顯示器電源電路

     無論是單色顯示器還是彩色顯示器，如要能很好的工作，都需要提供穩(wěn)定的直流電源。電源電路對顯示器的性能影響很大，如果電源的性能不好，會造成電路工作不穩(wěn)定，也可能對光柵形成干擾，使顯示的圖像出現(xiàn)畸變。從維修的觀點(diǎn)來看，顯示器電源故障的發(fā)生率僅次于行掃描電路，是相當(dāng)高的。

無論是單色顯示器還是彩色顯示器，如要能很好的工作，都需要提供穩(wěn)定的直流電源。電源電路對顯示器的性能影響很大，如果電源的性能不好，會造成電路工作不穩(wěn)定，也可能對光柵形成干擾，使顯示的圖像出現(xiàn)畸變。從維修的觀點(diǎn)來看，顯示器電源故障的發(fā)生率僅次于行掃描電路，是相當(dāng)高的。

任何穩(wěn)壓電源實(shí)質(zhì)上都是直流/直流變換，即其輸人的是由交流市電整流、濾波得到的不穩(wěn)定直流電壓，而通過變換電路或調(diào)整電路變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。按穩(wěn)壓的原理區(qū)分，有線性調(diào)整型穩(wěn)壓電源和開關(guān)調(diào)整型穩(wěn)壓電源。在彩色顯示器中。，基本上都是開關(guān)調(diào)整型穩(wěn)壓電源，新型的單色顯示器中也普遍采用開關(guān)電源，只在部分早期生產(chǎn)的單色顯示器中才采用串聯(lián)反饋線性調(diào)整型穩(wěn)壓電源。但不管采用什么形式的電源，為了能夠同顯示器中的其他單元電路能夠很好地配合，協(xié)調(diào)工作，電源電路都應(yīng)滿足以下的基本要求：

a)要有較好的穩(wěn)壓性能電源電路的作用就是把不穩(wěn)定的交流220V的電網(wǎng)電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出，因此當(dāng)電網(wǎng)電壓波動較大，或電源的負(fù)載變動較大時;電源電路都應(yīng)輸出穩(wěn)定不變的直流電壓，以保證其他單元電路能夠正常、可靠的工作。

目前的顯示器電源，當(dāng)電網(wǎng)電壓在交流130-260V之間變化時，或者負(fù)載變化比較大時，如顯示器處于待命或掛起的黑屏狀態(tài)都能夠輸出穩(wěn)定的直流電壓，性能比較好。

b)紋波系數(shù)要小輸出直流電壓中所含交流成分的基波最大值與直流成分之比稱為紋波系數(shù)。如果電源電壓的紋波系數(shù)大，會使圖像扭動，被供電的電路工作也不穩(wěn)定。

C)有較好的保護(hù)電路為了防止負(fù)載短路或過流。過壓等故障而損壞元器件，應(yīng)該設(shè)有較好的保護(hù)電路，當(dāng)出現(xiàn)故障現(xiàn)象時，應(yīng)立即停止工作，切斷供電。

d)電源效率高電源效率低，會增加功耗，使機(jī)內(nèi)溫度上升，影響電路的工作環(huán)境，長期使用容易出現(xiàn)故障。

5.l串聯(lián)線性調(diào)整型電源的基本原理

串聯(lián)線性調(diào)整型電源，是一種發(fā)展比較成熟，曾經(jīng)長期使用過的穩(wěn)壓電源形式，雖然其效率低，但由于電路簡單?？煽俊⑿阅苤笜?biāo)較高，因此在有些場合仍得到廣泛的應(yīng)用。

它的組成方框如圖5-l-l所示，是由電源降壓變壓器、整流濾波電路和穩(wěn)壓電路三部分組成的。電源變壓器的作用是將220V交流電壓降為比直流輸出電壓略高的交流低壓。整流濾波電路的作用是將交流低壓整流和濾波，產(chǎn)生一個紋波系數(shù)較大的不穩(wěn)定的直流電壓，作為穩(wěn)壓電路的輸人電壓。整流電路有半波整流、全波整流和橋式整流三種形式。濾波電路一 般采用簡單的電容濾波。穩(wěn)壓電路是串聯(lián)線性調(diào)整型電源的核心，是起穩(wěn)壓作用的關(guān)鍵，它 能夠根據(jù)輸人電壓或負(fù)載變化情況及時調(diào)整電路的工作狀態(tài)，保證直流輸出電壓穩(wěn)定不變。

對于串聯(lián)線性調(diào)整型電源的穩(wěn)壓電路的工作原理，我們可簡單的以圖5-l-2所示的電路 來作定性理解。圖中可變電阻 R與負(fù)載電阻 Rl相對于輸人電壓端是串聯(lián)的，輸出電壓 Uout 與輸人電壓Uin有如下關(guān)系： Uout= ILX RL= Uin- UR= Uin- ILX R。穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)的目標(biāo) 就是當(dāng)輸人電壓Uin或負(fù)載Rl變化時，都應(yīng)保持負(fù)載上的輸出電壓Uout基本穩(wěn)定不變?，F(xiàn)就 從這一關(guān)系式看看是如何實(shí)現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定這一目標(biāo)的。當(dāng)輸人電壓Uin變化，例如升高 時，要使負(fù)載上的輸出電壓Uout變，當(dāng)然這種情況下負(fù)載L的電流Il也應(yīng)保持不變，從 關(guān)系中可看出，應(yīng)使可變電阻 R增加，使IL X R增加，以抵消Uin的增加。當(dāng)負(fù)載 RL變化 例如變小時，要使Uout=IL。L不變，則要求負(fù)載電流IL增加。從圖5-1-2的電路中可看出， 當(dāng)Uin不變而要增加電流IL，應(yīng)減小R，使回路中總的阻值減小，負(fù)載電流IL就會上升，這 樣就可維持負(fù)載電阻L的Uout不變。可見無論輸人電壓的變化還是負(fù)載的變化，都可以通過 改變電阻R來保證輸出電壓不變。

