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第二章 LCD二合一电源原理介绍第一节 IPL32L电源方案原理介绍主要的功能模块IC1、待机电源IC：FSQ510（Fairchild）2、PFC控制IC：L6563 （ST）3、24V PWM控制IC：FA5571N （FUJI）4、INVERTER高压控制IC：OZ9976（O2）屏的型号：FHD的型号：CAS_LC320WUE-SAA1；lamp:16； EEFL屏典型工作电流112mA，屏单端电压1030V，工作频率45KHz；点灯电压1100V（0），点灯时间2到3s。HD的型号：CAS_LC320WXE-SBA1 ；lamp:12； EEFL屏典型工作电流93mA，屏单端电压1020V，工作频率63KHz；点灯电压1095V（0），点灯时间2到3s。IPL32L电源控制信号IPL32L 电源内部功能模块框图工作时的上电顺序1：插上插头，通电AC220V。3V3（standby MCU）正常工作。待机功率约为0.14W。2：联接器P2中的“P-ON”置高到3V3，那么继电器K1闭合，+24V的控制器IC2（FA5571N）开始工作。+24V输出。3：+24启动以后，PFC的控制IC1（L6563）开始工作。水桶电容器C3、C4上的电压各约197200V。4：+24启动后，将联接器P2中的“BL-ON”置高到3V3。高压INVERTER的控制IC10（OZ9976）开始工作。但是高压还没有输出。5：联接器P2中的“DIMP”设置到PWM调光状态。高压INVERTER的控制IC10（OZ9976）开始工作在调光状态。系统有高压输出。能正常点亮屏。IPL32L电源板 故障快速排除流程图：待机电路工作原理(反激式单路稳压)：在接通市电后，待机电路首先工作。提供3.3V直流电压给MCU：经整流后的直流电压通过RB1接到IC3的8脚的内部启动电路，再通过5脚给CB3进行充电，当CB3达到VCC启动电压阀值，IC3进入工作状态，次极绕组7脚的输出经DB11整流得到3.3V待机电压。 通过取样电阻RB15、RB16分压，连接KIA2431(IC8) 的1脚，光耦IC5的3、4脚接通，对IC3的输出控制，从而输出稳定的3.3V。同时，变压器T2的辅助绕组分两路输出：1、一路输出给继电器K1，从而控制主电源的供电，使待机时满足0.15W的要求；2、一路给IC3本身供电。开机状态工作流程：当收到MCU发出开机的高电平信号后，经DB15、RB22后送到QB21的B极，此时QB21导通、光耦IC6的1、2脚导通，将信号耦合到光耦IC6的3、4脚。这时QB1导通，VCC供电通过QB1输出1012V电压，给继电器提供工作电压,继电器闭合，主电源接通交流。 关机状态工作流程：当收到MCU发出的关机的低电平信号后，经DB15、RB22后送到QB21的B极电压小于0.6V，QB21截止、光耦IC6的1、2脚断开，无法将信号偶合到光耦的3、4脚。这时QB1截止，12V供电无法通过Q11输出，继电器断开，主电源与交流被切断。PWM电路信号流程：交流上电以后，PFC开始工作之前，PWM电路先进入工作状态。经桥堆BD1，电容C3/C4整流滤波后的直流，通过RW1、RW2和FA5571N的内部从第6脚(VCC)对电容CW15进行充电(此时DW12反向截止，避免对PFC_VCC也进行充电)，当CW15的电压达到启动阀值，PWM进入工作状态，次级输出24V，初级的辅助线圈输出13.515V, 一是提供FA5571N自身的工作电压，二是提供PFC_VCC。请注意，由于PFC_VCC由PWM电路进行供电，所以即使在PFC不能正常工作的时候(非对地短路)，PWM也能输出24V。 PFC电路信号流程：PFC_VCC(14V左右)进入IC1的14脚后，IC1开始工作，从13脚输出脉冲信号控制MOS管QF1交替截止和导通。PFC电路输出电压为395V10V左右，测量此电压是判断PFC电路是否正常工作的一个简单的办法。高压INVERTER电路信号流程：IC10（OZ9976）MOSFET的驱动：1脚和16脚输出的驱动信号，通过T3驱动变压器，分别驱动QH1、QH2。灯管电流的检测流程： 变压器次级的电流（灯管电流）通过R41、R51等电流取样电阻转换为电压，通过分压、滤波后送到IC10的第9脚，通过IC内部的检测，调整两个驱动管的相位差，改变初级线圈占空比达到次级电流恒定。