
关于A3机芯的原理和维修技术讨论(跟帖并发表好的经验的有奖)
A3机芯最早出现在采用三洋公司的LA7680机芯上,故而得名,因其电路简洁、效率高、易扩展、易维修,以前曾被各厂家广泛使用。可以说,维修家电的没有没修过A3机芯的,那我们的话题讨论就从这个最基本的A3机芯谈起。
维修讨论就应该先从电源谈起。关于此电源的原理,我在这里简单的说一下。电源电路见下图:
R520、R521、R522为起动电阻,R519、C514、R524、V513、T501的(1)、(2)绕组组成正反馈回路,C514为振荡电容。
V553及周边元件、VD515、V511、V512组成稳压控制电路。R552为取样电阻,VD561为V553的发射极提供基准电压,当电源输出电压过高时,V553、VD515、V511、V512均导通程度增加,使开关管V513的基极被分流,输出电压随之下降;反之,若电源输出电压降低时,V553、VD515、V511、V512均导通程度减少,使开关管V513的基极分流减少,输出电压随之上升。
VD518、VD519、R523组成过压保护电路。另外VD563也为过压保护。
C515的作用:
我们来看如果没有C515会怎样?当某一时刻开关变压器的(1)脚相对(2)脚为正时,一方面(1)脚的电压经R519、C514加到V513的基极,欲使V513饱和,但同时,该电压也经R526加到V512的基极,这样一来,V512饱和导通,而V512饱和导通将迫使V513截止,这就有矛盾了。
再来看加 入C515的情况:同样当某一时刻开关变压器的(1)脚相对(2)脚为正,欲使V513饱和,这时该电压也经R526加到V512的基极,但由于有C515的存在,C515两端的电压不能突变,需经一定时间的延迟,或者说C515有一个充电过程,才会使V512饱和,这样就不会干扰V513的饱和了。显然,C515容量的大小决定了延迟的时间,这样也会影响V513基极脉冲的占空比,同样也会影响输出电压的大小,根据这一点,有人误认为C515是振荡电容,这显然是不对的。
C515的容量大小直接控制着电源管的导通时间,C515最大22N,一般15N,我有一次安装一个33N的实验,开机烧电源管。C515容量的大小决定了延迟的时间,这样也会影响V513基极脉冲的占空比,同样也会影响输出电压的大小。V553及周边元件、VD515、V511、V512组成稳压控制电路。R552为取样电阻,VD561为V553的发射极提供基准电压,当电源输出电压过高时,V553、VD515、V511、V512均导通程度增加,使开关管V513的基极被分流,输出电压随之下降;反之,若电源输出电压降低时,V553、VD515、V511、V512均导通程度减少,使开关管V513的基极分流减少,输出电压随之上升。
开关稳压电源电路
1) 输入电路
220V交流市电在机内首先经过延迟保险丝F501,在进入第
一组共模滤波器L502 、C502 、C501。由于L502采用高导磁心和分段绕制,电感量较大,分布电容小,并且两个绕组绕向一致,流过两个绕组的电流相等、方向相反。因此,从市电进入的双线对称干扰产生的磁场方向相反,互相抵消拟制掉从交流电网进入的对称性干扰。
220V交流市电经第一共模滤波净化后,加到由VD503-VD506组成的桥式整流器,200V交流电压经桥式整流器和C507平滑滤波后,得到约300V的直流电压。整流电压经L503组成的第二级共模滤波器进一步拟制干扰信号后,经开关变压器T511 3-7绕组加到开关管V513的集电极。
2)电源的启动过程
市电经桥式整流、C507滤波后向开关电源供应的300V的直流电。R520 、R521、R524 、R522是启振电阻。开关管启动后,开关电源变压器初级绕组3-7中流过电流,由于电感中的电流不能突变,所以会产生感应电动势,3脚为正7脚为负的感应电压,经过T511耦合,使正反馈绕组1-2端产生1脚为正、2脚为负的反馈电压,反馈电压通过C514、R519、VD517、R524形激烈的正反馈,开关管迅速饱和。但此时开关管中饱和电流很小,原因是电感线圈中电流不能突变。另外,由于变压器初级绕组和反馈绕组的电流比很大,所以基极电流很大,基极电压大于集电极电压,开关管处于深度饱和。
3) 电源的自激振荡
电源启动完成,V513进入饱和状态。由于V513进入饱和通
