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采用TEA1523芯片的机顶盒开关电源原理与检修
日期:2011-9-5 7:48:02 阅读:   来源:余俊芳

TEAl523是飞利浦公司专为机顶盒及影碟机开关电源推出的一款低功耗、高性能开关电源控制芯片。

以它为主构成的开关电源具有电压适应范围宽(80V一275V)、保护功能完善及开关变压器自动退磁功能;因而被众多机顶盒和碟机生产厂家所采用。下面以东仕IDS-2000F型卫星数字电视机顶盒开关电源为例(见附图),介绍以该芯片为主构成的开关电源原理与常见故障检修方法。

一、工作原理

市电经电源开关s、保险管Fl进入由Cl、LFl组成的抗干扰电路。滤除干扰后,送人由Dl →D4构成的桥式整流电路整流,由C2滤波后获得近300V直流电压。此电压经开关变压器①、②绕组、电感Ll加至ICl(TEAl523P)的⑧脚(启动电源/输入过压保护,开关管D极),内部启动电路得电启动,振荡器开始工作,其振荡信号经整形、放大后送至内部开关管G极、使之工作于开关状态。于是IC1⑧脚有脉冲电流流出→开关变压器①、②绕组有脉冲电流通过→次级.绕组均有感应电压产生。.其中③、④绕组的感应电压经VD7整流、R5限流、C5滤波后得到约20V电压送至ICl电源端①脚,取代⑧脚供电,使振荡器SHICl内.相关电路正常工作。振荡器频率由C3、R6数值决定(在附图所示数值时开关电源工作频率为100kHz)。开关变压器⑤脚、⑥脚、⑧脚输出的感应电压经各自的整流滤波电路处理后,分别输出+30V、+12V、+5V电压。其中+5V电压再经VDl2、VDl3和R12降压后输出+3.3V为机顶盒中数字解码芯片供电。当某种原因使电源输出电压升高时,开关变压器⑧脚VDll输出的+5V电压也升高,经R9加至精密取样集成电路IC3的R极电压升高→其K极电位下降→流过光耦器IC2内部发光二极管电流增大→内部光敏三极管c、e极内阻下降→ICl④脚电位上升→内部脉宽控制电路使加至开关管的激励脉冲宽度变窄→开关,管导通时间变短→输出电压降至额定值。反之亦然。该型开关电源的保护电路有:

1.过压保护:由K4、C6、VD6组成尖峰脉冲吸收电路,它可有效保护TEAl523P内部场效应开关管在截止时不被尖峰脉冲所击穿。当稳压环路出现故障,使电源输出电压升高时,其开关变压器③、④脚绕组输出电压也同时升高。当经VD7整流后的输出电压大于22V时,稳压管VD5会齐纳击穿→使ICl④脚电压大于0.5V(还有第二个途径是经光耦器中光敏三极管使ICl④脚电位升高) →ICl内部输出过压保护电路动作→开关电源无输出。另外,当输入电压大于280v时,加至ICl⑧脚的直流电压会达到380v →内部输入过压保护电路动作→开关电源停振。

2.过流保护:ICl⑥脚外接电阻R2、R3为过流保护检测电阻。当负载过载引起过流时,R2、R3两端电压太于0.5V时,其内部电压比较器2输出高电平,强迫开关管关断,电源无输出。

3.短路保护:当负载短路或电源输出电压滤波电容击穿,使IC l⑥脚电压大于0.75V时,其内部电压比较器3输出高电平,强迫开关管关断,电源无输出。

4.过热保护:当芯片内部温度达到160oC时,内部过热保护电路将动作,使开关管截止,电源无输出。

二、故障检修

从检修实践看,本开关电源常见故障是开机后电源无输出。这既有电源本身的原因,也有保护电路动作的可能。该故障的检修思路是:先查IC l⑧脚是否有+300V电压,若没有,说明故障在输入、整流、滤波电路。常见是电容C2或C6击穿,导致保险管Fl熔断。若电压正常,可断开电源开关,在IC l⑥脚对热地接→电压表后试机。若⑥脚电压升至0.5V以上,然后再降至零,说明故障系电源输出过流所致。可拔掉电源输出插头再试,如果电源不再保护,则表明负载存在问题。可将负载逐→断开确定,然后加以排除。

如果拔掉输出插头电源仍保护,显然是电源输出滤波电容或稳压管击穿。由于总共只有三路输出,检查应不困难。若在上述检查中IC l⑥脚电压低于0.5V,则说明故障不是过流保护所致,故应怀疑故障是否因过压保护所致。可在IC l④脚对热地接→电压表,然后试机。如果在开机后该脚电压升至0.5V以上,然后再降为零,这表明电源无输出是过压保护所致。并应对稳压环路元件(包括IC2、IC3及它们的周边元件)进行认真检查。若在上述检查中ICl④脚电压并未达到0.5V,则表明故障在开关电源本身。此时可先对IC l外围元件(比如C3、iK6、C5等)用替换法进行检查。如果故障依旧,就应怀疑IC1 本身是否已损坏。为方便大家检修,附表给出了IC l各引脚功能与正常情况下在路实测数据,供维修时参考。