四通UPS電源銷售商
南寧四通UPS電源總代理
四通UPS電源銷售商
一、電路原理
2 超聲波接收電路
四通UPS電源多功能自動保護電路
在平面直角遙控彩色電視機中,由于電源電路擔負著向整機各單元電路提供工作電壓和功率的任務,因此,若電源電路發(fā)生任何故障,整機就不能工作或至少不能正常工作,有時還會引起一系列的次生故障,造成嚴重后果。另一方面就電源電路而言,元器件都工作在高電壓、大電流、大功耗的特殊工作狀態(tài)下,故障率比其它電路單元要高出很多。為此,在平面直角遙控彩色電視機中均設(shè)置了若干保護電路,一旦出現(xiàn)故障或有故障先兆,便自動切斷電源,以免損壞電路元件或使故障擴大化。另外,在大屏幕電視機中,因顯像管陽極電壓高,整機功耗大,熱量耗散多,會導致可靠性降低,這和大屏幕電視的高可靠性要求顯然是相矛盾的,為此,設(shè)置多功能保護電路顯得尤為重要。常見的保護電路有過流保護、過壓保護、啟動保護及倍壓整流切換不良保護等。它們各自的具體保護機理如下:
1。過流保護電路
最簡單的過流保護電路是在供電電路中串接保險管或保險絲電阻。當流過它的電流超過一定限值(一般為其額定工作值的數(shù)倍)后,保險絲或保險絲電阻熔斷,切斷供電,阻止故障進一步發(fā)展。因此,它是十分重要的安全元件。然而由于消磁電流及開機時的浪涌電流等原因,開機的瞬間出現(xiàn)十數(shù)倍于正常工作電流以上的瞬間電流,普通保險絲很難適應這種要求。普通保險絲與耐沖擊型保險絲熔斷特性見圖l一7中曲線所示。
從圖1—7(a)可知,普通保險絲在大約4倍額定電流時需較長時間才能熔斷,在大約為5倍額定電流時幾乎是瞬間熔斷。根據(jù)這樣的熔斷特性無法選定合適的額定工作電流。因為此值如取得與正常工作電流相適應,開機瞬間的浪涌電流將使保險絲熔斷。如果保證開機時不致熔斷保險絲,額定值要取得很大,又起不到有效的保護作用。為此,在彩色電視機電源電路中采用了一種耐沖擊的特殊保險絲,它的熔斷特性如圖l一7(b)曲線所示。這種保險絲對較長時間過流有較大的承受能力,克服了普通保險絲無法克服的困難。基于這一原因,在檢修時,彩色電視機的保險絲不可用普通保險絲代替。
由于保險絲的熔斷有一定的滯后性,所以它不可能可靠地防止元器件遭受損壞。因此,快速的過流保護常用電子電路實現(xiàn)。其控制方式大約可分為兩種:一種稱為關(guān)斷型,即一旦發(fā)現(xiàn)電流超額,立即斷開開關(guān)管。過流的信號可以直接取自輸出回路,也可取自電源的輸入電路,還可取自開關(guān)管的集電極電流或發(fā)射極電流,開關(guān)管關(guān)斷后輸出電流下降,當電流低于一定值后開關(guān)管會重新工作。如果故障消失,工作將予繼續(xù);如果故障繼續(xù)存在,電流超過限額電流后又會切斷,從而處在周期性的停止和起動狀態(tài)。另一種方式稱為限流型,即在設(shè)計上限定了開關(guān)管最大輸出電流的大小,輸出電流小于該值時,開關(guān)電源處于正常穩(wěn)壓輸出狀態(tài),一旦電流到達極限值時再也不能上升,從而阻止故障惡性發(fā)展。
在平面直角遙控彩色電視機的實際電路中,過流保護電路是在要進行控制的電流回路中串入取樣電阻(通常阻值在零點幾歐~幾個歐姆之間,以避免對工作回路造成不利影響),電阻上的壓降即反映了工作回路電流的大小。有關(guān)電路見圖l一8所示。當取樣電阻上的電壓超過設(shè)定值時,電子開關(guān)動作,或?qū)χ骰芈愤M行分流限制,或切斷回路的電流進行保護,在電視機中,過流保護取樣點通常設(shè)定在工作電流值較大的部位,如電源開關(guān)管和行輸出管的發(fā)射極電流回路,以便對這些大功率器件及其相關(guān)電路進行保護;也有的設(shè)定在顯像管束流回路,避免因顯像管束流過大而產(chǎn)生的危害。
