第4章 液晶彩电开关电源增加或更改的内容.doc

第4章增加的内容4.2.11 由NCP33262+STR-A6059H+NCP1396构成的开关电源由NCP33262+STR-A66059H+NCP1396构成的开关电源方案中，NCP33262为功率因数校正电路，STR-A6059H和NCP1396为电源控制芯片。下面以采用NCP33262+STR-A6059H +NCP1396组合芯片的海信LED液晶彩电LED32T28KV为例进行介绍（注：海信LED彩电LED42K16P电源与此一致，只是元件编号有所不同），有关电路如图4-49所示。图4-49 由NCP33262+STR-A6059H +NCP1396构成的开关电源电路中，由电源控制芯片STR-A6059H为核心构成5V待机电源（也称开关电源1），由电源控制芯片NCP1217为核心构成主开关电源，主要输出12V、84V等（也称开关电源2）。开关电路框图如图450所示。图450 开关电源电路框图1整流滤波电路220V左右的交流电压先经延迟保险管F801，然后进入由C801、L803、R801、R802、R803、C802、L804等组成交流抗干扰电路，滤除市电中的高频干扰信号，同时保证开关电源产生的高频信号不窜入电网。电路中，RV801为压敏电阻，即在电源电压高于250V时，压敏电阻RV801击穿短路，保险管F801熔断，这样可避免电网电压波动造成开关电源损坏，从而保护后级电路。经交流抗干扰电路滤波后的交流电压送到由VB801、C807组成的整流滤波电路。220V市电先经VB801桥式整流后，形成一脉动直流电压，该电压分两路输出：一路送入待机电源电路，加到300V输入保护检测电路；另一路送入PFC功率因数校正电路，作为PFC开关电源的+B供电。2.功率因数校正（PFC）电路功率因数校正电路由N801（NCP33262）为核心构成，其主要功能是使用不经过滤波的脉动直流电压作为供电，产生稳定的380V的PFC电压，供给后级的开关电源电路。MC33262是PFC电路专用集成控制芯片，工作在临界模式，采用升压电路方式工作。当待机电源电路送来的VCC电压（20V电压经V831控制后产生）加到N801供电端8脚后，N801开始工作。从7脚输出PFC激励信号，经过限流电阻R821和放电二极管VD815，加到MOS开关管V810的栅极。当开关管闭合时，300V的“馒头波”流过T832、V810形成电流，并以磁能的形式将能量存储在T832内部。当开关管V810截止时，T832内部的磁能转换为峰值70V左右的自感电势，其方向与300V是相同的，300V电压叠加上自感电压，再经VD812整流、C810、C8i2滤波后，输出380V左右电压，即PFC电压。如果维修时测量PFC输出电压只有300V左右，说明PFC电源没有工作，T832没有产生自感电压，只有“馒头波”的峰值经过整流滤波后输出。PFC电压的稳压控制是通过N801的1脚完成的。PFC电压经电阻分压后，在R829上形成2.5V左右的反馈取样电压，从1脚送入芯片。在内部与基准电压进行比较，如果有误差，则调整开关激励信号的导通时间，从而控制电源输出稳定的PFC电压；而如果误差过大，则直接控制N801停止工作。N801的4脚是过流保护检测输入端，当出现负载电流过大时，引脚外接的取样电阻R825、R833上的压降上升。该电压送入N801，在芯片内部和阈值电压进行比较，如果高于阈值，N801就会停止工作，7脚PFC激励信号不再输出。N80的2脚外接的低通滤波器电路，起软启动作用，改变此电路的时间常数，可以改变稳压控制的反应速度及平均度。T832储能电感上的25绕组是N801的过零检测取样绕组，过零取样信号加到N801的5脚zcd端，控制开关管V801工作在临界（断续导通）模式状态，从而减少开关电路的开关损耗，提高了电路的可靠性。N801的3脚是300V馒头波形取样输入端。由于临界模式的PFC电路，其控制芯片需要一个输入电压的基准波形来调整其工作频率。如果3脚没有波形输入，PFC电路就无法工作。另外，VD811为开机浪涌电流保护二极管，在PFC电路开始工作的瞬间，供电电流可以首先通过VD811对C810进行充电，从而使流过T832的电流大大减小，产生的自感电势也就小了很多，消除了开机瞬间可能出现的大电流，对滤波电容和开关管进行了有效的保护。电路正常工作后，由于VD811正极电压为300V，而负极电压为380VVD811呈反偏截止状态，对电路工作没有影响。