一、整机电路结构特性及电源电路组成与工作过程
(一) 整机电路结构特性
三洋 A3 机芯是日本三洋公司 90 年代初与我国共同开发生产的 2l 英寸直角平面遥控彩 色电视机机芯。我国已有好几个生产厂家在 90 年代初已开始产销,常见的机型有:三洋 CR2079、CEM214C、CK2179、北京 8320A、北京 8320 一 l、8320 一 1N、8320DI、8320DN、
8320—2、8320—3、8320—3K、8320G、8345l、北京 2132MA、凯歌 4C5403 一 1、厦华 XT
一 6698T 及泰山 TS54C8 等。在该机芯中,采用 LA7680/LA768L(IC101)单片彩色视频处 理电路,该集成块不仅含有对图像中频信号、伴音信号、视频亮度信号及色度信号处理电路, 还具有同步分离系统及行、场扫描的小信号电路,同时还可进行 PAL/NTSC/SECAM 三 种彩色制式的自动识别,以及对 50Hz/60Hz 两种制式的不同场频自动切换和幅度恒定控制 电路。伴音功放采用 AN5265(IC171),场输出采用 LA7837(IC451)。遥控系统由 M34300N4
—624SP 微处理器为核心构成。整机功能齐全,可接收 PAL(D/K)制伴音信号,还可接收 PAL 和 NTSC 两种彩色制式节目,并可对上述制式进行自动识别切换;可预选 32 个频道; 具有定时关机,无信号声音静噪及无信号自动关机功能;设有视频/音频输入插座及耳机、 录音插孔;屏幕字符可显示频道号、视频/电视(AV/TV)状态、音量、亮度、对比度、色 饱和度控制量、定时关机剩余时间、消音状态、标准工作状态以及特殊功能显示等。
整机电路结构方框见图 6—13 所示(以三洋 CEM214C 型机为例,以下均同)。
如图,微处理器 M34300N4-624SP、波段选择块 LA7910 及高频调谐器组成遥控及选台 电路。伴音低放由集成块 AN5265 完成。LA7837 作为场扫描输出块,AV/TV 的转换由集 成块 LC4066B 完成。开关电源输出 115V(B1)、16.5V(B2)、180V(B3)、24V(B4)、14.7V(B5)
及 12V(B6)六种直流电压。
(二) 电源电路的组成及工作过程
三洋 A3 机芯的电源电路主要由主开关电源电路、电源开/关控制电路、遥控电源电路 及自动保护电路等单元组成。具体电路结构方框见图 6—14 所示。
如图,遥控电路是单独供电的,并且是采用简易线性稳压电源;主机则由开关电源供电;
待机状态操作是通过关断开关电源,使主机停止工作来实现的。现从维修角度出发,将其各 单元的电路形式及工作过程简介如下:
1.主开关电源电路的工作过程
三洋 A3 机芯的主开关电源电路见图 6 一 15 所示。
如图,这是一自激式并联隔离型开关稳压电源,其遥控部分的开/关机控制及开关稳压电 源的稳压过程均用一个光电耦合器担任,电路简洁,效率高,具有较宽的稳压范围。
在开关变压器 T551 次级的 5 组稳压输出中 130V(B1)为整机行输出级供电;22V(B2)为 伴音通道供电;180V(B3)为视放三基色矩阵输出管集电极和显像管阴极供电;24V(B3)为行 激励和场输出电路供电;12V(B6)为信号通道集成电路及晶体三极管供电。另外一组不经桥 式整流电路直接由 220V 交流电压经变压、有源滤波形成的 5V 电压专门供给遥控部分集成 电路及光电耦合器中的发光二极管。从电源接通到有稳定的电压输出经过了整流滤波、自激 振荡及稳压调控等环节,具体工作过程如下:[Page]
(1)整流滤波过程
三洋 A3 机芯的桥式整流电路是由 D503~D506 组成,220V 交流电压经其整流后.再
