二、GP02開關電源的電路分析

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　　GP02開關電源屬于自激間歇振蕩電源，該電源采用三肯公司生產的開關電源專用集成電路 STR - X6759N 和STR-V152。該系列集成電路組成的開關電源具有電源電壓適應范圍寬，能在 150V~260V交流電壓范圍內正常工作。輸出功率大，可提供 150W以上的功率。該開關電源設計有過流、過熱、過壓保護電路，一旦開關電源穩壓電路中的取樣放大電路出故障，造成輸出電壓過高，或負載過重導致開關電源過流，設計在集成塊內部的過壓、過流保護電路便會立即啟動進入保護狀態，使開關電源停止工作，有效避免故障范圍擴大。

　　根據電路結構和作用，該開關電源可分為進線濾波和整流濾波電路、主開關電源電路、副開關電源電路三大部分。

　　1.進線濾波和整流濾波電路

　　長虹GP02開關電源采用三級進線濾波器。第一級進線濾波器由L801 、C860、C861、C862,組成。交流 220V電壓經延遲保險絲FU801加在第一級進線濾波器上。在第一級進線濾波器中， L801 的作用是對電網中的對稱性干擾進行濾波。由于L801兩個繞組方向相同，流入兩個繞組的電流方向始終相反，故由市電進入的對稱干擾產生的磁場方向始終相反，互相抵消。對于非對稱干擾，則由接在 L801兩端的電容 C860、C861、C862與 L801組成的兩個л型低通濾波器進行濾除。

　　220V 交流電經第一級進線濾波器濾除通過電網串入的對稱性和非對稱性干擾后，再進入由 C863、C8864、L802 組成的第二級進線濾波器進行濾波。第二級進線濾波器的電路結構與第一級完全相同。第三極濾波由T804、T805組成。GP0開關電源設計多級進線濾波器的目的是增強開關電源的抗干擾能力，提高電視機的電磁兼容性。

　　在進線濾波器中， C860、C861 串聯后，中點接在冷地上，目的是使電視機開關電源第一級進線濾波器的高頻地電位與整機冷地高頻地電位相等，防止電視機中的高頻脈沖信號通過接地回路對電視機本身造成干擾。

　　進線濾波電路中的RP801為壓敏電阻，其特性是當加在電阻兩端的電壓高到一定程度時，電阻就會擊穿短路，電阻擊穿短路后，接在電阻前面的保險絲FU801就會熔斷，從而有效避免市電過高導致開關電源過壓損壞。所以，在電路中，通常將RP801稱之為過壓保護電阻。

　　從電路結構上看，進線濾波器的第一、二級接在保險絲FU801的后面，橋式整流濾波電路中的前面。220V交流電通過保險絲FU801、第一、二級進線濾波器輸往橋式整流濾波電路。因此，進線濾波器出故障，應當有三種故障表現形式：一是電視屏幕上出現高頻干擾;二是電視機在使用過程中，對其它電器設備造成干擾;三是造成電源保險絲FU801熔斷。所以，檢修GP02開關電源故障時，只有出現FU801熔斷故障，才對進線濾波電路進行檢查。

　　橋式整流濾波電路由BD801、C800等元件組成。橋式整流濾波電路的作用是對交流220V電壓進行整流濾波。在圖1所示電路中，電源開關一旦接通，交流220V電壓經進線濾波器處理后，直接加到由BD801組成的橋式整流電路上，由橋式整流電路進行整流，C800濾波得到約296V左右的直流電壓，然后分成兩路，一路經T801(1)-(3)繞組和T802(1)-(3)繞組加到IC801的(1)腳，作為IC801內部開關管的工作電壓;另一路經T806(1)-(3)繞組加在IC800(1)腳，作為IC800內部開關管的工作電壓。

　　2.副開關電源電路

　　副開關電源主要由IC800、T806、IC805、IC808、Q804等元件組成。該部分電路的作用是為整機提供+5V直流工作電壓。

　　IC800的(1)腳為內部開關管的“D”極，(3)腳為過流保護檢測端，(4)腳為電源端，(6)腳為過載保護和穩壓信號輸入端，(8)腳為啟動電壓。副開關電源的振蕩電路完全由IC800內部相關電路組成。電源開關接通后，整流濾波電路產生的296V左右直流電壓經經D808加到IC800的(8)腳，經集成塊內部二次穩壓后作為振蕩電路的啟動電壓，振蕩電路得電后開始振蕩，振蕩電路產生的振蕩脈沖信號經集成塊內部相關電路(門限電路、驅動器等)處理后，直接輸往開關管的控制極。

