美格珑显示器电源的原理与维修

2023年12月13日发(作者：电动汽车价格及图片)

美格珑796fdⅡ显示器电源的原理与维修

美格珑796FDII型彩色显示器是目前市场上质量较好的专业级显示器。为了符合专业机的要求，该机采用三套开关电源为不同的负载电路供电。为了方便维修人员检修该机，笔者根据实物绘出电源电路图，并介绍检修方法和检修技巧。

显示器主电源电路是由ICl01(UC3842)为核心构成的变压器耦合、它激式开关稳压电源，如图1所示。该电源主要为微处理器、存储器、显示管灯丝、场扫描和二次电源等电路提供工作电压。UC3842的内部电路本刊已作过介绍，下面简述该电源的工作原理。

一、开关电源工作原理

1．启动与振荡

220V市电电压经C124、L102、R101、C101等元件滤除电网中的高频杂波后，分两路输出：一路送到受控消磁电路；另一路经L103滤波→BDl01桥式整流→L104A滤波→D102整流→C104滤波，在C104两端产生300V左右的直流电压。NTCl01、NTCl02是负温度系数热敏电阻，其作用是防止开机瞬间的大电流(因C104较大)损坏保险管F101、整流堆BDl01等元件。

300V电压不但经开关变压器T101初级绕组送到开关管Q104的D极，而且经R102、经R12限流，对电源控制芯片ICl01(UC3842)供电端滤波电容C111充电。当C111两端充电电压达到16V时，ICl01启动。ICl01启动后，其⑧脚输出的5V电压经VRl03、R114、C116与ICl01④脚内的振荡器形成振荡，在ICl01④脚上形成锯齿波脉冲电压，使ICl01的⑥脚输出激励电压。该电压经R121、R123、D122使Q104工作在开关状态。

Q104工作后，由开关变压器T101自馈电绕组产生的脉冲电压经R128限流，D113整流，C111滤波，获得17.8V直流电压，取代启动电路为ICl01供电。

2．稳压调节电路

当市电电压升高或负载变轻引起输出端电压升高时，C125两端升高的电压经R147限流，使光电耦合器ICl03①脚电位升高，同时，C137两端升高的电压经误差取样电路R145、R124、VRl01、D119与R113取样后的电压超过2.51V，再经三端误差放大器ICl04内部比较放大后，使ICl03②脚电位下降。此时Cl03内的发光管因导通电压升高而发光加强，致使ICl03内的光敏管导通加强，使得ICl01误差放大器反相输入端②脚输入的控制电压超过2.5V，最终使ICl01⑥脚输出的激励电压占空比下降，开关管Q104导通时间缩短，输出端电压下降到正常值，实现稳压控制。

当输出端电压下降时，稳压调节过程相反。

VRl01是可调电阻，调整其阻值的大小，可在一定范围内改变输出端电压的高低。D119是隔离二极管。

3．保护电路

(1)尖峰电压吸收：该电源电路在开关管Q104的D极设置了由R103、C106、D101和C142构成的尖峰电压吸收回路，以免Q104在截止期间被过高的尖峰电压损坏。

1 (2)开关管保护：ZDl01是防止开关管Q104过激励损坏的稳压管。D122、R123用作防止Q104截止瞬间因存储效应损坏的泄放电路。

(3)开关管击穿保护：开关管Q104击穿后，300V电压经D124、D125到地构成回路，使保险管F101迅速熔断，避免了0104击穿后，可能导致R104开路。R104开路后，便可能损坏ICl01③脚内部电路。

(4)误差取样异常保护：当误差取样电路的R145、R124、VR101、D119异常引起输出端电压升高时；当C125两端电压升高到一定值后，稳压管ZDl03导通加强，使R113两端电压达到2.51V时，输出端电压被限制在一定范围内，避免了误差取样电路异常给负载电路带来的危害。

