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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
东芝 D6C 机芯采用三菱公司开发生产的 M50436—585SP 微处理器遥控系统与东芝公司 开发生产的 TA8659(TA8616)解码器组成新一代的二片机机芯。东芝公司的其它多制式、大 屏幕彩电就是在 D6C 机芯的基础上增加功能而形成的,所以 D6C 机芯具有这类机芯的代表 性。以 M50436—585SP 微处理器为核心的遥控系统能对声音、亮度、彩色、节目号增减、 定时关机(30、60、90,120 分钟)、视频、音频信号输入输出切换、静音、频道预置、遥控 控制操作以及屏幕字符显示等进行控制。该机芯系列彩色电视机的电视信号的电路解调处理 则由集成电路 TA8611AN(在整机中的编号为 Q101 以下均同)完成。解调后的全电视信号经 电子切换开关 TA8628 送入解码电路 TA8659(IC501)进行解码处理,然后输出 R、G、B 三色 信号进入视放。对中国大陆及香港地区的伴音制式的识别是由 TA8615N 来 完 成,经 TA8611AN(Q101)鉴频后的伴音信号经 TA7252P(IC601)放大还原成声音。
主开关电源属于串联自激型开关稳压式电源,采用电源厚膜块 STR58041 与开关变压器
TRW3096 等组成。主要特点有五:一是开关电源的振荡频率不受行逆程脉冲控制同步,而 是由多谐振荡器产生的振荡脉冲控制同步;二是可在交流电压 175V 至 270V 范围内稳定地 工作,稳压性能好,三是具有灵敏的过压过流双重保护功能;四是具有四路直流输出:+115V 行电源、+16V 伴音功放电源、+5V 微处理器控制电路的电源以及-30V 存储器工作电源;五 是遥控开关机由微处理器控制,并且由于采用隔离型开关变压器与光电耦合器,所以整机机 芯为冷底板型,除开关变压器初级外,其余地板不带电。与该机芯电源电路结构完全相同的 彩色电视机机型有:东芝 218D6C、198D6C、188D6C 及 187D5C 等。
(二),电源电路的组成与工作过程
东芝 D6C 机芯系列彩色电视机的电源电路由主开关电源电路、遥控电源电路、遥控开
/关机电路及自动保护电路等组成。有关电路见图 2 一 l 所示。
如图,由微处理器 M50436—585SP(6)脚内电路及外围接口电路与 R837、Q830、Q831
及光电耦合器 Q832 组成遥控开/关机电路;由 T802(8)~(11)绕组及 D831,D832、
Q834、Q835、Q836 等组成遥控电源电路;由 T801、T803、C801、C802 组成线路滤波,防 止电网高频干扰电源,也同时防止开关电源对电网的干扰,C882、C881 主要防止交流浪涌 电流。D801 一 D804 组成桥式整流,C810 为平滑滤波电容。IC801(STR58041)由开关三极 管与稳压电路所组成;三极管 Q802、Q803、Q804、Q805、Q806、Q807 组成保护电路。T802 开关变压器各次级中的电压经 D830、D834、D832 及 Q830、Q831、Q832、Q835、Q836、 Q834 等元件整流滤波形成+115V、+15V、+5V、-30V 电压输出。
现从维修角度出发,将其主要单元的工作过程简介如下:
1.主开关电源电路的工作过程[Page]
(1)开关电路的启动过程