状态,基极电流失去对集电极电流的控制作用,正反馈停止。这时反馈电压经R519 R524 V513基极给C514反向充电或者说C514放电,由于R520 R521均为120K由于阻值较大,300V经启振电阻提供的给V513的基极电流太小,不能维持V513的饱和和导通,V513的饱和导通状态靠C514的反向充电时间常数决定了V513的导通时间的长短。随着C514反向充电电流减小,V513的基极电流减小,V513饱和导通的深度下降,集电极电流减小,经过一段的放电时间。V513的基极对集电极从新启控,V513进入放大区工作。这时由于基极电流减小,集电极电流下降,在3-7绕组上的感应电压极性相反,产生3脚为负7脚为正的感应电压。经变压器T511耦合,正反馈绕组1-2上的感应电压也相反,产生1脚为负2脚为正的反馈电压。即这时反馈电压为负压,反馈电压经R519 C514 R524提供反向偏置电压,使V513基极电压更低,这个反馈过程使V513很快进入截至状态。在V513截至后,整流器输出电压以及反馈电压给C514正向充电。充电路径是R520 R521 R533 C514 R519以及开关变压器1-2绕组到热地,使C514上的电压上升,V513基极电压也随之上升,经过一段时间的反馈过程V513的发射结有原来的反向偏置转为正向偏置。重复上述过程V513很快有进入饱和导通状态。V513截至期结束,V513截至时间有C514的充电时间常数决定。V513按上述方式由饱和导通到截至,由截至又到饱和导通,周而复始的进行,开关稳压电源产生自激振荡。
在V513截止期结束时,C514充有上正下负电压,电压大小约为正的0.7。VD517反偏而截至。当V513进入饱和状态后,C514放电,电压下降,但保持上正下负的极性,故VD514不会导通。在电路设计时,合理选择电路参数,保证VD517导通前V513正进入放大状态,饱和导通时间结束。
4) 控振荡及稳压原理
为了稳定开关稳压电源输出电压,必须使开关稳压电源的振
荡处于受控状态,不能自由振荡。受控状态是通过将主电压受控到130V或110V取样电压放大,经光耦合成N501隔离耦合在经V511 、V512控制开关管V513的导通时间来实现的。光电耦合器实际上就是一个自动可调的电位器。来控制后级电路输出稳定的电压。
5) .控置电路
从CPU15脚输出待机控制脚,控制V703基极的电压从而控制V552的导通和截至来控制本机的24V、12V、5V的输出,从而控制本机小信号集成电路的供电。
6) 主要元件的作用
1、 v553是稳压控制检测管。V553根据+B130V输出电压
的高低,决定自己的电流大小,将电压的高低情况通过光耦VD515反馈给V511和V512根据此情况决定自己对开关管基极电流的分流大小,从而决定下周振荡时开关管基极电流的大小,也就是决定饱和程度,达到稳压的目的。
2、 VD519二级管的作用
VD519是稳压电路的一部分;电源电压升高使反馈绕组电压升高。到一定程度时VD519导通。此导通电流控制V512电流增大,使开关管基极电流没有减小,缩短了开关管的导通时间,输出电压降低。VD519电路是稳压控制的粗调部分,在V512的 值足够大时,去掉光耦VD515,仅使VD519电路起作用,在220V电压正常时,+B电压为150V。这时V512的 值很重要。如果V512的 值低,此时+B电压会高到200V。V511电路的稳压控制是在VD519电路的粗调基础上进行的。V511电路的调整为细调,细调作用将+B电压调整在额定值。VD519电路和V512的 值共同将稳压范围上限提高。另外,V512的 值共同将稳压范围上限提高。另外,V512的 值和其静态电流设计合理时,可以扩展稳压范围下限。
但220V电压升高或降低超过V511管的调整极限时,V511管就会饱和而失去控制作用。一些机器常烧开关管就是因为V512使用了低 值管,或者根本装VD519电路。屡烧开关管故障多在电压不稳定地区发生。
正确认识三极管的饱和
三极管饱和后,1、集电极和发射极之间的压降很低;2、集
电极和基极之间电压处于正偏状态。判断三极管在电路中是否已经饱和,测量上述两个电压就可以。三极管的饱和电流大小取决于电源电压和集电极负载,当电源电压固定以后,仅决定于负载的阻抗。负载阻抗大,饱和电流小;负载阻抗小,饱和电流大;三极管仅起一个“开关”作用,而基极电流的作用是使“开关”良好导通。
控制管饱和是一种危险状态,由于饱和后失去控制作用不但不会使+B输出电压降低,而是使+B输出电压升高。
实验:减小VD519电路的限流电阻R523的阻值小于6.8kΩ时,会出现带负载能力差故障。
3、 V511管有两路电源
一路为R520、R521,主要是开关管截止时间向V511
