... mit der neuen 100Hz - Klasse von THOMSON kann man an der Zukunft teilhaben! Ob direkter Empfang
von digitalen Satelliten-Signalen oder interaktives TV mit Rückkanal. Alles wird möglich, ohne Klimmzüge,
ohne Krampf. Das Herz, das die neuen Geräte mit Leben erfüllen wird, ist das Color-TV Chassis ICC20.
Ein neues Chassiskonzept, ausgelegt auf höchste Erweiterbarkeit und Betriebssicherheit, mit einer
Vielzahl von Neuheiten und Weiterentwicklungen. Es wird in Dutzenden von Ausstattungsvarianten, vom
schlichten 28 Zöller bis zu den High-Power 52“ Rückprojektoren, eingesetzt werden. Die Mö glichkeiten
sind unbegrenzt ...
Das vorliegende Buch soll Technikern des Radio- Fernsehfachhandels und den Serviceorganisationen als
Nachschlagewerk über das THOMSON Color TV Chassis ICC20 dienen. Aktuelle Service- und
Produktinformationen stellen wir in unserem ISDN-InfoTip- System oder auf der Service-CDR OM ICC20
bereit.
Hannover, im September 2000
ICC20
Das erste 100 Hz Color -TV Chassis des neuen THOMSON Konzeptes
• höchste Qualität bei Bild, Ton und Bedienbarkeit
• zukunftsicher durch einfache Erweiterbarkeit
• höchst mögliche Betriebssicherheit durch Schaltungs design, Material, Aufbau und Produktionsmethoden
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TECHNISCHES TRAINING
• hohe Service-Freundlichkeit
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THOMSON multimedia
TECHNISCHES TRAINING
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BESTENS IM BILD
• flimmerfreies Bild durchintelligent Mastering
•digitale Rauschunterdrückung (modellabhängig)
EXTRAFLAT
EXTRAFLAT
neue ultraflache Bildröhren der High End Klasse
• 28’’ und 32’’ 16:9
• 29’’ 4:3
CINERAMA-ZOOM
passt ein 4:3 Bild ohne merkliche Verzerrungen auf
16:9 Bildschirme ein.
AUTO FORMAT
erkennt automatisch das Letterbox-Format und
optimiert das Bild automatisch.
OHRENSCHMAUS
• 2 x 10W Sinus Ausgangsleistung (2 x 20W Musikleistung)
• 16W Boomer bei Virtual Dolby Geräten (modellabhängig)
• SOUND CONTROLgleicht die Lautstärke an und verhindert unliebsame
Lautstärkesprünge z.B. bei Werbeeinblendungen
• VIRTUAL DOLBY SURROUND (modelabhängig)
decodiert die vier Kanäle eines Dolby Prologic Signales.
Das Center- und die Surround-Information werden
anschließend in definierte Phasenlagen zu den Rechts-
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TECHNISCHES TRAINING
und Links-Signalen gebracht und zu diesen addiert.
Durch die Phasenbeziehungen entsteht ein ’virtueller
Hörraum’.
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TECHNISCHES TRAINING
• Maximaler Bedienkomfort durch ergonomische
Fernbedienung mit nur wenigen Tasten
• Hochauflösende Grafik und Cursorsteuerung
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GUT BEDIENT 1
easydialog
system
erleichtern den Umgang mit den Menüs.
Die übersichtliche Anordnung der Funktionen in
den Menüs ermöglicht eine intuitive Bedienung
• Mit nur einer Fernbedienung steuern Sie Ihr
TV-Gerät, Videorecorder, DVD und Hifi-Gerät /
Satelliten-Receiver (modellabhängig).
GUT BEDIENT 2
• Die Informationen des elektronischen Programmführers werden,
wenn vorhanden, dem EPG entnommen (NextView).
Wird kein EPG empfangen, wird ProgramInfo aus dem Videotext
zusammengestellt.
• Bei Druck auf die gelbe Taste der Fernbedien ung werden Titel,
Anfangs- und Endzeit und Fortschritt der laufenden Sendung
angezeigt.
• Bei Druck auf die blaue Taste erscheint die komplette Programm übersicht des Senders für bis zu 5 Tage im Vorraus.
• Eine Memo-/Weckfunktion erinnert Sie pünktlich ans Umschalten,
wenn Sie eine bestimmte Sendung nicht verpassen möchten.
• In Verbindung mit NexTView-Link kann ein entsprechend
vorbereiteter Videorecorder programmiert werden.
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TECHNISCHES TRAINING
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THOMSON multimedia
TECHNISCHES TRAINING
• Videotext mit 128 Seitenspeicher
• 3 SCART-Buchsen plus Front-AV
AV1 IN: Y/C, FBAS, RGB, L, R
OUT: FBAS (wählbar), L, R
AV2 IN: FBAS, RGB, L, R
OUT: FBAS (WYSIWYG), L, R
AV3 IN: Y/C, FBAS, L, R
8
GUT AUSGESTATTET
Front-AV IN: Y/C, FBAS, L, R (parallel zu AV3)
• Cinch-Anschluss für externe Verstärker
• Empfangsbereit für alle europäischen Normen:
L, L’, BG, D, I, K, K’
• Das Color TV-Chassis ICC 20 ist der Nachfolger des Chassis ICC19 IM
• ICC 20 ist vorgesehen für den Einsatz in:
- Standard Desktop Geräten
- (DVD-) Kombos
- Multimedia-TV (TAK-TV)
• Weiterentwicklungen auch für:
- Rückprojektoren
- Integrated Digital TV
• höhere Betriebssicherheit durch:
- weniger Komponenten (31% < als ICC19 IM (=1525 Stück))
- höhere Integration (27% ICs < als ICC19 IM (= 24 Stück))
- strikte Trennung von Signal- und Leistungsstufen
durch Einsatz von zwei Platinen
(Signal-Platine und Netzteil- und Ablenkplatine).
