電源厚膜塊STR-G9656

STR-G9656是日本三肯公司在2003年繼STR-G8656后推出的一款開關(guān)電源厚膜塊，它采用5端SIP絕緣模塊封裝，采用了onchipTrimming技術(shù)，可工作于ORC(準(zhǔn)諧振)和PRC(低頻關(guān)斷時間一定，脈寬可控)兩種工怍方式。圖1是它的內(nèi)部電路框圖。它與STR-G8656相比，除具有過流、過壓保護(hù)功能外，其工作頻率可達(dá)150kHz，IC的啟動電壓(啟動電流)更低(最低工作電壓為14V，而STR—G8656為16V)，內(nèi)部功耗更小，效率更高，電源適應(yīng)范圍更寬(為130～270V)，輸出功率更大(最大可達(dá)300W)，故被廣泛應(yīng)用于大屏幕彩電。創(chuàng)維的5T36、6D91-97機(jī)芯、海信TC2902HD、TC2918D、TCC3419D、TF2902DF、TF2918DH、TF3406DH等彩電上均有應(yīng)用。下面海信TF3406DH彩電為例(見圖2)，具體介紹STR—G9656的工作原理。

1．啟動振蕩
在接通電源開關(guān)后，市電經(jīng)C501、L502、C502～504濾波，R505限流后，被送至由VD501～504構(gòu)成的橋式整流器的交流輸入端，經(jīng)全波整流后，又由L503、C510濾波，然后經(jīng)開關(guān)變壓器T501①-④繞組、L510加至開關(guān)電源厚膜N501(STR-G9656)的①腳(內(nèi)部大功率場效應(yīng)開關(guān)管的D極)。與此同時，市電還經(jīng)VD501～504構(gòu)成的橋式整流器半波整流，由R507降壓限流，C514濾波后得到≥15V的工作電壓，于是內(nèi)部的工作電路得電，其振蕩器開始振蕩，其振蕩脈沖經(jīng)整形及放大后，被送至內(nèi)部場效應(yīng)開關(guān)管的G極，以控制開關(guān)管工作于導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)。于是在T501的①～④繞組中形成大小、方向時刻變化的脈沖電流。由于電磁感應(yīng)，在開關(guān)管截止期間，開關(guān)變壓器次級各繞組感應(yīng)的脈沖電壓經(jīng)各自的整流旅波系統(tǒng)變成直流電壓后對各自的負(fù)載供電。其中T501次級繞組15腳輸出的感應(yīng)電壓經(jīng)VD541整流，R540限流，C542濾波后獲得約16V電壓。然后分成兩路，一路經(jīng)R542送至三端穩(wěn)壓器N504(L7805)，經(jīng)穩(wěn)壓后的5V電壓作為超級芯片(TMP8829)中CPU的工作電源和存儲器N202(AT24C08)的工作電源；另一路經(jīng)R543送至穩(wěn)壓管V541 c極，經(jīng)穩(wěn)壓后其e極輸出9V，送至TMP8829中的17腳作為行掃描電路工作電源，同時還經(jīng)R217降壓為3．3V，送往TMP8829的25腳，作為內(nèi)部數(shù)字電路工作電源。T501次級繞組13腳輸出的感應(yīng)電壓經(jīng)VD561整流、C562濾波后獲得+B130V電壓，被送往行輸出電路和高頻頭的調(diào)諧電路。T501次級繞組的18腳輸出的感應(yīng)電壓經(jīng)VD581整流、C582濾波后獲得26V電壓，被送往NA01(CD8256CZ)⑨腳，作為伴音功放電路NA01的工作電源。當(dāng)開關(guān)電源啟動后，T501的次級⑦-⑧繞組的感應(yīng)電壓經(jīng)VD511整流，C514濾波后，得到約18V電壓，一路送住N501的④腳，代替啟動電源繼續(xù)對IC內(nèi)的電路供電，另一路加至光電耦臺器的④腳，作為光電耦合器內(nèi)光敏三極管C極電源。
2．穩(wěn)壓控制
本機(jī)采用次級穩(wěn)壓方式(該IC還可采用初級穩(wěn)壓方式)，由RP561、R566、精密誤差取樣ICN503(TL431)、光電耦合器N502(HS817)、電源厚膜塊N501等完成穩(wěn)壓任務(wù)，當(dāng)某種原因(比如音量減小、畫畫亮度變暗等)而使電源輸出電壓升高時，開關(guān)變壓器次級各繞組輸出電壓相應(yīng)升高，其中15腳繞組輸出的16V電壓也不例外。
顯然，加至光耦器①腳內(nèi)部發(fā)光二極管正極)電壓升高，由于加至精密誤差取樣IC的控制極電壓也相應(yīng)升高，于是流過光耦器中發(fā)光二極管電流增加，發(fā)光強度增大，次級光敏管內(nèi)阻變小，加至電源厚膜塊N501的⑤腳電壓升高，使開關(guān)管提前截止，導(dǎo)致開關(guān)管的導(dǎo)通時間變短，輸出電壓降至正常信。反之亦然。TP561(20k)為輸山電壓調(diào)整電阻。
3．保護(hù)電路
(1)過壓保護(hù)
1)市電輸入過高保護(hù)
當(dāng)市電輸入電壓超過270V時，壓敏電阻R502(ERZ14V471K)將擊穿，于是將熔斷保險管F501(4A250V)，從而起到保護(hù)作用。如果R502失效，經(jīng)橋式整流器半渡整流，C514濾波后，加至N501④腳的電壓也會升高，達(dá)到過壓保護(hù)電路的動作閾值時，同樣會使內(nèi)部過壓保護(hù)電路動作，電源無輸出。與此同時，經(jīng)橋式整流器后過高的電壓，也會通過R511將VD514(6．8V)齊納擊穿，使N501⑤腳電壓升至3V以上，導(dǎo)致內(nèi)部的比較器Vth2翻轉(zhuǎn)，振蕩器處于鎖定狀態(tài)。這是多重保護(hù)措施。
2)電源輸出過壓保護(hù)
當(dāng)電源的穩(wěn)壓系統(tǒng)失效而使電源輸出過壓時，開關(guān)變壓器次級各繞組電壓將大幅升高，當(dāng)然T501⑦-⑧繞組也不例外，于是經(jīng)VD511整流、C514濾波，加至N501④腳電壓大幅升高，使過壓保護(hù)電路動作。另外，經(jīng)VD512整流，C517濾波的電壓必升高，隨之VD513擊穿，并經(jīng)R513、VD517加至N501⑤腳，使內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn)，使振蕩器處于鎖定狀態(tài)，整機(jī)得以保護(hù)。這是雙保險措施。
3)開關(guān)管尖脈沖吸收保護(hù)
在N501內(nèi)部開關(guān)管截止時，加在內(nèi)部開關(guān)管D極的反峰電壓較高，為了使開關(guān)管免遭過壓擊穿，電路設(shè)置了雙重保護(hù)，一是直接在開關(guān)管D極加接了尖脈沖吸收電容C513和分壓電感L510；二是在T501的①-④繞組并聯(lián)了由VD510、C511、C512、R508、R509等構(gòu)成的尖脈沖吸收(諧振)電路。其原理是，當(dāng)開關(guān)管截止時，T501①-④繞組產(chǎn)生的尖脈沖極性是④正、①負(fù)，此時，VD510導(dǎo)通，加在開關(guān)管D極的尖脈沖高壓將通過VD510、C511、R508、R509泄放，有效地保護(hù)N501內(nèi)場效應(yīng)開關(guān)管免遭過壓擊穿。另外，C512、C511兩端的電壓極性在開關(guān)管導(dǎo)通時是上正、下負(fù)，在開關(guān)管截止時，是下正，上負(fù)，使電流經(jīng)①-④繞組、C512、C511形成諧振回路。

