康佳 B”系列彩電的檢修資料

T2588B/X、T2987B/X、T3477B、T3877N系列大屏幕彩電開關穩壓電源電路(一)

        T2588B/X、T2987B/X、T3477B、下3877N系列機芯96年8月以來作為康佳彩電的主力機芯年產量超過100萬臺套，其開關穩壓電源結構簡單，性能優良，特別是它的可靠性已得到考驗和公認，該機芯開關穩壓電源具有下述特點：

a、能在輸入交流140V—280V電源電壓范圍內正常工作；
b、 能對負載的開路，短路、束電流過流、B+電壓過壓等進行有效的保護；
c、 如開關管V401損壞，能將損壞范圍有效地控制在 VD412(開關管射極負反饋電阻相并聯的6．2V穩壓管)、R423(橋式整流、濾波電容的限流電阻)、F401(3．15A保險絲)范圍內。

1、開關穩壓電源電路組成
首先我們以下3877N型機為例介紹開關穩壓電源各主要電路的元器件組成。本系列屏幕尺寸不同的機型，開關穩壓電源電路基本相同，僅輸出電壓值及器件功耗不同。

(1)由開關管V401和VD407//C410、R406、R417//C462 組成正反饋驅動電路。
(2)由C409、C414、R419和VD406組成吸收回路；吸收因開關變壓器N401原方繞組自感電勢，避免在開關管集電極截止瞬間出現過高的反峰高電壓。

(3)V48Q、VD484、VD489、RP401、R486、R485與N410組成取樣、放大電路(冷底板部分)。而N410中的光敏三極管及V402、V403組成放大和控制電路(熱底板部分)，用于穩定輸出電壓。

(4)VD405、R409和V406組成防止；中擊電流電路(即動態限壓電路)，以保證開關電源在很寬的輸入電壓范圍內正常工作。

(5)V450、N401、V406和V411組成遙控開關機電路。
(6)R404、R405和C465組成開關管振蕩啟動電路。
(7)由行輸出部分的V603、VD603、R612等組成顯像管束電流過流(可控硅V604)保護電路。
(8)由CRT板上的VD9l5、VD952、VD953組成X射線(可控硅V604)保護電路(防止B+過高或行輸出副方過壓)。

(9)副方有四路穩壓輸出
a、B+135V(T2588機的B+為130V、T2987機的B
+為140V，T3477B／T3877N機的B+為135V)為行輸出級電源B十(在該點上作穩壓取樣)。由R455、C463、R452、
V口420等組成B+過壓保護電路。
b、+25．6V(下2987機為27V)為場輸出級電源。
c、+28V(T2987機為24．5V)為伴音功放輸出級電源。
d、 +28V為超重低音功放輸出級電源。
(10)由V407、V410、T402等元器件及副方(+5V)三端穩壓塊N402(AN7805)組成的遙控CPU電源(小開關穩壓電源)。

除上述電路外，穩壓電源的輸入端還有橋式整流、濾波電路及共軛濾波(互感濾波器)、電源開關、保險絲(F401)等元器件及冷、熱底板之間靜電耦合抗干擾電路R421// C416等。

2、開關穩壓電源的工作原理

2.1開關管的自激振蕩過程

1)開機狀態：由橋式整流器BR401整流后在C401上充有約+300V的直流電壓(未穩壓)，在開機狀態下CPU (M37210M3—902SP)的21腳(P0W)為低電平(0V)，通過接插件XS201的①針、R235到V450的基極，使其Ub=0而截止。N401(光耦合器)中的發光二極管截止(不發光)，光敏三極管亦處于截止狀態，N401③、④腳間開路。+300V 電源通過R404(82K／2w)、R405(6．8K／2w)為開關管V401基極提供約3．3mA的啟動電流fbl 使V401開始導通。V401集電極電流通過T401原方主繞組在Ic增長期間使T401正反饋繞組產生約10V的脈)中峰值電壓U2,U2通過VD407、R406、R417向開關管V401基極提供約0．37A的電流I2 <I2=(U2-0.7)／(R406+R417)=0．372A>，與此同時，V406吸收了部分電流I3,<I3=(U2—7.5V)÷R409xB=(10—7．5)÷6．8K x 200=73。6mA>，因此開關管實際基極電流約為Ib=I2-I3=0．372-0．074=0．298A=298mA