- keine Board to Board-Verbindungen (Module)
HAUPT-
NETZTEIL
BOOMER
VERSTÄRKER
STANDBYNETZTEIL
HORIZONTAL-
ENDSTUFE
VERTIKALENDSTUFE
ERDFELD-
KORREKTUR
VIDEO-
PROZESSING
UPCONVERTER
MICROCONTROLLER
VIDEOTEXT
FRONTEND
(SCART / TUNER / ZF)
AUDIO-
ENDSTUFEN
AUDIO-
PROZESSING
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TECHNISCHES TRAINING
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AV1
AV2
AV3
TUNER
RGB
AV1
Y/FBAS
C
FBAS
Y
FBAS
C
VIPER20
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TECHNISCHES TRAINING
FILTER
AM-NF
IP020
FALLE
RGB
AUX
13V
ZF
DEMOD
IC001 TDA9321H
VIDEO
EINGANGS-
WAHL-
SCHALTER
LP020
PFC
AUDIO-SIGNALSTUFEN
NF
SCART
INPUT /
SIF
(FM)
OUTPUT
RGB
AUSGANGS-
AUSGANGS-
+8V_STBY
MATRIX
AV1
RGB
YUV
WAHL-
SCHALTER
CHROMA
DECODER/
SYNC-SEP
WAHL-
SCHALTER
(CVBS_PIP)
PROZESSOR
RGB
AUX
TEA 2262
MULTI
SOUND
IP050
Y, U, V
HA / VA
R, L
R, L
R+L
AD
KONVERTER
VIDEO /
SYNC
PROZESSING
IU309
VIDEO
RAM
LP050
INTERN
(FRONT)
KOPFHÖRER
BOOMER
(OPTION)
IU308
DMU0
YUV
KONVERTER
+
DA
12
SCHUTZ
SCHALTUNG
ABLENKUNG
µC
SAFETY_ENABLE
VDFL
HDFL
Y_2H
U_2H
V_2H
LUMINANZ
VEKTOR
PROZESS.
USYS
REGEL
STUFE
+6V
REGEL
STUFE
OST -WEST
MODULATOR
OST -WEST
AUSGANG
VD
H/V
TEILER
HD
CLOCK
RGB
DEMATRIX
CHROMA
VEKTOR
PROZESS.
IV100 TDA9178
NETZTEIL
SCHUTZ
SCHALTUNG
PO
AQR_ON
VERTIKAL
ENDSTUFE
VERTIKAL
AUSGANG
VERTIKAL
RAMPEN
GENERATOR
EINGANGS-
WAHL-
SCHALTER
SPEKTRAL
PROZESS.
HORIZONTAL
ENDSTUFE
FLASH
HORIZONTAL
AUSGANG
Φ2
KREIS
SÄTTIGUNG
IV200
TDA9330H
EEPROM
RAM
IR004
(E)PROM
IR002
BCL
BEGRENZER
IR005
BLKCURR
CUTOFF/
DRIVE
REGELUNG
STRAHL
STROM
RGB
MATRIX
RGB
RGB
TREIBER
HELLIGKEIT
RGB
UM-
SCHALTER
KONTRAST
2
I C-BUS
MICRO
CONTROLLER
&
VIDEOTEXT
PROZESSOR
IR001
BSVM
CRT-MODUL
LETTERBOX
DETEKTOR
IR300
EXPANDER
IR006
REMOTE/
BOARD
BUS
KEY-
RGB
TEXT
Blockbild Color TV-Chassis ICC20
Das Blockschaltbild des Chassis ICC20
zeigt die logischen Verknüpfungen der einzelnen Baugruppen.
Bereits in dieser Darstellung ist zu ersehen, daß bei der Signaleinspeisung zwischen dem Zweig von Tuner/ ZF und dem
Scart-Interface nicht unterschieden wird.
Entsprechend der Wahl der jeweiligen
Quelle erfolgt eine Signalumschaltung für
Bild und Ton völlig getrennt.
Die Audio-Signalstufe kan n hi erbei sowohl
geträgerte, als auch NF- Tonsignale verarbeiten und aufbereiten. Die NF am Ausgang steht dann den jeweiligen
Ausstattungsgrad entsprechenden NFAusgangsverstärkern zur Verfügung.
Das Videosignal vom Tuner und den AV Eingängen wird direkt in den Frontend-Prozessor TDA9321H eingespeist. Dieses unterscheidet bei seiner Filtercharakteristik
zwischen einem FBAS- oder Y/ C- Signal.
Der Chromaanteil des jeweiligen Quellensignals wird für die Farbsysteme PAL,
NTSC und SECAM automatisch erkannt,
verarbeitet und decodiert. Somit stehen als
Ausgangssignal die beiden Farbd ifferenzsignale U (B- Y) und V (R- Y) zur Ve rfügung.
Die weitere Signalverarbeitung erfolgt im
Upconverter-Prozessor DMU0. Nach einer
AD-Wandlung geschieht die Vide osigna lverarbeitung vollständig digital. Hier wird
die 50Hz- 100Hz-Konvertierung vorgenommen. Durch eine Änderung der Frequenzen der Taktfrequenzen für den
Schreib- und Lesevorgang des Halbbildspeichers IU309 kann währen der Ko nvertierung eine Formatanpassung des
Videoeingangssignales an da s Bildrohrformat vorgenommen werden. Für die weitere
Verarbeitung werden die 2 H-Signale (YUV
mit 100Hz Vertikal- und 31,25kHz Horizontalfrequenz) in eine analoge Form gewandelt. Zur Synchronisation der Ablenkstufen
liefert der Upconverter die auf doppelte
Vertikal- bzw. Horizontalfrequenz konvertierten Sendersynchronsi gnale.
