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文檔簡介
1、長虹LT4619P 液晶電視機(jī)電源原理與維修長虹的液晶電視機(jī)電源基本上采用了日本三肯(SANKEN)公司開發(fā)的STR系列電源厚膜電路。按照液晶電視屏幕尺寸不同(功能不通),其開關(guān)電源共有GP01、GP02、GO03、GP04四種方案:GP01方案采用PFC+PWM二合一芯片STR-E1565,適合20英寸以內(nèi)液晶電視機(jī)芯;GP02方案采用STR-V152+STR-X6759N芯片組合,適合2632英寸液晶電視機(jī)心;GP03方案采用STR-E1565+STR-T2268芯片組合,適合3742英寸液晶電視機(jī)芯;GP04方案采用了GP03方案相同的STR-E1565+STR-T2268芯片組合,但是
2、芯片的外部元件電參數(shù)不同,它的輸出功率大,是負(fù)載能力強(qiáng),適合46/47/52英寸液晶電視芯。圖1是長虹GP04電源方案的典型電原理電路(46英寸和47英寸,用于52英寸圖中個別元件要變更),下面先分析電源系統(tǒng)的工作原理,然后通過具體實例介紹長虹GP04電源的維修方法和技巧。 從圖1電路可以看出,GP04方案電源系統(tǒng)由有源功率因數(shù)校正電路、+5V/+12V開關(guān)電源和+24V開關(guān)電源三大部分組成。 一 有源功率因數(shù)校正電路 有源功率因數(shù)校正電路主要由圖1中的U807(STR-E1565)、升壓變換器T801+T802、MOSFET功率開關(guān)器件Q805-806、互補(bǔ)推動管Q803-Q804、快速恢復(fù)
3、二極管D806以及輸入端的共模濾波與整流濾波器構(gòu)成。 1 PFC+PWM控制器STR-E1565 STR-E1565是三肯公司推出的新一代PFC+PWM/MONFET高集成度單片電源控制厚膜電路,內(nèi)置有相互獨(dú)立的PFC控制級和PWM控制板。PFC控制器構(gòu)成前置變換電源可以采用升壓式或反射式拓?fù)?,而PWM控制板可以用來控制正激式或反激式電源變換。與目前大多數(shù)PFC+PWM二合一芯片相比,STR-E1565把電源中的MOSFET功率開關(guān)器件也集成到芯片內(nèi),因此具有電路簡潔、低成本、低損耗和高可靠性等優(yōu)點,為攜帶有功率因數(shù)校正功能的離線式開關(guān)電源提供了十分完善的解決方案。 STR-E1565內(nèi)部方框
4、電路如圖2所示,其中、為PFC控制級單元,它的主要功能包括:啟動定時器、電壓誤差放大器、電流誤差放大器、零電流檢測器、模擬乘法器、PFC預(yù)增益控制、邏輯控制、MOSFET圖騰柱驅(qū)動、PFC延遲關(guān)斷以及過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)電路等。 STR-E1565采用21P單列直扦式厚膜封裝,各引腳功能說明如下:腳START UP:高壓啟動輸入端,內(nèi)置高壓電流源。腳Nc:空腳,用于拉開腳間距,增強(qiáng)高壓源與PFC之間絕緣。腳PFC OUT:PFC控制驅(qū)動脈沖輸出,內(nèi)設(shè)圖騰柱時驅(qū)動級。腳ZCD:PFC過零檢測輸入,零電流檢測信號有T801+T802副繞組提供。腳CS:PFC控制器檢測電流輸入,外接電流采樣電阻,
5、其上電壓降作為輸入電感電流采樣,加到內(nèi)部電流誤差放大器的反相輸入端。腳PFB/OVP:PFC輸出直流電壓反饋和過壓保護(hù)檢測輸入端,內(nèi)設(shè)有電壓誤差放大器、DVP與UVLD保護(hù)功能電路。腳COMP:PFC電壓誤差放大器輸出,也是乘法器的輸入端。腳GND:PFC控制單元公共接地。腳GND:PWM控制單元公共接地。腳MULT FP:內(nèi)部乘法器另一輸入端,通過外接電阻網(wǎng)絡(luò)對輸入整流電壓采樣,產(chǎn)生交流線電壓檢測信號加到乘法器第二輸入端。腳DLP:PFC控制器關(guān)斷控制,外接電容Coff決定關(guān)斷延遲時間。腳BD:PWM控制器反饋電壓檢測輸入,用于過壓保護(hù)。腳DCP:PWM控制器反饋電流檢測輸入,用于過流保護(hù)。
