户户通神州机顶盒电源电路分析、维修及改进
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户户通神州机顶盒电源电路分析、维修及改进
[摘要] 户户通神州机顶盒开关电源故障率较高,本文根据电源实物测绘出电原理图并分析其工作原理,对易损件电源开关电路进行了改进,并对易发故障和个别元器件代换作了简要介绍。
[关键词] 户户通设备;SD3842P开关电源;电路改进;元件代换户户通神州机顶盒在社会上有一定拥有量,为我县2012-2013年户户通工程选定机型。根据维修情况统计,该机故障约有60%以上出自开关电源部分。由于该机未附电原理图,本人根据该机开关电源实物PCB板测绘还原出电原理图,并对电路易损元件及致损原因进行分析,对电源开关电路进行了改进,供大家维修时参考。
该机开关电源采用SD4842内置高压MOSFET电流模式PWM控制器,该电路具有待机功耗低,保护功能完善等特点。
图1
原理图如图1所示,交流220V通过插座P1输入,开关电源输入电路部分主要由保险管F1、热敏电阻R3、滤波线圈L1和由D1〜D4组成的整流桥及滤波电容C1组成;热敏电阻R1是一个为阻值6Ω的负温度特性(NTC)电阻,主要作用是限制电路启动时的电流峰值,当冲击电流过后,该电阻的阻值会降得很小;压敏电阻MOV1用于过压保护,标称值电压为600V;滤波线圈L1和电容CX1、电阻R1、R2
构成电源共模抑制滤波器,可将电源和电网的噪声进行隔离,防止电网污染;电容CX1用于滤除电网输电线之间的差模干扰,而CY1用于滤除初次级耦合产生的共模干扰。
电路中,市电通过噪声滤波器抑制电路后整流滤波获得约300V 平滑直流电压,再经R7与R8串联后为C6充电,同时为IC1(SD4842P)
3脚提供工作电压Vcc。当该电压充到12V,电路开始工作,电路正常工作以后或电路发生保护时,SD4842的供电由开关变压器辅助绕组通过R9和D6提供,Vcc开始降低,当Vcc低于8伏,控制电路整体关断,电路消耗的电流变小,又开始对Vcc脚的电容充电,启动电路重新工作,该方式可以有效地降低待机功耗。R4、R5、C3、D5组成缓冲保护电路,该电路又称尖峰吸收回路,主要用于吸收高频开关变压器T1漏感引起的尖峰电压,保护IC1内部功率输出电路。Z1为12V稳压管,用于保护IC1不会因误差信号输入端过载而损坏。
在开关变压器次级,IC2(TL431)为可调分流基准电压源,R17和R15为取样电阻,负责将输出电压取样(取自+5V电路)反馈到TL431,TL431将取样电压与内部2.5V带隙基准电压进行比较并在阴极上形成误差电压,使光耦合器件PC817中的LED工作电流产生相应的变化,再通过光耦合器件去改变PWM控制电路SD4872的4脚FB控制端的电流大小,进而调节输出占空比,使输出电压保持不变,达到稳压目的。
电源次级共有三组电压输出,分别为:+24V经主板上的极化电路后为高频头供电,缺该组电压会出现“信号中断”;5V供主板解码电路及部分控制电路,缺该组电压则不能开机;+4V供定位模块和紧急喇叭功放,缺该组电压会出“定位模块异常1”。
维修过程中我们发现,因为电源机械开关损坏造成的故障占电源故障(不含雷击原因造成的电源损坏)的80%以上,究其原因,主要是该机电源开关+5V一路长期处在大电流工作状态,实测为600mA -820mA(+24V一路工作电流在110-120mA间),开关触点易发热变形,造成接触不良。从电路可知,该机电源初级未设开关,电源的
通断是通过双刀单掷开关K1来分别通断+5V和+24V电压,而电源开关的损坏往往是因为+5V这路开关触点接触不良或簧片发生变形,造成开关电源不能正常工作,而产生的故障现象除了不能正常开机外,还有造成跳台,显示面板屏闪,甚至画面马赛克等奇特故障,皆因主板CPU受干扰或复位不正常造成工作紊乱所致。维护人员应急维修处理一般都是将两路电源直接用导线连通,但这样处理后用户只能通过插拨电源插头实现开关机,给用户造成使用不便,如简单地换同型开关,工作时间长后又容易“旧病复发”,不能从根本上解决此问题。
为此,在维修过程中,除了更换电源开关,本人还对电源开关电路进行了改进,主要是将双刀单掷改为单刀单掷,双刀变单刀,即将两路开关并联为一路,这样,让开关触点电流容量增加了一倍,延长了电源开关的使用寿命。改动时,在电原理路图中虚线框内打“×”处用美工刀将电路铜箔划断,再用导线(为防短路必要时可套上热缩管)将框内虚线部分连通,实物如图2。改动后,原机械开关对+5V 电压实现通断,原24V极化电压则直接连通,由于+5V电压能正常开关,不影响原机功能。经用户实际使用,处理后的电源电路未再出现电源开关失灵故障。
图2
由于保护功能完善,正常使用情况下,该机电源除了电源机械开关因为设计电流过小易出现损坏外,其他故障较少出现,但遇雷击损坏时,易造成保险管F1、热敏电阻R3、压敏电阻MOV1及整流管D1-D4击穿损坏,甚至电源控制电路IC1(SD4842P)及2脚(MOSFET 地)限流电阻R6、光耦U1、保护稳压管Z1、误差取样电路IC2(TL431)也容易被击穿。原机使用的TL431为SOT-23贴片封装,如不易获得可用常见的TO-92封装TL431代换,对应脚见图3。若遇SD4842P损坏而手头无该元件,可用常见的VlPer22A代换,但外围元件应作相应改动,SD4842P③脚为供电端(Vcc),
④脚为反馈端(FB),而VlPer22A 的③、
④引脚正好与之相反,③、④脚外围
电路也稍有差别,完全可以通过修改
VlPer22A外围电路实现代换SD4842P。
图3
参考文献:士兰微SD4840/4841/4842/4843/4844规格书。士兰微电子公司。
作者简介:贺子宽(1971-),男,高级工程师,从事广电设备维修及计算机网络维护工作22年。