第22-23講 開(kāi)關(guān)電源實(shí)際電路分析ppt課件

1、 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 第第22-2322-23講講 開(kāi)關(guān)電源實(shí)際電路分析開(kāi)關(guān)電源實(shí)際電路分析主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源概述一、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源概述二、開(kāi)關(guān)電源的分類二、開(kāi)關(guān)電源的分類三、東芝三、東芝L851L851機(jī)芯開(kāi)關(guān)電源機(jī)芯開(kāi)關(guān)電源四、四、TCL21228TCL21228彩電開(kāi)關(guān)電源彩電開(kāi)關(guān)電源1 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 一、開(kāi)關(guān)電源概述一、開(kāi)關(guān)電源概述 工作過(guò)程：工作過(guò)程： 50HZ50HZ交流交流未穩(wěn)直流未穩(wěn)直流高頻脈沖高頻脈沖穩(wěn)定直流。穩(wěn)定直流。 1. 1.組成框圖組成框圖2 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 2. 2.開(kāi)關(guān)電源各組成電路和主要元器件作用開(kāi)關(guān)電源各組成電路和主要元器件作

2、用 低頻整流濾波電路：將低頻整流濾波電路：將220V220V交流電網(wǎng)電壓直接交流電網(wǎng)電壓直接整流濾波成穩(wěn)定的直流電壓，通常在整流濾波成穩(wěn)定的直流電壓，通常在300V300V左右。左右。 儲(chǔ)能電感：實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)換。因常采用變儲(chǔ)能電感：實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)換。因常采用變壓器形式，故又稱儲(chǔ)能變壓器或開(kāi)關(guān)變壓器。壓器形式，故又稱儲(chǔ)能變壓器或開(kāi)關(guān)變壓器。 輸出端高頻整流、濾波電路：將開(kāi)關(guān)變壓器輸輸出端高頻整流、濾波電路：將開(kāi)關(guān)變壓器輸出的脈沖占空比可控的高頻脈沖整流濾波成穩(wěn)定的直出的脈沖占空比可控的高頻脈沖整流濾波成穩(wěn)定的直流電壓。流電壓。 開(kāi)關(guān)調(diào)整管：工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，控制接通或斷開(kāi)關(guān)調(diào)整管：工作在開(kāi)關(guān)

3、狀態(tài)，控制接通或斷開(kāi)時(shí)間，可以控制輸出直流電壓的高低。開(kāi)時(shí)間，可以控制輸出直流電壓的高低。 開(kāi)關(guān)振蕩電路：為開(kāi)關(guān)管提供開(kāi)關(guān)振蕩脈沖，開(kāi)關(guān)振蕩電路：為開(kāi)關(guān)管提供開(kāi)關(guān)振蕩脈沖，使其工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。使其工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。3 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 控制電路：通常由誤差放大電路和脈寬控制電路控制電路：通常由誤差放大電路和脈寬控制電路組成。由誤差放大電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)生誤差組成。由誤差放大電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)生誤差信號(hào)，通過(guò)脈寬控制電路，控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，以信號(hào)，通過(guò)脈寬控制電路，控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，以達(dá)到控制輸出電壓的目的。達(dá)到控制輸出電壓的目的。 過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路：在過(guò)壓或過(guò)流時(shí)

4、，使開(kāi)關(guān)過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路：在過(guò)壓或過(guò)流時(shí)，使開(kāi)關(guān)管截止或切斷相關(guān)電路。管截止或切斷相關(guān)電路。 3.3.開(kāi)關(guān)電源的特點(diǎn)開(kāi)關(guān)電源的特點(diǎn) 功耗小、效率高功耗小、效率高, , 電源效率一般為電源效率一般為 (80(8090)90) 穩(wěn)壓范圍寬穩(wěn)壓范圍寬, 130, 130260V 260V 過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)容易過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)容易 省去了笨重的電源變壓器，體積小省去了笨重的電源變壓器，體積小 溫升小溫升小 熱底板、開(kāi)關(guān)管易擊穿、電路復(fù)雜熱底板、開(kāi)關(guān)管易擊穿、電路復(fù)雜4 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 4.4.基本原理基本原理 圖示是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理圖，由開(kāi)關(guān)調(diào)整管圖示是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理圖，由開(kāi)關(guān)調(diào)整