　　集成塊IC800內部的開關管為脈沖放大管，其作用是對驅動器輸來的脈沖信號進行放大。開關管的漏極電壓由交流220V整流濾波電路提供。

　　開關管在驅動電路輸出的脈沖信號作用下，進入開關工作狀態，在漏極和源極之間形成變化電流。該變化電流流過開關變壓器T806的(1)-(3)繞組，在T806(1)-(3)繞組中產生周期性的變化磁場，此變化磁場通過變壓器T801的互感作用，在開關變壓器的次級產生感應電壓，次級產生的感應電壓經接在開關變壓器次級的整流濾波電路D815、C823、C825、C837整流濾波后，形成+5V整機所需要的+5V直流電壓。

　　開關電源振蕩電路由開始振蕩進入穩定振蕩狀態后，以IC805、IC808為主組成的穩壓電路啟動進入工作狀態，對由整流濾波電路D815、C823、C825、C837整流濾波后形成的+5V直流電壓進行穩壓。

　　D817、C813組成的整流濾波電路對T806(4)-(6)繞組輸出的脈沖電壓進行整流濾波，得到約20V左右的直流電壓。該電壓分為兩路，一路直接加到IC800的(4)腳，作為IC800穩定工作時的供電電壓;另一路經D819、R817A送往Q801的發射極，既作為IC801進入工作狀態的啟動電壓，又作為Q801兩路供電電壓中的一路。

　　副開關電源的穩壓電路由集成塊IC800內部相關電路和IC 808、IC805等元件組成。IC805為取樣放大專用組件，該組件等效于一個接有固定偏置的單管取樣放大電路;IC 808為光耦合器。在開關電源中，使用光耦合器能將開關電源的熱地和信號處理及行場掃描電路中的冷地進行隔離。

　　穩壓電路的穩壓過程如下：當由于某種原因引起開關電源輸出電壓升高時，取樣組件IC805(1)腳電壓和光耦合器IC 808初級二極管正端電壓將同步上升，IC805(1)腳電壓上升后，通過IC805內部電路的作用，使IC805(2)腳電壓下降，也意為著IC808初級二極管的負極電壓下降。此時，光耦合器IC808導通增強，由光耦合器輸往集成塊IC800(6)腳的電流增加，(6)腳輸入電流的增加量通過集成塊IC800內部比較放大電路處理后，形成控制電壓加在振蕩電路上，對決定振蕩脈沖頻率的RC時間常數的充放電時間進行控制，使振蕩電路產生的振蕩脈沖頻率降低，開關管導通時間縮短，開關電源的輸出電壓下降恢復到正常值。

　　開關電源輸出電壓下降時，取樣組件IC805的(2)腳電壓和光耦合器初級二極管正端電壓將同步下降，IC805的(2)腳電壓上升，此時，光耦合器導通減弱，由光耦合器次級注入集成塊IC800(5)腳的電流減少，(5)腳注入電流減少后，經集成塊內部電路的作用，使振蕩電路的振蕩脈沖頻率升高，開關管導通時間延長，開關電源輸出電壓上升達到正常值。

　　待機控制電路由Q804、IC804、Q801組成。本開關電源中的待機控制電路僅對主開關電源工作狀態進行控制。在電視機工作在待機狀態時，使主開關電源停止工作。待機控制電路中的IC804、R809組成Q801的基極偏置電路。電視機工作在待機狀態時，液晶電視主信號電路板中的控制系統電路輸出的“POWER”控制電壓為低電平“0V”，Q804截止，光耦合器IC804截止，此時，Q801基極因無電流而處于截止狀態，主開關電源中IC801無工作電壓停止工作。用遙控器或本機二次開機鍵開機，電視機由待機狀態轉為正常工作后，主信號處理板輸出的“POWER”端電壓由低電平變為高電平(約4.8V)，Q804飽和導通，IC804導通。IC804導通后，次級極間電阻成為Q801基極的偏置電阻，Q801因基極得到正常偏置電壓啟動進入工作狀態。

