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韩国现代HSS-100CT数字接收机电源电路原理与维修

发布时间: 2022-03-21 08:22:44 浏览:

韩国现代HSS-100CT数字接收机是进入我国市场较早和社会拥有量较多的机型之一,特别是实施广播电视“村村通”工程后,该机的社会拥有量大幅度提高。本接收机的电源电路主要由5V待机电源电路和主电源电路组成,其电路方框图如图1所示。5V待机电源主要给MCU87C51等供电,主开关电源产生的5、18、12、-12、33V等5组电压给接收机各级电路供电。作者根据实物画出了这两部分电路图,下文详细分析这两部分电路的原理和维修方法。

5V待机电源(5Vs)

5V待机电源电路如图2所示,TOP210是美国PowerIntergrtions公司上个世纪90年代的产品,是TOP开关系列中的一种。TOP210集各种控制功能及耐压700V的功率开关管MOSFET于一体,采用8脚DIP封装。其中5脚是MOSFET管漏极(D极),1和8脚相通,是MOSFET的源极(S极),4脚是完成占空比等控制功能的TOP控制脚C,在正常工作的情况下,MOSFET的占空比随其控制极电源Ic的增大而减小,从而输出电压也随之下降。接通市电后,C6上的300V电压通过开关变压器TF2的1-2绕阻加到MOSFET的D极,由连接在D和C之间的内部高电压开关电流源为C脚提供电流,通过对C12的充放电而形成自激振荡,经脉冲整流滤波后得到5V电压。R27、R28、R19、D16和Q6等构成简易稳压电路,当市电升高时,5Vs升高,Q6基级电压升高,发射极电流减小,因而流过TOP210的C极的电流增大,随之5Vs下降,从而达到了稳定输出电压的目的。当市电下降其稳压过程类似,不再重复。

接收机刚通电时,待机电源工作,除为待机控制电路提供电源外,还为MCU87C51提供电源,因而在接通市电瞬间,87C51的P1口输出信号,驱动面板上的显示屏和指示灯发亮。

5Vs电源的保护电路主要有三个作用:

(1)尖峰吸收保护电路:D10、C15和R23构成尖峰吸收回路,该回路可防止MOSFET在截止期间被反峰电压击穿。

(2)过流保护电路:当MOSFET漏极电流过大时,过流保护电路开始工作,TOP开关会自动切断输出,从而达到过流保护的目的。

(3)过热保护电路:当MOSEFT的结温度超过135℃时,过热保护电路开始工作,TOP开关会自动切断输出,从而达到过热保护的目的。

主电源电路的构成和原理

KA3842B集成电路是本机电源电路的核心,内含基准电压发生器、振荡器、误差放大器、PWM锁存器、脉冲输出级和过流、欠压保护等电路。其适应的市电范围为180~240V,输出电压误差≤1%。由于采用集成电路,该机电源还具有线路简单和小型化的优点。为了给读者在维修该类电路时提供方便,我们先分析KA3842B的各引出脚功能,并在图3中画出它的内部框图。1脚为补偿端,外接阻容元件来补偿误差放大器的频率特性。2脚是反馈端,将取样电压加至误差放大器的反相输出入端,再与同相输入端的基准电压(2.5V)进行比较,产生误差电压。3脚是过流检测端,外接过流检测取样电阻,构成过流保护电路。4脚外接内部振荡器的定时电容和定时电阻。5脚为接地端,6脚是脉冲输出端,8脚是基准电压端,其值为5V。主电源电路如图4所示,下面我们分析各级电路的原理。

1.抗干扰、整流滤波电路 该电路是5V待机电源电路和主电源电路公共部分,图2、图4、图5中的C6为同一只滤波电容,但为了分析问题方便,把该电路列入主电源电路来分析。如图5所示,市电进入接收机后,首先经过压敏电阻DK1,DK1起到超压保护的作用。C1~C4、T1组成抗干扰电路,滤除进入电源电路的高频干扰,经BD1整流后在C6上得到约300V的直流脉动电压。请读者特别注意的是该机采用了负温度系数热敏电阻RT1作限流电阻。在电流刚流过RT1的瞬间,RT1的阻值较大,这就限制了对C6的充电电流。随后由于有电流流过,使其温度升高,从而使其阻值降低。这样不但不影响开关电源的工作性能,而且自身的功耗也大大下降,从而提高了开关电源的安全性和可靠性。

