Schaltungsbeschreibung; Schaltmodus Stromversorgung - Hitachi CP2155TA Service Manual

SCHALTUNGSBESCHREIBUNG

SCHALTUNGSBESCHREIBUNG

SCHALTMODUS STROMVERSORGUNG

SCHALTMODUS STROMVERSORGUNG
Die Stromversorgung D4N ist eine diskontuierliche isolierte
Flyback Stromschaltmodusversorgung, die Quasi-Resonant
Schaltmodus anwendet. Diese Stromversorgung liefert ein
Maximum 84W. Sie enthält einen sekundären
Seitenfeedback zur genauen Regelung der B+ Spannung,
sowie einen Wartemodus, der alle Ausgangsspannungen
reduziert, jedoch weiter die 5V Spannung erhält. In diesem
Modus ist der Energieverbrauch weniger als 10 W.
Beschreibung
Die Stromversorgung ist eine selbstschwingende
diskontuierliche isolierte Flyback
Stromschaltmodusversorgung, die durch die Integrierte
Schaltung IC801 (STR-F6523) gesteuert und geschützt ist.
Die Arbeitsfrequenz und das Impulsbreitenverhältnis ändern
sich entsprechend der Last und der Netzspannung. Die
Arbeitsfrequenz ist zwischen 28 Khz und 100 Khz.
Außerdem enthält die Integrierte Schaltung IC801 einen
MOSFET Leistungsschalter, der die primäre Hauptwicklung
des Tranformators T801 an die gleichgerichtete AC
Netzspannung, die im Speicherkondensator CE808
gespeichert ist, schaltet. AC Ausgangspannungen werden
an den Sekundärwicklungen erzeugt, und sind durch
separate Dioden/Kondensator Schaltungen Halbwellen-
gleichgerichtet, um 115V V DC (oder 120V DC bei 20 Zoll
Apparaten), sowie etwa 80, 18, 13 und 8V DC zu erzeugen.
Die Startspannung des IC801 wird durch R803/R804 direkt
aus dem AC-Netz erzeugt. Nachdem die Stromversorgung
zu schalten begonnen hat, erscheint Spannung an Stift 4
von IC801 via D810 und CE809 aus einer Primärwicklung an
Transformator T801. Diese Wicklung liefert außerdem ein
Triggersignal an Stift 1 von IC801, wodurch die Einschaltzeit
nur dann beginnen kann, wenn die Sekundärspannungen
abgefallen sind. und die Energie, die im Transformator
gespeichert ist, auf Null gefallen ist. Eine weitere
Primärwicklung wird zur Speisung von IC801 im
Wartemodus verwendet. Diese wird durch D809 und CE812
geliefert (Siehe Haupt-Schaltplan).
Die 115V Spannung wird als konstante Spannung erhalten,
unabhängig von Last- oder Netzspannung. (Anmerkung: Alle
anderen, nicht sekundär geregelten, Spannungen
unterliegen kleinen Änderungen). Diese wird dadurch
erreicht, daß ein abgeschwächter Bruchteil der 115V
Spannung mit einer Referenzspannung auf IC803 verglichen
wird, wobei das Fehlersignal aus dem Vergleiche die
Einschaltzeit von IC801 durch Opto-Isolator IC802 regelt.
Auf diese Weise bleibt die Ausgangsspannung konstant.
Mittels RV820 wird die Größe des abgeschwächten
Bruchteils der Spannung an IC803 eingestellt, und daher
wird die Ausgangsspannung indirekt konstant erhalten.
IC801 liefert Schutzfunktionen: Eine Begrenzung des
primären Stromes, Überspannungs- unnd Übertemperatur-
Abschaltung. Die primäre Strombegrenzung, an jedem
Impuls, wird durch Widerstand R807 aufgenommenm und
wird intern im IC801 auf 1.35V eingestellt. Falls die
Spannung an R807 diesen Wert übersteigt, so wird die
Einschaltzeit auf Null gesetzt. Der Überspannungs- und
Übertemperatur-Schutz latchen IC801 ab, wodurch die
Stromversorgung abgeschaltet wird. Überspannungsschutz
tritt typisch bei 22V DC an Stift 4 von IC801 an, und
Übertemperaturschutz bei Junctiontemperatur von 150 grad
Celsis.
Wartemodus
Wenn die Chassis sich im Wartemodus befindet. wird die
Steuerung des Stromes durch IC802 von an Schaltung
D819, R822 ud TR803 umgelenkt. Der Wartestrom fließt nun
um TR802 herum, und die Wartespannung wird reduziert,
indem die Spannung an CE823 auf etwa 16V, durch Zener
Diode ZD818 und TR803 reduziert wird. Dadurch werden
auch alle anderen Spannungen reduziert. Diese