6、腳DFB:PWM控制器輸出直流電壓采樣反饋輸入,外接光電耦合器用于調(diào)整PWM驅(qū)動脈沖占空比,實現(xiàn)直流電壓穩(wěn)定不變。腳Vcc:PFC/PWM控制器公共電源輸入端。腳VD OUT:內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源輸出。腳SOURCE:PWM控制級內(nèi)部MOSFET開關(guān)管源板。、腳NC:空腳,用于增強(qiáng)腳源一漏極間絕緣。、腳DRAIN:PWM控制級內(nèi)部MOSFET開關(guān)管漏極。2 PFC控制電路工作原理 在STR-E1565系統(tǒng),PFC控制單元設(shè)置了2個閑合環(huán):第一個電流環(huán)的內(nèi)環(huán),它由U807腳內(nèi)的電流誤差放大器、比較器、乘法器和邏輯控制電路構(gòu)成;第二個電壓環(huán)為外環(huán),它由U807腳電壓誤差放大器、乘法器、比較器和邏輯控制電
7、路構(gòu)成。兩個閉合環(huán)各司其職,內(nèi)部電流環(huán)采用連續(xù)平均電流方式,執(zhí)行對電感電流波形的正弦化校正,提高系統(tǒng)電路的單位功率因數(shù)PF;外部電壓環(huán)采用PWM調(diào)制方式,通過調(diào)整開關(guān)脈沖占空比穩(wěn)壓。 合上電源開關(guān)SW801,交流市電由L801C801、L802C802組成的兩級共模濾波器濾除高頻干擾成分,得到純凈交流電壓通過BD801C814/815橋式整流濾波,產(chǎn)生約3000V直流脈沖電壓:一路經(jīng)T801+T802原邊繞組加到MOSFET功率開關(guān)管Q805Q806漏極;另一路經(jīng)T801+T802原邊繞組,D806直接加到厚膜塊U807腳,由內(nèi)部高壓電流源處理產(chǎn)生7MA恒定電流給腳外接電容C831充電,當(dāng)C8
8、31上充電電壓上升到16.2V時,啟動定時器輸出時鐘脈沖通過邏輯電路和驅(qū)動級放大,從U807腳輸出,再由外部互補(bǔ)推動級Q803Q804激勵放大,驅(qū)動并接MOSFET管Q805Q806導(dǎo)通。 Q805Q806導(dǎo)通后,輸入電感電流經(jīng)T801+T802原邊繞組 Q805Q806漏一源極在并聯(lián)電阻R831/R832上形成電壓降,通過R827給電容C822充電并加到U807腳CS端,當(dāng)C830上充電電壓上升的哦內(nèi)部電流比較放大器設(shè)定的門限電平時,比較器翻轉(zhuǎn)觸發(fā)邏輯門關(guān)斷U807腳驅(qū)動脈沖,外部MOSFET開關(guān)管Q805Q806截止;與此同時,T801+T802副邊繞組感應(yīng)脈沖經(jīng)R829加到U807腳內(nèi)零
9、電流檢測器的同相輸入端,在Q805Q806截止使加至腳的檢測電壓下降到反相端設(shè)定門限電壓(對應(yīng)T801+T802原繞組電感電流過零)時,零電流檢測器翻轉(zhuǎn)觸發(fā)邏輯門打開,U807腳輸出驅(qū)動脈沖激勵Q805Q806重新導(dǎo)通上述過程交替進(jìn)行,有源功率校正電路(APFC)進(jìn)入周期性振蕩。 APFC電路振蕩工作,高頻電感電流在T801+T802原邊繞組激發(fā)相應(yīng)的感應(yīng)脈沖,由D806-C834整流濾波,再與BD801橋式整流直流電壓疊加,得到VIN=400V直流電壓,為5V/12V開關(guān)電源和24V開關(guān)電源供電。 APFC電路輸出的VIN直流電壓由R821/(R822+R808+R810)分壓,作為采樣電壓