如图 2—1 所示,当电源开关 S801 接通后,220V 交流电经电源滤波器后,进入由 D801~ D801 构成的桥式整流电路,经桥式整流及 C810 平滑滤波后形成约 300v 的脉动直流电压。 该电压一路经 T802(5)~(7)绕组、L803 加到 IC80l 的(3)脚内部的开关管的集电极;另一路经 R811 降压提供给 IC80l(2)脚内部的开关管基极作较小的导通偏压。这时 IC801 内部的开关 管导通,使开关管的集电极有电流流过,T802 的(5)~(7)绕组有电流流过,产生感应电压耦 合给次级,次级绕组(2)~(3)又把耦合来的感应电压经 D821、R829、C826、R813、C824 正 反馈给 IC801 的(2)脚开关管的基极,使基极电流增大,集电极电流增大,T802 感应电压增 大,正反馈到基极的电压进一步升高。就这样由于正反馈的作用,IC80l 内部的开关管很快 进入饱和导通。开关管一旦进入饱和导通,基极电流失去对集电极电流的控制作用。开关管 集电极电流保持饱和导通,电流不变。因此,T801 的感应电压下降,正反馈到开关管基极 的电压下降,这时 C824 经 R813、T802 的(2)~(3)绕组-D811-C824 形成回路放电。由于 C824 的放电,使得 IC80l 内的开关管基极电压更下降,当下降到不能使开关管维持饱和导通时, 退出饱和进入放大状态。此时开关管集电极电流瞬间大大地减少。因电感中的电流不能突变 而产生很强的反向电压,其反向感应电压极性为:T80l 的(7)端为正、(5)端为负,(3)端为正、
(2)端为负。这时因开关管发射极加的是正电位,基极加的是负电位,故开关管因反偏而截 止。电容 C824 反向充电,其充电途经为 T801 绕组(3)端为正电位→D811→C824→R813→T80l 绕组(2)端。当开关截止时,T801 各绕组感应电压消失.C824 把反向充得的电能经 IC80l(2) 脚开关管基极→发射极→T802(3)~(2)→R813~C824 放电,同时电源也经 R811 提供基极电 压,开关管
又重新导通,并重复上述过程。就这样开关管工作于开关状态,其开关频率由多谐振荡输出
的振荡脉冲控制同步。
(2)多谐振荡器的工作过程
如图 2—1 所示,多谐振荡器由 Q806、Q807、Q804 及其电路组成,Q805 为振荡脉冲 放大管。具体工作过程如下:
当开关管工作后,T802 的(2)~(3)绕组的感应电压经 D816 整流、C823 滤波后提供多谐 振荡器的工作电压,这个电压是在开关管截止时取得的,多谐振荡器得到工作电压而开始振 荡。其振荡过程如下:
当 C823 两端建立起约 5V 的直流电压时,Q807 导通,集电极电压下降,Q806 基极电 压下降,集电极电压下降,集电极电压上升;Q804 导通,发射极电压上升,经 C821 耦合
使 Q807 基极电压进一步上升,Q807 进一步导通,集电极电压进一步下降;Q806 截止,集 电极电压上升到最高位,Q804 饱和导通,发射极电压升到最高位.经 C821 耦合,使 Q807 进入饱和导通,电容 C821 经 Q804、R822 形成回路放电,使 Q807 基极电压下降而退出饱 和,发射极电压下降,经 C821 耦合使 Q807 截止,Q806 进入饱和,Q804 进入截止。电容 C821 经 Q807 发射结放电,Q807 又重新导通,并重复上述过程,电路工作于振荡状态。其 振荡脉冲由 Q804 发射极输出,经 Q805 放大并倒相后,送到控制管 Q803 的基极,以控制[Page]
开关管的开关振荡电路的频率,使之与多谐振荡器的振荡频率同步。
(3)稳压控制过程
该电路的稳压控制电路设置在 IC80l 内部。具体工作过程是:当输出电压发生高低变化 时,T802(1)~(3)绕组中的感应电压也发生高低变化,其变化量经 D813 整流、C812 滤波后 提供给 IC8Ol(1)、(4)脚的取样电压将发生高低变化,IC801 内取样电路取出误差电压放大后, 送到控制管的基极,从而控制开关管基极脉冲的宽度,使其随输出电位的高低而使脉冲宽度 变窄或变宽,使输出电压稳定。当外部电网电压增加或负载电流减小时,T802 初级绕组中 的电压就会增加。此时,T802(1)~(3)绕组感应电压上升,升高的电压经,D813、R815 对 电容 C812 充电,使 C812 的负端电位也随之下降,这样 IC80l(1)脚电位也随之下降,使得开 关管导通时间变短,积蓄在开关变压器内部能量减小,从而使次、初级各组输出电压维持不
变。
当外部电网电压下降时,上述过程则相反。
