摘   要： UC3842/3/4/5系列PWM" title="PWM">PWM" title="PWM">PWM調制器的特點，分析了其構成彩顯開關電源的典型應用電路，介紹了電路維修的基本步驟和維修應注意的問題。
關鍵詞： UC3842/3/4/5系列  彩顯  開關電源  故障維修

　　在彩色顯示器中，開關電源工作在高頻、大電流、高電壓的狀態下，極易發生故障。由于開關電源的電路結構形式多種多樣，控制電路和保護電路也很復雜，且各部分電路互有牽連，同樣的故障現象可能對應于不同的故障原因，這些都增加了電路維修的難度。但目前彩顯一般都采用脈寬調制式開關電源，工作原理大同小異，所以在故障檢修時只要深入理解一類彩顯開關電源的工作原理和各組成部分的特點、功能，了解其如何啟動，如何控制輸出，如何進行過壓過流保護等，并根據電源的故障現象進行認真分析檢查，就能舉一反三達到較好的維修效果。下面就以最常見的由UC3842/3/4/5系列構成的彩顯開關電源為例，介紹彩顯開關電源的維修。
1  UC3842/3/4/5系列簡介
　　UC3842/3/4/5系列IC是高性能、固定頻率、電流型單端輸出式脈寬調制器。該系列IC采用DIP-8、SOIC-8、SOIC-14等多種封裝形式。UC3842的2種封裝形式的管腳排列如圖1所示。該系列IC芯片中各型號的內部結構、工作原理完全相同，只是欠電壓封鎖門限和最大占空比不同。UC3842/3/4/5系列外圍電路簡單、安裝與調試簡便、性能優良、價格低廉，可直接驅動MOS功率開關管和大功率雙極型開關管，所以是彩色顯示器的電源電路中最常用的集成電路之一。

1.1  UC3842/3/4/5系列的管腳功能
 　　下面均以N型封裝的UC3842為例。
　　1腳(COMP)：誤差放大器的輸出端。在1腳與誤差放大器反向輸出端2腳間加入RC網絡，可改變誤差放大器閉環增益和頻率特性。
　　2腳(VFB)：誤差放大器的反相輸入端。通常將開關電源輸出電壓取樣后加至此端，與內部基準電壓（加至誤差放大器同相端）在誤差放大器中進行比較放大，輸出的誤差信號加至PWM鎖存器，用來控制振蕩脈沖的脈寬，以改變輸出電壓的大小。
　　3腳(ISEN)：電流檢測端。用于檢測開關峰值電流。當被檢測的電流流經電阻時，即轉換為檢測電壓送入此腳，用來控制PWM鎖存器，調整輸出電壓大小。并且當該腳電壓超過1V時，關閉輸出脈沖，從而保護開關管不致過流損壞。
　　4腳(RC/T)：內接振蕩電路，外接RC定時元件，定時電阻R接在4腳和8腳之間，定時電容C接在4腳到地之間，振蕩頻率為F=1.8/（RC）。其振蕩頻率最高可達500kHz。 5腳(GND)：電源電路與控制電路的接地端。
　　6腳(OUT)：推挽輸出放大器的輸出端(為推拉式輸出)?？芍苯域寗訄鲂?，驅動電流的平均值可達200mA，最大可達1A峰值電流，1.5V的低電平輸出，13.5V的高電平輸出。
　　7腳(VCC)：電源端。外接電源電壓VCC。UC3842/3/4/5系列IC輸入電源電壓可達30V。該電源經內部基準電壓電路的作用產生5V基準電壓作為UC3842的內部電源使用，并經衰減得到2.5V電壓作為內部比較器的基準電壓。
　　8腳(VREF)：參考電壓(+5V)輸出端，可提供參考電壓。
1.2 UC3842/3/4/5典型應用電路