　　3.主開關電源電路

　　主開關電源主要由IC801、T801、T802、IC807、IC803、Q801等元件組成。該部分電路的作用是為整機提供+12V、+24V直流工作電壓。

　　IC801為主開關電源的核心電路，集成塊內置振蕩、驅動放大、比較器、過流、過壓、過熱保護等電路。IC801(1)腳為內接開關管的“D”極，(2)腳為內接開關管的源極/地，(4)腳為電源端，(5)腳為軟啟動/過載檢測，(6)腳為穩壓控制輸入，(7)腳為過流保護檢測端。

　　開關電源的振蕩電路完全由IC801內部相關電路組成。用遙控器或本機鍵開機，副電源中的Q804、IC804飽和導通，Q801因基極獲得正常偏置電壓啟動進入工作狀態，副電源中D817負端輸出的20.85V電壓經D819、R817A、Q801加到IC801的(4)腳，當(4)腳電壓達到18V以上時，集成塊內部振蕩電路開始振蕩，振蕩電路產生的振蕩脈沖信號經集成塊內部門限電路、驅動器等處理后，直接輸往開關管的控制極。

　　開關管在驅動電路送來的脈沖信號作用下進入開關工作狀態，在漏極和源極之間形成變化電流。該變化電流流過開關變壓器T801和T802的(1)-(3)繞組，在(1)-(3)繞組中產生周期性的變化磁場，此變化磁場通過變壓器T801、T802的互感作用，在開關變壓器的次級產生感應電壓，次級產生的感應電壓經接在開關變壓器次級的整流濾波電路D811、D812、C810、C812、D840、D841、C819 C811、C821整流濾波后，形成壓路機所需要的+12V、+24V直流電壓。

　　開關電源振蕩電路由開始振蕩進入穩定振蕩狀態后，以IC807、IC803為主組成的穩壓電路啟動進入工作狀態，對由整流濾波電路形成的+12V、+24V電壓進行穩壓。

　　D807、C805組成的整流濾波電路對T801和T802(4)-(6)繞組輸出的脈沖電壓進行整流濾波，得到約20V左右的直流電壓加在Q801的發射極，作為Q801的工作電壓。Q801組成的電路為單管穩壓電路，該穩壓電路的供電采用雙電源供電，目的有兩個，一是降低電源的內阻。二是增大單管穩壓電路的注入電流，保證主開關電源振蕩電路穩定工作時獲得足夠的電流。

　　主開關電源的穩壓電路由集成塊IC801內部相關電路和IC 807、IC803等元件組成。IC807為取樣放大專用組件，IC803為光耦合器。穩壓電路的穩壓過程如下：當由于某種原因引起開關電源輸出電壓升高時，取樣組件IC807(1)腳電壓和光耦合器IC 803初級二極管正端電壓將同步上升，IC807(1)腳電壓上升后，通過IC807內部電路的作用，使IC807(2)腳電壓下降，光耦合器IC803導通增強，由光耦合器輸往集成塊IC801(6)腳的電流增加，(6)腳輸入電流的增加量通過集成塊IC801內部比較放大電路處理后，形成控制電壓加在振蕩電路上，對決定振蕩脈沖頻率的RC時間常數的充放電時間進行控制，使振蕩電路產生的振蕩脈沖頻率降低，開關管導通時間縮短，開關電源的輸出電壓下降恢復到正常值。

　　開關電源輸出電壓下降時，取樣組件IC807的(2)腳電壓和光耦合器初級二極管正端電壓將同步下降，IC807的(2)腳電壓上升，此時，光耦合器導通減弱，由光耦合器次級注入集成塊IC801(6)腳的電流減少，(6)腳注入電流減少后，經集成塊內部電路的作用，使振蕩電路的振蕩脈沖頻率升高，開關管導通時間延長，開關電源輸出電壓上升達到正常值。

　　開關電源中的D805、R807A、D806、C803、R802A組成的電路，既為IC801(7)腳提供0.75V的固定偏置電壓。又組成IC801內部開關管的導通延遲電路。

　　D805、D804、D802、R804A、C801、R807A、R805A、R802A與集成塊內部相關電路組成過流保護電路。該電源的過流保護采用負電壓檢測型，過流保護門坎電平為-0.95V。D805、R807A、D806、C803、R802A組成的電路，既為IC801(7)腳提供0.75V的固定偏置電壓。又組成IC801內部開關管的導通延遲電路。