2.遥控电源电路的工作过程
当主开关电源正常工作后,在开关变压器 T802 的(9)~(11)绕组的感应电压经 D831 整流、 C832 滤波后得到 15V 直流电压,分两路送给负载:一路直接送到音频放大电路;另一路经 Q853、Q836 稳压调整后输出+5v 电压送给微处理器作工作电源。同时,T802 的(8)~(9)绕 组的感应电压经 D832 整流、C833 滤波后得到-38V 的直流电压,经 Q834 稳压后输出-30V 电压,送给微处理器的存储器作工作电源。
3.遥控开/关机电路的工作过程
该机芯系统的遥控开/关机为直流开关机方式,即由微处理器发出遥控开/关机指令, 分别控制 Q832 和光电耦合器的导通和截止,以控制+B(+115V)的输出与否,从而使整机处 于工作或待命状态。具体工作过程是:
当微处理器 M50436—585SP(在整机中的编号为 ICA01)(55)脚收到遥控接收器传来的待 命指令(关机)后,经其内部的 CPU 解析后,在 M50436—585SP 的(6)脚输出低电平,经电阻 R837 加到 Q832 的基极,这时 Q832、Q831、Q830 截止,115V 停止输出,此时开关电源只 输出处理器所需的+15V 和一 30V 电源。同时为了防止 ll5V 电压在无负载时突然升高,遥控 电平同时加到光电耦合器,由于送来的是低电平,光电耦合器内阻增加,使 Q806 基极电压 过高,振荡电压失去平衡而停振,开关管自由振荡,频率下降,保持负载 15V 和一 30V 输 出。
当遥控电路送来开机电平(开机为高电平),光电耦合器内阻减少,恢复原导通状态,
振荡电路恢复平衡而振荡。同时 112V 稳压电路 Q832 基极获得偏压导通,Q831、Q830 导 通恢复 115V 供电,整机正常工作。
4.保护电路的工作过程
在 D6C 机芯电源电路中,设有过压、过流及短路保护电路。其中过压过流保护电路由 Q802、Q803 等为核心构成,短路保护电路由 D835 与 D836 组成。保护电路工作机理是, 从开关变压器次级获得取样电压,通过保护电路起控,使主开关电源中的开关振荡电路停止 工作。在图 2—1 中,开关变压器 T802 初级绕组与次级绕组之间关系如下:
P=I1XV1=I2XV2
其中;I1 是初级绕组中的电流,V1 为初级绕组的电压,I2 是次级绕组中的电流,V2[Page]
为次级绕组中的电压。
根据上述等式,当由于出现异常情况使得 I2 上升时(v1 不变时).I1 也上升,由于 I1 上升, 流经开关管的电流也增大,结果 R871、R810 压降增加,将使 Q802 基极电位上升,从而导
致 Q802 饱和导通,Q803 基极电位下降,Q803 饱和导通,使得 IC801 内部开关三极管停止 工作,达到保护电源的作用。
具体保护过程如下:
当输出电压过高时,T802 次级绕组感应的电压升高,经 R803 加到 Q802 基极的电压 升高,Q802、Q803 导通,使开关管基极接地而停止工作,起到过压保护作用。
当某种原因使输出电流过大时,开关管的发射极电流也同时增大,使 R817、R810 上 的压降升高,经 R804 加到 Q802 基极,Q802、Q803 同时导通,致使 IC801 内部开关管的 基极接地而停止工作,起到过流保护作用。
当外部某种原因使+B 即 115V 的负载发生短路时,D835、D836 导通,Q832 基极因 无偏压而截止,使 Q831、Q830 也同时截止,从而起到负载短路保护的作用。
二、典型故障的检修流程、确诊故障的关键数据及贵重易损件的修理与替代
(一) 检修流程
东芝 D6C 机芯电源电路的典型故障常表现为主开关电源电路输出为零,整机无光栅、 无图像无伴音,具体检修时,可按图 2—2 所示的故障诊断逻辑进行。
(二) 确诊故障所需的关键数据
东芝 D6C 机芯的电源电路故障所需的关键数据系电源厚膜块 STR58041 的实测数 据,具体见表 2 一 l 所列(用 500 型表在东芝 218D6C 机上测得〕.