经 L503、C507 组成的 LC 滤波电路滤波后.形成 300V 左右的脉动直流电压,该电压通过 开关变压器 T511 初级绕组为电源开关管 V513 集电极供电。电路中 L501 为阻流圈。与 C502、 C501、R501 组成抗干扰电路。
(2)自激振荡过程
自激振荡电路由开关管 V513 及开关变压器组成的正反馈电路完成。光电耦合器 VD515
和 V553、V511 为取样放大电路。V512 为控制管,其导通内阻又作为开关管的下偏置电阻, 控制开关 V513 的基极电压,进而控制其导通时间,最终保证输出电压稳定。
掌握自激振荡过程,应先了解开关变压器 T511 各绕组的作用及极性。其中(3)~(7)为初 级绕组;(1)~(2)为反馈绕组。其它绕组均为各不同电压输出的次级绕组,与自激振荡无关。 若开机瞬间 T511 的(3)脚为正、(7)脚为负,则此正反馈绕组(1)脚为正、(2)脚为负。这时桥 式整流电路输出的 300V 电压经初级绕组(3)~(7)脚送入开关管 V513 集电极,作为开关管集 电极供电电压。形成振荡的启动电路由 R520、R521、R522 及 R524 组成。300V 电压经上 述电阻加到 V513 基极,因此开关管在接通电源后便进入微导通状态,集电极电流流过开关 变压器初级绕组,并在绕组中产生(3)脚为正(7)脚为负的感应电动势,进而在次级绕组中产 生(1)脚为正、(2)脚为负的感应电压。其(1)脚感应的正电压经二极管 VD517、R519、R514、 R524 加到开关管 V513 基极,使 V513 基极电压升高→集电极电流增大→流过开关变压器初 级绕组的电流增大→反馈绕组(1)脚感应的正电压进一步增大→开关管基极电压进一步增大
→集电极电流进一步增大,从而形成一个正反馈的雪崩过程,使开关管由起始的微导通状 态很快进入饱和导通状态。开关管进入饱和导通后,其基极电压的增大已不能控制集电极电
流的增大,正反馈停止。与此同时(1)脚的正电压通过 R519、R524 及导通的开关管发射结内 阻对电容器 C514 充电,充电极性为下正上负。随着充电的不断进行会使开关管基极电压不 断降低,进而使开关管由饱和导通退入放大状态,这时基极电压已能控制集电极电流。由于 开关管基极电压的不断降低,使集电极电流不断减小→反馈绕组(1)脚的感应电压进一步减 小→开关管基极电压进一步减小→集电极电流进一步减小,从而形成反向的雪崩过程并使开 关管截止。在开关管截止期间 C514 通过 R519、D517 放电。随着放电的不断进行,开关管 基极电压逐渐升高,当基极电压上升到高于发射极 0.7V 时,又进入微导通状态,于是又进 入开机瞬间的初始状态,这样周而复始地不断进行,以完成自激振荡。
(3)稳压控制过程
该机芯的稳压控制由光电耦合器完成。光电耦合器是由一只发光二极管和一只受光控的 光敏三极管组成。其中光敏三极管的导通电流受发光二极管发光强弱控制。当发光二极管正 向电压增大时发光增强,使三极管导通电流增大,内阻减小;反之,发光二极管正向电压减 小时发光减弱,使三极管导通电流减小,内阻增大,这样光敏三极管就形成一个受发光二极 管发光强弱控制的可变电阻,这个可变电阻加至取样放大管 V511 集电结去控制 V511 的导 通电流,进而控制开关管的导通时间,从而完成稳压作用。而控制发光二极管发光强弱的电 压又是通过取样放大管 V553 取自 130V 输出电压。V553 发射极的基准电压由稳压二极管 VD561(EQA02—06)提供,VD561 的击穿电压经 R554 取自 130V。V553 基极电压由 130V[Page]
经 R552、VR551、R553 到地分压取得。其中 VR551 为可调电阻,改变其阻值,可调节 V553 基极电压,进而改变其集电极输出,这个集电极电压加到光电耦台器中发光二极管负端,用 来控制发光二极管的发光强度。
