遙控彩電中的開關(guān)電源

第三章遙控彩電工作原理

湘鄉(xiāng)一職2023/1/131開關(guān)電源第一節(jié)遙控彩電

整機組成方框圖2023/1/132開關(guān)電源第二節(jié)開關(guān)穩(wěn)壓電源2023/1/133開關(guān)電源一、關(guān)于開關(guān)電源1、定義：

電源調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)的電源稱為開關(guān)電源

［注］串聯(lián)穩(wěn)壓電源中，電源調(diào)整管工作在放大狀態(tài)輸入電源調(diào)整管負載RL串聯(lián)穩(wěn)壓電源輸入開關(guān)管K負載RL儲能元件開關(guān)電源2023/1/134開關(guān)電源2.開關(guān)電源電路組成220V50Hz進線抗干擾自動消磁整流濾波各種保護電路開關(guān)管直流／直流變換器直流電壓輸出脈寬調(diào)整

比較放大器基準電壓形成電路誤差取樣電路2023/1/135開關(guān)電源2023/1/136開關(guān)電源3、調(diào)整輸出電壓的方法tVitVktVoViTONTVoVkKRL

電壓變換器VO=·Vi=δ·ViT0NT2023/1/137開關(guān)電源公式中“δ”稱為開關(guān)脈沖的“占空比”（又叫“占空系數(shù)”）?？梢?，只要改變開關(guān)脈沖的“占空比”，就可以改變輸出電壓的高低。在具體電路中，可以使開關(guān)脈沖頻率固定，改變開關(guān)管導通時間而改變輸出電壓高低。這種電源稱為“調(diào)寬式”開關(guān)電源。也可以使開關(guān)管截止時間不變，只改變開關(guān)管導通時間長短而改變輸出電壓高低。這種電源稱為“調(diào)頻調(diào)寬”式開關(guān)電源。2023/1/138開關(guān)電源電路中Q為開關(guān)管，工作于開關(guān)狀態(tài)（Q飽和導通時相當于一只接通的開關(guān)，Q截止時相當于一只斷開的開關(guān)）。電感L和電容C為儲能元件。RL為電源的負載。D為續(xù)流二極管，它在開關(guān)管截止時導通，保證電感L中的電流不中斷。4、串聯(lián)型開關(guān)電源工作過程LQDCRL（a)串聯(lián)型開關(guān)電源基本電路+300V2023/1/139開關(guān)電源開關(guān)管飽和導通時，300V電源通過開關(guān)管Q，電感L和負載RL形成電流回路，同時向電容器C充電，在電感L和電容C中同時儲能。二極管D處于反向截止狀態(tài)。由于電感L中突然出現(xiàn)電流，將在L兩端產(chǎn)生左正右負的自感電動勢，負載兩端電壓等于300V電源電壓與L兩端自感電動勢之差。IQILICIRQ（b)開關(guān)管飽和時的等效電路D+300VRLLC2023/1/1310開關(guān)電源開關(guān)管截止時，由于電感線圈中電流的突然中斷，將在電感L兩端產(chǎn)生左負右正的自感電動勢，該自感電動勢使續(xù)流二極管D導通，形成電流回路。同時，電容C也通過RL放電?？梢娯撦d電流由電感電流與電容放電電流兩路同時提供。雖然開關(guān)管截止了，但是負載電流并沒有中斷。ICILIDD（c)開關(guān)管截止時的等效電路Q+300VRLCL2023/1/1311開關(guān)電源5、變壓器型開關(guān)電源工作過程開關(guān)管飽和導通，開關(guān)管電流在開關(guān)變壓器初級產(chǎn)生上正下負的自感電動勢，次級產(chǎn)生上負下正的互感電動勢。整流二極管D截止，由電容器C放電形成負載電流。＋300VQDRL（a)基本電路C+300V

e1++e2Q+_RL(b)開關(guān)管飽和導通DCT2023/1/1312開關(guān)電源開關(guān)管截止，變壓器初級電流中斷，于是在初級繞組產(chǎn)生反方向的自感電動勢（上負下正），次級互感電動勢也反一個方向。次級互感電動勢使整流二極管D導通，開關(guān)變壓器次級電流一方面流入負載，另一方面向電容器C充電儲能，以便開關(guān)管再次導通時向負載釋放能量。e1′_+IRL＋300VCQD（c)開關(guān)管截止T_+e2'2023/1/1313開關(guān)電源二、CN－12機芯中的開關(guān)電源A.作用：雙向濾波（一方面避免電網(wǎng)供電線引入高頻脈沖影響電視機正常收看，另一方面，防止開關(guān)電源對電網(wǎng)造成污染。）B.電路組成：S501C5010.1uL502220V市電

