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摘要: NOKIA 445T彩色显示器独立高压电路分析。在彩色显示器中,有一种比较特殊的行输出电路——高压独立行输出电路。高压独立行输出电路主要由两部分组成,一部分用来负责行扫描的输出,为行偏转线圈提供扫描电流,这部分电路在前面已进行了介绍。
在彩色显示器中,有一种比较特殊的行输出电路——高压独立行输出电路。高压独立行输出电路主要由两部分组成,一部分用来负责行扫描的输出,为行偏转线圈提供扫描电流,这部分电路在前面已进行了介绍。另一部分负责提供高压脉冲,这部分电路一般称之为独立高压电路,独立高压电路又有高压产生电路和高压输出电路两部分组成。图5-9所示为NOKIA 445T机芯21英寸彩色显示器中使用的独立高压电路。
高压产生电路的控制电路使用了双组单稳态触发器IC301 (4538)。高压输出电路使用了双管双绕组结构,高压输出管T304的供电电压固定(190V),不随行频的变化而变化。
1. 4538简介
在NOKIA彩色显示器中,有很多机型都使用CD4538作为开关电源控制电路。CD4538是一款双单稳电路,图5-10所示为CD4538的方框图。电路中包含了两个独立的单稳态触发器,其中1~7脚为a触发器,9~15脚为b触发器,8脚为地线,16脚为电源。
触发器a的引脚功能及简单动作如下:A(4脚)为上升沿触发信号输入,B(5脚)为下降沿触发信号输入,T2(2脚)、T1(1脚)为时间常数设置端,Cd(3脚)为置零端。当A有上升沿触发信号输入,且Cd、B端为高电平时,Q端(6脚)输出一个正向脉冲,Q端(7脚)输出一个负向脉冲,脉冲持续时间由T2、T1端时间常数CxRx确定;当B有下降沿触发信号输入,且CD为高电平、A端为低电平时,Q端输出一个正向脉冲,Q端输出一个负向脉冲,脉冲持续时间由T2、 T1端时间常数CxRx确定。
触发器b的引脚功能及简单动作如下:A (12脚)为上升沿触发信号输入,B(11脚)为下降沿触发信号输入,T2 (14脚)、Tl(15脚)为时间常数设置端,CD(13脚)为置零端。当A有上升沿触发信号输入,且Cd、B端为高电平时,Q端(10脚)输出一个正向脉冲,Q端(9脚)输出一个负向脉冲,脉冲持续时间由T2、T1端时间常数CxRx确定;当B有下降沿触发信号输入,且Cd为高电平、A端为低电平时,Q端输出一个正向脉冲,Q端输出一个负向脉冲,脉冲持续时间由T2、T1端时间常数CxRx确定。
2.高压产生电路
(1)工作过程高压产生电路中,使用了IC301 (4538)作为控制电路。前已述及,4538是一款双单稳电路,电路中包含了两个独立的单稳态触发器,其中1~7脚为a触发器,9~15脚为b触发器,8脚为地线,16脚为电源。控制电路有关波形图如图5-11所示。
来自由行输出电路的行逆程脉冲作为同步触发信号加到IC301(CD4538)4、12脚(a、b触发器的A输入端)。
对于a触发器:在A时刻(参见图5-11中波形图),4脚同步触发信号的上升沿使7脚a触发器的Q端变为低电平,6脚a触发器的Q端变为高电平。同时,在A时刻,2脚时间常数电容被放电后,由12V和高压误差取样电压通过电阻R394、R393对时间常数电容C301、C339进行充电。当2脚电压上升到lC内部设定的基准电压VREF时的D时刻,7脚变为高电平,6脚变为低电平。即,在A~D时刻,7脚A触发器的Q端输出了一个负向脉冲,6脚a触发器的Q端输出一个正向脉冲(持续时间与7脚负向脉冲相等)。从时刻A到时刻F为一个完整的行周期,到达F时刻时,4脚同步触发信号的上升沿,再次对a触发器进行触发,动作与上述过程相同。
对于b触发器:在A时刻,12脚同步触发信号的上升沿使9脚b触发器的Q端输出一个负向脉冲,10脚b触发器的Q端输出一个正向脉冲。9、10脚输出脉冲的持续时间由b触发器14脚时间常数电路R301、C302确定。
a触发器6脚Q输出端的输出送往b触发器的11脚B输入端。因此,在D时刻,6脚输出正向脉冲的下降沿对b触发器进行触发,使9、10脚输出脉冲,脉冲持续时间仍由14脚时间常数电路确定。
