|
前言：液晶電視的電源與傳統(tǒng)CRT電視電源相比,，不僅多出了PFC電路,、橋式開關電路，而且保護電路也更加復雜和完善,。雖然很多專業(yè)電源廠家為液晶電視開發(fā)的電源板種類繁多,，但原理大同小異,。本期以康佳臺達液晶電源為例，講解液晶電源工作原理與故障檢修的思路與方法,。 液晶電視電源主要由待機副電源,、PFC(功率因數(shù)校正)電源、主電源,、過壓過流過熱保護,、開待機控制等電路組成，其輸出一般有24v,、12V,、5V等幾組電壓，由主板CPu控制其開／待機,，待機時僅有+5Vsb副電源輸出,，組成框圖見圖1。  所有液晶電視的電源板都是副電源部分先工作,，輸出5v電壓給主板CPu供電,，CPu得到開機指令后輸出控制信號PS—ON，讓電源板上的PFC電路工作,，產(chǎn)生正常的PFC電壓(400V左右),，接下來由PFC電路生成一個控制信號，使PWM脈沖振蕩主電源開始工作,，從變壓器次級得到+12v和+24v電壓給后級負載電路供電,。其中，+12V電壓主要給主板的信號處理電路和伴音功放電路供電,；+24v電壓主要給背光電路(高壓板)供電,。 這里我們先介紹一下液晶電源中的特殊單元電路。 1．升壓直流斬波電路 PFC電源采用的就是該電路,。它主要利用電感線圈自感和儲能特性,，即電感線圈的自感電動勢總是阻礙通過其電流的變化：當電流增大時，自感電動勢與原來電流方向相反,；當電流減小時,，自感電動勢的方向與原來電流方向相同。這里的“阻礙”,，不是“阻止”,，而是“延緩”是使回路中原來的電流變化得緩慢一些。  升壓原理如圖2,。上面是Q1導通狀態(tài)圖,，下面是Q1截止狀態(tài)圖。當Q1導通時，電源Ue通過L3,、Q1構成回路，在L3上產(chǎn)生左正右負的自感電動勢UL,，D1反向截止(Q1,、D1、c3是一組回路),；當Q1截止時,，L3上的自感電動勢馬上逆轉，阻礙電流突降,，UL變成左負右正,，這時Ue和UL兩組電源進行串聯(lián)疊加，D1正向導通對c3充電,，得到B+電源給負載供電,。B+等于Ue+UL，明顯B+大于Ue,。通過改變Q1的導通時間,，可以調節(jié)UL電壓的高低，也就相當于調整了B+電壓的高低,。  2．半橋開關電源 橋式電源主要利用LC串聯(lián)諧振特性,。圖3是串聯(lián)諧振簡化電路，R是LC串聯(lián)回路的等效電阻,。串聯(lián)諧振的中心頻率  ,，式中π是已知數(shù)3.14，可見諧振中心頻率由L和c的值決定,。 該電路諧振特點：當輸入的AC信號頻率等于諧振中心頻率fo時,，回路中的電流最大，且電感和電容兩端的電壓最高,。只是L和c上的電壓是反相的,。故我們只要改變輸入AC信號的頻率，就可以改變回路電流,，也就改變了L和C上的電壓,。如果將圖3中的L換成圖4中的變壓器，次級輸出電壓是逆變升高(用于高壓板)還是變壓降低(用于開關電源),，則僅僅是通過繞組線圈匝數(shù)的多少來決定的,。  圖5是通過以上電路演化而來的半橋電源簡圖。Ic3 15,、17腳分別輸出兩組互為反相的矩形脈沖,，驅動Q3和Q4交替導通，使流過變壓器初級的交變電流信號感應到次級線圈，再通過D1,、D2整流,，c1濾波，得到輸出電壓,。 通過以上分析可以得出這樣一個結論：傳統(tǒng)開關電源在開關變壓器的初級回路是沒有串聯(lián)電容的,，只要改變脈沖寬度就可以調節(jié)次級輸出電壓，簡稱PWM調制方式,；而液晶電視的開關電源在開關變壓器初級回路串聯(lián)了一只電容,，改變脈沖頻率，即可方便地調節(jié)次級輸出電壓,，這種控制方式簡稱PFM調制,。 康佳液晶臺達電源主要IC介紹 康佳液晶電視最常用的臺達電源，是單元電路相對其他品牌來說最豐富的,，其電路見圖,。