| 网站首页 | 电源技术 | 电源资料 | 电源论坛 | 电源电路 | 电源人才 | 电源供求 | 留言本站 | 繁體中文 | 
[ ] 文章搜索:
您现在的位置: 电源开发网 >> 电源技术 >> 新手入门 >> 电源基础 >> 正文
TDA16846在开关电源中的应用及故障探究
http://www.dykf.com  2014-7-19  电源开发网           ★★★

0 引言
    TDA16846是由Infineon公司推出的新型电源控制器,它常与场效应开关管配合使用,能组成高性能的开关电源电路。这种电源具有结构简单、输出功率大、带负载能力强、稳压范围宽、安全性能好等特点,可用于彩色电视机、彩色显示器及打印机、复印机等办公设备中。

1 TDA16846介绍
1.1 结构特点
    TDA16846的内部结构如图1所示,它内部由大量的比较器、触发器、门电路组成。能完成脉冲振荡、稳压控制、脉冲驱动及各种保护等功能。

a.JPG


    TDA16846的工作频率既可固定,也可自由调整,并具有功率校正功能,在轻载状态下,功耗很低。它的启动电流小,启动电压低,能有效避免启动过程中对场效应开关管的冲击。它内部具有一系列保护功能,如电源过压/欠压保护、开关管过流保护等,同时,还设有两个用于故障检测的误差比较器。能利用内部比较器和外部光耦反馈电路来实现双重稳压控制。1.2 引脚功能说明
    1脚:此脚与地之间接有一并联RC网络,能决定开关管截止时间和待机频率。
    2脚:启动端,兼初级电流检测。2脚与开关变压器初级绕组之间接电阻,与地之间接电容(或RC串联网络)。
    在13脚输出低电平期间,2脚内部开关接通,2脚外部电容电至1.5V;在13脚输出高电平期间,2脚内部开关断开,2脚外部电容被充电,2脚电压上升,当2脚电压上升至控制值时,13脚电压立即跳变为低电平,使开关管截止。
    3脚:此脚为误差放大器的输入端,同时还兼过零检测输入。当3脚脉冲幅度超过5V时,内部误差放大器会输出负脉冲,并使4脚电压下降,开关电源输出电压也自动下降。当3脚脉冲幅度低于5V时,内部误差放大器输出正脉冲,使4脚电压上升,开关电源输出电压也上升。3脚脉冲还送至过零检测器ED1,当3脚电压低于25mV时,说明有过零现象出现,过零检测器输出高电平,开关管重新导通,过零检测特性见图2所示。

b.JPG


    4脚:用于软启动,内接控制电压缓冲器(BCV),外接软启动电容。开机后的瞬间,内部5V电源经R2对4脚外部电容充电,4脚电压缓慢升高,BCV的输出电压也缓慢升高。BCV输出电压提供给接通时间比较器(ONTC),控制开关脉冲的宽度,使场效应开关管的饱和时间逐渐增加至稳定值,从而使各路输出电压也缓慢上升至稳定值,实现软启动。软启动不但有利于保护电源电路中的元器件,也有利于保护负载。
    5脚:光电耦合输入端,通过对输出电压进行取样,将输出电压的变化信息送入5脚,可以完成稳压控制。由于3脚已经具备稳压功能,若再使用5脚,则电路的稳压特性会更好。
    6脚和10脚:误差比较器的输入端,常用于故障检测。当6脚电压大于1.2V时,内部误差比较器2会输出高电平,13脚会停止脉冲输出。当10脚电压大于1V时,内部误差比较器1会输出高电平,13脚会停止脉冲输出。
    7脚:若在7脚与地之间接一并联RC网络,则电路工作于固定频率模式,7脚外部RC时间常数决定频率的高低。若从7脚输入同步脉冲,则电路工作于同步模式。若7脚接参考电压(即接9脚),则电路工作于频率自动调整模式。
    9脚:该脚输出5V参考电压,若在该脚与地之间接一电阻(51k),则6脚内部误差比较器2能有效工作。
    11脚:此脚用于初级电压检测,以实现过压和欠压保护。当11脚电压小于1V时,内部PVC电路输出高电平,进而使开关管截止,实现欠压保护。若11脚电压高于1.5V,内部PVA电路输出低电平,进而使开关管饱和时间缩短,各路输出电压下降,从而达到过压保护的目的。12脚:接地端(热地)。
    13脚:该脚输出驱动脉冲,其经过一个串联电阻与电源开关管相连。
    14脚:该脚用于启动供电,启动后,将由开关变压器的一个绕组向14脚提供电压。14脚所需的启动电流很小,仅100μA。当14脚电压达到15V时,内部电路启动。启动后,只要14脚不低于8V,则电路均能正常工作。若14脚电压低于8V,则内部SVC电路(供电电压比较器)输出低电平,进而使13脚输出低电平,开关管截止,电路进入保护状态。若14脚电压高于16V,内部OVER电路(过压比较器)输出高电平,进而使13脚输出低电平,开关管截止,电路进入保护状态。1 4脚启动特性如图3所示。

