自激式开关电源的电路分析

开关电源的基本工作原理比较简单，但实际电路较复杂且种类多，下面以图9-30所示的一种典型的自激式开关电源（彩色电视机采用）为例来介绍开关电源的检修。

1.输入电路

输入电路由抗干扰、消磁、整流滤波电路组成，各种类型开关电源的输入电路都由这些电路组成。S1为电源开关；F1为耐冲击熔丝，又称延时熔丝，其特点是短时间内流过大电流不会熔断；C1、L1、C2构成抗干扰电路，既可以防止电网中的高频干扰信号窜入电源电路，也能防止电源电路产生的高频干扰信号窜入电网，干扰与电网连接的其他用电器；R1、L2构成消磁电路，R1为消磁电阻，它实际是一个正温度系数的热敏电阻（温度高时阻值大），L2为消磁线圈，它绕在显像管上；VD1～VD4构成桥式整流电路，C3～C6为保护电容，用来保护整流二极管在开机时不被大电流烧坏，因为它们在充电时分流一部分电流，C7为大滤波电容，整流后在C7上会得到+300V左右的直流电压。

图9-30 一种典型的自激式开关电源电路

2.自激振荡电路

T1为开关变压器，VT1为开关管，R2为启动电阻，L02、C9、R4构成正反馈电路。VT1、T1、L02、C9、R4、VD5一起组成自激振荡电路，振荡的结果是开关管VT1工作在开关状态（饱和与截止状态），L01上有很高的电动势产生，它感应到L04和L05上，经整流滤波后得到+130V和+14V电压。R3、C8为阻尼吸收回路，用于吸收开关管VT1截止时L01产生的很高的上负下正尖峰电压（尖峰电压会对C8、R3充电而降低），防止过高的尖峰电压击穿开关管。

自激振荡电路工作过程：

1）启动过程：大滤波电容C7上的+300V电压一路经开关变压器T1的L01加到开关管VT1的集电极，另一路经启动电阻R2加到VT1的基极，VT1马上导通，启动过程完成。

2）振荡过程：VT1导通后，有电流流经L01，L01马上产生上正下负的电动势e₁，该电动势感应到L02上，L02上电动势e₂极性是上正下负，L02的上正电压经R4、C9反馈到VT1的基极，使VT1的电压U_b1上升，电流I_b1增大，电流I_c1增大，L01产生的电动势e₁增大，L02上感应的电动势e₂也增大，L02上正电压更高，它又反馈到VT1的基极，使VT1基极电压又上升，从而形成强烈正反馈，正反馈过程是

正反馈使VT1迅速进入饱和状态。

VT1饱和后，L02的上正下负电动势e₁开始对电容C9充电，途径是L02上正→R4→C9→VT1的be结→地→L02下负，在C9上充得左正右负电压，C9右负电压加到VT1的基极，VT1的电压U_b1下降，VT1慢慢由饱和退出进入放大状态。

VT1进入放大状态后，流过L01的电流减小，L01马上产生上负下正电动势e′₁，L02上感应出上负下正电动势e₂′，L02的上负电压经R4、C9反馈到VT1的基极，VT1的电压U_b1下降，I_b1减小，I_c1减小，L01电动势e′₁增大（L01上负电压更低，下正电压更高，电动势值增大），L02的感应电动势e₂′增大，L02上负电压更低，它经R4、C9反馈又到VT1的基极，又形成强烈正反馈，正反馈过程是(www.xing528.com)

正反馈使VT1迅速进入截止状态。

VT1进入截止状态后，C9开始放电，放电途径是C9左正→R4→L02→地→VD5→C9右负，放电使C9右负电压慢慢被抵消，VT1基极电压逐渐回升，当升到一定值时，VT1导通，又有电流流过L01，L01又产生上正下负电动势，它又感应到L02上，从而开始下一次相同的振荡。在VT1工作在开关状态时，L01上有电动势产生，它感应到L04、L05上，再经整流滤波会得到+130V和+14V的电压。

3.稳压电路

VT4、VD9、R9、N001、VT2等元器件构成稳压电路。若电网电压上升或负载减轻均为引起+130V电压上升，上升的电压加到VT4的基极，VT4导通程度深，其集电极电压U_c4下降，流过光耦合器N001中的发光二极管电流小，发出光线弱，N001内部的光敏晶体管导通浅，VT2的基极电压上升（在开关电源工作时，L03上感应的电动势经VD6对C11充电，在C11上充得上负下正电压，C11下正电压经R7加到VT2的基极，N001内的光敏晶体管导通浅，相当于VT2基极与地之间的电阻变大，故VT2基极电压上升），VT2导通程度深，开关管VT1基极电压下降，饱和导通时间缩短，L01流过电流时间短，储能少，产生电动低，最后会使输出电压下降，仍回到+130V。

4.保护电路

该电源电路中既有过电压保护电路，又有过电流保护电路。

（1）过电压保护电路

VD10、R19、VT5、N002、VT3构成过电压保护电路。若+130V电压上升过高（如+130V负载有开路或稳压电路出现故障），该电压经R19将稳压二极管VD10击穿，电压加到VT5的基极，VT5导通，有电流流过光耦合器N002中的发光二极管，发光二极管发出光线，N002内部的光敏晶体管导通，C11下正电压经R6、光敏晶体管加到VT3的基极，VT3饱和导通，将开关管VT1基极电压旁路到地，VT1截止，开关电源输出的+130V电压为0，保护了开关电源和负载电路。

（2）过电流保护电路

R23、VT7、VD11、VT5、N002、VT3构成过电流保护电路，它与过电压保护电路共用了一部分电路。若后级电路存在短路故障，流过R23的电流很大，R23两端电压增大，一旦超过0.2V，VT7马上导通，VT7发射极电压经VT7、R21将稳压二极管VD11击穿，电压加到VT5的基极，VT5导通，通过光耦合器N002和VT3等电路使开关管VT1进入截止状态，开关电源无电压输出，从而避免后级电路的过电流损坏更多的电路。

5.遥控关机电路

R14、VT6、R12、R13构成遥控关机电路。在电视机正常工作时，CPU关机控制脚输出高电平，VT6处于截止状态，遥控关机电路不工作。在遥控关机时，CPU关机控制脚输出低电平，VT6导通，+5V电压经R13、VT6、R12加到发光二极管，有电流流过它而发光，光敏晶体管导通，VT3也饱和导通，将开关管VT1基极电压旁路而使VT1截止，开关电源不工作。