在分析其工作原理前，我們先了解一下該電源采用的主要芯片,。 1．IC901型號ICE3B1065和T901等元件組成的電路產(chǎn)生5v冷地待機副電源和熱地15v電源,。該Ic帶有PWM調節(jié)功能Dc／Dc模塊，開關頻率為60kHz～100kHz,，有欠壓鎖定和過流保護功能,。 2．IC1型號UCC28051 和L3—1、D1,、c3等元件組成的電路產(chǎn)生400v左右的PFC電源,。該Ic內置功率校正電路，具有過壓保護,、欠壓鎖定,、零功率檢測功能。 3．IC3型號DLA001 和T1—18,、Q3,、Q4等元件組成產(chǎn)生12V、24v主電源電路,。該芯片集諧振變換器與600V的高壓半橋驅動器于一體,，可有效地減少元器件數(shù)量，簡化電源設計,。 康佳臺達電源工作原理介紹 1．待機副電源電路(5V)打開電源,，220V市電經(jīng)過低通濾波器濾波，BD1,、c1,、L2、c2整流濾波得到100Hz脈動直流電．再通過斬波儲能電感L3—1和D1對c3充電得到B+電壓，送到Ic901,、T901-4組成的待機副電源電路(因為此時Ic1和Ic3都沒有工作,，B+大約為320v左右)。 B+電壓經(jīng)過開關變壓器T901-4初級線圈加到IC901⑤腳,，此Ic內部恒流源通過⑤腳對①腳外接電容c902充電,，當c902上的電壓達到4．4v左右時開始啟動振蕩電路，⑤腳內部功率MOS管控制T901-4初級線圈電流通斷,，從而產(chǎn)生感應電壓，耦合到次級,。 T901—4次級有兩組線圈,。一組線圈感應電壓經(jīng)過D951、C951,、c952,、L953整流濾波，得到接近5v的直流電壓,。再通過Ic951,、Ic902將采樣比較信號負反饋到IC901②腳，調整內部功率管激勵信號的脈寬,，最終使輸出電壓穩(wěn)定在5v,；另一組線圈感應電壓經(jīng)D905、C902整流,，得到15．5v左右的直流電壓,，一方面通過zD903給Ic901提供13v工作電源，另一方面送到電子開關Q902輸入端,。需要特別注意的是,，5v是冷地電源，15．5V是熱地電源,。 副電源設計有市電欠壓和過流保護電路,。(1)欠壓保護：正常工作時，220V交流電通過D901半波整流,，經(jīng)R901,、R902、R903后與R904分壓,，為Q903基極提供電流,，促使其導通，后級Q904截止,，對Ic901①腳無任何作用,；當市電低于90VAcC，上述分壓電路輸出的電壓過低，Q903截止,，后級Q904飽和導通,，將Ic901①腳對地短路，Ic901停止振蕩,，關閉輸出,。D903的作用，是在電源開關關閉后導通,，將c904上的電荷通過R906和R904對地泄放,。為下次開機軟啟動做準備。(2)過流保護：Ic901③腳外接元件R912,、R913是內部開關管電流負反饋電阻,，一旦負載過重，③腳電壓將會升高,，Ic檢測到該電壓升高信息后,。將改變PMW驅動脈沖的占空比，直到中斷輸出,。 2．電源開機過程 主板CPu(N002)收到開機指令后,，將23腳由待機時的高電平變?yōu)榈碗娖剑?jīng)過VO03倒相后送到電源板控制腳Ps-ON,；接著,，Q605導通→Q604導通→光耦Ic903導通→Q902導通，將15．5V送到電子濾波器Q901,，產(chǎn)生14．6V的Vcc-ON電源,；雙運放Ic2得到Vcc-ON電源開始工作，其②腳對Q6傳來的信息進行檢測,，正常情況下從①腳輸出低電平使Q5飽和導通,。Ic1獲得工作電源，PFC電路投入工作,，+B電壓被提升到400V左右,；此時Ic2通過其⑥腳監(jiān)測+B電壓，PFC將+B正常提升后,，Ic2從其⑦腳輸出低電平令Q7導通,，Ic3 12腳獲得電源而工作，輸出主板和高壓板需要的12V,、24v電源,。 