Philips DVDQ50 DVD プレーヤー用のスイッチング電源。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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PHILIPS 社は、DVD プレーヤーの製造における世界的リーダーの 40 つであり、回路と設計ソリューションが非常に似ている DVDQ50 モデルと DVDQ3122 モデルを考えてみましょう。 これらには同じスイッチング電源 (UPS) が装備されています。 EU 諸国では、このブロックは EPM (部品番号 427 22920 22930 または 3139) と呼ばれ、その他の国では Billion (部品番号 248 70851 XNUMX) と呼ばれます。 CIS 諸国では、XNUMX つのブロックと別のブロックの両方を装備しているプレーヤーが見つかります。 この記事では、Billion UPS とその類似品である EPM のいくつかの機能について詳しく説明します。

DVD プレーヤーと同様に、Billion および EPM スイッチング電源には、動作モードとスタンバイという 1 つの動作モードがあります。 UPS は、DVD プレーヤー コンポーネントにこれらの各モードで適切な電源電圧を提供します (表 XNUMX を参照)。 同時に、グループ、および一部のチャンネルでは個別の電圧安定化も提供されます。 どちらの UPS も、DVD プレーヤーの残りのコンポーネントを電源から電気的に絶縁します。

Billion スイッチング電源 (部品番号 3139 248 70851)

Billion UPS の基礎はフライバック パルス コンバータ (インバータ) で、N チャネル Q1 (SSS6N60A)、パルス トランス T1 EERL-28、および PWM コントローラ IC1 (SD3842A) を備えた MOS トランジスタ上に組み立てられています。

SD3842A チップは、より一般的な UC3842A チップの類似品です。 MIS構造の電界効果トランジスタをベースとした外付けスイッチを制御するスイッチング電源用PWMコントローラです。 これらの超小型回路は、さまざまなタイプのパッケージで製造できます。 Billion 電源は DIP-8 パッケージのチップを使用します。 このマイクロ回路の機能図を図に示します。 1、ピンの割り当ては表にあります。 2.

注記。 表内のマイクロ回路ピンの指定。 図２は図１の回路図に対応する。 2.

SD3842A チップには次の機能があります。

• コンバータの動作周波数の最大値-最大500kHz;
• マイクロ回路の内部スタビライザーからピン 5 を介して 8 V の安定した電圧でタイミング回路に電源を供給します。

表 1. DVDQ50 UPS 出力電圧

表 2. DIP-3842 パッケージの SD3842A (UC8A) PWM コントローラ チップのピン割り当て

米。 1.マイクロ回路PWMコントローラーSD3842A（UC3842A）の機能図

• マイクロ回路の電源回路では、ヒステリシス UVLO (低電圧ロックアウト) を備えたしきい値デバイスが使用されており、オンになるとピンに電源電圧 VCC を供給します。 7 を内部スタビライザーに接続し (値が 16 V に達すると)、ピンの電圧が低下するとオフになります。 7 ～ 10 V (この回路は「スタート/ストップ」とも呼ばれます)。
• マイクロ回路には出力スイッチの過電流に対する保護機能があります。 これを行うには、MIS トランジスタ (パワー スイッチ) のソース回路に抵抗 (電流センサー) が直列に取り付けられます。 出力スイッチの電流に比例する鋸歯状フィードバック電圧が電流センサーからピンに供給されます。 3つのマイクロ回路;
• このマイクロ回路にはトーテム出力 (相補型バイポーラ トランジスタのプッシュプル カスケード) があります。

図2の回路図に従ってBillion UPSの動作を考えてみましょう。 XNUMX.

Billion UPS の主な要素の目的を表に示します。 3.

UPS の主電源整流器は、ダイオード D1 ～ D4 を使用して組み立てられます。 入力にノイズ抑制フィルタ、出力にフィルタコンデンサC5を搭載しています。 これらの回路はすべて非常に単純なので、追加の説明は必要ありません。 バリスタ ZNR1 とスパーク ギャップ SP1 は、雷放電中など主電源電圧が大幅に上昇した場合に、UPS とデバイス全体を過負荷から保護します。 抵抗 R55 はコンデンサ C5 の充電電流を制限し、それによってデバイスがネットワークに接続されたときに整流器ブリッジのダイオードを過負荷から保護します。

