创维自产52电源的原理与维修.ppt

液晶电源的原理与维修 河南分公司 霍炜2010年6月郑州 液晶电源简介 液晶电源也就是所谓的开关电源 它在液晶电视的故障中占有非常大的比重 由于液晶电视的大量上市 创维公司以前的液晶电源主要以外购为主 为降低成本 增强产品的竞争力 公司自2006年开始将以自产电源为主逐渐替代外购电源 作为创维一线的工程师应该积极的去学习此电源的工作原理及维修方法 其实液晶电源的工作原理并不比CRT开关电源的工作原理复杂多少 只是由于它的排版布线更紧密而且大量采用贴片元件所以给我们的感觉是比较陌生 但是只要了解它的工作原理其维修方法基本与CRT相同 由于一般市电电网提供的是220V 50HZ或110V 60HZ的交流电压 而液晶电视大部分电路是工作在低电压条件下的 所以开关电源在此就是将市电交流电压转换成5V 12V 24V的直流电压分别提供给主板 背光板和驱动板 开关电源的基本构成 液晶电源由主电源和待机电源两大部分组成 如果细分它包括输入滤波电路 输入整流电路 PFC电路 PWM控制电路 频率振荡器 取样稳压电路 输出整流滤波电路 保护电路 同步整流驱动电路及一些辅助电路等组成 下面是一个典型开关电源的原理框图 52电源电源简介 该52寸大屏幕电源是创维公司自己设计生产的一种大屏幕液晶内置电源 此电源曾47L18 52L16 55L09等机器上 PCB板编号 5800 52TTN 00 该电源设计功率400W 该电源设计输出功率400W 实际使用功率350W 电源效率高于80 功率因素高于0 9 工作电压范围交流110V 260V 输出电流参数5V 1A CPU供电 24V 2 15A 背光供电 12V 3A主板 驱动板各低压电路供电 24V 1 1A 伴音功放供电 本电源由整流滤波网络 待机辅助电源 即副电源 PFC电路 两路独立DC DC电路 输出过流 过压保护电路等五大部分组成 系统构架如附图1所示 52电源成品实物图正面 52电源成品实物图背面 52电源系统框图 电源原理分析框图 副电源 5V 电路分析 振荡电路 市电经输入滤波和全桥整流后得到300V 经D300 T300的2 3绕组送到IC300 A6159 的7 8脚IC300开始工作 T300的各次级绕组输出电压 4 5绕组输出电压经D303整流后加到IC300的2脚作为IC300的持续供电 1 5绕组输出电压经D302整流后加到Q300做为IC100 IC200 IC201 IC400的启动供电VCC 9 8绕组输出的电压经D304整流后做为CPU的5V供电 稳压电路 5V电压经R317 R318分压后加到IC304 KA431 的控制脚 根据输出电压的高低去控制IC301 光耦 的发光强度从而去控制IC300的4脚电压以达到稳压的目的 待机电路 从主板送来的ON OFF信号经R321送到Q303的B极 当此信号为H电平时 Q303导通 IC302 光耦 内的发光二极管也导通 Q301获得正常的偏置而导通 Q300导通 输出VCC启动电压到各IC 主电源电路因为有了VCC启动电压而开始工作 输出整机工作的各组电压 当ON OFF信号是L电平时刚好相反 副电源 5V 和15V启动电源 PFC电路简介 PFC意思是 功率因数校正 功率因数指的是有效功率与总耗电量之间的关系 也就是有效功率除以总耗电量的比值 基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度 当功率因素值越大 代表其电力利用率越高 因市电通过电容电感器件会引起相位畸变 PFC即针对这种波形畸变而采取的迫使交流线路电流追踪电压波形瞬时变化轨迹 并使电流和电压保持同相位 使系统呈现电阻性的技术 PFC电路并不是一个新概念电路 早在UPS电源上已普遍运用 PFC电路在民用上的兴起 主要是源于CCC认证 所有需要通过CCC认证的电器 都必须增加PFC电路 目前的PFC电路有两种 一种为被动式PFC 也称无源PFC 另一种为主动式PFC 也称有源式PFC 主动式PFC由电感电容及电子元器件组成 体积小 通过专用IC去调整电流和电压的相位差 主动式PFC通常可达98 以上的功率因数 而被动式PFC只有70 80 主动式PFC电路输出直流电压的纹波很小 这种电源不必采用大容量的滤波电容 但成本也相对较高 平板电视里面普遍采用主动式PFC电路 PFC电路分析 工作过程 交流22OV经整流后 经L100滤波 送到储能电感L101 由开关管Q100 Q101进行暂波 并由D101 D102进行整流 C110 C111 C112进行滤波 得到一个 400V的直流电源 此部分相当于一个开关电源 它将交流22OV整流后的脉动直流电压通过PFC电路升压到400V向开关电源供电 而Q100 Q101的开关信号则由IC100 NCP1653 提供 当主板给出的ON OFF信号为H电平时 Q300开始导通 输出启动电压VCC 此电压加到IC100的8脚后 IC100开始工作 从7脚输出驱动信号经Q102 Q103射随后送到了开关管Q100 Q101 作为斩波电路的开关信号 稳压过程 400V经R117 R116 R115 R114 C109反馈到IC100的1脚后 IC内根据此脚的电压变化 