开关电源厚膜芯片STRM6821

概述：STRM6821是日本三肯株式会社出品的一款开关电源厚膜芯片，其内部设有独立的振荡、过流、过压和过温度保护电路，使得由其构成的开关电源电路的外围电路十分简洁，有利于维修。STRM6821采用7引脚封装工艺。

一、STRM6821引脚功能与实测电压

二、STRM6821内部方框图和典型应用电路分析（夏普SP-90机芯彩电）

1、交流输入及待机电路
       交流输人及待机电源电路如图1所示。这部分电路主要由交流抗干扰电路C2700、L2700，待机电源电路的桥式整流器D2700(DX0083GE)，滤波电容C2705、开机防冲击电阻R2702、待机电源振荡和稳压控制电路IC2700(MIP0253)、T2700等组成。电源接通后，约220V的市电经L2700、R2702送至桥式整流器D2700，经D2700整流、C2705滤波后，获得约300V的直流电压。由于刚接通电源时，因C2705两端尚未建立电压，D2700的整流电流最大，D2700所受的冲击也最大。若不加以限制，就有可能损坏：D2700，限流电阻R2702就是为了避免这一现象而设置的。

       开机后，C2705上的300V直流电压，经开关变压器T2700的1-5绕组，送到IC2700(MIP0253)内部场效应开关管的D极，IC2700内设有电源振荡、稳压控制电路。一旦IC2700的5脚加有300V的电压，那么IC2700内部的振荡电路便开始工作，同时，T2700的次级绕组6-10中便会产生感应电势，感应电势经D2750整流，C2751滤波后，输出约12V的直流电压。12V直流电压经IC2750(S13051N，5V稳压集成电路)稳压后，从IC2750的2脚输出5V的电压，作为待机状态下微处理器IC1000(IX3285CEN4)的工作电压。
         稳压控制电路由IC2701(FX0008GE，光电耦合器)及D2752等元件组成。其实质是在12V电压上取样，调节IC2700(MIP0253)4脚电压，再经IC2700内部的检测电路放大后送至“开时间比较器”，来控制IC2700内部电路输出的驱动脉冲信号的占空比，使12V电压发生相应的变化，起到稳压作用。具体说来，当电网电压上升，使得负载电流减小时，12V电压会有所上升，此时IC2701(FX0008GE)1脚电压有所上升，即IC2701内部发光二极管的阳极电位上升，阴极因接有稳压二极管，而使其电位保持不变，使得IC2701内部的发光二极管亮度增大，IC2701内部的光敏三极管导通性能增强，c-e结电阻减小，导致IC2700的4脚电压下降，经IC2700F勺部电路检测放大后送到“开时间比较器”，用于控制IC2700内部输出的驱动脉冲信号的导通期，使其变窄，相应地引起IC2700内部开关管的导通时间缩短，使12V电压下降到正常值，反之，当12V电压下降时，其稳压过程与上述相反。
      RCILG0056PEZZ、PR2700、R2701和C2701组成消磁电路，PR2700为正温度系数的热敏电阻，RCILG0056PEZZ为消磁线圈。刚开机时，由于PR2700温度低，阻值小，因而有较大的电流流过消磁线圈。随着大电流流过PR2700，PR2700的温度迅速升高，其阻值急剧增大，流过消磁线圈的电流也迅速减小，从而为消磁线圈提供一个由大逐渐减小的交流电流，使消磁线圈产生一个递减的交变磁场，以对显像管进行彻底地消磁。

2、主开关电路
         主开关电源电路如图2所示。这部分电路主要由桥式整流器D1700，滤波电容C1702及开机防冲击电流R1702和R1703等组成。电源接通后，约220V的市电送至桥式整流器D1700，经D1700整流、C1702滤波后，获得约300V的直流电压。由于刚接通电源时，因C1702两端尚未建立电压，D1700的整流电流最大，D1700所受的冲击也最大，若不加以限制，就有可能损坏D1700，限流电阻R1702和R1703就是为了避免这一现象而设置的。D1705、R1718、R1717和D1704．组成省电控制电路。当电源启动工作后，9．8绕组产生的感应电势，经D1705整流，R1718、R1717分压后，加至D1704的G极，D1704导通，其A-K引脚短接，即短接了R1703，起到省电作用。

（1）．启动振荡及直流电压输出过程

           开机后，C1702上的300V直流电压经开关变压器T1700的8—7绕组，送到IC1702(STRM6821)内部场效应开关管Q1的D极(STRM6821的内部电路框图见图4)。同时，220V交流电经启动电阻R1704、R1705降压和限流后，对加在IC1702的5脚外接的电容C1706充电，约1秒钟后(时间长短要依R1704、R1705和C1706大小而定)，C1706所充的电压将达到16V左右，IC1702内部的振荡电路便开始工作，由REG[稳压器)输出电流给C3电容充电，在C3两端电压从3V上升到5V的过程中，振荡器输出正方波脉冲，经驱动电路及电阻R5给场效应管栅一源极迭加一正向电场，使场效应管导通。