5、管VTVT，儲(chǔ)能電路儲(chǔ)能電路 ( (由由VDVD，L L，C C組成組成) )和控制電路三部分組成。控制和控制電路三部分組成?？刂齐娐樊a(chǎn)生一個(gè)脈沖寬度可調(diào)的矩形脈沖，它控制開(kāi)關(guān)調(diào)整管電路產(chǎn)生一個(gè)脈沖寬度可調(diào)的矩形脈沖，它控制開(kāi)關(guān)調(diào)整管的導(dǎo)通時(shí)間的長(zhǎng)短。當(dāng)正脈沖來(lái)到時(shí)，的導(dǎo)通時(shí)間的長(zhǎng)短。當(dāng)正脈沖來(lái)到時(shí)，VTVT飽和導(dǎo)通，通過(guò)飽和導(dǎo)通，通過(guò)VTVT的電流的電流iLiL經(jīng)經(jīng)L L形成回路，通過(guò)形成回路，通過(guò)L L的電流的電流iLiL不能突變，而是從零不能突變，而是從零按線性增大。脈沖寬度越大，按線性增大。脈沖寬度越大，VTVT導(dǎo)通的時(shí)間越長(zhǎng)，則導(dǎo)通的時(shí)間越長(zhǎng)，則iLiL越大。越大。5 電電 視視 技

6、技 術(shù)術(shù) 二、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的分類二、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的分類 1.根據(jù)開(kāi)關(guān)調(diào)整管與負(fù)載的連接方式劃分并聯(lián)式和串聯(lián)式。 串聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源框圖 整機(jī)底板帶電，俗稱整機(jī)底板帶電，俗稱“熱底板熱底板”。 內(nèi)阻小，穩(wěn)壓性能好，對(duì)開(kāi)關(guān)調(diào)整管的最大集電極內(nèi)阻小，穩(wěn)壓性能好，對(duì)開(kāi)關(guān)調(diào)整管的最大集電極電流與電流與c-ec-e極間的耐壓要求低。極間的耐壓要求低。 輸出直流電壓的紋波系數(shù)小，電路簡(jiǎn)單易調(diào)整。輸出直流電壓的紋波系數(shù)小，電路簡(jiǎn)單易調(diào)整。 6 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源框圖并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源框圖 并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源和串聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源，都因主電源并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源和串聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源，都因主電源未能與電網(wǎng)火線隔離，會(huì)

7、使底板帶電。未能與電網(wǎng)火線隔離，會(huì)使底板帶電。 7 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 變壓器耦合并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源框圖變壓器耦合并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源框圖 將脈沖變壓器次級(jí)電路和電網(wǎng)電源進(jìn)行了隔離，機(jī)板將脈沖變壓器次級(jí)電路和電網(wǎng)電源進(jìn)行了隔離，機(jī)板上除了與變壓器初級(jí)相聯(lián)的電路外，其余電路均不帶電，上除了與變壓器初級(jí)相聯(lián)的電路外，其余電路均不帶電，俗稱俗稱“冷底板冷底板”。8 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 2. 2.根據(jù)開(kāi)關(guān)調(diào)整管是否參與振蕩劃分：自激根據(jù)開(kāi)關(guān)調(diào)整管是否參與振蕩劃分：自激式和它激式式和它激式 自激式開(kāi)關(guān)電源自激式開(kāi)關(guān)電源 利用電源電路中的開(kāi)關(guān)晶體管、脈沖變壓器利用電源電路中的開(kāi)關(guān)晶體管、脈沖變壓器等組成正反

