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忐忑不安889 2011-11-24

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发表于 2010-8-23 05:56:27 |只看该作者 |倒序浏览 -
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STR-G5653/8656开关电源原理与检修
由STR-G5653/8656组成的开关电源具有结构简单、稳压范围宽(130260V )、工作稳定等优点，广泛用于长虹CN-18机心和康佳超级芯片彩电中:STR-G5653与STR-G8656的内部结构相同，引脚功能也完全一样，但输出功率不同。STR-G5653的输出功率为120W左右，而STR-G8656的输出功率为200W左右，所以STR-G5653常用于小屏幕彩电，而STR-G8656常用于大屏幕彩电。
电源电路分析    因STR-G5653和STR-G8656的外部电路相同，工作原理也完全一样，这里仅以长虹SF2591E大屏幕彩电所用的STR-G8656为例来分析这种电源电路的工作情况，.整流滤波过程。
220V交流市电经桥式整流电路整流后变成脉动直流电压，再由RT801防浪涌和C805滤波，在C 805上产生300V左右的直流电压。RT801是一负温度系数热敏电阻，刚开机时，其阻值为4.7 ,，可以限制开机瞬间的浪涌电流。当有电流流过RT801时，其温度会上升，阻值会减小。当机器进人正常工作状态后，RT801的阻值减小到接近0，从而可降低RT801上的能量损耗;
2.启动过程    C 805上的300 V电压一方面经开关变压器T801初级绕组加至N801 ( STR-G8656)的1脚(即场效应开关管的漏极)，另一方面经启动电阻8802对4脚外部的电容C802充电，C802上的电压按指数规律上升。当上升至16V时，N801内部振荡器开始工作，并输出振荡脉冲，使场效应开关管也进人工作状态:N801转人正常工作状态后，4脚索取的电流会增大，此时，由启动电阻8802所提供的电流无法继续满足4脚的需要，从而使4脚电压有下降的趋势为了避免这种现象的产生，在正常工作状态下，将由开关变压器6脚上的脉冲电压经8804限流、VD803整流和C802滤波后，产生32V电压来给N801的4脚供电，从而使N801的4脚电压稳定在32V上:
3.各路直流电压输出过程    开关电源工作后，开关变压器初级绕组会不断产生脉冲电压，各次级绕组也会不断感应出脉冲电压，这些脉冲电压经整流、滤波后，转化为本机所需的各路直流电压。    开关变压器12脚输出的脉冲电压经8872限流、VD874整流、C878滤波后，得到16V直流电压(用+16V C表示)。该电压一方面经N871稳压成++5 V电压(即+5V-1 )，给超级芯片微处理器部分供电;另一方面经V 801、VD875 , VD876所组成的稳压电路稳压成+9V电压(即+9V-1)，作为超级芯片的行启动电源。
开关变压器13脚输出的脉冲电压经8871限流、V D873整流、C876滤波后，得到16V直流电压(用+16V H表示)，给行推动电路供电。    开关变压器16脚输出的脉冲电压经8870限流、V D872整流、C874滤波后，得到16V直流电压(用++16VB表示)，给伴音功放电路供电    开关变压器17脚输出的脉冲电压经VD871整流、C889滤波，产生+135 V直流电压(即十B电压)给行输出电路供电。

为了保护整流二极管，在各整流二极管上串有电感，在二极管和电感串联电路上还并有高频电容，这样可减小开关脉冲的跳变沿对整流二极管的冲击，能有效防止整流二极管被击穿。
