電視機課程設(shè)計--采用厚膜str-5412組成彩色電視機開關(guān)電源電路設(shè)計_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  采用厚膜STR-5412組成彩色電視機開關(guān)電源電路設(shè)計</p><p><b>  摘 要</b></p><p>  這次我們做的是彩色電視機的開關(guān)電源方面的設(shè)計,自開關(guān)穩(wěn)壓電源問世后,在很多領(lǐng)域逐步取代了線性穩(wěn)壓電源和晶閘管相控電源。本次設(shè)計其主要內(nèi)容包括一些基本電路,詳細說明了開關(guān)穩(wěn)壓電源電路的穩(wěn)壓電路、開關(guān)變壓器、保護電路和振蕩電路等,

2、還有用厚膜STR-5412模塊組成的彩色電視機開關(guān)電源的內(nèi)容。這些開關(guān)電源的效率高,性能好,可靠性好,更能促進彩電開關(guān)電源的發(fā)展與進步。</p><p>  關(guān)鍵詞:開關(guān)電源,STR-5412,穩(wěn)壓電路,振蕩電路</p><p><b>  目 錄</b></p><p>  1 開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理1</p><p&

3、gt;  1.1開關(guān)穩(wěn)壓電源的功能1</p><p>  1.2開關(guān)穩(wěn)壓電源的特點1</p><p>  1.3開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類2</p><p>  1.4開關(guān)電源的基本組成5</p><p>  2 厚膜STR-5412的集成電路6</p><p>  2.1整流濾波電路7</p>&l

4、t;p>  2.2 開關(guān)振蕩過程7</p><p>  2.3 穩(wěn)壓原理8</p><p>  2.4 消磁電路8</p><p><b>  總結(jié)10</b></p><p><b>  致 謝11</b></p><p><b>  參考文獻1

5、2</b></p><p>  1 開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理</p><p>  其開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本框圖如下圖1所示</p><p>  圖1 開關(guān)電源基本電路框圖</p><p>  1.1開關(guān)穩(wěn)壓電源的功能</p><p>  在彩色電視機中,開關(guān)電源電路220V,50HZ的交流電轉(zhuǎn)換成電壓穩(wěn)壓的直流電

6、源,供給電視機各個功能電路使用。它的性能好壞直接影響到整機的電路的工作質(zhì)量,因此對開關(guān)電源電路提出了較高的要求,可以概括以下幾點。</p><p>  其一,有良好的穩(wěn)壓特性,電網(wǎng)電壓在一定范文內(nèi)變化或電源負載變化時,輸出的電壓應基本不變。</p><p>  其二,紋波電壓小,輸進的交流電壓經(jīng)整流,濾波和穩(wěn)壓后,紋波越小越好,一般要求紋波小于今為5-10MV。</p>&l

7、t;p>  其三,電源內(nèi)阻小,負載能力越強,即輸出電壓受負載變動的影響越小,一般要求電源內(nèi)阻應小于3歐姆。</p><p>  其四,受環(huán)境溫度影響小,輸出電壓不應隨使用時間及環(huán)境溫度而變化。</p><p>  其五,有較好的保護措施,避免因負載短路或過流等故障而損壞電源。</p><p>  其六,損耗較小,效率高[1]。</p><p

8、>  1.2開關(guān)穩(wěn)壓電源的特點</p><p>  以往的彩色電視機通常采用串聯(lián)式穩(wěn)壓電源,這種穩(wěn)壓電源輸出電壓靠調(diào)節(jié)串聯(lián)調(diào)整管的集電極和發(fā)射極之間的U來達到穩(wěn)壓的目的。由于調(diào)整管工作在放大區(qū),所以管壓較大,而且全部的負載電流要通過調(diào)整管,因此功率損耗大,效率很低,而且機內(nèi)溫度升高,可靠性較差。在近年來,開關(guān)穩(wěn)壓電源電路逐漸應用在黑白電視機中,由于開關(guān)穩(wěn)壓電源工作在開關(guān)狀態(tài),電路功耗小,效率高,溫低,實踐證

