摘   要： UC3842/3/4/5系列PWM" title="PWM">PWM" title="PWM">PWM調(diào)制器的特點(diǎn)，分析了其構(gòu)成彩顯開關(guān)電源的典型應(yīng)用電路，介紹了電路維修的基本步驟和維修應(yīng)注意的問題。
關(guān)鍵詞： UC3842/3/4/5系列  彩顯  開關(guān)電源  故障維修

　　在彩色顯示器中，開關(guān)電源工作在高頻、大電流、高電壓的狀態(tài)下，極易發(fā)生故障。由于開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)形式多種多樣，控制電路和保護(hù)電路也很復(fù)雜，且各部分電路互有牽連，同樣的故障現(xiàn)象可能對(duì)應(yīng)于不同的故障原因，這些都增加了電路維修的難度。但目前彩顯一般都采用脈寬調(diào)制式開關(guān)電源，工作原理大同小異，所以在故障檢修時(shí)只要深入理解一類彩顯開關(guān)電源的工作原理和各組成部分的特點(diǎn)、功能，了解其如何啟動(dòng)，如何控制輸出，如何進(jìn)行過(guò)壓過(guò)流保護(hù)等，并根據(jù)電源的故障現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真分析檢查，就能舉一反三達(dá)到較好的維修效果。下面就以最常見的由UC3842/3/4/5系列構(gòu)成的彩顯開關(guān)電源為例，介紹彩顯開關(guān)電源的維修。
1  UC3842/3/4/5系列簡(jiǎn)介
　　UC3842/3/4/5系列IC是高性能、固定頻率、電流型單端輸出式脈寬調(diào)制器。該系列IC采用DIP-8、SOIC-8、SOIC-14等多種封裝形式。UC3842的2種封裝形式的管腳排列如圖1所示。該系列IC芯片中各型號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理完全相同，只是欠電壓封鎖門限和最大占空比不同。UC3842/3/4/5系列外圍電路簡(jiǎn)單、安裝與調(diào)試簡(jiǎn)便、性能優(yōu)良、價(jià)格低廉，可直接驅(qū)動(dòng)MOS功率開關(guān)管和大功率雙極型開關(guān)管，所以是彩色顯示器的電源電路中最常用的集成電路之一。

1.1  UC3842/3/4/5系列的管腳功能
 　　下面均以N型封裝的UC3842為例。
　　1腳(COMP)：誤差放大器的輸出端。在1腳與誤差放大器反向輸出端2腳間加入RC網(wǎng)絡(luò)，可改變誤差放大器閉環(huán)增益和頻率特性。
　　2腳(VFB)：誤差放大器的反相輸入端。通常將開關(guān)電源輸出電壓取樣后加至此端，與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓（加至誤差放大器同相端）在誤差放大器中進(jìn)行比較放大，輸出的誤差信號(hào)加至PWM鎖存器，用來(lái)控制振蕩脈沖的脈寬，以改變輸出電壓的大小。
　　3腳(ISEN)：電流檢測(cè)端。用于檢測(cè)開關(guān)峰值電流。當(dāng)被檢測(cè)的電流流經(jīng)電阻時(shí)，即轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓送入此腳，用來(lái)控制PWM鎖存器，調(diào)整輸出電壓大小。并且當(dāng)該腳電壓超過(guò)1V時(shí)，關(guān)閉輸出脈沖，從而保護(hù)開關(guān)管不致過(guò)流損壞。
　　4腳(RC/T)：內(nèi)接振蕩電路，外接RC定時(shí)元件，定時(shí)電阻R接在4腳和8腳之間，定時(shí)電容C接在4腳到地之間，振蕩頻率為F=1.8/（RC）。其振蕩頻率最高可達(dá)500kHz。 5腳(GND)：電源電路與控制電路的接地端。
　　6腳(OUT)：推挽輸出放大器的輸出端(為推拉式輸出)?？芍苯域?qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管，驅(qū)動(dòng)電流的平均值可達(dá)200mA，最大可達(dá)1A峰值電流，1.5V的低電平輸出，13.5V的高電平輸出。
　　7腳(VCC)：電源端。外接電源電壓VCC。UC3842/3/4/5系列IC輸入電源電壓可達(dá)30V。該電源經(jīng)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓電路的作用產(chǎn)生5V基準(zhǔn)電壓作為UC3842的內(nèi)部電源使用，并經(jīng)衰減得到2.5V電壓作為內(nèi)部比較器的基準(zhǔn)電壓。
　　8腳(VREF)：參考電壓(+5V)輸出端，可提供參考電壓。
1.2 UC3842/3/4/5典型應(yīng)用電路
