微机彩显自激式开关电源的电路原理及检修

收稿日期:2002-09-07

作者简介:王元化(1946—

),男,高级实验师1学士1微机彩显自激式开关电源

的电路原理及检修

王元化,马玉梅,龙　萍

(哈尔滨工程大学机电学院,哈尔滨　150001)

摘　要:本文阐述彩显自激式开关电源的原理及故障检修方法,供维修人员参考。

关键词:自激式开关电源;电路原理;电源故障;检修

中图分类号:TN873　文献标识码:B 文章编号:1002-4956(2003)04-0111-04

彩显电源电路的种类虽然比较繁多,但按激励方式分不外乎自激式和它激式两类。故可选出两种具有代表性的线路进行研究,其他线路的原理与之大同小异,可融会贯通。因此,只要掌握了这两类电源电路的原理和检修方法,就可以检修任何彩显的电源故障。1　自激式开关电源的电路原理

以长城GW -500彩显电源为例,图1示出了这种电源的线路。由于这种彩显是能兼容多种显示卡的多频扫描高分辨率显示器,为满足不同电路的需求,GW -500显示器设置了两套独立电源。但它们的市电输入及整流滤波电路是公用的。其中下部的开关电源A 是由开关变压器(以下简称开变)T 1,开关管Q 1、脉宽调节管Q 2、光耦器IC 1、三端误差放大器IC 2等组成的,它有4路稳定的电压输出。上部的开关电源B 是由开变T 2、开关管Q 3、脉宽调节管Q 4、光耦器IC3、误差放大管Q 8、Q 7等组成,它只有1路向行输出级提供能随行频变化的输出电压45V -135V (+B )。

由于这两套电源都是变压器耦合、并联型自激调宽式开关电源,工作原理大同小异,故只需介绍开关电源B 。

(1)自激振荡形成电路　市电经整流滤波形成的直流300V 电压,一路经T 2初级(12)—(1)绕租加至Q 3的C 极,为Q 3提供工作电压;另一路径启动电阻R 38、R 10、R 11、R 14,加至Q 3b 极,为Q 3提供启动电流进入导通状态。Q 3增长的电流i c 在T 2初级产生

(12)+—(1)-感应电动势,并在正反馈绕阻上产生③+—②-的感应电动势e 3。此正相e 3经D 3、C 14、R 11、R 14正反馈给Q 3b 极,一方面强烈的正反馈使Q 3迅速进入饱和状态;另一方面使C 14上充有左-右+的电压。这样一方面由于Q 3的饱和i c 不再增长,故e 3为零;另一方面由于C 14上的负压使Q 3的be 结反偏,故使Q 3退出饱和i c 开始下降;此时T 2各1

11中国科技论文统计源期刊 实　验　技　术　与　管　理 Vol.20　No.4　2003　

图1　GW -500彩显电源线路图

绕组上的感应电动势均反向。反相e 3与C 14上负压迭加后、强烈的正反馈使Q 3迅速进入截止状态。Q 3截止后C 14上电压经D 3迅速放电,当C 14上负压不能维持Q 3截止时,在启动电路的作用下Q 3又将重新进入启动导通状态。于是下一个循环又将周而复始,这样电源的自激振荡便形成了。

(2)稳压调节电路　该电源的输出取样、误差放大电路由两套组成。当行电路未启动工作前,供行电路的45-135V (+B )输出电压经R 27与R 35分压取样后加至误差放大管Q 8的b 极。故当+B 电压因市电220V 降低或负载加重而降低时,则将引起Q 8与Vb 降低,Vc 升高即IC 3②脚电位升高。因IC 3①脚通过R 33、R 31接于稳定的1615V ,故IC 3内发光管因导通电压降低而发光量减小,导致光敏管因受光减少而内阻增大。因此e 3由D 4整流C 17滤波经IC 3⑤-④脚内光敏管内阻和R 15加至Q 4b 极的电压将降低,使Q 4导通减弱对Q 3的分流减少。最终使Q 3的导通增强,使T 2储能增大,+B 电压回升。反之,当+B 电压升高时,调节过程亦反之。