当 220V 电网电压突然升高时,则开关电源 130V 输出电压随之升高,于是取样放大管
V553 基极电压也升高,而发射极电压不变.因此 V553 发射结正偏电压增大,集电极电流 增大,使集电极电压下降。这个下降的电压加到光电耦合器中发光二极管负端,而发光二极 管正端经分压电阻 R555、R556 取自升高的 130V 电压,使发光二极管正、负端电压均向正 偏变化,从而使发光二极管导通电流增大,发光强度增大。光敏三极管受强大的光线照射后 导通电流增大,进而使其发射极电压升高,集电极电压降低。其集电极的低电压加到 V511 基极,使 V5111 正偏,V511 集电极电压升高。这个升高的电压加到控制分流管 V512 基极, 又使 V512 导通电流增大,集电极电压下降,也就使开关管基极电压下降,开关管导通时间 缩短(截止时间延长),最终使开关电源输出电压下降,完成稳定输出电压的任务。同时,由
于 220V 电压降低或负载过重而使 130V 电压降低时,V553 基极电压降低,导通电流减小, 集电极电压升高。进而使 VD515 中发光二极管反偏,导通电流减小,发光强度减弱.光敏 三极管导通电流减小,集电极电压升高,进一步使 V51l 反偏电流减小,V511 集电极电压降 低.又使 V512 反偏电流减小,V512 集电极电压升高。这个升高的电压加到开关管基极,
使 V513 导通时间加长,输出电压升高,保证输出电压的稳定。
电路中 R524 作为 V512 集电极供电电阻;R526、R515 作为 V512 基极的上下偏置电阻,
C515,C517 为高频旁路电容。
(4)光电耦合器的开、关机过程
在开机瞬间,光电耦合器 VD515 中发光二极管正端电压是由 V581 等元件组成的有源滤 波电路输出的 5V 电压供给的,其负端通过插头座 KF、WG 接入三极管 V792 集电极。当按 本机或遥控器上的“副电源开关”键并使之接通时,主控微处理器 M3400M4 一 624SP 的(17) 脚输出高电平.使基极接在其(8)脚的 PNP 管 V792 截止,集电极电压为零,这个零电压加
在 V792 基极上,使 V792 截止。这对 VD515 不产生控制作用,VD515 中发光二极管正常 发光,使开关电源正常工作,建立包括 130V 电压在内的各组输出电压。而后,130V 电压
经 R555、R556 分压得到约 40V 的电压,加到二极管 VD791 负端,使 VD791 截止,这时 VD515 中的发光二极管正端电压改为由 40V 电压供给.其导通电流也受该电压控制,起到 保证输出电压稳定的作用。当按本机或遥控器上的“副电源于开关”键使电视机关机进入待 机状态时.主控微处理器的(8)脚输出低电平,Q751、Q701 均进入饱和导通状态,VD515 中发光二极管负端被钳位到地电位,这时发光二极管的导通电流极大,发光最强,VD515 中的光敏三极管饱和导通,内阻极小,集电极电压最低。这个低电压加到 V511 基极使 V511 饱和导通,V512 相继饱和并同时将开关管 V513 基极钳位到地电位,从而完成关机任务。
开关变压器次级各组供电整流滤波电路中的 R559、R561、R567 均为保险丝电阻。N551[Page]
为 12V 稳压集成块,用来提高 12V 输出电压的稳定性及负载能力。
2.遥控电源电路的工作过程 在开机瞬间主开关电源未工作之前,微处理器系统及光电耦台器 VD515 中发光二极管
正端电压是由遥控电源电路提供的。该机芯的遥控电源是一采用电源变压器降压的简单整流 稳压电源电路。它主要由 T581、VD581、VD582、V581、R582、C700 等元件组成(见图 6
