液晶电视电源电路工作原理与检修

1、液晶电视电源电路工作原理与检修前言：液晶电视的电源与传统 CRT 电视电源相比，不仅多出了 PFC 电路、桥式开关电路，而且保护电路也更加复杂和完善。虽然很多专业电源厂家为液晶电视开发的电源板种类繁多，但原理大同小异。本期以康佳台达液晶电源为例，讲解液晶电源工作原理与故障检修的思路与方法。液晶电视电源主要由待机副电源、PFC( 功率因数校正)电源、主电源、过压过流过热保护、 开待机控制等电路组成，其输出一般有 24v 、 12V 、 5V 等几组电压，由主板 CPu 控制其开待机，待机时仅有 +5Vsb 副电源输出，组成框图见图 1。 所有液晶电视的电源板都是副电源部分先工作，输出 5v 电压

2、给主板 CPu 供电，CPu 得到开机指令后输出控制信号 PS ON ，让电源板上的 PFC 电路工作，产生正常的 PFC 电压 (400V 左右 )，接下来由 PFC 电路生成一个控制信号，使 PWM 脉冲振荡主电源开始工作，从变压器次级得到+12v 和 +24v 电压给后级负载电路供电。其中，+12V 电压主要给主板的信号处理电路和伴音功放电路供电；+24v电压主要给背光电路 (高压板 )供电。这里我们先介绍一下液晶电源中的特殊单元电路。1升压直流斩波电路PFC 电源采用的就是该电路。它主要利用电感线圈自感和储能特性，即电感线圈的自感电动势总是阻碍通过其电流的变化：当电流增大时，自感电动势

3、与原来电流方向相反；当电流减小时，自感电动势的方向与原来电流方向相同。这里的“阻碍”，不是“阻止”，而是“延缓”是使回路中原来的电流变化得缓慢一些。 升压原理如图 2。上面是 Q1 导通状态图，下面是 Q1 截止状态图。当 Q1 导通时，电源 Ue 通过 L3 、Q1 构成回路，在 L3 上产生左正右负的自感电动势 UL ，D1 反向截止 (Q1 、D1 、c3 是一组回路 )；当 Q1 截止时， L3 上的自感电动势马上逆转，阻碍电流突降， UL 变成左负右正，这时 Ue 和 UL 两组电源进行串联叠加， D1 正向导通对 c3 充电，得到 B+ 电源给负载供电。 B+ 等于 Ue+UL ，

4、明显 B+ 大于 Ue 。通过改变 Q1的导通时间，可以调节UL 电压的高低，也就相当于调整了B+ 电压的高低。2半桥开关电源桥式电源主要利用 LC 串联谐振特性。图3 是串联谐振简化电路，R 是 LC串联回路的等效电阻。串联谐振的中心频率，式中是已知数 3.14 ，可见谐振中心频率由L 和 c 的值决定。该电路谐振特点：当输入的 AC 信号频率等于谐振中心频率 fo 时，回路中的电流最大， 且电感和电容两端的电压最高。只是 L 和 c 上的电压是反相的。故我们只要改变输入AC 信号的频率，就可以改变回路电流，也就改变了L 和 C上的电压。如果将图3 中的 L 换成图 4 中的变压器，次级输出

5、电压是逆变升高(用于高压板 )还是变压降低 (用于开关电源)，则仅仅是通过绕组线圈匝数的多少来决定的。图5 是通过以上电路演化而来的半桥电源简图。Ic3 15、17脚分别输出两组互为反相的矩形脉冲，驱动Q3和Q4交替导通，使流过变压器初级的交变电流信号感应到次级线圈，再通过 D1 、 D2 整流， c1 滤波，得到输出电压。通过以上分析可以得出这样一个结论：传统开关电源在开关变压器的初级回路是没有串联电容的，只要改变脉冲宽度就可以调节次级输出电压，简称PWM 调制方式；而液晶电视的开关电源在开关变压器初级回路串联了一只电容，改变脉冲频率，即可方便地调节次级输出电压，这种控制方式简称 PFM 调

6、制。康佳液晶台达电源主要IC 介绍康佳液晶电视最常用的台达电源，是单元电路相对其他品牌来说最丰富的，其电路见图。在分析其工作原理前，我们先了解一下该电源采用的主要芯片。1 IC901型号ICE3B1065和T901等元件组成的电路产生5v冷地待机副电源和热地15v电源。该Ic带有PWM调节功能 Dc Dc 模块，开关频率为 60kHz 100kHz ，有欠压锁定和过流保护功能。2IC1 型号 UCC28051 和 L3 1、D1 、c3 等元件组成的电路产生 400v 左右的 PFC 电源。该 Ic 内置功率校正电路，具有过压保护、欠压锁定、零功率检测功能。3 IC3型号DLA001和 T1