过压保护线路信号流程： T4输出的高压，经CS41、CS42和CS51、CS52电容分压后，通过RS47、RS57得到（VS1、VS2），送到IC10的第8脚，达到2.75V之后就开始起保护。AC输入特性：Normal voltage range 标准输入电压范围100Vac-240VacMAX input voltage range 最大输入电压范围90Vac-270VacInput voltage frequency range 输入电压工作频率范围47-63HZMax input AC current(when 90V) 最大AC输入电流2.205AInrush current (cold start) 浪涌电流(冷开机)20A/100Vac40A/220VacEfficiency (full load when 90V) 效率(100V输入时最大负载) 82%Efficiency (full load when 220V) 效率(220V输入时最大负载) 87%Efficiency (full load when 264V) 效率(264V输入时最大负载) 86%Harmonic current 谐波电流GB17625.0-1998IEC61000-3-2 calls DLeakage current 漏电流0.35mv/220VacInput FUSC spec 输入保险丝规格T3.15AH/250Vac & T1AL/250VacPower Factor(full load) 功率因数范围96% （90VAC）93% （220VAC）90% （264VAC）Standby Power Consumption 待机功耗(3.3V负载10mA, 230Vac)0.15W电源部份Output Characteristics:OUTPUT VOLTAGE输出电压REGULATION电压调整率MIN CURRRNT最小电流MAX CURRENT最大电流Load regulation负载调整率+3V3(STB)3%5mA200mA5%24V5%0.2A2.0A5%具体的技术指标Inverter部份的特性（型号：CAS_LC320WUE-SAA1；lamp:16； EEFL）MIN最小TYPE典型MAX 最大REMARK备注Output voltage输出电压（RMS）850V1030V1180V靠近屏端Output current输出电流（RMS）104mA112 mA120 mA靠近屏端Operate frequency工作频率(KHZ)434547Striking time启动时间(S)2S一般:2-3SStriking voltage启动电压(V)950V1100V250 Power consumption功率消耗(W)110W252H时后测得Asymmetry rate of current and voltage waveform 电流，电压波形的不平衡性实测的RMS值-10%实测的RMS值实测的RMS值+10%2H时后测得distortion rate of current and voltage waveform 电流，电压波形的畸变性能12727155562H时后测得Over rate of current and voltage waveform 电流，电压波形的过冲性能10%Bust mode dimmingInverter部份的特性参数：屏的型号：CAS_LC320WXE-SBA1_Philips_V10_08 ；lamp:12； EEFLMIN最小TYPE典型MAX 最大REMARK备注Output voltage输出电压（RMS）860V1020V1187V靠近屏端Output current输出电流（RMS）87mA93 mA99 mA靠近屏端Operate frequency工作频率(KHZ)616365Striking time启动时间(S)2S一般:2-3SStriking voltage启动电压(V)920V1095V250 Power consumption功率消耗(W)84W252H时后测得Asymmetry rate of current and voltage waveform 电流，电压波形的不平衡性实测的RMS值-10%实测的RMS值实测的RMS值+10%2H时后测得distortion rate of current and voltage waveform 电流，电压波形的畸变性能12727155562H时后测得Over rate of current and voltage waveform 电流，电压波形的过冲性能10%Bust mode dimmingIPL32L电源组件差异（HD和FHD）Inverter部份的保护特性：1：拔灯保护：拔掉HV的输出线，任一根子或是两根同时拔除，HV进入LATCH状态。