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彩电开关电源疑难故障检修及维修方法  

2011-03-14 17:32:02|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一台康佳KK-T2510彩电在开机瞬间,机内突然“啪”的响了一声,然后声、光全无。经拆盖检查,发现4A保险丝管F1001已炸裂,再测主滤波电容器C1008(470μF/400V)两端电阻为零,这说明机内出现了十分严重短路性故障。


  该彩电有主副两开关电源,其中副开关电源向CPU等控制电路供电。主副两个开关电源均采用分立元件电路。该机早期产品和后期产品所用开关电源电路在元器件编号和电路型式上有所差异;早期产品的副开关电源主要采用了辅助电源变压器串联调整式稳压电源,+B滤波电容器的编号为C914;后期产品的副开关电源采用了开关式稳压电源,+B电源滤波电容器的编号为C929。该机的开关电源电路为后者,其简化后的电路如附图所示。


  首先拆下该机的主电源开关管V901(随机图纸上标注的型号为2SC4111,实装的却是2SC4706)进行检查,发现各极间均已击穿,而整流滤波电路及负电源电路未见明显故障。


  开关管的损坏往往与负载电路、尖峰脉冲吸收电路、脉宽控制电路等有关。经检查负载电路未见明显异常,再查由开关管V901集电极上的R910、VD904和C911构成的尖峰脉冲吸收电路也未见明显异常,其中C911(2200pF/2kV)已被更换为CBB型的彩电逆程电容器(该机以前曾坏过此电容器)。由于这种逆程电容器可靠性较高,在维修中很少发现损坏,所以认为尖峰脉冲吸收电路也无明显故障。接着检查脉宽调制电路,发现了诸多元件的大面种损坏,其中变阻管V902(2SD966)、V903(2SC2594)及过流保护电路中的V905(2SD965)均已击穿,VD906(MA4120)稳压管也已击穿。以上元件除开关管2SC4706为常用件外,其它几只三极管均无法购到原型号的。因此根据这几只三极管在电路中的具体位置,决定用常见的帧输出管2SC2073代换V903(2SC2594),其它的两只中小功率管用常见的2SC2060来代换,不过,2SC2594和2SC2073的管脚排列方向正好相反,原散热片已不能利用,应另加一小块铝制散热片。但在代换损坏的稳压管VD906(MA4120)时遇到了一点小麻烦,因为经查阅图纸和手册也查不到MA4120的稳压值,机内其它电路中又没有同型号的稳压管。为此只好找了机内其它类似型号的稳压管进行实测,得知MA系列稳压管的稳压值即其型号中数字部分的第二、三、四位数(分别为十位、个位、小数位),即稳压值为12.0V。根据VD906的体积,用稳压值为12V的0.5W的稳压管进行了代换,在反复检查无误后,又更换了电源保险丝,并开机进行试验。结果,开机瞬间红色电源指示灯能够点亮,且开机瞬间有高压感,但随后仍是“三无”,同时屏幕上还出现了一块小暗彩斑。此时测+B电压,发现开机瞬间已有输出,但明显偏高,达160V左右(正常为140V)。显然,“三无”是由于+B过压导致保护电路动作而引起的。正当要对此故障作进一步检修时,再次开机却又烧坏了保险丝,查新换的开关管2SC4706的各极间再次击穿,而新换上去的变阻管等元件未再损坏。


  根据该机有+B过压这一情况,估计开关管损坏的原因是脉宽调制电路仍有故障。考虑到脉宽调制电路已能发挥一定的控制作用(否则+B电压还要高得多),可以认为故障原因只是其存在控制偏差或控制能力不足,并非硬性损坏。脉宽调制电路中新换的元件,除V902、V903、V905三只三极管均由代换型号来代换外,其它都是同型号代换。从电路工作原理来看,这三只三极管只要能保证足够的放大倍数和饱和压降,应能胜任脉宽调制和保护工作。其中,2SC2060的耐压值尽管不是太高,但放大倍数和饱和压降均较为理想,用于代替各种彩电开关电源中的变阻管均无问题,用于此机估计也无明显问题;2SC2073虽是彩电帧输出管,用其代换本机的2SC2594也不会有太大问题。那么,影响脉宽调制电路能力的元件,除了上述三只三极管外,只有C906(150μF/25V)等元件。其中C906最值得怀疑,因为该电容是开关电源中工作条件较差的元件之一,若出现性能下降,脉宽调制电路对开关管的控制能力将有所减弱,+B电压可能会偏高。因此,找一只优质的150μF/50V电解电容器将C906换掉,再换上新的开关管2SC4706,检查无误后开机试验,+B电压正常,图声均已出现。本以为该机的维修工作已告完成,但上盖后再次开机时机内却又响了一声,拆盖检查,发现保险丝管再次烧坏,开关管又被击穿。显然此机的开关电源又出了故障。


