Блок питания видеодвойки FUNAITVR-1400FMK6 и два варианта его модернизации

В последние годы значительно ухудшилось качество радиоэлементов на рынке СНГ. В первую очередь, это касается силових елементов для блоков питания, к которым относится микросборка STK73907. В настоящей статье предлагаются описание блока питания (БП) видеодвойки FUNAITVR-1400FMK6 на этой микросборке и две схемы, позволяющие заменить ее в этом аппарате более надежными элементами.

Схема блока питания видеодвойки FUNAI TVR-1400F MK6 на микросборке STK73907 показана на рис.1 (стр.27). Для уменьшения обьема рисунка на этой схеме не показаны несколько стабилизаторов и схема защити БП от перегрузок, так как эти узлы достаточно просты и не связаны напрямую с основной темой настоящей статьи. Полную принципиальную схему видеодвойки (моноблока) FUNAI TVR-1400F MK6 можно найти в [1].
Рассмотрим вкратце схему и работу БП по схеме рис.1. Этот блок содержит следующие основные узлы:

Рис.1

• D501-D504 ̶сетевой выпрямитель;
• IC501 (STK73907)  ̶ШИМ-контроллер с выходным ключом на мощном полевом транзисторе;
• Q510 (2SC1815) и Q501 (2SK212) ̶   схема запуска;
• Q607 (2SC1815) ̶   каскад стабилизации (схема сравнения, компаратор);
• IC502 ̶ оптопара, через которую осуществляется ООС, обеспечивающая групповую стабилизацию выходных напряжений БП;
• D601 ̶   вторичный выпрямитель напряжения +120В;
• D603 ̶   вторичный выпрямитель напряжения +16,4В;
• D605 ̶   вторичный выпрямитель напряжения +21,3В;
• IC601 (7812) ̶ стабилизатор +12В;
• Q604 (2SA1318), Q605 (2SC1815), Q606 (2SC1815), Q608 (2SC2271), Q601 (2SB1274) и Q610 (2SC1815)  ̶   транзисторные ключи, обеспечивающие переключение аппарата в рабочий режим из дежурного и наоборот.
• D614 (R2M) защищает выходной каскад строчной развертки (ВКСР) от перегрузки при повышении напряжения питания выше 150 В.

Сетевой выпрямитель с цепями помехозащиты и цепью питания петли размагничивания очень прост и дополнительных объяснений не требует.
Достаточно полное описание микросборки IC501 STK73907, правда, на английском языке можна найти в [2].
STK73907 содержит усилитель сигнала ошибки, схему защиты от перегрузки по току (схему ОСР – overcurrentprotectioncircuit), драйвер и выходной ключ на мощном высоковольтном МДП-транзисторе.
Назначение выводов этой микросборки показано в табл.1.