9、明,它比傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)壓電源有很多的優(yōu)越性,目前,開關(guān)穩(wěn)壓電源電路已引起了人們的普遍重視,在大屏幕彩色電視機中普遍采用。</p><p><b>  其特點有以下幾點:</b></p><p> ?。?)效率高,開關(guān)穩(wěn)壓電源電路的調(diào)整晶體管工作開關(guān)狀態(tài),因此, 開關(guān)晶體管的功耗小,效率有很大的提高,其效率通??蛇_80%~90%左右。</p><p&g

10、t;  (2)重量輕,開關(guān)穩(wěn)壓電源電路常用電網(wǎng)輸入的交流電壓直接整流,這樣就節(jié)省了笨重的電源變壓器,節(jié)省了大量的漆包線和硅鋼片,使電源的重量約為原來的1/5,而且體積也大大縮小。</p><p> ?。?)穩(wěn)壓范圍寬,開關(guān)穩(wěn)壓電源電路的輸入交流電壓從130~260V變化時,都能達到良好的穩(wěn)壓,輸出電壓的變化在2%以下,而且輸入交流電壓變化時,始終保持穩(wěn)壓電路的高效率。</p><p>  

11、(4)可靠安全,在開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中,具有保護電路,當穩(wěn)壓電路、行掃描輸出電路及高壓出瑞故障或負載短路時,能自動切斷電源,保護功能靈敏可靠。</p><p>  (5)濾波電容容量小,穩(wěn)壓電路中的開關(guān)晶體管采用行頻脈沖作為其開關(guān)信號,電源的開關(guān)過程對電視圖像所造成的干擾減小到最小,而且由于電源開關(guān)頻率高,濾波電容的容量同樣也大大減小。</p><p> ?。?)功耗小,由于晶體管工作在開啟

12、狀態(tài),不需要采用大散熱器,機內(nèi)升溫低,周圍元件不致于因長期工作在高溫環(huán)境而損壞,因此,開關(guān)穩(wěn)壓電源提高了整機的可靠性和穩(wěn)定性[2]。</p><p>  1.3開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類</p><p>  1、按開關(guān)晶體管的連接方式分類</p><p> ?。?)串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源電路,開關(guān)晶體管串聯(lián)在輸入電壓與輸出負載之間,正常工作時,從行掃描輸出電路反饋來的開關(guān)脈沖經(jīng)

13、推動級放大整形,驅(qū)動開關(guān)晶體管(開關(guān)晶體管似一個理想的開關(guān))。在推動管脈沖的作用下,使輸入與輸出周期性閉合與斷開,當晶體管導通時,輸出端為輸入電壓Ui,在晶體管截止時,輸出端為零電壓。這樣,輸入不穩(wěn)壓的直流電壓,通過開關(guān)晶體管后,輸出周期性脈沖電壓,再經(jīng)過濾波,就取得平均直流電壓,該輸出電壓與開關(guān)晶體管輸出脈沖的占空有關(guān)。</p><p>  由于輸入的交流電壓或負載電流沒生變化,會引起輸出電壓變化.因此,通過取

14、樣電路取出其變化且與基準電壓比較,其誤差電作通過比較放大器放大,控制推動級的輸出脈沖寬度(即脈沖占空比)達到穩(wěn)定直流輸出電壓的目的。</p><p>  (2)并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源電路、開關(guān)晶體管與輸入電壓及負載并聯(lián),同樣采用行頻脈沖開關(guān)晶體管,其輸出電壓同串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源電路基本一樣。</p><p>  (3)脈沖變壓器聯(lián)合并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源電路。開關(guān)晶體管的脈沖變壓器初級并接在輸入端.