四通UPS電源圖l一8(a)是設(shè)置在電源開關(guān)管回路中的保護電路。在正常情況下保護管Q1截止,開關(guān)管Q2在正常調(diào)整與正反饋信號的控制下,工作在開關(guān)狀態(tài)。隨著Q2工作電流的增大,電子開關(guān)Q1進入放大狀態(tài),其等效內(nèi)阻變小,對驅(qū)動信號進行分流,開關(guān)管的導通時間縮短,限制了電流的增加。而當Q2工作電流超過設(shè)定值,即Rc上壓降大于0.7V時,Ql導通而將控制與反饋信號旁路,使電路停振,從而對Q2進行了限流保護。
電源開關(guān)管的過流保護還常采用圖1—8(b)所示電路。當開關(guān)管Q工作電流超過設(shè)定值,Vc電壓會使門限穩(wěn)壓管ZD1擊穿,觸發(fā)可控硅SCR導通,使開關(guān)管關(guān)斷,實現(xiàn)了過流保護。行輸出管的過流保護電路與電源開關(guān)管的過流保護基本相同,區(qū)別是沒有中間的分流過程,而是在行電流超過設(shè)定值時,電子開關(guān)動作使行激勵信號旁路,使行振蕩器停振來實現(xiàn)行管的過流保護。
另外,在彩色電視機中普遍采用的ABL(自動亮度限制)電路也是一種過流保護。其原理如圖l一8(c)所示。在此回路中因束電流為毫安級,顯像管內(nèi)阻及RL(等效負載電阻)都較大,所以取樣電阻R的阻值通常取幾十干歐~幾百千歐。圖中A點電壓因隨束電流的增加而下降,因此,可用A點電壓作為過流保護的控制信號。亮度控制電位直接受A點電位影響,束流越大,A點電位越低,亮度控制電位也越低。這樣,就抑制了束流的增加。在正常情況下,由于A點電位較高而二極管D不導通,此時對比亮度控制電位僅受W1控制。而當束流超過設(shè)定值,即A點電位下降到一定程度時,D導通,把對比度控制電位下拉,使束流減少,實現(xiàn)束流自動限制保護。此外,電視機中的過流保護,還設(shè)有電源保險管、行輸出產(chǎn)生的二次電壓限流保護電阻等簡單的過流保護措施。
圖1—9是松下M16機芯的具體過流保護電路。設(shè)開關(guān)變壓器初級繞組Pl至P2間的電壓為V1,流過繞組的電流為I2,則有:V1≌V2XI2.當負載失常而出現(xiàn)過載電流時,初級線圈上的電流I1,也將隨之增大。由于I1,增大,Q8Ol(開關(guān)管)的發(fā)射極電流Ic將增大,而導致Q804基極電壓升高,并迅速導通。此后,Q805、Q803也將導通,Q80l基極電流減小,集電極電流受到限制,從而保護了開關(guān)電流的主件—開關(guān)管Q80l。
2.過壓保護電路
在平面直角遙控彩色電視機中,各單元功能電路的工作電壓是一定的,若工作電壓比設(shè)定值高,則會燒壞電路元件,為此必須設(shè)置過壓保護電路。過壓保護電路除保護電源電路中的諸如開關(guān)管、開關(guān)變壓器等關(guān)鍵元件外,亦還常與顯像管高壓電路、行輸出及場輸出等高壓與大電流電路相聯(lián)接,以保護整機中的高、中壓電路中的有關(guān)部件。
在實際應用中,過壓保護電路的種類很多,但其核心是相同的,都是對關(guān)鍵電壓進行直接或間接取樣,當電壓超過設(shè)定值時,電子開關(guān)動作,切斷電壓的輸出,以避免過壓對負載造成的危害。