Im folgenden PSI- (Picture Sharpness Improvement-) IC TDA9178 (IV100) folgen
verschiedene analoge Bildverbesserungsfunktionen
Das 100Hz- YUV- Signal wird im folgenden
Video-Scanning-Prozessor IV200
(TDA9330H) entspreche nd der dort darg estellten Blöcke verarbeitet und dematriziert. Der IC TDA9330H verfügt über zwei
getrennte Schnittstellen zur Einkopplung
von RGB- Signalen. In der zur Zeit eingesetzten Schaltung des Chassis ICC20 wird
allerdings nur ein RGB-Eingang (für das
VT/OSD-Signal) verwendet. Die Bereitstellung der erforderlichen Ansteuerleistung
für die Bildröhre übernimmt das separate
RGB- Endstufenmodul.
Der Video- Scanning- Prozessor erzeugt
des weiteren alle für den Ablenkprozess
erforderlichen Ansteuersignale, die im Vollbetrieb des Gerätes für die Horiz ontalendstufe, die Vertikalendstufe und den OstWest Diodenmodulator genutzt werden.
Die Steuerung des Zusammenspiels der
Baugruppen untereinander übernimmt bei
dem Konzept ICC20 der Microcontroller
IR001. Dieser verfügt durch das (E)PROM
IR002 über alle notwendigen Softwareabläufe, auf die er zurück greifen muß. Als
Arbeitsspeicher für Videotext und OSD
dient das SRAM IR00 4. Bis zu128 Vid eotextseiten (einschließlich TOP-Tabellen)
können abgelegt werden.
Spezifische Geräte daten und Benutz ereinstellungen werden wie immer in einem EEPROM (IR003) abgelegt bzw. aufgerufen.
Der Busexpander IR006 erhöht die Anzahl
der zur Verfügungstehenden Schaltsignale.
Ein Letterbox-Detektor (IR300) untersucht
das Videosignal, vermag bei Sendungen
im Letterboxverfahren die Höhe der
schwarzen Balken am oberen un d untere n
Bildrand zu messen und die Bildgeometrie
so einzustellen, daß die Balken un si chtb ar
werden (Autoformat).
2
Ein I
C-Bus-System stellt die notwendige
Verbindung zu den Baugruppen her, die
mit dem Microcomputer kommunizieren.
Hierbei muß schon erwähnt werden, daß
dieser Bus bereits für den Startvorgang
des Gerätes von wichtig er Bedeutung ist
und ein Einschalten des Gerätes auch
während der Fehlersuche ohne ihn nicht
möglich ist.
Die Stromversorgung des Gerätes übernehmen zwei Sperrwandlernetzteile.
Das Standby-Netzteil versorgt die Microcontroller-Stufe und den IR-Empfänger im
Standby-, Timer und Vollbetrieb. Zusätz-
lich liefert es dem Primär-Netzteil-IC IP5 0
bein Starten des Hauptnetzteils, das im
Standby-Betrieb abgeschaltet ist, die notwendige Anlaufenergie. Das StandbyNetzteil wird primär geregelt. Zur Erzeugung der notwendigen Schaltfrequenz (ca.
45 kHz) kommt ein IC VIPER20 von ST
zum Einsatz. In dieses IC integriert ist bereits auch der MOSFET-Schalttransistor
zum Laden des Sperrwandlertrafos
(LP020).
Im Lastbetrieb des Ge rätes sind die zwei
Betriebsarten Acquisition-Mode und Vollbetrieb zu unterscheiden. Im AcquisitionMode sind die Ablenkstufen abgeschaltet.
Alle Betriebsspannung en aus dem Hau ptnetzteil sind vorhanden, wenn auch z.T.
nicht mit Nominalwerten. Diese Betriebsart
wird hauptsächlich ers t in späteren Chassisvarianten benötigt. Jedoch schon jetzt
durchläuft das Hauptnet zteil beim Starten
diese Betriebsart.
Befindet sich das Gerät im Vollbetrieb, so
dient die Systemspannung USYS als Bezugsspannung für e in e gen au e la st abhä ngige, sekundäre Regelung der Schaltvorgänge im Netzteil. Das Netzteil arbeitet
dann zeilenfrequent und sychronisiert.
Bei Fehlfunktionen oder bei ein em Defekt
im Gerät verhindern die Schutzschaltungen im Netzteil (primär und sekundär) oder
die Schutzschaltung der Ablenkung am
FLASH-Eingang des Video- ScanningProzessors mögliche Folgefehler.
Um die Leistungsaufnahme des Gerätes
im Standby-Betrieb so gering wi e möglich
zu halten (ca. 1,6W) wird im Chassis
ICC20 ein separates Standby-Netzteil, das
zwei stabile Betriebsspannungen liefert,
eingesetzt. Es versorgt dann ausschließlich den Microcontroller, den IR-Empfänger und die Sta ndby- LED. Nur in der Sta rtphase des Hauptnetzteiles liefert das
Standby-Netzteil de m primären Netzteil-IC
(IP050) eine Anlaufspannung. Ist das
Hauptnetzteil eingeschwungen wird die
Anlaufspannung aus dem Standby-Netzteil mittels einer Schaltd iode abgekoppelt.
Zur Ansteuerung des Standby-Netzteiles
wird ein IC mit integriertem Le istungstransistor (MOSFET) eingesetzt.
Hauptnetzteil
Als Hauptnetzteil im ICC 20 findet ein
Sperrwandler- Netzteil mit Sekundärregelung Anwendung.
Herzstück des Netzteils ist das primäre
Netzteil-IC TEA2262. Dieser Schaltkreis
enthält alle Funktion en um das Netztei l im
Normalbetrieb, bei Übergangszuständen
(Anlauf, Abschalten) oder abnormalen
(Überlast-) Zuständen zu steuern.
Das TEA2262 enthält 8 Funktionsblöcke:
1. Erzeugung internen Betr iebs - und Re ferenzspannungen
2. RC- Oszillator
3. Fehlerverstärker
4. Pulsweiten- Modu latoren
5. IS- Logik zur Messung der Entmagnetisierung des Wandlertrafos
6.Überstrombegrenz ung- und Abschaltu ng
(Primärschutz)
7. Logikprozessor
8. Ausgangsstufe
Power Factor Correction
Um den Anforderungen der Europa-Norm
EM60555-2 zu genügen, ist im ICC20
Netzteil bereits eine Leistungsfaktor Korrektur (PFC, Power Factor Correction) vorgesehen.