Табл. 1. Назначение выводов микросборки STK73907

МДП-транзистор выходного ключа микросборки нагружен непосредственно на первичную обмотку импульсного трансформатора Т501 (выводы 4-7). Следует заметить, что в партии видеодвоек, с которой мне приходилось сталкиваться, в позиции Т501 были установлены трансформаторы (ТПИ), цоколевка которых показана на схеме рис.1. Она не совпадает с цоколевкой трансформатора Т501, указанной на принципиальной схеме из [1]. Положительная обратная связь осуществляется через обмотку 3-2 ТПИ подачей импульсов на вывод 4 микросборки ІС501. Для обеспечения защиты БП от перегрузки по напряжению эти импульсы подаються на взвод 7 ІС501, где попадают на схему защиты (ОСР). R513 ̶ это датчик тока выходного ключа. С этого резистора снимается напряжение на схему ОСР (внутри микросборки). В режиме генерации в каждый период выходной ключ микросборки ІС501 открывается за сет ПОС, а закрывается схемой ОСР, корда напряжение на датчике тока R513, а значит, и ток выходного ключа превысят определенный значения. С510, R503, D507, D508, С518 ̶ это демпфирующая цепь, предохраняющая МДП-транзистор выходного ключа от пробоя ЭДС, которая возникает в обмотках ТПИ при резком запирании этого ключа. Длительность импульсов в ТПИ, а следовательно, и выходные напряжения зависят от напряжения на выводе 1 ІС501, которое регулируется транзистором оптопара ІС502. R508С515 ̶   фильтр управляющего напряжения, а R504 ̶   ограничивающий резистор. R505С513 ̶   цеп ООС внутреннего усилителя микросборка ІС501. Каскад стабилизации, управляючий оптопарой, собрат на транзисторе Q607 (2SC1815). Это классическая схема сравнения. Напряжение на эмиттере Q607 составляет 6,8 В и стабилизировано параметрическим стабилизатором на D613, анапряжение на базе этого транзистора задается одним из делителей напряжения с регуляторами VR601 или VR602. В дежурном режиме открыты ключевые транзисторы Q604 и Q608. При этом режим транзистора Q607 определяется положением движка регулятора VR602. В рабочем режиме транзисторы Q604 и Q608 заперты. В этом случае режим транзистора Q607 определяется положентем движка регулятора VR601. Не обходимо учитывать, что существует некоторое взаимовлияние этих регуляторов. Оно будет сказываться минимально, если при регулировке сначала выставить выходные напряжения в дежурном режиме, а затем в рабочем.
Как происходит стабилизация напряжений?
Предположим, что выходные напряжения БП возрастают. Это приведет к увеличению напряжения на базе транзистора Q607 при неизменном напряжении на его эмиттере. Q607 откроется сильне. Интенсивность излучения ИК диода оптопара ІС502 будет больше. Транзистор оптопара откроется сильне и будет сильнее шунтировать взвод 1 микросборкиІС501. Напряжение на выводе 1 ІС501 уменьшится, что приведет в итоге к уменьшению длительности импульса в ТПИ и к уменьшению выходных напряжений до прежнего (номинального) значения. Рассуждая аналогічно, но с точностью до «на оборот», можна разобрать, как ведет себя эта схема при уменьшении выходных напряжений.
Теперь несколько слов о режиме запуска. Собственно сам запуск, как и питание микросборкаІС501 [4], осуществляется подачей положительного напряжения на вывод 5 ІС501 через цеп запуска, состоящую из R515, С520 и R516. Схема запуска, состоящая из биполярного транзистора Q510 (2SC1815) и полевого транзистора Q501 (2SK212), обеспечивает режим облегченного запуска и защиту микросборки и всего БП от перегрузки в режиме запуска. Осуществляется это следующим образом. При включении, когда появилось напряжение на выходе сетевого выпрямителя, а значит, и запускающее напряжение на выводе 5 ІС501, конденсаторы С524 и С523, С517 схемы запуска не заряжены. Транзистор Q510 заперт, и последовательно включенные Q510 и Q501 не шунтируют вывод 1 микросборки ІС501. Это значит, что длительность импульсов в ТПИ максимальна. Шунтирующее действие этих транзисторов начнет сказываться через несколько секунд, когда С524 зарядится через R518 и R519 до 0,6 В и транзистор Q510 откроется. Это приведет к некоторому уменьшению длительности импульсов в ТПИ, чем обеспечивается некоторая защита схемы при переходе от режима запуска к режиму автогенерации. Импульсами от вывода 3 ТПИ через диоды D505, D506 заряжаются конденсаторы С523, С517. Когда преобразователь БП войдет в устойчивый режим автогенерации, напряжение на этих конденсаторах превысит напряжение запирания Q501 (приблизительно -2…-3 В). Транзистор Q501запирается, и схема запуска не будет оказывать влияние на работу микросборки и БП в целом. Следует заметить, что неисправность транзисторов Q510 (2SC1815), Q501 (2SK212) и конденсаторов С524, С523, С517 может привести как к отсутствию запуска, так и к перегрузке БП и выходу из строя микросборки IC501 (STK73907). Поэтому при замене микросборки аналогичной необходимо проверить перечисленные детали и неисправные или просто подозрительные заменить. Запуска БП не будет при обрыве R515, R516, а также при пробое защитного стабилитрона D614 и/или транзистора выходного каскада строк (ВКСР). В последнем случае необходимо проверить оптопару ІС502, каскад стабилизации Q607 и все, что с ними связано.
При первом включении после ремонта и в первую очередь после замены STK73907 желательно пользоваться известной методикой, включив вместо ВКСР лампу 60 Вт, а последовательно в разрыв сетевого шнура включить в качестве ограничителя лампу мощностью 150…200 Вт.
Еще несколько лет назад ремонтниками было замечено, что большая часть микросборок STK73907, приобретенных на радиорынке и установленных взамен вышедших из строя, исправно работают не более трех месяцев с момента установки. Причем при работе они явно перегреваются. Интересно, что эти же микросборки, полученные через систему снабжения авторизованных сервисных центров, греются заметно меньше и работают безотказно в течении нескольких лет. Поэтому все предложенное ниже адресовано, в первую очередь, тем радиомеханикам, которые пользуются в своей работе деталями с радиорынков и столкнулись с подобной проблемой.
На страницах радиотехнических журналов [3] и в Интернете [4] можно встретить рекомендации при подобных дефектах встраивать в импортные телевизоры отечественные модули питания МП3-3 и МП41. Этот способ ремонта получил название «Метод имплантации». К сожалению, он не применим при ремонте видеодвойки FUNAI TVR-1400А МК6 хотя бы потому, что в корпусе этого аппарата мало свободного места.
Один из способов отказаться от пользования микросборки STK73907 в блоках питания этой видеодвойки ̶   это собрать преобразователь БП на другой элементной базе. Автор разработал и использует два схемотехнических решения при замене STK73907.
В первом случае применяется распространенная микросхема ТDА4605-2 и мощные полевой транзистор, а во втором ̶   современная микросхема ТОР247Υ фирмы PowerIntegrationsInc, которая имеет минимум деталей обвязки. Причем совокупная стоимость деталей, использованных в каждом из предложенных вариантов переделки БП, не превышает стоимости микросборки STK73907, цена которой на радиорынках на момент разработки этих схем была около 8 USD. В обоих вариантах переделки меняется только микросборка и детали ее непосредственной обвязки. Вторичные цепи ТПИ остаются без переделки. Сам ТПИ при этом требует некоторой доработки.