           开关管导通后，C3上的电压恒定在5V不变；另一方面C3充电时C2也被充电。当C2两端从0V上升到0.75V时，振荡器翻转输出负方波脉冲，经驱动电路及电阻R5给场效应管栅一源极提供一反向电压，场效应管截止。  场效应管截止后，C2迅速放电，C3缓慢放电。当C2电压下降到0V，且C3从5V下降到3V后，电路恢复到起始状态，振荡器再次翻转，场效应管导通。如此循环上述振荡过程。  开关电源振荡工作后，开关变压器T1700的各次级绕组上会得到不同幅度的感应电压，其中2-3绕组上的感应电压，经D1702整流、C1706滤波后，获得16V左右的电压加至IC1702的5脚。当开关电源启动工作后，以接替原来的IC1702的工作电压，启动供电。15-16绕组上的感应电压，经D1753整流、C1783滤波后，获得9V左右的电压；15-17绕组上的感应电压，经D1756整流、C1759滤波后，获得120V左右的+B电压。14-13绕组上的感应电压，经D1-752整流，C1782、L1752和C1766所组成的滤波电路滤波后，获得15V左右的电压。11-12绕组上的感应电压，经D1751整流、C1756滤波后，获得26.3V左右的电压，给伴音功放电路供电。11-10绕组上的感应电压，经D1750整流、C1755滤波后，获得-26.5V左右的电压，给伴音功放电路供电。
 （2）．稳压控制过程
       稳压过程如下：如果电网电压升高或负载变化引起120V直流输出电压有变大趋势，则IC1752(SE120N内部电路见图5)内部的三极管Q2的b极电压(R9、R10分压)升高，而e极电压保持不变(因稳压二极管ZD1钳位)，Q2导通性能增强，c极电流增大，光电耦合器IC1701内部的发光二极管发光增强，光敏三极管导通增强，内阻下降，Q1700导通增强，发射极电流增大，此电流经R1713和IC1702的6脚给C2的充电电流也增大(见图4)，C2从0V充电到0．75V的速度加快，振荡器由正方波翻转到负方波时间缩短，场效应管输出的开关脉冲变窄，使120V输出电压下降。当120V电压输出有下降趋势时，稳压过程与上述相反。C2、C3充放电与场效应管的导通时序如图3所示。

（3）．遥控开／关机电路

       正常开机时，IC1000(IX3285CEN4)的17脚输出高电平4.8V左右，通过R1118加至Q1008的b极，Q1008导通，Q2750、Q2751相继 导通，RY2700继电器得电，主开关电源电路工作。
  遥控关机时，IC1000(IX3285CEN4)17脚输出低电平0V，通过R1118加至Q1008的b极，Q1008截止，Q2750、Q2751相继截止，RY2700继电器失电，主开关电源电路因失去220V的交流电而停止工作，使整机处于待机工作状态。

3、保护电路
       夏普SP-90机芯的彩电除了开关电源设有保护电路外，还在负载电路上设有保护电路。如果开关电源的保护电路动作，那么就会引起开关电源停振，造成开关变压器的各次级绕组无整流电压输出；如果是负载电路的保护电路动作，那么微处理器IC1000(IX3285CEN4)就会发出保护性的关机指令，促使开关电源工作在待机状态。下面具体介绍这两者的保护电路。
  1．开关电源保护电路  (1)OVP(过压保护)  如果交流电网电压升高过多，经整流滤波后的300V直流电压升高过多，开关变压器T1700的2-3绕组产生的感应电势也随之升高，经D1702整流、C1706滤波后的电压超过IC1702的5脚保护阀电压，ICl702内部的OVP电路立即动作，内部的振荡器停振，场效应管截止。
  (2)OCP(过流保护)  开关电源工作时，场效应管漏极电流流经源极、R1710／／R1711至地，在过流检测电阻R1710／／R1711上产生一正比于漏极电流的电压降加至IC1702的4脚。当IC1702的4脚电压上升到O.75V时，便表示有过流现象，IC1702内部的OCP电路动作，振荡器停振，场效应管截止。
  (3)TSD(过热保护)  当环境温度升高，IC1702内部异常使得厚膜组件内温度超出150度时，IC1702内部的过热保护电路动作，振荡器停振。
  (4)尖峰吸收电路场效应管在截止瞬间，急骤突变的漏极电流会在T1700的8-7绕组上激发一个浪涌反向电动势，其脉冲尖峰可达交流输入电压峰值的数倍。若不设峰值吸收电路，则过高的反峰脉冲有可能冲击场效应管。吸收电路为D1701、C1704、R1706、C1703组成。在场效应管截止瞬间，8-7绕组上的反向电势通过导通的D1701给C1703充电。C1703所充的电压再经电阻R1706放电，将瞬时浪涌尖峰转换成热能散发掉。
  2．负载保护电路