(三) 贵重易损件的修理与替代
1.电源厚膜块 STR58041 的修理与替代
STR58041 的内部电路见图 2—3(a)所示,它采用单排直插式 5 引脚封装,其中(1)脚 为基准比较电压输入端;(2)脚为开关管启动脉冲输入端;(3)脚内接开关管集电极,外为整
流滤波后的脉动直流电压输入端;(4)脚内接开关管发射极,外为开关电路回路端;(5)脚为 误取样调节端。在实际维修中,可直接代换 STR5804l 厚膜块的代换件有:KWY5401、 STR54041、KWY58041 以及 STR59041 等。
如果一时无上述型号的厚膜块代换 STR58041,则可用分立元件进行仿制代换,其印 制板图见图 2—3(b)所示。其中各代换件的参数要求及选用件的参考型号见表 2—2 所列。
调试时,先断开整机中的主电源(即 115V)负载(即焊开 L903 一端),用一只 500O/50W 线绕电阻作假负载,同时将万用表置于 250V 直流档,并接在 C923 两端。若 C923 两端电 压偏离 115V 较大,则更换稳压管 ZD:若与 115V 偏离不大,则稍微调一下机中的 R908,使 输出电压稳定在 115V 即可。
2.主要中大功率晶体管的参数及替代件型号
(1)2SAl015 一 Y;在 D6C 机芯,采用 2SAl015 晶体管的有 Q805、Q807、Q834 及 Q836 等,该管系 Si—PNP 管,其 PCM 为 0.4W,其 IcM 为 0.15A,BVcso 为 50V,国内外可 直接替代件型号有:BCll7,BD284、BD213、BC251、BD307、BD512、BD557、3CGl30、 CGl005 等。
(2)2SCl815 一 Y:在 D6C 机芯中采用 2SCl815 一 Y 管的有 Q802、Q804、Q806、Q807
等,该管系 Si—NPN 型其 PCM 为 0.4W,IcM0.15A,BVcBo 为 60V,国内外直接替代 件有 3DGl80A 及 3DGl815。[Page]
(3)2SC3182N:在 D6C 机芯中,2SC3182N 用作主电源输出+B 的调整管(其编号为 Q630,其 PCM 为 100W,ICM 为 10A,BVCBO 为 900V,可用 2SGl047、2SCl987 及 2SDl335 等管进行直接替代。
三,疑难软故障检修经验
实例 1 东芝 218D6C 型机待命灯亮,但无光.、无声
故障表现:一台东芝 218D6C 型 21 英寸遥控彩色电视机,开机后待命灯亮,但整机无 光栅、无伴音。
故障分析及检修:开机呈三无现象,但待命灯亮,说明开关电源工作基本正常,故障出
在+B 输出控制电路或保护电路上。测行输出管 Q404 集电极对地正、反向电阻均为零,说 明行输出管击穿。换新管后开机伴音正常,仍无光栅且有行频叫声。再测+B 仅 70V(正常时
为 115V)左右,说明行输出电路负载过重。关机检查+12V、+25V、+115V 各路均无明显短 路。拔下偏转线圈插头,将加速极电压调到最小后开机,行频叫声听不到了,有一小亮度打 在屏幕中间(分析这是因为偏转未起作用导致的),于是迅速测+B 电压,升为 112V(接近正常 值),立即关机。估计是行偏转线圈内部有局部短路。找一只同种机型的偏转线圈换上,开 机光栅正常,仔细调整后,故障排除。
实例 2 东芝 218D6C 型机无光、无声,待命灯也不亮
