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2)他激式开关电源
他激式开关电源的启动是指电源IC的启动，常见的启动方式有四种，如图5-22所示。 ① 工作过程 第一种是由市电电压变换电路产生的300V电压经电阻R1限流、降压后，对电源控制芯片或电源厚膜电路IC1供电端Vcc外接的滤波电容C2充电，当C2两端电压达到IC1内启动电路的启动阈值后，ICl内的启动电路开始工作并使基准电压发生器输出电压，为振荡器等电路供电，实现开关电源的启动;第二种是市电电压经整流管VDl、限流电阻R1. IC1供电端Vcc外接的滤波电容C2和整流管VD2构成整流滤波回路，在C2两端建立启动电压，当C2两端电压达到IC1内启动电路的启动闽值后IC1启动;第三种是市电电压经电阻Rl, IC1供电端Vcc外接的滤波电容C2和整流器VD1内的一个整流管构成回路，回路中的电流在C2两端建立启动电压，当C2两端电压达到ICl内启动电路的启动闽值后，开关电源启动;第四种由300V电压直接为电源控制芯片内的启动电路供电，使该芯片启动。  ②故障特征 限流电阻R1的阻值增大或开路后，会导致电源控制芯片或电源厚膜电路IC1供电端输入的启动电压不足，产生IC1内的启动电路不能启动或启动困难故障;同样滤波电容C2容量减小或漏电，也会产生该故障。此外，第二种启动方式中的整流管VD2导通电阻大，也会产生该故障。 6.振荡电路 并联型自激式和他激式开关电源的振荡电路有所不同:自激式开关电源的开关管参与振荡脉冲的形成;他激式开关电源的开关管不参与振荡脉冲的形成，而需要单独设置振荡电路。下面分别介绍。 (1)并联型自激式开关电源 典型的并联型自激式开关电源的振荡电路如图5-23所示。  ①工作过程 开关管VT1经启动后进入初始导通状态时，开关变压器TI的正反馈绕组P2感应出上正、下负的脉冲电压通过R2、C2、VTl构成回路，使VTl因正反馈雪崩过程迅速进入饱和导通状态。随后，VT1因电容C2充电而退出饱和并进入截止状态。VTl截止的同时，Tl存储的能量经整流、滤波后向负载释放，随着Tl存储的能量释放到一定的时候，T1各个绕组产生反相电动势，于是P2绕组产生的脉冲电压经VD1,R2再次使VTl进入饱和导通状态，形成自激振荡。开关电源完成初始振荡后，由于Tl各个绕组产生的脉冲升高，二极管VD1导通，由它取代C2为VT1提供激励脉冲电压。 ②故障特征 若正反馈回路的R2、C2开路，会导致开关管因无正反馈脉冲而不能进入振荡状态，开关电源无电压输出;若二极管VD1开路，会使开关管因激励脉冲不足而使开关电源处于弱振状态，产生输出电压低的故障。 (2)他激式开关电源 他激式开关电源的振荡脉冲由单独设置的振荡器产生，常见的振荡器和波形如图5-24所示。  ① 工作过程 开机瞬间由于定时电容C1两端电压为0，所以比较器的反相输入端电压为0,而比较器的同相输入端输入的是基准电压，所以输出端V0输出的脉冲为高电平。该电压不仅使泄放二极管VD1截止，而且通过R4使比较器的同相输入端电压升高到+VT。同时，Vcc通过Rl对Cl充电，随着充电的不断进行，Cl两端电压逐渐升高并达到+VT时，比较器翻转，它的输出端V0输出低电平信号，不仅通过R4使比较器同相输入端电压下降到-VT，而且通过VD1为Cl提供放电回路，使C1两端电压迅速下降。当Cl两端电压低于-VT后比较器再次触发翻转，V0变为高电平，重复以上过程，振荡器输出矩形脉冲信号。同时，Cl两端形成了-VT到+VT变化的锯齿波脉冲。 ②故障特征 定时元件R1、Cl或比较器异常不能形成振荡脉冲时，会导致开关电源无电压输出。当R1、Cl异常形成的振荡脉冲频率较低时，会导致开关电源带载能力差。 7.开关管激励电路 由于变压器耦合并联型自激式开关电源的开关管激励电路就是自激振荡电路，所以不再介绍，下面介绍他激式开关电源的开关管激励电路。 （1）电路分析 参见图5-25，他激式开关电源典型的激励电路多以RS触发器为核心构成。RS触发器的真值表如表5-1所示。  当芯片UC3842内的振荡器工作后，由该电路产生的 形振荡脉冲送到触发器的S端。