長虹C2151、C2151A、C21518、C2151C、C21512、C2151CZ、C2151KV、C2152、C2152KV、C2153、C2153A及C2155機型開關電源

(一)電路組成與特點

該係列彩色電視機是長虹電器股份有限公司開發生產的21英寸平麵直角遙控彩色電視機。整機電源采用冷機芯設計,主機芯板不帶電、安全性好,且電源電路簡單、可靠。電源係統由遙控電源、主開關電源及電源控製與自動保護電路等部分組成。

(二)工作原理與過程簡析

現從維修角度出發,將其各單元電路的工作原理與過程簡介如下:

1.主開關電源的工作原理與過程

(1)交流輸入及整流濾波過程

該係列彩色電視機的交流電源輸入電路主要由抗幹擾電路(L502、C50i、C502)、整流濾波電路(VD503~VD506及C507)及衝擊電流限製電阻R502等組成。它的主要作用是提高電源的抗幹擾能力及減小開關穩壓電源高次諧波對電網的幹擾,為開關穩壓電源提供約300V 的直流工作電壓。抗幹擾包括兩層意思:一是指電視機對通過交流電網進入的幹擾信號的抑製能力;二是指電視機開關穩壓電源振蕩高次諧波進入電網對其他設備及電視機的於擾和對電視機本身的幹擾。通常要求電視機對通過電網進入的幹擾信號抑製能力要強,通過電網對其他電視機等的幹擾要小。具體工作原理與過程如下:

220V交流市電在機內先經延遲型保險絲F501(2.5A),再進入第一組共模濾波器L502、C502、C501。由於L502采用高導磁率芯和分段繞製,電感量較大、分布電容小,並且兩個繞組繞向一致,流過兩個繞組中的電流相等、方向相反。因此,從市電進入的雙線對稱幹擾產生的磁場方向相反,相互抵消,抑製掉交流電網進入的對稱性幹擾。而對於非對稱性幹擾信號來說,L502與C501、C502組成兩個7c型低通濾波器。由於L502電感較大、分布電容小,故7c型低通濾波器的抗幹擾能力主要決定於L502的繞製方法、電感量的大小及分布電容的大小。

220V交流市電經第一級共模濾波後,加到由VD503~VD506組成的橋式全波整流器,220V交流電壓經全波整流和C507平滑濾波後,得到約300V(空載時)直流電壓。整流電壓經I.503組成的第二級共模濾波器進一步抑製幹擾信號後,經開關變壓器T511的繞組加到開關管V513的集電極。

(2)電源的啟動過程

合上電源開關SW501,220V交流市電經輸入電路淨化後加到整流電路,經VD503~VD506進行橋式全波整流後,由L503、C507濾波產生約300V直流電壓,經T511開關變壓器繞組加到開關管V513的集電極。同時300V直流電壓經偏置電阻R520、R521、R522、R524等為V513提供基極電流,V513開始導通,產生集電極電流。該電流流經T511的繞組時,產生為正、為負的感應電壓,經變壓器T511耦合,在T511 的正反饋繞組中產生為正、為負的反饋電壓。正反饋電壓譏經C514、R519、VD517、R524為V513提供基極電流使增大。這種正反饋雪崩過程很快使V513進入飽和導通狀態,電源啟動開始工作。VD517的作用在於加大電源啟動時由正反饋繞組提供的V513的基極電流,使V513加快進入飽和導通狀態。

(3)開關電源的自激振蕩過程

電源啟動完成後,V513進入飽和狀態。這時因電感中電流不能突變,故T511的繞組中電流仍按線性增加。由於V513進入飽和導通狀態,基極電流。失去對集電極電流的控製作用,正反饋停止。

在V513截止期將結束時,C514充有上正下負電壓,電壓大小約為鞏+0.7V,VD517反偏而截止。當V513進入飽和狀態後,C514放電,C514上電壓下降,但保持上正下負的極性,故VD514不會導通。在電路設計時,合理選擇電路參數,保證VD517導通前V513正進入放大狀態,飽和導通時間結束。