2)由于正反饋的結果，V401基極得到近于300mA的飽和導通電流，開關管V401飽和導通，V401集電極電流Ic1將隨時間線性增長。當Icl的峰值接近3A時，T401磁通飽和，U2↓V401退出飽和而進入放大區，并使正反饋繞組L2上感生電壓U2反相導致Ib1減小，從而促使V401集電極電流Ic1減小，集電極電壓Uc1即上升，這個正反饋過程使Ib1迅速降為0，開關管V401截止。

3)當V401截止瞬間其集電極出現尖峰自感電壓并被C'2所吸收。(C2’≈
C409//C414)，同時正反饋繞組感應電勢極性反相(地為正，同名端為負)，此電壓通過C465、R405、C462//R417、R406向C410充電，此時VD407處于截止狀態，使C410下正、上負。此時因V401基極電位為負值(低于射級電位)而保持截止狀態，保證了V401處于休止期。休止期的長短不僅取決于C410及C465的充放電時常數電路，也取決于T401初級等效電感(初級空載電感為800微H)和C'的等效電容(即LC自由振蕩的周期)。

4)因負截的單向導通特性和V401處于截止期，此時V401集電極負截電路可等效為L1'//C2'的并聯諧振回路(參見圖2C)，在V401截止瞬間C2'上充有約150V的電壓，經1／4個諧振周期(△t=1/(4x 2 L1'C2')≈5mSC2'開始通過L1'放電，再經1／4周期后，C2'反向放電(電流自上而下)，使正反饋繞組又得到正向電壓U2,此時U2值較小，但U2與C410上充的電壓相疊加，形成I2電流，使V410基極又得到一定的Ib1(遠大于超始的3mA)，V401正偏導通，形成集電極電流Ic上升…再繼續開關管V401的飽和導通與截止(即開-關)過程，周而復始，不斷循環。

2．2穩壓原理

穩壓是通過對輸出電壓B+的取樣、放大，使原方產生調節電流L4，改變開關管V401的基極電流Ib1來達到的。V401電感L的儲能電流Ic1和V401導通時間△t(儲能時間 )都發生變化，從而使次級輸出電壓得到動態穩定的效果。從次級B+通過R486、RP401、R485電壓取樣網絡的RP401中點為取樣放大管V489的基極電壓，V489的射極接VD484串VD489得11.3V的穩定電壓，集電極通過N410②—①(內部為發光二極管)，R487接B+，N410①—②腳電位差正常值為1．0V左右，當某種原因使B+電壓升高時；B+↑→V489基極電壓↑→b-e間電位差↑→Ic409↑→Uc489↓→通過發光二極管的電流↑→發光二極管光強↑→N410④—③腳等效電阻rce↓→Vb402基極電壓↓→V402集電極電流↑(V402為PNP管)→V403基極電流↑→V403集電極電流↑→(V403的rce減小)即L4↑→Ib1↓→V401飽和導通時間↓←T40l原方儲能↓→B+↓。

V489射極接有6．2V和5．1V兩只串聯穩壓管，兩只穩壓管的溫度系數相反而互補，保證穩壓電源溫漂極小，同時5.1V穩壓管上端接V411遙控關機控制管的集電極，因此不能用一只穩壓管取代，另外，在正常開機整個期間N410①—②電位差約在0．8V～1．2V之間變動，通過的電流約為1．5mA，因此兩只穩壓管上端無需接提供穩定電流的電阻，也能始終保持6．2十5．1=11．3V的穩壓值。

RP401為次級輸出電壓微調電位器，可調范圍可達額定值±10%左右。

2．3負載短路和開路保護

從上述原理分析可知，當負載短路時L'1等效并聯了電阻，而且阻值較小，L'1，與C'1不可能產生諧振，即不能產生穩定的開關工作狀態，必須由起動電路提供基極電流來再次進行一個導通—截止周期，但起動電路R404、
R405僅能向V401提供約3．3mA的基極電流，集電極在靜態也只有30—50mA的電流，電源停止工作，副方各路輸出電壓很快降至零，從而起到不繼續損壞有關元器件的作用，達到了負載短路保護的目的。

當負載開路時，副方各路輸出電壓均增高，由于B+ 上升進而使V402、V403接近飽和導通，吸收開關管V401的基極電流而使V401占空比下降。當因調壓失敗(穩壓系統有故障，例如光電藕合器開路)而引起次級電壓升高時，過壓檢測電路通過VD405使V406飽和導通，從而吸收開關管V401的基極電流并使V401趨于截止，電源停止工作，但過壓檢測電路亦會因此失去作用而重復以上過程，為此在B+輸出回路VD409的陰極(輸出端)接有R455、R452、VD420等組成的B+過壓保護回路，以確保大屏幕彩電的開關穩壓電源萬無一失，避免B+突然升高，x射線保護電路延時動作造成高壓過高損壞顯像管、行輸出管、行輸出變壓器等器件的可能性。