　　UC3842/3/4/5典型應用電路如圖2所示。電路的基本工作過程：交流輸入電壓經橋式整流電路整流后變為直流電壓，該電壓經電阻R1對C1充電，C1二端的電壓逐漸上升，當該電壓使UC3842的7腳(VCC端)達到導通門限電壓（16V）后，UC3842則開始工作。開關變壓器的反饋繞組N2二端電壓經VD1、C2、C3整流濾波及R3、R4分壓后，從2腳送入UC3842的誤差放大器反相輸入端(VFB)，反饋電壓與基準電壓經誤差放大器比較放大后，調整UC3842的輸出脈沖的寬度，從而穩定輸出電壓。

　　電流反饋回路由電流取樣電阻R10和R9、C7組成的濾波電路組成。R10二端的取樣電壓經3腳加到UC3842內的電流比較器的一個輸入端與另一端的誤差電壓進行比較，當該電壓等于誤差電壓（最大值為1V）時，UC3842的輸出脈沖被中斷，從而實現限流保護。
　　該電源采用直接驅動電路，R7的作用是限制峰值驅動電流，R5、C4組成誤差放大器的補償網絡，R6、C6確定振蕩頻率和死區時間，R12、C9、VD2及R11、C8、VD3組成浪涌吸收電路以保護開關管。一般在UC3842的6腳對地之間還要接一個肖特基二極管（圖中未畫出，該管正端接地，負端接6腳），以防止輸出端電壓低于地電位。
　　開關電源在UC3842輸出驅動脈沖的作用下，開關管交替導通與關斷，開關變壓器的次級（N3側）可得到交流電壓，該電壓經整流濾波后，可獲得穩定的直流輸出電壓。
 　　UC3842/3/4/5各管腳在電路測量時的實測參數如表1所示。

1.3  可替換UC3842/3/4/5的集成電路
　　UC2842A/2843A、UC3842A/3843A、UC2842B/2843B、UC3842B/3843B、UC2844/2845、UC2844B/2845B、UC3844B/3845B等都可替換UC3842/3/4/5系列，這些芯片的管腳功能和各項參數基本相同。它們的差別在于UCx842、UCx842B、UCx844、UCx844B具有16V（導通門限）和10V（關斷門限）的欠壓封鎖門限值。當供電電壓由低（如10V以下）向高上升至16V以上時芯片才開始工作，啟動后工作電壓可低于16V，但不能低于關斷電壓（10V）；當供電電壓由高降低到10V以下時，芯片欠壓封鎖無輸出。而UCx843A、UCx843B、UCx845、UCx845B具有8.5V（導通門限）和7.6V（關斷門限）的欠壓封鎖門限值，能滿足較低電壓應用的要求。
　　一般來講，UC3842/3/4/5系列工作電壓低、工作電流小，不易損壞，最常見的損壞原因是電源開關管短路后高壓從柵極灌入UC3842/3/4/5系列的輸出腳（OUT端）而被燒毀。有些機型中因省去了柵極接地的保護二極管，當電源開關管損壞時，UC3842/3/4/5系列IC和柵極外接限流電阻也必損壞。
2  由UC3842/3/4/5構成的開關電源的維修基本步驟
　　目前彩顯電源故障主要為無電壓輸出，表現為無光柵的故障現象。而且故障的范圍往往波及較大，通常不止一個元件而是數個元件同時損壞。這一點正是彩顯電源電路與其他電路的不同之處，維修起來較為困難，若維修不當還會造成故障范圍的擴大，因此在通電檢查時一定要慎重。因為有時雖然找出了1或2個故障元件，但并不能保證所有的故障原因都被查出來了，此時若開機很有可能造成故障的擴大。在檢修時一般要保證300V整流濾波和負載電路正常，若不能肯定某一路負載電路正常，可斷開該路負載。但當斷開所有負載時，要接上假負載，一般為40～60W的燈泡。在實際維修中較常見的故障現象及其常規的檢修步驟如下。
2.1 燒保險
