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显示器常见开关电源的原理与维修
□周永胜(重庆工业高等专科学校,重庆400050)
中图分类号:TN943. 6 　　文献标识码:A 　　文章编号:1007 - 7022 (2002) 16 - 0087 - 04
　　显示器电源一般采用他激式开关电源,控制芯片
大都采用UC3842 或KA3842 ,开关管一般采用功率型
场效应管,典型电路如图1 所示。该电源结构简单,工
作稳定,但维修实践中发现,开关电源的故障率较高,
占显示器故障的50 %左右。
1 　交流输入与300 V 直流电压的形成
1. 1 　市电输入电路
由SW,F501 ,C501～C504 ,L501 构成。SW 是总电
源开关;F501 为延迟型交流保险管;其余元件组成高
频滤波器,可防止电网与开关电源相互干扰。
这部分电路的常见故障是保险管烧坏,如管内不
发黑,可能是由电网电压波动引起,更换1 只即可。但
通常是由电路短路引起,特别是管内发黑时,说明有严
重的短路故障,需查明原因再更换保险管。另外,电源
开关因频繁使用,易出现接触不良故障,高频滤波电容
C501 ,C502 也会偶有击穿损坏。
1. 2 　消磁电路
由消磁电阻和消磁线圈串联构成。消磁电阻是正
温度系数热敏电阻,它在常温时阻值较小,一般约为
10～40 Ω 。在接通电源开关的瞬间,消磁线圈中的电
流较大,由于消磁电阻逐渐升温,阻值逐渐增大,消磁
电流逐渐减小,在一两秒钟内即可将显像管周围的剩
磁消掉。PTC501 为三端消磁电阻,其内部还有1 只热
敏电阻并联于220 V 电源两端,常温时阻值一般约为
几百Ω ,起辅助加热作用。有的节能型显示器消磁电
路由显示器中的CPU 通过继电器进行控制,开机瞬间
消磁完成后,即与220 V 完全断开,但在使用中途还可
随时消磁。
消磁电路的常见故障为消磁电阻被击穿或阻值增
大,前者会引起烧保险,后者则使消磁功能失效,屏幕
周围出现不均匀色斑。消磁电阻可用标称阻值大一些
的应急代换,也可用两端的代替三端的。另外,消磁线
圈也可能匝间短路而引起烧保险。
1. 3 　桥式整流滤波电路
由R501 ,BD501 ,C506 构成。R501 为小阻值、大功
率电阻,可减小开机瞬间的冲击电流,它容易出现开路
故障。C506 为高压滤波电容,正极电压约300 V ,因电
源部分温度较高,其电解液易干涸,造成容量减小,使
屏幕出现扭曲干扰并发出“吱吱″声。容量如完全消
失,较高的浪涌电压有可能击穿电源开关管。此外,整
流桥中的二极管有时出现击穿或开路的故障,可用
1N4007 ,1N5408 等分离二极管代换。为了安全,断电
检修时应当先对C506 等大电解电容进行放电。
2 　开关振荡及稳压电路
2. 1 　启动电路
由R506 ,C512 构成。在开机瞬间,300 V 电压经
R506 对C512 充电,当充电电压达到一定值时(约16
V) ,芯片才能启动工作,因此,R506 常称作启动电阻,
它是一个故障率很高的元件,一般都是阻值增大或开
路。此时,黑表笔接300 V 端,红表笔接芯片⑦脚,测
得的电阻值大于68 K,并且开机后测芯片⑦脚无电
压;有的显示器关机后300 V 电压因无泄放电阻而下
降缓慢。
2. 2 　振荡电路
由R512 ,C515 ,R509 等构成。芯片启动后,从⑧脚
输出5 V 基准电压,对C515 充电,通过芯片内部电路
形成振荡,在④脚形成幅度约2 VP - P ,周期约20μs 的
锯齿波,自由振荡的频率由R512 的阻值和C515 的容
量共同决定。该电路的故障较少见,但如果R512 开
路,C515 开路或短路,R509 开路,将使开关电源不振荡
而无电压输出。
2. 3 　同步电路
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《中国有线电视》2002 (16) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHINA CABLE TELEVISION 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?维护与维修?