要重新启动后，才能正常工作。 2：短路保护：INVERTER变压器的输出端短路， HV进入LATCH状态。要重新启动后，才能正常工作。 3：arcking保护：HV的输出端当发生打火时，机器会在约140ms左右进入LATCH状态。 4：开机保护：当机器开机时，屏的连接不OK，那么INVERTER部份会进入点灯模式状态，电压会比平时高一些，如在3S左右仍不能点亮，机器进入LATCH状态。 第二节 IPL42A/L电源方案原理介绍一、电源概况主要的功能模块IC1、待机电源IC：FSQ510（Fairchild）2、PFC控制IC：L6562A （ST）3、24V PWM控制IC：FA5571N （FUJI）4、INVERTER高压控制IC：OZ9976（O2）配屏状况1、IPL42A配AUO 42英寸屏 该屏采用18支EEFL直灯管并联，屏典型工作电流135mA，屏单端电压950V，工作频率45KHz；点灯电压1225V（0），点灯时间1到2S。2、IPL42L配LG 42英寸屏 该屏采用16支CCFL直灯管通过均流电容（15PF）后并联，屏典型工作电流135mA，屏单端电压1500V，工作频率58KHz；点灯电压1300V（0）(非最终数参数），点灯时间1到2S。二、主要性能指标（一）AC Input Characteristics: 输入特性Item Specification规格Condition测试条件Normal Input Voltage*100Vac-240VacNormal working range正常输入电压正常工作范围Limited Input Voltage*90Vac-270VacLimited working range极限输入电压受限工作范围Standby Power Loss3.3V, 0.15W Max.With 10mA, at 230Vac待机功耗3.3V, 0.3W Max.With 30mA, at 230Vac二、主要性能指标 （二）DC Output Characteristics: 直流输出特性Item项目CH1CH2Condition测试条件Output Voltage输出电压24V+3.3VRMSMinimum load current最小电流0.2A 5mARMSRated load current额定电流2A 0.2A RMSMaximum current最大电流2.5A 0.5A 2min Max.DC Output Ripple & Noise输出纹波和噪声(remark)240mV100mVMin toRated load range二、主要性能指标（三）On / Off Control: 开关控制 signalConditionOutputs StatusPS_ON2.0V;5VEnable1.0VUnableBacklight On(BL_ON)2V;5VEnable0V;1VUnableBurst Dimming Frequency100HZ-200HZBurst Dimming Duty10%-100%PWM Dimming2V;5VHigh0V;0.7VLow三、工作时的上电顺序1、插上AC 220V的电源插头，3.3V待机电源（standby MCU）开始工作。2、连接器P802中的“P_ON”置高到3V3，那么K801 (继电器) 吸合，水桶电容C840、C840A充电，同时U806（L6562A）被加电，PFC电路开始工作；+24V的控制器U805（FAN5571A）开始工作，输出24V。3、连接器P802中的“DIM”设置到PWM调光状态。4、连接器P2中的“BL-ON”置为高电平。高压INVERTER的控制U901(OZ9926A）开始工作，输出高压。 * 如果24V不带负载，则INVERTER可能会保护。四、待机3.3V电源部分（反激式单路稳压）1、待机时工作于半波整流状态，正常工作时通过D816供电；2、T802输出两组电压，一组3.3V、另一组14V左右，用于继电器及PFC IC U806（L6562A）供电；3、U807用的是1.25V的TL431。五、PFC 部分（临界电流模式）六、24V主电源部分（准谐振单路稳压）1、关机快速关INVERTER的线路分析： 24V绕组的方波经D824、C836(0.47U/160V)整流滤波后，得到一个负电压（正常情况下约-100V），该电压经R802与3.3V经R876叠加，接到Q807的B板，正常情况下Q807的B极为负电压。