2.启动电路与自激振荡电路启动电路由R16、R3、D1和Q3等组成。当接通市电后,5Vs电压建立,经MCU87C51送出高电平的PCS控制电压,该电压使Q3处于截止状态,300V电压经R16、R3、D1向C7充电。当C7上的电压达到16V时,集成电路U1内部施密特比较器输出高电平,U1开始启动。这时8脚有5V基准电压,该5V电压有3个作用:(1)为U1的内部线路提供工作电压;(2)如图3所示,经内部分压后,取出2.5V基准电压加到误差放大器的正端;(3)通过R15对C10充电。经过一定的延误时间后,4脚内部的振荡器起振。C9、R4用以改善内部误差放大器的频率响应,C8是消噪电容。

U1起振后,从第6脚输出的脉冲信号加在开关管Q1的栅极,在脉冲信号的高电平期间,开关管Q1导通,漏极电流流过开关变压器TF1的初级1-2绕阻并逐渐增大,直至Q1饱和导通。同理,在脉冲信号的低电平期间,开关管Q1截止。这时,开关变压器TF1初级绕阻所储存的能量传输到次级绕组上。

当漏极电流流过初级绕组时,次级3-4绕组所输出的脉冲电压经D9、C7整流滤波后,在U1的7脚得到12V的工作电压。D1在此条件下重新导通,和R3、R16、Q3等,成为待机控制电路的一部分。启动电路与待机控制电路密不可分,是本机电源电路的一个特点。由U1的内部电路图3可知,U1的工作电压不能超过34V。

3.脉冲整流滤波电路开关电源正常工作后,分别经D11、D12、D13、D15、D17和各路滤波电路滤波,分别得出12V(供QPSK解码板)、33V(供调谐器调谐电压)、5V(经三端稳压器降压到+3V,供CL9100芯片用)、18V(经L318转换成18/14V输出,供LNB使用)及-12V共5组电压。读者请注意以下两点:(1)该机小巧的电源板旁有一小巧的散热用的直流5V电扇,其供电取自主电源5V电源,它直观地反映了主电源的工作状况;(2)为满足高频低电压大电流整流的需要,D15选用肖特基管B10A45V,并配备以大块散热片。读者在分析该机电源电路时,切不可理解本电源的两块散热片为主电源和5Vs待机电源开关管的散热片,实际上,另一块较小的散热片为主电源开关管Q1的散热片。

4.稳压控制环路本机的稳压控制环路由取样放大器U5、光耦器U22及U1(KA3842B)等组成。当5V电源因某种原因升高时,U5(KIA431)的R极电压将升高,即U5内的电压比较器同相输入端的电压将超过2.5V,该电压与反相输入端的2.5V基准电压比较后比较器将输出高电平,加大U5内三级管的导通程度,U22的2脚电平将下降;与此同时,升高的5V电源将通过R36使U22的1脚电平下降,这一升一降的结果使流过的U22内发生二极管的电流增大,其内的光敏管导通程度加大,U22的3脚电压升高,这时输入到U1的2脚上的电压增大,U1内误差放大器反相输入端电压将超过2.5V,因而该放大器将提前输出一低电平,该低电平加到电流传感比较器的反相输入端,并使其产生一高电平加到 RS 触发器的R端使其复位, Q=0,Q =1 ,通过或非门使 Q1’导通, Q2’截止,Q1开关管将提前关断,因此降低了开关电源的占空比,使开关电源下降到稳定的电压值。当开关电源的输出电压因某种原因下降时,其稳压控制原理不再重述。该稳压环路还通过R38对12V电源进行取样稳压,其原理与上述稳压原理相同。

5.待机控制电路待机控制电路由待机电源5Vs,87C51输出的PCS控制信号,电子开关Q4、Q5、光耦器U21和Q3、D2、R3、D1及集成电路U1等组成。接收机正常工作时,PCS为高电平,Q4饱和,Q5截止,光耦器U21的1、2脚没有电流流过,光耦器U21内的光敏管及Q3、D2处于截止状态,这时它们对主电源电路的工作没有影响。当机子处于待机状态时,PCS为低电平,Q4截止,Q5和光耦器U21内的发光二极管导通,光耦器4脚为低电平,该低电平一方面通过D2使集成电路U1的1脚为低电平,加到电流传感比较器的反相输入端,使该比较器输出高电平,RS触发器复位,其结果为Q1截止,Q2导通,从而切断了6脚的脉冲输出;另一方面加到Q3的基极使Q3饱和导通,Q3的发射极为低电位,该电位经R3、D1使集成电路U1的7脚电压为零,从而停止了主电源的工作。