—15)。其中 T581 为电源变压器;VD582 为整流二极管,其功用是进行半波整流;V581、 R582、C700、VD581、C581 组成有源滤波电路以提高 5V 电压的滤波性能减小纹波,其中 VD581 为稳压二极管,用来保持 5V 电压的稳定性。具体工作过程是:当电源开关 S501 接 通时,220V 交流市电经 LC 滤波器后在送往桥式整流器同时,亦还送至遥控电源变压器 T581 的初级,经其变压后,再由 VD582 半波整流及 V581 等构成的有源滤波后,便形成+5V 电 压专门供给遥控系统中的微处理器及光电耦合器中的发光二极管。
当按主机电源开关键或遥控发射器上的“副电源开关”键并使之接通时,开关电源便正
常工作,并建立包括 130V 电压在内的各组输出电压。然后,130V 电压经 R555、R556 分压 得到约 40V 的电压,加到二极管 VD791 负端,使 VD791 截止,这时 VD515 中的发光二极 管正端电压改由该 40V 电压供给,与此同时,开关电源输出的 B5(+115V)电压,经 R701、R700 分压及 VD701 稳压,再经由 C700、C705、L701、C701、C702 组成的大型 LC 滤波器滤波.形 成稳定的纹波很小的 5V 直流电压,给微处理器 M34300N4—624SP 的(42)脚供电。
3.电源开/关控制电路的工作过程
三洋 A3 机芯的电源开/关控制电路见图 6 一 16 所示。
如图所示,由主开关电源输出的 B4(24V)电压受开关管
V551 的通断控制,B6(12V)电压的获得受开关 V554 的通断控制。另外,V551 与 V554 开关 管的通断又受开关管 V552 的通断控制,而 V552 的通断又通过开关管 V792 受主控微处理器 N701 的(17)脚产生的副电源开关电压的控制。副电源开关控制的工作原理如下所述:
当按下本机副电源开关键功能加减键)后,主控微处理器 N701(17)脚输出 0V 低电压, 经隔离电阻 R716 加至倒相管 V792 基极,并使其截止,V792 集电极电压为 5V。该电压加
到 V552 基极,并使其饱和,其集电极电压变为 0V,于是 V551 饱和导通。+26V 电压经 V551、 R560 降压,得到 24V 电压,使行、场扫描电路进入工作状态。另外,VD562 和 V554 也导 通,因而 B5(14.7V)电压经 V554 再经 N551 三端稳压器稳压,输出稳定的 12V 直流电压,
经 C290 滤波作为主机需要的 12V(B6)供电电压,加至主机电路。这时,因 V792 集电极电 压为 5V,发光二极管 VDT04 截止熄灭。
当利用遥控开关键关闭副电源时,微处理器 N701 的(17)脚输出 3.4V 电压,使 V792 饱
和导通,其集电极为 0V,从而使 V552 截止,再使 V551、V554 截止,B4 与 B6 电压消失, 行、场扫描电路和主机其它电路停止工作,处于待机状态,此时,遥控电路又由遥控电源供 电。
4.自动保护电路的工作过程
三洋 A3 机芯的自动保护电路由过压保护电路、开关管集电极尖峰电压的抑制电路、抗 干扰电路及软启动电路等部分组成。具体保护工作过程如下:[Page]
(1)过压保护过程
该机芯的过压保护是由 VD518、VD519 及电阻 R523 组成。如由于某种原因使桥式整 流电路输出的 300V 电压升高,流过开关变压器初级绕组电流增大,反馈绕组(1)脚感应的正 电压随之升高。当(1)脚电压升高到一定值后。通过二极管 VD518 加到稳压二极管 VD519 负端的正电压使 VD519 工作在击穿状态,将开关管形成振荡的正反馈电压经 VD518、VD519、 R523 及 V512 发射结内阻短路到地,使正反馈停止,自激振荡停止,完成过压保护作用。
(2)开关管集电极尖峰电压的抑制过程