3.待机开关电源电路待机电源电路以N803(STR-A6059H)为核心构成，待机开关电源中开关管在稳定工作时的工作电压来自PFC电压，由于待机时PFC电路不工作，加到PFC电路的脉动直流电压直接经过VD812整流，C810、C812滤波后，送到PFC电压输出端，此时PFC电压输出为直流300V。该电压进入待机电源开关变压器T901，在4脚形成感应电压，经过VD832整流后，对N803的5脚外接的C835进行充电。5脚为芯片的供电端，当C835上储存的启动电压达到芯片要求的启动电平时，N803开始工作，其内部的MOS开关管与开关变压器配合工作，最终从T901的10脚输出感应脉冲电压，经外围电路整流、滤波后，在C839上生成5V电压。由于该电压只供给CPU待机电路使用。待机电源的稳压控制是由电压比较控制器N843、光耦N832及N803的4脚内部电路来完成的。5V电压通过分压电阻加到N843的参考控制极R，在N843内部进行基准比较，当电压异常时，调整N843的内部电流的大小，再通过光耦N832反馈给N803，控制内部MOS管的PWM开关控制信号的导通宽度，从而实现稳压控制。N803的2脚为300V电压检测保护端，如果300V电压过高，经过分压电路分压后，送到该脚电压也升高，控制芯片停止工作。1脚外接过流保护取样电阻R831，如果R831阻值变大，将造成芯片误保护；如果开路，N803内部的MOS管也会同时损坏。为防止MOS管在关断时，T901产生的自感脉；中将MOS管击穿，在MOS管的负载中设置了吸收电路，该电路由VD831、C833、R834组成，此吸收电路又称为阻尼电路。待机控制电路由V832、N833、V831等组成，从T901的4脚整流输出的20V电压除了供N803使用外，还有一路送到待机控制电路中V831的集电极。当CPU接到开机指令后，送来高电平的PS-ON信号，加到V832的基极。V832进入饱和导通状态，再通过光耦N833控制V831也进入导通状态，从发射极输出VCC电压，分别供给后级的PFC电路及主开关电源电路使用4.主开关电源电路主开关电源电路以N802（NCP1396）为核心构成，其作用是将PFC电路输出的380V左右直流电压，变换为负载所需的12V、84V等稳定的直流电压。主开关电源如果开关电源的输出电路采用的是半桥谐振单电感加单电容的拓扑结构，则该电源电路称为LLC谐振型开关电源电路。这种拓扑结构能够提升能效、降低电磁干扰(EMI)信号，并且提供更好的磁利用。该电源电路在正常工作后，当其谐振电路的谐振频率等于激励振荡电路的振荡频率时，就可以使开关电源有最大的功率输出。电源中，开关变压器T831的初级绕组和电容C865组成一个串联谐振电路，连接于功率输出管V839、V840的输出端。电路设计时将T831和C865的谐振频率设计为约等于N802内部振荡器的工作频率，更好地保证了电源电路的输出功率。N802是一款内置上桥端与下桥端MOSFET驱动电路的高性能谐振模式控制器，它可以外部设定最高开关频率且精度高，还可以实现开关管在有负载情况下的零电压转换，因而提升了开关输出的效率，大大降低了开关管的损坏率。待机电源电路输出的VCC电压一旦送到N802的12脚，N802即开始工作，从15、11脚输出频率相同、相位相反的开关激励信号，分别送到上桥开关管V839和下桥开关管V840的栅极。在PFC供电及VD839、0864组成的自举升压电路的共同作用下，在V839的源极，也就是N802的14脚，形成的振荡信号的振荡频率为F，送到后面由T831、C865组成的LLC谐振电路，由于谐振电路的工作频率f与F相差不大，这样就有效保证了主开关电源的输出功率。为了防止电源出现过压工作情况，N802设计了两个保护控制引脚，分别是8脚和9脚。8脚为快速故障检测端，当故障反馈电压达到设定的阈值时，N802立即关闭15脚和11脚的激励输出信号，主开关电源电路停止工作。9脚为延迟保护控制端，当故障反馈电压达到设定的阈值时N802内部计时器启动，延迟一定时间后控制芯片内部电源管理器进入保护状态。两个保护控制引脚的检测信号来自功率输出过压保护电路，该电路由C863、VD835、VD834、N841、V2832、V803等组成。当功率放大电路出现异常电压升高时，通过以上电路，使8、9脚这两个保护检测端电压上升，N802内部的激励电路被关闭，激励信号停止输出，主开关电源也就不再工作，完成功率输出过压保护。根据振荡器的特性，振荡器的输出取决于负载，如果负载是谐振电路，那么输出必定是正弦波。