介绍ＳＴＲ－Ｚ４２６７的工作

樊烯

一、性能简述
    ＳＴＲ－Ｚ４２６７是日本三肯公司在２１世纪初继推向市场的ＳＴＲ－Ｚ４２０２／３之后，又一种半桥式新型开关电源厚膜集成电路。电路内部含有两只大功率ＭＯＳ开关管，工作于推挽状态。自身功耗小、效率高、输出功率大（理论值可达７００Ｗ，而普通单只式电源厚膜电路最大不超过２５０Ｗ）。且对开关管耐压值要求不是很高。
    ＳＴＲ－Ｚ４２６７被东芝公司广泛应用于２９～３８英寸大屏幕彩电开关电源中。ＳＴＲ－Ｚ４２６７还包含有振荡器、启动电路、逻辑电路、激励电路、过流、过压、过热及延时保护电路（见图１）。此器件为１５脚单列直插式封装ＩＣ。
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    二、工作原理简介
    下面以东芝２９Ｇ３ＳＨＣ型彩电为例（见图２），简要介绍ＳＴＲ－Ｚ４２６７的工作原理。
    １． 启动振荡
    接通电源后，市电经Ｒ８１０、Ｒ８１２、Ｒ８１３等限流后加至桥堆Ｄ８０１整流，经Ｃ８１０滤波后获得约３００Ｖ直流电压，然后经保护电阻Ｚ８６０、电感Ｌ８６１加至ＳＴＲ－Ｚ４２６７（Ｑ８０１）{1}脚（内部高端场效应开关管漏极）。同时市电经Ｒ８６１给电容Ｃ８７７充电，充电电流从Ｄ８０１中一臂通过，因此这实际上是一个半波整流电路，在Ｃ８７７上形成约１７Ｖ直流电压后被送至Ｑ８０１{8}脚（振荡启动端）。Ｑ８０１内振荡器工作实际还受{6}脚外接延时电容Ｃ８６９正端电压控制。由于Ｃ８６９上电压的建立需要一定时间，故在通电瞬间开关电源并不是立即起振，而是要等Ｃ８６９上电压达到一定数值后，振荡器才工作，以避免对开关管造成的大电流冲击。振荡器工作后其输出的脉冲经激励级放大，然后推动内部的推挽开关管轮流工作，经{14}脚向开关电源变压器输出电流。在开关变压器Ｔ８６２电流为零时，其{2}－{3}绕组的感应电压经Ｄ８６４整流、Ｃ８６８滤波后获得约４０Ｖ直流电压，经Ｑ８７２、Ｄ８７２等稳压成１６．８Ｖ，给Ｑ８０１{8}脚供电，以取代开机初始状态时由Ｄ８０１、Ｒ８６１、Ｃ８７７等提供的约１７Ｖ的启动电压（注：若{8}脚电压低于７．６Ｖ，振荡器将停止工作）。Ｑ８０１{5}、{7}脚外接元件Ｒ８５７、Ｒ８５６、Ｃ８７０为外接振荡器定时元件。
    ２． 稳压过程
    在开关电源输出侧接有电源取样、基准、比较厚膜块Ｚ８０１（ＨＩＣ１０１６，图中未画出）。当某种原因使电源输出电压１２５Ｖ升高（如亮度、声音减小）时，Ｚ８０１通过取样比较后输出的电流增加，使流过光耦器（Ｑ８６２，图中未画出）中发光二极管的电流增大，内部光敏三极管内阻变小，致使Ｑ８０１{4}脚流出的电流增大→内部振荡器振荡频率降低→开关管导通时间相对减少→开关电源输出电压降低。反之亦然。当机器处于停机状态时，ＣＰＵ{7}脚输出低电平，通过控制电路使行振荡电路失电而停振，同时因流过光耦中二极管的电流大增，使得其中光敏三极管内阻降低许多→Ｑ８０１{4}脚流出的电流增大很多（大于３．４ｍＡ）→内部振荡器处于间歇振荡状态（即待机状态），电源输出电压下降至正常值的５０％，这样可以使ＣＰＵ仍有正常工作的５Ｖ电压（是１９Ｖ电压经五端稳压器稳压后所得），从而省去副开关电源。
    ３． 保护电路
    （１）电源输入过流保护。 由于主滤波电容Ｃ８１０（５６０μＦ／４００Ｖ）容量较大，为防止在接通电源瞬间，大电流损坏桥堆Ｄ８０１和保险管，故在电源输入回路串入了Ｌ８０６、Ｒ８１０、Ｒ８１２、Ｒ８１３等构成的限流电路。当电源工作后，继电器ＳＲ８１得电，触点{1}、{2}闭合，将Ｒ８１０、Ｒ８１２、Ｒ８１３短路，以避免不必要的功率损耗。
    （２）过流保护。 ＳＴＲ－Ｚ４２６７{10}脚为过流保护检测输入端，当机器发生过流故障时，Ｃ８７５和Ｃ８７６上端电压将升高，并经Ｃ８６４、Ｒ８６６耦合及Ｃ８６７平滑后加至Ｑ８０１{10}脚，若超过动作的阈值电压，内部的控制电路将使振荡器停振，整机得以保护。另外{10}脚还经Ｒ８７２与３００Ｖ电压相连，因此，当市电２２０Ｖ电压升高过多时，则经Ｒ８７２分压后加至Ｑ８０１{10}脚电压将会超过动作的阈值电压，同样起到保护作用。
    （３）过压保护。 当开关电源稳压系统失控，使开关管导通时间延长即输出过压时，开关变压器Ｔ８６２各绕组感应电压将升高，于是Ｔ８６２{6}脚上感应电压经Ｃ８７２耦合至Ｑ８０１{11}脚，此电压会超过触发保护电路阈值电压，使保护电路动作，电源不工作。由图２可看出，{6}脚上感应电压还可通过Ｃ８６４、Ｒ８６６使过流保护电路动作。另外，当Ｑ８０１{8}脚输入的电压高于２２Ｖ时，也会使过压保护电路动作。因此，该厚膜块的过流过压保护电路实际上是三合一的双保险电路，以确保安全。
    （４）过热保护。  当ＳＴＲ－Ｚ４２６７内部温度超过１５０℃时，热保护电路会发出关机信号，使振荡器停止工作。
    至于电源输出＋Ｂ电压过流、过压及场输出电路过流保护，则是通过光耦器使开关电源处于待机状态来实现保护的，限于篇幅，在此从略。