Betriebsarten der Netzteile
Geräte mit den Chassis ICC20 können in
vier Betriebsarten betrieben werden:
1. Standby-Betrieb
Leistungsaufnahme: ca. 1,6W
Nur Microcontroller (dessen Leistungsaufnahme im Standby ebenfalls vermindert
ist), IR-Empfänger, Bedienfeld und die
Standby-LED werden aus der +8V_STBY
versorgt. Der Microcontroller ist im Sle epModus, das Hauptnetzteil ist abgeschaltet.
2. Timer-Mode
Leistungsaufnahme: ca. 2W
Im Timer-Mode werden vom Microcontroller
Timerfunktionen (Wecker oder AbschaltTimer) ausgeführt oder er prüft Einschaltbefehle auf ihre Gültigkeit. Hierfür muß der
MIcrocontroller mit seiner vollen internen
Clockfrequenz (22MHz) arbeiten. Dadurch
steigt seine Leistungsaufnahme.
Wie im Standby-Betrieb werd en im TimerMode nur der Microcontro ller usw. versorgt.
3. Acquisition-Mode
Leistungsaufnahme: 10-50W
Der Acquisition-Mode wird zur Zeit nicht
voll genutzt. Es ist in späteren Chassisva-
rianten vorgesehen, Stufen mit höherem
Verbrauch (z.B. Satelliten-Tuner) zu betreiben, ohne daß die Ablenkstufen arbeiten. Auch beim Anlaufen des
Hauptnetzteils, wenn die Signal-Pl atine mit
dem Video-Scanning Prozessor bereits arbeitet, die Horizont alablenkung ab er noch
nicht angesteuert w erden kann, wird das
Netzteil übergangsweise kurz (für
ca.600ms) in den Acquisition-Mode gefahren. Als Ist-Information des Regelkreises
dient die +6V, die mit der +8V_ UP aus dem
Standby-Netzteil als Referenzspannung
verglichen wird. Die Regelinformation wird
mittels eines Optokopp lers au f die Pri mär seite des Netzteils übertr agen.Die Schaltfrequenz des Netzte ils wird v om Oszi llat or
im Primär-IC bestimmt (ca. 17 kHz).
Die PWM zur Ansteuerung des Schalttransistor wird im TEA2262 erzeugt .
4. Vollbetrieb
Leistungsaufnahme: max. 240W
Das Hauptnetzteil wird über die Systemspannung USYS geregelt. Eine zeilenfrequente Sägezahnspannung (in einer
Regelstufe aus einem Zeilenrückschlagimpuls gewonnen) dient als Träger für eine
PWM, die der Primärseite über einen Impulstrafo zugeführt wird. Die PWM wird auf
der Sekundärseite in einem Modulator erzeugt. Der im Acquisition-Mode aktive Regelkreis wird automatisch im Vollbetrieb
durch die dann höheren Betriebspannungen abgeschaltet.
Das Einschalten des Hauptnetzteiles und
die Umschaltung der Betriebsarten wird
vom Microcontroller über zwei Steuersignale, PO und AQR-ON, vorgenommen.
Schutzfunktionen
Im TEA2262 ist eine 2-stufige Schutzschaltung integriert, die verhindern soll,
daß das Netzteil bei Überlasten auf den
eng gekoppelten Betriebsspannungen
Schaden nimmt. Überwacht wird der Strom
durch dem Schalttransistor TP020.
Auf der Sekundärseit e überwacht eine we itere Schutzschaltung die weniger eng gekoppelten Betriebsspannungen aus dem
Netzteil. Im Fehlerfalle kann in beiden Betriebsarten des Hauptnetzteils über die jeweils aktive Regelstufe das Netzteil
abgeschaltet werden.
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TECHNISCHES TRAINING
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THOMSON multimedia
TECHNISCHES TRAINING
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POWER FACTOR CORRECTION (PFC)
230VAC
Um
Uc
Im
Im
-
Um
IMPULSARTIGER STROM AUS DEM NETZ
ERZEUGT VIELE OBERWELLEN
R
+
C
Uc
RL
230VAC
Um
Um
Ub
ID1
Im
C1
Im
a
-
R
+
b
C2
L1D1
T1
n
c
2n
Die bislang übliche Gleichrichterschaltung
mit Siebung (Bild 1) erzeugt, da der Siebkondensator impulsartig über die Gleichrichterdioden nachgeladen wir d, seh r viel e
Oberwellen.
Die neue Europanorm EN60555- 2
schreibt eine Begrenzung der Höhe der
harmonischen Ströme aus dem Netz vor.
Das Prinzip der Power Factor Correction
SCHALTSCHWELLE DER D1
BEI LEITENDEM T1
Ua
ist es, die Stromaufnahme aus dem Netz
zeitlich zu verlängern. Dadurch verringert
sich die Höhe und die Schnelligkeit des
Anstieges des Stromes durch die Gleichrichterdioden, was die Anzahl und die
Höhe der Harmonischen reduziert (Bild 2).
Der Kondensator C1 unterbricht den
Um
Gleichstromfluß zwischen dem Brückengleichrichter und dem Siebkond ensator C2
(C1<< C2). Ein Zwischenanschluß teilt die
primäre Treiberwicklung des Wandlertrafos. Wenn der Transistor T1 leitet und Diode D1 sperrt, beträgt die Spannung am
Punkt c etwa ein Drittel der Spannung am
Punkt b.
Wenn bei anliegender gleichgerichteter
Netzspannung der Transistor einschaltet,
erhält er einen Teil des Kollektorstromes
nun direkt über die Diode D1 vom Br ücken-
OHNE PFC
gleichrichter. Der Entladestrom aus C2 ist
somit geringer als in e iner herkömm lichen
MIT PFC
Schaltung, der Strom aus dem Brückengleichrichter fließt länger und erzeugt weniger Oberwellen.