15、開關(guān)晶體管在行脈沖控制確認周期性導通相截止。其集電極輸出脈沖電壓通過變化器聯(lián)合,在次級取得脈沖電壓.經(jīng)整流濾波后獲得直流輸出電壓。同樣、通過取樣的基準電壓比較.將電壓由比較放大器放大后去控制開關(guān)脈沖占空比,來穩(wěn)定輸出直流電壓[3]。</p><p>  2、核開關(guān)稅壓電源電路啟動方式分類</p><p>  按開關(guān)穩(wěn)壓電源電路的啟動形式可以分為自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源電路與它激式開關(guān)穩(wěn)壓電源電路

16、兩種。</p><p>  (1)它激式開關(guān)穩(wěn)壓電源電路。它激式開關(guān)穩(wěn)壓電源電路必須附加一個振蕩器,振蕩器產(chǎn)生開關(guān)脈沖、開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中開關(guān)晶體管(振蕩可以是多諧振蕩管或其他電路),讓開關(guān)穩(wěn)壓電源電路開關(guān)工作而行直流輸出電比。在電視機正常工作后??捎尚袌鰭呙栎敵鲭娐诽峁┬蓄l脈沖作為電源開關(guān)信號。這時振蕩器可以停止振蕩,所以振蕩器只須在開機時工作,來啟動開關(guān)電路工作。</p><p>  

17、(2)自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源電路。定自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中.利用開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中的開關(guān)晶體管,高齡變壓器構(gòu)成反饋環(huán)路.來完成自激振蕩.使開關(guān)穩(wěn)壓電源電路有直流電壓輸出。電視機正常丁作時。自傲振蕩受到行額脈沖同步.解決了開關(guān)穩(wěn)壓電源電路的獨立工作能力。即使在行掃描電路發(fā)生故障時。開關(guān)穩(wěn)壓電源電路們能自激振蕩,有直流電壓輸出,為檢修人員提供廠的檢修與調(diào)整。其電路圖如圖2所示[4]:</p><p>  圖2 自激式開

18、光電源</p><p>  3、按穩(wěn)壓的檢測方式分類</p><p>  因開關(guān)穩(wěn)壓電源電路的輸出電壓與開關(guān)品體管導通和截止時間比位有又有以下兩種:</p><p>  (1)脈沖貿(mào)度調(diào)整方式。開關(guān)穩(wěn)壓電源電路輸出宜流電壓,它正比于開關(guān)晶體管的導通時間,而反比于開關(guān)脈沖的重復周期。輸出電壓在不穩(wěn)定的情況下,可通過取樣比牧.將誤差值放大后又控制脈沖的周期或外關(guān)晶體管導

19、通時間。這—反饋控制過程可調(diào)整輸出電壓,使之達到穩(wěn)定的目的。在電視機中.經(jīng)常采用周期,通過變動脈沖寬度來控制輸出電壓穩(wěn)定。</p><p>  (2)頻率調(diào)制方式。這種方式是通過反饋控制開關(guān)脈沖頻率(即周期),使輸出電壓達到穩(wěn)定。</p><p>  4、按開關(guān)管的連接方式分類</p><p>  按開關(guān)管的連接方式分類,開關(guān)穩(wěn)壓電源電路可分為推挽式電視機開關(guān)穩(wěn)壓電

20、源電路多采用全橋式。</p><p>  其推挽式電視機開關(guān)穩(wěn)壓電路圖如下圖3所示:</p><p>  圖3 推挽式開關(guān)電源</p><p>  1.4開關(guān)電源的基本組成</p><p>  開關(guān)電路主要由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源、過流保護等,各部分電路功能介紹如下:</p><p>  主電路:從交流電

21、網(wǎng)輸入,直流輸出的全過程,包括:輸入濾波器,其作用是電網(wǎng)存在的雜波濾除,同時也阻礙本機產(chǎn)生的雜波反饋到公關(guān)電網(wǎng)。整流與濾波,將電網(wǎng)交流電源直接整流為較為平滑的直流電,以供下一級變換。逆變:將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電,這是高頻開關(guān)電源的核心部分,頻率越高,體積,重量與輸出功率之比越小。</p><p>  輸出整流與濾波:根據(jù)負載需要,提供穩(wěn)定可靠的直流電源。</p><p>  控制電

