长虹D2965A型29英寸彩电开关电源原理分析

1、长虹D2965A型29英寸彩电开关电源原理分析 日期：2005-10-29 人气：0 查看:大字体 中字体 小字体 长虹D2965A型29英寸彩电采用了新型开关电源电路，从而使整机更加简捷、可靠。本文简述D2965A型彩电开关电源电路的工作原理，相关电路图见本期中心页。1.电源输入及抗干扰电路电源输入及抗干扰电路由T801、C801、T802、C804、L801、RT801等组成。其中，L801为消磁线圈，RT801为消磁电阻(正温度系数热敏电阻)，两者组成的消磁电路在开机时对显像管进行消磁处理。T801、C801、T802、C804组成了串联型两级共模滤波器，用以对非对称性和对称性干扰进行抑

2、制。共模滤波器具有双重保护作用，即既可以滤除由交流电网进入机内的各种对称或非对称干扰，又可以防止机内开关稳压电源本身产生的脉冲高次谐波进入市电电网而对其它电气设备造成干扰，污染电网。2.整流滤波电路整流滤波电路主要由整流全桥V801(RBV606M)、滤波电容C809、限流电阻R801等组成。经两级共模滤波器净化后的无干扰的220V交流电压，经电阻R801限流、V801桥式整流、C809滤波，在C809电容两端产生出约305V(空载状态时，该电压会随市电变化)左右的直流电压，提供给开关稳压电路。3.开关稳压电路开关稳压电路由开关管VQ83、开关变压器T803、启动电阻R828、正反馈元件R82

3、6、C820、C819、R823、VQ820等组成。其中，T803的脚间为初级绕组，脚间为正反馈绕组。开关电源启动电路简图如图所示。上述整流、滤波电路产生的约305V直流不稳定电压分成两路：一路经开关变压器T803的初级绕组与加到开关调整管VQ83的集电极上；另一路经启动电阻R828加至开关管VQ83的基极，为其提供基极电流，使VQ83管开始导通，从而完成启动过程。VQ83被启动导通以后，其集电极中有电流流过，这一电流经T803的与绕组后产生脚为正、脚为负的感应电动势，经开关变压器T803耦合至正反馈绕组，使该绕组上产生了脚为正、脚为负的感生电压。这一电压经电阻R826、电容C820、电容C8

4、19，反馈至VQ83管的基极，从而导致VQ83的基极电压Vb升高，VQ83的基极电流Ib增大、VQ83的集电极电流随着增大，T803脚的反馈电压也增大、VQ83基极电压Vb再升高、Ib增大。这一强列的正反馈雪崩过程，使开关管VQ83很快进入饱和导通状态。VQ83管饱和导通后，其集电极电流不再增加，但T803初级电感线圈中的电流I不能实突变，此时的I为一常数，反馈电压V反也是常数。由于开关管进入饱和导通以后，其基极电流Ib失去了对集电极电流Ic的控制，所以正反馈停止。此时反馈电压V反经R826电阻、C820、C819、VQ83的be结和T803脚形成的回路，对C820、C819电容进行反向充电(

5、即C820、C819放电，放电时间决定了VQ83管的导通时间)，随着反向充电的不断进行，VQ83基极电压不断下降，VQ83的饱和深度也下降，其集电极电流减小。当满足Ib=Ic/B(B为VQ83的放大倍数)时，Ib恢复了对Ic的控制。这时Ib下降导致Ic下降，使I开始下降。L初P1和L初P2要阻止I下降，所以与绕组上产生了反电动势，该电动势使脚为负、脚为正。根据同名端的定义，该电势经变压器耦合后使端为负、端为正。脚上的负电压经R826、C820、C819加至VQ83的基极，导致使VQ83的基极电压Vb下降，VQ83的Ib下降，VQ83的Ic下降，T803脚反馈电压V反下降，Ib下降。这一与上述相