当S端输入的脉冲信号为高电平时，触发器的 端为低电平，Q端为高电平。 端为低电平时，③脚内接的放电管VT3截止；而Q端为高电平时，推挽放大器的VT2截止、VT1导通，经VT1放大后的高电平激励脉冲由⑥脚输出，通过R3使开关管VT4导通。VT4导通后，300V电压通过开关变压器T1的初级绕组、VT1的D/S极、R4到地构成导通回路，回路中的电流不仅使T1存储能量，而且在R4两端建立取样电压。该电压经R5对C4充电，C4两端电压经③脚送到电流比较器的同相输入端。当C4两端电压使电流比较器的同相输入端电压超过其反相输入端电压后，电流比较器输出高电平，使触发器R端为高电平，于是触发器输出端Q端为低电平、 端为高电平。 端为高电平后放电管VT3导通，致使C4两端的电压经VT3 放。而Q端为高电平后使VT1截止、VT2导通，致使开关管VT4截止，以免VT4因存储效应不能及时截止，因功耗大损坏。开关管截止期间，T1次级绕组产生的脉冲电压通过整流滤波电路获得直流电压。为相应的负载供电。当振荡脉冲为低电平时该状态不变，直至下一个振荡周期振荡脉冲再次为高电平，RS触发器再次翻转，重复以上过程，RS触发器输出PWM矩形脉冲。该脉冲从芯片⑥脚输出后，驱动开关管VT4工作在开关状态。 （2）故障特征 该电路异常无激励脉冲输出时，开关电源不工作，开关电源无电压输出;若该电路异常产生的激励脉冲的占空比较小时，开关电源输出电压低;若该电路异常产生的激励脉冲占空比过大时，开关电源输出电压高。而该电路异常使激励信号异常时容易导致开关管因激励不足或过激励而损坏。 提示：占空比是指导通时间与振荡周期(导通时间+截止时间)之比。 8.稳压控制电路 为了防止负载轻重变化或市电电压高低变化，引起开关电源输出电压变化，必须通过稳压控制电路控制开关管VTl的导通时间(或同时控制导通时间和振荡频率)，确保输出电压保持稳定。由于稳压控制电路是故障多发部位，不仅会产生开关电源输出电压高的故障，而且会产生屡损开关管等大量元器件的严重故障，所以掌握这部分内容是学习开关电源维修技术的重点。 (1)稳压控制电路的构成 稳压控制电路由误差取样、放大电路和调宽或调频调宽电路两部分组成。 (2)误差取样、放大电路 误差取样放大电路有间接误差取样、放大和直接误差取样、放大两种。 ①间接误差取样、放大 参见图5-26，采用间接取样方式的稳压控制电路需在开关变压器上专门设置一个取样绕组。取样绕组产生的脉冲电压经整流在滤波电容两端获得与输出端电压成正比的取样电压，并经误差放大器放大后，通过开关管激励脉冲的调频调宽或调宽电路控制开关管的导通时间，实现开关电源输出稳定的控制。  控制过程:当市电电压升高或负载变轻，引起开关变压器T1各个绕组产生的脉冲电压升高时，取样绕组P2升高的脉冲电压经VD1整流、滤波电容Cl滤波获得的取样电压相应升高。该电压经Rl、VRl、R2取样后，使误差放大器VT2的b极输入的电压升高，由于VT2的e极由稳压管ZDl提供基准电压，所以VT2的c极电位下降，通过调宽(或调频调宽电路)使开关管VTl导通时间缩短，T1存储能量下降，开关电源输出电压下降到正常值，实现稳压控制。反之，稳压控制过程相反。VR1是可调电阻，调整该电阻可在一定范围内改变开关电源输出电压的大小。 特点:此类取样方式的稳压控制响应速度慢，空载时电压会略有升高。为了确保开关电源的安全和便于检修，检修时应接假负载。 故障特征:由于误差取样电路的滤波电容Cl多临近发热器件，所以Cl会因长期过热而极易损坏。Cl损坏后，产生的故障主要有:一是引起负载元件过压损坏;二是开机初期有“吱吱”声，且荧光屏上有干扰带;三是引起开关管VTl击穿;四是引起过压保护电路动作。为了防止误判，C1应采用代换检查法。同样，若整流管VDl异常，会使C1两端不能获得正常的取样电压。另外，R1、VR1开路不能为VT2的b极提供取样电压，也会产生以上故障。而VRl接触不良，还会产生输出电压波动的故障，甚至会产生开关管击穿等故障。误差放大器的VT2,ZD1异常既能产生输出电压高故障，也能产生输出电压低故障，甚至会产生开关电源无电压输出故障。 |
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