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STR-S6707厚膜电路组成的彩电电源原理

STR-S6707厚膜电路组成的彩电电源原理

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采用STR-S6707厚膜电路组成开关稳压电源的彩电机型有:索尼KV-J21TF1、KV-G21、KV-G21TC2、KV-T21TF2、KV-B21T1等BG-1S、BG-2S机芯中屏幕彩电。下面以索尼KV-G21TC2彩电为例,介绍其电源电路的工作原理与故障检修方法。
一、电源电路的组成与特点
1.电源电路的组成
该机开关电源是由新型厚膜块STR-S6707为核心构成的它激式并联型脉冲变压器耦合开关稳压电源,他主要由市电输入整流滤波电路、振荡电路、稳压控制电路、保护电路及待机控制电路等组成,其组成框图与主要原理电路分别如图1、2所示。
该机开关电源正常工作时输出+115V、+16V、+12V三组直流电压,其作用分别是:
⑴ 电容C609两端输出的主电源+B(115V):主要是给行输出电路及其负载电路供电。
⑵ 电容C614两端输出的+16V电压:主要是给伴音功放电路供电。
⑶ 电容C610两端输出的+12V电压:一是经IC002二次稳压后形成+5V遥控电源与微处理器的复位电压;二是经IC521稳压控制后输出+9V直流电压给行扫描电路及整机小信号处理电路提供工作电压,此输出电压受遥控电路微处理器输出的待机信号控制。
2.电源电路的特点
⑴ 由于该机开关电源中厚膜电路IC601(STR-S6707)内部开关管与开关变压器T601均不直接参与振荡脉冲的形成,从而降低了开关电源的自身损耗,提高了工作效率。
⑵ 由于开关管的开关过程是受独立振荡器产生的开关脉冲控制,所以其波形好,电源工作稳定,开关管损耗小。
⑶ 利用频率调制方式实现稳压,使开关电源的稳压性能较好,稳压范围有所展宽。 
⑷ 待机控制是通过切断行扫描振荡电路与整机小信号处理电路正常工作所需的+9V工作电源输出来实现的,此时开关电源三组直流电压输出端仍有正常电压输出。
⑸ 具有完善的过流、过压保护功能,且有多种保护电路集成在厚膜电路STR-S6707内,使电源电路结构简洁,方便了维修;同时也提高了整机工作的安全性能。

二、开关电源电路原理分析
㈠ 市电输入整流滤波电路
该部分电路主要是由T1601、T1602、T605、S601及整流桥D601、C604等组成,其相关电路如图4-3所示。
当电源开关S601接通时,市电输入的交流电压经C1601、T1601、T1602、C621、T605等组成的噪声滤波器滤除干扰信号后,一路由热敏电阻THP601与插排CN602送至消磁线圈两端,进行屏幕瞬间消磁工作;另一路加到整流桥D601的交流输入端,进行桥式整流,再经C604、C631平滑滤波后,形成290V左右的直流电压。电路中R601、R602是限流电阻,其作用是降低开机瞬间的浪涌电流,以保护开关电源的整流桥与厚膜电路免遭过流损坏。
㈡ 厚膜电路IC601(STR-S6707)功能介绍
该机的振荡电路、稳压控制电路及保护功能电路均集成在厚膜电路IC601内部,因此为了便于分析该开关电源的振荡、稳压及保护电路的工作过程,先介绍IC601内部组成电路与引脚功能。
IC601(STR-S6707)内部含有启动(START UP)、振荡器(OSC)、闩锁(LATCH)、线性比例激励(PROPORTIONAL DRIVE)、基准(REF)、过压保护(OVP)、过流(OCP)、过热检测(TSD)等功能电路,其组成框图如4-4所示。该厚膜块的引脚功能是:
1.IC601的①、②、③脚分别是内部开关功率管Q1的集电极、发射极、基极引脚;其中②脚是IC601内部电路接地端。
2.④脚为开关管Q1基极驱动电流反馈输入端。由⑤脚输出的脉冲驱动信号从此脚反馈到IC601内部比例激励电路,以控制激励电路的工作状态,使其输出的脉冲驱动信号稳定。另外在Q1刚截止时,④脚外接电容C623通过D609进行放电的电流也从此脚流入内部电路,因此该脚也可认为是开关管基极的反向激励电流输出端。
3.⑤脚为开关管基极驱动电流输出端。在Q1饱和期间,IC601从⑤脚输出线性增大的电流,通过外接元器件R624、D607对C623的充电,使开关管Q1饱和导通。
4.⑥脚为厚膜电路内部过电流保护检测电压输入端。它通过电阻R625接在开关变压器T601⑦~⑧绕组的⑧脚,当某种原因引起电源电路稳压控制功能失控时,T601⑧脚的感应电压将增大,此增大的电压经R625、R623分压加到IC601⑥脚,使其内部过流保护电路起控,振荡电路停振,以实现过流保护功能。
5.⑦脚为稳压控制信号反馈输入端。流入⑦脚的电流越大,⑦脚内接的电容C2的充电加快,开关管Q1的饱和导通期缩短,使开关电源输出的直流电压下降。实质上C2的充电时间就是Q1的饱和期时间,C3经R2的放电时间就是Q1截止期时间。