6、反的正反馈雪崩过程，使VQ83迅速进入截止状态。VQ83管截止以后，整流滤波输出的约305V直流电压通过R828、C819、C820、R826和T803的绕组对C819、C820电容进行充电，使VQ83管的基极电压逐渐上升(按指数规律)，当该电压上升至一定程度时VQ83管又导通，通过T803绕组的正反馈又迅速进入饱和导通状态，从而完成了一个周期的振荡过程。此后，振荡开关电路将按上述过程周而复始地进行下去。需要说明的是，由T803绕组、R826、C820、C819组成的电路是开关电路的正反馈支路，但不是唯一的。实际上，开关管VQ83的正反馈还有一个由T803绕组、R823、VQ820管等组成的支

7、路。其中，VQ820管为射极跟随器，它的集电极供电是由T803绕组输出的电压经ZP01限流、VD820二极管整流、C821电容滤波、R822电阻限流后得到的。当T803绕组输出的反馈电压经R826、C820、C819加到VQ83基极的同时，另一路则经R823电阻加到VQ820管的基极，由该管将此脉冲信号进行放大。由于放大后的脉冲电压与输入同相，故此电压从VQ820发射极输出加到VQ83管基极后也构成了正反馈。这两路正反馈使得该开关电源的适应电压范围很宽，它可以在市电95280V范围内正常工作。当电网电压低于175V时，整流滤波后输出的电压也低。此时，上述的两路正反馈回路将自动调整反馈量，使其减

8、小，以使振荡脉冲的宽度不变，也就是保证输出电压的不变。当电网电压逐渐升高时，反馈量也将逐渐增加，反馈电压V反逐渐升高。当T803绕组上的正反馈脉冲电压高至一定程度时，VQ820管be极间所接的稳压二极管VD845反向击穿，以将反馈脉冲幅度的峰值钳位于7.5Vpp值左右。这样，当电源电压继续升高时，正反馈量不再增加，以使反馈量稳定(此时的反馈量为一常数)。这时，VQ820提供给VQ83管基极的激励电流为一恒定值，实际值取决于R822电阻。开关电源稳压控制电路主要由RP851/R855、VQ827、VD825、NQ426、VQ824、VD823、VQ822等组成。其中，VQ827是一块基准电压产生

9、电路，其内电路结构如图2所示，其与RP851/R855、VD825等一起组成了误差电压取样电路。取样电压取自115V主电源电压输出端，经RP851/R855至VQ827脚，经R1与R2(见图2)分压后加至误差放大管VT的基极。调整RP851电位器的值，即可改变误差取样电压的分压比，进而调整115V输出端的电压。开关电源的稳压过程如下。当某种原因(例如负载变轻或电网高压升电等)使115V主电源电压升高时，经RP851/R855、R1、R2分压加到VT管基极上的电压也随之升高。由于VT管射极上的基准参考电压固定不变，故VT管的基极电流增大，VT管的集电极电流也增大，致使115V电源在由R843、N

10、Q426内发光二极管、VD825、VQ827脚VT管的ce极、VDW和地组成的支路中的电流也将增大。当流过NQ426内发光二极管的电流增大时，其导通程度加大，发光强度增强，导致NQ426内光敏三极管的导通程度增加，其ce极间内阻变小。因该光敏管的内阻与R817串联后作为VQ824管基极的上偏置电阻，故在光敏管内阻减小以后，VQ824管基极电流增大，集电极电流增加，导致VQ822管的集电极电流增大、内阻减小，其分流作用增强。这使VQ83管基极电流减小而提前截止，VQ83管集电极上的脉冲宽度变窄，T803内储存的能量变小，次级绕组输出的电压降低而恢复至正常值115V。当某种原因使115V电源电压降

11、低时，上述控制过程正好相反，也使T803变压器次级输出的电压升高而恢复至正常值115V。由上分析可看出，该机开关电源的稳压过程是通过控制VQ83开关管的导通时间来进行稳压控制的，也就是通过对脉冲宽度的调整来实现输出电压的稳定。该电路属脉冲宽度调制型开关稳压电路。又由于此开关电源的振荡频率未与行频同步，而是通过自激振荡频率的变化来改变脉冲宽度，进而实现稳压目的。因此，该电源属调频、调宽式开关稳压电源。4.开关电源延迟导通电路开关电源延迟导通电路由VQ821、C833、R825、R810等组成，相关电路如图3所示。其作用是将开关管VQ83推迟到其集电极上脉冲电压达到最小值时才导通，以减小导通损耗，