当关机时，VBUS下降，C836上的电压升高（如升高到-50V以上），此时Q807的B极电压升高，Q807导通，将BL_ON拉低，INVTERTER电路停止工作。2、24V的电源工作不受控制，只要水桶电容上有电，它就会工作，因此放电特别快。*当24V为空载或者负载及轻时，FA5571处于BURST模式，C836的负电压不够时，也会将将BL_ON拉低。七、INVERTER 部分介绍（ZVS全桥移相） 1、OZ9926A引脚功能说明引脚功能描述引脚功能描述备注2驱动2高压侧9同步输入接VREF4驱动1低压侧1驱动2 MOSFET源极接VREF5驱动1高压侧3电压源自举2接VREF6地7同步输出接VREF8工作频率设定17电源欠压检测输入接VREF10调光频率设定(直流)18模拟调光输入接VREF11PWM调光输入22电压源自举1接VREF12灯管过压检测输入24驱动1 MOSFET源极接VREF13灯管电流检测输入14软起动电容15定时电容16过压点设定19使能脚20VCC21参考电压5.5V输出23驱动1高压侧八、 INVERTER 部分介绍（二）2、MOSFET的 驱动（以LDR1为例） U901输出的LDR1电压VPP幅度只有5V，通过Q914的电平变换（电压放大器），输出24V的驱动信号，经Q906、Q912的推挽放大驱动变压器T902，经T902隔离后驱动Q903。其中Q918的作用是为缩短Q903的电压上升沿时间，降低损耗。3、灯管电流的检测 变压器次级的电流（灯管电流）通过R959，R961等电流取样电阻转换为电压，通过分压、滤波后送到IC的第13脚，通过IC内部的检测，调整四个驱动的相位差，改变初级线圈占空比达到次级电流恒定。 *启动点灯时以最大占空比工作（不受DIM控制），第13脚电压如果低于2V（2.5*0.8），则定时器动作，TIMER电容开始充电，达到2.9V之后就起保护。4、过压保护线路T903输出的高压，经C902（33P），C931（0.022U）电容分压后，送到IC（U901 OZ9926A）的第12脚，正常工作时如果该脚的电压高于OVPT（第16脚）电压， TIMER电容开始充电，达到2.9V之后就起保护。5、拉弧保护线路 R942（100R）上的高频拉弧电压通过C913耦合后进行整流滤波，得到一直流电压送到Q922的B极，如果此电压高于be结的导通电压，则Q922、Q924都导通，将VREF（5.5V）的送到：A、IC（U901 OZ9926A）第12脚，让过压保护动作；B、给延时C915充电，让延时时间缩短；C、将将Q923导通，将第14脚电压拉低，降低驱动的占空比，这三路线路全部动作，达到拉弧快速保护的目的。6、灯管开路保护（高压插座松脱保护） A、当灯管开路后，启动时以最大占空比工作，变压器次级电流还不够，IC第13脚电压偏低而点灯失败保护。B、 当一个高压插座松脱时，启动后变压器次级电流偏小，因此占空比变大，插座松脱的变压器次级负载极轻，电压升高，则过压保护电路动作而保护。第三节 46/47 IPB 工作原理与维修指导46/47 IPB组件号，配屏情况及差异电源型号组件号配屏情况差异内容IPL46A08-IPL46A-PW146AUO屏型号：T460HW03 V1屏采用平衡电感的均流方式，增加信号反馈线与电源P903连接IPL47L08-IPL47L-PW147LG屏型号：LC470WUE-SBA1屏采用电容平衡方式，无须信号反馈线从板上是否有P903，可以辨别IPL46A和IPL47L46/47 IPB电气规格输入特性：Item Specification规格Condition测试条件Normal Input Voltage*正常输入电压100Vac-240VacNormal working range正常工作范围Limited Input Voltage*极限输入电压90Vac-270VacLimited working range受限工作范围Input Frequency输入频率47Hz-63HzStandby Power Loss待机功耗3.3V, 0.15W Max.With 10mA, at 230Vac3.3V, 0.3W Max.With 30mA, at 230Vac控制信号规格Parameter Symbol MinTyp.MaxBacklight OnBL-ON25VBacklight Off00.7VPWM