4.稳压过程    由于开关管的截止时间是由N 801内部电容C1的放电时间决定的，而C1的放电时间常数是一定的，故开关管的截止时间基本不变，因此，只要控制开关管的饱和时间，就能完成稳压控制。例如，当某种原因引起各路输出电压升高时，开关变压器6脚上的脉冲电压也必升高，经VD803整流、C802滤波后的直流电压也升高，从而使N801的4脚电压也升高(高于32V)，经内部误差放大器处理后，输出的误差电流会增大，该电流经5脚外部电阻转化为电压，从而使5脚电压也上升，并超过0.73V ( 5脚内部比较器的门限电压)，内部振荡器提前翻转，开关管提前截止。由于开关管提前截止，缩短了饱和时间，各路输出电压自动下降，从而达到稳压的目的。当某种原因引起各路输出电压下降时，则稳压过程与上述过程相反。可见，该电源是以N801的4脚电压为取样点，它最终将4脚电压稳定在32V上，此时，十B电压稳定在++135V上。
5.保护过程    过流保护:8808用来检测开关管的饱和电流，当某种原因引起流过开关管的饱和电流过大时，8808上的电压必升高，该电压经8807反馈至5脚，使5脚电压达到0.73V，振荡器的工作状态翻转，开关管截止。从而使开关管不会受大电流的冲击而损坏，实现过流保护。过流保护还会牵制输出电压的升高，防止负载受损。    过压保护:当某种原因引起输出电压过高时，开关变压器6脚输出的脉冲电压也增高，经VD803整流、C802滤波后，得到的直流电压会超过37.5V，该电压送至N801的4脚，从而使内部过压保护电路动作。持续8林s后，内部锁存器工作，电路进人锁存状态。此时，振荡器停止振荡，开关管始终截止，整机三无，4脚电压在11一16V之间波动。    过热保拍当N801基板温度超过140℃时，内部过热保护电路动作。持续8卜s后，内部锁存器工作，电路进人锁存状态，整机三无。
6.待机控制    正常工作时，超级芯片N210送来的待机电压为低电平，V802和V 803均截止，对电路不产生影响。待机时，超级芯片送来的待机电压为高电平，V 802和V803均饱和导通。V 802饱和导通，会使V 801基极电压接近OV, V801无+9V电压输出。行电路停止工作，整机三无。V803饱和导通，会使光藕N802工作。光藕工作后，C802上的电压会经8806和光藕中的光电三极管而送到5脚，使5脚电压高于0.73V，振荡器工作状态提前翻转，开关管提前截止，饱和时间大大缩短，各路输出电压大大降低，降至正常值的一半左右。值得注意的是，电路中的光藕并未参与稳压过程，仅起开关作用。
7.准谐振延迟电路    开关管截止后，初级绕组向次级绕组释放能量。当能量释放完毕，初级绕组会与开关管漏极电容C804产生谐振，C804上会产生谐振电压。若在C804上的谐振电压最小时，使开关管导通，则开关管的导通损耗将降至最低，有利于保护开关管。为此，电路中专门设了准谐振延迟电路，该电路由VD804 , VD805 , 8805 ,C803, VD802、C801等元件组成。    在开关管截止期间，开关变压器6脚输出的脉冲经VD804, VD805和8805对C803充电，使C803上充有足够的电压:C803上的电压经VD802加至N801的5脚，使5脚电压高于0.73 V，开关管维持截止状态。当开关变压器初级绕组的能量释放完毕，初级绕组与C804进行谐振，谐振的前1/4个周期，C804向初级绕组放电，电流自下而上流过初级绕组，且电流逐渐增大。这一过程中，开关变压器6脚仍有正脉冲输出，并经VD804, VD805和8805对C803充电，充电电压经VD802加至N801的5脚，使5脚电压仍高于0.73V ,开关管继续维持截止状态:经过1/4谐振周期后，C804两端电压为OV , C804放电结束。由于电感中的电流具有惯性，故初级绕组中的电流仍保持原来的方向，并开始对C804进行反充电。此时，6脚输出负脉冲，VD804, VD805截止，C803上的电压飞快下降，使N801的5脚电压低于0.73V，开关管在内部电路的控制下而重新饱和导通。由于开关管导通瞬间，C804两端电压接近OV，从而有效减小了开关管的导通损耗。
1. 电源故障分析开机烧保险应检查交流输人路径中有无短路现象，整流滤波电路中有无元件击穿，N801内部开关管有无击穿，C804有无击穿等:
2.开机三无，未烧保险，各路输出电压为OV    先测C 805两端有无++300V电压，若无++300V电压，应查RT801是否断路，交流输人路径中有无断路现象。当RT801断路后，若找不到原型号电阻，可用3.3几/7W或4.7 S2 /7W电阻替代。    若C805两端有300V电压，则查N801的4脚电压。若4脚电压为OV，说明启动电路有问题，应查R802,C802,VD803等元件(由4脚内部电路而引起4脚电压为ov的可能性不大)。若4脚电压总是低于启动电压(16V )，则应查8802阻值是否变大，C802是否漏电，光藕是否漏电或击穿，VD803是否反向漏电等。若4脚电压在11一16V之间波动，说明保护电路动作。应查8808阻值是否变大或开路，十B电压形成电路(V D871. C871、C889)中有无元件击穿，+S电压负载有无短路，N 801内部电路是否损坏等:

3.开机三无，各路输出电压严重下降，+B电压只有正常值的一半左右，但稳定这种故障一般发生在待机控制电路，是因为待机控制电路误动作而使电源处于待机工作状态所至。检修时，可先测超级芯片N210的64脚电压，若该脚电压为高电平，说明N210输出了待机控制电压，而使电源进入待机工作状态。此时应重点检查N210的工作情况，特别应查其5一9脚外部电路。若N210的64脚为低电平，说明N210输出正常，此时应重点检查待机控制电路。可先断开8806，看输出电压是否恢复正常，若恢复正常，则查N 802 , V 803等元件。若断开8806后，输出电压仍低，则查8801 , VD801等元件。另外，当8808阻值变大时，也会出现这种现象。

4.开机三无，输出电压偏低，且跳动不稳    引起这种现象的原因有两种，一是N801的4脚供电不正常，二是负载过重(主要是行负载过重)。    检修时，可先断开十B电源负载(即行负载)，在十B电压输出端接一假负载(100W/220V照明灯泡)。若+B电压正常，则应查行负载，重点检查行输出变压器是否匝间击穿，行管及逆程电容是否漏电或性能变差，行频是否偏离正常值，行激励是否不足等。    若接上假负载后，+B电压仍不稳定，且偏低，则查4脚外部的供电电路。由于电源能工作，可见启动电阻8802是正常的，重点应查8804, VD803等元件。排除这些因素后，再考虑N801本身:
5.值得注意的几点    .由于该电源的稳压取样点设在N801的4脚，加上N801具有完善的保护措施，所以很少出现输出电压过高的现象。在检修过程中，若碰到输出电压过高时，在排除8804阻值变大的前提下，应考虑N801自身不良。    .当碰到经常击穿N 801内部开关管的故障时，应对漏极电容C 804及准谐振延迟电路(VD804 , VD805 , 8805 ,C803、V D802等元件)进行检查。
开关电源的启动过程:市电220V交流电经总电源开关;L501 L502两级高频滤波器滤除市电中的各种干扰脉冲，防止对开关电源的工作造成影响，同时也阻止开关电源工作时产生的高频开关脉冲对市电造成污染。交流的市电经V505, C525整流滤波得到300V的直流电压，经开关变压器的6, 8初级储能绕组送到STR-G9656的1脚作为STR-G9656内部VMOS开关管D极的工作电压。另一路经启动电阻8505 C82K), C510滤波电容，利用整流桥堆VD505内部的其中一个整流二极管，在C510上进行整流滤波。当C510两端电压到达17V的时候，开关电源开始起振，开关变压器的各个绕组输出开关脉冲，经高频整流二极管、滤波电容进行整流滤波得到各种整机要求的工作电压。开关变压器的2, 4绕组输出的开关脉冲信号经VD510, C510整流滤波得到20V电压作为开关厚膜IC正常工作时的供电电源。这样就完成了开关电源的启动过程，开关电源启动后的供电就改由开关变压器的2,4绕组提供，才能保证开关电源IC启动后工作稳定性。
    B+电压的稳压过程:由8521/RP520/R523构成B+电压的取样电阻对开关变压器输出的B+电压的波动进行取样。由V520及它的周边元件组成B+电压的比较和误差放大，并驱动光藕N501内部发光二极管的发光量，控制热地部分的光藕内部三极管的Ic电流，这样就由光藕来实现整机冷热地之问的电气隔离，并传递B+电压波动的信号。
