如何提高彩电开关电源的带载能力

鲁义宽

由于绝大部分彩色电视机都采用开关电源电路，而这种电路普遍具有带载能力强、适应交流进线电压变化范围宽、转换效率高的特点，深受人们的青睐，也就很少有人去分析和检验各种开关电源的带载能力究竟有多大。

最近本人接修的一台牡丹CH25型彩色电视机，其故障现象为：“三无”，电源电路见图1。经检查为电源调整管V712（2SD1710）和V711（2SC3807）击穿损坏，保险管F701（2A /250V）烧断。按原型号器件代换后电视机虽然可以工作，但又出现了新的故障现象：若在图像亮度增大或换频道的瞬间，行幅缩小，左、右两边约有2cm宽的黑边。据用户反映：电视机在未损坏前就经常出现左、右两边行幅忽大忽小的变化，最后变为“三无”故障。

为了让故障表现，我们在主电源输出端滤波电容C722（47μF /160V）两端并联一只60W的白炽灯泡，相当于给原电视机增加了约 21W〔P=（130/220）2×60=21W〕的额外负载，这时电视机就更加频繁出现行幅忽大忽小的变化，主电源输出端C722两端的电压在102～132V间变化（额定输出为130V）。这就说明该电源的输出功率余量相当小。而对于一般的电视机，我们经常在主电源输出端同时加接一只60～100W的灯泡，电视机仍能正常工作，输出电压十分稳定，这说明其功率余量都很大。尤其现在有一种用恒流源驱动开关管的开关电源，其带载能力和适应交流电压变化范围（90～260V）都十分强大。

从原理分析，电源带载能力弱，其主要原因是电源开关管V712的饱和时间不足，即正反馈的驱动能力不强，开关变压器聚积的磁场能量弱。

为彻底解决其带载能力弱的问题，分析该电源的工作原理如下。

1.启动 交流220V经低通滤波，桥式整流，在C707上得到300V左右的直流电压，又经电阻R706、R707、R708、R710给V712提供基极电流，开关变压器T702的3、7脚给V712提供集电极电流完成电源调整管V712的启动过程。

2.振荡 V712启动后，其Ib↑→Ic↑，在T702的3、7脚间产生3正7负的感应电压UL1，利用变压器特性，在T702的1、2脚间感应出1正2负（因3与1为同名端）的UL2，该电压有两个流程。其一，经R709、C710、V708、R710反馈到V712的基极，使V712瞬间饱和，其电流经反馈电容C710充电（下正上负），此时Ib＞＞Ics/β(饱和条件)，Ics为V712的饱和集电极电流，其Vces≈0V。但由于V712的集电极负载为电感L1，其电压UL1=L1△Ic/△t=300V；△Ic/△t=300/L1=常数，说明Ic必然线性增大，即Ics是一个不断增大的可变量，总会有某时刻使Ib=Ics/β而退出饱和区进入放大状态。其二，UL2经V706、V705、R704给定时电容C712充电，其波形如图2。不断增大的VC712会使三极管V711导通，其集电极电流Ic对开关管V712的基极分流，会使V712提前由饱和进入放大状态（Ib=Ics/β）。两个过程都使V712由饱和进入放大状态且有Ib↓→Ic↓的过程。

而Ib↓→Ic↓，在T702的3、7脚间产3负7正的感生电压UL1，并在1、2脚间感生1负2正的UL2，该电压会使V712立即进入截止状态，C712放电，如图2。C710放电（上正下负），T702的负载端由整流二极管V714、V713、V715、V716、V719导通，产生出各路输出电压，释放磁场能量。L2中瞬间电压为零、C710放电和启动电阻R706等多方原因使V712又进入再一轮导通并饱和，使V712在饱和与截止间周而复始地变化，完成振荡过程。

3. 稳压由R719、R717、R720、R732、R718、V717、V718、R721取样，N703、V710、V711驱动，调整V712的饱和时间长短，使UC722稳定。其工作过程为：若某种原因使UC722上升，经取样电路使光耦器N703的V1-2上升，光照强，V3-4下降，或等效的可调电阻变小，V710、V711导通强，对V712的基极分流多，使其饱和期变短，开关变压器储存的磁场能量减少，输出电压UC722下降。同理，当UC722 下降，则反馈使UC722上升，如此负反馈过程使输出电压稳定。

4. 保护 由V790、C790、V791、V793、V792等元件构成了过压保护电路，当输出电压UC722升高时，由于1脚与12脚的异名端的关系，取样电容C90的电压下降，使三极管V793、V792导通并使V710、V711导通，对V712分流使其截止，实现保护。

以上的基本原理分析，C712的充/放电时间是决定V712饱和时间长短的关键因素。若C712的容量小，充电快，就会使V712的饱和时间变短，输出电压降低，尤其是我们将C712取掉，电源干脆不振荡，这就使我们找到了解决问题的办法：将C712容量变大，即将C712和C713互换，C712由0.015μF变为0.033μF，故障立即排除，电源输出UC712=132V相当稳定！电源进线电压在140～260V变化，输出UC722仍十分稳定，若将进线电压降到125V时仍能正常工作，只是有点叫声，修复后再测波形如图3。

由图2和图3可见，V712的饱和时间变长（由12μs变为18μs），C712充电在0V以上的电压由1.4V变为1.2V。V711导通时间相对变短，对V712分流减小，使V712饱和期长，输出能力强。粗略估算V712的基极驱动电流最大约有：Ib=(U1-0.7)/(33+47)=(17-0.7)/80≈0.2A。足以使V712进入饱和状态（U1为开关变压器1脚在示波器DC挡观察到的０V线以上的电压波形）。

由此可见，该电源电路的C712为定时电容，它是提高带载能力的关键元件，我们可将原标称值由0.015μF增大到0.033μF。