功放开关电源原理与维修

如今的功放电源已经由工频变压器趋向于具有体积小、重量轻等特点的开关电源电路, 同时也由于开关电源电路比较复杂,零配件比较小众化从而使得 维修起来比较困难。

一、主要集成块的内部框图及简单原理介绍

1、SG3525AN介绍

SG3525是一种单片集成PWM控制芯片,输出驱动为推拉输出形式,增加了 驱动能力;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器,有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比,内部原理图见下图。
直流电源Vcc脚(15脚)接入后分两路,一路加到或非门;另一路送到基准电压稳压器的输入端,作为内部电源。振荡器(⑤脚)须外接电容CT,⑥脚须外接电阻RT。振荡器频率由外接电阻RT 和电容CT决定,振荡器的输出分为两路,一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门;另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端,比较器的反向输入端接误差放大器的输出,误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较,输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲,再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出互补,交替输出高低电平,将PWM脉冲送至两对组合式推挽型三极管的基极,锯齿波的作用是加入死区时间,保证这两对组合式推挽型三极管不同时导通。最后,在11脚及14脚分别输出相位相差为180°的PWM波。⑧脚为软启动端,一般外接电容,此电容大小决定 启动时间的长短。⑩脚为关断脚,电压高于0.7V则PWM关闭。

2、IR2110

IR2110做为驱动半桥的集成块,其内部原理图如图2所示:
HIN为高端脉冲信号输入,VIN为低端脉冲信号输入,此二路输入经一系列 电平转换及悬浮处理后高端从HO输出,低端从LO输出;低端输出驱动电源Vcc取自输入端的Vdd,而高端输出驱动电源VB则需要增加自举电路,在本电路中Cd4、C817、D8为自举电容和二极管。SD为关断控制信号,当其为低时高低端均无输出。

3、LM556CM

这是常见的两个555电路,A部分作为振荡,B部分作为开机延时。

4、TOP221

这是一个类似三端的开关电源。

二、电源电路及其原理分析

1、供电部分

220V交流电经热敏电阻NTC1-4(开机等待时间过后继电器K1闭合则短路 此热敏电阻)加到D1整流,在C1~C4、C6 滤波,加到开关管Q2、Q6、T2及副电源部分U2、T1等。

2、副电源

由U1(TOP221)、T01及Q20等组成,T01输出两组电压各由D2及D202整流在E97输出15V,在E06输出5V。

3、控制部分

震荡电路由U14A及R39、R44、C825形成约200kHz的矩形脉冲经R02、Q1、R41送到IC6的③脚,但是这个输出脉冲并不决定IC6的输出频率,感觉这部分电路是多余的。
控制电路:SG3525完成脉冲宽度调节电路,R73、C73决定脉冲频率,R72决定间歇时间,16脚输出5V电压供给外围电路包括保护电路等的作为基准电压。
本机并没有从输出电压反馈到控制端的信号也就是稳压控制,实际上就是相当于一个普通的变压器。这个定频定宽的脉冲信号从11脚、14脚输出到IC801(IR2110)的12脚、⑩脚,在①脚、⑦脚送出驱动信号到Q6、Q2, 从而完成半桥开关输出驱动开关变压器T2。
输出电路:开关管Q2、Q6驱动开关变压器T2,在次级经D24、D35整流C101、C102滤波输出正负120V电压。

4、保护电路:

1)U13D与R23、R24、R25、C13、R43、R42、R26、C14组成断电识别电路,当外电路断电时A点电压下降,而B点电压由于电容的存电保留,从而使得U13的⑨脚的电压小于⑧脚的电压,在14脚输出低电压,经D23拉低C点电压。
2)U13C与R31组成C点电压低位保持电路,当C点电压变低则U13的11脚经 R31也被拉到低于5V(此5V电压来自IC6 的16脚),进一步保持了U13的13脚C点的低电压。要重新使U13的13脚变高,就得关闭整个220V电源,重新开机,也就是说本机没有故障保护自恢复功能。
3)U13A和U13B组 成15V电压判断电路,过高过低都会使C点电压变低。
4)IC1B组成5V电压是否有的判断电路,5V电压失去,其⑦脚也就是C点电 压降低。
5)R21是功放出现直流输出的保护电路,当R13或R14出现正电压则IC2A的 ②脚变高,①脚变低,经R53使得OK2阴 极拉低,在J5_7变低再经R21拉低C点电压。
以上5种情形的结果:C点电压变低后经R05使T1导通,经R34拉低U14的12脚THR、经R36拉低13脚DISC,使⑨脚变高,DISC内部三极管导通,经R36S锁定THR于低电平。拉高IC6的⑩脚SD,OUT A和OUT B停止脉冲输出, 电源停止工作。
6)开机延时:U14B、C25、R34、R35、R36组成开机延时电路。开机时在 T1截止而且TRIG为高的情况下,由U14内部对C25充电,这个充电时间就是开机等待时间。

三、 故障检修

1、检查关键点:

1)B点电压是否有310V。
2)15V电压是否正常。
3)C点电压是否是大于14V。
4)IC6的⑧脚SS端是否高于10V、⑩脚SD端是否低于0.6V;13脚、14脚是否有方波输出。
通过对关键点的检测可以比较快的找出故障范围,从而找出故障元件,最后 排除故障。

2、常见故障:

本机使用的电容经常出现漏电现象,如C82漏电使得IC6的SS端 电压不能上升(正常情况下应该在10秒钟之内上升到10V) 导致开电好长时间都不能工作;C73失效导致输出信号频率超出正常工作频率范围接近1MHz,致使Q2、Q6烧毁。

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