Bild 1Bild 2
DP001
DP002
CP002
100nF
!
230V AC
CP06
4n7
!
!
DP003
DP004
CP004
LP001
RP002
470k
CP001
100nF
FP001
2,5AL
CP003
4n7
4n7
RP004
2R7
!
CP006
470n
DP006
GP30M
CP007
560n
4
LP006
!
PFC im Chassis ICC19
Die Kapazitäten CP006/ CP010 wirken in
CP010
*
!
1
RP007
1M
6
1
DP008
FUF5404
LP008
10
4
ZP009
3,15
CP008
!
470p
TP020
1
STH13NB60FI
RP052
LP050
0R1
der bekannten Weise als Si ebko ndens atoren. Die Spulen LP005 und LP008 führen
die gleichgerichtete Netzspannung direkt
vom Brückengleichrichter zur primären
Treiberwicklung der Wandlertrafos. Die Diode DP006 und der Kondensator CP007
entkoppeln den Ladestrom in den Konden sator CP010 und den direkten Strom in
den Wandlertrafo voneinander.
Diese Stromaufteilung bewirkt die gewünschte zeitliche Verlängerung der
Stromaufnahme aus dem Netz. Die S chaltfrequenz der zum CP010 führend en Dio de
DP06 ist 100Hz, die Schaltfrequenz der
zum Trafo führenden Diode DP008 ist Zeilenfrequenz (bei100Hz-Geräten 31,
25kHz). Ein kleiner Kondensator, CP008;
parallel zu DP008 verhindert zeilenfrequente Bildstörungen (’Perlschnüre’).
LP008 definiert mit seiner Induktivität den
Schwellwert der gleichgerichteten Netzspannung wann die Diod e DP008 leitend
wird.
Die Spule LP006 verhinde rt, daß ze ilenfrequente Störungen auf die Netzspannung
gelangen.
Das Netzfilter, bestehend aus CP001,
RP002, LP001 und CP002 unterdrückt
Störungen aus dem Gerät ins Netz und ungekehrt.
Das Sicherungselement ZP009 u nterbricht
falls DP006 oder DP008 einen Kurzschluß
bekommen sollten.
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TECHNISCHES TRAINING
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LP020
TECHNISCHES TRAINING
20
OSC
CP027
10nF
3mA
Oszillator
1
RP028
RP027
150R
5K6
2
RP004
2R7
UVLO Logik
VDD
REF
CP028
22n
DP006
GP30M
CP010
11V
8V
13V
*
R/S
Temperatur
Sensor
+
-
CP026
22nF
RP020
!
100
CP021
PFC/
HAUPTNETZTEIL
Q
S
R
R
RP019
470k
S
Q
R
1nF
DP021
RGP10M
5
8
RP021
10k
CP022
220pF
DRAIN
LP020
2
1
IP020
VIPer20 DIP
+
-
-
0,5V
+ -
4
SOURCE
TP026
BC546B
VDD
+13V
3
DP023
BAV21
CP023
100µF
RP023
10R
4
3
0,5V
+
COMP
RP024
4K7
CP024
22nF
RP025
120K
RP026
47K
DP230
DP220
7
6
TDA8139
Programm.
RP228
1K0
RP230
1K
CP230
220nF
RP231
56K
CP220
220µF
1
5V
Regler
RESET
IP220
4
Regler
78
RP227
2K26
5
CP228
100µF!
INF_POW_FAIL
+8V_STBY
9
RP226
1k
6
3
CP227
220nF
2
RP229
4K7
CP226
+5V_UP
RESET
+10V
100µF
+8V
Standby-Netzteil
Das Standby-Netzteil
Kern des Standby-Netzteils ist ein Intergrierter Schaltkreis VIPer20 (IP020)in einem 8-Pin DIP-Gehäu se. M it di esem IC is t
ein Sperrwandler-Net zt ei l mit ei ni gen W at t
Leistung mit nur sehr wenigen externen
Komponenten zu realisieren. Im IC integriert ist ein MOSFET-Ausgangstransistor,
dessen Ansteuerlogik mit Oszillator und
eine Regelstufe.
Das Standby-Netzteil erhält seine Betriebsspannung aus der gleichgerichteten
Netzspannung von 325V. Sicherungswiderstand RP020 begrenzt den Einschaltstrom in das Standby-Netzteil. Der dazu
parallel liegende Widerstand RP019 soll im
Falle eines unterbrochenen RP20 den
Siebkondensator CP010 über IP020 entladen (’’Technikerschutz’’).
Anlauf
Wird der Netzschalter eingeschaltet gelangt die gleichgerichtete Netzspannung
an die Drain-Anschlüsse Pins 5 und 8. Es
fließt ein kleiner Strom in die interne Steuerung des IC und über den Pin 2 wieder aus
dem IC heraus in den Sieb-Kondensator
CP023. CP023 lädt sich a uf. Be i Er reic hen
der unteren Schwells pannung 8 V am Pin 2
läuft der Oszill ator an und da s IC schaltet
zum ersten mal ein. Das Netzteil startet.
Pin 2 ist auch Eingang des Unterspannungsdetektors (Undervoltage Lookout
Logic ’’UVLO Logic’’). Beim Überschreiten
der Anlaufschwellspannung (8V) wird der
Anlaufstrom aus dem Pin 2 u nterbrochen,
da das IC wird aus der primären Hilfwicklung 3/4 des Wandlertr afos LP020 versor gt
wird.
Standby-Betrieb
Das Standby-Netzteil erzeugt zwei Betriebsspannungen. Auf der Sekundärseite
die +8V_STBY und auf der Primärseite die
+13V (VDD). Nur die primär e +1 3V (VD D )
wird vom Netzteil-IC IP 02 0 dir ekt au sge r egelt und stabilisiert. Hierzu wird die +13V
über den Pin 2 in das IC geführt und mit einer internen 13V Referenzspannung mittels zweier Komparatoren verglichen. Die
so erzeugte digitale Fehlerinf ormation kontrolliert über die Ansteuerlogik des Ausgangstransistors dessen Einschaltzeit und
damit die Energiemenge, die in den Trafo
geladen wird.