2．4遙控開關機的電路

遙控開關機功能主要由V450、N401、V411等元器件實現；遙控開關機指令信號來自CPU(M37210M3-902SP或M37210M4-705SP)的第21腳(低電平0V開機，高電平5V關機)，通過R237(100
XP201①→XS201①到電源、掃描板。遙控關機時，由于XS201①出現約5V的高電位使V450飽和導通，N401①、②腳內部發光二極管發光，①—②腳間電位差約1．5V，③—④腳間飽和導通，壓降0．5V以下，V406基極約0．75V，V406飽和導通，使V401基極相當于接地，通過R404、R405的啟動電流被V406吸收，V401處于截止狀態，開關電源停止工作。另一路通過R436、R439接V411基極，遙控關機時V411基極亦為高電位(0．75V)，V411飽和導通，使V489基極—發射極間的電位差拉大(Ube↑)，V489飽和導通，對取樣放大回路產生很大的吸收電流L4同樣使I2降為零，也使V401處于截止狀態。即使副方B+降為零輸出時，前一路的控制作用仍然維持。

2．5負壓驅動電路

負壓驅動電路由V403、C405//C411、VD403等元器件組成，其主要功能是可以保證開關管(V401)的集電極反向電壓工作在Ucbo狀態(Ucbo>Uceo)，并且可以有效的減少開關管退出飽和到完全截止的時間，使大功率開關管溫升降低，提高了開關穩壓電源的可靠性。

(注：一般彩電大功率電源開關管，例如2SD1545或 2SD4111的BUcbO>1500V，而BUceo>1000V)。
具體電路分析如下：T401正反饋繞組的輸出端，通過VD403將負脈沖取出，并向C405充電，充電電流方向由地向上。C405上端在正常工作狀態約為-5．6V(注意C405的正端接地)，這個電壓為N410光敏二極管、V402、V403提供了工作電源電壓。當V403飽和導通時或接近于飽和狀態時，V401的基極電壓為負值，V401的發射極電位高于基極電位而截止(或趨于截止)，使V401的集電極—基極處于Ucbo狀態。

因為增加了負壓驅動電源，使V402、V403工作的動態范圍增大，也就是使它們的控制范圍增大，提高了輸入電網電壓變動的適應能力，增加了開關電源的安全性能。VD402的作用是；從正反饋繞組取出負脈沖電壓疊加在-6V的直流電平上，使得V403退出飽和狀態轉向截止，與此同時V402飽和導通，保證了開關管V401能迅速由截止狀態再次轉入飽和狀態。

2．6有關開關穩壓電源負載的動態范圍

這里所說的動態范圍是指；不引起次級輸出電壓明顯降低(欠激勵)的 大負載電流和不致引起自激 小負載電流之間的差。一般來說，動態范圍越寬，電壓穩定性將變差。

在反饋環增益固定的情況下，C413(V403b-e間的外接電容)決定了I4的上升速度，從圖5中可以看出，在 大負載電流時，I4的上升速度變慢，幅值小，Ib1的脈寬就越寬幅值大。反之，在 小負載電流時，I4的上升速度變快且幅值大，Ib1的脈寬越小。Ib1的脈寬越寬就意味著Ib1越大，即開關管V401飽和導通時間長，T401儲能越大。

通過實驗，選擇C413為10nF，既能保持良好的電壓穩定性，又可以有足夠的動態范圍(隨機附圖中C413為22nF，實際電路中C413為10nF。

2．7防止開關管集電結損壞的保護電路

在彩電開關電源電路中，大功率開關管是 容易損壞的元件，開關管飽和導通時的電流很大，截止時集電極的電壓很高，開關管在狀態轉換瞬間存在著開啟損耗和關斷損耗。

在電路中，開關管V401的集電極通過電容C409(220／2kV接+300V點(接地效果相同)，其作用是吸收
V401突然截止時，集電極出現的瞬時尖峰電壓，
以防止V401被擊穿，且可減小V401由飽和向截止轉換瞬間的關斷損耗。從保護效果來看，C409容量的大些好。但容量太大V401再由截止轉為飽和瞬間，C409的放電電流是V401集電極電流的一部分，因而增大了V401的開啟損耗。從電路中，與C409相并聯的是C414串聯VD40//R419。在V401關斷瞬間，由于VD406導通，C414對高電壓吸收效果顯著，在V401開啟瞬間，VD406截止，C414必需經R419放電，增加了放電的時間，減小了放電電流，使開啟損耗進一步減小。