在三洋 A3 机芯,其开关管集电极尖峰电压的抑制电路由 R525 和 C516 等组成。 在开关管进入截止时,R525 和 C516 能吸收因开关变压器漏感和分布电感引起的尖峰电
压,降低 V513 的耐压要求。但在开关管进入导通时,该电压将使 V513 的导通损耗增加。
(3)抗干扰过程 开关电源的干扰较大,为满足电磁兼容(EMC)要求,需对其干扰加以抑制。主要措施是
在高电压、大电流突变点上接入抗干扰元器件:
a)在电源输入端接入电源滤波器 L502 和滤波电容 C501、C502,防止交流电网与机内的
相互干扰。
b)电源地线与次级地之间加入 R531、R532、C531 阻容元件,可减少对广播波段信号的 干扰,在桥式整流器各二极管两端并联一只 4uF 的电容,以减小二极管开关动作引起的尖 峰电压干扰。
c)在次级各输出整流二极管两端各串一磁珠再并接一电容,可有效地抑制高频整流开关 引起的辐射。此
电容同 C516 一样也有抑制初级绕组尖峰电压的作用。
d)开关管集电极串一电感(磁珠),可抑制集电极尖峰电流。
(4)软启动过程
软启动电路由 R520、R521、R522、L511、R524、C517 等组成。由于在开机瞬间 C517 两端的电压不能突变,只能缓慢上升.使开关管 V513 导通时间滞后,限制了开关管损耗。 在进入正常工作状态时,C517 还有吸收激励电压尖峰的作用,使开关管 V513 的 B—E 结得 以保护。
二、典型故障的检修流程及确诊故障关键数据
(一) 检修流程
三洋 A3 型电源电路的常见故障有二种情况:一是“三无”,待命指示灯不亮;二是“三 无”,待命指示灯亮。具体检修步骤与方法如下:
1.“三无”,待命指示灯不亮 待命指示灯不亮,说明遥控部分失去电源,其原因有二:
(1)保险丝 F501(4A)熔断
F501 熔断.表明开关电源有严重短路故障,通常是由于整流二极管 VD503 至 VD506 击穿、滤波电容 C507 或开关管 V513 击穿。在 F501 熔断时,还伴随限流电阻 R502 被烧断 以及互感滤波器 L502、L503 烧焦。
(2)5V 遥控电源有故障
常见的故障原因是 T581 初级绕组、R582 或 V581 开路。此时测 5V 电源输出端电压在
0.66 至 1V 之间摆动,这是因为遥控电源输出端与开关电源的+15V 输出端之间有一个电阻 R583 之故。当遥控电源无 5V 输出时,开机后 IC701 失控,开关电源启动,+15V 输出电压 高电平,使开关电源停振。当开关电源输出电压下降到一定程度时,又重复上述过程。此时 开关电源的 130V 输出电压端的电压在 20 至 25V 之间摆动。
2.“三无”,指示灯亮
应仔细看开机后指示灯的亮度变化情况,通常有如下几种状态:[Page]
(1)指示灯一直处于很亮状态
这种情况通常是遥控电路有故障,微处理器 IC701 的(17)脚没有输出低电平的开机指令
或 V792 发生 C—E 结击穿所致。若 IC701 的(17)脚没有输出低电平,应重点检查; a)复位电路:查 V721、R722、D721、R724 是否开路,C720 是否漏电短路; b)振荡元件 XT01;
c)微处理器 IC701 的(22)至(29)脚之间有无漏电或短路;
d)微处理器 IC701 本身有问题。
(2)指示灯一直处于不太亮状态
这种情况说明微处理器 IC701 已正确输出低电平的开机指令,故障在开关电源或行扫描 电路。
在开关电源方面,故障原因通常是 24V 输出电压降低(一般约降至 16V)。此时过载保护 电路没有起控,但行扫描电路中 IC101 内部的行振荡和行激励电路因供电电压太低而不能正 常工作。若 24V 输出电压实测值过低,应检查:VD553 正向内阻是否变大,滤波电容 C563是否开路,限流电阻 R550 的阻值是否变大,24V 电源的负载是否轻微短路。 在行扫描电路方面.故障原因通常是行驱动电路(R431、R432、R434、V431、T431)有