12、提高电源的变换效率。其工作原理如下。在VQ83管截止期间，变压器T803、绕组上的感应电压经ZP01加至VD843二极管，经VD843整流后，对C833电容进行充电(极性为下正上负)。VQ83管截止期结束后，C833上的电荷通过R810、R825、C833放电，致使VQ821管导通，开关管VQ83的基极驱动电流被分流而不能立即进入饱和导通状态。随着C833电容放电电流的逐渐减小，VQ821管基极电流也逐渐变小，逐渐退出导通状态，致使VQ83因基极电流增加而导通。显然，VQ821管的导通时间就是VQ83导通的延迟时间。并取决于VQ821基极回路中C833、R810、R825的数值。因此，调整C8

13、33、R810、R825的值，就可使开关管从截止翻转到饱和导通的过渡期内的无功损耗限制到最小程度。5.电源保护电路电源保护电路由过流保护、过压保护、尖峰电压冲击保护和欠压保护等四部分电路组成。过流保护电路主要由VQ825、R839、R833、VD826等组成。其中，R839为过流检测电阻。该电路在开关电源一次回路出现短路(如开关变压器T803)或二次负载回路出现过载，使流过开关管VQ83的集电极电流超出安全阀值时，启动工作，强制开关管截止，以免过流热集中效应(热)击穿双极性晶体管。其具体保护过程是：在VQ825管的供电电路中，加给该管基极的电压有：(1)开关调整管VQ83射极电流流过R839电

14、阻而在R839上产生的电压降，作为正偏电压，(2)T803的正反馈绕组输出的脉冲电压经R841电阻限流、VD824负向整流，再经C826电容滤波后产生的12V电压，又经R835、R833分压后提供的电压，作为反向偏置电压。正常工作时，VQ825管的正向偏置电压小、反向偏置电压大，故VQ825处于截止状态，对开关电源的正常工作不产生影响。当某种原因使开关电源的电流过大，VQ825的正偏电压过高时，就会使该管导通，其集电极为低电平，使VQ822导通，VQ83管基极电流被分流，达到VQ83管被限流而不致损坏的目的。过压保护电路由VD844、VQ821、VD820、C821等组成。当电网电压超过280

15、V，或脉宽调制稳压电路失控，使开关电源输出电压升高时，T803变压器的绕组上的电压也将升高，由VD820整流、C821电容滤波后的直流电压也升高。当此电压升高至超过10V时，VD844齐纳击穿，使VQ821管基极电压升高而导通，这样，就使开关电源因VQ83管的基极与发射极等效短路而停振，从而起到了过压保护之目的。尖峰电压冲击保护电路主要由VD843、R810、VQ821等组成。当开关稳压电源受电源通断影响产生不正常的高频冲击时，此电流在T801的绕组上感应产生的峰峰脉冲电压经VD843整流后，经R810电阻加至VQ821管基极，使其导通，从而使VQ83管截止，保护了VQ83开关管不致被击穿。欠

16、压保护电路由VQ838、VQ824、R867、R869、R868等组成。它在交流输入电压低于开关稳压电源额定最低工作电压(约95V左右)以下时启动工作，使开关管VQ83截止，以保护电源电路不致受损。欠压保护电路的取样电压取自整流滤波电源输出端(C809电容两端)电压以及T803绕组上的感应电压，经R841、VD824负向整流后叠加电压，前者为正电压、后者为负电压。当电网的交流市电在正常值范围内时，整流滤波输出端的正电压经R868、R869电阻分压后经R867电阻加到VQ838管的基极；经VD824管负向整流的负电压则经R835、R833、R839分压后，经R869、R867也加至VQ838管的基