另外C402(330pF)(V406be間的外接電容)，可以使V406的吸收電流I3的產生滯后于I2從而使開關管V401迅速導通，C414上吸收的反峰電荷，主要釋放在R419上，避免了開關管在飽和導通時，因消耗C414上的電荷而過熱。與開關管V401射極電阻R418(0．68／2w)并聯的一只VD412(穩壓值6．2V。功耗1w)，它在開關電源正常工作時并無任何作用，但如果開關管V401c-e擊穿損壞時，往往R418發熱將底板燒焦成兩個孔狀，印制板因較大面積炭化而無法修復。加裝VD412后，如果發生V401c-e擊穿故障，就會使VD412擊穿短路導通，立即燒斷保險絲F401，必需開機檢查維修，而不會使故障擴大，造成難以修復的情況。

３、開關穩壓電源的工作原理

3．1副方行輸出(主)電源

B+過壓保護電路

由于自動穩壓環路故障(例如R487開路、光耦合器N410開路、V48Q開路)，或動態限壓電路故障(例如VD405、R409和V406開路)。開關變壓器副方各路電壓均會突然上升，繼而會造成行輸出管、行輸出變壓器、場輸出集成電路等器件損壞，使故障進一步擴大，后果難以預料。雖然這種現象的幾率很低(約萬分之一)，但為了開關穩壓電源可靠的運行，即使出現故障也局限在少數元件損壞的范圍內，為此，在B+整流管VD40Q陰極輸出端接有R455、C463、R452、VD420、C464、R454、R453等組成的B+過壓保護電路。在正常開機狀態T3877N型機B+為135V，穩壓二極管VD420的陰極電壓就在8．0V ±0．2V。(R455、R452分壓并考慮到C463漏電流及負載等)，VD420的穩壓值為9．1V，只有當B+突然上升超過15%亦即B+上升到155V(或大于155V)A點電壓接近10V，VD420齊納擊穿，通過R454將此擊穿電流加到可控硅保護管V604的控制柵極G，使V604雪崩擊穿，V450飽和導通，彩電進入保護性關機狀態。遙控器無法重復開機。

3．2 X射線保護電路
由于行逆程電容(聚丙烯介質)失效開路，將會引起行輸出高壓繞組峰值電壓升高導致顯像管陽極高壓上升，熒屏x射線劑增大，可能造成對人體的傷害。B+電壓過高或行輸出變壓器原方匝間短路等原因，也將導致行輸出變壓器副方燈絲電壓升高(在燈絲供電電路上接有過壓保護電路)，VD952為18V穩壓管會被擊穿，通過XP420→Xs420接V604可控制柵極(參見圖7右上方所示)�？煽毓韫� (V604)陽極通過R437(270 )遙控電源11．5V輸出端，當V604控制柵極得到+0．7V電壓時，可控硅導通，在V604陰極負載電阻R434(1Kn)上得到約+5V的電壓，此電壓形成的電流分為兩路；一路通過R438、VD419、R439使V411基極得到+0．7V電壓，V411。+飽和導通，促使V48Q射極電位下降，V489飽和導通，N401①—②腳電位差達到 大值約1．5V，③—④腳間飽和導通， 終使V402、V403飽和導通，開關管V401①—②截止，另一路通過R435、VD418接V450基極，使V450基極得到0．7V電壓而飽和導通，N401①—②腳電位差為1．5V，③—④腳間飽和導通， 終使V406飽和，也使V401截止。相當于遙控關機后的狀態。與遙控關機不同點在于：可控硅管V406的控制柵極失去控制信號后，只要維持可控制硅管陽極電壓，它始終處于雪崩擊穿狀態，(因有R437和R434限流不會超過V604 大功耗)，因此機器始終維持在關機狀態，用遙控器不能再開機，必需要切斷可控硅V604陽極電源，即關斷遙控電源(副電源)，也就是說必須按壓電源開關才能重復開機(關機后需等待1—2分鐘，使C447放電壓至2V以下)。如果開機后又頻繁發生保護性自動關機則必須檢查維修。