         Доработка ТПИ
В обоих вариантах переделки БП нельзя использовать непосредственно «родной» ТПИ без доработки, так как обмотка 3-2 ТПИ, во-первых, имеет недостаточное количество витков, а во-вторых, обмотка ПОС для обоих вариантов переделки должна иметь противофазное включение обмотке 3-2 этого трансформатора. Для доработки ТПИ необходимо выпаять его из платы. Аккуратно распаять и вынуть защитный экран, выполненный из фольги. Поверх обмоток на катушку трансформатора тонким монтажным проводом во фторопластовой изоляции намотать дополнительную обмотку из 9 витков.
Как правильно сфазировать эту обмотку?
Подпаяйте один из ее концов к выводу 2 ТПИ. Обмотка 3-2 будет включена последовательно с дополнительной обмоткой. Подайте на обмотку 4-7 ТПИ сигнал частотой 20…50 кГц от звукового генератора. Измерьте напряжение (можно с помощью осциллографа) на дополнительной обмотке и общее (суммарное) напряжение на этой обмотке и обмотке 3-2 ТПИ и сравните их. Если общее напряжения на этих обмотках будет меньше, чем на дополнительной обмотке, то обмотка 3-2 ТПИ и дополнительная обмотка включены противофазно, а если больше ̶   синфазно. Окончательно дополнительная обмотка должна быть включена противофазно обмотке 3-2 ТПИ. После этого надо установить на место и запаять защитный экран из фольги.

         Вариант 1
     В этом варианте использована микросхема ТDА4605-2 и мощный полевой транзистор 2SK2605, но можно использовать и другие полевые транзисторы, подходящие по параметрам, например BUZ91A. Микросхема ТDА4605 широко используется в различной аппаратуре более 20 лет. Ее описание можно найти во многих источниках, например в [5]. Поэтому описание ее работы и назначение деталей приводить не будем.
Схема переделанного блока питания видеодвойки FUNAI TVR-1400F MK6 на микросхеме ТDА4605-2 и полевом транзисторе показана на рис.2 (стр.28). Все введенные в блок детали и соединения выделены на схеме жирным. Кроме этого практика показала, что в этом блоке в качестве оптопары IC502 лучше использовать оптопару РС817 или ее аналог ЕL817.
Мощный полевой транзистор устанавливается на радиатор и впаивается стоком на контактную площадку 11 или 12 установочного места микросборки, а истоком ̶   на контактную площадку 8 или 9. Вместо R513 устанавливается перемычка. Остальные неиспользуемый детали обвязки микросборки
STK73907 нужно снять. При этом диоды D505, D506 (1SS133) можно использовать в качестве D1 и D2 (рис.2). Печатная плата, на которой установлены дополнительные детали и оптопара, выполнена на куске одностороннего стеклотекстолита размерами 30х41 мм. Чертеж платы и расположение деталей показано на рис.3.Рис.2