(4)受控振蕩及穩壓控製原理與過程

為了穩定開關穩壓電源輸出的直流電壓,必須使開關穩壓電源的振蕩處於受控狀態,不能自由振蕩。受控狀態是通過將BI(130V電壓)取樣放大,經光電耦合器VD515隔離耦合,再經V511、V512控製開關管V513的導通時間來實現的。光電耦合器由一隻發光二極管和一隻光敏三極管封裝在一起組成,它們之間通過光進行耦合,因此可起到冷熱地之間的隔離作用。發光二極管的光強決定於流過它的電流大小,而光敏三極管中流過的電流受發光二極管發光強度的控製。當流經發光二極管的電流增大時,發光強度增加、光敏三極管電流增加,內阻減小。反之內阻增加。因此光電耦合器VD515可看成受發光二極管控製的可變電阻器。在開關穩壓電路中,光電耦合器發光二極管部分接在誤差放大器V553的集電極電路中,流過發光二極管的電流就是誤差放大器的電流。而VD515光敏三極管部分並在V511的集電結,作為V511的上偏置電阻,因此可控製流過V511中的電流,其電流大小影響R515兩端的壓降,即影響控製管V512的基極偏置電壓,進而影響流過V512中的電流大小。因控製管V512並接在V513的基極和射極之間,因此,V512中流過電流的變化,將引起V513基極電流變化,進而使V513的導通時間長短發生變化,即開關電源振蕩頻率發生變化,使開關穩壓電源振蕩頻率處於受控狀態,受誤差放大器V553電流的控製。在V513截止期間,V513射極承受反向電壓,同時反饋繞組電壓極性是為負、為正,通過R515、C515、R517、VD516形成導電回路,V512射極結加上反偏壓,故在V513截止期間,V512也不會導通。在V513飽和導通期間,正反饋繞組電壓極性是為正、為負,給V512射極結加上正偏壓,為V512導通創造了條件,這時VD516截止。

當某種原因,如220V市電電壓增高或負載減輕時,開關穩壓電源輸出的電壓增加,經R522A、R552、RP551、R553誤差取樣電路取樣,使誤差放大器V553基極電位升高,而V553 射極由穩壓二極管VD561穩壓在6.2V左右。因此V553基極電壓增加使基極電流增加,使V552集電極電流增加。光電耦合器VD515的發光二極管串接在V553集電極電路中,因此敏三極管導通電流增加,內阻減小,使V511偏置電阻減小,基極電位降低。由於V511為矽PNP型管,基極電位降低,相當於正偏置增加,使流過V511中的電流增加,在R515上的壓降增加,使V512(NPN型管)的基極正偏置增加,流過V512中的電流增大,內阻減小,對V513基極電流分流作用增強,使V513基極電流減小,使V513提前退出飽和狀態,導通時間縮短,使T511次級輸出脈衝頻率增加,占空比減小,整流後電壓降低,從而使電壓恢複正常,增加趨勢得到控製,起到穩定輸出電壓的作用。相反,當輸出電壓變低時,誤差取樣結果經光電耦合器反饋到開關變壓器初級回路的控製電路,使開關管V513導通時間增長,振蕩頻率降低,輸出脈衝占空比增加,整流輸出電壓增加,使電壓升高,恢複正常穩壓值。這種負反饋可根據電壓的波動自動地調整開關管V513的導通時間,保證輸出電壓的穩定。當電源正常工作時,可調整誤差放大器的基極偏置電壓大小,即調整流過誤差放大器V553、光電耦合器VD515二極管中的電流的大小,使VD515中光敏管內阻發生變化,從而控製電壓高低,使龜壓滿足要求,而其他各路電壓靠開關變壓器T551各繞組的正確與否來保證。