大宇ＤＶＤ機(jī)開(kāi)關(guān)電源工作原理分析

徐麗香

開(kāi)關(guān)電源具有效率高的特性，而且開(kāi)關(guān)電源的變壓器體積比串聯(lián)穩(wěn)壓型電源的要小得多，電源電路比較整潔，整機(jī)重量也有所下降，所以，現(xiàn)在的DVD機(jī)大都使用開(kāi)關(guān)電源。電源電路正常是DVD機(jī)正常工作的基本保障。

1．開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理

開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖如圖1。由對(duì)輸出電壓“取樣”，并對(duì)基準(zhǔn)源進(jìn)行“比較”后控制“調(diào)整管”或“開(kāi)關(guān)管”，此時(shí)開(kāi)關(guān)電源的“開(kāi)關(guān)管”相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)，開(kāi)通時(shí)間由比較結(jié)果而定；當(dāng)開(kāi)關(guān)電源輸出的電壓太低時(shí)，通過(guò)“比較放大”控制“開(kāi)關(guān)時(shí)間控制電路”使“開(kāi)關(guān)管”開(kāi)通時(shí)間變長(zhǎng)，從而使輸出的電壓提升。

開(kāi)關(guān)電源的核心部分是“開(kāi)關(guān)管”和“變換器”組成的開(kāi)關(guān)式直流-直流變換器。它把直流電壓Ui（一般由輸入市電經(jīng)整流、濾波后獲得）經(jīng)開(kāi)關(guān)管后變?yōu)橛幸欢ㄕ伎毡鹊拿}沖電壓Ua，然后經(jīng)整流濾波后得到輸出的電壓Uo。

2．大宇DVD的開(kāi)關(guān)電源電路

圖2所示是大宇DVD電源電路的實(shí)物圖。圖中右上角輸入220V交流市電，先經(jīng)電源濾波電路后用右下角的二極管進(jìn)行整流，再經(jīng)大電容濾波后輸出直流。由于是對(duì)220V交流信號(hào)進(jìn)行整流濾波，所以二極管的耐壓值要高，而電容的容量也要大，所以實(shí)物圖中右下角的電容體積很大。整流濾波后得到的直流信號(hào)再經(jīng)右邊居中的開(kāi)關(guān)電源IC轉(zhuǎn)換成高頻的交流信號(hào)，再經(jīng)變壓器耦合輸出各路低電壓的交流信號(hào)。由于變壓器是工作在高頻狀態(tài)，所以其體積較小。耦合輸出的各組交流信號(hào)經(jīng)左邊的二極管整流、電容濾波和三極管穩(wěn)壓或三端穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓后輸出各部分電路工作所需的直流電壓。此電路由于采用了變壓器并聯(lián)耦合，而且比較放大電路反饋回脈沖調(diào)寬電路是利用光耦器件，即用光信號(hào)來(lái)傳遞信息，輸入端與輸出之間實(shí)現(xiàn)絕緣，是冷底盤(pán)機(jī)，其防觸電的警告標(biāo)志僅在電路板的右邊。光耦跨接在有警告標(biāo)志和無(wú)警告標(biāo)志部分，起到傳遞信號(hào)而又能隔離前后級(jí)地線的作用。這種機(jī)型在維修主電路板時(shí)，由于主電路板與大地不相連，通常比較安全。但在測(cè)量后級(jí)電壓時(shí)，不能使用前級(jí)的地線，否則所測(cè)電壓將全部為0V。

圖3所示是大宇DVD的電源電路原理圖。大宇DVD所用的電源IC為專用開(kāi)關(guān)電源集成電路VIPER22A，圖4是其外引腳圖，圖中，第1、2腳SOURCE是內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)管源極的表示，在使用中通常接地，3腳FB是取樣電壓輸入端，4腳VDD是供電電壓端，第5、6、7、8腳的DRAIN表示接通內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。圖5是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

220V的交流電源經(jīng)開(kāi)關(guān)輸入后，經(jīng)四個(gè)二極管構(gòu)成的橋式整流電路整流、C1濾波后輸出一個(gè)300V左右的直流信號(hào)。由于VIPER22A處于工作狀態(tài)，在其內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)管截止時(shí)，會(huì)在變壓器初級(jí)(L左1)兩端產(chǎn)生大于300V的電壓，利用R1、C2和D5構(gòu)成防沖激電路，使其電壓有一個(gè)釋放回路，以免激穿VIPER22A內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)管。