6.保护电路

(1)欠压保护电路 当市电低于180V时,启动电源在C7上的电压低于16V,参照图3,这时U1不起振。U1起振后,如负荷加重等原因使U1的工作电压低于11V时,U1也将停振,从而保护了开关电源。

(2)过流保护电路R12是过流检测电阻。如图3所示,当流过Q1源极的电流增大时,R7上的电压将增大。当该电压大到一定程度时,它将通过R12加到U1的3脚内部的电流传感比较器的同相输入端并使其输出高电平,从而切断6脚的脉冲输出,达到了保护开关电源的目的。

(3)尖峰吸收保护电路D8、C14、R21构成尖峰吸收回路,该保护电路可防止开关管Q1在截止期间不被反峰电压击穿。

维修方法

了解和掌握该机电源部分的组成和工作原理,对该机的维修实践大有裨益。下面分三种情况进行讨论。

1.接通电源,保险管马上烧黑这种情况说明电源部分存在严重的短路故障,一般通过在线测电阻值就能很快找到故障。通常在整流滤波电路为压敏电阻DK1、整流桥BD1、变压器T1特别是滤波电容C6击穿;在待机电源部分为TOP210击穿;在主电源部分为Q1击穿。但也有个别情况下用测电阻法不能排除故障,这时用锋利的小刀割断C6与待机电源、C6与主电源的连接线,换好保险管,通电,如果保险管继续烧黑,说明短路发生在整流滤波电路;如保险管不烧断,则分别接上待机电源和主电源,看在接上哪一部分电路时保险管烧黑,即为该部分有严重的短路故障,通过测量和代换等方法就能很快地排除故障。

2.接通电源后显示屏不亮,但小风扇转动正常很明显这是主电源部分正常而待机电源部分有故障,通过测量和代换就能很快地排除故障。

3.显示屏闪烁不停,小风扇不转很明显这是待机电源部分正常而主电源部分有故障,接收机不能进行控制和对信号的处理。这时测U1的7脚电压,如果该电压基本正常,说明起动电路和待机控制基本正常,故障可能就在U1和Q1;若测U1的7脚电压为0,则故障在起动电路或待机控制电路,这时一般为R16开路,Q3、U21的3、4脚击穿短路等。

维修实例

例1:接收机无输出电压。这时检查保险管已烧黑,在线检查5Vs电源开关管TOP210已击穿短路并已炸裂,更换后输出电压正常。

例2:接收机无输出电压。这时检查保险管已烧黑,在线测整流桥BD1、C6开关管Q1及TOP210的直流电阻无异常。为了分清故障的部位,用锋利的小刀割断待机电源和主电源与C6的连线,首先检查整流滤波电路。按原规格换好保险管,通电。但在通电瞬间保险管立即烧黑,与此同时,C6上的圆形盖片飞出,该电容炸裂,更换该电容后故障排除。

例3:接收机显示屏及指示灯不亮。打开机子检查,在通电瞬间,5V散热小风扇转动,但很快就不转了,立即拔出电源插头进行故障分析。显示屏不亮,说明待机电源不正常,而5V风扇转动不久就停转,说明主电源基本正常而待机电源可能有某种不很严重的短路性故障,在这一定程度上影响了U1的正常工作,而使其进入保护状态。在线测出5Vs电源整流管D14已击穿,更换一只快恢复整流二极管后故障排除。

例4:接收机显示屏及指示灯不亮。打开机子检查,发现风扇转动正常,这说明主电源正常而待机电源不正常,这时测5Vs,仅为约1.8V。5Vs电压下降,估计可能为流过TOP210控制极电流Ic增大所致,即Q6可能处于截止状态。在线用10k Ω挡测R27,该电阻开路。用一只1MΩ电阻更换后故障排除。

例5:接收机显示屏亮但总是出现“Wait”并不停闪烁。打开接收机检查,发现小风扇不转。很显然,该故障为待机电源正常而主电源不正常,测主电源各组电压均为0。测U17脚电压为18V,说明起动电路基本正常,待机控制电路正常,测U1 的8脚5V基准电压,发现该电压为0,很明显U1内部电路已损坏,更换一只KA3842B后故障排除。

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