当B+电压因开关电源的负载变轻而升高(如暗背景下的图像)，取样电阻的电压也随之升高，经电位器RP520的动臂端送到V520的b极电压也升高，因V520的e极接稳压二极管VD502的电压是稳定的，所以V520 b极的Ib电流加大，I。电流也随之加大，光藕N501的阴极是经限流电阻8526接在V520的C极，V520的I。电流加大，N501光藕内部发光二极管的发光电流也加大，发光量加大，热地部分内部三极管的导通量加深，使STR-G9656 5脚的电压升高。STR-G9656第5脚的电压升高经内部的比较器控制内部开关管VMOS管的缩短导通时问，开关变压器初级储存绕组，储存的电磁能减小，次级输出的电压均下降，这样就实现了开关电源的稳压控制过程。如果B+的电压降低，稳压控制过程则与上述的相反，最终就能把B+电压控制在设计要求的稳定值上。
开关电源的过压保护:如果因为光藕失效或其他原因导致开关电源的输出B+电压失控，开关变压器的2, 4绕组输出的电压也会随之升高，经整流滤波送到STR-G9656第4脚的电压也会升高。STR-G9656第4脚的电压升高到22.5 V时候STR-G9656执行过压保护，停止内部开关管的开关状态，开关变压器无电压输出，这样就实现了过压保护。该过压保护具有锁存功能，需断电后才能重新启动。
    开关电源的欠压保护:当某种原因导致STR-G9656第4脚启动后的供电电压低于 lOV将执行欠压保护。如启动后开关变压器2, 4绕组输出的限流电阻8506的阻值变大或开关变压器的次级输出负载有存在短路。STR-G9656将执行欠压保护，该保护也具有锁存功能，需断电后才能重新启动。
    开关电源的过流保护:如果行管击穿或开关变压器次级输出电压存在短路，使STR-G9656内部的开关管导通时问延长，流过内部的VMOS开关管的I。电流加大，在STR-G9656第2脚外接的取样电阻8520产生的电压降加大，经隔离电阻8512送到STR-G9656第5脚，同样使STR-G9656第5脚的电压升高，降低内部开关管的导通时问，从而使开关变压器次级的输出电压下降。过流保护没有锁存功能，因此会使开关电源反复工
作在的问歇振荡状态(起振/停振)，此时开关电源会发出“啾啾”的响声。
    延迟导通电路:由8507/C508/VD509组成延迟导通电路，在STR-G9656内部的开关管进入截止的时候，开关变压器的次级开始释放能量，开关变压器的2, 4绕组产生的脉冲电压经8507/C508/VD509整流滤波后加到STR-G9656第5脚，使5脚维持一定的直流电压保证内部开关管的可靠截止，保证开关变压器的初级储能绕组在没有完全释放完储存的电磁能，STR-G9656内部的开关管是处于可靠的截止状态的。这样才能保证开关管在下一次导
通时工作损耗减小及降低开关变压器的工作损耗。如果该电路有问题会造成光栅图像均正J常，但STR-G9656的散热片和开关变压器很烫手，开关变压器发出“吱吱”的响声，长时问的工作会导致STR-G9656损坏。
遥控开机/待机的控制:由8529, VD528, V552, N501光藕构成了遥控开机、待机控制电路。当CPU的遥控开关机控制脚输出高电平的待机控制信号(X206第19脚)V552导通，VD528稳压管反向击穿，N501的发光量加大，STR-G9656的第5脚电压升高，内部开关管的导通时问缩短，开关变压器的输出电压降低。这样就使开关电源进入待机状态，开关电源处于弱振荡状态，减小待机时开关电源的工作损耗。
    CPU供电电源的开机l待机切换控制:由VD558, C538, 8535, V502, V552等元件构成。在正常的开机状态V502, V552均处于截止状态，CPU的供电电源由开关变压器的17,19脚输出开关脉冲经VD554, C564整流滤波，VD556(开机/待机隔离二极管)送到三端稳压器N555,输出稳定的SV电压作为CPU的工作电源。待机时CPU从变频板的20脚输出高电平待机信号，V502, V552均导通，VD558, C538整流滤波后的电压改为经V502送到三端稳压器N555的输入端，此时VD556处于反向截止状态，CPU的供电改为V502C极输出的电压经N555三端稳压器输出稳定的SV电压，作为变频板CPU部分待机时的供电电源。加入 V502, V552待机供电切换电路的目的是:当开关电源处于待机状态，为减小开关电源的待机工作损耗，必须降低开关电源的导通时问，使开关电源工作在弱振荡状态来减小待机功耗。这样原本为CPU供电的VD554,输出的电压就不足于维持三端稳压器正常输出电压SV电压，所以必须加入从B+绕组引过来的电压较高的供电电压，维持三端稳压器N555的正常输出电压，这样待机的时候CPU才能正常工作。