電視機中的過壓保護取樣點,通常設(shè)定在關(guān)鍵電壓的輸出端,如開關(guān)電源的主輸出電壓+B端及行輸出變壓器產(chǎn)生的二次電壓的取樣繞組上。+B電壓的升高,會造成負載的擊穿,特別是對行輸出電路的行管、逆程電容、高壓包等威脅更大。正常情況下,行輸出電路產(chǎn)生的反峰電壓可達電源電壓的8—10倍。設(shè)想+B升高幾伏.那么行管、逆程電容、阻尼管等器件上就要多承擔上百伏的電壓,這是非常危險的。另外,行輸出變壓器產(chǎn)生的高壓若超過設(shè)定值,會造成對人身的危害;燈絲電壓超過設(shè)定值,會造成對顯像管的危害;其它繞組電壓的升高,會造成對負載的危害。所以二次電壓的過壓保護也是非常必要的。
圖l一8(b)(該電路具有過壓過流雙重保護功能)中所示的電路亦具有過壓保護功能,它是對主電源+B進行過壓保護的常用形式。其中.L1取樣繞組對+B輸出進行間接監(jiān)測。當輸出電壓超過額定值時,經(jīng)D1、C整流濾波后的電壓使門限穩(wěn)壓管ZDl擊穿,可控硅導通而使開關(guān)電源停振.在圖1—10所示電路中同時還畫出了另一種+B主電源進行過壓保護的形式.它是由主電源+B輸出端的一次擊穿型穩(wěn)壓管ZD2來實現(xiàn)的。當+B電壓超過設(shè)定值時.穩(wěn)壓管擊穿,主電源短路電流反映到初級一側(cè),致使Vc上升,ZDl擊穿、可
控硅導通,轉(zhuǎn)換為電源的過流保護迫使開關(guān)電源停振。
在目前流行的新型大屏幕彩色電視機的開關(guān)電源中,一般都采用如圖l—l0(a)所示的安全隔離直接取樣過壓保護電路。其過壓取樣點直接設(shè)在+B的輸出點上,通過光電耦合器件,既實現(xiàn)了過壓直接取樣控制,又實現(xiàn)了電源地與負載地(即底盤)之間的電氣隔離。其原理如下:正常情況下,Q1、Q2截止,光電耦合器右側(cè)發(fā)光管不亮,左側(cè)光電阻呈高阻,A點控制電壓為高電壓,保護電路不動作。當+B電壓超過設(shè)定值時,Q1導通,光耦右側(cè)發(fā)光管亮,左側(cè)光電阻內(nèi)阻變小,A點控制電壓下降,保護電路動作,切斷+B輸出。Q2支路為通/斷與過流保護取樣端,控制原理與過壓控制相同。
原理圖如下:
1 超聲波發(fā)射電路
由兩塊555集成電路組成。IC1(555)組成超聲波脈沖信號發(fā)生器,工作周期計算公式如下,實際電路中由于元器件等誤差,會有一些差別。
條件: RA =9.1MΩ、 RB=150KΩ、 C=0.01μF
TL = 0.69 x RB x C
= 0.69 x 150 x 103 x 0.01 x 10-6 = 1 msec
TH = 0.69 x (RA + RB) x C
= 0.69 x 9250 x 103 x 0.01 x 10-6 = 64 msec
IC2組成超聲波載波信號發(fā)生器。由IC1輸出的脈沖信號控制,輸出1ms頻率40kHz,占空比50%的脈沖,停止64ms。計算公式如下:
條件: RA =1.5KΩ、 RB=15KΩ、 C=1000pF
TL = 0.69 x RB x C
= 0.69 x 15 x 103 x 1000 x 10-12 = 10μsec
TH = 0.69 x (RA + RB) x C
= 0.69 x 16.5 x 103 x 1000 x 10-12 = 11μsec
f = 1/(TL + TH)
= 1/((10.35 + 11.39) x 10-6) = 46.0 KHz
IC3(CD4069)組成超聲波發(fā)射頭驅(qū)動電路。
超聲波接收頭和IC4組成超聲波信號的檢測和放大。反射回來的超聲波信號經(jīng)IC4的2級放大1000倍(60dB),第1級放大100倍(40dB),第2級放大10倍(20dB)。 由于一般的運算放大器需要正、負對稱電源,而該裝置電源用的是單電源(9V)供電,為保證其可靠工作,這里用R10和R11進行分壓,這時在IC4的同相端有4.5V的中點電壓,這樣可以保證放大的交流信號的質(zhì)量,不至于產(chǎn)生信號失真。