当行扫描启动工作后,由行变(FB T )引回的反映行频高低变化的电压V F 经R 36、V R2、R 29分压取样后加于Q 7的b 极。故当显示器处于某一显示模式时,例如处于V G A 显示卡的3115kHz 较低振频时,则V F 将升高(因行逆脉冲的幅度Ucp 与行频成反比),故使Q 7的Vb 升高,导通增强对Q 3的分流加大。最终使Q 3的导通减弱,T 2储能减小使+B 降到88V 。而当显示卡的SV G A 的3515kHz 较高行频时,则V F 将降低,故Q 7的Vb 降低Vc 升高即IC 3②脚电位升高,发光管发光减小而光敏管内阻增大,使Q 4导通减弱,Q 3导通增强,使+B 升到105V 。所以无论行扫描工作于那种行频,经上述调节过程均会使+B 电压自动地随行频变化而达到规定值。

(3)保护电路

①尖峰脉冲吸收电路:当开关管Q 3由导通转向截止时,在T 2漏感中的储能将通过211实　验　技　术　与　管　理

分布电容释放。由于释放电压的尖峰很高,极易击穿Q 3,故设置了由C 13、R 9和D 12组成的尖峰吸收电路以保护Q 3。

②过电流保护电路:当负载短路引起Q 3过流时,R 14上电压迅速升高,经R 21、R 20分压后若过017V 就使Q 9导通,继而使Q 5导通Q 4饱和导通而最终使Q 3截止,达到保护Q 3的目的。

2　电源故障的检修方法

电源故障的检修可按下述步骤进行:

(1)根据故障现象先大致定出故障的范围

①开机后电源指示灯不亮无声无光栅,则必是电源部分有故障。对GW -500彩显由于指示灯是由A 电源供电,故灯不亮说明A 电源有故障。

②开机后电源指示灯亮、无光栅,则故障可能在电源,也可能在行输出。需接假负载判断。若接假负载后B 电源恢复正常,说明行输出有故障。否则是B 电源有故障。

③若开机后电源指示灯闪烁、无光栅,说明A 电源正常,其负载有短路过流故障。④若开机后电源指示灯亮、无光栅有“叽叽”声,说明A 电源正常,“叽叽”声是B 电源负载过重造成,故障多在行输出。

(2)通电前的检查　根据第一步定出的故障范围,可先观察该范围内有无烧焦、异常元件,有应换之。对电源,应重点检查保险管,若已烧断,说明+300V 电源的整流滤波电路有短路。常见是硅桥D 21、C 5、C 6有击穿或开关管Q 3、Q 1击穿以及由其引起的Q 4、Q 2击穿和R 14、R 7等开路。若开关管击穿还应检查其尖峰吸收保护元件有否损坏。此外,还应测B 电源的+B 输出端对地电阻是否正常。若近零欧,则说明D 9、C 112、C 113等对地有击穿或行输出电路对地有击穿,可分别检查之。

(3)通电检查　若保险未断且+B 端对地电阻正常,则可通电检查。首先应测+B 和120V 输出端电压是否正常。①若某一路无输出电压,则说明该路电源未起振工作,一般是启动电流或正反馈量不足所致。应检查启动电阻R 38、R 10、R 11、R 14是否变大开路,正反馈元件D 3、C 14、R 11、R 14是否变值损坏。②若某一路输出电压偏离了正常值,则说明其稳压控制电路不良。应查其取样、误差放大、光耦器和脉冲调制等环节。重点查VR z 、Q 7、Q 8、D 15、和IC 3、Q 4等。

3　故障检修实例

例1、开机电源指示灯不亮、无光栅　分析检修:电源指示灯不亮说明A 电源未工作。打开机壳查看保险已发黑熔断,说明输入整流滤波电路有短路。用万用表RX10档在路测D 21、C 5、C 6,发现D 21中有一个二极管反向电阻偏小,焊下复测确已击穿,将保险管及D 21更换后,测C 5正端与地间电阻无短路后开机试看一切正常。

例2、开机电源指示灯不亮、无光栅　分析检修:此现象同例1说明A 电源未工作。开壳看保险正常,测+B 端对地电阻正常后开机测+300V 正常+B 端的135V 也正常,但测A 电源却均无电压输出,说明确系A 电源未起振工作。测Q 1b 极在开机时无启动电压、测R 2、R 3连接点也无电压,判断启动电阻R 2可能开路。关机焊下R 2复测确系开路,换后故障排除。

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