c.JPG



2 应用电路
    图4是TDA16846在康佳“K/N”系列彩电开关电源中的应用电路,下面分析这种电源的工作过程。

d.JPG


2.1 交流输入及整流滤波
    220V交流市电经电源开关及互感滤波器L901后,一方面送至消磁电路,使得每次开机后的瞬间对显像管进行一次消磁操作。另一方面经互感滤波器L902送至桥式整流器VC901,经VC901整流后,再由R901、C909进行RC滤波,在C909上形成300V左右的直流电压。
2.2 振荡过程
    C909上的300V电压经R918送至2脚,再经2脚内部二极管D1对14脚外部的C913充电,C913上的电压开始上升,约1.5s后,C913上的电压上升至15V,内部电路启动,并产生开关脉冲从13脚输出,送至场效应开关管V901,使V901开始工作。V901工作后,开关变压器初级绕组上会
不断产生脉冲电压,从而使各次级绕组上也不断产生脉冲电压。各次级绕组上的脉冲电压分别经各自的整流、滤波电路处理后,输出130V(+B电压)、15V和13V直流电压,给相应的负载供电。
    4脚上接有软启动电容,电路启动后,由于4脚外部电容(C920)的充电效应,使得13脚输出脉冲的宽度逐渐展宽,最后稳定在设计值,各路输出电压也是逐步上升至稳定值的。这样就会大大减小开机瞬间浪涌电流对开关管及负载的冲击,提高了电源的可靠性。
    电路启动后,14脚所需的电流会大大增加,此时,由开关变压器L2绕组上的脉冲电压经VD902整流、C913滤波后,得到12V左右的直流电压来给14脚供电,以继续满足14脚的需要。 1脚外部RC电路决定开关管的截止时间,在开关管饱和期内,内部电路对C917充电,C917被充电至3.5V,在开关管截止期间,C917经R907放电,在C917放电至阈值电压之前(阈值电压的最小值为2V),开关管总保持截止。
2.3 稳压过程
    TDA16846外部设有两条稳压电路,第一稳压电路设在3脚外部,第二稳压电路设在5脚外部。
    第一稳压电路的工作过程如下:当某种原因引起输出电压上升时,开关变压器L2绕组上的脉冲幅度也上升,经R919和R909分压后,使3脚脉冲幅度高于5V,经内部电路处理后,使4脚电压下降,进而使13脚输出脉冲的宽度变窄,V901饱和时间缩短,各路输出电压下降。若某种原因引起各路输出电压下降时,3脚的脉冲幅度会小于5V,此时,13脚输出的脉冲宽度会变宽,V901饱和时间增长,各路输出电压上升。通过调节R919和R909的比值,就可调节输出电压的高低。3脚还兼过零检测输入,当3脚脉冲由高电平跳变为低电平(低于2.5mV)时,说明有过零现象出现,13脚输出脉冲就从低电平跳变为高电平,使开关管重新导通。
    第二稳压电路的工作过程如下:当某种原因引起130V输出电压上升时,V904基极电压也上升,从而使V902的射极电压升高,而V902基极电压又要维持不变,结果使V902导通增强,N902内发LED的发光强度增大,光电三极管的导通程度也增强,5脚电压下降,经内部电路处理后,自动调整13脚输出脉冲的宽度,使脉冲宽度变窄,V901饱和时间缩短,各路输出电压下降。若某种原因引起130V电压下降,则稳压过程与上述相反。调节RP901就可调节130V输出电压的高低。
    值得一提的是,这两条稳压电路不是同时起作用的,内部电路总是接通稳压值较低的那一条稳压电路,由它完成稳压控制,而稳压值较高的那一条稳压电路被阻断。例如,3脚外围的稳压电路能将+B电压稳定在140V,而5脚外围的稳压电路能将+B电压稳定在130V,此时,内部
电路就使用5脚外部的稳压电路,由它完成稳压控制,并将输出电压稳定在130V上。使用两条稳压电路能有效提高电源的保险度,当某一条稳压电路开路时,另一条稳压电路会接着起稳压作用,从而使输出电压不会大幅度上升。
2.4 保护过程
    11脚用于初级过压和欠压保护,C909上的300V电压经R920和R910分压后,加至11脚。当电网电压过低时,C909上的300V电压也过低,从而使11脚电压小于1V,此时,内部电路将停止13脚的输出,V901处于截止状态,实现欠压保护。若电网电压升高,则C909上的300V电压也升高,并使11脚电压高于1.5V,经内部电路处理后,会使13脚输出脉冲宽度变窄,进而使V901饱和时间缩短,输出电压下降,实现过压保护。
14脚具有次级过压、过流保护功能。当某种原因引起各次级绕组脉冲幅度过高时,14脚电压必大于16V,经内部电路处理后,停止13脚的脉冲输出,V901截止,从而实现次级过压保护。当负载出现短路时,14脚电压会小于8V,经内部电路处理后,停止13脚的脉冲输出,V901截止,从而实现了次级过流保护。