ONPW-ON25PWM OFF00.7HzDiming DutyPWM Duty20100%Internal PWM Dim. VoltageVd-VExternal PWM Dim. VoltageVd_L0.00.7VVd_H25V直流输出特性：Item项目CH1CH2Output Voltage输出电压24V+3.3VMinimum load current最小电流0.5A5mARated load current额定电流2A0.1AMaximum current最大电流2.5A0.3ALine regulation 线性调整率 5%5%Load regulation 负载调整率 5% 5%DC Output Ripple & Noise输出纹波和噪声(remark)240mV100mVIPL46A INVERTER 输出特性：Parameter Symbol MinTyp.MaxLamp FrequencyFL434547KHzLamp RMS CurrentIBL_Max146152158mArmsLamp Operating VoltageVBL1350VrmsAfter 2hrsLamp Starting VoltageVs（master）1200VrmsTa=0Vs(slave)1200Ta=25Striking TimeTsS46/47 IPB工作原理流程图：46/47 IPB上电检测流程：、按照输出端子定义，连接负载（须满足规格书中的负载范围要求）和对应的PANEL（或者假负载）。、交流上电，测量电压3.3V输出电压。如果电压稳定并在3.3V +/-5%范围内为工作正常。如果输出电压不稳定并且超出此范围为不正常，需要检修待机电源。、置高PS_ON, 测量电压24V输出电压。如果电压稳定并在24V +/-5%范围内为工作正常。如果输出电压不稳定并且超出此范围为不正常。、测量PFC电压，如果电压稳定并在395V+/-10V范围内为工作正常，如果超出范围则为不正常，需要检修PFC模块和继电器控制模块。、先置高DIM和BL_ON控制电平，检查PANEL或者假负载是否工作。确认工作后，测试高压输出电流和工作频率，并调节到规格书要求的范围。如果不能正常工作，需要检查INVERTER模块，开关控制和电压检测模块。46/47 IPB工作时序图46/47 IPB电路分析1.待机模块介绍待机模块控制IC采用飞兆公司的FSQ510，单端反激拓扑架构，轻负载工作于BURST模式，满足超低待机功耗的要求。注意：待机启动时，C815正极电压为半波整流AC输入电压。PFC启动后，C815电压跟随PFC输出电容电压。待机模块常见故障现象：1、IC内置MOSFET损坏，同时伴随AC输入FUSE开路，可以使用万用表测试MOSFET的方法辨别。2、AC整流线路（D815、D818、D802）损坏，同时伴随AC输入FUSE开路，可使用万用表辨别。3、次级整流，稳压电路（采用1.25V基准的TL431）损坏。故障表现：输出电压不稳或者不在范围之内。4、控制IC无输出，故障表现：C815电压正确，但FSQ510第8脚无开关动作。5、控制IC有输出但不能持续，IC进入不断重启动或进入锁死状态。上述故障4和5，同样按照用示波器检测FSQ510 供电脚5脚的电压（高于8.7V启动），同时检测开关脚7脚来进行辨别。正常情况下供电正常第7脚应该有开关动作。FSQ510的保护都集中在第3脚，有开环保护，过负载保护等。 2.PFC模块介绍PFC控制IC使用TI公司的UC28060，此IC采用两路临界模式交错的工作方式和轻负载BURST模式。具有两路输出过电压保护，过流保护，过负载保护和开环保护。PFC模块的常见故障现象：1、PFC 开关MOSFET Q801和Q808损坏，两者的损坏同时会造成输入FUSE开路，可以使用万用表检测。2、 PFC整流二极管D806和D807损坏，同时会造成开关MOSFET损坏和FUSE开路，可以使用万用表检测。3、控制IC UC28060损坏，故障现象一般表现为PFC输出电压不正常，无驱动输出。4、外围线路故障，故障表现为上电保护或者不断重启动。上述3和4的检修，需要使用示波器。首先，检查UC28060的VCC脚电压，需要满足上电电压大于12.5V，持续电压大于10.5V。同时监测驱动GDA或GDB。如果无输出，则IC坏。如有输出但不能持续，则保护线路故障或者IC外围线路故障。 3. 24电源模块介绍24电源模块控制IC采用富士公司的FA5571。单端反激拓扑，准谐振工作模式，轻负载工作于BURST模式。IC