IC301(4538)第7、9脚输出脉冲进行叠加后形成高压输出管T304栅极驱动脉冲,IC301第7、10脚输出脉冲进行叠加后形成放电管T303栅极驱动脉冲。控制电路输出的驱动脉冲经驱动电路T301、T302、T305、T306同相放大后驱动T303、T304。‘(2)稳压控制NOKIA445T机芯彩色显示器的高压控制采用直接取样方式,误差信号直接从FBT产生的显像管高压分压取得。高压误差电压取样电路由R321、R323、高压调整电位器RT301以及R322组成。IC304A(LM324)为误差信号放大器。下面以显像管高压降低时的稳压控制过程为例进行介绍。
当彩色显示器亮度加大→显像管射束电流上升→显像管高压下降→LM324的2脚输入的误差信号电压降低→LM324的1脚输出电压升高→高压控制电路IC301(4538)误差信号输入端2脚电压提前上升到VREF电压(参见图5-11),→控制电路波形图中的D时刻向左移动,高压输出管T304的导通时间E~F变长→显像管高压升高。
注意事项
IC301(4538)笫2脚时间常数电路中C301、C339、R393、R394对驱动脉冲宽度有影响,这些元件的参数变化时会影响高压输出的电压值。
3.高压输出电路
高压输出电路工作在高电压、大功率状态,因此产生故障的几率也比较高。高压输出电路使用了一只N沟道场效应管T304和一只P沟道场效应管T303。其中T304为高压输出管,它的作用与常规开关电源电路中的开关管相同;T303为放电吸收管,这是为适应高压电路的特殊性而设置的。
T303和T304驱动脉冲的形状不完全相同,对驱动脉冲的要求是:高压输出管T304截止时,T303滞后一段时间才导通,而在T304导通之前,T303提前一段时间截止。
因为高压输出电路中使用的FBT初级与次级之间的耦合系数很小(耦合系数比常规开关电源中的开关变压器小得多),因此,在高压输出管T304截止时,漏极会产生很高的感应脉冲电压和振铃脉冲。为了降低T304截止时漏极感应脉冲电压的幅度并降低振铃脉冲的频率,在T304的漏极对地连接了一支类似行输出电路中逆程电容的电容器C307,这也是与常规开关电源电路的一个不同点。为了保证C307在T304导通时刻能放电完毕,以防止T304导通时直接对T304放电而损坏,也为了抑制在T304漏极逆程脉冲结束后产生的振铃脉冲,在电路中设置了放电吸收管T303。下面对高压输出电路的工作过程做简要介绍。
在高压输出管T304导通时,FBT初级绕组中有电流流过,能量存储在FBT中。T304截止时,FBT在T304的漏极感应出逆程脉冲,FBT次级整流二极管导通,向滤波电容充电及显像管阳极电容充电,产生显像管高压及显像管工作所需的其他电压。
图5-12所示为驱动电路加到T304、T303栅极的驱动脉冲以及高压输出管T304漏极的电压波形。
在图5-12中的A时刻,T304截止,FBT初级绕组中的电流给C307充电,在T304的漏极产生逆程脉冲(如果电路中不设置C304,只有电路中的杂散电容起作用,T304的漏极的逆程脉冲脉宽变窄,幅度增高)。C307充电结束后,C307开始放电,放电通路为:C307一FBT初级绕组10-9一190V电源。为了防止T304漏极逆程脉冲结束(即C307的第一个放电周期结束)后产生高能量的振铃脉冲,放电吸收管T303在B时刻,也就是逆程脉冲结束之前变为负脉冲,使T303具有了导通的基本条件,当C307放电到两端电压低于190V时,D306导通(C时刻),FBT初级绕组10-9方向的放电电流通过T303、D306成为回路。即在C~D时刻,FBT初级绕组的电流通路为FBT的10脚→9脚→T303→D306→10脚,这一放电过程可使FBT中存储的多余能量通过T303迅速放掉,为C307的充分放电提供条件,这也是称T303为放电吸收管的原因。在C~D时刻,T304漏极脉冲幅度约为190V(稍低于190V)。
在高压输出管T304再次导通前的D时刻,T303转为截止,由于FBT初级绕组10-9方向的放电电流不能突然停止,便强制对C307放电以维持原放电电流,通路为:C307→FBT初级绕组10-9方向→190V电源→地线→C307,对C307放电,使C307两端电压为OV(图中的D~E期间)。在E时刻,T304再次导通时,C307两端电压为OV,保证了T304漏极电压由截止变为导通时为OV,实现了开关电源中的零电压状态切换(ZVS)技术的实现,可以大大降低高压输出管T304的开启损耗。
