電壓正常后，可測量輸出端115V、 25V、16V、12V電壓是否正常，可判斷有無輸 出，或輸出是否正常。測量厚膜塊開關調整管引腳對地電壓是否正常，判斷調整管工作是否正常，振蕩器是否起 振。調整管的Vb=0V時，啟動電路停振，Vb 0.7V時，一般是正反饋電路故障，正常時Vb為負電壓。24（2）直流電阻測量法測電源輸出端對地電

18、阻。在“三無”（無光柵，無伴音， 無圖像，以下簡稱為“三無”）不燒熔斷器時，可用萬用表 R × Ik檔測量輸出端對地電阻。正常時阻值在 1.l14k 左右，若阻值很小，可以判定輸出端有短路現象，比如穩(wěn) 壓管擊穿，行輸出管擊穿阻值只有幾歐姆至幾十歐姆。測啟動電路是否開路，開關調整管是否開路。用萬用表 R×l檔測量開關調整管be結、bc結、ce結的正反向阻 值，正常時正向的阻值小，反向時阻值大，可根據測得的 啟動電阻和反饋繞組的阻值是否正常來判斷，若啟動電阻 變值或反饋線圈斷路，阻值均會變大，電路將不能啟動。 測量整流二極管的阻值。用萬用表R×l檔測量整流二 極管的正

19、反阻值，正常時正向的阻值小，反向時阻值大。 同時拔出電源進線插座（A）和（G）消磁線圈插座，測 量腳、腳電阻，正常時阻值很大，若阻值為幾歐姆，則整流管擊穿25（3）“dB”電壓檢測法用萬用表dB檔測量開關調整管基極或集電極有無dB電源來判斷開關調整管是否起振。（4）示波器測量法先接上1:1的隔離變壓器，然后用示波器檢測開關調整管 是否振蕩，正常時有4050kHz的脈沖信號，若沒有振蕩信號，則說明啟動電路、反饋電路、取樣電路、保護電路等有故障。（5）降壓保護法降壓保護法就是在電源進線中加接一只調壓變壓器，將交 流電源電壓降低到工作電壓80140V，觀察電路是否啟動，若不啟動則暫時可以去掉保護電阻

20、，讓電視機強行啟動，這樣可以快速查出故障。26 2維修步驟檢查輸入端交流電壓是否正常，如果不正常，應該查有無電網電壓，電源線與電源插頭有無問題。檢查開關型穩(wěn)壓電源負載有無短路，在負載電路有短路故障時，最好先排除負載電路故障，另 外保護電路中的元件經常會擊穿，造成無輸出電壓。在電網供電和負載正常情況下，可首先檢查整 流濾波部分有無300V的直流電壓來判斷故障在整 流濾波前，還是在整流濾波后。 檢查主控制電路工作是否正常，可用示波器測 量關鍵引腳的波形來判斷開關調整管是否振蕩； 檢查開關調整管是否損壞。27檢查啟動電路是否工作，啟動電路有兩種形式，一種是獨立設置的振蕩電路來作為啟動電路，另一種是采

21、用自激振蕩。第一種啟動電路，一般在開機后需要有一定的放電時間，才能再次啟動，若連續(xù)不斷地開機。關機，電源電路反而無法啟動。檢查保護電路。保護電路檢查是最復雜的，一旦負載電流過大或者過電壓都會出現保護。檢查取樣、放大電路。在開關電路基本能工作的情況下，也就是說輸出電壓出現偏高或偏低時，應檢查這部分電路?？傊?，先確定電源與負載。行掃描電路工作正常，然后轉檢修開關電源本身。28 3開關型穩(wěn)壓電源的常見故障（1）無光柵、無伴音（電源無輸出電壓）斷開負載（主要是斷開行輸出負載，可接入一個 假負載，如22OV、60W 的燈泡），此時若電源有輸出電壓，則是行負載過重，故障發(fā)生在行輸出電路。再斷開過電壓保護電

22、路，如果電源有輸出電壓，則故障在過電壓保護電路。測量電源整流濾波電容兩端是否有約300V 電壓。如果沒有，應檢查電源插頭、電源開關、交流保險管、整流濾波元件等；如果沒有，可進一步檢 查與開關穩(wěn)壓電源振蕩有關的元件等。 29（2）電源有嘯叫聲或“吱吱”聲如果電源有嘯叫聲，則是開關管激勵狀態(tài)不佳，使之處于激勵不足的工作狀態(tài)而產生的一種機械 振動聲。如果有行頻“吱吱”聲，則應檢查行逆程脈沖，若開關電源自由振蕩頻率小于行頻，則人耳能聽到振蕩的聲音。（3）光柵左邊有垂直干擾條光柵左邊有垂直干擾條，這是一種行頻諧波干擾，應檢查有關抑制行頻諧波干擾的元件。行輸出電路中一些抑制行頻諧波干擾的元件損壞后， 也會

23、引起該故障。30 4開關電源常見故障的分析 （1）“三無”燒電源熔絲原因：“三無”燒熔絲是彩色電視機最常見的一種故障。 出現這種故障的原因是開關電源電路中有的元器件擊穿短 路。由于開關電源本身有過電流保護，因此，當開關電源 發(fā)生負載短路或過電流時，開關電源內部保護電路動作， 迫使開關振蕩器停止工作，不會出現開機燒交流熔絲的現 象，因此，故障范圍在電網進線到開關變壓器初級繞組的 這部分電路中，有元器件損壞。檢查步驟：a先將消磁線圈（G）插頭拔下，查消磁電路是否有短 路。b取下電源進線與雙向濾波器與底板間的插座（A），檢 測、腳之間的直流電阻，判斷橋式整流電路四個二極 管、濾波電路（C）及開關調整