至整流濾波電路F501T2.5AC5020.1u1、進線抗干擾電路2023/1/1314開關(guān)電源C.工作原理：

對高頻干擾信號而言，電容呈短路，而電

感則呈開路。高頻干擾被電容短路。

對50Hz低頻而言，電容呈開路，而電感則呈短路。因此，50Hz市電可以順利通過。S501C5010.1uL502220V市電

至整流濾波電路F501T2.5AC5020.1uF501T2.5AS501C5010.1uL502220V市電

至整流濾波電路C5020.1u2023/1/1315開關(guān)電源2、整流濾波電路A.作用：利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟娮優(yōu)橹绷麟夿.電路：R5023.9ΩC5031000PVD501VD502VD503VD504C5041000PC5051000PC5061000P220V50HzL503LCL－F9C507400V100uC5081KV1000P2023/1/1316開關(guān)電源C.交流電正半周電流回路在交流電正半周，輸入電壓左正右負，二極管VD501、VD504導通，VD502、VD503截止，電流從電源正端出發(fā)，經(jīng)R502、VD501、由負載RL到地，再經(jīng)VD504回到電源負端，形成一個回路。負載中的電流從上至下，負載兩端電壓上正下負。R5023.9ΩC5031000PVD501VD502VD503VD504C5041000PC5051000PC5061000P220V50HzL503LCL－F9C507400V100uC5081KV1000P負載RL2023/1/1317開關(guān)電源D.交流電負半周電流回路在交流電負半周，輸入電壓反了一個方向，變?yōu)樽筘撚艺?，這時，二極管VD502、VD503導通，而VD501、VD504截止，電流從電源正端出發(fā)，經(jīng)VD502、RL到地，再經(jīng)VD503、R502回到電源負端。雖然輸入電壓反了一個方向，但是，流經(jīng)負載的電流方向卻沒有改變，仍然是從上往下，負載兩端的電壓仍然是上正下負。R5023.9ΩC5031000PVD501VD502VD503VD504C5041000PC5051000PC5061000P220V50HzL503LCL－F9C507400V100uC5081KV1000P負載RL2023/1/1318開關(guān)電源E、橋式整流濾波電路輸入與輸出電壓波形對比輸入電壓無濾波電容時加濾波電容以后2023/1/1319開關(guān)電源50Hz正弦交流電經(jīng)整流后變?yōu)?00Hz脈動直流電，再經(jīng)電容器儲能濾波，就得到了直流輸出。由于正弦交流電的有效值與峰值之間存在的關(guān)系，因此，220V正弦交流電經(jīng)整流濾波后，其最大值應(yīng)達到220V的倍，即316V，實際可達280～300V。222023/1/1320開關(guān)電源3、自動消磁電路A.作用：消除顯象管陰罩和防爆鋼帶上的剩磁，保證CRT色純良好。B.電路組成：C.原理:利用熱敏電阻加熱后阻值急劇增大的特點,在消磁線圈中得到一個由大漸小的消磁電流,可消除CRT陰罩和防爆鋼帶上的剩磁。220V50Hz消磁線圈XT501°t熱敏電阻RT5012023/1/1321開關(guān)電源消磁線圈2023/1/1322開關(guān)電源4、自激振蕩電路（1）.作用；產(chǎn)生間隙振蕩，使開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)。（2）.基本電路：T511＋300VR520R526V513R519C514①②⑦③R521R522R515（3）.工作原理：R520、R521、R522、R526、R515為開關(guān)管V513的偏置電阻，接通電源時，＋300V電源通過R520、R521、R522為開關(guān)管提供啟動電流，使開關(guān)管導通，出現(xiàn)集電極電流，再利用開關(guān)變壓器①、②繞組的正反饋形成振蕩。2023/1/1323開關(guān)電源（4）、振蕩過程:

（a）開關(guān)管由截止轉(zhuǎn)為飽和導通的過程：接通電源，R520、R521、R522為V806提供啟動電流，使V806開始導通，出現(xiàn)集電極電流ic。ic在T511中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e1與e2，e2又通過C514、R519形成正反饋，使V513很快進入飽和狀態(tài)。+e1+e2ibice2e1T511＋300VR520R526V513R519C514①②⑦③R521R522R515ic2023/1/1324開關(guān)電源開關(guān)管飽和以后，ic不再受ib控制，且有?·ib?ic，但是，ic會因T511的電感影響而呈增長趨勢，而ib則因C514的充電而逐漸減小，經(jīng)過一段時間后，開關(guān)管重新回到放大狀態(tài)。開關(guān)管維持飽和導通時間的長短，取決于ic增長的速度與C514充電的快慢。（b）開關(guān)管維持飽和導通的過程：ic反饋電流T511＋300VR520R526V513R519C514①②⑦③R521R522R5152023/1/1325開關(guān)電源（c）開關(guān)管由飽和導通轉(zhuǎn)為截止的過程：開關(guān)管重新回到放大狀態(tài)后，ic將隨ib的減小而減小，ic的減小，將在T511中產(chǎn)生反方向的感應(yīng)電動勢，使ib進一步減小。這又是一個正反饋過程，結(jié)果，V513很快進入截止狀態(tài)。Ic隨ib的減小而減小反饋電流減小T511＋300VR520R526V513R519C514①②⑦③R521R522R515+e1'+e2'2023/1/1326開關(guān)電源（d）開關(guān)管維持截止的過程：互感電動勢負端+e1'+e2'偏置電流為C514反向沖電T511＋300VR520R526V513R519C514①②⑦③R521R522R515ebc開關(guān)管截止后，T511上的負電壓與C514上的電壓疊加以后加在V513基極，維持V513截止。開關(guān)管維持截止時間的長短，由以下三個因素決定：1.T511次級能量釋放的快慢。2.

＋300V電源通過R520、R521、R522向C514反向充電的快慢。當V513基極電位上升到0.6V以后，重新出現(xiàn)基極電流，回到振蕩的第一過程。2023/1/1327開關(guān)電源5、穩(wěn)壓系統(tǒng)：（1）誤差取樣與比較放大電路1314T511VD551RG2C5512KV470PC561160V220uR56151KR56251KRP551VR2KR5634.7KV553R554150KVD561W05Z6.2C＋130V2023/1/1328開關(guān)電源R561、R562、R563與RP551組成誤差取樣電路。取樣電壓來自＋130V輸出電壓。R554、VD561組成基準電壓形成電路。由于穩(wěn)壓管的作用，使得比較放大管V553發(fā)射極基準電壓不隨輸出電壓而變化。V553為比較放大管。它將取樣電壓與基準電壓比較以后輸出誤差電流，該電流流入光耦管的二極管。若＋130V輸出電壓升高，則取樣電壓升高，V553基極電壓也升高，由于V553發(fā)射極電壓不變，因而V553集電極電流增大，即誤差電流增大。2023/1/1329開關(guān)電源（2）、脈寬調(diào)整電路＋300V電源供電開關(guān)變壓器T511開關(guān)管V513R520120KR521120KR52215K＋130V輸出電壓R5262.7KR51522KV512V511C5170.015uC5150.015uR5215.6KR55547KR55622KVD515V553VD5616.2VR554150KR56151KR56251KRP5512KR5634.7K2023/1/1330開關(guān)電源V512為脈寬調(diào)整管。該機是通過V512對開關(guān)管V513基極電流的分流作用來控制開關(guān)管的導通時間長短，從而改變輸出電壓高低的。光耦管電流從以下三個方面影響開關(guān)管的基極電流：（1）光耦管中三極管電流直接流入V512基極，通過V512對V513基極電流分流。（2）光耦管中三極管電流的一部分為V511的基極電流，通過V511控制V512，進而控制V513的基極電流。（3）光耦管中的三極管電流由開關(guān)管基極偏置電路提供，直接對開關(guān)管基極電流進行分流。當光耦管電流增大時，通過以上三條路經(jīng)都使開關(guān)管V513基極電流減小，進而使開關(guān)管導通時間縮短，輸出電壓下降。2023/1/1331開關(guān)電源6、開關(guān)電源的保護電路