Ein SenseFET-Anschluß am Ausgangstransistor überwacht den Drain-SourceStrom. Diese Strominformation kann gegebenenfalls auf die Regelung
einwirken und die Leistungsaufnahme begrenzen.
Ein Kompensationsnetzwerk am Pin 4, bestehend aus CP026, CP024 und RP024,
legt die Regeleigensc ha fte n f est und s orgt
für ein sanftes Anlaufen des Netzteils. Zusätzlich begrenzt Transistor TP026 die
Ausgangsleistung. Beim Erreichen des
Schwellwertes wird TP26 leitend und
sperrt die Erzeugung der Ansteuerimpulse. Dieses geschieht regelmäßig im Standby-Betrieb weil die sekundäre Last auf
Grund des sich dann im Sleep-Mode befindlichen Microcontroller extrem niedrig
ist. Es bildet sich dann eine Art von BurstBetrieb, d.h. ein nichtkontinuierlicher Betrieb des Netzteils heraus.
Timer-Mode
Im Timer-Mode ist der Microcontrolle r mit
voller Taktfrequenz und normaler Softwareroutine in Betrieb. Die hierdurch auf
der Sekundärseite des Netzteils steigende
Last beeinflußt über die Kopplung des
Trafos die Höhe der +13V (VDD). Das
Netzteil geht in einen kontinuierli chen Betrieb über. Die Frequenz der Ansteuerimpulse ist maximal die des Oszillator (ca.
45kHz).
Schutzfunktionen
Im VIPer20 sind mehrere schützende
Funktionen integriert.
Sollte auf der Sekundärseite oder auf der
+13V (VDD) die Last soweit ansteigen,
daß die Spannung am Pin 2 unter 8V fällt,
schaltet die UVLO-Logik die Ansteuerimpulse ab und schi ckt wieder einen An laufstrom aus dem Pin 2. Sollte CP023 , z.B.
bei einer Überlast auf der Sekundärseite,
wieder bis an den Anlaufschwellwert aufgeladen werden können, läuft das Netzteil
wieder sanft mit einem Tastverhältnis von
2:15 an.
Bei Kristalltemperaturen über ca. 140°C
schaltet sich das IC automatisch ab. Nach
einer Abkühlung auf ca. 40°C startet das
Netzteil wieder.
Betriebsspannungen und Signale
Das Standby-Netzteil liefert zwei Betriebsspannungen.
Die primäre Spannung +13V (VDD) dient
als Anlaufspannung f ür das Prim är-IC des
Hauptnetzteils IP050 ( TEA2262 ). Da d iese
Spannung auf 13V am Pin 2 des VIPer20
stabilisiert werden, ist die tatsächliche
Spannung wegen des Spannungsabfalls
über RP028 ein wenig höher (14,5V). Ist
das Hauptnetzteil angeschwungen und
stehen die Betriebsspannungen aus dem
Hauptnetzteil zur Verf üg un g w ird di e +1 3V
(VDD) über eine Schaltdiode (DP024) entkoppelt.
Die sekundäre Betriebsspannung
+8V_STBY dient zur S peisung der Microcontroller-Stufe und des IR-Empfängers.
Das IC IP220 erzeugt au s der +8V_STBY
die Betriebspannung +5V _UP und den Reset für den Microcontro ller.
Das Signal INF_POW_FAIL n utzt die vom
Wandlertrafo kommende Wechselspannung um für die Powe r-Fail- Stufe di e Infor mation zu erzeugen, ob ausreichend
Energie für den Microcontroller zur Verfügung steht.
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21
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TECHNISCHES TRAINING
22
Der Schaltkreis TEA 2262
6
-1
SOFTSTART
FEHLER
VERSTÄRKER
2,49V
MODULATOREN
7
OSZILLATOR
BETRIEBS-
SPANNUNGEN
MODULATOR
LOGIK
AUTOM.
BURST
ERZEUGUNG
ÜBERWACHUNG
ENTMAGNETISIERUNG
INTERNE
V
REF
(2,49V)
TEA 2262
PRIM.
PWM
LOGIK
16
Vcc ÜBERWACHUNG
ÜBERSPANNUNGS
SCHUTZ
8,5V
IS
11,8V
LOGIK-PROZESSOR
45µA
15,7V
LIMITER
AUSGANGSSTUFE
-1
ÜBERSTROM
SCHUTZ
15
14
0,15V
9
1110
SEK.
PWM
1
2
10µA
2,55V
0,6V
8
3
0,9V
4, 5
12, 13
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23
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24
230V AC
IP020 VIPER20
13V
DP024
1N4148
RP059
220R
CP062
100µF
16
15,7V
Vref
2,5V
CP023
100µF
+
-
RESET
Vcc < 5V
Vcc int
DP023
BAV21
CP063
100nF
Überspannungs-
5V
RP061
470R
schutz
Vcc Start: 11,8V
Vcc Stop: 8,5V
TP020
RP052
0R1
DP061
RGP10G
10/4
Spannungsversorgung und Anlauf
Das TEA2262 hat zwei Betriebsspan-
1
nungseingänge:
Pin 16: Betriebsspannungsei ngang für den
Steuerteil des IC
Pin 15: Versorgungsspannu ng für die Au sgangsstufe des IC.
Bei einer Spannung von etwa 4 V am Pin
16 ist die interne Referenzspannung von
2,5V stabil. Der Oszillator im IC kann arbei-
7
ten. Bei 11,8V am Pin 16 erscheinen die
ersten Ausgangsimpulse für den Schalttransistor TP020 am Pin 14. Wurde die An -
8
LP050
laufspannung von 11 ,8V am Pin 16 einmal
überschritten, darf sich die Betriebsspannung des IC frei zwisch en 1 5, 7V und 8,5V
bewegen. Werden 15,7V überschritten
spricht der Überspannungsschutz im IC an
DP220
2
1
3
4
LP020
7
6
CP061
100µF
14
IP050
TEA2262
+8V_STBY
CP220
220µF
RP053
4R7
RP064
10R
15
und die Ausgangsimpulse werden gesperrt. Bei weniger als 8,5V am Pin 16
schaltet das IC ebenfalls, wegen Unterspannung, ab. Sollte eine der Schutzscha ltungen im TEA2262 angespro chen ha ben,
LOGIK
PROZESSOR
kann diese nur durch das Unterschreiten
von 5V am Pin 16 zurückges etzt werden
(Reset Schutz).