24、管是否擊穿。當確認是開 關調整管擊穿所引起的燒熔斷器，不要急于更換開關調整 官，此時還應檢查主電源輸出端（115V）的保護電路的 管子是否被擊穿。常見的情況是同時被擊穿，所以調整管和保護管應同時更換。31（2）有300V無輸出電壓原因：有300V但無輸出電壓115V，說明電路 沒有燒熔絲，造成這種故障的原因是負載短路或 開關振蕩電路停振所至。檢查步驟：首先開啟電源，測量濾波電容兩端 有無300V電壓，若有300V電壓，說明整流濾波 電容正常，故障在開關振蕩電路及負載等電路。 此時應測量各直流電壓輸出端的直流電阻是否正 常，一般是先測量115V對地電阻，正常時阻值為 11 k；如果阻值不正常，則

25、再查穩(wěn)壓二極管是 否被擊穿；若穩(wěn)壓管被擊穿，換上新的穩(wěn)壓管后 也不要立即開機，應查明穩(wěn)壓管被擊穿的原因， 一般需要再檢查調整管是否正常。 32 （3）輸出電壓偏高或偏低輸出電壓偏低。造成輸出電壓偏低的主要原因有兩類，一類是開關電源中穩(wěn)壓部分的元件質量 出現問題，使開關調整管的導通時間變短，儲能 時間變短，磁能減少，導致輸出電壓降低，此時 應重點測量影響開關調整管導通時間的電路，測 量穩(wěn)壓部分的引腳電阻及工作電壓是否正常。第 二類是負載電流過大。尤其是行電流過大引起， 應接上假負載來判斷是否是負載流過大引起的故 障、若接上假負載后輸出電壓正常，則說明是負 載電流過大引起的故障。有關行電流過大的原

26、因 在本書第10章中介紹。33輸出電壓偏高。當出現這種故障時，開機一段時間后“光柵”突然沒有。這是因為ABL電路動作所致。此時應斷開負載接上假負載，測輸出電壓是否很大，若在150250V，則說明整流濾波電路正常，自激振蕩也正常，故障是穩(wěn)壓調節(jié)電路失控所引起；同樣測量 控制電路相關引腳的對地電阻與直流工作電壓是否正常，若控制管不能對開關調整管正常起分流作用，使開關調整管導通的時間變長，引起輸出電壓上升，所以這種故障也應該重點檢查穩(wěn)壓電路部分和控制電路。 34 （4）遙控開關機不正常可通過測量微處理器有無輸出待機控制端電壓，來判斷是 CPU輸出指令的問題還是待機控制電路的故障。若待機控 制端電壓為

27、0V，接待機開關鍵而不發(fā)生變化，則說明 CPU電路有問題；若待機控制端電壓為高電位，則說明是 待機控制電路的故障，應分別檢查遙控控制電路（5）紋波系數大在接收信號時，可以看見光柵在豎直邊緣作周期的左右晃動，這是穩(wěn)壓電源輸出的直流電壓中有交流成分，該交流成分使直流電源中的紋波電壓增大，我們說這是紋波系數 過大，圖像會產生S扭曲，伴音中也會伴有交流聲，此時 應仔細觀察光柵邊緣有無扭曲現象。造成這種故障的原因 是電源中濾波電容開路或失效或整流電路有一只管子開路所致。35 1123 開關電源中的特殊元器件由于彩色電視機開關電源的特殊需要，在開關電源電路中出現了一些黑白電視機電源電路中沒有的元器件，將其

28、稱為特殊元器件。為了便于維修工作的開展，我們不僅要了解它們在電路中的作用，還需要熟悉它們的基本結構、外部特征、性能特點、常見故障等。這樣，打開彩色電視機的后蓋，即可迅速找到它們的位置，找到整個開關電源電路，通過檢測確定故障點。其開關電源中的特殊元器件有以下幾種。 36其 開關電源中的特殊元器件有： 1電源濾波器（互感濾波器）（l）電源濾波器的外形和結構（a）外形結構 （b）原理圖圖11-9 電源濾波器外形結構及電原理圖（2）電源濾波器（互感濾波器）的作用 采用開關電源的彩色電視機中均裝有互感濾波器，如圖11-10所示。圖11-10 雙向濾波器原理圖2壓敏電阻 在彩色電視機的電源電路中常采用壓敏

29、電阻作過電壓保護和浪涌吸收。它的外形及 實用電路如圖11-11所示。（a）外形圖 （b） 應用電路圖11-11 壓敏電阻外形與應用電路3開關電源變壓器（1）開關電源變壓器的外形及基本結構 開關電源變壓器又稱為開關電源功率變壓器，簡稱開關變壓器或脈沖變壓器，是彩色電視機開關電源電路中的關鍵器件，也是比較容易損壞的器件，它的質量優(yōu)劣直接影響到開關電源性能的好 壞。它的外形及基本結構如圖11-12所示。a）標準型 （b）細長型圖11-12 開關電源變壓器的外形及基本結構（2）開關變壓器的作用 開關變壓器的作用是儲能、正反饋器件和輸入輸出電壓變壓及隔離作用。41 4晶閘管 彩色電視機電源電路中，常用晶閘管來作為過電流或過電