采用STR-S6307厚膜电路组成开关稳压电源

颖庆

采用STR-S6307厚膜电路组成开关稳压电源的彩电机型有：松下TC-2188、TC-2188S、TC-2188M、TC-2588/S/M、TC-21L3R、TC-21L3RQ及TC-21L12R，索尼KV-2189TC、KV-R21MT等。下面以松下TC-2588S型彩电为例，介绍其电源电路的工作原理与故障检修方法。
第一节  电源电路原理分析
    一、开关稳压电源电路的组成与特点
1. 开关稳压电源电路的组成
松下TC-2588S型彩电的开关稳压电源电路主要由电源厚膜块IC802（STR-S6307）及其外围元器件组成的并联型自激式开关电源，其组成框图如图1-1所示。
该机开关电源的核心器件是厚膜电路IC802，其内部等效电路及引脚功能如图1-2所示；电源电路中主要元器件作用：Q804、Q805、Q826、Q827、Q831等组成电源系统保护功能控制电路，IC803（S1854LBM-4）为取样、比较误差放大器集成电路，Q802、Q803为遥控关机控制管， D803是主电源（+B）电压误差信号光电耦合器，D811、D836是保护电路监控信号光电耦合器。
该开关电源有市电整流滤波、开关振荡、稳压控制、待机控制及保护功能等五部分电路组成，其正常工作时共输出115V、46V、16V三组直流电压，其作用分别是：
⑴ 主电源+B（115V）直流电压：主要是给行扫描输出电路供电。
⑵ 46V直流电压：在收视状态主要给待机控制管Q803提供集电极工作电源，在待机状态或刚开机瞬间微处理器处于复位状态时，该输出端电压降为8.6V左右，并通过导通的Q802给5V稳压块IC1106提供电压源，以形成5V遥控电源给遥控电路微处理器继续供电。
⑶ 16V直流电压：主要给三个光电耦合器及IC1106与12V稳压块IC804等电路供电。其中IC804输出的12V直流电压分别给行场振荡、中频通道、亮度通道及色度解码等信号处理电路供电。
2.电路的特点
（1）电路中未设置遥控专用的副电源电路，即IC802(STR-S6307)既是主开关电源电路，又是遥控电路的辅助电源电路，在收看状态时，电源电路输出115V、46V、16V三组直流电压；在
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等机状态下，因主电源电路工作于微弱振荡状态，其输出端电压分别降为30V、8.6V、3.6V。
（2）在稳压、遥控关机及保护电路中分别采用D803、D811、D836等光电耦合器进行控制信号耦合，使电路除开关电源IC802(STR-S6307)外，均为冷底板电路，从而可有效地提高整机工作的安全性能，同时也方便了维修与检查。
（3）电源电路中设有多种完善的过流、过压保护功能电路，这一方面使整机工作的安全系数有明显增大，另一方面也增加了故障维修的难度。
（未完待续）