22、路:一方面從輸出端取樣,經(jīng)與設(shè)定標準進行比較,然后去控制逆變器,改變其頻率或或脈寬,達到輸出穩(wěn)定,另一方面,根據(jù)測試電路提供的資料,經(jīng)甕中保護鑒別,提供控制電路對整機進行各種保護措施。</p><p>  檢測電路:除了提供保護電路中正在運行中參數(shù)外,還提供各種顯示儀表資料。</p><p>  輔助電源:提供所有單一電路的不同要求電源[5]。</p><p>  

23、過流保護:有不少開關(guān)電源具有過流保護功能, 當負載電流太大時,輸出直流電壓下降,起到保護作用,但過流保護電路一般多以加大電源內(nèi)阻為代價,當負載阻抗降低時, 輸出電流受限于內(nèi)阻, 內(nèi)阻加太后,最大輸出負載電流受到限制。但電源內(nèi)阻太大后,消耗在內(nèi)阻上的功耗也變大, 電源效率下降,所以過流保護和效率常常是矛盾的。目前國內(nèi)的彩色電視機的直流電源電壓約在110 到120V 之間, 輸出總負載電流與電視機的亮度、對比度、色飽和度有關(guān), 正常情況下4

24、7cm彩色電視機最大輸出電流I。組400mA ,Io絕大部分流向行掃描電路,而當回掃變壓器,行輸出管或其他元器件產(chǎn)生局部短路時,會使Io大幅度上升,如無過流保護電路, 有可能使電源電路的元器件發(fā)生損壞。過流保護電路在 I0為何值時開始動作是很重要的。對于上述47cm 彩色電視機 通常I0當升到約500mA時已屬不正常 但如需過流保護電路在I0不十分大時即開始動作 則電源內(nèi)阻必然很大,電源效率降低 。而如果過流保護電路在I0數(shù)值比較大時才

25、動作(例如當Io上升剮800 mA時開始動作) 則有可能在過流保護電路尚未動作時,電源電路元器件已經(jīng)損環(huán)[6]。</p><p>  2 厚膜STR-5412的集成電路</p><p>  厚膜STR-5412的電路圖如下圖4所示</p><p>  圖4 厚膜STR-5412電路圖</p><p>  開關(guān)電源由于效率高、功耗小、穩(wěn)壓范圍寬

26、、體積小, 重量輕等特點,在電視機中應用十分普遍,其中厚膜集成電路 STRS412 隨著東芝兩片機型的生產(chǎn)在我國得到大量應用,因此掌握其工作原理及維修十分必要。上圖電路為東芝 TA 兩片機芯的開關(guān)電源,是以厚膜集成塊 STR-5412為核心構(gòu)成的串聯(lián)型、自激式開關(guān)電源[7]。 </p><p>  STR - 5412 內(nèi)部電路見下圖5所示:</p><p>  圖5 STR-5412內(nèi)

27、部電路圖</p><p><b>  2.1整流濾波電路</b></p><p>  開關(guān)閉合后,220V交流電經(jīng)保險管F801、濾波器T801后, 由V801 ~ V804 四個二極菅組成橋式整流,在濾波電容 C810 上形成約300V 隨電網(wǎng)變化的直流電壓。C801、T801的作用是濾除電網(wǎng)中的高頻干擾信號,同時也防止機內(nèi)開關(guān)電源的干擾脈沖進入交流電網(wǎng);C803~

28、C806用來濾除高頻干擾并保護整流二極管。</p><p>  2.2 開關(guān)振蕩過程</p><p>  C810正極的300V直流電壓被分成兩路,一路經(jīng)開關(guān)變壓器 T802 的初級繞組 ①、④加到Q801(STR5412) 的①腳, STR5412 的①腳內(nèi)接開關(guān)管VT1的集電極;另一路經(jīng)啟動電阻R811加到Q801②腳內(nèi)接的開關(guān)管VT1的基極,VT1 導通后將產(chǎn)生集電極電流,該集電極電