故障表现:一台东芝 218D6C 型 21 英寸遥控彩色电视机,按下总电源 S80l 后,整机既 无光栅、无图像、无伴音,待命指示灯也不亮。
故障分析及检修:通电后整机不工作,应检查遥控开/关机电路或其主电源电路。拆开 机壳检查,开机检查,测 C831 两端电压为 115V,正常;测 Q830 发射极无电压输出;测 C832 两端电压为 15V;再测 Q835 发射极为 0V。关机后测 R845 阻值正常;再查 5V 电源负 载情况,发现其对地电阻仅 40Ω。于是采用分割法查找,逐步缩小范围,最后查出 K901 遥 控接收窗短路。更换 K90l,故障排除。
实例 3 东芝 218D6C 型机无光、无声,保险管熔断
故障表现:一台东芝 218D6C 型 2l 英寸遥控彩色电视机,按下总电源开关后,整机无 光栅、无声响,没有一点反应;保险管熔断。
故障分析及检修:拆开机壳,直观察看,保险丝已发黑烧断,说明电源电路有过流或短 路故障。检查厚膜块 STR58041(3)、(4)脚间的电阻正常,说明 STR58041 内开关未击穿,故 障可能在交流输入电路,应查消磁电路或整流滤波电路。检查这些电路元件,发现 C802 已 击穿,C802 是交流滤波电容,它击穿后,交流短路,保险烧断,拆下通电试机一切正常。
实例 4 东芝 218D6C 型机无光、无声,保险管完好 故障表现:同实例 2。
故障分析及检修:拆开机壳,直观察看,发现保险管 F801 完好,说明电源无短路故障.于 是采用动态电压法进行检查:通电测 STR58041(3)脚电压为 300V,属正常值,但测开关变 压器次级负载各组电压均为零,说明电源不工作。查起动电路和正反馈电路,发现 R811 已 断路,更换 R811,故障排除。由于 R811l 断路,电源 无起动电压而不工作,造成无电压输出,出现上述故障。
实例 5 东芝 198D6C 型机“三无”待命灯亮
故障表现:一台东芝 198D6C 型遥控彩色电视机通电后,待命指示灯发亮,但电视机既 无光栅又无伴音。[Page]
故障分析及检修;待命指示灯亮说明电源有 5V 电压输出,开关电源已工作,而可能 115V 电源电压未产生。115V 电源是通过微处理器 ICAO1(6)脚输出低电压,去控制开启的,所以 应首先检查电源开启电路(POW—ERON/OFF)。当电源开关“开”时,测得 ICA01(6)脚输 出高电平,属不正常。检查 ICA01(27)脚复位电平,正常,ICA01 的(28)、(29)脚的 OSC 振 荡波形正常,说明 ICA01 已具备工作条件。ICAOl 的信号储存是由 ICA03 完成的,因此 ICA01 工作是否正常与 ICA03 有着很大的关系。测 ICA03(1)脚电压为 5V,(2)脚电压为一 30V,属 正常,但测 ICA03 的(8)、(9)脚电压异常,怀疑 ICA03 有故障。更换 ICA03(M58655),故障 排除。
实例 6 东芝 218D6C 型机有光但无图、无声
故障表现:一台东芝 218D6C 型遥控彩色电视机,开机后光栅正常,但各功能按钮均不 起作用,遥控电源控制键也无反应,待命指示灯不亮,屏幕也无字符显示。
故障表现及检修:这类故障应先检查微处理控制及其供电电路。微处理器能正常工作
必须满足三个条件:
(1)电源+5V 已加上,(2)开机时有复位信号;(3)时钟振荡信号正常。首先检查该机微处 理器 ICA01 的(42)脚+5V 电源供电电压,实测仅 0.5V。断开微处理器 ICA01(42)脚,再测 仍为 0.5V,说明是+5V 电源供给电路出了故障。于是重点检查+5V 形成电路,检查 R837、 D820 均正常,,开机测 Q805 集电极。电压为零。检查 R830、R840、发现 R840(220Ω/1W) 电阻开路。找一只 220Ω/2W 的金属膜电阻换上,开机,各功能按钮,屏幕显示、遥控、待
命指示灯均正常工作,故障排除。
实例 7 东芝 198D6C 型机收看正常,但遥控待命时发出“吱吱”声
故障表现:一台东芝 198D6C 型遥控彩色电视机,开机后收看时图像和伴音均正常,但 遥控关机处于待命状态时,机内发出“吱吱”声。
故障分析及检修:拆开机壳,试用遥控关机,并仔细听,“吱吱”声是从电源板发出的, 说明开关电源的开关振荡频率不良。从前面的电路解析中可知,该机电源电路是独立的,与 行扫描电路无关.开关管的振荡频率与 D815(TLP631)有关,如果 D815 有故障会使待命关机 时发生频率偏差,因而出现“吱吱”声。关机,拆下 D815 测量,发现其已经开路。更换 D815 后,故障排除。
实例 8 东芝 2186 型机收看中被雷击后无光、无声
故障表现:一台东芝 2186 型 21 英寸彩色电视机,据用户讲,在一次收看过程中,突 然一声“轰隆”的雷声后,整机图声光均消失。再开机时,一点声响也没有。
故障分析及检修:雷击损坏的电视机,首先应检查其电源电路。拆开机壳,发现保险
管 F801 已熔断,说明整机有严重过流之处。于是逐一检查交流输入端的滤波元件及桥式整 流的四个二极管均完好,滤波电容 C810(330μF/400V)也没有击穿短路,遂用万用表电阻档 检查 C810 的对地电阻亦无短路情况,这时换上新的 F801(2A)仍无光栅,但也没有熔断新换 上的保险管。于是用动态电压法进行检查,通电后检测 C810 两端有 300V 的电压,而开关 变压器次级输出的+B 为 0(正常应为 115V)。为判断是负载短路还是电源本身短路,将+B 负 载断开,并在 C830 两端接上 300Ω/60W 的电阻作假载。继续通电检查,测开关变压器 T802 的(5)~(7)绕组均有 300V 电压,测电源厚膜块 IC801(STR58041)的(3)脚也有 300V 电压。经 反复检查发现启动[Page]
电阻 R11 开路,用一只 220kΩ 的电阻更换 R811 后;仍无+B 电压输出,考虑到雷击的
原因,遂拆下厚膜块 STR58041 用电阻法进行检查,发现 STR58041 已被雷击损坏,选用一 块国产的 KWY58041 更换 IC801 后,故障排除。
实例 9 东芝 2186 型机无光、无声,但机内发出“吱”叫声
故障表现:一台东芝 2186 型 21 英寸彩色电视机,接通电源开机后,屏幕无光,扬声器 中亦无伴音。
故障分析及检修:由故障表现判断,该机的电源或其负载有问题。首先拆开机壳,检 查其电源电路:通电用万表测 C810 两端的电压为 295V,正常,但其+B 输出仅 20V,另伴 有“吱吱”声发出。据此判断其电源的主负载有问题,应重点检查行输出电路,于是断开行 输出变压器供电端(3)脚,将假负载换接在此处,再测+B 电压恢复正常,说明判断正确。经 反复检查,发现故障系行逆程电容 C440 已击穿,选用一只 6200pF/1600kV 的电容更换 C440 后,故障排除。