开路故障,或行振荡元件 X421 不良,导致行扫描电路不工作。其次还应检查行输出级和
IC101 本身。
(3)开机后指示灯由暗变亮 这种现象说明过载保护电路起控,其可能的原因有: a)开关电源本身有故障,其输出电压过低或等于零,使保护电路起控。
在输出电压为零的情形中,可查 R520、R521、R522、R524、R519、C514 等启动和反 馈元件是否开路,V512 和 V513 的 C—E 结是否漏电、短路。
在输出电压过低的情形下,可查取样比较电路中的 V533、VD561 是否击穿,V792 的
C-E 结是否漏电。
b)开关电源的负载发生短路或过流,使保护电路起控。具体原因有:
I 行输出管 V432 击穿。
II 场输出集成块 IC451(LA7837)击穿,场稳压管 VD454 击穿,造成 24V 电源限流电阻
R550 熔断;另外,24V 电源本身出故障,也会引起同样故障。
III15V 或 9V 电源本身有开路性故障,或者它们的负载有短路等。 检修中的注意事项:
a)应注意首先测量一下 130V 和 24V 这两组电源的输出电压。检修中发现,130V 电源的 输出电压若升至 140V,就容易引起行管 V432 烧毁;24V 电源的输出电压(应测 IC451(8)脚 电压,正常值为 25V)若升至 26V,则易烧 R550,若至 27V 至则易烧 R550 和 IC451。
b)在检修中.开关电源的取样比较电路元件、光电耦合器 VD515 以及脉宽控制电路元 件在拆下后必须注意恢复,切不可在这些元件开路的情况下开机,否则将引起 V432、IC451、 ICl71(AN5265)及整流滤波元件(如 VD551、VD552、C561、C562)等大批元件击穿损坏。
具体检修流程见图 6 一 17 所示。
(二) 确诊故障所需的关键数据
1.V513 和 V432 的实测数据
V513 为电源开关管,V432 为行输出管.它们的正常与否直接影响着电源电路的工作状 况,正常时各极的工作电压和在路正反向电阻值见表 6—7 所列。
3,光电耦合器的性能鉴别
在该机芯的电源电路中 VD515(PC817B)身兼双职,其性能的好坏至关重要。其鉴别方 法如下:
(1)将 VD515 的(3)、(4)脚与外电路脱开,将启动电阻 R520 一端也脱开,使开关电源不 能工作,否则,在其(3)、(4)脚脱开后,电源失去稳压作用,+B 输出电压将升高而损坏其它 元件,造成新的故障。[Page]
(2)接通电源主开关,测量 VD515 的(3)、(4)脚的电阻值。红表笔测(3)脚,黑表笔测(4)
脚,其阻值为 53Ω,调换 表笔测为 22kΩ。
(3)按下电源副开关 SW715,测量 VD515 的(3)、(4)脚正反向电阻值,应均为∞。
(4)将 PC8l7B 取下,在其(1)、(2)脚间接 1.5V(一节 1.5V 电池即可)电压,(1)脚接电池的 正极,(2)脚接电池的负极,测(3)、(4)脚电阻值为 12⊙(红表笔测(3)脚,黑表笔测(4)脚)。
说明:(1)在进行第四个步骤的测量时,(1)、(2)脚接电压的时间要尽量短(因回路中没有 限流电阻),更不要随意增加(1)、(2)脚间的电压,这样都可能造成(1)、(2)烧穿。
(2)在电源工作正常时,VD515 的(1)、(2)脚的电压约为 1.1V 左右;即(1)、(2)脚电压在
1.1V 左右变化时,(3)、(4)脚内阻阻值 基本上按线性变化,一般通过以上步骤的测量就能判断出 PC817B 的好坏。
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