29、流流經(jīng) T802①、④初級繞組上產(chǎn)生①正、 ④負的感應電動勢,同時T80次級⑥、正反饋繞組得到⑥正⑧負的感應電動勢, 此電動勢的正端通過 C811 、R812 加到Q801②腳內(nèi)部開關(guān)管的基極 , 使開關(guān)管VT1的集電極電流進一步增大,正反饋的結(jié)果使 VT1 迅速進入飽和狀態(tài)。在VT1飽和期間,+300V 輸入電壓通過 T802 ①、④端初級繞組和 VT1 對負載供電、 對負載兩端的電容 C812充電, 同時對變壓器T802儲存磁場能量

30、。 由于正反饋時間極短,正反饋電容C811來不及充電,當開關(guān)管VT1飽和后,正反饋繞組T802⑥、⑧兩端的感應電勢通過R812 、VT1的發(fā)射結(jié)對C811充電,其</p><p>  充電電流維持VT1的處于飽和狀態(tài)。但隨著C811兩端充電電壓的逐漸增大,對C811的充電電流不斷減少,也就是VT1的基極電流逐漸變小,最終使開關(guān)管VT1退出飽和狀態(tài)。VT1一旦退出飽和,由于其基極電流是在減小這將引起其集電極電流的減

31、少,于是T802各繞組感應電勢向相反方向發(fā)生變化,T802正反饋繞組⑥、⑧兩端的感應電勢變成⑥負⑧正,此感應電勢再經(jīng)R812、C811反饋到Q801②腳內(nèi)接的開關(guān)管VT1的基極, 使VT1基報電流進一步減少, 使VT1 迅速進入截止狀態(tài)。VT1截止后,T802初級繞組的感應電勢是①負④正,次級繞組⑧、⑥端感應出⑧正、⑦負的電勢, 經(jīng)C812 、L811 使續(xù)二極管D807導通, 儲存的磁場能通過續(xù)流二極管D807向負載釋放,對輸出端濾波

32、電容C812繼續(xù)補充能量 , 而這時正反饋繞組感應出的⑧正、⑥負感應電勢使開關(guān)管 Q1 保持截止。同時,在開關(guān)管VT1截止期間,C811兩端的電壓通過R812 、STR-5412 內(nèi)部D3放電,+300V電壓也經(jīng)R811對C811反向充電。這一過程使開關(guān)管 VT1 的基極電位逐漸上升,最終將使VT1重新導通,從而進入下一個振蕩</p><p><b>  2.3 穩(wěn)壓原理</b></p

33、><p>  電源在工作時VT1的開關(guān)頻率與行頻相同,即振蕩頻率和周期是固定不變的。因此,輸出直流電壓的高低,是通過控制開關(guān)管的導通時間來調(diào)整。開關(guān)管VT1的導通時間由C811充電回路中的C811、R812、VT1的發(fā)射結(jié)電阻所決定。若該回路中的電阻阻值越大,C811的充電時間越長,則Q1的導通時間越長,輸出電壓越高。穩(wěn)壓控制電路由厚膜塊STR-5412內(nèi)部的VT2、VT3等元件組成。VT3、DW、R1~R4組成取樣

34、和比較放大電路,VT2為控制元件。開關(guān)電源輸出電壓經(jīng) R4 和 R2 分壓,在STR-5412 ⑤腳獲得取樣電壓,經(jīng)與DW上的基準電壓比較后產(chǎn)生誤差電壓,該誤差電壓被VT3放大后加到VT2 的基極,去控制VT2的導通程度,從而控制VT2的C-E間電阻[9]。</p><p><b>  2.4 消磁電路</b></p><p>  彩色顯像管內(nèi)外的許多鐵制部件在使用過

35、程中往往會被磁化而產(chǎn)生雜散磁場, 這些磁場會影響電子束的正常偏轉(zhuǎn), 導致色純度和會聚遭到破壞, 直接損害了圖像的質(zhì)量。因此,現(xiàn)代彩色電視機都加有自動消磁電路。</p><p>  自動消磁電路的作用是每次開機時均自動對顯像管及周圍部件進行消磁。 一種消磁電路如圖6所示,由消磁線圈L串一正溫度系數(shù)的熱敏電阻RH組成,接在電源整流橋堆前面。消磁線圈安裝在顯像管錐體部分的安全防爆箍附近,熱敏電阻常溫下阻值約20Ω。&l