电路中ICl01、ICl03、IC104等元件异常时，该保护电路不能起到过压保护作用。因此，为了确保开关管和显示管灯丝安全、可*地工作，应该为该开关电源加设一个电路简单、性能可*的关断型过压保护电路。

参阅图2所示电路。ZDl可选择20V稳压管，R1可选择1～3.3KΩ电阻，C1可选择1～4.7μFF／16V电容，Q1可选择1A的单向可控硅。安装该保护电路后，若稳压调节电路异常引起输出端电压和C111两端电压升高。当C111两端电压达到20.7V左右时， 稳压管ZDl击穿导通，触发可控硅Q1导通，致使C111两端电压低于IOV。由于UC3842的供电端⑦脚电压低于10V时UC3842将停止工作，并且Q1导通后，不会自行解除保护状态，所以彻底保护了开关管和负载。

二、受控消磁电路

每次开机瞬间或进行手动消磁时，微处理器IC501消磁控制端②脚输出3s左右高电平控制信号。该控制电压经R528、R148限流使激励管Q102导通，继电器RLl01驱动线圈中有电流流过，使RLl01内的交流触点吸合。220V市电电压利用消磁电阻PTCl01的热敏性能，在消磁线圈中产生的交变磁场对显示管及其附件进行消磁。

二极管D103是保护二极管。其作用是防止RLl01驱动线圈在Q102的c极上产生过高的反峰电压，损坏Q102。

三、节能控制

该机符合EPA能源之星EnergyStar电源管理模式，并与ESA DPMS兼容，所以该机能够在正常工作(开机状态)、待机(等待)、挂起(响应)和停机(离机)四种模式下工作。电源管理功能是通过微型计算机的设置来实现的。若键盘或鼠标在设置时间内不工作时，系统就将在电源管理控制下重新设置同步信号，使该机进入节能状态。在节能状态下只要移动鼠标或敲击键盘，微型计算机的操作系统被激活后，恢复行、场同步信号输出，自动进入正常工作模式。输入信号与工作模式关系如表1所示。表1

工作模式 信 号 电源功耗（W） 指示灯

行 同 步 场 同 步 视 频

正常模式 有 有 有 130 绿色

节能模式 待机 无 有 消隐 <10 橙色且闪烁

挂起 有 无 消隐 <10 橙色且闪烁

2 关闭 无 无 消隐 <5 橙色

1．正常模式

正常模式期间，由于微处理器IC501有正常的行同步信号HS和场同步信号VS输入，所以它的节能控制端○16脚和○18脚输出高电平控制信号。

IC501○16脚输出的高电平经R136限流使Q111导通，进而使Q110导通。Q110导通后，由c极输出的电压经R157限流为显示管灯丝提供6.3V电压。

○18脚输出的高电平经经R117限流使Q114导通。Q114导通后，使Q117截止，进而使Q116截止，对误差放大器ICl04的工作没有影响。同时，由于Q114导通，致使继电器RLl02内的触点吸合。RLl02内的触点吸合后，不但使C108两端能够获得-15.9V电压，而且使受控211V、79V、16V电压的绕组被接入电路，使开关电源能够为行输出电源和高压电源电路提供211V电压；为行场扫描等小信号处理电路提供12V电压；场输出电路提供-15.9V和16V电压；为视频输出放大器提供79V电压。另外，不受控绕组产生的脉冲电压经D112、C125整流、滤波，在C125两端产生6.8V电压。6.8V电压经ICl02稳压获得5V电压，为微处理器电路供电。因此，整机负载电路获得供电后，进入正常工作模式。