  再查脉宽调制电路各新、老元件并未出现问题。于是怀疑新换的开关管质量不佳。用功率、体积比2SC4706更大的大屏幕彩电专用开关管2SC4111来代换开关管后,在反复开机试验中该管又再次出现击穿性损坏,显然不是开关管质量有问题,而是机内仍有隐患未被排除。


  考虑到脉宽调制电路已经多次检查和排除隐患,出问题的可能性已不大,于是怀疑其它电路可能存有问题,其中开关管集电极的尖峰脉冲吸收电路应作进一步检查。这一电路尽管只有几只元件构成,但C911电容器的容量仅凭万用表的电阻挡很难看出来。尽管CBB电容器从理论和实践上被认为一般不会像电解电容器那样出现失容或变质现象(一般只会击穿),但也不应排除其损坏的可能。把C911从电路中拆下,串入万用表的交流电压挡接入市电,发现此电容器竟完全没有容量!将其换新,并将开关管换新,开机后一切正常。至此维修工作本应结束,但抱着对用户负责的态度再次反复进行开关机试验,当进行至十余次左右时,开机瞬间保险丝及开关管再次损坏,维修工作陷于困境。


  到底是什么原因导致开关管屡屡损坏呢?笔者想起了在检修康佳“06”系列彩电时开关电源厚膜块STR-S6309屡屡损坏的情况。许多资料介绍可以通过加大开关管发射极的限流取样电阻数值来保护厚膜块中的开关管,这说明开关管发射极的限流电阻的阻值对开关管的安全十分重要。该机之所以屡坏开关管,是否是该电阻有什么问题?用较精密的数字表测试该电阻(由两只1Ω电阻R908和R909并联而成)的阻值,发现所测阻值总是为零,此时才醒悟并在两只电阻上的稳压管VD905已击穿。由于原机R908和R909并联后的电阻阻值很小,掩盖了VD905的击穿现象,所以在以前的检查中未能发现VD905的损坏。看来这也是造成屡次烧坏开关管的重要原因,因为从电路原理分析,当因某种原因使开关管发射极电流过大时(如启动瞬间等),两只取样电阻上的取样电压也将上升并导致V904、V905导通,变阻管V903的内阻减小,进而减弱了开关管的振荡,起到保护开关管的作用。该机的VD905击穿后,两只限流取样电阻失去了限流取样作用,开关管也就失去了过流保护,因此在开关机的瞬间,过大的冲击电流容易导致开关管损坏。


  VD905的型号是MA2062,从外观看是1W的稳压管,用6.2V/1W的稳压管将其换新,并将开关管换新,再做反复开关机试验,开关管再没损坏。


  至此,开关电源的维修已基本结束,但在此后的“考机”过程中却发现该机有很强的射频辐射干扰,尤其是L频段的DS1、DS2频道。彩电中最强的辐射干扰源就是开关电源,因此应继续对开关电源进行检查。首先在开关管的集电极和发射极上套上小磁管(这是整机中常用的方法),效果不明显。又怀疑开关管的截止频率可能过高,导致对开关电源振荡过程中的高次谐波衰减不够,将开关管换成另外的型号进行试验也设有效果。再检查各旁路电容器C901、C910等也未发现问题,但当在开关管基极的C909电容器上并接一只2200pF电容器时干扰彻底消除。看来造成射频辐射干扰的原因是C909电容器不良。该电容器在电路中的作用是旁路开关管基极上的开关电源振荡反馈脉冲中的高次谐波成份,如果C909失去容量,这些高次谐波将不能被旁路,经开关管放大后,必然会造成强烈的电磁干扰。将以上电容器换新后,又经反复开关机试验和长时间“考机”,整机始终工作正常

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