8、饋環(huán)路，完成自激振蕩，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)脈沖，等組成正反饋環(huán)路，完成自激振蕩，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)脈沖，開(kāi)關(guān)調(diào)整管同時(shí)也是正反饋?zhàn)约ふ袷幁h(huán)路中的振蕩開(kāi)關(guān)調(diào)整管同時(shí)也是正反饋?zhàn)约ふ袷幁h(huán)路中的振蕩管。管。 它激式開(kāi)關(guān)電源它激式開(kāi)關(guān)電源 需要外來(lái)激勵(lì)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)調(diào)整管的通斷，需要外來(lái)激勵(lì)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)調(diào)整管的通斷，它激式開(kāi)關(guān)電源中的開(kāi)關(guān)調(diào)整管不參與開(kāi)關(guān)脈沖的它激式開(kāi)關(guān)電源中的開(kāi)關(guān)調(diào)整管不參與開(kāi)關(guān)脈沖的振蕩。振蕩。9 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 3. 3.根據(jù)輸出電壓的調(diào)整方式劃分：調(diào)寬式和調(diào)頻式根據(jù)輸出電壓的調(diào)整方式劃分：調(diào)寬式和調(diào)頻式 穩(wěn)壓電源的調(diào)整和穩(wěn)定，可調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)脈沖的占空比來(lái)穩(wěn)壓電源的調(diào)整和穩(wěn)定，可調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)脈沖的占

9、空比來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)的方法有兩種：一種是周期保持不變而改變脈實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)的方法有兩種：一種是周期保持不變而改變脈沖寬度，這種為調(diào)寬式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，如圖沖寬度，這種為調(diào)寬式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，如圖a a所示，另一所示，另一種是改變占空比時(shí)，整個(gè)周期也改變，稱為調(diào)頻式開(kāi)關(guān)穩(wěn)種是改變占空比時(shí)，整個(gè)周期也改變，稱為調(diào)頻式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，如圖壓電源，如圖b b所示。所示。10 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 三、東芝兩片機(jī)彩電開(kāi)關(guān)電源三、東芝兩片機(jī)彩電開(kāi)關(guān)電源 11 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 1 1、整流濾波電路、整流濾波電路 電源開(kāi)關(guān)閉合后電源開(kāi)關(guān)閉合后,220V,220V交流電經(jīng)熔斷管交流電經(jīng)熔斷管F801F801、線路濾

10、波、線路濾波器器T801T801，VD801VD801VD804VD804橋式整流后，在濾波電容橋式整流后，在濾波電容C810C810上形上形成約成約300V300V左右未穩(wěn)直流電壓。左右未穩(wěn)直流電壓。 C801C801、T801T801的作用是濾除市電內(nèi)的高頻干擾信號(hào)，同的作用是濾除市電內(nèi)的高頻干擾信號(hào)，同時(shí)也防止機(jī)內(nèi)開(kāi)關(guān)電源的干擾脈沖進(jìn)入交流電網(wǎng)，時(shí)也防止機(jī)內(nèi)開(kāi)關(guān)電源的干擾脈沖進(jìn)入交流電網(wǎng)， C803C803C806C806用來(lái)濾除高頻干擾并保護(hù)整流二極管。用來(lái)濾除高頻干擾并保護(hù)整流二極管。 12 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) STRSTR54125412內(nèi)部電路內(nèi)部電路 VT1 VT1為開(kāi)關(guān)管

11、，為開(kāi)關(guān)管，VT2VT2為穩(wěn)壓控制管，為穩(wěn)壓控制管，VT3VT3為誤差放大管為誤差放大管 ，R2R2和和R4R4為取樣電阻為取樣電阻2、開(kāi)關(guān)振蕩過(guò)程、開(kāi)關(guān)振蕩過(guò)程13 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) C810上的300V直流電壓,一路經(jīng)開(kāi)關(guān)變壓器T802的一次繞組 、加到STR5412的腳, STR5412的腳內(nèi)接開(kāi)關(guān)管VT1的集電極；另一路經(jīng)啟動(dòng)電阻R811加到Q801 腳內(nèi)接的開(kāi)關(guān)管VT1的基極，VT1被開(kāi)啟導(dǎo)通。VT1集電極電流在T802、繞組上產(chǎn)生正、負(fù)感應(yīng)電勢(shì)，在T802二次側(cè)、正反饋繞組得到正負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此電勢(shì)通過(guò)C811、R812加到Q801腳內(nèi)部開(kāi)關(guān)管的基極，使開(kāi)關(guān)管VT1的集電極

