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
松下M15LW机芯与M15L机芯是同一代产品。它是日本松下公司在M15L的基础上专为25英寸遥控彩色电视机开发并生产的大屏幕彩色电视机机芯。电路结构特性与M15L机芯大体相同。常见彩色电视机机型有松下TC—D25C、TC—D25C/B等。该机芯彩色电视机的主机芯电路由五块集成电路组成。图像及伴音中频通道由IC101(AN5l38NK)构成.可以完成图像中频放大、视频检波、预视放、AGC电路、AFT(或称AFC)电路、伴音中放、鉴频及音频放大等功能。同步、扫描及解码电路由IC60l(AN5601K)构成.可完成同步分离、行AFC、行振荡、行预激励.场振荡和场预激励、亮度信号处理、PAL制色信号放大、包度解调、G—Y矩阵、彩色副载波再生锁相环路、PAL识别与倒相开关等功能,这是一块功能齐全的典型通用彩色电视机专用集成电路.基色矩阵仍由分立元件电路来完成。在扫描输出电路中。行输出级仍使用分立元件,但场输出电路使用了集成块IC401(AN5521)。伴音电路的功率输出级由IC201(AN5265)来完成。TV/AV转换开关电路由IC2502(TVSM51320P)来但任,可完成电视台节目与录像机节目的转换。
(一) 电源电路的组成与工作过程
松下M15LW机芯的电源电路主要由主开关电源电路、遥控电源(+5V待命电源)电路、电源开/关控制(遥控开/关机)电路及自动保护电路等单元组成。现从维修角度出发,将其主要单元的电路形式及工作过程简要解析如下:
1.主开关电源电路的工作过程
松下MISLW机芯主开关电源电路主要由厚膜块STR51213(IC8013、开关变压器(T801)、续流二极管(D804)等构成.具体电路结构见图4—16所示(以松下TC—D25C型机为例,以下均同)。
如图.该电路包括了自激开关振荡、 自动稳压及脉冲整流滤波等部分.具体工作过程是:
(1)自激开关振荡过程
当电源开关S801一接通,220V交流市电经过D833桥式整流、C837的滤波后,得到290~300V的脉动直流电压。这一脉动电压作自激振荡器的电源。自激振荡电路简化原理图见图4-17所示。
}如图,它主要由Q3、T801绕组,C806、R804等组成。当电源接通后,电源厚膜块IC801内部电源开关管Q3的集电极得到300V不稳定直流电压,同时经过启动电阻R803、R846向Q3提供基极电流。Q3集电极电流变化引起T801初级绕组产生感应电动势,使次级绕组产生互感电动势,经正反馈元件C806、R804耦合作用,使Q3基极电压上升,使T801初级感应电动势进一步增加。正反馈作用使Q3迅速达到深饱和状态。此后Q3进入平顶期,感应电动势继续存在,使C806充电,基极电位和基极电流逐渐减小,Q3逐渐退出深饱和状态,最后又退回到放大状态。由于正反馈作用,又很快使Q3进入深截止状态。然后,C806开始放电,放电路径:C806→T801次级绕组→D806→L814→R804等。使Q3基极电位逐渐上升,上升到一定程度后,Q3由截止状态又退回到放大状态。以后将反复上述过程,形成自激间歇振荡。
行逆程脉冲经R806、R805、D805加到Q3基极,使电源自激振荡与行频同步。
(2)自动稳压过程
该机芯的自动稳压控制电路由电源厚膜块STR51213(IC801)内部的D1、Q1、Q2等组成。D1提供基准电压.R1、R2为电阻分压取样电路,Q1是取样比较放大管,Q2是脉宽调整管。利用反馈原理,可以维持源输出电压的稳定性。例如IC801的(4)脚输出113V电压,当主电压113V上升时,IC801的(4)脚电位上升。Q1基极电位上升,Q1导通加强,Q1集电极和Q2基极电位下降,Q2导通加强,其集一射极等效电阻减小,则Q2对Q3基极电流的分流作用加强,使Q3饱和导通时间缩短,输出电压降低,使输出电压稳定于113V。 [Page]
(3)脉冲整流及+B输出过程
STR5123内部的开关管Q3在行同步下稳定地工作,并由其发射极(STR5123的(4)脚输出+B+113V主电压,为行扫描电路提供电源。C808是+B输出滤波电容,T801是储能变压器亦称开关变压器,D801是续流二极管。T801次级绕组输出脉冲电压,经D801整流、C862滤波,输出12V电压,供给电视机各集成电路。此外,12V电压还经过ICll05稳压器可输出+5V电压,向微处理器提供电源。
2.+5V待命电源电路的工作过程
如图4一16所示,由Q810~Q814等组成+5V辅助电源。在开机瞬间主开关电源尚未正常工作时,它立即可向微处理器供电.控制整机电源和机芯内各有关单元电路。