    STR-G9656的4脚待机状态的供电电源切换:由V501, V503, VD502, 8503, VD503,C504, 8504和开关变压器的3, 4绕组组成待机时STR-G9656的4脚供电电源电路。当开关电源进入待机状态，N501光藕的发光量加大，V503的导通程度加深，为V501的b极提供稳压管VD502的稳压电压16V。并因为此时开关电源进入待机的弱振荡状态，开关变压器2, 4绕组的输出电压降低，V501的be极正向导通，此时V501和VD502更构成了一个电了稳压器，V502的e极输出稳定的14.91 V电压给STR-G9656第4脚作为待机时的工作电源。这样做目的是:防止在待机的弱振荡状态STR-G9656第4脚的供电电压下降影响开关电源的正常工作并造成欠压保护。
最新机型电源STR-G9656故障分析实例:
1: 2966M开机电源变压器“咬吱”响，图像禾声音均正常，摸电源厚膜块温度很高。
分析:电源变压器有“咬咬”响，除了与69656的第一脚的反峰脉冲吸收电路有问题(如二极管击穿或反向漏电、吸收电容容量下降)还与69656的第5脚外接的延迟导通有关，它是由是由电阻8506, VD507,8507, C508和VD509组成的，直接监视着电源的VMOS管的导通程度。如果该电路的8506变值或者是电容C508容量下降，经vd509整流出来的皇鱼加到电源厚膜的OCP电压下降。造成了电源变压器的能量还没有释放完，开关管就提前进入导通状态，变压器的铜损加大，故而造成变压器“咬咬”响。
2: 2968C开机指示灯闪一下，电源瞬间起振就没有输出。
分析:此故障一般都是B+过高，引起69656的第4脚的电压超过22. 5v。电路执行过压保护。该电路具有锁存功能，必须关机后，才能开机。用万用表测量B+电压。就可以发现该点电压一直在升高。等至超过(165-175)多伏的时候，次级的绕组的感应电I回馈到初级，电源就“啾”一声。指示灯就不亮了。检修范围一般锁定在
3: TC2926不定时关机，关机后再开机维持的时间很短。
A 分析:当STR-G9656的工作环境温度过高，超过1450 C持续Bus, STR-G9656将执行过热保护，停止开关电源的振荡，具有锁存功能，需断电后，STR-G9656的温度降下来，才能重新启动。因此更换STR-G9656与散热片之间均匀涂上导热硅脂，螺丝必拧紧，保证接触良好，以免散热不良，引起过热保护。
4: TC2968无法待机，遥控关机后指示灯变红x还有光栅。     分析:遥控关机后指示灯变红灯，断开VS 08的B极，测POWER脚为高电平。说明CPU控制电路一切正常。问题出现在B+取样电路。由于电流过大8523被烧断。V504CE结被击穿，VS 04失去了原来三极管的饱和特性，故待机电压经8525, 8526加到VS 08的集电极。造成了V508的C极电压大于光藕的第2脚电压，待机电路失控。另一路由刁V504的BE结反向击穿，D520也被击穿。待机电源经8522加到D523的正极上，})以在D523有较大的电流流过。以}HVV也有(3-7) V电源输出。
5: TC机芯，开机电褥“啾啾”响，指示灯一闪一闪。
分析:经过初步分析，可以断定是电源电路过，，乙电源厚膜内部的VMOS管处于断开和截止，振荡频一较高。电源的变压器和铁损和铜损加，电源开关管的热量加大。若长时间延迟下去，将烧坏开关管。电源厚膜的第2脚外加的8505电阻，不可以导线短耀，也不可以加大，变大会使电源保护。检修范围锁定在电源次级负载电路(例如行管击穿，功放电路击穿都会使电源“啾啾”响)B+稳压电路，还有电源过流保护电路等。