6.⑧脚为开关管导通、截止时间的控制端。该脚内部接有阀值电压分别为0.75V、1.5V、2.2V的三个倒相放大器。其中阀值电压为2.2V放大器控制振荡器,阀值电压为0.75V放大器控制闩锁电路,阀值电压为1.5V放大器控制线性比例激励电路;即根据该端输氲缪沟母叩停贗C601内部进行比较,以开通或关断IC601内部的振荡器或闩锁电路或线性比例激励电路,从而改变IC601内部开关管导通与截止时间。
    7.⑨脚为IC60l电源电压输入端。每次开机时,由C604两端形成的300V左右的直流电压经R617、R610、R636向C624充电,其两端的充电电压加到IC601的⑨脚,以提供厚膜块内部电路启动工作电源;开关电源正常工作后,开关变压器T601⑦~⑧绕组的感应电压经D610、C624整流滤波后继续给IC601⑨脚供电,以确保IC601正常工作。
另外⑨脚内部接有过压保护电路OVP,当稳压电路失控使开关管导通时间过长时,T601各绕组的感应电压均会升高,此时若由⑨脚外接的整流滤波电路D610、C624形成的工作电压超过9V时,OVP电路将起控而使开关管截止关断。
㈢ 振荡电路
该机开关电源的振荡电路集成在厚膜电路IC601内部。其振荡启动过程是:
1.电源接通时,市电输入整流滤波电路在C604两端形成的300V直流电压一路经保险电阻R611后,通过开关变压器T601的②~③、④~⑤绕组向IC601①脚(开关管集电极)供电;另一路经R617、R610和R636向C624充电,向IC60l⑨脚提供启动工作电压。
2.当电容C624两端充电电压达到7V左右时,IC601内部振荡电路起振,IC601开始工作;电源工作正常后,开关变压器T601⑦~⑧绕组的交流电压经D610整流、C624滤波后继续为IC601供电。
3.在IC601振荡电路起振的同时,内部基准(REF)电路输出+5V基准电压经R1向C2充电,振荡电路起振输出的高电平对C3充电,当C2两端充电电压达到0.75V(C3两端充电电压约5V)时,振荡器翻转输出低电平;则C2、C3均迅速放电,当C3经R2由5V放电至3V(C2放电至0V)时,振荡器再次翻转输出高电平。显然该振荡电路是通过C2、C3的充、放电产生间歇振荡,其振荡脉冲宽度是由IC601内部的R1、C2及R2、C3的充放电时间常数决定。
4.振荡电路产生的脉冲信号经比例激励电路放大后从⑤脚输出,经R624、D607耦合后分为两路:一路直接反馈到IC601④脚,以控制比例激励电路的工作状态,使比例激励电路输出的开关脉冲幅度稳定。
另一路由C623耦合到IC601②脚(开关管基极),以驱动开关管Q1进入导通状态;在Q1导通期间,电容C2从0V又开始充电,则IC601⑤脚输出线性增大的激励电流,当C2两端充电电压达到0.75V时,⑤脚激励信号停止输出,开关管Q1进入截止状态;在Q1截止期间,C3经R2放电,当C3上的电压从5V放电到3V时,⑤脚又输出线性增大的的脉冲电流,使开关管Q1又进入饱和导通状态;随着IC601⑤脚激励脉冲信号的输出,开关管Q1将进入导通→截止→导通的开关振荡状态,此时开关变压器T601各绕组都产生感应电压

㈣ 稳压控制电路
稳压控制电路主要由IC602、IC603与IC601⑦脚内部振荡电路等构成。其中IC603(PC123F2)为光电耦合器,IC602(SE115)为误差检测电路。
1.稳压控制原理:由于该机开关电源输出的+B电压(+115V)分别加到IC602、IC603的①脚,因此该机开关电源的稳压控制原理是通过改变IC602、IC603的工作电流,来控制光电耦合器IC603中光敏三极管的等效内阻,继而改变IC601⑦脚电位的高低,以控制振荡器输出脉宽的大小,来实现稳定输出+B电压之目的。
2.稳压控制过程:当因某种原因使+B(+115V)输出端电压升高时,IC602②脚电压因其①脚电压升高而下降,即光电耦合器IC603的②脚电压下降,使IC603中发光二极管工作电流增大,发光强度增加,则IC603中光敏三极受增强的光照后,导通电流上升(即IC603③~④脚间等效电阻减小),并经IC603③脚加至IC601⑦脚,使IC601⑦脚电压升高,则IC601内部电容C2的充电速度加快,即C2从0V充电到0.75V的时间缩短,振荡电路输出的脉宽变小,开关管Q1的导通时间缩短,开关变压器T601储存的磁能减小,继而迫使+B输出端电压下降并稳定在正常值。
同理,当某种原理如负载加重等引起+B输出端电压下降时,稳压控制过程与上述相反,最终使开关管导通时间延长,输出电压上升并保持稳定。

㈤ 保护电路
该机开关电源电路设有过压保护、过流保护、过热保护和开关管延迟导通保护电路。
1.过压保护:该机对于过压具有三重保护功能,均是通过厚膜电路IC601内部电路来实现的。当某种原因引起开关电源输出电压升高时,开关变压器T601初级绕组⑦~⑧脚间感应的脉冲电压也相应升高,其⑧脚感应电压分三路输出:
⑴ 第一路经D610、C624整流滤波后送到IC601⑨脚,使⑨脚的供电电压升高,当此电压超过9.2V(正常约8V)时,IC60l内的过压保护电路(OVP)开始工作,并输出控制信号送到逻辑门电路中,继而控制闩锁电路,使其关断线性激励电路,停止输出激励脉冲信号,迫使开关管Q1截止,开关电源停止工作,达到过压保护之目的。
此过压保护电路起控期间,IC601⑨脚电压在5.8V~8.0V之间呈锯齿状波动,只有断电后重新开机启动或在IC601⑨脚电压降到3.3V以下后,才能解除保护状态。
⑵ 第二路经R625、R623分压加到IC601⑥脚,使⑥脚电压升高,当此升高的电压达到0.75V时,IC601内部过流限制放大器输出控制信号,迫使振荡电路停振,开关电源停止工作,从而达到过压保护之目的。

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