Q810集电极电压由整流后得到的不稳定直流电压(约290V)提供,其基极电位由降压电阻R809、R810、Q814集一射极等效电阻和D811等决定。实际上,Q810导通状态或截止状态主要决定于Q814饱和导通状态或截止态,即主要决定于Q8L4基极电位高低;而Q814基极电位受控于微处理器ICll02(MN15142TEAl)的(6)脚输出电位。
当正常工作时.ICll02的(6)脚为4.4V高电平.经R850、R1150使Q814导通,此时其它管Q810、Q812、Q813、QS111均截止,辅助电源不工作.而主开关电源正常工作。
当按一下遥控器关机控制键.微处理机IC1102接收到关机指令后,经译码由其(6)脚输出低电平.此时Q814截止。副电源开始工作而主电源不工作。首先是300V的直流电压经R809、R810给调整管Q810基极提供偏流,Q810导通.Q810的电流流过R815、D813(指示灯)、R813,使Q3ll导通。使IC801的(5)脚通过R853接地,使主电源电路停止工作。无113V及17V直流电压输出。同时Q810电流经D813、D814在C811上产生5V直流电压.以继续给微处理器ICll02的(39)脚供电。Q813是辅助电源5V的稳压电路.由R812、D810构成4.3V基准电路,给Q813发射极提供4.3V的基准电压.Q813基极由R811提供5V的取样电压。如果5V电压不稳定.则经Q813自动稳压将趋于稳定,D811为10V稳压管,它将Q810的基极电位稳定在10V。Q812为限流保护管,R815(56Ω)为过流检测电阻.如果Q810过流.则R815上的压降超过0.7V.将使Q812导通,从而使Q810的基极电压下降而截止,这就达到过流保护的目的。
3.遥控开/关机电路的工作过程
M15LW机芯的遥控开/关机控制系统见图4—18所示。
如图,控制指令由微处理MNl5142TEA(IC1102)发出,当使遥控盒控制电源“关”时,IC1102的(6)脚输出低电平,Q814基极呈低电位,使Q814呈截止状态,使Q810呈导通状态,于是Q810、Q813、D810等组成的串联调整型稳压电路可输出+4.7V电压。此电压经R815、D816、D813、D814等向微处理器IC1102的(39)脚提供4.7V供电电压。此时发光二极管D813发光,表示电源处于“等待”状态。4.7V电压还加到Q811基极,使它导通,其集电极电位必下降.使IC801的(5)脚电位跟随下降,使电源自激振荡器停振,没有+113V和+12V电压输出,整机处于等待/准备状态。Q810射极电阻R815是过流检测电阻,它与Q812组成过流保护电路,可保护辅助电源和微处理器。若该电阻电流过大时,则Q812导通甚至饱和导通(平时截止状态),使Q810截止.Q810发射极无+5V辅助电源输出,微处理器停止工作。
当使用遥控盒电源“开”时,IC1102的(6)脚输出高电平,Q814因基极有高电位而饱和导通,其集电极电位接近OV,使Q810~Q813均截止.对开关电源自激振荡器不产生影响,+113V和17V、12V均正常输出,整机处于正常工作状态。此时辅助电源+4.7V输出电压消失,D813等待指示灯不亮。但是,12V电压可以通过稳压电路IC1105取得+5V输出电压(见整机电路图),向IC1102的(39)脚提供+5V电压,使微处理器正常工作, [Page]
如果+17V电源出现故障(+12V随之消失).Q851和D851均处于导通状态,可使Q814基极下降到0V左右,Q814截止,辅助电源仍可输出+5V电压,向微处理器IC1102供电。
4.自动保护电路的工作过程
M15LW机芯的自动保护功能及其保护电路的结构原理同M15L机芯(详见图4—9)。在这里仅将与M15L机芯中有差异的电源保护电路的结构功能作一介绍,其它如行、场扫描系统的保护电路见本章第二节中的介绍。
M15LW机芯电源系统具有短路过流及过压等自动保护功能。如图4—16所示,由Q802、R817(0.39Ω,等组成短路、过流保护电路。主电压113V向负载提供电流,在检测电阻R817两端形成一定压降.它给过流保护管Q802提供一定正向偏压。在正常工作状态下,Q801截止。当发生负载过流甚至负载短路时,电阻R817压降加大.使Q801导通、甚至饱和导通。它将使Q3发射结并联小阻值,使Q3处于截止态,电源脉冲振荡停振,起到保护作用。
可控硅Q833等构成过压保护电路。当输出电压较113V大得多时.Q833导通。导通电阻很小,可阻止输出电压输出,起到保护行扫描电路的作用。此时电源振荡器也停振,保护了开关电源本身。
