行管ｃ极串电流表测值不准的原因分析

湖南阳光电子技术学校家电网欢迎你笔者一直关注《电子报》上关于在行管ｃ极串联保险管和电流表检修的讨论，赞同高福永先生关于该法不可取的观点（见《电子报》２００２年第４３期），但该文在未能弄清楚闵祖石先生遇到的在行管测电流大一倍（见《电子报》２００２年第６期、第２０期）原因的情况下，就从保险管工作条件上进行分析，结果误入歧途。　　笔者通过实验和电路分析认为，由于行管工作在开关状态，其ｃ极电流为脉冲电流，在ｃ极串入直流电流表时，测得的电流值实际上是平均值或者说是总电流中的直流成分。下面将论证，在不同的测量位置，其值可能是不同的，这就是闵先生测得的行电流不准的原因。还将证明，在ｃ极串入的保险管容易熔断，是ｃ极电流的有效值比行电流大得更多的缘故。　　下面是本人实验的情况。　　由于以前有过调试晶体管高频和脉冲电路时，在ｃ极测量电流不准确（引入干扰）的经验教训，所以笔者一直是在行输出变压器（以下简称Ｆ．Ｂ．Ｔ）接＋Ｂ端测量行电流，在检修实践中未遇到过测值不准的问题，为了对之进行探讨，特做了如下实验。　　在准备断开电路串入保险管和电流表时，首先遇到到底该断开哪里的问题。笔者是在成都牌Ｃ５１－８５１Ｈ（８３Ｐ机心）彩电上实验的，相关电路见图１。广义上讲，Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４处都可以认为是在行管ｃ极测电流，但考虑到相关文章都说是在换行管时顺便在ｃ极串保险管和电流表，于是首先在Ｉ１处接入０．５Ａ保险管和电流表测量，结果与在Ｆ．Ｂ．Ｔ接＋Ｂ端（Ｉ０处）测得的结果相同，均为０．１７Ａ（注：实验机显像管老化，亮度低，且＋１８０Ｖ电源未用，改用＋Ｂ，所以行电流偏小，同型号正常机为０．２７～０．２８Ａ）。另分别在Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４处测亦均为０．１７Ａ，且用指针表与数字表结果相同，这就消除了某种电流表（主要可能是数字表）易受干扰的疑问。测试中保险管一直未烧断。　　为什么没有行电流过大的结果呢？回顾相关文章，只有闵先生提到电流大一倍的现象，是不是所修机型特殊呢？于是找来文中所提的索尼ＫＶ－２５６５ＭＴＪ的电路图，发现该机相关电路如图２，行管Ｑ８０２为２Ｓ４９２７，内部没有阻尼管，这正是与其他机型的不同之处。很明显，阻尼管在行逆程期间会有与行管ｃ极本身的电流相反的电流通过，必然影响总体电流的测量结果。为了证实这一点，笔者在实验机上模拟了外接阻尼管的行输出电路，见图３。行管用２ＳＤ１４０３，ｂ、ｅ极间并联４７Ω／１Ｗ电阻，另外原管ｃ、ｅ极单独接入电路，以利用其内部的阻尼二极管。结果测得ＩＣ＝０．３３Ａ，Ｉ１、Ｉ２、Ｉ０等仍为０．１７Ａ，大体上相差一倍，再现了闵先生遇到的问题。为什么会出现这种情况呢？请看简化的行输出电路（见图４）：　　图中Ｑ为行管，Ｄ为阻尼二极管，ＣＹ为逆程电容，Ｈ!ＤＹ为行偏转线圈，ＣＳ为Ｓ校正电容。实际电路中，ＣＳ充电至＋Ｂ，由于ＣＳ>>ＣＹ，故在其放电过程中，两端电压下降不多。　　当Ｑ导通时，向ｃ极流入的电流有ｉｏ和ｉｓ。这里ｉＯ来自＋Ｂ电源，贮能于Ｔ；ｉＳ是ＣＳ向Ｈ!ＤＹ放电形成行扫描正程的后半程。　　当Ｑ截止时，ｉＯ、ｉＳ由于在电感中的惯性，均向ＣＹ充电，直至充至 高值（１０００Ｖ左右），电流降为０，这是行逆程的前半程。随后ＣＹ向Ｈ!ＤＹ、Ｔ放电，至ＣＹ两端电压为０，此为行逆程后半程。在整个行逆程期间，Ｔ输出各组整流电压。　　当ＣＹ电压降为０后，Ｈ!ＤＹ中的电流转而向ＣＹ充电（同时一直为ＣＳ充电，为其补充能量），但由于Ｄ的存在，ＣＹ实际上并不会再充电，而是经Ｄ把Ｈ!ＤＹ中的自感电流泄放掉。这一时段中完成行扫描正程的前半程。　　