ネットワーク整流器の出力で得られる 290 ～ 310 V の直流電圧 (~220 V ネットワークの場合) がパルスコンバータに電力を供給します。

動作モードおよびスタンバイ モードでの UPS コンバータの動作

電流制限出力スイッチQ1

これらの動作モードでは、UPS がピンにオンになります。 マイクロ回路の図8に示すように、5 Vの電圧が生成され、コンバータはタイミング回路C58 R10の部品の定格によって決定される固定周波数（約10 kHz）で動作します。 マイクロ回路によってピンから生成される正のパルス。 6 IC1 は抵抗 R8 と R7 を介してトランジスタ Q1 のゲートに印加され、トランジスタ Q3 を開きます。 トランジスタには誘導性負荷 (巻線 1-1 T3) があるため、その電流は徐々に増加し、電流センサー R4A に増加する正の電圧が生成され、制限抵抗 R3 を介してピンに供給されます。 XNUMXチップ（CS入力）。

MS IC1 SD3842A の機能図 (図 1 を参照) から、ピンが3 は電流センサー コンパレーター (CURRENT SENSE COMPARATOR) の非反転入力に接続されます。 このコンパレータの反転入力はエラーアンプ (ERROR AMP) から制御電圧を受け取ります。 電流センサーからのノコギリ波電圧がエラー制御電圧を超えると、コンパレーター出力にログレベルが表示されます。 「1」は、マイクロ回路の後続の論理回路を制御し、マイクロ回路のトーテム出力の上部トランジスタがロックおよびロック解除されることを保証します。 IC1 SD3842A (ピン 6) の出力の電圧はゼロまで減少し、出力スイッチ Q1 (図 2 を参照) が閉じます。 上で説明したプロセスにより、回路の動作期間ごとに出力スイッチ Q1 の電流が制限され、スイッチが電流過負荷から保護されます。

米。 2. Billion UPS の概略図 (クリックして拡大)

二次電源回路

次の電圧は、パルス整流器を使用して Billion UPS の二次回路で生成されます。

• 12 V、整流器 - ダイオード D9 (31DQ10);
• +5 V、整流器 - ダイオード D10 (SB540);
• -40 V、整流器-ダイオードD13（FR107）;
• D12（SR106）-電圧レギュレーター-5Vに電力を供給するための整流器。

さらに、これらの電圧のうち最初の XNUMX つは、スタンバイ モードと動作モードの両方で、プレーヤーの対応する回路に電力を供給します。

ピンの動作モード。 10 コネクタ CON2 は、ログ レベルのアクティブ信号を受信します。 「1」、分圧器 R30 R31 を介してキー トランジスタ Q3 を開きます。 このトランジスタのコレクタは電源スイッチ Q2 のゲートに直接接続されているため、Q5 も開き、このスイッチと追加のデカップリング フィルタを介して 2 V の電圧がデジタル部とアナログ部の電源回路に流れ込みます。デバイス。 トランジスタ Q3,3 のドレインから、IC4 チップ (UT587) 上に作られた 3,3 V スタビライザーにも電力が供給されます。 このスタビライザーの必要な出力電圧 (27 V) は、抵抗 R28 と RXNUMX 間の分圧器によって設定されます。

また、ＰＮＰトランジスタＱ６のエミッタには、Ｑ２のドレインから５Ｖの電圧が供給される。 分圧器 R5 R2 からの変位により、トランジスタ Q6 のキーが開き、キー Q35 のロックが解除されます。これにより、トランジスタ Q36 およびツェナー ダイオード ZD6 の -5 V パラメトリック電圧レギュレータの動作が保証されます。

UPS出力電圧のグループ安定化

UPS 出力電圧のグループ安定化は、安定化カスケード (制御ツェナー ダイオード) IC3 (KIA431A) とフォトカプラ IC2 (TCET1108G) を含む制御フィードバック ループによって実行されます。 フォトカプラ IC2 の LED のアノードは 12 V の二次電圧に接続され、カソードは制御されたツェナー ダイオード IC3 の出力、つまり 3 V に接続されます。 LED を流れる電流は、ツェナー ダイオード ICXNUMX の出力電圧によって決まります。

表 3. Billion UPS の主要な要素の目的と種類 (格付け)