7、18 、Q3 、Q4等元件组成产生12V、24v主电源电路。 该芯片集谐振变换器与600V的高压半桥驱动器于一体，可有效地减少元器件数量，简化电源设计。康佳台达电源工作原理介绍1待机副电源电路(5V) 打开电源， 220V 市电经过低通滤波器滤波， BD1 、 c1 、L2 、 c2 整流滤波得到100Hz 脉动直流电再通过斩波储能电感L31和D1对c3充电得到B+ 电压，送到Ic901、 T901-4组成的待机副电源电路(因为此时Ic1和Ic3都没有工作，B+ 大约为320v左右 )。B+ 电压经过开关变压器T901-4初级线圈加到IC901脚，此Ic内部恒流源通过脚对脚外接电容c902充电

8、，当 c902 上的电压达到 44v 左右时开始启动振荡电路，脚内部功率 MOS 管控制 T901-4 初级线圈电流通断， 从而产生感应电压，耦合到次级。T901 4 次级有两组线圈。一组线圈感应电压经过D951 、 C951电压。再通过、 c952 、 L953 整流滤波，得到接近Ic951 、Ic902 将采样比较信号负反馈到5v 的直流IC901 脚，调整内部功率管激励信号的脉宽，最终使输出电压稳定在 5v ；另一组线圈感应电压经D905 、C902 整流，得到 15 5v左右的直流电压， 一方面通过zD903给 Ic901 提供 13v 工作电源，另一方面送到电子开关Q902输入端。需

9、要特别注意的是， 5v 是冷地电源， 15 5V 是热地电源。副电源设计有市电欠压和过流保护电路。(1) 欠压保护：正常工作时， 220V 交流电通过 D901 半波整流，经 R901 、 R902 、 R903 后与 R904 分压，为 Q903 基极提供电流，促使其导通，后级 Q904 截止，对 Ic901 脚无任何作用；当市电低于90VAcC，上述分压电路输出的电压过低，Q903截止，后级Q904饱和导通，将Ic901脚对地短路，Ic901停止振荡，关闭输出。D903 的作用，是在电源开关关闭后导通，将 c904 上的电荷通过R906 和 R904 对地泄放。 为下次开机软启动做准备。(

10、2) 过流保护：Ic901 脚外接元件R912 、R913 是内部开关管电流负反馈电阻，一旦负载过重，脚电压将会升高，Ic 检测到该电压升高信息后。将改变PMW 驱动脉冲的占空比，直到中断输出。2电源开机过程主板CPu(N002)收到开机指令后，将23脚由待机时的高电平变为低电平，经过VO03倒相后送到电源板控制脚Ps-ON；接着，Q605导通Q604 导通光耦Ic903导通Q902 导通，将155V送到电子滤波器Q901 ，产生 14 6V 的 Vcc-ON 电源；双运放 Ic2 得到 Vcc-ON 电源开始工作，其脚对 Q6 传来的信息进行检测，正常情况下从脚输出低电平使 Q5 饱和导通。

11、 Ic1 获得工作电源，PFC 电路投入工作， +B 电压被提升到 400V 左右；此时 Ic2 通过其脚监测 +B 电压， PFC 将 +B 正常提升后， Ic2 从其脚输出低电平令 Q7 导通， Ic3 12 脚获得电源而工作，输出主板和高压板需要的12V 、 24v 电源。电源启动，简单地说就是两步：(1) 开机指令控制PFC电路 Ic 供电； (2)PFC 电路将电压提升起来后，由该电路产生控制信号去控制主开关电源Ic 的供电。而海信和长虹等后期自主开发的电源板，基本上省掉了PFC 电路，其开待机控制更简单，即仅仅控制主开关电源Ic的供电。3 PFC升压电路(斩波电路)Ic1脚得到供电

12、启动工作。由于此时L31的-绕组没有产生感应电流，Ic1脚ZCD检测为零电流， 脚瞬间输出高电平，通过D4加到Q1和Q9栅极，使之饱和导通，将电感L3- 1脚电压直接拉到地，其初级线圈电流瞬间加大(此时L31上的感应电压是脚正脚负)，初级线圈电流的变化感应产生了次级线圈电流，此感应电流送至U1 零电流检测脚，该感应电流不断加大，当其增大到超过翻转门限时，Ic1 脚输出低电平，Q1 、Q9 截止 (此时 L3 1 上感应电压马上逆转，变成脚负脚正，此感应电压与桥式整流出来的脉动直流电进行串联叠加，D1正向导通对c3充电，将B+ 电压提升到400v左右 )，次级感应电流开始变小，当Ic1脚电压小于