Reduktionen beziehen sich auf die Primärschaltung, wo das
Signal an Stift 1 von D811 nun zu schwach ist, um die
Einschaltungszeitsteuerungs-Schaltung einzuschalten, und
die Schaltung geht wieder in den "Maximum Ausschaltzeit"-
und Minimum Frequenz-Modus, typisch 28 KHz. Die
Normalausgangswicklung für IC801 ist nun auf einen zu
tiefen Wert gefallen, wodurch die oben besprochene
Primärwicklung Stift 1 durch D809, R809 und TR801
versorgt.
WICHTIG: Stifte 2 und 5 liegen auf etwa -340V zur
Chassis.
Genaue Beschreibung der Schaltungen
Die Netzspannung ist an PL801 angeschlossen, und wird
durch C801, FL801 und C802 filtriert, bevor sie an S801
angeschlossen ist. Es kann ein Fernbedienungsschalter
durch PL803 und PLl804 angeschlossen werden. Die
Degauss-Spule wird über R831 (eine doppelte
Thermistoreinheit) und PL802 verbunden. Beim Einschalten
befindet sich der PTC Thermistor in seinem niederen
Widerstand-Status und es fließt in der Degauss-Spule ein
hoher Strom. Nachdem der Thermistor sich erwärmt hat,
steigt sein Widerstand und der Strom fällt fast auf Null. Der
zweite Thermistor, der zwischen Spannung und Neutralleiter
angeschlossen ist, erwärmt auch den ersten Thermistor,
wodurch der Widerstand dieses Thermistors auch steigt,
Die flltrierte Netzspannung ist doppelweggleichgerichtet
durch D7801-4 und geglättet durch CE808, um eine hohe
Gleichspannung zu erzeugen.
Ein hoher Einschalt-Stromtransient wird durch das NTC
(negativer Temperaturkoeffizient) Schutzelement R802
verhindert. IC801 enthält einen internen MOSFET Regler
und einen Pulsbreiten-Regler. Bei Einschaltung des
MOSFETs fließt Strom durch die Primärwicklung von T801
(Stift 13 zu Stift 11), durch den internen MOSFET (IC801
Stift 3 zu stift 2) und dann durch den Stromfühlerwiderstand
R807. FB 801 hat nur den Zweck, die hochfrequenten
Oberwellen beim Ein/Ausschalten zu verhindern. Es kann
kein Strom durch die Sekundärschaltungen fliessen, weil
dieser nun durch die Ausgangsgleichrichter blockiert ist.
Zum Beispiel: Der Strom in der Primärwicklung von Stift 13
zu Stift 11 erregt eine Spannung zwischen Stiften 1 und 4,
um Strom aus Stift 4 durch eine Schaltung zu erzwingen,
und dann zurück durch D817 an Stift 1. Diode 817 blockiert
diesen Stromfluss. Der Strom in der Primärschaltung steigt
geradlinig von Null auf einen Maximum Wert an, der von der
Steuerung in dem Pulsbreitenregler IC801 abhängt. Nun ist
der Transformator geladen.
Wenn der MOSFET ausschaltet, so kann diese gespeicherte
Energie in die Sekundärwicklungen kommen, und es fließt
Strom in jedem der Gleichrichter. Während dieses
Zeitintervalls ist die Spannung an Stift 11 positiv gegen Stift
13. Daher gleicht die Spannung an dem Drain von IC801 der
Summe von VCE808, und VT801 ist typisch etwa 500V bei
AC Netzeingang von 230V.
Nachdem die ganze Energie entladen wurde, fällt die
erreichte Spannung an der Primärwicklung von T801 ab, und
der Zyklus wiederholt sich. Beim Abfall der Spannung
oszilliert die Streu-Induktanz von T801 mit Kondensator
C811, um "Quasi-Resonant" Schalten zu erzeugen. C811
und T801 oszillieren mit einer bestimmten Frequenz, welche
das Einschalten des nächsten Zyklus an dem genauen
Moment zu beginnen, wenn die Spannung ihren
Minimumwert hat. Auf diese Weise werden Schaltverluste
reduziert, und außerdem werden EMC elektromagnetische
Störungen reduziert, weil der scharfe Anstieg beim
Einschalten entfällt.
Abbildung 2 zeigt die typische Wellenform am Drain von
IC801 bei normalem Betrieb mit 230V Netzspannung und
40W Last.
Man kann den schwachen nadelformigen Leckimpuls beim
Anschalten sehen, sowie die 1/4 Sinusschwingung vor dem
Einschalten, wobei die Streuinduktanz mit C811 oszilliert, so
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