  负载保护电路如图6所示。各保护电路动作过程如下：
  (1)12V供电线路短路保护当12V供电线路出现短路，造成12V电压下降时，D615负极(7.5V，稳压二极管)电位下降而截止，D616负极电位下降，引起Q1005的b极电位下降，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4．8V，一旦IX3285CEN4检测到5脚的电压变为高电平4.8V，便会发出指令，从17脚输出低电平0V，使整机处于待机工作状态。
  (2)9V供电线路短路保护当9V供电线路出现短路，造成9V电压下降时，D1765负极电位下降而导通，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4．8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机工作状态。
  (3)灯丝过压，欠压保护当灯丝供电电压过高时，D1659整流、C1659滤波后的电压升高。当该电压大于D162l(21．2V稳压二极管)的稳压值时，D1621导通，Q1604导通，Q1005导通，IX3285CEN4．的5脚变为高电平4．8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机工作状态。当灯丝供电电压过低时，D1620负极电位下降而导通，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4．8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机工作状态。
  (4)1 5V供电线路短路保护当15V供电线路出现短路，造成15V电压下降时，D1764负极电位下降而导通，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4.8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机工作状态。
 (5)伴音功放IC1301 IC1300(TDA7482)供电电压(±20V)不对称保护当IC1301、IC1300的正负供电电压出现不对称时，D1759(5.1V稳压二极管)击穿导通，Q1750导通，引起Q1005的b极电位下降而导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4.8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
 (6)伴音功放IC1301,IC1300(TDA7482)输出电压保护当IC1301、IC1300的1脚静态工作电压出现偏移，不为0V时，Q1301或Q1302将导通，引起Q1005的b极电位下降，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4.8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
  (7)IC601(KA7805PI，5V稳压集成电路)2脚短路保护当1脚出现短路时，D603负极电位下降而导通，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4.8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
(8)场输出电路lC1501(TA8427K)损坏保护当IC15叭损坏或工作电压异常，造成无场逆程脉冲输出时，IX3285CEN4的2脚无场逆程脉冲信号输入，一旦IX3285CEN4检测到2脚无场逆程脉冲信号输入时，便从17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
 (9)ABL保护当画面亮度过亮，即束电流过高时，D1607负极电位下降而导通，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4.8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
 (10)IC602(KA7805PI，5V稳压集成电路)1脚欠压保护当1脚欠压时，D604负极电位下降而导通，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4.8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
 (11)IC605(KA7809PI，9V稳压集成电路)1脚欠压保护当1脚欠压时，D608负极电位下降而截止，D609导通，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4．8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
 (12)IC603(KA7805PI,5V稳压集成电路)1脚欠压保护当1脚欠压时，D614负极电位下降而导通，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4．8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
 (13)IC606(KA7809PI，9V稳压集成电路)2脚欠压保护当出现短路时，D612负极电位下降而截止，D613导通，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4．8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
 (14)IC4907(KA7805PI,5V稳压集成电路)2脚输出的5V电压供电线路短路保护当5V供电线路出现短路时，D4913负极电位下降而导通，Q1005导通，IX3285CEN4．的5脚变为高电平4．8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
(15)IC4909(TA78L09S,9V稳压集成电路)1脚输出的9V电压供电线路短路保护当9V供电线路出现短路时，D4911负极电位下降而导通，Q1005导通，IX3285CEN4．的5脚变为高电平4.8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。
(16)IC4908(TA78L08S。8V稳压集成电路)1脚输出的8V电压供电线路短路保护当8V供电线路出现短路时，D4912负极电位下降而导通，Q1005导通，IX3285CEN4的5脚变为高电平4.8V，17脚输出低电平0V，使整机处于待机状态。

三、STRM6821的检修要点

         由于STRM6821把振荡电路、稳压控制电路、驱动电路和开关管都集成在其内部，故其外围电路十分简洁，检修起来也十分方便。根据日常工作所遇到的实际情况，可以把它归纳为以下四个方面的故障现象：一是开机后，机器出现三无、且红色指示灯不亮的故障现象，出现这种故障现象时，除了要检查待机电源的IC2700、D2700和R2702元件外，还要检查F2700、VA2700(交流过压保护元件)等元件；二是开机后，红色指示灯亮，并且可听到继电器吸合的声音，但整机出现无光栅、无伴音的故障现象，出现这种故障现象时，除了要检查R1704、R1705、R1707、R1703、IC1702和D1700元件外，还要检查Q1630；三是开机后，红色指示灯亮，且绿色指示灯亮一下，便马上熄灭，出现无光栅、无伴音的故障现象，出现这种故障现象时，要检查IC1752、IC1701和IC1702元件；四是开机后，机器可以启动工作，但很快就进入保护状态，出现继电器失电的故障现象，出现这种故障现象时，要重点检查上述所提供的保护电路。