           Вариант 2
В этом варианте (см. схему рис.4 на стр. 29) использована микросхема ТОР247Υ серии ТОРSwitch℗-GX американской фирмы Power Integrations Inc. Подробное описание этой микросхемы и всего семейства микросхем ТОРSwitch℗-GX на английском языке с примерами разработанных устройств и множеством полезных советов можно найти на сайте фирмы-производителя [6], а также в статье [7]. Микросхема ТОР247Υ содержит ШИМ-контроллер, выходной ключ на МДП-транзисторе и имеет множество защит. Вывести ее из строя можна разве что нарочно. Назначение выводов микросхема ТОР247Υ приведено в табл.2.    

Если вывод F соеденить с S, то частота работы схемы будет 132 кГц, а если взвод F соеденить с С, как это сделано в предложенной схеме, то частота работы схемы состави 66 кГц.

     Назначение деталей:

• С4D2D3 ̶   демпфирующая цепь, предохраняющая выходной ключ от пробоя ЭДС, возникающей в обмотках ТПИ при резком запирании этого ключа.
• R1 ̶   через этот резистор подается напряжение, которое обеспечивает питание и запуск микросхемы. Сопротивление этого резистора определяет пределы изменения напряжения питающей сети, при которых сохраняется нормальная работа БП.
• D1, С1 ̶   выпрямитель управляющего напряжения.
• R4С3С2 ̶ фильтр управляющего напряжения.
• R3 ̶   сопротивление этого резистора определяет предел ограничения тока выходного ключа.
  Все перечисленные детали, кроме демпфирующей цепи, установлены на печатной плате размерами 24х20 мм. Чертеж этой платы и расположение деталей на ней показано на рис.5. Детали демпфирующей цепи подпаяны на печатную плату аппарата вместо удаленных деталей вблизи ТПИ. Микросхема вместе с платой крепится винтом-саморезом к радиатору вместо удаленной микросборки STK73907. Микросхема ТОР247Υ в этой схеме установлена на радиаторе и практически не греется.     При всех достоинствах ТОР247Υ имеет один не достаток: блок питания, собранный на этой микросхема, требует тщательного підбора точек заземления. В противном случае он излучает помеху, которая видна при прийме сигналов с малым и средним уровнем в виде точек поверх изображения. При прийме сильного сигнала и при просмотре відеозаписи эта помеха, как правило, не видна.

     По этой схеме автор переделал 7 видеодвоек, и в каждом случае, для устранения помехи, точки заземления выбирались разные. Дать иной рекоментации, кроме как посоветовать экспериментировать, не могу. Помочь в этом может только опыт и терпение.

Литература

1. Альбом схем зарубежных видеомагнитофонов и моноблоков. Выпуск 10. – С.35-40.
2. STK73907. Self-Excitation Type Feedback (World Spec.) Switching Regulator (180W Output). SANYO. Ordering number: EN 4935.
3. Пчелинцев В. Ремонт телевизоров методом имплантации // РЭТ. – 2001. — №4. – С.4.
4. http://www.telemaster.ru/.
5. Фомичев Ю., Лукин Н. Источники питания современных телевизоров // Наука и техника, 1997, с.81 – 100.
6. http://www.powerint.com/.
7. Безверхний И. Семейство микросхем ТОРSwitch℗-GX. Состав, особенности, корпуса, схемы включения, применение // CHIPNEWS Украина. – 2004. — №6.

Автор: Игорь Безверхний, г. Киев

Источник: Радиоаматор №4, 2014