　　T801和T802(4)-(6)繞組輸出的脈沖電壓，R802A、R804A、C801組成電源輸出端負載出現短路，或整流濾波電路有元件擊穿導致電源輸出電流過大時，電源輸出端電壓

??????? 從對開關電源穩壓電路和待機控制電路的分析，可以得出如下結論：

　　待機控制電路是開關電源中的輔助電路，穩壓電路才是開關電源中的主要電路。待機控制電路是為了改變電源工作狀態設計的，待機控制電路對相關電路的控制結果是促使開關電源工作在待機狀態時，輸出電壓下降;穩壓電路則是為了保證開關電源有穩定的輸出電壓設計的。穩壓電路和待機控制電路不僅在開關電源中所發揮的作用正好相反，而且工作狀態也是相反的。待機控制電路工作時，穩壓電路不工作;穩壓電路工作時，待機控制電路不工作。穩壓電路和待機控制電路在開關電源中的這種特性，決定了兩種電路處于不同工作狀態或出故障時，對開關電源輸出電壓的影響。

　　就其工作狀態來講，待機控制電路VQ822、VQ832只工作在兩種狀態：飽和導通狀態和截止狀態。工作在飽和導通狀態時，開關電源的輸出電壓下降;工作在截止狀態時，開關電源輸出電壓轉到正常值。所以，在開關電源中，待機控制電路出故障，只會造成開關電源輸出電壓低于正常值，而不會出現輸出電壓高故障。因此，在檢修開關電源輸出電壓低故障時，判定待機控制電路是否存在故障的有效方法是將待機控制電路從電路中斷開，若斷開待機控制電路后，開關電源輸出電壓恢復到正常值，則可判定開關電源輸出電壓低故障在待機控制電路。檢修待機控制電路時，應當只對VQ832、VQ22、VD836組成的電路進行檢查就可以了。

　　穩壓電路的作用既然是對開關電源輸出電壓的高低進行調整，最終保證開關電源輸出電壓不變。因此，對開關電源而言，穩壓電路出故障，應當有兩類故障現象：一是開關電源輸出電壓高，二是輸出電壓低。在開關電源輸出電壓高故障中，又有不同的故障表現形式。歸納起來，又有如下幾種故障現象：(1)開關電源有穩定的、高于正常值的電壓輸出;(2)開關電源只在開機瞬間有大大高于正常值的電壓輸出，其輸出電壓很快降為“0”;(3)開關電源工作在待機狀態時，有比待機時正常電壓高的電壓輸出，在由待機狀態轉為正常工作狀態后，輸出電壓正常;(4)開關電源工作在待機時，輸出電壓正常，在由待機狀態轉入正常工作狀態后，輸出電壓高于正常值。

　　在輸出電壓高的四種故障現象中，第一、二種故障現象的故障范圍應當在穩壓電路和待機控制電路中的公共通道電路。穩壓電路和待機控制電路的公共通道電路由NQ838、NQ821組成，因此，在檢修開關電源有穩定的、高于正常值的電壓輸出和開機瞬間有較高電壓輸出，但很快降為“0”故障時，檢查范圍應當局限于NQ838周邊電路和NQ821。提出上述觀點的理由是：在開關電源中，在NQ838周邊電路和NQ821正常情況下，只有待機控制電路和穩壓電路中的取樣組件同時損壞的情況下，才會出現開關電源有穩定的、高于正常值的電壓輸出和開機瞬間有較高電壓輸出，并很快降為“0”故障。而實際上，電視機開關電源中待機控制電路和穩壓電路中的取樣組件電路同時損壞的概率很小，在同一電路中幾乎不可能，這就說明第一、二種故障現象的故障范圍在NQ838周邊電路和NQ821。

　　在開關電源輸出電壓高的第三種故障現象中，開關電源由待機狀態轉到正常工作狀態后，輸出電壓正常，說明開關電源中的穩壓電路不存在故障，由此進一步說明NQ838周邊電路和NQ821是正常的，這就很清楚的說明，造成第三種故障的原因是待機控制電路存在故障，檢修時，只要對由VQ833、VD836組成的待機控制電路進行檢查就行了。

