如何提高彩電開關(guān)電源的帶載能力

魯義寬

由于絕大部分彩色電視機都采用開關(guān)電源電路，而這種電路普遍具有帶載能力強、適應(yīng)交流進線電壓變化范圍寬、轉(zhuǎn)換效率高的特點，深受人們的青睞，也就很少有人去分析和檢驗各種開關(guān)電源的帶載能力究竟有多大。

最近本人接修的一臺牡丹CH25型彩色電視機，其故障現(xiàn)象為：“三無”，電源電路見圖1。經(jīng)檢查為電源調(diào)整管V712（2SD1710）和V711（2SC3807）擊穿損壞，保險管F701（2A /250V）燒斷。按原型號器件代換后電視機雖然可以工作，但又出現(xiàn)了新的故障現(xiàn)象：若在圖像亮度增大或換頻道的瞬間，行幅縮小，左、右兩邊約有2cm寬的黑邊。據(jù)用戶反映：電視機在未損壞前就經(jīng)常出現(xiàn)左、右兩邊行幅忽大忽小的變化，最后變?yōu)椤叭裏o”故障。

為了讓故障表現(xiàn)，我們在主電源輸出端濾波電容C722（47μF /160V）兩端并聯(lián)一只60W的白熾燈泡，相當于給原電視機增加了約 21W〔P=（130/220）2×60=21W〕的額外負載，這時電視機就更加頻繁出現(xiàn)行幅忽大忽小的變化，主電源輸出端C722兩端的電壓在102～132V間變化（額定輸出為130V）。這就說明該電源的輸出功率余量相當小。而對于一般的電視機，我們經(jīng)常在主電源輸出端同時加接一只60～100W的燈泡，電視機仍能正常工作，輸出電壓十分穩(wěn)定，這說明其功率余量都很大。尤其現(xiàn)在有一種用恒流源驅(qū)動開關(guān)管的開關(guān)電源，其帶載能力和適應(yīng)交流電壓變化范圍（90～260V）都十分強大。

從原理分析，電源帶載能力弱，其主要原因是電源開關(guān)管V712的飽和時間不足，即正反饋的驅(qū)動能力不強，開關(guān)變壓器聚積的磁場能量弱。

為徹底解決其帶載能力弱的問題，分析該電源的工作原理如下。

1.啟動 交流220V經(jīng)低通濾波，橋式整流，在C707上得到300V左右的直流電壓，又經(jīng)電阻R706、R707、R708、R710給V712提供基極電流，開關(guān)變壓器T702的3、7腳給V712提供集電極電流完成電源調(diào)整管V712的啟動過程。

2.振蕩 V712啟動后，其Ib↑→Ic↑，在T702的3、7腳間產(chǎn)生3正7負的感應(yīng)電壓UL1，利用變壓器特性，在T702的1、2腳間感應(yīng)出1正2負（因3與1為同名端）的UL2，該電壓有兩個流程。其一，經(jīng)R709、C710、V708、R710反饋到V712的基極，使V712瞬間飽和，其電流經(jīng)反饋電容C710充電（下正上負），此時Ib＞＞Ics/β(飽和條件)，Ics為V712的飽和集電極電流，其Vces≈0V。但由于V712的集電極負載為電感L1，其電壓UL1=L1△Ic/△t=300V；△Ic/△t=300/L1=常數(shù)，說明Ic必然線性增大，即Ics是一個不斷增大的可變量，總會有某時刻使Ib=Ics/β而退出飽和區(qū)進入放大狀態(tài)。其二，UL2經(jīng)V706、V705、R704給定時電容C712充電，其波形如圖2。不斷增大的VC712會使三極管V711導(dǎo)通，其集電極電流Ic對開關(guān)管V712的基極分流，會使V712提前由飽和進入放大狀態(tài)（Ib=Ics/β）。兩個過程都使V712由飽和進入放大狀態(tài)且有Ib↓→Ic↓的過程。

而Ib↓→Ic↓，在T702的3、7腳間產(chǎn)3負7正的感生電壓UL1，并在1、2腳間感生1負2正的UL2，該電壓會使V712立即進入截止狀態(tài)，C712放電，如圖2。C710放電（上正下負），T702的負載端由整流二極管V714、V713、V715、V716、V719導(dǎo)通，產(chǎn)生出各路輸出電壓，釋放磁場能量。L2中瞬間電壓為零、C710放電和啟動電阻R706等多方原因使V712又進入再一輪導(dǎo)通并飽和，使V712在飽和與截止間周而復(fù)始地變化，完成振蕩過程。

3. 穩(wěn)壓由R719、R717、R720、R732、R718、V717、V718、R721取樣，N703、V710、V711驅(qū)動，調(diào)整V712的飽和時間長短，使UC722穩(wěn)定。其工作過程為：若某種原因使UC722上升，經(jīng)取樣電路使光耦器N703的V1-2上升，光照強，V3-4下降，或等效的可調(diào)電阻變小，V710、V711導(dǎo)通強，對V712的基極分流多，使其飽和期變短，開關(guān)變壓器儲存的磁場能量減少，輸出電壓UC722下降。同理，當UC722 下降，則反饋使UC722上升，如此負反饋過程使輸出電壓穩(wěn)定。

4. 保護 由V790、C790、V791、V793、V792等元件構(gòu)成了過壓保護電路，當輸出電壓UC722升高時，由于1腳與12腳的異名端的關(guān)系，取樣電容C90的電壓下降，使三極管V793、V792導(dǎo)通并使V710、V711導(dǎo)通，對V712分流使其截止，實現(xiàn)保護。

以上的基本原理分析，C712的充/放電時間是決定V712飽和時間長短的關(guān)鍵因素。若C712的容量小，充電快，就會使V712的飽和時間變短，輸出電壓降低，尤其是我們將C712取掉，電源干脆不振蕩，這就使我們找到了解決問題的辦法：將C712容量變大，即將C712和C713互換，C712由0.015μF變?yōu)?.033μF，故障立即排除，電源輸出UC712=132V相當穩(wěn)定！電源進線電壓在140～260V變化，輸出UC722仍十分穩(wěn)定，若將進線電壓降到125V時仍能正常工作，只是有點叫聲，修復(fù)后再測波形如圖3。

由圖2和圖3可見，V712的飽和時間變長（由12μs變?yōu)?8μs），C712充電在0V以上的電壓由1.4V變?yōu)?.2V。V711導(dǎo)通時間相對變短，對V712分流減小，使V712飽和期長，輸出能力強。粗略估算V712的基極驅(qū)動電流最大約有：Ib=(U1-0.7)/(33+47)=(17-0.7)/80≈0.2A。足以使V712進入飽和狀態(tài)（U1為開關(guān)變壓器1腳在示波器DC擋觀察到的０V線以上的電壓波形）。

由此可見，該電源電路的C712為定時電容，它是提高帶載能力的關(guān)鍵元件，我們可將原標稱值由0.015μF增大到0.033μF。