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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周永胜:显示器常见开关电源的原理与维修　　　　　　　　　　　　　　　　《中国有线电视》2002 年第16 期
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　　由C516 ,R515 ,R528 ,D506 构成。从行输出变压
器反馈绕组取出约15 VP - P 行频脉冲, 经过C516 ,
R515 ,D506 进入振荡电路,使开关电源和行扫描电路
频率相同,以减小开关电源对视频信号等的干扰,也使
电源工作更稳定。该电路的故障较少见。
2. 4 　开关管及其驱动电路
由IC501 ,R510 ,R508 ,D507 ,ZD501 ,Q501 构成。振
荡电路工作后,由芯片⑥脚输出幅度约15 VP - P的方波
脉冲,通过R510 进入开关管Q501 的栅极,使其工作于
开关状态。由于电感的自感和互感作用,在开关变压
器各绕组形成脉冲电压。
该电路中开关管击穿的现象较常见,损坏原因有:
本身质量差、散热不良、驱动脉冲过强或过弱、频率过
低、保护电路异常、开关变压器不良等。R510 阻值增
大或虚焊, ZD501 漏电是引起激励不足的主要原因。
当开关管击穿后,必烧保险管,也可能殃及基极和发射
极电阻乃至芯片。所以,当发现开关管击穿后,必须同
时考虑到另两个因素:一是有哪些元件被连带损坏;二
是开关管损坏的原因是什么,这是维修各种开关电源
的重要经验之一。对于屡损开关管的故障,需要检测
其驱动脉冲是否正常,通常可以在断开市电后,在芯片
⑦脚和⑤脚间外加17 V 直流电压,再对4 ,6 脚脉冲和
各脚电压进行检测。
当开关管及其周围电路有某些开路性故障时,如
R510 开路、Q501 虚焊等,会使开关电源无直流电压输
出或输出电压极低,芯片各脚电压会有规律性的高低
变化。这是一种典型的故障现象,说明启动电路和振
荡电路工作正常,但芯片⑦脚不能从开关变压器⑤脚
获得持续且足够的供电电流,电源只能反复启动、停
止。另外,当ZD501 短路、开关变压器初级绕组或反馈
绕组局部短路时,也会有同样的故障表现。
2. 5 　稳压控制电路
由D504 , C512 , R511 ,VR501 , R514 等元件构成。
开关变压器⑤脚脉冲经R531 限流,D504 整流,C512 滤
波后,得到约18V 直流电压,它一方面对芯片⑦脚持
续供电,另一方面作为取样电压,经R511 ,VR501 ,R514
分压后进入芯片的误差电压输入端②脚,与内部2. 5
V 基准电压比较后,再控制⑥脚输出脉冲的宽度,从而
自动稳定开关电源的各路输出电压。C526 ,R529 可改
善稳压控制的反应速度。R513 ,C513 用于设置芯片内
误差比较放大器的闭环增益和频率特性。
该电路常见故障是,使用多年的显示器VR501 中
心触点会接触不良,导致各输出电压降低或不稳。根
据稳压原理可知,C526 漏电,R514 阻值增大会使输出
电压偏低,R511 阻值增大会使输出电压偏高。另外,
D504 ,R531 开路时,也会使开关电源反复启、停变化。
3 　开关管保护电路
3. 1 　过流保护电路
由R504 ,R505 ,R530 , IC501 组成。当开关管导通
时,其发射极电压逐渐升高,当反馈到芯片③脚的电压
达到1 V 时,其内部电路动作, ⑥脚停止开关脉冲输
出。可见, ⑥脚输出脉冲的宽度同时受控于②脚和③
脚的反馈电压。正常情况下,R504 两端的电压波形为
1 VP - P以下的锯齿波。R530 阻值较大,一方面可提高
过流保护的灵敏度;另一方面在关机后为300 V 电压
提供泄放通路,但许多显示器中都没有这只电阻。
该电路中R504 常出现阻值增大或开路的故障,从
而引起过流保护电路动作,无输出。
3. 2 　欠压保护电路
当芯片⑦脚电压低于16 V 时,整个电源不启动、无
输出;在启动工作以后,如果⑦脚低于10 V ,电源也停止
工作。这两种情况都可避免开关管因激励不足而损坏。
3. 3 　过激励保护电路
开关管基极有1 只18 V 的稳压二极管,它可将驱
动脉冲的峰值限制在18 V 以下,防止开关管过激励损
坏。另外,当300 V 高电压因开关管击穿而窜入基极
回路后,ZD501 被击穿,对芯片具有保护作用。不过,
当ZD501 出现漏电故障时,开关管会因欠激励而损坏。
3. 4 　尖峰吸收电路
在开关管由导通变为截止的瞬间,由于初级线圈
的自感作用,会在开关管漏极形成很高的尖峰脉冲,容
易击穿开关管。该脉冲经D501 ,D502 分别对C507 ,
C508 充电,从而被削弱,保护了开关管。在开关管导
通期间,C507 ,C508 再经过R502 ,R503 放电,以便下一
周期继续吸收尖峰脉冲。可见,该机的尖峰脉冲吸收
电路共有两套,D501 ,C507 ,R502 组成第一套,D502 ,
C508 ,R503 组成第二套,前者的电容量较大,起主要作
用,它还可抑制振铃干扰;后者只对尖峰脉冲起辅助吸
收作用。在有的显示器中,第二套电路被去掉,有的则
简化为在开关管D ,S 间并联一只几百皮法电容。
这部分电路(特别是第一套电路) 如出现开路性故
障,会不定期烧毁开关管等元件。也曾见过因C508 被
击穿而烧保险管的故障。
4 　脉冲整流电路
在开关管截止期间,开关变压器各次级绕组的脉
冲电压,通过二极管整流、电容滤波,得到多个高低不
同的直流电压,供给电源中不同的部位。这部分电路
的常见故障有:整流二极管击穿、开路或虚焊;电容容