【摘要】長虹G2136(K)型彩電電源主要由七部分電路組成,本論文先介紹各部分電路工作原理,然后根據自己幾年來對“K”系列彩電的檢修體會,談談其開關電源的故障判斷及檢修實例。
【關鍵詞】工作原理分析;常見故障分析;故障檢測實例
目前,計算機、DVD、彩電等家用電器電源大部分采用開關電源,這些家用電器出現的電路故障大部分由開關電源損壞引起。筆者長期從事家用電子專業理論與實操教學,對開關電源接觸較多,下面以長虹G2136(K)彩電開關電源為例,深入介紹該電源的工作原理和典型故障分析與檢修。
一、工作原理分析
電源原理圖如圖1所示。
1.整流濾波電路
電源設計有兩級濾波器。L502、C501、C502組成一級型低通濾波器,防止電網高頻干擾進入機內。L503、C507、C518再組成一級低通濾波器,抑制開關電源本身產生的高頻干擾信號,防止其串入電網造成干擾。VD501~VD504、C507組成橋式整流濾波電路,C503~C506四個小電容分別并聯在四個整流二極管兩端,起分流和過濾作用,防止高頻浪涌電流損壞二極管。
2.消磁電路
RT501、XC216組成開機消磁電路。開機瞬間,消磁回路電流很大,電流在消磁線圈中產生交變磁場,對顯像管屏幕進行消磁。消磁電阻RT501是個正溫度系數熱敏電阻,因為電流熱效應,阻值隨溫度上升而增大,當溫度達到居里點后,電阻值趨向無窮大,這時消磁回路呈開路狀態。
3.啟動電路
220V交流電經整流濾波后產生約300V直流電壓,經T511的繞組③、⑦繞組加到開關管V513集電極。同時300V直流電壓經R520、R521、R522、R524加到V513基極,為V513提供基極電流IB,V513具備導通條件,產生集電極電流IC。IC流過T511的③、⑦繞組,因互感效應在反饋繞組產生①為正②為負的感應電動勢,感應電動勢經反饋支路C514、R519、VD517、R524向開關管V513提供持續的基極電流,使得IB迅速增大,導致IC增大,這一正反饋過程促使V513迅速進入飽和狀態,開關電源啟動工作。VD517的作用在于加大電源啟動時由正反饋繞組提供給V513的基極電流,加快V513進入飽和狀態。因為在開機瞬間C517電壓不能突變,可保護V513防止大電流沖擊損壞,還具有吸收激勵尖峰電壓的作用。
4.振蕩電路
電源啟動后,開關管V513進入飽和狀態,300V直流電壓加在變壓器T511的繞組③、⑦上,反饋繞組①、②感應出上正下負電壓對電容C514充電,使C514兩端產生上負下正的電壓,促使C513基極電位下降,開關管V513退出飽和狀態,V513集電極電流急劇下降,繞組③、⑦和反饋繞組①、②的電壓極性變成上負下正,強烈正反饋過程促使V513基極電位進一步下降,其集電極電流迅速下降,V513迅速從飽和導通狀態進入截止狀態。這時初級繞組存儲的磁能開始通過次級繞組和負載放電。由于V513截止,C514兩端電壓經VD517→R519進行放電,一定時間后,在啟動電路作用下,最終使開關管V513再次回到初始狀態,開關電源完成了一個周期振蕩過程。如此循環工作,電源進入穩定的振蕩過程。
5.受控振蕩及穩壓電路
為了穩定開關電源輸出電壓,必須使振蕩處于受控狀態,受控振蕩主要靠開關穩壓電路中的誤差取樣電路R561、R562、R563、RP551,誤差放大管V553,光耦VD515及V511、V512等組成。通過對130V電壓取樣誤差放大,經過光電耦合器的隔離,由V511、V512管控制電源開關管V513的導通時間長短來實現,實際是通過控制開關電源振蕩頻率來實現。
6.保護電路
過壓保護電路由VD518、VD519、R523、V512組成,當輸入電壓升高,正反饋電壓隨著升高,V519反向擊穿導通,反饋電壓經VD518、VD519、R523給V512提供較大的IB,V512飽和導通后對V513進行分流,迫使其截止,電源處于待機保護狀態。
過流保護電路由R526、R515、V512組成,當開關管V513電流過大時,感應電動勢上升導致其基極電壓升高,因R526、R515串聯分壓,使V512基極電壓上升而進入飽和狀態,將V513基極和發射極完全旁路,控制V513在截止狀態,開關電源停止工作,實現過流保護。
二、開關電源常見故障分析
1.燒保險絲
產生此故障主要原因是:整流二極管擊穿、大濾波電容擊穿、開關管擊穿、消磁電阻短路、負載短路等導致電路中電流過大,一般通過電阻測量法查出。
2.輸出電壓全部為0V