10、反饋到U807腳內(nèi)電壓誤差放大器的反相輸入端,與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓比較,得到誤差電壓有U807腳電容C830進(jìn)行相位補(bǔ)償送到乘法器;同時BD801整流電壓由R812/(R813+R815+R816)分壓,作為交流線電壓采樣加到U807腳乘法器,兩路采樣信號相乘,其乘積作為基準(zhǔn)電流加到電流誤差放大器的相反輸入端;Q805-Q806導(dǎo)通時漏極電流在R831/R832上形成電壓降,作為輸入電感電流采樣加到誤差放大器同相輸入端,與反相端電平進(jìn)行比較,用以控制調(diào)整U807腳PWM驅(qū)動脈沖的占空比。 如果某種原因使VIN直流電壓升高,經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)分壓加到U807腳采樣電壓增大與基準(zhǔn)電壓比較產(chǎn)生的誤差電壓減
11、小乘法器輸出加到電流誤差放大器反相端基準(zhǔn)電平減小輸入電感電流給U807腳C830充電上升到基準(zhǔn)電平所需時間減少邏輯電路中FF觸發(fā)器復(fù)位提前在恒定周期內(nèi)U807腳驅(qū)動脈沖占空比減小VIN直流電壓下降道設(shè)定值。 乘法器的輸出作為電流誤差放大器的基準(zhǔn)電流包含兩個矢量信息:一個是升壓輸出VIN采樣,另一個是輸入交流電壓采樣,因此當(dāng)兩個矢量中的VIN直流電壓穩(wěn)定不變,即電壓誤差放大器的輸出恒定時,乘法器中的交流線電壓矢量將對輸入電感電流進(jìn)行幅度調(diào)制,使電感電流包絡(luò)線動態(tài)跟蹤交流線電壓變化而呈正弦波,完成電流波形校正和功率因數(shù)補(bǔ)償。 3 PFC電路的保護(hù)功能(1) 峰值電流限制與過流保護(hù) 開關(guān)管Q805-
12、Q806導(dǎo)通時,漏極電流在電阻R831/R832上形成電壓降作為電流采樣,通過給U807腳電容C822充電加到其內(nèi)電流誤差放大器,在該腳R827、C822時間常數(shù)確定前提下,C822充電速率決定U807腳驅(qū)動脈沖占空比。在開關(guān)管漏流增大時,C822充電率加快,U807腳驅(qū)動脈沖占空比減小,由于自動限制Q805-Q806的漏極電流。 如果Q805-Q806漏極電流達(dá)到極限值IDM ,則加到U807腳電壓大于比較器的基準(zhǔn)電平,比較器翻轉(zhuǎn)關(guān)斷驅(qū)動脈沖輸出,Q805-Q806截止。(2) 過壓/欠壓保護(hù) U807腳內(nèi)設(shè)有兩個比較器,其基準(zhǔn)門限電壓分別為4.3V和2.7V,如果反饋到U807腳VIN采樣
13、電壓達(dá)到4.3V,則比較器翻轉(zhuǎn)關(guān)斷驅(qū)動脈沖執(zhí)行DVP過壓保護(hù);倘若反饋到U807腳VIN采樣電壓下降到2.7V,則比較器翻轉(zhuǎn)關(guān)斷驅(qū)動脈沖執(zhí)行UVLO欠壓保護(hù)。二 +5V/+12V主開關(guān)電源 從圖2可以看出,U807、腳構(gòu)成PWM控制級,它的主要功能有:高壓電流源、基準(zhǔn)電壓源、DSC振蕩器、電壓誤差放大器、電流檢測放大器、比較器、鎖存器、邏輯控制、圖騰柱驅(qū)動級、MOSFET功率開關(guān)器件、DCP過流保護(hù)、DVP過壓保護(hù)和TSD過熱保護(hù)電路等。1 PWM控制電路工作原理 接通交流電源,BD801整流產(chǎn)生直流電壓經(jīng)D807和開關(guān)變壓器T804主繞組加到U807腳,直流電壓經(jīng)T801+T802原邊繞組和