過壓保護過流保護2023/1/1332開關(guān)電源（1）過壓保護：由VD518、VD519、R523、V512組成過壓保護電路。當電源電壓升高引起正反饋脈沖電壓升高時，穩(wěn)壓管VD519被反向擊穿，該管反向擊穿電流流入V512基極，使V512飽和導通，使開關(guān)管be電極短路，從而迫使開關(guān)管停止振蕩。2023/1/1333開關(guān)電源（2）過流保護：由R524、R526、R515與V512組成過流保護電路。在開關(guān)管飽和時，其基極必然有較大的基極電流以維持開關(guān)管飽和導通。若開關(guān)管基極電流太大，必然造成開關(guān)管飽和時間增長而出現(xiàn)過流。當開關(guān)管基極電流太大時，該基極電流在R524上的壓降增大，通過R526、R515分壓，必然使V512電流增大，這樣，V512對開關(guān)管基極的分流作用增大，開關(guān)管導通時間縮短，避免了開關(guān)管出現(xiàn)過流。2023/1/1334開關(guān)電源（3）尖峰脈沖防護電路接在開關(guān)變壓器初級的R525、C516組成尖峰脈沖防護電路。在開關(guān)管截止瞬間，開關(guān)變壓器初級電感與分布電容之間形成諧振，產(chǎn)生很高的尖峰脈沖，該尖峰脈沖有可能擊穿開關(guān)管。接入R525、C516以后，使這種諧振被“阻尼”，避免了過高尖峰脈沖的出現(xiàn)，保護了開關(guān)管。③⑦開關(guān)管V513R52568ΩC5162KV680P開關(guān)變壓器T511+300V2023/1/1335開關(guān)電源7、開機／待機控制電路1712151413①③②7CPUT511VD554C564RF569V583+9VR537+5V-1C574N503C538VD587R583VD584VD553C563R551R552V582R568+25VR581AV581R581VD533+5V-2VD551C561R556R555VD515V553R554VD5616.2VR561R562RP551R563+130VVD58616VV585R585R586V5862023/1/1336開關(guān)電源工作原理開機時,CPU(7)腳為低電平，V585、V586截止，對開關(guān)電源電路無影響。待機時，CPU(7)腳為高電平，V585、V586飽和導通。V585導通，使穩(wěn)壓二極管VD586反向擊穿，光耦管電流增大，通過穩(wěn)壓系統(tǒng)，使各路輸出電壓降為正常值的一半。這時130V輸出電壓約為65V左右。V586導通，使穩(wěn)壓電路中的V582、V583基極對地短路，因而＋9V、＋25V、＋5V-1均無輸出，但為CPU供電的＋5V－2仍然有正常的＋5V輸出。2023/1/1337開關(guān)電源三、PF29D18中的開關(guān)電源1.基本電路：PF29D18中的進線抗干擾電路、整流濾波電路和自動消磁電路與H2158K電視機一樣，只是元件編號不同。PF29D18中的開關(guān)電源除輸出管外，其余功能全部由集成塊TDA4605完成。開關(guān)管采用場效應(yīng)管，工作頻率高達500KHz。2023/1/1338開關(guān)電源2.TDA4605內(nèi)電路組成框圖電源啟動啟動脈沖發(fā)生器輸出控制邏輯控制電路誤差放大過載檢測過零檢測欠壓保護62583714GND誤差電流輸入VccOUT軟啟動欠壓保護輸出脈沖檢測初始電流／過壓檢測2023/1/1339開關(guān)電源3.由TDA4605組成的開關(guān)電源基本電路12345678TDA4605C811R811R817R816RP823C823R818R825VD823C818C826R802C819C820R819R820VD819R821VD840V840VD815R815+R815AC815R813R814R812C812+300VT803啟動電壓567142023/1/1340開關(guān)電源4.PF29D18開關(guān)電源特點：1.TDA4605⑥腳為供電端：啟動電壓由整流電路中的VD803作半波整流，R802、C819濾波得到，當⑥腳電壓達到10.3V以后，內(nèi)部振蕩電路開始振蕩。電視機正常工作以后，由開關(guān)變壓器⑤、⑥繞組的開關(guān)脈沖經(jīng)VD819整流、C820、R819、C819濾波為TDA4605提供10～12V工作電壓。當⑥腳電壓超過18V時，進入過壓保護狀態(tài)，使TDA4605⑤腳無脈沖輸出。2023/1/1341開關(guān)電源3.TDA4605①腳為穩(wěn)壓系統(tǒng)的誤差電流輸入端，由開關(guān)變壓器⑦腳的開關(guān)脈沖經(jīng)VD823整流、C823濾波，得到與輸出電壓成正比的誤差電壓，再經(jīng)R816、R817分壓以后送至TDA4605①腳，以控制開關(guān)脈沖占空比，穩(wěn)定輸出電壓。4.TDA4605②腳為初始電流輸入及過壓保護輸入端，當市電升高時，C812上充電幅度上升，通過內(nèi)部控制電路，可以減小輸出脈沖占空比，當②腳電壓超過3V時，內(nèi)部保護電路動作，切斷⑤腳輸出脈沖。5.TDA4605③腳為欠壓保護端，當③腳電壓低于1.8V時，進入欠壓保護狀態(tài)，切斷⑤腳輸出脈沖。2023/1/1342開關(guān)電源6.TDA4605⑧腳為過零檢測輸入端，通過R818、R825接至開關(guān)變壓器⑦腳，只有當TD