以调整斩波信号的占空比 保证输出电压在400V 3脚和4脚的输入信号在内部进行相位的比较 以调整输入电压和电流的波形 同时3 4脚输入的电压也用与过流过压保护 PFC电路图 主电源电路 12V 24 1 工作过程 从PFC电路输出的400V电压通过开关变压器T400的6 2脚加到Q400的漏极 从副电源送来的VCC电压加到IC400 NCP1377 的6脚后 IC400开始工作 从5脚输出驱动信号到Q400的栅极 开关电源开始工作 从次级输出 12V 24V 1电压 稳压过程 从次级输出的12V 24V电压通过R412 R414加到IC402 KA431 的控制脚 通过改变该脚的电压变化 调整光耦内发光二极管的亮度 从而改变IC400的2脚的电压 达到稳压的目的 当输出电压上升时 IC402的控制脚电压上升 输出脚电压下降 光耦变亮 IC400的2脚电压降低 IC400输出低电平 开关管提前截止 T400储能减少 输出电压降低 达到稳压的目的 当电压降低时控制过程刚好相反 从3 4绕组反馈回来的电压通过R400 R401加到IC400的1脚 IC400根据此电压控制其5脚驱动信号输出 达到稳压保护的目的 从R406上反馈到3脚的信号是一个电流检测信号 此电阻变大时会出现带负载差或电源不工作 主电源 12V 24V 1 电路图 主电源电路2 24V 2 电路分析 这是一个由IC200 NCP1395 IC201 NCP5181 组成的开关电源 IC200的12脚IC201 NCP5181 的5脚得到VCC供电后开始工作 由10 11脚输出开关信号给 经IC201缓冲放大由6 7脚输出去推动MOS管Q200 Q201 开关变压器上就有交替的电流流过 变压器储能 次级线圈感应电压经整流滤波后输出24V 2电压提供给背光板 取样稳压 T201是一个反馈取样的变压器 反馈信号经D205 D206 D207 D208桥式整流后通过R220送到IC200的16脚 经内部处理后从15脚输出 一路通过R215送到14脚慢速保护脚 另一路经Q202射随后 一路通过R214送到13脚 当反馈电压异常时则迅速关断NCP1395的输出信号以保护电源 另一路送到IC200的5脚 调整IC200输出的振荡频率达到稳压目的 次级输出的电压经整流后得到24V 2 经R230加到IC203 KA431 上 经IC203误差放大后去控制IC202 光耦 内发光二极管的亮度 从而改变NIC2005脚的输出电压 实现稳压的目的 主电源 24V 2 电路图 保护电路分析 从主电源输出的12V供电经D502 15V 送到IC500 LM358 的3脚 由过流检测电阻R408反馈回来的信号经R501送到IC500的2脚 当12V供电上升时 击穿稳压管D502后 IC500的3脚电压上升 由于3脚是内部比较器的同相端 所以1脚输出电压也上升 当12V电源过流时 电阻R408上的电压上升 IC500的1脚输出高电压 IC500的1脚输出的保护信号经D501送到了Q302 Q304电路 导致Q302 Q304饱和导通 使得IC302 光耦 的供电降低而不发光 使得IC302 光耦 内光敏三极管截止不导通 Q301失去偏置截止 Q300也截止 无主电源启动供电VCC输出 主电源无VCC供电而停止工作达到保护的目的 从主电源输出的2组24V电压经D504 D505加到D503 30V 后送到了IC500的5脚 从过流检测电阻R228反馈回的信号经R505送到IC500的6脚 其工作原理与12V保护电路相同 不再重复 保护电路电路图 常见故障检修流程1 常见故障检修流程2 IC300 STRA6159M引脚功能 1脚原边过电流检出信号输入端 外接取样电阻 取样电压高于0 77V保护电路动作 电源无输出 2脚Vcc控制电路的电源输入端 启动电压17 5V 工作维持电压高于10 5V即可 3脚地 4脚定电压控制信号 过负载保护信号输入 电压反馈取样输入脚FB 5脚启动电源输入脚 可直接接电源 本机设计有外接欠压保护电路 当电压低于120V时 该脚无电压 电源不启动 6脚空脚 7 8脚内部MOS管漏极 IC100 NCP1653APG引脚功能 1脚FB反馈 关断端 2脚控制电压 软启动 3脚输入电压检测脚 4脚过流保护取样端 5脚乘法器外接电阻 电容端 6脚地 7脚激励信号输出脚 8脚电源 说明 IC的供电脚 该芯片的工作电压范围可以在8 75V 18V 启动电压12 25V 14 5V IC201 NCP5181PG高压功率MOS管驱动器引脚功能 1脚激励信号输入端 2脚激励信号输入端 3脚地 4脚LO驱动输出 5脚电源VCC15V 6脚自举端 7脚HI驱动输出 8脚自举电压输入端 IC200 NCP1395APG引脚功能 1脚外接定时电阻 设定最低振荡频率 2脚外接定时电阻 设定最高振荡频率 3脚时间调整外接频率微调电阻 4脚软启动 5脚反馈输入当这个脚电压超过1 3V时调整Fmax脚的振荡频率 6脚定时电容设定定时时间 7脚保护输出当输入电压过低时 关闭振荡器的输出 89脚接地 10脚低边输出 11脚高边输出 12脚供电脚 13脚快速过压保护当过压时 快速关闭所有脉冲输出 14脚脚慢速过压保护当异常时 在定