14、D806加到U807腳,由內(nèi)部電流源給U807腳電容C831充電啟動基準(zhǔn)電壓源為控制器提供偏置,DSC電路產(chǎn)生時鐘脈沖經(jīng)驅(qū)動級放大,激勵內(nèi)部的MOSFET功率開關(guān)管進(jìn)入飽和導(dǎo)通。內(nèi)置MOSFET開關(guān)管導(dǎo)通,流經(jīng)T804主繞組U807腳(內(nèi)部開關(guān)管漏一源極)的電流在腳外接電阻R843上形成電壓降,通過電阻R841給C833充電并加到U807腳,當(dāng)C833上充電電壓上升到該腳內(nèi)電流檢測放大器設(shè)定門限基準(zhǔn)電壓時,比較器翻轉(zhuǎn)關(guān)閉邏輯門使末級MOSFET開關(guān)管截止,直到下一個周期DSC輸出時鐘脈沖上升沿到來,觸發(fā)器邏輯門打開驅(qū)動MOSFET開關(guān)管重新導(dǎo)通PWM控制器振蕩建立后,T803繞組感應(yīng)脈沖由D8
15、13-D832整流濾波,產(chǎn)生Vcc直流電壓加到U807腳,取代腳關(guān)閉的高壓電流源為PFC+PWM控制器供電,Vcc電壓還加到Q804集電極,為PFC外部互補(bǔ)推動級Q803-Q804供電;T803繞組感應(yīng)脈沖由D811-C837整流濾波,產(chǎn)生22V直流電壓為+24V開關(guān)電源中的U806供電。在開關(guān)電源二次側(cè),T803-繞組感應(yīng)脈沖由D818-C850整流濾波和Q815-Q814切換,產(chǎn)生+5V直流電壓為模擬主板功能電路供電;T803-繞組感應(yīng)脈沖由D817-C849整流濾波和Q813-Q816切換,產(chǎn)生+12V直流電壓為模擬主板音頻功率放大器供電;T803-繞組感應(yīng)脈沖有D816-C846整流濾
16、波,產(chǎn)生ST5V電壓為CPU控制系統(tǒng)供電;整流濾波的5V直流電壓再經(jīng)Q812-Q811切換,為數(shù)字板上視頻處理電路供電。在圖1系統(tǒng)中,外部誤差放大器U808、光電耦合器U804A-B和U807腳內(nèi)接口組成+5VD電源穩(wěn)壓電路。開關(guān)電源輸出的ST5V直流電壓經(jīng)R866加到U808腳,由內(nèi)部電阻網(wǎng)絡(luò)分壓采樣送到誤差放大器基級,與發(fā)射極的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較放大,控制流過U804A中發(fā)光二極管的電流,通過改變U804B中光敏三極管集一射結(jié)內(nèi)阻改變加至U807腳的反饋電壓;反饋電壓經(jīng)該腳內(nèi)部電壓誤差放大器放大、再與DSC產(chǎn)生的鋸齒波電壓比較,得到PWM調(diào)制信號用于控制方波驅(qū)動脈沖的占空比實現(xiàn)穩(wěn)壓。如果ST
17、5V直流電壓下降,經(jīng)U808腳內(nèi)電阻網(wǎng)絡(luò)分壓加到誤差放大管基級的采樣電壓減小與發(fā)射極基準(zhǔn)電壓比較放大使流過U804A內(nèi)發(fā)光二極管的電流減小U804內(nèi)光敏三極管集一射結(jié)內(nèi)阻增大加到U807腳的反饋電壓增大DSC內(nèi)鋸齒波電壓充電上升道PWM比較器同相端門限電壓所需時間TON延長驅(qū)動級輸出方波脈沖占空比增大恒定周期內(nèi)T804-主繞組轉(zhuǎn)換儲存的能量增多ST5V直流電壓上升到設(shè)定值。2 +5V/+12V開關(guān)電源的保護(hù)功能(1) 浪涌尖峰抑制保護(hù)圖1中的SARS801(含電阻的開關(guān)二極管)、C836和R851組成浪涌尖峰吸收回路。U807腳內(nèi)MOSFET開關(guān)截止時,急驟突變的漏極電流在T804-繞組激發(fā)上
18、負(fù)下正的反相電動勢,其尖峰幅度可達(dá)交流電峰值的數(shù)倍。這時SARS801正向?qū)ńoC836充電,隨后通過R851放電,將瞬間浪涌尖峰吸收轉(zhuǎn)化成焦耳熱釋放,以免擊穿U807腳內(nèi)的MOSFET開關(guān)器件。(2) 過電壓保護(hù)T804-繞組感應(yīng)脈沖由D812整流、R840-C827平滑濾波(防止干擾脈沖誤動作)加到U804腳,如果開關(guān)電源T804-繞組出現(xiàn)過電壓,使T804-繞組感應(yīng)和整流積分濾波加到U804腳采樣電壓達(dá)到其內(nèi)DVP的門限電壓,比較器翻轉(zhuǎn)打開鎖存器關(guān)閉邏輯門,斷開驅(qū)動脈沖通道使MOSFET開關(guān)管截止。(3) 過電流保護(hù) U807-腳內(nèi)MOSFET開關(guān)管導(dǎo)通時,漏極電流在U807腳外接電阻R
