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彩电开关电源系统初级常见保护电路
接线图
2023年07月21日 22:48 207
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开关电源初级保护电路，主要有：开关管过流保护电路，过压保护电路，欠压保护电路，倍压整流过压、欠压保护电路等。
1. 开关管过流保护电路
开关电源的过流保护电路大多设在开关管的发射极，其分立元件构成的开关管过流保护电路如图1（a）所示，长虹NC-2 机芯，NC-3 机芯，康佳10 系列，熊猫3631、C54P10、C54L4 系列，熊猫2538、2518、1918，东芝宽电源等彩电开关电源，均采用了该过流保护电路。
图1 开关电源过流保护电路示图
检测管对开关管的发射极电压进行检测，保护时将开关管基极的脉冲短路。电阻Re 为开关管Gk 发射极电阻，也是过流检测取样电阻。NPN 三极管Gb 是过流检测管。正常时开关管Gk 的电流流过Re 电阻时产生的电压降较小，不足以使NPN 三极管Gb 导通，而Gb 处于截止状态，对开关电源不产生影响；当开关电源或负载电路发生短路、漏电等故障，造成开关管Gk 电流增加，使流过取样电阻Re 的电压降增加到0.6～0.7 V 时，三极管Gb由截止状态进入导通状态，将开关管Gk 的基极电压对地短路，迫使开关管停振，进入保护状态。
由厚膜电路构成的过流保护的电路与分立元件构成的开关管过流保护类似，只是根据需要，设计在厚膜电路内部或外部，如图1（b）所示。内部含有大功率开关管的厚膜电路，如：STR-54041、STR-58041、STR-41090、STR-F6653、STR-F6656、STR-F6707、STR-G5653、STR-G8656、STR-M683lA、STR-S6309、STR-S6308、KA5Q1265RF等，均设有该过流保护电路。
MC44603、MC44608、TEA2260、TEA2261、TEAl507P 等开关电源振荡驱动电路内部，均设有如图1（b）所示的过流保护电路，只是大功率开关管设在集成电路的外部。保护时在集成电路内部将开关管基极的脉冲短路，或迫使振荡电路停止振荡，进入保护状态。
2. 过压保护电路
开关电源的过压保护电路如图2 所示。图2（a）、图2（b）为分立元件开关电源过压保护电路，只是保护执行元件GV 不同：图2（a）保护执行元件为三极管；图2（b）保护执行元件为晶闸管。JVCTA 四片机芯，东芝X56 机芯，长虹TDA 机芯，康佳T953P 等彩电，采用了类似的过压保护电路。
图2 开关电源过压保护电路示图
保护执行元件GV 的触发电路通过稳压二极管VDl 或分压电路对开关变压器输出的电压进行检测，当开关电源电压正常时，开关变压器③～④低压绕组间的感应电压低于稳压二极管VDl 的稳压值，VDl 截止，检测管GV 也截止，对电路不产生影响；当开关电源输出升高，低压绕组③～④输出的电压高于基准稳压二极管VDl 的稳压值时，基准稳压二极管VDl 击穿，通过限流电阻R1 将电压加到检测三极管GV 的基极（或晶闸管GV 的控制极），检测管GV 由截止变为导通，将开关管GK 的基极脉冲对地短路，迫使开关电源停止工作。
图2（c）为电源控制电路内部过压保护电路，STRS6709、MC44608、TDAl6846、KA3S0680RFB、KA3S0880RFB、TDA4605 等电源控制电路，在其内部设有过压检测电路，对开关变压器低压绕组或反馈绕组的电压进行检测，当被检测的电压高于设计值时，保护电路启动，迫使振荡电路停振或切断开关管的激励脉冲。由于厚膜电路内部的保护检测电路具有逻辑控制功能，其检测和保护功能更精确、可靠。
3. 欠压保护电路
有的电源厚膜电路内部保护检测电路还具有欠压、失压保护功能，当被检测的电压低于设计值时，保护电路也启动，迫使振荡电路停振或切断开关管的激励脉冲。
由于负载或电源短路也会引起开关电源输出电压下降，因此该保护电路同时具有过流保护功能。少数分立元件开关电源，也设有欠压保护电路，当开关电源输出电压降低到设计保护值时，欠压保护电路启动，将开关管的基极脉冲短路。
4. 倍压整流过压、欠压保护电路
为了适应ACll0 V 和AC220 V 的市电电源，很多彩电采用了全波和倍压整流切换电路：市电为ACll0 V时，整流、滤波电路工作于倍压整流状态；市电为AC220 V时，整流、滤波电路工作于全波整流状态。
为了防止倍压整流控制电路误动作，而损坏开关电源电路元件，特别是防止在AC220 V 的市电电源时，错误地工作于倍压整流状态，致使开关电源供给电压升高一倍，而造成开关电源元件过压，大面积损坏。很多采用倍压整流电路的电视机，大多设有检测保护电路。
当倍压整流控制电路发生故障，而引起整流、滤波电路输出电压过高或过低时，保护电路动作，切断开关电源的市电输入电源，达到保护的目的。
图3 是常见的倍压整流检测保护电路。该保护电路分两部分：一是由VD5、R3、R4、V1、V2、VD8、R7 构成的整流失压检测保护电路；二是由R1、R2、VD6、V2、VD8 和VD7、R8、VD11 构成的整流过压检测保护电路。
图3 整流、滤波电路过压、欠压保护电路图
（1）整流失压检测保护电路：主开关电源的市电整流、滤波电路正常时，其滤波电容C1、C2 的中间应为整流电压的一半，当市电为AC220 V 时，C1 正极的电压为300 V，C1 负极的电压为150 V 左右。
V1 的集电极Vc 电压为20 V 左右，V1 基极的VD5反偏截止，对开关电源不产生影响；当市电整流、滤波电路发生开路、短路、漏电故障，而引起整流后的电压降低或为0 V 时，VD5 正偏导通，V1 导通，其集电极电压分两路：一路为V2 提供正向电压，V2 导通，通过VD8、R7 迫使开关电源停止振荡；另一路使稳压二极管VD7 击穿，经R8 加到“光耦”VDll 的发光二极管上，“光耦”导通，把待机控制电路V3 的基极电压拉低到0 V，V3 截止，进入保护待机状态。
（2）整流过压检测保护电路：主开关电源的市电整流、滤波电路正常时，其滤波电容C1、C2 的中间值应为整流电压的一半，当市电为AC220 V 时，C1 正极的电压为300 V，C2 正极的电压为150 V 左右。该电压经R1、R2 分压后的电压低于稳压二极管VD6 的稳压值，而VD6 截止，V2 反偏截止，对开关电源不产生影响；若全波、倍压切换电路发生故障，当市电为AC220 V 时，错误地变成倍压整流状态，就会引起输出电压过高，击穿开关电源元件。
但此时，C2 正极的电压也会升高，该电压经R1、R2分压后，远大于VD6 稳压值而击穿，其击穿后的电压分两路：一路为V2 提供正向电压，V2 导通，通过VD8、R7 迫使开关电源停止振荡：另一路使稳压二极管VD7 击穿，经R8 使“光耦”VDll 内部的发光二极管导通，通过光电耦合，光敏三极管饱和导通，将开/ 关机控制管V3 基极开机状态的高电平拉低，致使V3 截止，继电器断开，切断去往主电源的市电，进入保护待机状态。
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