颖庆

二、开关电源电路原理分析
㈠ 市电整流滤波电路（参考图1-3）
当电源开关S80l接通后，220V交流市电电压经L801、L802低通滤波后分两路输出：一路经消磁电阻D801给消磁线圈供电，以产生瞬间消磁电流，完成屏幕的消磁功能；另一路经限流电阻R802送到整流桥D806的交流输入端，经桥式整流后，在滤波电容C809上产生约300V的脉动直流电压。
㈡ 开关式振荡电路
该部分电路如图1-4所示，主要由IC802内Q1、Q3及振荡启动电路与正反馈电路等组成。
1．滤波电容C809两端形成的300V脉动电压分两路输入到开关电源振荡电路中：一路经开关变压器T801的P1至P2端加到IC802的①脚内部开关管Q1集电极；另一路经启动电阻R805、R806加到IC802③脚内部Q1基极，则Q1在此启动电压作用下产生基极启动电流，其电流流向：C809正极端→R805→R806→IC802③脚→Q1基极→Q1发射极→IC802②脚→R810→C809负极端。此基极电流经Q1放大作用后，使开关管Q1开启导通，并产生集电极电流流过T801的P1～P2绕组，此时该绕组形成P1端为正、P2端为负的感应电压。
2．T801的B1～B2绕组是反馈绕组，且B1端与P1端为同名端。因此通过开关变压器T801的互感耦合作用，在B1～B2绕组上产生B1端为正、B2端为负的正反馈感应电压，此电压经R807、C811加到开关管Q1基极，形成正反馈电流，其电流路径是：B1端→R807→C811→IC802③脚→Q1发射结→IC802②脚→B2端，该反馈电流经Q1放大后产生更大的集电极电流流过P1～P2绕组，经T801耦合使B1～B2绕组上产生更高的正反馈电压，由此引起Q1产生进一步增大的集电极电流，这一激烈的正反馈过程，使开关管Q1迅速进入饱和导通状态。
3．Q1在饱和导通期间，其集电极电流在P1～P2绕组中因电感作用而呈线性增长，即电流增长率为一常量，则在反馈绕组B1～B2上产生的感应电压也为常量，由此产生的正反馈电流在维持Q1饱和导通的同时，给电容C811充电（右正左负），随着Q1导通时间的增长，C811上充电电压逐步升高，则Q1的发射结电压逐渐下降，使Q1基极电流相应也逐渐下降，则正反馈电流减小，以致最后不能维持Q1的饱和导通而使Q1进入放大状态。
4．Q1进入放大区后，因Q1集电极电流随基极电流减小而相应减小，，则T801初级P1～P2绕组与反馈B1～B2绕组感应的电压极性均变反，即此时正反馈电压是B1端为负，B2端为正，此反馈电压又经R807、C811作用到IC802③脚，使Q1基极电流进一步减小，则Q1集电极电流也减小，这一正反馈的作用，使Q1迅速进入截止状态。
5．Q1截止后，C811开始放电，其放电回路：C811右端→R807→T801的B1～B2绕组→IC802②脚→IC802内部D1→IC802③脚→C811左端，放电结果在IC802内部D1两端形成约0．7V电压，此电压一路反向加到Q1的发射结，以维持Q1截止；另一路经R2正向加到Q3的发射结，使其导通。
6．在Q1截止期间，T801次级三组负载绕组释放磁场能而使相应的整流管导通，则滤波电容C815、C816、C817两端分别形成三组直流电压供电于相应的负载电路。
7．在Q1截止期间，因C811的放电作用，使IC802④脚外接电容C812被不断充电，结果在C812两端产生左正右负的充电电压；待C811放电完毕后，C812经过导通的Q3进行放电，其放电回路：C812左端→IC802④脚→导通的Q3集-射极→Q1发射结→IC802②脚→R808→C812右端，显然C812的放电电流为Q1提供基极电流；与此同时因C811放电结束，C809两端的+300V直流电压又经R805、R806给Q1提供基极启动电流；这两路电流的共同作用，使Q1再次进入导通状态，以进行下一个振荡周期。
由于C812放电作用，等效给Q1基极注入了一定的启动电流，而加速了Q1从截止到饱和导通的转变速度，因此C812的容量大小决定了电源振荡电路的振荡周期，同时也达到减小Q1功耗之目的。
8．振荡电路其它元器件的作用：
    ⑴ IC802①脚外接的C810、R853对开关管Q1集电极产生的尖峰脉冲电压具有吸收限幅功能，从而避免Q1因屡遭过压冲击而击穿损坏。   
⑵ T801反馈绕组B1～B2端外接的R814、D804与D802、R808，对B1～B2绕组间感应的脉冲起阻尼作用，使B1～B2绕组输出的脉冲幅度不会太高，以保护振荡元器件免遭过压损坏。
⑶ R810是开关管Q1的过流保护电阻。开关管Q1电流过大时，R810上压降增加，此电压经IC802内部R5加到Q4基极，使Q4导通，则Q2基极电位降低而使其导通电流增大，继而迫使开关电源因开关管Q1得不到足够偏压停止工作，以保护电源厚膜电路免遭过流损坏。（未完待续）

颖庆

该机稳压控制电路由IC803、光电耦合器D803、三极管Q801和IC802中的Q2等组成，其相关电路如图1-5所示。它是通过IC803检测开关电源+B输出端电压的变化量，来控制厚膜电路IC802内部开关管Q1的导通时间，继而达到开关电源输出端电压保持稳定的目的。
1．IC803（S1845LBM-4）电路原理：IC803是取样、比较误差放大器集成电路，其内部有一只误差放大三极管TR、一只稳压管DR和三只电阻组成。其中，R3与DR为TR发射极提供恒定不变的基准电压，R1、R2组成开关电源+B输出端电压的分压取样电路，以形成直流取样电压加到TR的基极；而TR的集电极即IC803的②脚是由开关电源16V输出端C816两端直流电压经R818、D838、D803中光敏二极管、D834进行供电。因此，+B输出端电压的变化，势必引起IC803中TR的工作电流发生相应的变化，继而使光电耦合器D803中光敏二极管的工作电流也发生相应的变化，则D803中光敏三极管等效内阻发生变化，以实现对开关电源的稳压控制。
2．稳压控制原理：若某种原因引起+B输出端电压升高（高于l15V）时，此电压加至IC803①脚使该脚电压也相应增加，则IC803内TR管的工作电流增大，即流过光电耦合器D803内光敏二极管的电流增加，使D803内光敏三极管集射极间等效电阻减小，则Q80l因基极电位降低而使其导通电流增大，即IC802⑧脚电位降低，使IC802内部的Q2管导通电流增大；由于Q2的集射结接在开关管Q1的发射结两端，因此Q2导通电流增大，势必引起Q1基极正反馈电流被分流而减小，即Q1的导通时间缩短而迫使+B输出电压降低。
反之，当+B输出端电压降低（低于115V）时，上述稳压控制电路的工作过程正好相反，而使IC802内部Q2的导通电流减小，即对Q1的分流作用减小，则开关管Q1的导通时间较长，使输出电压升高。
以上稳压控制过程周而复始，就可确保开关电源输出的直流电压稳定在额定值允许的范围内。
3．稳压控制电路中C813作用： 在开关管Q1处于截止期间，T801的B2端感应电压为正，此脉冲电压经R815→C813→IC802⑨脚内部D3→IC802⑤脚→T801的B1端，构成回路对C813进行充电。在Q1处于导通期间，C813两端已充电的直流电压作为电源给Q801提供工作电流，其电流路径是：C813正极端→R815→IC802②脚内部D1→IC802内Q2发射结→IC802⑧脚→Q801发射结→R813→D803的光敏三极管集-射极→C813负极端。显然当C813容量下降或失效、R815阻值变大或开路时，C813两端都无法形成足够的直流电压以满足稳压控制电路正常工作，而使稳压控制功能失效。（未完待续）