一、TEA1530AT介紹
TEA1530AT是飛利浦公司推出的綠色電源控制集成塊,負責產生開關脈沖(PWM脈沖),完成穩壓控制及各種保護等任務,待機功耗僅0.3W.該器件可用于打印機、液晶彩顯、液晶彩電、電源適配器等場合,能組成輸出功率達65W的開關電源。TEA1530AT內部結構如圖1所示,它適應于70~276V的交流電源;正常運行頻率固定為65kHz,待機運行時頻率很低(小于lOkHz);內置啟動電流源,啟動電流為1.2mA,且具有軟啟動模式;還有低壓保護,過流保護,過熱保護(140℃)功能。
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圖1 TEA1530AT內部結構圖
二、電路分析
由TEA1530AT構成的電源電路如圖2所示,圖2中標有"NC"的元件在實際電路中未裝(點擊放大)。
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圖2 由TEA1530AT構成的電源電路圖
1、啟動過程
220V交流市電經BD901整流,C905、C938濾波后,在C905上形成近300V的直流電壓。該電壓一方面經開關變壓器的初級統組(④-⑥繞組)加至開關管Q903的漏極;另一方面經啟動電阻R904、R932、R933加至IC901的⑧腳,使內部建立起啟動電流源,該電流源對①腳外部電容C908充電,C908兩端電壓上升。當C908上的電壓上升至11V時,IC901內部電路啟動,并進人工作狀態,從⑥腳輸出開關脈沖,開關管Q903進入開關工作狀態,開關變壓器T901的初級繞組上產生脈沖電壓,各次級繞組上也感應出脈沖電壓。
一旦IC901工作,其①腳的電流會上升,此時,內部電流源所提供的電流將不足以滿足①腳的需要,所以由①-③繞組上的脈沖電壓經R909限流,D901整流,C908濾波后所產生的直流電壓來給①腳供電,以繼續滿足①腳的需求。
2.各路電壓輸出過程
開關變壓器有兩個帶中心抽頭的繞組,這兩個繞組采用并聯連接。它們的上端接地,下端并聯后作為12V繞組的輸出端,中心抽頭并聯后作為5V繞組的輸出端。
電路工作后,12V繞組輸出的脈沖電壓經D906(兩個并聯二極管)整流,C917、C918、L904、C922濾波后,產生+12V的直流電壓,給逆變器及主板供電。
5V繞組輸出的脈沖電壓經D907整流,C939、L903、C915濾波后,產生+5V直流電壓,給主板供電。
+12V和+5V電壓由接插件CN902送至主板,給各自負載供電。
3.穩壓過程
該電源是通過調整開關脈沖的占空比來實現穩壓控制的,穩壓主取樣點設在+5V輸出端,輔助取樣點設在+12V輸出端。當某種原因(如電網電壓上升,負載變輕等)引起各路輸出電壓上升時,+5V電壓也必上升,經R927、R930分壓后,送至IC904控制腳的電壓也上升,從而使IC904導通加強,IC903中的發光二極管和光電三極管導通也增強,IC901的④腳電壓上升,經內部電路調節后,其⑥腳輸出的脈沖寬度變窄(占空比減小),Q903飽和時間縮短,各路輸出電壓下降。
當某種原因引起各路輸出電壓下降時,則穩壓過程與上述相反。
值得注意的是,當只設主取樣點時,+5V電壓大約為6.2V左右,+12V電壓大約為15V左右;當主取樣點和輔助取樣點同時存在時,+5V和+12V輸出才正常。也就是說,主取樣點起粗調作用,它能將輸出電壓穩定在正常值的附近;輔助取樣點起細調作用,在它的配合下,才能將輸出電壓穩定在正常值上。設置兩個取樣點的目的是為了提高電路的可靠性,提高穩壓精度。另外,當+12V電壓達到14V,+5V電壓達到6V時,ZD921、D915、R942、ZD922、D916等元件也會參與穩壓作用,以加大穩壓環路的調節力度。
4、保護過程
(1)開關管防擊穿保護
開關變壓器初級繞組上接有反峰吸收網絡,由D9(X、C906和R908組成,該網絡能吸收初級繞組上的反峰脈沖,保護開關管。
(2)過流保護
當某種原因(如負載短路、穩壓環路故障等)引起開關管Q903的電流增大時,R914上的電壓也必升高,該電壓經R912、R917送至IC901的⑤腳,只要⑤腳電壓超過0.52V,并持續140ns時,內部過流保護電路動作,從而使⑥腳停止脈沖的輸出,電源停止工作,實現過流保護。
(3)欠壓保護
欠壓保護是由IC901的①腳內部電路來完成的。開機后,C908被充電,若C908上的電壓不能達到11V,說明市電太低,IC901不會工作,處于欠壓保護狀態。一旦電路工作后,IC901的①腳電壓只需維持在8.7~11V之間即可,如果某種原因使得C908兩端電壓下降至8.7V以下時,IC901的⑥腳就立即停止脈沖的輸出,進入欠壓保護狀態。
(4)過壓保護
當穩壓環路開路,各路輸出電壓大幅上升時,IC901的④腳電壓會低于0.63V,內部電路執行過壓保護動作。同時,①腳電壓也會大幅上升,并引起③腳電壓達到3V以卜,內部電路也將進入過壓保護狀態。
當IC901進入保護狀態后,其狀態自動鎖存,不能自行解除。若要解除保護狀態,必須要求①腳電壓低于4.5V才行(需重新通電)。
三、關鍵檢測點
該電源有一個目擊檢測點和三個關鍵檢測點。
1.目擊檢測點
保險管F901是目擊檢測點,通過觀察或測量F901是否燒斷,可以判斷故障的性質。當F901燒斷時,說明電源中有短路故障存在,短路部位一般發生在整流橋堆(BD901)、濾波電容(C938、C905)或開關管(Q901)。
2.第一關鍵檢測點
C905上的電壓是第一關鍵檢測點,通過檢測此點電壓可以判斷故障部位。例如,當電源不工作時,若測得C905上的電壓為ov,說明故障在交流輸入電路或整流電路上;若C905E有300V電壓,說明故障部位在C905之后的電路中。
3.第二關鍵檢測點
IC9018腳是第二關鍵檢測點,當該腳電壓低于100V時,①腳就無法建立11V以上的啟動電壓,從而導致電路不能啟動。當③腳電壓低于100V時,一般是外部電阻開路或變值引起的。
4.第三關鍵檢測點
IC901①腳是第三關鍵檢測點,當電源不工作時,通過測量該點電壓可以縮小故障部位。若①腳電壓達不到11V,說明啟動電壓過低,故障部位一般在①腳或⑧腳外部電路。若①腳電壓大幅度波動,說明電路進入保護狀態。
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