理论教育 3.4.3采用STR-F6456/F6656模块的开关电源

3.4.3采用STR-F6456/F6656模块的开关电源

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:在STR-F6656厚膜块中,过电流保护是通过检测每个振荡周期的开关漏极电流峰值而实现的。当STR-F6656中的铜基板温度超过140℃时,过热保护电路起控,触发锁存器工作,则开关电源停止工作,从而保护开关管及整个厚膜块。

3.4.3采用STR-F6456/F6656模块的开关电源

1.STR-F6456/F6656内部结构框图

STR-F6456/F6656模块是三肯公司STR系列开关电源厚膜集成电路之一,它由控制芯片和绝缘栅型大功率场效应管构成,其中控制芯片部分集成了启动电路、振荡器、保护电路、开关管激励电路等,内部结构框图及引脚功能如图3-29所示。STR-F6456/F6656的引脚功能为:1脚(OCP/FB)过电流保护及反馈输入,2脚(S)接内部开关管源极,3脚(D)接内部开关管漏极,4脚(VCC)控制电路电源输入端,5脚(GND)接地。

2.采用STR-F6456/F6656模块组成的开关电源

(1)长虹CHD2918型高清电视机的开关电源电路。长虹CHD2918型高清电视机的开关电源采用STR-F6656(图上编号为NVT821,可与STR-6658互换),其电路原理图如图3-30所示。

1)启动和振荡过程。开关电源的启动过程实际上就是STR-F6656(NVT821)的4脚建立起工作电压的过程。给SRT-F6656的4脚提供电源电压的电路有两个:一是启动电路,它由整流二极管VD803,启动电阻R815,充电电容C823组成;另一个是辅助电源,它由VQ821、VD827、VD828、C825、C821和开关变压器T862的6~7绕组组成,但辅助电源需在开关电源启动之后才输出直流电压。

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图3-29 SRT-F6456/F6656内部结构框图

接通交流电源后,AC220V电压由VDS03半波整流输出的直流电压经R815对C823充电,NQ821的4脚电压随之上升,当升至17V时,NQ821内的控制电路开始工作,其中的振荡电路便进入振荡状态,产生振荡脉冲。振荡脉冲信号经集成块内部相关电路(锁存电路、驱动器等)处理后,直接输往开关管的控制极,使开关管工作于开关状态。电源启动的快慢由R815、C823的大小决定。当NQ821的4脚电压降到10V时,NQ821内的低压禁止电路(UVLO)将会启动,使开关管停止工作,电源回到启动前的状态。

2)稳压控制过程。该电源的稳压控制是以固定开关管的截止时间(约为50μs),调节其导通时间的PRC方式实现的。

稳压控制电路的取样点在145V(1080i状态时为156V)输出端。取样电路、基准电路和比较放大电路由NQ833(SE140N)、R834、R852组成。

设某一时刻电源的输出电压升高,NQ833的1脚电压随之升高,取样电压也随之升高,升高的取样电压与基准电压比较后产生相应的误差直流电流,误差电流经放大从NQ833的2脚输出,NQ833的2脚电压随之降低,流过光耦合器NQ838中发光二极管的电流增大,其发光强度增强,则光敏晶体管输出的直流电流增大,该直流电流流过R821A、R822使NQ821的1脚直流电压升高,当NQ821的1脚电压达到0.73V时,NQ821内部的振荡器提前翻转,控制开关管提前截止,由于开关管导通时间缩短,所以开关电源的输出电压下降,从而起到稳压作用。

反之,当输出电压降低时,经上述稳压电路的负反馈作用,使NQ821的1脚的直流电压随之降低,当1脚电压达到0.73V的时间延长时刻,NQ821内的振荡器延后翻转,开关管延后截止,其导通时间变长,使输出电压上升到正常值。

稳压控制电路还受1080i状态控制,当1080i识别电路输出低电平时,VQ850、VQ851均截止,取样电路由R852、R834和NQ833内部电阻组成,在这个取样电路控制下,+B电压为145V。当电视机工作在1080i状态时,1080i识别电路输出高电平,则VQ850、VQ851均饱和导通,导通的VQ851将R852短路,此时取样电路只由R834和NQ833内部电阻组成,在这个取样电路控制下,+B电压为156V。

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图3-30 长虹CHD2918型高清电视机的开关电源电路图

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图3-31 创维5P30机心高清(www.daowen.com)

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电视机的开关电源电路图

3)过电流保护电路。在STR-F6656厚膜块中,过电流保护是通过检测每个振荡周期的开关漏极电流峰值而实现的。当出现过电流时,NQ821的2脚外接电阻R822上的压降迅速增大,使NQ821的1脚电压快速上升,当超过门限电压0.73V时,NQ821内的振荡器立即翻转,开关管导通时间大大缩短,从而限制了开关管的漏极电流,起到过电流保护作用。

过电流保护电路启动后,由于开关管导通时间大大缩短,则输出电压大幅下降,开关变压器T862驱动绕组(T862的6~7绕组)上的感应电压按比例下降,即NQ821的4脚电压下降,当低于10V时,低压禁止电路起控,NQ821内的控制电路停止工作,整个开关电源电路也就停止工作,此时NQ821内控制器的工作电流小于100μA。NQ821停止工作后,启动电路R815、C823工作,NQ821的4脚电压逐步上升,当上升到16V时,NQ821又启动工作。NQ821工作后,由于流过开关管的漏极电流迅速增大,在过电流保护电路控制下,NQ821再次停止工作,这样循环往复,电源电路进入间歇振荡状态,此时电源的各路输出电压约为正常时的一半。

4)锁存电路、过电压保护电路和过热保护电路。锁存电路是三肯系列电源厚膜块所特有的电路。当NQ821内的过电压或过热保护电路启动后,触发锁存电路工作,使振荡器停振,振荡器输出保持低电平,则开关管处于截止状态,整个电源不工作。

当STR-F6656中的铜基板温度超过140℃时,过热保护电路起控,触发锁存器工作,则开关电源停止工作,从而保护开关管及整个厚膜块。

当电源的稳压控制电路出现开路等异常现象时,电源的输出电压会大幅上升而出现过压现象,T862的6~7绕组的电压也会成比例增大,从而使NQ821的4脚电压上升,当NQ821的4脚电压超过22.5V时,过电压保护电路起控,触发锁存器使开关电源停止工作,起到过电压保护的功能。

为了防止锁存电路由于干扰而误动作,在NQ821内的控制电路中设有定时器,只有当过电压保护电路或过热保护电路起控时间持续8μs以上时,锁存电路才开始工作。

【小经验】

长虹CHD2918型高清电视机电源的待机/开机控制是微控制器UN11的29脚控制,待机/开机控制电路由VQ832、VQ833、VQ822等元件组成。待机控制电路只工作在两种状态:饱和导通状态和截止状态。VQ822饱和导通时,输出电压下降;VQ822截止时,输出电压升到正常值。因此,在开关电源中,待机控制电路出故障。只会造成开关电源输出电压低,而不会出现输出电压高故障。在检修开关电源输出电压低故障时,判定待机控制电路是否存在故障的有效方法是将待机控制电路从电路中断开,若断开待机控制电路后,开关电源输出电压恢复到正常值则可判定开关电源输出电压低故障在待机控制电路。

(2)创维5P30机心高清电视机的开关电源电路

创维5P30机心高清电视机的开关电源电路如图3-31所示。

【知识要诀】

高清电视开关源,熟悉模块的特点,

启动、振荡要弄清,稳压、保护功能善。

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