重点提示
T304的功能相当于常规开关电源中的开关管,电容C307的作用类似行输出电路中的逆程电容,T303的作用类似于行输出电路中的阻尼二极管。在实际修理中,高压输出管T304的损坏较多,而放电吸收管T303的损坏较少。电容C307的作用很重要,如果开路,可能会损坏高压输出管T304。
T304与T303的激励脉冲不完全相同。在T304截止后,T303不是立即导通,而是延迟一段时间再导通,以使T304的漏极能够产生足够幅度的逆程脉冲,用以产生显像管高压。在T304导通前,T303提前截止,以便C307能够完全放电。
4.保护电路
(1)X射线保护参见独立高压电路图(图5-9)。X射线保护信号由FBT第2脚取得,高压取样脉冲经D305、C304整流滤波,R306~R308分压后,送到行场振荡电路IC201 (TDA9106)第15脚X射线保护端。当高压过高时,使TDA9106第15脚超过8V时,TDA9106内的X射线保护电路动作,切断第21脚的行激励信号输出,行输出电路停止工作。因为高压控制电路IC301 (4538)是由来自行输出电路的行逆程脉冲触发工作的,因此行输出电路停止工作后,高压电路也停止工作,达到保护目的。
(2)过流保护参见独立高压电路图(图5-9)。过流保护是通过检测高压输出管T304的源极电流,并从而控制T304的激励脉冲来实现的。
当高压输出管T304的源极电流异常加大时→T304的源极电流取样电阻R318两端电压升高→T307导通→T306导通→将T304栅极的驱动脉冲短路到地。T306、T307构成可控硅式保护电路,当保护电路动作后,只要T305导通,T306、T307就保持导通,直到控制电路IC301输出的驱动脉冲使T305截止为之,T306、T307才退出导通保护状态。如果过流状态解除,则彩色显示器可以继续正常工作,如果仍然过流,则保护电路再次动作。
注意事项
当高压电路出现故障时,必须对过流保护电路进行检查,尤其是当高压输出管T304损坏时,必须将过流取样电阻拆下检查,如有损坏,应按照原来的参数更换。
(3)启动保护电路参见独立高压电路图(图5-9)。由T310等组成的启动保护电路是为在启动阶段防止高压电路工作异常而设置的。在启动阶段,如果高压控制电路IC301 (4538)及驱动电路的12V电源电压过低时,启动保护电路将禁止高压输出电路工作。
当12V电压过低时,T310集电极电压变低,T306的基极通过D316和R329到地,当驱动脉冲使T305导通时,T306也导通,将高压输出管T304的栅极驱动脉冲短路到地,防止在启动阶段损坏高压输出管。
当12V电压上升到正常值时,T310导通,将12V电压加到D316的负极,D316截止,高压输出电路可以正常工作。
5。G2电压微调电路
NOKIA 445T机芯彩色显示器显像管G2(帘栅极)电压可通过FBT上的G2调整电位器进行调整,也可以由CPU控制进行微调。
参见独立高压电路图(图5-9)。当需要调高G2电压时,CPU的44脚输出的G2_ADJ控制电压升高(最大值为5V)→IC304 B的6脚电压升高→7脚电压降低→T311导通程度降低→G2下分压等效电阻加大→G2电压升高。
型号 | 厂商 | 价格 |
---|---|---|
EPCOS | 爱普科斯 | / |
STM32F103RCT6 | ST | ¥461.23 |
STM32F103C8T6 | ST | ¥84 |
STM32F103VET6 | ST | ¥426.57 |
STM32F103RET6 | ST | ¥780.82 |
STM8S003F3P6 | ST | ¥10.62 |
STM32F103VCT6 | ST | ¥275.84 |
STM32F103CBT6 | ST | ¥130.66 |
STM32F030C8T6 | ST | ¥18.11 |
N76E003AT20 | NUVOTON | ¥9.67 |