由于主开关电源采用LLC谐振开关电源，且谐振频率f与N802输出的开关振荡信号频率F相近，所以开关变压器T831输出的是近似正弦波。既然是正弦波信号，那么整流输出电路就可以采用全波整流的方式，以提高输出电压的稳定性。经过整流、滤波后，LLC开关电源电路输出两路稳定的直流电压，分别是84V和12V。其中84V电压送入LED驱动电路，而12V电压则分为两路，一路送到主板供小信号电路使用，另一路送入LED驱动电路。为了确保开关电源输出电压的稳定，还设计了稳压反馈电路。当由于某种原因导致12V输出电压升高时，分压后加到比较器N840控制端的电压也随之升高，引起KA431导通程度加大。再通过光耦N833，将反馈电流送入N802的6脚。6脚为N802芯片的反馈输入脚，当输入电流增大时，控制芯片内部的振荡器提高其振荡频率F。由于振荡频率F原本就高于负载LLC谐振电路的谐振频率f提高振荡频率F进一步拉大了其与谐振频率f的频率差，这会使电路的输出功率下降，最终降低输出电压，实现稳压控制。当12V电压降低时，其控制过程相反。4.3.4 开关电源板的板级代换开关电源的板级代换是指用开关电源模块对开关电源的部分电路进行整体代换。目前，市场上有各种液晶彩电开关电源模块出售，如图451是几种常见的液晶彩电电源板。图451 几种常用液晶彩电电源板代换时，需要根据要求，购买相应的电源板，拆下原电源板，将代换电源板安装在原位置，固定好，根据电压大小和使用手册，接上连线即可。一般而言，40英寸以下的一般输出+5V、+12V、+24V三组电压；40英寸以上的一般输出+5V、+12V、+18V、+24 V四组电压。其中+5 V为待机电压，+12V供数字板，+18V供伴音，+24 V供背光板。在实践维修中，只要各组电压一样、功率一样的电源板都可以代换。另外，LED液晶彩电的电源板一般输出+5V、+12V和几十伏（如80V）的电压（供LED驱动电路使用），选购时应注意。4.3.5 液晶彩电电源板维修经验1维修电源板，一定要掌握液晶彩电电源板的工作流程。液晶彩电电源板的一般工作流程如下：液晶电源通电后，待机电源（有时也称副电源）先工作，输出+5V电压给数字板上的CPU，此时整机处于待机状态。当按“待机”键后，CPU输出开机电平，首先PFC电路将+300V脉动直流电压转换成正常的直流电压（+380V），然后主开关电源的脉宽振荡器开始工作，接着主开关变压器次级输出+12V、+24V等电压，整机进入正常工作状态。2如何判断电源板PFC电路是否工作呢？首先弄明白PFC电路机理，PFC电路说白了就是把桥堆整流后的+300V电压升高到+380V左右。维修时，如果测得450V大滤波电容两端电压为380V左右，则表明功率因数校正电路工作正常；如果测得电容两端电压为+300V，说明PFC电路未工作。3检修液晶电源时，首先确认保险管状态，保险管完好，通常PFC校正电路中的开关管等没有失效。再测量大电解电容对地是否存在短路，如果有几十千欧以上充电电阻，表明电源没有击穿。如果保险管损坏，应检查PFC电路开关管、待机电源IC等相关电路。4电源板可以从电视上摘下独立维修，维修时只需要把开关机控制电路三极管C、E短接（或将一只1K左右的电阻与副电源的+5V输出端相连），整机就处于开机状态，各路电压均有输出。在部分液晶彩电的开关电源中，只有+12V或+24V输出端带有一定功率的负载，主开关电源才进行正常的工作状态。所以在+12V或+24 V输出端上可以接一只灯泡作假负载。5在液晶彩电开关电源中，除具有常见的尖峰吸收保护电路外，还设在+24V、+12V和+5V电压的过流过压保护电路，过流过压保护电路在维修时可脱开不用，如果电压恢复正常，说明保护电路引起，这时要分步断开是哪路起作用，然后再进行维修。6.主开关电压+24V或+12V的输出电流较大，对整流二极管要求较高，一般采用低压差的大功率肖特基二极管，不能用普通的整流二极管替换。另外接负载后，电压反而上升，多属于电源滤波不好引起。7.电源带负载能力差，首先要测一下PFC 电压是否正常（380V），如果正常，问题就在电源厚膜上，通常是电源厚膜带载能力差引起。8. 液晶彩电均采用并联型开关电源，虽然主板为冷底板，但开关电源变压器初级电路仍为热底板，因此，如果不加隔离变压器，就不能用示波器测量开关变压器初级之前的任何电路，否则，不但使示波器外壳带电，对人身构成威胁，还会烧坏电源。用万用表测量电压时可不加隔离变压器。一般而言，电源