從圖5所示VIPER22A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，它與其它開(kāi)關(guān)電源存在一些不同。開(kāi)機(jī)后，300V的直流電壓從DRAIN（漏極）腳進(jìn)入集成電路，經(jīng)整流和穩(wěn)壓后供給開(kāi)關(guān)電源IC工作，從而使這個(gè)電路工作時(shí)不需要外接啟動(dòng)電阻。即使Vdd供電電路不正常，電源電路的振蕩電路仍能起振，而且電路有輸出電壓。用這種專用電源IC的DVD機(jī)電源有故障時(shí)，故障現(xiàn)象和其他開(kāi)關(guān)電源的故障有所不同，其他開(kāi)關(guān)電源通常無(wú)Vdd時(shí)，電源電路中的振蕩電路不起振，會(huì)出現(xiàn)無(wú)輸出的故障現(xiàn)象。

電路工作正常時(shí)，開(kāi)機(jī)后，在Vdd正常前，由芯片內(nèi)部自身供電，經(jīng)過(guò)很短時(shí)間后，Vdd供電電源正常，此時(shí)，利用門(mén)電路控制開(kāi)關(guān)電路（ON/OFF）斷開(kāi)從柵極輸入的供電回路。VIPER22A有過(guò)熱、過(guò)壓保護(hù)功能。Vdd從4腳輸入后，首先送入比較器，一旦輸入Vdd大于42V，則觸發(fā)器（FF1）輸出一個(gè)置位信號(hào)1使控制振蕩電路工作的觸發(fā)器（FF2）輸出為0，鎖住U2，振蕩信號(hào)無(wú)法輸出，即開(kāi)關(guān)管不工作。當(dāng)輸入電壓小于14.5V時(shí)，U3也將輸出一個(gè)復(fù)位脈沖，使開(kāi)關(guān)管不工作。當(dāng)電路過(guò)熱時(shí)，R1為1，將FF2置0，開(kāi)關(guān)管不工作。當(dāng)供電電壓Vdd在正常范圍時(shí)，F(xiàn)B所得的取樣電壓與基準(zhǔn)電壓0.23V相比較，用其比較結(jié)果去控制FF2的轉(zhuǎn)換頻率，從而控制開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)控制輸出電壓，達(dá)到穩(wěn)壓的功能。該集成電路芯片內(nèi)部包含60kHz的振蕩電路，其外圍電路相當(dāng)簡(jiǎn)單。

下面，為分析方便，把電源變壓器左邊的兩組線圈從上到下定義為L(zhǎng)左1、L左2。右邊的線圈從上到下定義為L(zhǎng)右1、L右2、L右3。

圖3中，L左2互感產(chǎn)生的交流脈沖電壓經(jīng)D6整流、R2限流和C3和C6濾波后作為開(kāi)關(guān)芯片的供電電壓。由于VIPER22A的特殊結(jié)構(gòu)，如無(wú)Vdd時(shí)可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部供電，所以R2即使擊穿開(kāi)路，仍有電壓輸出，但不正常，故障表現(xiàn)為開(kāi)機(jī)后開(kāi)關(guān)指示燈和出/入盤(pán)指示燈閃爍。

同時(shí)，Vdd也為取樣回路中的光耦的接收部分供電。L右3感應(yīng)到的脈沖電壓經(jīng)D8整流，電感L6、電容C12、C13、C14濾波后，輸出+5V電壓供解壓板、DSP處理及其它小信號(hào)處理芯片使用。+5V電壓同時(shí)經(jīng)穩(wěn)壓管Z2后給光耦電路發(fā)射部分供電，通過(guò)光耦的接收部分接收到的光作為取樣信號(hào)，從VIPER22的3腳FB輸入到芯片，從而去控制開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率，控制電源電壓的穩(wěn)定，起到穩(wěn)壓的作用。該種電源電路由于前后級(jí)是通過(guò)光耦進(jìn)行互相控制，前后級(jí)不共地，稱為冷底盤(pán)機(jī)，這種機(jī)器由于后級(jí)主電路板與市電不相連，維修時(shí)比較安全。維修時(shí)測(cè)量后級(jí)的電壓，一定不能用前級(jí)的接地點(diǎn)，否則所測(cè)電壓始終為0V。

同時(shí)，變壓器電感線圈L右3另一端經(jīng)D7整流C10濾波后輸出+12V的電壓供電機(jī)驅(qū)動(dòng)和音頻功率放大電路使用。這組電源的故障，主要表現(xiàn)為DVD機(jī)有圖像無(wú)聲音，或者是進(jìn)給電機(jī)、主軸電機(jī)或出入盤(pán)電機(jī)不工作。

變壓器電感線圈L右2上端經(jīng)D10整流、C15濾波后輸出-21V的電壓供熒光屏的陰極使用。同時(shí)，經(jīng)R4降壓、-12V穩(wěn)壓管Z1穩(wěn)壓和C17濾波后輸出-12V的電壓供需要雙電源供電的功率放大電路使用。

變壓器電感線圈L右1輸出的脈沖電壓經(jīng)D11整流、C16濾波后分別輸出FP+和FP-電壓給燈絲供電，這個(gè)回路出故障時(shí)，將使燈絲無(wú)電壓、熒光屏不亮。