19、843上形成電壓降加到U807腳內(nèi)的過流檢測器,如果開關(guān)管漏極電流增大使加到腳的采樣電壓達(dá)到檢測器門限電壓,則檢測器動作關(guān)閉邏輯電路中主控門,MOSFET開關(guān)管失去驅(qū)動方波截止。(4) 過熱保護(hù)過熱保護(hù)(TSD)由貼于厚膜塊內(nèi)銅基板上的溫度傳感器和芯片內(nèi)的比較器構(gòu)成,如果U807內(nèi)銅基板上的溫度達(dá)到145,則溫度傳感器感應(yīng)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電壓超出比較器的基準(zhǔn)門限值,比較器翻轉(zhuǎn)打開鎖存器關(guān)閉驅(qū)動脈沖通道,MOSFET開關(guān)截止。(5) VIN過壓保護(hù)APFC電路升壓直流電壓VIN由R805/(R807+R809+R811)分壓采樣加到三端精密電壓源U801控制端,VIN電壓正常,分壓采樣電壓低于U801
20、內(nèi)比較器的門限電壓Q802、Q803截止;VIN電壓升高使分壓采樣電壓達(dá)到2.5V,則U801的K-A極導(dǎo)通Q802基級電位下降導(dǎo)通D803導(dǎo)通U807腳電位上升內(nèi)部DCP電路動作打開鎖存器關(guān)斷驅(qū)動脈沖MOSFET開關(guān)管截止。(6) ST5V過壓保護(hù)ST5V過壓保護(hù)電路由圖1中的齊納二極管ZD803、光電耦合器U805、D804和U807腳內(nèi)DCP電路組成。ST5V正常ZD803、U805、D804全截止;如果ST5V電壓超出設(shè)定值ZD803雪崩擊穿U805A中發(fā)光二極管點亮U805B中光敏三極管導(dǎo)通D804導(dǎo)通U807DCP電路動作打開鎖存器關(guān)斷驅(qū)動脈沖MOSFET管截止。三 +24V開關(guān)電
21、源 +24V開關(guān)電源由圖1下部的電源厚膜塊U806(STR-2268)、開關(guān)變壓器T803、三端精密電壓源U809、光電耦合器U802以及相關(guān)元器件組成。1 STR-2268電源厚膜塊 STR-2268是三肯公司2004年開發(fā)的新一代PWM/MOSFET板橋式電源模塊,與單端驅(qū)動式電源相比,板橋式驅(qū)動電源的最大特點是輸出功率大、開關(guān)器件的耐壓低、轉(zhuǎn)換效率高、體積??;由于采用LC諧振方式,兩管輪流導(dǎo)通,開關(guān)變壓器上電壓為正負(fù)半周對稱的純交流脈沖,沒有直流成分,不會因偏磁導(dǎo)致磁芯飽和,不會產(chǎn)生大幅度尖峰脈沖,高次諧波產(chǎn)生的電磁輻射(EMI)干擾噪音?。徊捎妙l率調(diào)制技術(shù),穩(wěn)壓范圍寬。STR-2268
22、內(nèi)部方框電路如圖3所示,其只要功能有:START啟動器、基準(zhǔn)電壓源、DSC振蕩器、誤差電流放大器、驅(qū)動控器、高、低端驅(qū)動級、板橋式功率變換級、LATCH鎖存器、死區(qū)時間控制、低電壓導(dǎo)通檢測、過電流檢測、軟啟動、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)以及過熱保護(hù)等電路。STR-2268采用21P單列直扦式厚膜塑封,各引腳功能如下:腳DL:低端MOSFET功率開關(guān)管漏極,也是高端MOSFET開關(guān)管源極。腳Nc:空腳,拉開-腳間距以增強(qiáng)絕緣。腳、腳DH:高端MOSFET功率開關(guān)管漏極,與整流電源連接。腳Start up:高壓啟動端,內(nèi)設(shè)有高壓電流源。腳Nc:空腳,拉開-腳間距以增強(qiáng)絕緣。腳VB:高端MOSFET驅(qū)動級供