电容C1(该电容未标符号，由笔者加注)的作用是防止RLl02触点在接通瞬间打火带来的危害。

2．待机/挂起模式

挂起／待机模式期间，由于IC501没有行同步或场同步信号输入，所以它的停机控制端○16脚为高电平、挂起控制端○18脚为低电平。

如上所述，○16脚为高电平时，显示管灯丝仍有预热的供电电压。○18脚为低电平时Q114截止，使继电器RLl02内的交流触点释放，使211V、79V、16V、-15.9V和12V电压消失，行、场扫描和视频等电路因没有供电而停止工作。同时，Q114截止后，C125两端的7.2V电压经RLl02的驱动线圈、R142使Q117导通，进而使Q116导通。Q116导通后，由其c极输出的电压经R139与R113取样获得的电压，取代原误差取样电路为ICl04提供取样电压，保证开关电源在该模式下继续为微处理器正常供电。

挂起或待机期间，IC501的指示灯控制端○17脚输出的脉冲控制信号经Q50l放大后，使电源指示灯LED702内的橙色发光管处于闪烁发光状态，表明该机工作在挂起或待机模式。

3．关闭模式

在关闭模式期间，由于IC501没有行、场同步信号输入，所以它的○16脚○18脚为低电平。○18脚为低电平后，行、场扫描等电路因失去供电电压而停止工作。而○16脚为低电平时Q111截止，进而使Q110截止。Q110截止后，显示管灯丝的预热电压消失。

关闭模式期间，IC501的指示灯控制端○17脚输出的低电平控制信号经Q50l放大后，使电源指示灯LED702内的橙色发光管发光，表明该机进入关闭模式。

四、故障分析和检修流程图

3 电源电路异常引起的故障主要是无显示、指示灯不亮的全无故障；指示灯亮、无显示故障等。

1．输出端电压为0V

该故障检修流程如图3所示。输出端电压为0V，说明开关电源未工作。该故障可通过保险管F101是否熔断，进一步判断故障部位。若保险管F101熔断，说明开关电源有过流现象；若F101正常，说明开关电源未启动或ICl03③~④脚之间短路。

2．输出端电压低且波动

故障检修流程如图4所示。输出端电压低且波动的故障原因主要有三个：一是负载电路有元件短路；二是自馈电电路异常；三是稳压调节电路异常。

3．始终处于节能模式

该故障检修流程如图5所示。若开关电源始终处于节能模式，可通过电源指示灯发光状态进一步判断故障部位。若指示灯发光为橙色，说明同步信号输入电路或微处理器电路异常；若指示灯发光为绿色，说明节能控制电路异常。

4．输出端电压高

输出端电压高，说明稳压调节电路异常。由于该电源电路设置了误差取样电路异常保护电路，所以该故障部位仅局限在误差放大器和PWM控制电路异常。对于该故障主要检查R147、R111、D112、C125、ICl04、ICl03、ICl01是否正常即可。

输出端电压高的同时，开关管Q104的D极尖峰电压也相应升高，所以极易导致开关管Q104过压损坏。因此，在检修过程中需要采取保护措施。方法是可取下保险管F101，在其位置上串接一只150W灯泡或用调压器将市电电压降到100V左右。

五、故障部位判断技巧

由于该开关电源采用了ICl01、ICl02、ICl04等多块集成电路，所以在没有同型号配件时，会给维修人员的检修输出端电压高的故障带来一定的困难。下面介绍一下该开关电源的故障部位判断技巧。

将两只发光管串联后接在ICl04两端(发光管负极接地)。通电后，若C137两端电压为187V，C121两端电压为71V，光电耦合器ICl03的①、②脚分别为4.8V、3.7V，说明故障部位在ICl04及误差取样电路。若电压仍然高，说明1C103、ICl01异常。确认R113、R147、R110、R111是否正常后，采用模拟法判断ICl03是否正常。采用该方法是：切断市电电压后，将一节1.5V的5号电池串接一只56Ω电阻后，并在ICl03的①②脚上(电池负极接②脚)，用数字万用表2k挡在路测ICl03的③④脚之间的正向电阻的阻值应为466Ω，反向电阻的阻值为无穷大。取下电池后，ICl03的③④脚之间的正、反向电阻的阻值均应为无穷大。

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