(2)過流保護(hù)
1)啟動防沖擊保護(hù)
為了防止在冷機(jī)啟動時大電流對整流橋與開關(guān)管的沖擊，在VD501—504的輸入回路中串人了限流電陽R505，在輸出回路中串入了L503，它們都能有效抑制開機(jī)時的瞬時大電流沖擊。
2)輸出過流保護(hù)
當(dāng)負(fù)載輸出過流時，流過開關(guān)管S極電流必增大，也就是S極所接取樣電阻R517、R518上端電壓必升高，內(nèi)部反饋電流也增大，使R516壓降增大，導(dǎo)致N501⑤腳鋸齒波電壓上升，當(dāng)達(dá)到動作閾值3V時，內(nèi)部的Vth2比較器翻轉(zhuǎn)。順便指出，若是X射線過量或高壓漏電時，都會使行輸出變壓器T401⑧腳電壓下降，從而使N2019腳電壓下降。當(dāng)?shù)陀趧幼鏖撝禃r，N201內(nèi)部保護(hù)電路將使N2019腳輸出待機(jī)低電平，從而使開關(guān)電源處于侍機(jī)狀態(tài)，電源輸出電壓降至正常值的1／2左右。
4．待機(jī)控制
當(dāng)按下待機(jī)鍵時，超級芯片N201(自行掩膜后型號為HISENSE8029-1)64腳輸出低電平，于是V543截止→V542導(dǎo)通→V541因b極被接地呈低電平而截止，切斷了送住N201 17腳行振蕩電路9v工作電源和25腳數(shù)字電路的3.3V工作電源。因行、場振蕩電路均無信號輸出，故熒屏呈黑屏。同時，因V562截止，R569兩端壓降減小，使經(jīng)R563加至光耦器①腳電壓升高，致使流過光耦器中二極管電流增大→光敏三極管內(nèi)阻減小→N501⑤腳電位大幅上升，使內(nèi)部振蕩器進(jìn)入PRC狀態(tài)，頻率約為20kHz，輸出電壓降為正常值一半，整機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，此時僅保留N201內(nèi)CPU及存儲器正常的5V供電。該IC引腳功能及在海信TF3406DH彩電上實測數(shù)據(jù)見附表。