　　對于開關電源輸出電壓高的第四種故障，應當說其故障表現形式與第三種故障表現形式有相似之處。由于開關電源工作在待機狀態時，輸出電壓正常，這就說明，待機控制電路和由NQ821、NQ838組成的電路不存在故障，在穩壓電路中，如果待機控制電路和由NQ821、NQ838組成的電路不存在故障，其故障就只能在穩壓電路中的取樣組件電路了，所以，檢修第四種故障時，僅對穩壓電路中的取樣組件NQ833進行檢查就行了。

三、開關電源設計的噪聲降低法

　　開關電源的特征就是產生強電磁噪聲，若不加嚴格控制，將產生極大的干擾。下面介紹的技術有助于降低開關電源噪聲，能用于高靈敏度的模擬電路。

?????? ?1　電路和器件的選擇

　　一個關鍵點是保持dv/dt和di/dt在較低水平,有許多電路通過減小dv/dt和/或di/dt來減小輻射，這也減輕了對開關管的壓力，這些電路包括ZVS(零電壓開關)、ZCS(零電流開關)、共振模式.(ZCS的一種)、SEPIC(單端初級電感轉換器)、CK(一套磁結構，以其發明者命名)等。

　　減小開關時間并非一定就能引起效率的提高，因為磁性元件的RF振蕩需要強損耗的緩沖，最終可以觀察到不斷減弱的回程。使用軟開關技術，雖然會稍微降低效率，但在節省成 本和濾波/屏蔽所占用空間方面有更大的好處。

　　2　阻尼

　　為了保護開關管免受由于寄生參數等因素引起的振蕩尖峰電壓的沖擊常需要阻尼。阻尼器連到有問題的線圈上，這也可以減小發射。

　　阻尼器有多種類型：從EMC角度看，RC阻尼器通常在EMC上是最好的，但比其他的發熱多一些。權衡各方面的利弊，在緩沖器中應謹慎使用感性電阻。

??????? 3　磁性元件有關問題及解決方案

　　特別需注意的是電感和變壓器的磁路要閉合。例如，用環形或無縫磁芯，環形鐵粉芯適合于存儲磁能的場合，若在磁環上開縫，則需一個完全短路環來減小寄生泄漏磁場。

　　初級開關噪聲會通過隔離變壓器的線圈匝間電容注入到次級，在次級產生共模噪聲，這些噪聲電流難以濾除，而且由于流過路徑較長，便會產生發射現象。

　　一種很有效的技術是將次級地用小電容連接到初級電源線上，從而為這些共模電流提供一條返回路徑，但要注意安全，千萬別超出安全標準標明的總的泄漏地電流，這個電容也有助于次級濾波器更好的工作。

　　線圈匝間屏蔽(隔離變壓器內)可以更有效地抑制次級上感應的初級開關噪聲。雖然也曾有過五層以上的屏蔽，但三層屏蔽更常見。靠近初級線圈的屏蔽通常連到一次電源線上，靠近次級線圈的屏蔽經常連到公共輸出地(若有的話)，中間屏蔽體一般連到機殼。在樣機階段最好反復實驗以找到線圈匝間屏蔽的最好的連接方式。

　　以上兩項技術也能減小輸入端上感應的次級開關噪聲。適當大小的輸出電感可以將次級交流波形變成半正弦波，因此可以顯著地減小變壓器繞組間噪聲(直流紋波).

　　4　散熱器

　　散熱器與集電極或TO247功率器件的漏極之間有50pF的電容，因此可以產生很強的發射。僅僅直接地把散熱片連到機殼，這只是把噪聲引向大地，很可能不能減小總體發射水平。

　　較好的做法是：把它們連到一恰當的電路結點——一次整流輸出端，但要注意安全要求。具有屏蔽作用的絕緣隔離片可以連接到開關管上，把它們屏蔽內層接至一次整流端，散熱片要么懸浮要么連到機殼。

　　散熱片也可以通過電容連到有危險電壓的線上，電容的引線和PCB軌線構成的電感可能會與電容 “諧振”，這可對解決某些特殊頻率上的問題特別有效。應該在樣機上多次試驗，最終找到散熱片的最佳安裝方法。

　　5　整流器件

　　用于一次電源上的整流器和二次整流器，因為其反向電流，可以引起大量的噪聲，最好使用快速軟開關型號的器件。