该系列IC采用SOIC-8或PDIP-8封装形式,如图1所示,其内部集成有启动电流源、逻辑电路、振荡器等电路,并具有过压、过流、欠压等保护功能,由其组成的开关电源具有适应市电电压变化范围宽、效率高、功耗低等优点,现已广泛用于AC/DC电源适配器及液晶彩电、液晶彩显电源中。
提示:1200AP40与1200AP60、1200AP10、12003P60、 1203AP 、5S0765、DP104、DP704、DP706可以直接代换。
1200AP40在一款22英寸拼装彩电中的电源电路如图2所示(元件位号为自编号),其引脚功能与实测数据见表1。
一、工作原理分析
1.市电输入电路
加电后,AC220V市电经c01、L01、C02等元件组成的低通滤波器滤除电网中的高频杂波干扰后,再经负温度系数热敏电阻THO1限流(抑制开机冲击电流)、BD01整流、C05滤波,得到约300V的直流电压,供开关电源电路使用。
2.启动与振荡
整流滤波电路产生的约300V直流电压分两路送人开关电源电路,一路经开关变压器TO1的①-②绕组加到关管Q01的漏极(D); 另一路经R03加到IC01(1200AP40)启动端⑧脚。当IC01的⑧脚输入300V电压后,其内部启动电流源开始工作,该电流通过⑥脚对外接电容C11充电,当C11两端的电压达到启动阈值(11V)时,ICO1内部振荡器起振,从⑤脚输出驱动脉冲,通过R12、R23、D04加到Q01的栅极(G),使Q01工作在开关状态。
Q01导通后,T01的③-④绕组产生感应电动势,经D02整流、C06滤波后,再经D03限幅R11限流,最后在C11两端得到15V的直流电压,为IC01提供工作电源,以取代IC01内部的启动电路,使电源能正常稳定地工作。
3.稳压控制电路
T01的⑤-⑥绕组输出的高频脉冲经D9整流、C38-C40及L9滤波后获得+5V电压。R35、R36轻端精密稳压器IC03(TL431 )等元件构成的误差取样放大电路,直接对+5V电压进行取样,,其误差信号经光电耦合器IC02反馈给IC01②脚,IC02通过内部的脉冲宽度控制电路改变输出脉冲的占空比,进而控制开关管在一个周期内的导通时间,从而获得稳定的直流电压输出。
当某种原因使+5V电压升高时,IC03的R极电压升高,其K极电压下降,加之IC02的①脚电压升高,则流过IC02内部发光二极管的电流增大,则IC02中光敏三极管导通程度加深,其c、e极内阻减小,IC01②脚电压下降,经内部误差放大及PWM控制后,从⑤脚输出的驱动脉冲占空比下降,Q01提前截止,从而减少关变压器的储能,输出电压降低,以达到稳压的目的。如果输出电压降低,其控制过程与上述相反。
4.保护电路
为了保证开关电源和负载电路正常工作,该电源设置了完善的保护电路。
(1)尖峰电压吸收电路
R07、C07、D01和C16、R25、R15构成两套尖峰电压吸收回路,主要用于消除因开关变压器漏感而产生的尖峰电压,避免开关管Q01被尖峰电压击穿而损坏。同时,该电路还可防开关变压器产生自激现象。
(2)输入过压保护
若市电电压升高,整流滤波所得的300V直流电压也会相应升高,经电阻R08、R09加到IC01的③脚电压也会上升,一旦超过其设定阈值时,IC01内部的逻辑电路将切断⑤脚的输出脉冲,电源无输出,整机进人过压保护状态。
(3)输出过压保护
若稳压系统失控,导致开关电源输出电压过高时,T1的③-④绕组的感应电压也将升高,经D02整流、C06滤波得到的电压也会升高,当该电压值高于齐纳管ZD02的击穿值时,ZD02击穿导通,此电压经R21加到Q03基极, Q03导通,其c极变为低电平,一方面使IC01②脚电位下降,输出电压大幅降低;同时,Q02因基极电位下降而导通,Q03的基极获得正向偏置电流,Q03继续维持导通,从而形成自锁状态。只有在排除输出过压故障,且断电后重新开机,方可解除自锁状态。C12为防误动作的抗干扰电容。
(4)欠压保护
若输入市电电压过低或输出端负载严重短路,IC01⑥脚的供电电压会下降,当IC01⑥脚电压低于欠压保护阈值时,IC01内部的欠压保护电路动作,切断⑤脚输出的驱动脉冲,开关管停止工作,实现欠压保护功能。
(5)开关管过流保护
Q01源极(S)串联的电阻R15 为过流取样电阻。若负载或开关电源异常,引起开关电源初级电流过大,则电阻R15两端压降将会增大,在电阻R13的作用下,IC01的③脚电压上升,当该电压上升到1V时,IC01内部的过流保护电路启动,其⑤脚停止输出激励脉冲信号,Q01截止,开关电源停止工作。
5.次级输出电路
该机电源电路的开关变压器次级共输出两组感应电压:⑦-⑧绕组上产生的高频感应电压经D8整流、C33~C35及L8滤波后,得到+12V电压,为背光驱动电路供电;⑤-⑥绕组上产生的高频感应电压经D9整流.C38~C40及L9滤波后,得到+5V电压,为主板与屏电路供电。
二、常见故障检修
电源故障主要表现为开机后按面板按键无任何反应,指示灯不亮、黑屏等。为了便于检修和防止损坏主板元件,可拆下电源板单独进行检修,并在+12V输出端与地线之间接一只30W/12V的摩托车灯泡作为假负载。
故障现象1:开机即烧保险管。分析检修:此故障说明电源电路存在严重短路现象,具体原因有:低通滤波网络中的电容C01.C02漏电,整流全桥BD01内某只二极管击穿,300V滤波电容C05漏电,或开关管Q01击穿等。
故障现象2:保险管完好,次级无电压输出。分析检修:此故障说明开关电源停振,可按下述步骤检查:首先测量Q01的D极有无300V左右的直流电压。若无,则表明前级电路有开路性故障,应重点检查抗千扰线圈L01是否断线或焊接不良;负温度系数热敏电阻THO1是否开路;整流全桥BD01是否开路或虚焊。
若测得Q01的D极直流电压为300V左右,则测IC01⑧脚电压是否在295V左右,若明显偏低,则检查限流电阻R03。如果R03无问题,则检查电源正反馈与稳压控制电路。若上述检查均正常,则故障原因应是过流或过压导致电源停振,这时先检测电流取样电阻R15,如果R15正常,则表明故障系过压保护电路动作所致,应重点检查IC02 IC03、ZD02是否正常。
故障现象3:输出电压偏高或偏低。分析检修:若输出电压过高,一般是取样电压反馈网络出现故障。在检查稳压控制电路时,首先要判断故障部位是在误差取样放大电路,还是在控制电路,这时可用导线将光耦IC02的③、④脚短接,若输出电压下降,则说明故障在误差取样放大电路。反之,故障在控制电路。若带载输出电压低但空载电压正常,其原因通常是300V滤波电容C05不良,开关管Q01性能下降,开关管电流检测电阻R15阻值增大,或尖峰脉冲吸收回路中的电容C07容量减小,这时可采用代换法进行判断。
若输出电压过低,且T01发出“吱吱”叫声,则说明电路有短路处,主要原因有:1.负载电路有短路现象;2.300V整流滤波电路异常,如C05容量减小;3.次级整流电路异常,如整流二极管D8或D9击穿。为判断故障在开关电源还是在负载电路,可接假负载。
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