3．3束電流過流保護電路

右下方T601為行輸出變壓器，其副方高壓繞組的下端⑦腳并不直接接地，而是通過C608)(56nF／200V)交流接地，⑦腳通過R60Q、R612、R611接B+(135V)，R609為檢測電阻，在R609兩端的電位差反映束電流的大小，如B—C之間電位差為10V，則陽極高壓電子束電流Ia=Ubc/R609=10V／10K=lmA，Ia=1mA時，A點的電位為Ua=135—Ia x R611=135v-1 x 10 x56 x 10^3=79V，只有當束電流為Ia=(135—15)／56K=2．14mA時，A點的電壓為+15V。實測，顯像管電子束電流在1mA—1．9mA之間，保護管V603均處于截止狀態，無動作。如束電流大于2．0mA，則A點低于14．5V，由于V603射級接+16V電源，基極通過VD603接A點，因V603基極低于射極0．7V而導通，在集電極電阻R614(10Kn上將產生約+5V的電壓(u=Ic·R614)，只要這個電壓大于1V，就有可能使可控硅保護管V604導通，接著如上節所述，彩電處于保護性關機狀態，如不按壓電源開關，用遙控器無法重復開機，同樣，再次開機后如又頻繁自動關機，必須檢修。(注：38英寸彩管 大束電流Ia的限定值為1．9—2．0mA；34英寸彩管Ia的限定值為1．7mA；29英寸彩管Ia的限定值為1．6mA；25英寸彩管Ia的限定值為1．5mA，因此在設計時取樣電阻R611與R612的值，應作相應的改動。應該說明，理論計算值與實測值會有偏差，應以實測值為準)。

４、小型遙控開關電源(CPU電源)

本機遙控電源(副電源)也采用開關電源電路，這樣可降低功耗，增大電網電壓適應范圍，減輕重量，雖然電路元器件比一般50Hz交流變壓器降壓、整流電路復雜一些，但故障率反而下降，因為它避免了細漆線易霉斷的缺點。副電源除了為遙控接收器、微處理器(CPU)和存儲器提供+5V直流穩壓電源外，還為遙控開關機控制管V450提供Vcc和為可控硅保護管V406提供陽極電壓(十9．5V左右)。

T402為小型開關變壓器，V410為開關管(25C4004)，
V407為電流取樣限幅管，C442串聯R443//C412及VD414、
R449為開關管的正反饋回路；R427(330Kn／1w)為V410的啟動電流通路；VD415、VD413、R442及C441組成動態限壓電路，C444串聯R445為反峰電壓吸收電路；R401為限流保護電阻；VD416、C447為次級整流、濾波電路，R446為次級輸出限流保護電路，N402(AN7805)為+5V三端穩壓器。

按壓電源開關K401，在C401(470／400V)電解電容上

建立約為+300V的直流電壓(未穩壓)，通過限流保護電阻R401直流電源接入遙控開關電源(約十29OV左右)，由于有R427(33K/1W)向V410基極提供約0．85mA的啟動電流，此時流過V410集電極(即流過T402原方繞組)的儲能電流IL=Ic≈B·Ib，使T402建立磁通。在IC上升期間正反饋繞組通過C442、R443//C412向V410提供激勵電流，
V410迅速飽和導通，Ic線性增長，其峰值受R444上端電壓所制約，當Ie(≈Ic)接近70mA的峰值電流時，R444上端電壓接近+0．7V，通過R402使V407導通(一般處于放大狀態)，部分激勵電流將通過V407的c→e被分流，V410基極激勵電流減小，促使V410集電極電流下降，當通過下402原方繞組電流減小時，正反饋繞組電壓反相位，此時已反相的正反饋電壓通過VD414、R44Q加到了410的基極，使V410迅速截止，同時正反饋電壓向C442充電(下端為正，上端為負)，經過一段休止期后(休止期長短取決于C442、R443、R44Q等充放電時常數電路，也取決于T402的等效電感和C444及分布電容的容量)。C442放電，為V410提供基極電流(與此同時R427也為V410提供基極電流)，開關管V410進入下一個導通→正反饋→飽和導通→截止狀態，形成開關自激振蕩狀態。

在正反饋繞組(中間抽頭接地)的另一端接有整流管VD415，輸出負電壓并由C441濾波，在正常輸入電壓情況下VD415的陽極，也是穩壓二極管VD413的陽極有—8．5V的電壓，當輸入的電源電壓升高時，該點負壓的絕對值增大，如果此點電壓絕對值接近于10V時(即—10V)，VD413齊納擊穿，V410基極得到此負電壓使基極電流減小(或稱拉電流)，使V410飽和導通時間減小，電流脈)中寬度減小，這個電路可保證遙控開關電源在很寬的電網電壓范圍內保持正常工作，次級整流輸出電壓(未穩壓時約在+10V—+12V之間)，通過三端穩壓塊N402(AN7805)④腳輸出+ 5V±3% 。