UPS の出力電圧が増加したとします。 3 V 電源から分圧器 R5 R25 R22 を介して供給されるツェナー ダイオード IC23 の調整入力の電圧も増加します。 IC3 の出力電圧が増加すると、フォトカプラ ダイオード IC2 の電流が減少し、フォトカプラ トランジスタの接合抵抗が増加し、ピンの DC 電圧が低下します。 IC2チップ1個。 この電圧はチップ内の誤差増幅器によって増幅および反転され、この増幅器の出力 (図 1 のピン 1) の電圧が増加します。

すでに述べたように、超小型回路内の誤差電圧はコンパレータ (CURRENT SENSE COMPARATOR) の反転入力に供給され、このコンパレータの非反転入力は電流センサからのこぎり波電圧を受け取ります。 ここで、電源スイッチをロックするには、この電圧のわずかに大きな値が必要になります。これは、出力電界効果トランジスタ Q1 がより長い時間開いていることを意味します。 これにより、マイクロ回路の出力におけるパルスのデューティ サイクルが減少し、その結果、UPS の出力電圧が公称値まで低下します。 同様に、まったく逆ですが、この回路は電源コンバータの出力電圧が低下した場合にも動作します。

スタートモード

DVD プレーヤーがネットワークに接続されている場合、UPS のコンデンサ C7 は、ノイズ抑制フィルタとコンデンサ C4、ダイオード D14、D15、抵抗 R2 で構成される起動回路を介してネットワークから充電されます。 コンデンサ C7 とピンに電圧がかかるとき。 マイクロ回路IC7の電圧が閾値(1V)を超えると、マイクロ回路のUVLO回路がトリガされ、この回路を介してコンデンサC16からの電圧がマイクロ回路の主要コンポーネントに電源として供給されます。 ピンから。 図８のＩＣ１では、タイミング回路Ｒ１０～Ｃ１０とフォトトランジスタ・フォトカプラＩＣ２のコレクタに５Ｖの基準電圧が供給されている。 UPS が起動し、電圧パルスがピンから TPI T7 に表示されます。 8 T1 はインダクタ L5 とダイオード D10 を介してコンデンサ C10 を再充電し、電源は安定した動作モード (動作モードまたはスタンバイ) のいずれかにスムーズに入ります。

コンデンサ C7 の再充電が行われない、または不十分である理由はいくつか考えられます。

• 始動回路に障害があります。
• コンデンサC7の静電容量が大幅に減少しました。
• UPS が過負荷です。
• UPSコンバータ自体が機能していないか、不安定です。

間欠モード

何らかの理由でコンデンサ C7 が再充電されない場合、そのコンデンサとピンの電圧は低下します。 7 IC1が減少します。 低いしきい値レベル (10 V) まで低下すると、IC1 の UVLO 回路がこのチップ上の多くのノードへの電源をオフにします。 ピンの電圧も消えます。 タイミング回路に信号が供給されると、フォトカプラ IC8 のフォトトランジスタと UPS がオフになります。 エネルギー消費は最小限に抑えられます。 コンデンサ C2 は、トリガ回路を通じて再び上側しきい値電圧 (7 V)、つまり、充電されます。 別の起動試行が行われます。 コンデンサ C16 が再充電されない理由が解消されていない場合は、起動試行が繰り返されます。 UPS のこの動作モードは断続的と呼ばれます。 UPS とデバイス全体を過負荷から保護します。 このモードでは通常、パルストランス T7 から発生する「カタカタ」という特徴的な音を伴います。

電圧過負荷保護回路

この回路の基礎は、異なる導電性のトランジスタ Q7 と Q8 に基づいた双安定セルです。 この方式は国内のテレビで広く使用されていました。 たとえば、人気のある 15USTST TV の USU-3 タッチ デバイスには、そのようなセルが 8 つありました。 これには 1 つの安定状態があります。両方のトランジスタがロックされるか、飽和するまで両方のトランジスタがオープンになります。 さらに、この回路には、ダイオード DXNUMX に個別のパルス整流器が、ツェナー ダイオード ZDXNUMX にしきい値デバイスが含まれています。

通常動作中、整流器 D8 の出力電圧は 15 V 未満です。ツェナー ダイオード ZD1 とセル トランジスタはロックされています。

UPS 電圧が通常よりも上昇すると、整流器 D8 の出力電圧が 15 V のレベルを超え、ツェナー ダイオード ZD1 が開き、ロック解除電圧が Q8 ベースに供給されます。 トランジスタ Q8 がオンになり、トランジスタ Q7 がイネーブルになります。 さらに、これらの各トランジスタのコレクタ電流が他のトランジスタのベース電流であるという事実により、セルはオープンのままとなり、ピンを分流します。 1 チップ IC1 とその動作をブロックします。