3 故障探究
3.1 保险丝未烧断,但各路输出电压为0V
    出现这种故障时,应将C909两端电压及TDA16846的14脚电压作为关键检测点。
    可先测C909两端有无300V电压,若无,则查交流输入电路及整流滤波电路;若有,则测TDA16846的14脚电压,通过测量14脚电压,可以确定检查方向。
    若14脚电压为0V,应查2脚外部启动电阻R918是否断路,14脚外部滤波电容C913是否击穿,14脚外部整流二极管VD902是否击穿,N901内部D1是否断路等。
    若14脚电压低于15V,说明启动电压太低,导致电路不能启动。应查R918阻值是否增大太多,C913是否漏电,C918是否击穿,VD902是否反向漏电等。
    若14脚电压在15V以上,说明启动电压已满足启振要求,2脚和14脚外部电路应无问题。此时,应重点查4脚外部软启动电容C920是否击穿,因为当4脚外部软启动电容击穿后,开关管会总处于截止状态。若4脚外部电容正常,应查N901本身。
    若14脚电压在8~15V之间摆动(摆动一次约1.5s左右),说明TDA16848内部振荡器电路已启振,故障一般发生在+B电压形成电路或负载上。应对+B电压整流滤波电路进行检查(即查VD904、C924、C923等元件),若无问题,则查行输出电路。
3.2 开机三无,保险丝烧断
    由于故障体现为烧保险丝,说明电路中有严重短路现象。应对交流输入电路中的高频滤波电容、桥式整流电路以及与之并联的电容、300V滤波电容C909、开关管V901等元件进行检查,看这些元件中有无击穿现象。当碰到反复击穿开关管V901时,应重点对R918、C918、R908及C920等元件进行检查。R918虽为启动电阻,但它还有另一个重要作用,那就是当电路启动后,它与C918、R908所构成的电路将决定开关管的饱和时间。当R918或R908阻值变大或C918漏电时,C918上电压上升速度会变慢,即2脚电压上升速度变慢,开关管饱和时间会延长。因开关管饱和时,其集电极电流线性上升,这样,当开关管饱和时间延长后,流过开关管的电流会过大,从而导致开关管烧坏。
    C920为软启动电容,当它失效后,就会失去软启动功能,开机后,开关管V901的饱和时间会立即达到设计值,从而导致开机的瞬间开关管所受的冲击增大,开关管被击穿的可能性也增大。
    当碰到击穿开关管的故障时,不要急于更换开关管。应先将开关管拆下,再通电测14脚电压。若14脚电压在8~15V之间摆动,且摆动一次约为1.5s左右,说明TDA16846工作基本正常;若摆动一次所需时间过长,则说明2脚外部电路有问题,等排除2脚外部元件故障后,再装上新的开关管。
    开关管可选用2SK1794、2SK727、BUZ91A、2SK2645、2SK2488等型号的管子代换。
3.3 输出电压过高
    输出电压过高,说明开关管饱和时间增长,引起的原因是稳压电路不良。本电源是靠第二稳压电路来稳定+B(+130V)电压的,当第二稳压电路失效后,第一稳压电路会接着起稳压作用。因第一稳压电路稳压设置值高于第二稳压电路,从而会使输出电压升高。因此,当碰到输出电压升高故障时,只需检查第二稳压电路(N902、V902、V904及其周边元件)即可。

来源:本站原创  作者:admin  点击:  录入:admin
收藏此页】【字体: 】【打印此文】【关闭窗口
※相关链接※
网友评论:(只显示最新10条。评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!) 发表评论
专 题 栏 目
推 荐 图 书
热 门 文 章
热 门 下 载
热 门 电 路
论 坛 推 荐
精 彩 广 告

关于本站 - 广告服务 - 联系我们 - 版权申明 - 网站地图 - RSS订阅 - 友情链接 - -
Copyright@2004-2014 ◆电源开发网◆ All Rights Reserved