供电,此时V511管集电极和发射极两端的压降大小,能控制开关管的基极电压大小,决定开关管何时启动;另一路是反馈绕组通过VD514隔离、C513充电,在开关管导通时间向V511管供电,控制开关管导通时间的长短。前者不需要控制V512,而直接控制开关管基极电压,需要的控制电流较小;后者是控制V512的基极电流,需要的电流较大,有些A3机心彩电的开关电源中没有装C513,会使稳压范围上、下限收缩,维修人员在维修此类机型时,需要对C513进行增补。另外,此电路中VD514如漏电,开关管V513基极和V511管发射极失去了隔离,+B电压不稳,出现锯齿形光栅。
4、 C515的作用
不装C515或C容量偏小时,开机后开关管没有及时导通,V512已经导通,使开关管难启动,C515的作用是使V512延迟导通,有利用开关管启动。但一些A3机心开关电源中V512使用了低 值管,减小了C515的容量后,并不影响开关管启动。
5、 VD516的作用
是开关截止时,反馈绕组1负2正的电压向C515反向充电,或者说让C515原来的正充电电压放电,有利于开关管下一周期的启动。由于VD516的作用,V512的基极电压为负值,这个负值电压是判断开关电源工作情况的重要依据。220V市电电压正常,V512的 值正常,以及无信号时,V512基极电压为-1。2V左右,集电极电压约为-0.9V处于集团放大状态;如果市电电压明显偏高或负载变轻,此电压向饱和状态转变,V512的基极负电压变小,且变化幅度大于集电极电压的变化幅度;如果市电电压明显低于220V或负载变重,此电压截止状态转变,V512的基极负电压变大,变化幅度也同样大于集电极电压;如果稳压电路有故障使V511、V512管静态电流变大,+B输出电压变低,V512基极电压为-2~-2.2V,而集电极电压-1.6~-2V,反偏0.5V左右。上述负压的增大或减小,是稳压电路“努力”稳压的结果。
VD516有效故障后,不再遵循上述变化规律。
市电220V电压正常时,引起+B电压低的故障大多是V512的静态电流大。此时如果测量V512基极电压在-2V以上,可查出C515的容量变小,V511、V512管的下偏置电阻R511、R515阻值变大,或者V512管上偏置电阻R526以及VD519电路限流电阻R523的阻值变小,上述电路有故障后,无信号时和有信号但亮度低时能稳压;而高亮度时,+B输出电压降低,即带负载能力差。这是因为稳压电路仍能工作,但V512管的静态电流太大。
引起V512管静态电流大,+B输出电压低的第二种情况是检测管V553电路有故障。
引起+B输出电压低的第三种故障原因是开关变压器次级有短路。如果整流二极管短路、变压器线圈短路,影响的是开关管启动和导通,故障是又一种情况。
引起+B输出电压低的情况还有另一种,即市电电压低,此方扣边的内容讨论些问题。熟悉以上V512基极电压和光耦中二极管两端压降的各种情况,对检修+B输出电压低故障很有帮助。
6、 R524的作用
A3机心以及三洋83P机心,东芝X56P机心的开关电源没有定时元件,其原因是启动电容两端并联了三极管VD517,反馈电压通过二极管直接加给开关管基极,使启动电容的充放电时间常数失去了任何意义。在RC振荡电路中,振荡电窜两端一旦并联了二极管,振荡电路会立即停振。另外,启动电容514为0.1 μ F、R529阻值小于100Ω,其时间常数和开关电源的振荡频率40kHz根本不符合。C514反馈电容仅仅起启动作用,这一点在本文自由振荡过程一段中已说明。有些文章说R524是定时元件,这没有一点根据,R524的作用是确定稳压范围上、下限。R524阻值大、开关管基极电流小,可以提高上限,但下限压缩,容易发生市电电压低时烧开关管故障。
1、交流220V电压经开关IS501、保险丝F501、互感线圈L501,然后由桥式整流输出300V直流电压。
3误差检测管V551的基极经分压电阻接在+115V上,因V551的发射极接VD561嵌位在5.6V为V553的发射极提供基准电压,由V551的集电极输出误差信号。当电源输出电压过高时,V551导通程度增加,导致光耦内阻减小。
4、经光电耦合器(简称光耦)VD515反馈到V511,V511的集电极输出控制V512,经V512控制开关管的脉冲宽度进行稳压控制。当电源输出电压过高时,光耦内阻减小V511、V512均导通程度增加使开关管V513的基极被分流,输出电压随之下降;VD518、VD519、R523组成过压保护电路。另外VD563也为过压保护。该图中的c5l5的作用是使V512延迟导通,有利于开关管启动
开机、待机控制信号加到V552基极,由V552分别对V551,V554进行控制,从而控制+26V、+12V和+5V电压的输出。