　　該故障范圍一般在開關變壓器的初級繞組回路，常見故障為消磁電阻損壞、整流二極管擊穿、濾波電容擊穿及開關管擊穿。這些元件的損壞都會使電流過大而燒保險。檢修時可先斷開消磁線圈，若不是燒保險，則一般為消磁線圈損壞，若依然確定是燒保險，則須用萬用表依次檢查整流橋、濾波電容和開關管是否擊穿。對于開關管擊穿還要檢查其周圍電路，如浪涌電壓吸收回路、過流保護電路等，以確定是何原因造成開關管擊穿，做到徹底地修復。但也要考慮到當電源負載端嚴重短路時(如行輸出級短路)，也有可能會引起該故障現象。
2.2  無光柵，但不燒保險
　　該故障范圍一般是交流220V整流濾波電路無輸出、啟動電路開路、開關管損壞、開關管柵極無驅動脈沖、UC3842/3/4/5系列集成塊輸出腳（OUT端）無脈沖輸出、開關管源極電阻開路、開關變壓器初級繞組開路或是過壓保護。
　　檢修步驟：（1）檢查300V直流電壓是否正常，是否加到開關管漏極上。（2）檢查開關管是否正常。（3）啟動電路是否正常，能否提供一定幅值的啟動電流。（4）開關管源極電流檢測電阻是否增大或開路，若開路則無電流通路且阻值增大，使保護電路動作。（5）檢查驅動脈沖產生電路。主要檢查UC3842/3/4/5系列集成電路及外圍元件。（6）檢查欠過壓保護電路是否動作。主要檢查UC3842/3/4/5系列集成電路電源管腳（VCC端）電壓是否正常。
2.3  無圖像有光柵，但光柵幅度忽大忽小
　　該故障一般是UC3842/3/4/5系列集成電路工作不正常，使其OUT端輸出電壓忽高忽低造成的。主要檢查UC3842/3/4/5系列集成電路及其外圍元件，特別要檢查UC3842/3/4/5系列集成電路的反相輸入端(VFB端)外接的取樣電路是否正常。
2.4  圖像呈S型扭曲或黑帶滾動干擾
　　黑帶滾動干擾故障一般是由于電源濾波電容變質或開路，使輸出電壓的紋波系數增大干擾圖像并引起圖像水平扭動而形成。圖像產生水平方向的S型扭曲，一般是由于開關電源同步脈沖信號的耦合元件開路，導致開關電源處于自由振蕩狀態，且頻率低于行頻造成的。
3  開關電源維修時需注意的問題
　　(1)維修時不能斷開電壓反饋回路。例如斷開了二極管VD1或UC3842的2腳到反饋線圈的回路的任一處，則2腳的電壓將達到最低。這時脈寬調制器UC3842的6腳輸出脈沖將達到最寬，從而使開關電源的輸出電壓遠遠超出正常值。過高的電壓就有可能對其他元件造成損壞，使故障范圍進一步擴大。
　　(2)用萬用表進行檢修前應先釋放掉電源的主濾波電容的剩余電荷，以免損壞萬用表和電路中的其他元件。
　　(3)斷電檢查電路時應拔掉電源插頭，不要只關斷電源開關。這是因為不同機型的電源開關的位置不同，例如有的機型使用按鍵開關觸發微處理器的電源開關控制端（OFF端），這時只要插上電源插頭，主電源就開始工作，即有輸出電壓，所以要拔掉電源插頭。
　　(4)試機前最好先用萬用表測量一下開關管和行輸出管漏（集電）極的對地電阻是否正常，一般電阻應大于2kΩ，若過小則有漏電擊穿的可能，需首先予以排除。
　　(5)維修時要注意人身安全。這是因為開關電源的地(即開關變壓器初級一側的地)是市電經整流得到的脈動直流地，它與大地間沒有實現隔離而始終含有一個交變的電壓，所以它的地總是帶電的，即熱地。而主板地（開關變壓器次級一側的地）由于開關電源的取樣調整電路一般采用了單獨的隔離取樣繞組或光耦，使其與開關電源的地實現了隔離，也即實現了與市電電網的隔離。不帶電，為冷地。維修時一定要注意這一點。
參考文獻
1   劉賢興.新型智能開關電源技術.北京：機械工業出版社，2003
2   任典毅.最新顯示器電路原理與維修技術.北京：電子工業出版社，1999
3   孫光臣.數控顯示器電路原理與維修實例.北京：電子工業出版社，2002
4   王立華.彩電機芯中地的分析與處理.電子世界，2002；（1）