　　UC3842/3/4/5典型應(yīng)用電路如圖2所示。電路的基本工作過(guò)程：交流輸入電壓經(jīng)橋式整流電路整流后變?yōu)橹绷麟妷海撾妷航?jīng)電阻R1對(duì)C1充電，C1二端的電壓逐漸上升，當(dāng)該電壓使UC3842的7腳(VCC端)達(dá)到導(dǎo)通門限電壓（16V）后，UC3842則開始工作。開關(guān)變壓器的反饋繞組N2二端電壓經(jīng)VD1、C2、C3整流濾波及R3、R4分壓后，從2腳送入U(xiǎn)C3842的誤差放大器反相輸入端(VFB)，反饋電壓與基準(zhǔn)電壓經(jīng)誤差放大器比較放大后，調(diào)整UC3842的輸出脈沖的寬度，從而穩(wěn)定輸出電壓。

　　電流反饋回路由電流取樣電阻R10和R9、C7組成的濾波電路組成。R10二端的取樣電壓經(jīng)3腳加到UC3842內(nèi)的電流比較器的一個(gè)輸入端與另一端的誤差電壓進(jìn)行比較，當(dāng)該電壓等于誤差電壓（最大值為1V）時(shí)，UC3842的輸出脈沖被中斷，從而實(shí)現(xiàn)限流保護(hù)。
　　該電源采用直接驅(qū)動(dòng)電路，R7的作用是限制峰值驅(qū)動(dòng)電流，R5、C4組成誤差放大器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，R6、C6確定振蕩頻率和死區(qū)時(shí)間，R12、C9、VD2及R11、C8、VD3組成浪涌吸收電路以保護(hù)開關(guān)管。一般在UC3842的6腳對(duì)地之間還要接一個(gè)肖特基二極管（圖中未畫出，該管正端接地，負(fù)端接6腳），以防止輸出端電壓低于地電位。
　　開關(guān)電源在UC3842輸出驅(qū)動(dòng)脈沖的作用下，開關(guān)管交替導(dǎo)通與關(guān)斷，開關(guān)變壓器的次級(jí)（N3側(cè)）可得到交流電壓，該電壓經(jīng)整流濾波后，可獲得穩(wěn)定的直流輸出電壓。
 　　UC3842/3/4/5各管腳在電路測(cè)量時(shí)的實(shí)測(cè)參數(shù)如表1所示。

1.3  可替換UC3842/3/4/5的集成電路
　　UC2842A/2843A、UC3842A/3843A、UC2842B/2843B、UC3842B/3843B、UC2844/2845、UC2844B/2845B、UC3844B/3845B等都可替換UC3842/3/4/5系列，這些芯片的管腳功能和各項(xiàng)參數(shù)基本相同。它們的差別在于UCx842、UCx842B、UCx844、UCx844B具有16V（導(dǎo)通門限）和10V（關(guān)斷門限）的欠壓封鎖門限值。當(dāng)供電電壓由低（如10V以下）向高上升至16V以上時(shí)芯片才開始工作，啟動(dòng)后工作電壓可低于16V，但不能低于關(guān)斷電壓（10V）；當(dāng)供電電壓由高降低到10V以下時(shí)，芯片欠壓封鎖無(wú)輸出。而UCx843A、UCx843B、UCx845、UCx845B具有8.5V（導(dǎo)通門限）和7.6V（關(guān)斷門限）的欠壓封鎖門限值，能滿足較低電壓應(yīng)用的要求。
　　一般來(lái)講，UC3842/3/4/5系列工作電壓低、工作電流小，不易損壞，最常見的損壞原因是電源開關(guān)管短路后高壓從柵極灌入U(xiǎn)C3842/3/4/5系列的輸出腳（OUT端）而被燒毀。有些機(jī)型中因省去了柵極接地的保護(hù)二極管，當(dāng)電源開關(guān)管損壞時(shí)，UC3842/3/4/5系列IC和柵極外接限流電阻也必?fù)p壞。
2  由UC3842/3/4/5構(gòu)成的開關(guān)電源的維修基本步驟
　　目前彩顯電源故障主要為無(wú)電壓輸出，表現(xiàn)為無(wú)光柵的故障現(xiàn)象。而且故障的范圍往往波及較大，通常不止一個(gè)元件而是數(shù)個(gè)元件同時(shí)損壞。這一點(diǎn)正是彩顯電源電路與其他電路的不同之處，維修起來(lái)較為困難，若維修不當(dāng)還會(huì)造成故障范圍的擴(kuò)大，因此在通電檢查時(shí)一定要慎重。因?yàn)橛袝r(shí)雖然找出了1或2個(gè)故障元件，但并不能保證所有的故障原因都被查出來(lái)了，此時(shí)若開機(jī)很有可能造成故障的擴(kuò)大。在檢修時(shí)一般要保證300V整流濾波和負(fù)載電路正常，若不能肯定某一路負(fù)載電路正常，可斷開該路負(fù)載。但當(dāng)斷開所有負(fù)載時(shí)，要接上假負(fù)載，一般為40～60W的燈泡。在實(shí)際維修中較常見的故障現(xiàn)象及其常規(guī)的檢修步驟如下。
2.1 燒保險(xiǎn)