Mit dem Anschwingen des Netz teil baue n
sich die primären Hilfsspannungen aus
dem Wandlertrafo LP050 auf. in der Anlaufphase wird das TEA2262 aus dem
Standby-Netzteil versorgt, im Vollastbetrieb erfolgt die Ve rsorgung über DP061.
Vref
2,5V
Vcc int
5V
IS
LOGIK
Prim.
PWM
2
Sek. PWM
MODULATOR
SOFTSTART-BLOCK
Schwell
wertsch.
1,5 V
Oszillator
Mittels einer internen Stromspiegelschaltung wird CP067 mit einem du rch RP069
definiertem Strom geladen. Bei einer Ladung von 2/3Vcc intern (= 3,3V) wird
CP067 über einen internen 2k Oh m Wide rstand entladen. Der Entladevorgang wird
abgebrochen, wenn die La dung 1/ 3Vcc in -
IP050
TEA2262
Q1'
180µA
9µA
9
CP068
1µF
Q2
V REF+Vbe
SCHWELLWERT
SCHALTER
2,5 V
11
RP069
100k
Q1
CP067
1n
3V33
2 K
10
CP069
100pF
R1
R2
SCHWELLWERT
SCHALTER
Q3Q4
DP069
RP69
10k
R3
1V66
R4
IS- LOGIK
Prim.
PWM
2
Sek.
PWM
tern (= 1,6V) erreicht hat. Dann wird d er
Ladevorgang von neuem eingeleitet. Die
so erzeugte Sä gezahnspannu ng wird den
internen Pulsweiten- Modulat oren als Trägerfrequenz zugeführt und dient den Logikstufen als Taktsignal.
Die Frequenz des Sägezahns ist über
RP069 und CP067 auf ca. 17kHz festgelegt. Als Anlauffrequenz ist dieses jedoch
wesentlich zu hoch. Deshalb wird, solan ge
die Spannung über den Softstartkondensator CP068 die Spannung klei ner als 2,5V
ist, mittels eines Sch well werts ch alte rs un d
dem Transistor Q4 der Ladestrom des
Kondensators CP 067 auf ein vier tel reduziert. Dies hat zur Folge, daß ein Ladevorgang viermal solange dauer t un d somi t di e
Frequenz des Oszillators auf ca. 4,25kHz
sinkt.
Die RCD-Kombination CP067/RP069/
DP069 differenziert eine positive Flanke
des Signales am Pin 10 und führt die Spitzen auf den Pin 2. Dieses verhindert ein
Blockieren der internen Logik sp eziell beim
Anlaufen und im Acquisition-Mode des
Netzteils.
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25
RP063
22k
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TECHNISCHES TRAINING
DP064
1N4148
0,9 x Vref
Vref
2,5V
2,25V
15
LOGIK
1 / 0,9
RP064
10R
13V
(VDD)
DP024
1N4148
RP059
220R
IP050 TEA 2262
16
26
RP061
470R
CP062
100µF
CP061
100µF
DP061
RGP10G
325V
10/4
7
8
DP150
BYW29-150
22
+6V
CP074
10nF
RP087
2k2
RP074
47k
6
7
3
SCHUTZ
SCHWELLWERT
SCHALTER
+
-
FEHLER
VERSTÄRKER
1,5V
180µA
CP068
1µF
OSC
9µA
9
U err
U int
+
+
-
1
PWM
2
a
b
GENERATOR
MODULATOR
BURST
&
LOGIK
T on min
OSC.
IS-LOGIK
TA
LOGIK
PROZESSOR
TREIBER
(Sekundär-PWM)
CP073
1nF
2
Primär gesteuerte Regelung des Hauptnetzteils
14
RP073
10k
RP072
*
TP080
BC546B
1
LP050
TP020
STH13NB60FI
RP052
0,1R
21
+8V_STBY
RP075
100R
IP070
REG
CP150
1µF
REGEL
STUFE
REF
(+5V_UP)
Die primär gesteuerte Regelung
Befindet sich das Netzteil im AcquisitionMode sind die Ablenkstufen abgeschaltet.
Daher steht kein Zeilenrückschlagimpuls
als Trägerfrequenz für ein e Pulsweite nmodulation zur Ansteuerun g des Scha lttransi stors TP020 zur Verfügung. Im Acqu isitionMode kann die Last 50W ( m ax. 100W) betragen. Das erfordert eine kontinuierliche,
lastgeregelte Ansteuerung des Schalttransistors mit PWM. Während dieser Betriebsart erzeugt das TEA2262 die PWM
selber. Die Regel- (Last-) Information
kommt über den Optokoppler von der Sekundärseite des Netzteils.
Fehlerverstärker
Der Fehlerverstärker besteh t im wesentlichen aus einem Operationsverstärker.
Pin 6 ist de r Eingang für da s Vergleichssignal (“ Ist- Information”) des Regelkreises.
Der nichtinvertierende Eingang ist intern
mit V REF (2, 5V) oder mi t 0, 9 xV RE F (2 ,
25V) verbunden. Die Umschaltung zwischen den Referenzspannungen geschieht durch die vom Burst-Generator/
Modulator-Logik an ges teu ert e L og ik. L ieg t
die Spannung am Eingang des Fehler verstärkers zwischen 2,25V und 2,5V arbeitet
der Fehlerverstärker als G leichspannungsverstärker. Oberhalb oder unterhalb dies
Spannungsbereiches wird von der Modulator-Logik die PWM, di e aus der Regel information des Fehlerverstärker erzeugt
wird, gesperrt.