12、電流進(jìn)一步增大，正反饋的結(jié)果,VT1迅速進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)。14 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)管飽和時(shí)飽和時(shí)的電流的電流 C811 C811充電：充電：T802 T802 正正C811R812VT1b-eC811R812VT1b-e結(jié)結(jié)STR-5412STR-5412的的腳腳T802T802負(fù)，充電電流保持負(fù)，充電電流保持VT1VT1的飽和的飽和導(dǎo)通。導(dǎo)通。+300V+300V經(jīng)經(jīng)T802T802、繞組和繞組和VT1VT1對(duì)負(fù)載供電、對(duì)負(fù)載對(duì)負(fù)載供電、對(duì)負(fù)載端電容端電容C812C812充電，同時(shí)充電，同時(shí)T802T802儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量。儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量。15 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)管

13、截止時(shí)截止時(shí)的電流的電流正正負(fù)電勢(shì)經(jīng)負(fù)電勢(shì)經(jīng)C812C812、L811L811使使VD807VD807導(dǎo)通，儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能通導(dǎo)通，儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能通過(guò)過(guò) V D 8 0 7V D 8 0 7 向 負(fù) 載 泄 放 向 負(fù) 載 泄 放 T 8 0 2T 8 0 2 正正 C 8 1 2 C 8 1 2 地地VD807L811T802VD807L811T802負(fù)）負(fù)）, ,對(duì)對(duì)C812C812繼續(xù)補(bǔ)充能量。繼續(xù)補(bǔ)充能量。C811C811電壓經(jīng)電壓經(jīng)R812R812、STR-5412STR-5412內(nèi)部?jī)?nèi)部VD3VD3放電；放電；+300V+300V也經(jīng)也經(jīng)R811R811對(duì)對(duì)C811C811反向充電（反向

14、充電（+300VR811R812C811T802+300VR811R812C811T802繞組繞組、電源輸出端的外接負(fù)載電源輸出端的外接負(fù)載地）。這一過(guò)程使地）。這一過(guò)程使VT1VT1的基極的基極電位上升并重新導(dǎo)通。電位上升并重新導(dǎo)通。16 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) VT1 VT1一旦退出飽和，集電極電流的減少，于是一旦退出飽和，集電極電流的減少，于是T802T802各繞組感應(yīng)電勢(shì)反相，各繞組感應(yīng)電勢(shì)反相，T802T802正反饋繞組的感應(yīng)電勢(shì)變正反饋繞組的感應(yīng)電勢(shì)變成成負(fù)負(fù)正正, ,此感應(yīng)電勢(shì)再經(jīng)此感應(yīng)電勢(shì)再經(jīng)R812R812、C811C811反饋到反饋到Q801Q801腳內(nèi)接的開(kāi)關(guān)管腳內(nèi)接的開(kāi)

15、關(guān)管VT1VT1的基極，使的基極，使VT1VT1電流進(jìn)一步減少，電流進(jìn)一步減少，正反饋?zhàn)饔么偈拐答佔(zhàn)饔么偈筕T1VT1迅速進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。迅速進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。3.3.穩(wěn)壓控制過(guò)程穩(wěn)壓控制過(guò)程 現(xiàn)以現(xiàn)以U0 U0 增加為例，說(shuō)明穩(wěn)壓控制過(guò)程：增加為例，說(shuō)明穩(wěn)壓控制過(guò)程： U0Q801U0Q801STR-5412STR-5412的的腳間電壓腳間電壓U U VT3VT3的的Ube3 IC3VT2Ube3 IC3VT2的的Ib2 VT2Ib2 VT2的的Ic2 Ic2 VT2VT2的的c-ec-e間電阻間電阻rceC811rceC811的充電時(shí)間即的充電時(shí)間即VT1VT1的導(dǎo)通的導(dǎo)通時(shí)間時(shí)間U0U0。