了解了电路的工作过程之后，就可以作大致的定量分析了。　　首先可以确定的是，＋Ｂ提供的电流Ｉ０（注：大写的Ｉ表示电流平均值或有效值，下同）通常称为行电流，是作为电路的贮能和直接消耗的；电路中的主要耗电是ＣＳ的放电ＩＳ（形成行扫描电流）和Ｔ在行逆程时输出的整流电流。根据能量守恒原理，二者之和应等于电源的供电电流Ｉ０（为了直观起见，这里用电流代替了能量的概念，是不严格的）。实验电路（见图３）中，ＩＣ＝０．３３Ａ，Ｉ１＝Ｉ０＝０．１７Ａ，因此行逆程后半程流经Ｄ的电流ＩＤ＝ＩＣ－Ｉ１＝ＩＣ－Ｉ０＝０．１６Ａ，Ｉ０与ＩＤ相差的０．０１Ａ应是Ｆ．Ｂ．Ｔ消耗的（对于正常电视，此值应更大些）。再有，由于ｉＳ和ｉＤ分别是一个振荡周期的正负半周，所以ｉＳ＝ｉＤ。这正好说明，在图３和图４中，由于Ｉ０和ｉＳ同时同方向流入Ｑ的ｃ极，所以在ｃ极测得的电流值比通常所说的行电流即Ｉ０大一倍并非是不正常的。此外如果按行电流大小串接保险管，自然容易熔断。　　高福永先生的实验中，行管内部是附有阻尼二极管的，故在ｃ极测得的行电流（相当于图３、图４中的Ｉ２）虽然正常，但其值是Ｉ０、ＩＳ、ＩＤ的代数和，也就是说总电流的平均值约为Ｉ０＋ＩＳ－ＩＤ≈Ｉ０（参考实验数值），这是ｉＤ与ｉ０、ｉＳ方向相反的缘故，但正负电流不是在同一时段出现的，不能相互抵消，因此与保险丝发热熔断相关的电流有效值约等于Ｉ０＋ＩＳ＋ＩＤ≈３Ｉ０。高先生的实验中，保险管更容易熔断的原因就在于此。这就如同用直流电流表在５０Ｈｚ市电的交流电路中测不出电流值，保险管却熔断的道理一样。因为在交流电路中，应当按有效值选用适当额定电流的保险管。　　闵先生检修中，行管不含阻尼二极管，Ｉ０＝０．５Ａ，ｃ极串保险管１Ａ熔断，串１．５Ａ不断；高先生实验中，行管内含阻尼二极管，Ｉ０＝０．２８～０．２９Ａ，ｃ极串１Ａ（因为３Ｉ０）保险管仍可熔断，与笔者的上述分析结果是一致的。　　下面再谈谈高先生对于保险管的分析。　　１．关于保险管的 大电流。　　保险管熔断的原因是发热，由于其本身的热惰性，瞬间的过流是可以承受的。如按高先生分析，在５０Ｈｚ、周期２０ｍｓ的电路中可以承受标称值√２倍的峰值电流，那么在６４μｓ的周期中ＩＣＭ＝２～４Ａ，μｓ级的脉冲是不可能在０．５～１Ａ的保险丝上产生那么快的温度反应的。如果真能如此，晶体管的瞬间过流保护就不成问题了。其实，行管ｃ极串联保险管检修法的初衷，也只是针对行激励不足等行电流慢性增大的故障提出的。　　２．说在行管ｃ极上因行逆程反峰电压大大超过了保险管的正常工作极限，则更不在理。　　保险管的工作电压主要是考虑在熔断时能够迅速熄灭电弧（有一定的技术标准），使电路迅速、可靠地断开，同时不应烧坏熔断器外壳（如彩电保险管的玻壳），更不得烧坏熔断器安装端子。当保险管串接在行管ｃ极中时，其整体是悬浮在直流电压１００多伏，脉冲电压 高１０００Ｖ左右，自身两端电压为０Ｖ， 多只能说工作条件不符合其技术指标，可能在熔断时造成不良后果，但这并不构成其意外熔断的条件。　　 后再简单谈谈对“在行管ｃ极串联保险管和电流表”检修的看法：　　１．在行管ｃ极串联电流表不可取　　１）可能有不同的测量结果；２）电流表接在１０００Ｖ脉冲电路中，可能产生干扰，引起电路工作状态的变化，安全性也差。　　但反过来考虑，可否在ｃ极或者在偏转线圈回路中串入交流电流表，用来帮助判断偏转线圈局部短路的故障呢？　　２．保险管可以改串在Ｆ．Ｂ．Ｔ供电端　　对于工作较长时间才烧行管的故障，不妨在交付用户使用之前把保险管或适当阻值、功率的保险电阻焊入电路，既可以保护行管（如果是行电流慢性增大的话），又可以从故障复发时保险管是否熔断来分析故障原因。当然，这样做还要注意在行负载被切断之后，开关电源是否会失控。　　笔者希望通过以上分析，与同行交流，以弄清电路原理，解释检修实践中遇到的问题，不当之处，敬请指正。