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
松下M15LW机芯电源电路常见的故障有:主开关电源输出为零,整机“三无”。具体故障表现有三:一是接通电源开关后,整机无声,待命指示灯也不亮,即通电后整机无任何反应;二是接通电源后,无光、无声,待命指示灯闪烁2秒后一直发光,若用遥控发射器进行开机,则待命灯暗一下又亮起来;三是通电后无光无声,机内仅发出“吱吱”叫声。
由于电源故障涉及的因素多,常与交流输入及整流滤波、行场扫描及自动保护等电路互为关联。因此检修时首先应确诊故障部位,具体流程见图4—19所示。
下面分别简介检修思路与要点:
1.通电后,整机无任何反应
这种故障的检修,首先拆开机壳,直观察看机内保险管F80l是否熔断。如果保险管熔断.则检查交流输入电路.诸如C802、L801、C801、C833~C836及消磁电阻永磁线圈。整流桥堆D832,滤波电容C837以及电源厚膜块STR51213等:若F80l完好,则可通电进行电压动态检测。具体检修流程见图4-20所示。
值得注意的是,在更换上述烧坏元件时要认真检查主电源,特别是辅助电源是否有短路故障,Q810~Q814等组成+5V辅助电源,其供电电压直接来自300V电压处。倘若稳压管D811损坏,将引起Q810~Q814、D810~D812、等待指示二极管D913等元件烧毁,甚至造成铜箔走线烧断;若上述元件未坏,则多是IC801已损坏。各个元件是否损坏,可直接用万用表检查。
接通电源后,“等待”指示灯不断闪烁,机内有“吱吱”声等现象,也多是电源厚膜块IC801不良所致。关机后不能再启动,也可能是IC801不良。
若脉冲变压器绕组出现短路,则电视机不能启动,无法输出12V、5V等电压。这是Q851、D851等保护电路的保护效果。
2.无光、无声,开机时待命灯暗一下又长亮
在M15LW机芯中出现这种故障的主要原因是由于其待命电源(即遥控电源)间断工作与开关电源低压(即17V电压)负载短路,保护电路动作所致。即因主开关电源不良引起无输出时,在开机瞬间待命电源优先工作,待命指示灯发光.同时待命电源输出电压供遥控电路工作,因此时待命电源输出电压低于复位IC1106工作阈值(4.3V),使微处理器ICll02始终处于复位状态,则IC1102的(6)脚输出电压随其(39)脚输入电压变化而改变。待命电源工作时IC1102的(39)电压升高,其(6)脚电压上升,当上升到使Q814饱和时.待命电源停止工作(待命指示灯熄灭),则IC1102的(39)脚电压下降,使其(6)脚电压下降.当降到Q814退出饱和时,待命电源又开始工作(待命指示灯又发光)……此过程周期重复进行,类似于一个振荡器使待命指示灯产生闪烁现象。若电路中无17V负载短路保护电路作用,上述振荡过程将一直持续下去,使待命指示灯不断闪烁。但实际上待命电源间断工作过程受17V负载短路保护电路延迟控制.其延迟时间即Q852饱和导通状态建立时间,是由IC1102的(6)脚输出电压经R852、D851(主开关电源无输出时相当于D851阴极接地)向C855间断累积充电决定的,约需2秒时间C855两端累积电荷足以使Q851饱和导通,则Q814被强制截止,使待命电源一直持续工作.从而形成开机后待命指示灯闪烁2秒后一直发光的现象。此时按下遥控器二次开机键,待命指示灯暗一下又亮起来的原因是:由于微处理器IC1102优先执行遥控指令开机,使待命指示灯暗一下,但因IC1102的+5V电压检测端(由主开关电源输出的17V电压经二次稳压后形成的+5V)(3)、(4)脚没有电压输入,使微处理器自动将电源调到待命状态.从而形成待命指示灯暗一下亮起来的现象。 [Page]
M15LW机芯开关电源无输出故障的检修思路:先拔去接插件S85、S89,同时焊脱R853断开待命控制,并在S85(3)、(1)脚间接一只60W灯泡作假负载后,开机测IC801(STR51213)的(4)脚有无113V。若有,需检查行输出电路与17V整流滤波及其负载电路;若偏低,则可能是IC801不良或反馈电容C806容量减小(此电容失效开路则会引起开关电源无输出);若为零,则需重点检查113V形成及保护电路。此时需在通电前在IC801的(4)、(1)脚间接好直流电压表.观察开机瞬间电压表有无上跳电压.可据此来缩小故障范围。若有上跳电压.说明振荡电路已起振.需重点检查IC801与过压、过流保护电路元件,此时可分别焊脱保护电路来区分故障范围;若无上跳电压.则需要检查振荡启动电阻与反馈电路阻容元件是否开路及IC801的(2)、(3)、(4)脚内接的开关管是否损坏等。实践证明,按此检修思路即可迅速排除松下M15LW机芯无光、无声,开机时待命灯暗一下又长亮的故障。