輸出電壓全部為0V時,故障可能在以下電路:啟動回路、開/待機控制電路、保護電路、振蕩控制電路和整流輸出電路等。在檢修該類型故障時,本著先易后難逐步深入檢測的原則,細心觀察電源部分元器件是否有燒毀,變色變味跡象,然后利用萬用表檢測各關鍵點、關鍵元件電壓、電流或阻值是否正常。根據檢修經驗,出現較多故障有:開/待機控制電路不正常;啟動回路的電阻燒斷;保護或振蕩控制電路的三極管損壞;整流濾波電路的保險電阻燒斷等。
3.輸出電壓整體偏低
因有電壓輸出,所以啟動電路、開/待機控制電路基本正常。該類型故障一般由振蕩穩壓控制電路不正常造成,在檢修時,重點檢測反饋繞組的反饋回路、光耦控制回路和取樣控制回路等部分電路元器件是否有損壞。如電源的穩壓二極管、光耦等是最容易損壞的元器件。
4.開關管發熱,容易燒壞
產生此類型故障時,開關管通常很快燒壞。在開關電源中,開關管是工作在開關狀態,發熱量很小,當進入放大狀態時產生的熱量急劇增大,最終過流或過熱損壞。所以針對此故障應重點檢測振蕩電路。
三、故障檢修實例
實例1:
故障現象:開機,工作指示燈不亮,開關電源無電壓輸出。
分析和檢修:先觀察開關電源的元器件無燒毀變色變味跡象,接著用萬用表測量輸出電壓全部為0V。本著先易后難的原則,直接測量C507主濾波電容兩端電壓,發現有約300V,再測量開關管V513的基極無負壓,首先檢測啟動電路。關機,電阻法測量啟動電路的各個元件。在測量前,先對主濾波電容進行放電,用自制的燈泡負載對C507進行放電,徹底放完后再檢測。發現R521阻值為2M歐姆,已嚴重變值,按圖紙參數更換后,開機,電源輸出全部正常,工作一段時間后電壓依然保持穩定,故障徹底排除。
實例2:
故障現象:開機,工作指示燈不亮,開關電源無電壓輸出。
分析和檢修:該機是因遭受雷擊后才無法工作,先觀察開關電源的元器件無燒毀變色變味跡象,測量C507主濾波電容兩端有約300V的電壓,檢測啟動電路正常,測量V513基極電壓為0V,初步判斷故障在振蕩控制、穩壓控制或者保護電路。斷開負載,接上燈泡做負載,通電檢測V513基極依然沒有負壓。斷電,電阻法測量V513基極對地阻值為0,存在短路。根據圖紙分析可知,重點檢測與基極有關的元件,檢測振蕩和反饋電路的元件正常,當檢測V512的C和E極阻值時發現為0,拆下認真檢測時果然其C和E極已擊穿短路。由于V512的C和E極擊穿,造成V513基極電位始終為0V,最終導致開關電源不工作。試用相同參數的三極管更換,開機,電源指示燈亮,開關電源輸出正常,故障排除。
實例3:
故障現象:開機,電源瞬間有微弱電壓輸出,但立即變為0V。
分析和檢修:先觀察開關電源的元器件無燒毀變色變味跡象,接著用萬用表監測輸出電壓,開關接通一瞬間有電壓輸出,還沒來得及看大小立即變為0V。根據原理分析,能夠有瞬間輸出,說明啟動電路基本正常,但電源不能維持振蕩,可能是因為保護或自身電路出問題。把所有負載斷開,接上一燈泡做負載,通電,故障依舊,不是因為保護而停振。檢查開關管基極有關元件,重點檢測振蕩控制元件,當檢測C514時發現其容量偏低,試用相同參數的新電容更換,再開機時電源工作一切正常,試機一段時間后正常,故障排除。原因是C514已經接近開路,電源在啟動一瞬間有電壓輸出,但不能建立振蕩,所以電壓立即變為0V。
實例4:
故障現象:開機后圖像在垂直方向上有S形扭曲。
分析和檢修:先觀察開關電源的元器件無燒毀變色變味跡象,用萬用表檢測各組輸出電壓值和正常值相差不大。根據原理分析此類故障多數由電源濾波不良而造成,直接用示波器觀察開關管V513基極波形,發現除了有正常調制的脈沖信號外,還看到低頻脈沖信號,果然是由于低頻干擾存在紋波而造成圖像S扭曲。關機,用電阻法檢測整流濾波電路和與V513基極有關的各個元件。首先檢測C507、C518主濾波電容,用儀表檢測C507的容量由原來的100uF變成60uF,試用一原參數電容更換,發現圖像正常,故障排除。
四、結束語
通過對長虹G2136(K)彩電開關電源原理分析和故障檢修,我不斷總結和積累經驗,舉一反三,深刻體會到“維修”是一門理論與實踐緊密結合的技術,促使我今后加強專業理論的學習,進而指導實際檢修操作。
參考文獻
[1]錢如竹,主編.大屏幕彩色電視機速修方法與技巧[M].人民郵電出版社,1999,10.
[2]焦晶,主編.彩色電視機開關電源維修手冊[M].江蘇科學技術出版社,2006,8.
[3]蔣秀欣,孫立群,編著.彩電開關電源維修一本通[M].國防工業出版社,2008,8.