　　該故障范圍一般在開關(guān)變壓器的初級(jí)繞組回路，常見故障為消磁電阻損壞、整流二極管擊穿、濾波電容擊穿及開關(guān)管擊穿。這些元件的損壞都會(huì)使電流過(guò)大而燒保險(xiǎn)。檢修時(shí)可先斷開消磁線圈，若不是燒保險(xiǎn)，則一般為消磁線圈損壞，若依然確定是燒保險(xiǎn)，則須用萬(wàn)用表依次檢查整流橋、濾波電容和開關(guān)管是否擊穿。對(duì)于開關(guān)管擊穿還要檢查其周圍電路，如浪涌電壓吸收回路、過(guò)流保護(hù)電路等，以確定是何原因造成開關(guān)管擊穿，做到徹底地修復(fù)。但也要考慮到當(dāng)電源負(fù)載端嚴(yán)重短路時(shí)(如行輸出級(jí)短路)，也有可能會(huì)引起該故障現(xiàn)象。
2.2  無(wú)光柵，但不燒保險(xiǎn)
　　該故障范圍一般是交流220V整流濾波電路無(wú)輸出、啟動(dòng)電路開路、開關(guān)管損壞、開關(guān)管柵極無(wú)驅(qū)動(dòng)脈沖、UC3842/3/4/5系列集成塊輸出腳（OUT端）無(wú)脈沖輸出、開關(guān)管源極電阻開路、開關(guān)變壓器初級(jí)繞組開路或是過(guò)壓保護(hù)。
　　檢修步驟：（1）檢查300V直流電壓是否正常，是否加到開關(guān)管漏極上。（2）檢查開關(guān)管是否正常。（3）啟動(dòng)電路是否正常，能否提供一定幅值的啟動(dòng)電流。（4）開關(guān)管源極電流檢測(cè)電阻是否增大或開路，若開路則無(wú)電流通路且阻值增大，使保護(hù)電路動(dòng)作。（5）檢查驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生電路。主要檢查UC3842/3/4/5系列集成電路及外圍元件。（6）檢查欠過(guò)壓保護(hù)電路是否動(dòng)作。主要檢查UC3842/3/4/5系列集成電路電源管腳（VCC端）電壓是否正常。
2.3  無(wú)圖像有光柵，但光柵幅度忽大忽小
　　該故障一般是UC3842/3/4/5系列集成電路工作不正常，使其OUT端輸出電壓忽高忽低造成的。主要檢查UC3842/3/4/5系列集成電路及其外圍元件，特別要檢查UC3842/3/4/5系列集成電路的反相輸入端(VFB端)外接的取樣電路是否正常。
2.4  圖像呈S型扭曲或黑帶滾動(dòng)干擾
　　黑帶滾動(dòng)干擾故障一般是由于電源濾波電容變質(zhì)或開路，使輸出電壓的紋波系數(shù)增大干擾圖像并引起圖像水平扭動(dòng)而形成。圖像產(chǎn)生水平方向的S型扭曲，一般是由于開關(guān)電源同步脈沖信號(hào)的耦合元件開路，導(dǎo)致開關(guān)電源處于自由振蕩狀態(tài)，且頻率低于行頻造成的。
3  開關(guān)電源維修時(shí)需注意的問題
　　(1)維修時(shí)不能斷開電壓反饋回路。例如斷開了二極管VD1或UC3842的2腳到反饋線圈的回路的任一處，則2腳的電壓將達(dá)到最低。這時(shí)脈寬調(diào)制器UC3842的6腳輸出脈沖將達(dá)到最寬，從而使開關(guān)電源的輸出電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常值。過(guò)高的電壓就有可能對(duì)其他元件造成損壞，使故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。
　　(2)用萬(wàn)用表進(jìn)行檢修前應(yīng)先釋放掉電源的主濾波電容的剩余電荷，以免損壞萬(wàn)用表和電路中的其他元件。
　　(3)斷電檢查電路時(shí)應(yīng)拔掉電源插頭，不要只關(guān)斷電源開關(guān)。這是因?yàn)椴煌瑱C(jī)型的電源開關(guān)的位置不同，例如有的機(jī)型使用按鍵開關(guān)觸發(fā)微處理器的電源開關(guān)控制端（OFF端），這時(shí)只要插上電源插頭，主電源就開始工作，即有輸出電壓，所以要拔掉電源插頭。
　　(4)試機(jī)前最好先用萬(wàn)用表測(cè)量一下開關(guān)管和行輸出管漏（集電）極的對(duì)地電阻是否正常，一般電阻應(yīng)大于2kΩ，若過(guò)小則有漏電擊穿的可能，需首先予以排除。
　　(5)維修時(shí)要注意人身安全。這是因?yàn)殚_關(guān)電源的地(即開關(guān)變壓器初級(jí)一側(cè)的地)是市電經(jīng)整流得到的脈動(dòng)直流地，它與大地間沒有實(shí)現(xiàn)隔離而始終含有一個(gè)交變的電壓，所以它的地總是帶電的，即熱地。而主板地（開關(guān)變壓器次級(jí)一側(cè)的地）由于開關(guān)電源的取樣調(diào)整電路一般采用了單獨(dú)的隔離取樣繞組或光耦，使其與開關(guān)電源的地實(shí)現(xiàn)了隔離，也即實(shí)現(xiàn)了與市電電網(wǎng)的隔離。不帶電，為冷地。維修時(shí)一定要注意這一點(diǎn)。
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