3.无光,机内仅发出“吱吱”叫声
这种故障应检查行输出电路和行输出变压器是否有故障。若无故障,应检查保护电路,重点检查可控硅Q833。保护电路动作不解除,就不可能恢复+113V输出电压。
有时辅助电源存在故障,也可能造成IC80l的(4)脚失去电压,无法向电源负载供电。此时,可切断Q811集电极与IC80l的(5)脚联系,若输出主电压回到+113V,则说明是辅助电源有元件损坏,也可能IC1102的(6)脚未输出开机脉冲;若输出电压仍为0V,则可能是开关电源不起振,应检查正反馈电路。
(二) 各主要单元的故障特征及导致故障的关键元件
1.主开关电源电路的故障特征及导致故障的关键元件
在该机芯的主开关电源中,自激振荡电路和稳压控制电路是两个至关重要的核心电路,主开关电源工作不良也往往是这两个部分的故障所引起的。其中自激振荡电路的故障特征是停振,使开关电源各路无输出,并且呈现待命指示灯闪烁后常亮现象。通常的故障元件有:启动电路中R803、R846开路,反馈电路中R804开路、C806失效或漏电、IC801内部的开关管Q3损坏等;另外,行逆程信号丢失(即R805、R806及D805开路)也
会引起输出电压偏低,有时还会发出“吱吱”叫声。稳压控制电路的故障特征是输出电压偏高或偏低。当输出电压偏高至130v时,过压保护电路便起动而使主开关电源停止工作,此时若保护电路不良就会损坏行输出变压器、行管等元件;输出电压过低.会引起整机有时不能启动。这部分电路的常见故障元件主要有厚膜块STR51213。
2.遥控电源及开/关机控制电路的故障特征及导致故障的关键元件
该部分电路的故障特征是开机呈“三无”,待命指示灯常亮,开机瞬间待命指示灯不亮,并且遥控关机失灵。通常的故障元件有:Q810、D810、Q811、R809、D814、C811等不良。
3.自动保护电路的故障特征及导致故障的关键元件
这部分电路的故障特征.按具体保护电路的工作机理不同而不一样:
(1)+B过流保护:这部分电路的故障主要是失去保护作用,轻则损坏电源厚膜块STR51213,重则损坏整机中大部分元件。通常的故障元件有Q802损坏,R817开路。
(2)+B过压保护:这部分电路的故障特征是导致保护误动作,而使整机呈“三无”状态,并且机内发出“吱吱”叫声或出现待命灯闪烁后变常亮现象。通常的故障元件有:C841开路、Q833损坏。
(3)+17V负载短路保护:这部分电路误动作的故障特征是待命指示灯闪烁约1. 5秒后变常亮,整机无法启动。通常的故障元件有C855不良或虚焊、开路,Q851损坏等。 [Page]
(4)+5V负载短路保护:这部分电路误动作导致的故障特征是遥控关机失效,开、关机瞬间待命指示灯不发光,有时主机无法启动,并且待命指示灯周期性闪烁变化。通常的故障元件有:Q812特性不良.R815变值等。
(三) 确诊故障所需的关键数据
电源厚膜块STR51213的实测数据
电源厚膜块STR51213正常工作时.其在路工作电压和正反向电阻值见表4—9所列(用500型表在松下TC—D25C型机上测得)。
其它实测数据可参考M15L机芯。
(四) 贵重易损件的修理与替代
1.电源厚膜块STR51213的修理与替代
松下M15LW机芯中所用的电源厚膜块STR51213与本章第二节M15L机芯中介的STR50213在外、安装尺寸及内部电原理完全一致。但是54cm(21英寸)以下彩电的显像管偏转角度是90°,偏转功率小,整机消耗功率仅60~70W;而64cm(25英寸)以上彩色电视机大多应用110°大偏转角显像管,因此偏转功率大大增加,整机消耗功率多高于120W,有些甚至超过200W。因而松下TC—D25C电源厚膜集成电路STR51213与STR50213的不同之处,在于其内部开关管的Pcm和Icm均大得多,故STR50213块不可代换STR51213。
由于目前各类开关电源集成电路器件中很难寻找能代换STR51213的规格商品,在无法取得同型号成品代换时,唯有采用功能修复或分立件仿制代换的方法。在仿制时须合理选用开关调整管Q3,其参数为Pcm≥100W.Icm≥5A,可选用BU508C、2SD1402或2SD1403等。
2.可控硅Q833的代换
Q833为单向可控硅,原型号为3P6MH,在实际维修中,可用CR5AS一6、TF320M—A等直接代换。
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