Billion UPS の不具合と修理の推奨事項

1. ヒューズ F1 が切れている場合は、保護バリスタ ZNR1、ブリッジ ダイオード、およびパワー トランジスタ Q1 が故障していないか確認する必要があります。 平滑フィルタ コンデンサ C5 とノイズ抑制フィルタ コンデンサの破損頻度は若干低くなります。 この不具合により、電流センサーR3Aや制限抵抗R55が焼損する可能性があります。

2. PWM コントローラ チップ (ピン 6) のトーテム出力は、通常、次の理由で失敗します。

• ネットワーク電圧が高すぎます。
• オプトカプラIC2の欠陥。
• 制御ツェナー ダイオード IC3 が故障しています。

3. 次の主な理由により、UPS が起動しない場合があります。

• 平滑フィルタ コンデンサ C300 に 5 V の電源電圧がありません。
• 壊れた電流センサー R3A;
• 始動回路要素が壊れています: D14、D15、R2、C2。 さらに、ピンの 90 V の電圧をチェックすることで、5 回の測定で起動回路の保守性を 8% 保証でチェックできます。 1 チップ ICXNUMX;
• タイミングチェーンR10 C10の部品の破損;
• コンデンサ C7 の容量損失または漏れ。
• UPS の二次回路の短絡。
• 過電圧保護回路Q7、Q8のトランジスタまたはツェナーダイオードZD1のいずれかが故障。
• 電源スイッチQ1の故障;
• PWMコントローラーチップの誤動作。

4. UPS は、次の理由で断続モードになる場合があります。

• 二次整流器負荷の過電流または短絡。
• 要素D5、L12または巻線5-6TPIT1の破損。
• コンデンサC7の静電容量の破損または損失。

5. 電源の XNUMX つ以上の出力電圧が不足している場合は、スイッチ、安定化装置、および整流器をチェックする必要があります。 これらすべての回路については、上で詳しく説明しました。

スイッチング電源EPMの特長

残念ながら、著者はこの UPS の図を見つけることができませんでした。 したがって、入手可能な情報に基づいてこのブロックについて簡単にレビューします。

位置部品番号を指定するために、PHILIPS はよく使用する文字 (C325、IC501 など) を使用せず、数字のみを使用します。 より正確には、7101 桁の数字です。 例: 2107、XNUMX など。 このような指定は、習慣により、回路図を読むことと基板上の部品を見つけることの両方を非常に困難にします。

これらの表記を解読してみましょう。 左の最初の桁（1桁の数字の最上位桁）は部品の種類を示します。 例外もありますが、原則としてXNUMX桁目は以下のコードを使用します。

• 1 - コネクタ（コネクタ）;
• 2 - コンデンサ。
• 3 - 抵抗器;
• 4 - ジャンパー（ジャンパー）;
• 5 - インダクタ、変圧器;
• 6-ダイオード、ダイオードアセンブリ、ブリッジ、ツェナーダイオード。
• 7 - トランジスタとマイクロ回路。

次の 2 桁目は、この要素が属する機能単位です。 ここでシステムを追跡するのはさらに困難ですが、一次回路にある EPM UPS 部品の 1 桁目は 2、二次回路部品の場合は XNUMX です。

XNUMX桁目とXNUMX桁目が品番です。

EPM UPS の基礎は、TY7101xx シリーズの PWM コントローラ 720、出力高電圧 MIS トランジスタ 7125、および位置番号 5131 のパルストランスに組み込まれたフライバック パルス コンバータ (インバータ) です。変換周波数 125 kHz はピンに接続されたコンデンサ 2107 によって設定されます。 5 つのチップ 7101。フォトカプラの位置番号は 7102 で、7201 は TL431 タイプの制御されたツェナー ダイオードです。 抵抗 3126、3127、3128 は出力トランジスタの電流センサーとして使用され、主電源整流器のダイオードには 6112 ～ 6115 の番号が付けられています。

一般に、この UPS の回路と動作は Billion UPS の回路と動作に似ているため、このユニットの修理方法も以前の UPS と同様です。

文学

1. I.ベズヴェルフニー。 SAMSUNGのDVDプレーヤー用スイッチング電源です。 『リペア＆サービス』、No.1、2005

著者：Igor Bezverkhny

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