電源啟動，簡單地說就是兩步：(1)開機指令控制PFC電路Ic供電,；(2)PFC電路將電壓提升起來后,，由該電路產(chǎn)生控制信號去控制主開關電源Ic的供電,。而海信和長虹等后期自主開發(fā)的電源板，基本上省掉了PFC電路,，其開／待機控制更簡單,，即僅僅控制主開關電源Ic的供電。 3．PFC升壓電路(斬波電路) Ic1⑧腳得到供電啟動工作,。由于此時L3—1的④-③繞組沒有產(chǎn)生感應電流,，Ic1⑤腳ZCD檢測為零電流，⑦腳瞬間輸出高電平,，通過D4加到Q1和Q9柵極,，使之飽和導通，將電感L3-1⑥腳電壓直接拉到地,，其初級線圈電流瞬間加大(此時L3—1上的感應電壓是①腳正⑥腳負),，初級線圈電流的變化感應產(chǎn)生了次級線圈電流，此感應電流送至U1零電流檢測⑤腳,，該感應電流不斷加大，當其增大到超過翻轉門限時,，Ic1⑦腳輸出低電平,，Q1、Q9截止(此時L3—1上感應電壓馬上逆轉,，變成①腳負⑥腳正,，此感應電壓與橋式整流出來的脈動直流電進行串聯(lián)疊加，D1正向導通對c3充電,，將B+電壓提升到400v左右),，次級感應電流開始變小，當Ic1⑤腳電壓小于1．4v時,，⑦腳輸出高電平,，Q1、Q9導通,，重復上一個循環(huán)動作,。Q2的作用，是讓Q1,、Q9快速截止,。 Ic1①腳是B+電壓取樣端，③腳是輸入市電取樣端,，④腳是開關管電流檢測端,。若負載發(fā)生變化，Ic1會根據(jù)①,、③,、④,、⑤腳電流和電壓反饋情況，自動調整⑦腳的輸出脈沖寬度,，確保B+端在動態(tài)中保持不變,。 4．主電源(半橋開關電源) PFC電路啟動后，Ic3得到工作電源,，其15,、11腳分別輸出幅度不同、相位相反的矩形波,，控制Q3,、Q4交替導通、截止,，T1和c4串聯(lián)產(chǎn)生諧振,，T1上產(chǎn)生的交變磁場耦合到次級線圈，從次級線圈輸出的正弦波交流電壓,，通過整流濾波得到24V,、12V電壓。 c502,、Ic501構成24v,、12V穩(wěn)壓取樣電路，將次級的電壓反饋到Ic3④腳以改變振蕩頻率,，從而穩(wěn)定輸出電壓,。 Ic3⑧腳是中斷口，高電平有效,。其⑤～⑦腳內部的運放構成過熱檢測電路,，⑦腳為取樣輸入、⑥腳為參考電壓設置,，⑦腳外接負溫熱敏電阻NTC301,。當Q3、Q4溫度高于額定值時,，NTC301的阻值減小,，當分壓電路使⑦腳電壓超過2.2V時，⑤腳輸出高電平到⑧腳,，中斷激勵方波輸出,。R31是開關管Q3、Q4的電流采樣電阻,。若發(fā)生超過額定值的過流現(xiàn)象時,，R31上的電壓降增大并返回到⑦腳，Ic3同樣會中斷激勵方波輸出以保護電路,。為了防止開機瞬間R31過流檢測出現(xiàn)誤動作,，設置了以Q8為核心的防誤保電路：開機瞬間,，Vcc—ON加到Ic3的同時，給c22充電,，Q8導通將Ic8⑧腳鉗位對地,，過流保護將不會動作；當c22充滿電荷之后,，Q8截止,，釋放對Ic3⑧腳的控制，保護電路進入正常工作狀態(tài),。 5．保護電路 該電源一共有過壓,、過流、機內過熱和開機瞬態(tài)防誤四種保護,，是通過以可控硅Q603為核心的電路,，模擬待機控制指令切斷Ic1的供電來實現(xiàn)的。 (1)過壓保護電路 ZD605,、ZD602分別是12V,、24V的過壓檢測穩(wěn)壓管。當任何一路發(fā)生過壓時,，穩(wěn)壓管擊穿→D603導通→Q603導通,，光耦Ic903因失去工作電壓而截止，Ic1,、Ic2、Ic3也因失去電源而停止工作,。 (2)過流保護 這里的過流保護,，僅指12v和24V電源發(fā)生過流時的保護電路。它由四運放Ic601中的兩個組成的,，其電源由T1副邊繞組輸出的vs,。經(jīng)過D606、R616,、ZD604,、C603整流、穩(wěn)壓,、濾波后提供,。因為要進行比較運算，該電壓原則上要高于24v,，本電路設計在30v左右,，圖紙上該電壓標注為VS1。因為兩個運放保護電路完全相同,，下面以24v過流保護電路來進行分析,。 24v負載電流由R110和R111采樣,，其兩端電壓24VH和24V分別接到Ic601同相輸出端⑩腳和反相輸入端⑨腳，正常工作時,，由于外接R622,、R620的分壓作用，⑩腳電壓將低于⑨腳,，運放⑧腳輸出低電平,，D605截止，對電源無任何影響,；如果24v發(fā)生短路或者過流,，R110和R111上的壓降急劇增加，導致24VH高于24V,，⑩腳電壓高于⑨腳,，運放⑧腳輸出變?yōu)楦唠娖剑珼605導通→ZD603齊納擊穿→Q603導通→光耦Ic903截止,，和過壓保護電路動作一樣,，24v和12v無輸出。 (3)機內過熱保護 該電路由Ic601的一個運放連同安裝在其②,、③腳的帶負溫熱敏電阻(NTC601)的電橋組成,。正常情況下，NTC601阻值很大,，加上R632的分壓作用,，運放同相輸入端③腳的電壓遠低于反相輸入端②腳，故運放①腳輸出低電平,，D608截止,，對后級電路無影響；如果機內環(huán)境溫度因為某種原因升高到額定危險值,，NTC601阻值將變小,，使運放同相端③腳電壓高于反相端②腳，運放①腳輸出變?yōu)楦唠娖?，D608導通→ZD603擊穿→Q603導通→光耦Ic903截止,，24V和12v無輸出。 以上三種保護都具有鎖定功能,。保護發(fā)生后,，除非切斷交流電重新開機，否則,，開關電源將鎖定在待機狀態(tài),。 (4)開機瞬態(tài)防誤保護電路 在主電源啟動的瞬間，因負載中的濾波電容c101,、c204的充電電流很大,，有點類似負載短路,，如不采取措施勢必導致過流保護電路動作，令開關電源無法啟動,。為防止上述誤保護的發(fā)生,，在電源中設置了以Q6為核心的防誤保護電路。開機瞬間,，30v左右的vs1對c601充電,，Q601導通，將運放IC601 ⑧腳和14腳的輸出鉗位對地,，過流保護失去作用,；當c601電荷充滿后，Q601截止,，釋放對過流保護電路的控制,，電源將工作干穩(wěn)定狀態(tài)。 電源無輸出檢修流程（見圖6）  與傳統(tǒng)開關電源不同的是,，液晶電視(特別是PDP)電源的“熱地”和“冷地”在PCB板上相互交錯,，分布范圍很廣，在測量電壓時,，一定要區(qū)分開來,，否則就會因為測量數(shù)據(jù)不對而出現(xiàn)錯誤判斷。 液晶電源品牌很多,，常常使用一些陌生的器件,，而且沒有圖紙。其實,，幾乎所有的液晶電視電源都是按照本文介紹的流程工作,。我們只要善于將這些陌生元件的引腳與已知電路進行比對，多方查詢其內部電路結構原理,，維修將會得心應手。 品牌液晶電視電源輸出接口是按照統(tǒng)一標準來做的,，在相同尺寸屏幕機子上可以通用,，以方便不同型號的電源組件的相互代換。如圖7是32英寸～37英寸康佳電源輸出接口定義標準,。板上排插只有一組,，當PS-ON腳為高電平時才輸出12v、24v電源,。  圖8是長虹電源輸出接口定義標準,，一共三組，開機控制Ps-ON腳同樣是高電平有效,。  其他品牌液晶電視電源板也是類似輸出接口,，這里就不一一列出了,。判定電源板是否正常的方法很簡單，只需找到輸出接口上的+5VSB和Ps-ON引腳,，將一只用1k～10k左右的電阻接在兩腳之間,，如果所有電源都有輸出，說明電源板正常,，否則就說明有故障,。 
|
|
|