16、反之亦然。反之亦然。17 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 四、四、TCL21228TCL21228彩電開(kāi)關(guān)電源電路分析彩電開(kāi)關(guān)電源電路分析18 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 1 1、開(kāi)關(guān)振蕩過(guò)程、開(kāi)關(guān)振蕩過(guò)程 300V300V直流電壓經(jīng)直流電壓經(jīng)T802T802一次繞組一次繞組、加到開(kāi)關(guān)管加到開(kāi)關(guān)管Q804Q804的集電極，又經(jīng)啟動(dòng)電阻的集電極，又經(jīng)啟動(dòng)電阻R803R803加到開(kāi)關(guān)管加到開(kāi)關(guān)管Q804Q804的基極，為的基極，為Q804Q804提供正偏導(dǎo)通電流，提供正偏導(dǎo)通電流，Q804Q804開(kāi)啟導(dǎo)通。開(kāi)啟導(dǎo)通。Q804Q804集電極電流集電極電流流過(guò)流過(guò)、繞組，在其上產(chǎn)生繞組，在其上產(chǎn)生正、正、負(fù)感應(yīng)電

17、動(dòng)勢(shì)，此負(fù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此電動(dòng)勢(shì)經(jīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)T802T802互感耦合，在反饋繞組互感耦合，在反饋繞組、上產(chǎn)生上產(chǎn)生正、正、負(fù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為開(kāi)關(guān)管負(fù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為開(kāi)關(guān)管Q804Q804提供正反饋提供正反饋電壓，使電壓，使Q804Q804迅速進(jìn)入飽和狀態(tài)。其正反饋回路是：迅速進(jìn)入飽和狀態(tài)。其正反饋回路是：T802T802端正端正Q804b-e Q804b-e 結(jié)結(jié)R815R814C808R815R814C808與與D806D806端負(fù)。端負(fù)。 在在Q804Q804飽和期間，流經(jīng)飽和期間，流經(jīng)T802T802一次側(cè)一次側(cè)、繞組的集電繞組的集電極電流呈線性增長(zhǎng)，其通路為：極電流呈線

18、性增長(zhǎng)，其通路為：C806C806正端正端T802T802一次側(cè)一次側(cè)、繞組繞組L801Q804 c-eL801Q804 c-e極極R815R804C806R815R804C806負(fù)端。負(fù)端。19 電電 視視 技技 術(shù)術(shù) 2.2.穩(wěn)壓過(guò)程穩(wěn)壓過(guò)程 穩(wěn)壓電路由誤差放大管穩(wěn)壓電路由誤差放大管Q801Q801、取樣電路和控制管、取樣電路和控制管Q802Q802、Q803Q803共同組成。共同組成。、取樣繞組上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)取樣繞組上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)D805D805整整流、流、C811C811濾波，產(chǎn)生取樣電壓。當(dāng)由于某種原因引起輸出濾波，產(chǎn)生取樣電壓。當(dāng)由于某種原因引起輸出端端112V112V電壓升高

19、時(shí)，取樣電壓亦升高，經(jīng)電壓升高時(shí)，取樣電壓亦升高，經(jīng)R805R805、VR801VR801、R806R806分壓后，使誤差放大管分壓后，使誤差放大管Q801Q801基極電位上升，而基極電位上升，而Q801Q801射射極由極由D808D808提供基準(zhǔn)電壓提供基準(zhǔn)電壓, ,故誤差放大管故誤差放大管Q801Q801正偏導(dǎo)通電壓正偏導(dǎo)通電壓減小減小, ,集電極電流減小集電極電流減小, ,集電極電位下降，經(jīng)集電極電位下降，經(jīng)D813D813使使Q802Q802基基極電位下降極電位下降, ,會(huì)使會(huì)使Q802Q802、Q803Q803提前導(dǎo)通提前導(dǎo)通, ,并導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管并導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管Q804Q804飽和期縮短而提前截止飽和期縮短而提前截止, ,促使輸出電壓