上述電路中可變電阻 R的阻值如能根據(jù)輸人電壓 Uin的波動情況及輸出負(fù)載電阻 RL的變動情況自動調(diào)整，則能達(dá)到自動穩(wěn)壓的目的。圖5-l-3就是自動穩(wěn)壓電路的功能框圖，它由誤差取樣、基準(zhǔn)電壓、比較放大和電壓調(diào)整電路四個部分組成。對輸人電壓而言電壓調(diào)整電路與負(fù)載是串聯(lián)的，相當(dāng)于一個可調(diào)阻值的電阻，它的阻值受比較放大器的控制，調(diào)整電路主要是由功率三極管構(gòu)成的，稱為調(diào)整管，當(dāng)其輸人的基極電流發(fā)生變化時，它的集電極和發(fā)射極之間的等效電阻民e也隨之變化，因此實(shí)現(xiàn)了可變電阻的功能。取樣電路的作用是從輸出電壓中取出一與之成比例的電壓，這一取樣電壓能夠反映輸出電壓的波動情況。并把它加至比較放大器的一個輸人端?；鶞?zhǔn)電壓是為比較放大器提供一個穩(wěn)定不變的參考電壓，作為比較的標(biāo)準(zhǔn)。比較放大器的作用是將取樣電壓和基準(zhǔn)電壓作比較，并輸出比較的結(jié)果，用以控制電壓調(diào)整電路，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。實(shí)際上穩(wěn)壓電路是一個閉環(huán)的反饋控制電路，它的穩(wěn)壓過程可以描述如下：

由取樣電路檢出與輸出電壓成比例的電壓，加至比較放大電路使之與穩(wěn)定不變的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較放大，比較放大電路輸出的誤差電壓就能反映輸出電壓的變化情況，這個誤差電壓加至電壓調(diào)整電路，以控制電壓調(diào)整管，改變它的內(nèi)阻，使輸出電壓穩(wěn)定不變。

下面的圖5-1-4是串聯(lián)調(diào)整型穩(wěn)壓電源的基本電路。其中TI是電源變壓器，二極管D1 -D4組成橋式整流電路，C1是濾波電容，虛線方框里的電路為穩(wěn)壓電路，其中Q1為電壓調(diào)整管， Q2是比較放大管， R3、 R4組成輸出電壓取樣電路， RZ和穩(wěn)壓管 ZD1提供基準(zhǔn)電壓。其穩(wěn)壓過程大體如下：假如當(dāng) C1上的輸人電壓 Uin增加或電源負(fù)載減輕( RL增大)而使輸出電壓 Uout有升高趨勢時， W1上分壓得到的取樣電壓增加，使 Q2的基極電位 Ub2升高，而 Q2的發(fā)射極電位因穩(wěn)壓二極管 ZD1的穩(wěn)壓作風(fēng)而保持不變，因而 Q2發(fā)射結(jié)正向偏置增加， Q2的集電極電流 IcZ增加， Q2的集電極電位 UC2降低，即調(diào)整管Q1基極電位降低，使 Q1發(fā)射結(jié)正偏減小，加之， Uout;增加將使 Q1的發(fā)射極電位變高，也使 Q1發(fā)射結(jié)正偏減小，于是 Q1基極電流 Ib1減小，集電極電流 Icl也隨之減小，因而使 Q1的集電極一發(fā)射極間的電阻Roe增加，管壓降增大，使Uout回落到正常值，如果設(shè)計(jì)得合適，可做到Uin和 RL在一定范圍內(nèi)變化時，輸出電壓Uout基本保持恒定。當(dāng)Uin減小，或RL減小時，過程相反，將使Rce減小，仍保持輸出電壓Uout恒定不變。

從上面的分析中可看出，對于串聯(lián)型電源，它的調(diào)整管是工作在線性放大區(qū)的，為此要求調(diào)整管保持有一定的集電極和發(fā)射極之間的管壓降uce，應(yīng)使uce>3V以上。‘但uce也不能太大，太大雖然可增加穩(wěn)壓范圍，但同時也會加大穩(wěn)壓電路特別是調(diào)整管的功耗，降低了效率。如Uce太小，則很容易使調(diào)整管進(jìn)人飽和區(qū)，從而失去穩(wěn)壓作用，使輸出電壓將隨輸 人電壓變化而變化。

目前已有集成化的串聯(lián)線性穩(wěn)壓電路，如 LM78 X X系列，輸出固定的電壓。 LM78 X X系列按所輸出的電莊共分成9種，即7805、7806、7809、7810、7812、7818、7824，后兩位數(shù)字即表示輸出的穩(wěn)定電壓值，它們的最大輸出電流超過 IA，電路的內(nèi)部包含調(diào)整管、基準(zhǔn)、取樣、比較放大、保護(hù)電路等環(huán)節(jié)，在穩(wěn)壓原理上與一般分立元件組成的串聯(lián)穩(wěn)壓電源的原理相似，但性能更好，功能更強(qiáng)一些，如內(nèi)部設(shè)有熱過載保護(hù)，短路電流限制等電路。使用時，只需外接少量元件，不需要調(diào)整，十分方便，其電壓穩(wěn)定度，輸出紋波，及動態(tài)響應(yīng)等指標(biāo)都較好。 78 X X系列常稱為集成三端穩(wěn)壓器，它們只有輸人、輸出和地三個管腳。

此外還有輸出電壓可調(diào)的三端穩(wěn)壓器，如 LM317，在顯示器中也有應(yīng)用。