Pulsweiten-Modulatoren
Pulsweiten- Modulator 1 ist ein Kom parator, der mit dem invertierten Ausgan gssignal des Fehlerverstärkers und dem
Sägezahn des Oszillators angesteuert
wird. Das Ausgangssignal des Modulators,
eine PWM, bestimmt die Ladezeit des
Wandlertrafos. Pulsweiten-Modulator 2
wird mit dem Sägezahn des Oszillators
und einer internen Festspannung, die die
maximale Einschaltzeit des Transistors
festlegt, angesteuert. Das Ausgangssignal
ist eine PWM mit dem maximal erlaubten
Tastverhältnis. Währen d der Anlaufphase
erzeugt Modulator 2 in Verbindung mit der
externen Kapazität CP068 am Pin 9 eine
PWM mit kontinuierlich ansteigendem
Tastverhältnis um ein sanftes Anlaufen
des Netzteils zu gewährleisten.
Modulator-Logik und Regelung
Die Modulator-Logik unterscheidet drei
Spannungsbereiche am Eingan g de s Fehlerverstärkers:
U
0V - 2,25V:
Pin 6
Der primär gesteuerte
Regelkreis ist noch nich t ’aufgestanden’.
Die resultierende PWM aus dem Modulator 1 hat ein Tastverh ältnis, das die ma ximale Einschaltzeit T
max des Schalt-
on
transistors überschreiten würde. Der
Schalttransistor darf also nicht mit geregelten PWM aus Modulator 1 angesteuert
werden, statt dessen erfolgt die Ansteuerung des Transistors mit der PWM aus
dem Modulator 2, dessen Ausgangssignal
wiederum von einer Steuerinformation (Laderampe des Softstartkondensators) abhängig ist.
U
2,25V - 2,5V:
Pin 6
Regelbereich der pri-
mär gesteuerten Regelung
Liegt die Eingangsspannung des Fehlerverstärkers (Pin 6) in diesen Bereich, erzeugt das TEA2262 eine PWM, dessen
Tastverhältnis abhängig von dieser Spannung ist. Sinkt die Spannung am Pin 6
steigt der positive Anteil in Tastverhältnis
der PWM. Steigt die Span nung am Pin 6
wird der positive Anteil der PWM verringert.
U
Pin 6
> 2,5V:
Überspannung / Sekundär-
regelung aktiv / Hauptnetzteil aus
Liegt die Eingangsspannung des Fehlerverstärkers über 2,5V kann dieses mehrere Ursachen haben. In jedem Falle wird die
im TEA2262 erzeugte PWM a bgeschaltet.
Mögliche Ursachen:
1. Die Spannungen auf der Primärseite
des Netzteils sind hochgelaufen.
Dieser Effekt wird beim ICC20 nicht genutzt. In anderen Scha ltungskonzepten mi t
dem TEA2262 kann so eine primä r geregelte Burstansteuerung des Schalttransistors realisiert werden. In einem solchen
Konzept würde di ese hohe Spannu ng am
Pin 6 die vom TEA2262 ein Burstende
bzw. eine Pause markieren
2. Die Sekundärregelung ist aktiv.
Am Pin 2 des TEA2262 lie gt eine auf der
Sekundärseite erzeugte PWM an (MasterSlave-Betrieb). Auf Grund des Tastverh ältnisses (Vollbetrieb) sind die Betriebsspannungen auf ihren hohen Nominalwerten.
3. Die Spannung wird extern als Abschaltinformation angelegt .
Beim ICC20 geschieht dieses um das
Hauptnetzteil im Standby- und Timerbetrieb auszuschalten.
Softstart
Beim Anlaufen des Netzteils ist die Regelinformation am Pi n 6 sehr klein oder 0V.
Die resultierende PWM könnte TP020 zerstören. Durch die Ladung von CP068 am
Pin 9 wird eine PWM mit ansteigendem
Tastverhältnis erzeugt. Um zu kurze Impul-
se zu vermeiden wird CP068 zunächst
sehr schnell mit 180 µA geladen. Bei 1,5V
Ladung wird der Ladest rom auf 9 µA verringert. Jetzt ers che inen d ie ers ten kur zen
Ansteuerimpulse am Pin 14. Das Tastverhältnis steigt mit der Ladung von CP068
an. Wenn die Ladung 2,7V erreicht hat,
wird das Tastverhältnis auf 60: 40 (PWM
max ) begrenzt.
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TECHNISCHES TRAINING
27
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TECHNISCHES TRAINING
28
IP050
TEA2262
Prim. PWM
Vcc int.
2
Sek. PWM
+
-
0V9
RP071
4k7
Logik
LOGIK PROZESSOR
Vcc ext.
500R
+
-
150mV
CP068
470p
RP070
2k2
RP076
1
DP061
22k
IS-Logik
Beim Übergang vom Standby-Betrieb zum
Vollastbetrieb oder bei Überlast können
Ansteuerimpulse vom Sekundärregler
(IP170 Pin 1) und von der Primärre gelung
gleichzeitig auftreten. Da diese Impulse
asynchron zueinander sind könnte der
Schalttransistor zerstört werden. Die IS-
7
LP050
LP070
Logik wird aktiviert, wenn Primär- und Sekundärimpulse gleichzeitig vorhanden
sind. Die Logik selbst besteht aus zwei DFlipflops und einigen Gattern. Liegt ein
PWM-Impuls an wird das dazugehörige
Flipflop gesetzt um da s jew e il s an der e An steuersignal zu sperren. Beide Flipflops
werden durch eine negative Flanke aus
dem Komparator zurückgesetzt. D er Kom parator mißt am Pin 1 d ie Entmagnetisierung des Wandlertrafos mittels einer
primären Wechselspannung. Sinkt die
Spannung am Pin 1 un ter 150m V (das Ma gnetfeld im Trafo ist dan n abgebaut) erfolgt
der Reset der Flipflops.
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