36、t;/p><p>  開機時有1A以上的大電流流過L與RH串聯(lián)支路,產(chǎn)生很強的交變磁場。熱敏電阻因消耗功率而發(fā)熱,使阻值急劇增加導致電流很快衰減(圖10所示),相應的交變磁場也由強趨弱。</p><p>  最后達到平衡狀態(tài),熱敏電阻的高阻值維持一最小電流,而此電流又使熱敏電阻維持一最崐小電流,而此電流又使熱敏電阻維持較高的溫度而穩(wěn)定的處于高阻狀態(tài)。 這個最小的維持電流產(chǎn)生的磁場已足夠弱,不會

37、再影響電子束的正常掃描偏轉(zhuǎn)。 </p><p>  在上述過程中,顯像管及周圍部件的剩磁則在由強漸弱的交變磁場中被消去[10]。</p><p><b>  圖6 消磁電路</b></p><p><b>  總結(jié)</b></p><p>  這次課程設(shè)計關(guān)于彩色電視機的開關(guān)電源的設(shè)計,又一次讓我們

38、學到很多東西。培養(yǎng)了我們學生綜合運用所學理論知識,來解決實際問題,檢驗我們實踐能力的重要途徑,讓理論與實踐很好的結(jié)合起來。但這次在設(shè)計過程遇到很多不順,由于對電視機的理論知識的了解不充分,所以在電子網(wǎng)絡(luò)方面搜索查閱關(guān)于電視機的開關(guān)電源電路的相關(guān)內(nèi)容,來提供資源材料,來盡力完成它。在這過程中,我們不僅用到我們電子信息工程專業(yè)的方面所學過的理論,溫故而知新,而且從課本以外學到很多關(guān)于電視機這方面的其他知識,也相應的提高我們的獨立思考以能力,

39、查閱參考文獻的檢索能力。同時,也發(fā)現(xiàn)自己在學習過程中,所表現(xiàn)出的不足,讓我聯(lián)想到,在以后無論做任何工作和學習,都要細心認真,凡事有理有據(jù)。這次課程無疑是讓我們對本專業(yè)電子方面的知識有更深一層次的理解,我們還知之甚少,本專業(yè)知識在生活中的應用領(lǐng)域廣泛,我們要學的還有很多,我們只有堅持不懈去努力學習,提高實踐動手能力和準確的理論知識,才會在這方面有所成就。</p><p><b>  致 謝</b&g

40、t;</p><p>  這次采用厚膜STR-5412組成彩色電視機的開關(guān)電源電路的設(shè)計,讓我們對所學的專業(yè)知識有更進一步的了解和鞏固,讓我們能靈活運用所學的專業(yè)知識。在這次設(shè)計里我學到了很多,這對我來說是一種進步,每個人只要自己和自己比,每一次小的進步就是大的突破。經(jīng)過一個星期的時間完成,當然,這不只是我一個的努力才能完成的。其中,有我們的陳老師給我們認真細心的講解關(guān)于電視機方面的理論的專業(yè)知識,讓我們有一個宏

41、觀上的了解,然后,我們自己再根據(jù)老師所要求的去搜索查閱資料,才能找到相關(guān)內(nèi)容去仔細研究,盡力自己的能力去理解。當然在這中間也會遇到很多困難,這樣也就離不開賀老師的悉心指導和同學的熱情幫助了,在他們的指點與改正不足的地方,比如在內(nèi)容上和指定格式上都會有所改進,來盡力去完善它。這次課程設(shè)計對我來說真可畏增強理論知識和提高理解思考能力,讓我受益匪淺。對此,我真誠的感謝老師和同學,在以后的過程中,我們還會繼續(xù)相互學習和幫助,共同努力不斷進步。&

42、lt;/p><p>  參考文獻 </p><p>  [1] 李海霞.電視機原理實驗指導書[M].黃河科技學院,2008. </p><p>  [2] 姜秀華.現(xiàn)代電視機原理[M].

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