13、1 4v时，脚输出高电平，Q1、Q9导通，重复上一个循环动作。Q2的作用，是让Q1 、Q9快速截止。Ic1 脚是 B+ 电压取样端，脚是输入市电取样端，脚是开关管电流检测端。若负载发生变化，Ic1 会根据、脚电流和电压反馈情况，自动调整脚的输出脉冲宽度，确保B+ 端在动态中保持不变。4主电源 (半桥开关电源 )PFC 电路启动后， Ic3 得到工作电源，其15 、 11 脚分别输出幅度不同、相位相反的矩形波，控制Q3 、Q4交替导通、截止，T1和c4串联产生谐振，T1上产生的交变磁场耦合到次级线圈，从次级线圈输出的正弦波交流电压，通过整流滤波得到24V、12V电压。c502 、Ic501 构成

14、 24v 、 12V 稳压取样电路，将次级的电压反馈到Ic3 脚以改变振荡频率，从而稳定输出电压。Ic3 脚是中断口， 高电平有效。 其脚内部的运放构成过热检测电路，脚为取样输入、 脚为参考电压设置，脚外接负温热敏电阻NTC301 。当 Q3 、Q4 温度高于额定值时， NTC301 的阻值减小，当分压电路使脚电压超过2.2V 时，脚输出高电平到脚，中断激励方波输出。R31是开关管 Q3 、Q4 的电流采样电阻。若发生超过额定值的过流现象时， R31 上的电压降增大并返回到脚，Ic3 同样会中断激励方波输出以保护电路。为了防止开机瞬间R31 过流检测出现误动作，设置了以 Q8 为核心的防误保电

15、路：开机瞬间， Vcc ON 加到 Ic3 的同时，给 c22 充电， Q8 导通将 Ic8 脚钳位对地， 过流保护将不会动作； 当 c22 充满电荷之后， Q8 截止，释放对 Ic3 脚的控制，保护电路进入正常工作状态。5保护电路该电源一共有过压、过流、机内过热和开机瞬态防误四种保护，是通过以可控硅Q603 为核心的电路，模拟待机控制指令切断Ic1 的供电来实现的。(1) 过压保护电路ZD605 、 ZD602 分别是 12V 、24V的过压检测稳压管。当任何一路发生过压时，稳压管击穿 D603 导通 Q603 导通，光耦 Ic903 因失去工作电压而截止， Ic1 、 Ic2 、 Ic3

16、也因失去电源而停止工作。(2) 过流保护这里的过流保护， 仅指 12v 和 24V 电源发生过流时的保护电路。它由四运放Ic601 中的两个组成的，其电源由 T1 副边绕组输出的vs 。经过 D606 、R616 、ZD604 、C603 整流、稳压、滤波后提供。因为要进行比较运算，该电压原则上要高于24v ，本电路设计在30v 左右，图纸上该电压标注为VS1 。因为两个运放保护电路完全相同，下面以24v 过流保护电路来进行分析。24v 负载电流由R110 和 R111 采样，其两端电压24VH和 24V 分别接到 Ic601 同相输出端脚和反相输入端脚，正常工作时，由于外接 R622 、R6

17、20 的分压作用，脚电压将低于脚，运放脚输出低电平， D605 截止，对电源无任何影响；如果 24v 发生短路或者过流， R110 和 R111 上的压降急剧增加， 导致 24VH 高于 24V ，脚电压高于脚，运放脚输出变为高电平， D605 导通 ZD603 齐纳击穿 Q603 导通光耦 Ic903 截止，和过压保护电路动作一样，24v 和 12v 无输出。(3) 机内过热保护该电路由 Ic601 的一个运放连同安装在其、 脚的带负温热敏电阻(NTC601) 的电桥组成。 正常情况下， NTC601 阻值很大，加上R632 的分压作用，运放同相输入端脚的电压远低于反相输入端脚，故运放脚输出

18、低电平，D608 截止，对后级电路无影响；如果机内环境温度因为某种原因升高到额定危险值，NTC601 阻值将变小，使运放同相端脚电压高于反相端脚，运放脚输出变为高电平，D608 导通 ZD603 击穿 Q603 导通光耦Ic903 截止， 24V 和 12v 无输出。以上三种保护都具有锁定功能。保护发生后，除非切断交流电重新开机，否则，开关电源将锁定在待机状态。(4) 开机瞬态防误保护电路在主电源启动的瞬间，因负载中的滤波电容 c101 、 c204 的充电电流很大，有点类似负载短路，如不采取措施势必导致过流保护电路动作，令开关电源无法启动。为防止上述误保护的发生，在电源中设置了以 Q6 为核心的防误保护电路。开机瞬间， 30v 左右的 vs1对 c60