23、電,外接自舉升壓電路。腳Nc:空腳,拉開-腳間距以增強(qiáng)絕緣。腳Vcc:內(nèi)部控制電路電源供電。腳FB/OLP:反饋控制端,內(nèi)設(shè)有過載欠壓保護(hù)功能電路。腳GND:內(nèi)部控制電路公共接地。腳CSS:軟啟動控制端,外接延遲電容。腳DC:過電流檢測輸入,用于MOSFET開關(guān)管過流保護(hù)。腳Cdt:開關(guān)管截止時間控制端。腳Reg2:低端MOSFET驅(qū)動級供電,由Vcc電壓穩(wěn)壓產(chǎn)生。腳CV:低電壓導(dǎo)通檢測端,用于欠壓保護(hù)。腳、腳COM:Lc諧振懸浮接地端。腳Nc:空腳,拉開-腳間距以增強(qiáng)絕緣。腳腳低端MOSFET功率開關(guān)管漏極。2 STR-2268工作原理圖1上部5V/12V主開關(guān)電源振蕩工作后,T803-繞組
24、提供的VCC1直流電壓由U803-Q808-Q807控制切換加到U803腳,由內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生各種基準(zhǔn)電壓給控制器提供偏置;VCC1電壓由內(nèi)部穩(wěn)壓器調(diào)整成Reg2電壓給低端驅(qū)動級供電;Reg2電壓經(jīng)D802和R804給C818充電,在高端開關(guān)管導(dǎo)通時,C818上充電電壓與U806腳電壓疊加,為高端驅(qū)動級供電,以確保足夠的推動功率使高端開關(guān)管飽和導(dǎo)通。U806內(nèi)部DSC是一個施密特(雙穩(wěn)態(tài))觸發(fā)器,它獲得偏置后由電流源對內(nèi)置定時電容充放電產(chǎn)生鋸齒波脈沖,由SAW觸發(fā)器施密特電路輸出方波脈沖,再由邏輯控制電路處理成兩路方波,其中高端通道方波通過電平移位使之與低端方波時序相反,波形相同。這兩路方波
25、脈沖經(jīng)各自高低端驅(qū)動級放大,驅(qū)動末級兩只MOSFET功率開關(guān)管輪流導(dǎo)通。設(shè)某時刻高端驅(qū)動級輸出高電平方波,則低端驅(qū)動輸出低電平方波U806-腳MOSFET開關(guān)管導(dǎo)通、U806-腳MOSFET開關(guān)管截止VIN電壓經(jīng)U806-腳(高端開關(guān)管源一源極)T803-繞組給電容C824充電、充電電流方向從上至下;下半周期高端驅(qū)動級輸出低電平方波、低端驅(qū)動級輸出高電平方波U806-腳MOSFET開關(guān)管截止、U806-腳MOSFET開關(guān)管導(dǎo)通C824上充電電壓經(jīng)過T803-繞組U806-腳(低端開關(guān)管漏極)公共熱地構(gòu)成回路放電,放電電流方向由下自上。變化的高頻電流在T803-繞組激發(fā)受LC諧振頻率的感應(yīng)電動勢
26、,通過同芯線圈的互感作用,在T803的副線上產(chǎn)生與線的匝數(shù)比成比例的感應(yīng)脈沖。其中T803-繞組感應(yīng)脈沖由D810-C837整流濾波,產(chǎn)生22V直流電壓取代主開關(guān)電源提供的電壓(D811反偏截止),為U806腳內(nèi)的控制電路供電,以減輕+5/+12開關(guān)電源荷載;T803-和T803-繞組感應(yīng)脈沖由D815-D814/C854-C855整流濾波,產(chǎn)生+24V直流電壓為LCD面板后端的高壓逆變電源供電。3 PFM調(diào)制穩(wěn)壓控制 與STR-E1565內(nèi)單端驅(qū)動離線式電源采用的PWM調(diào)制穩(wěn)壓技術(shù)不同,STR-2268構(gòu)成的LC諧振電源采用的是PFM調(diào)制穩(wěn)壓技術(shù)。要了解PFM調(diào)制穩(wěn)壓原理,先必須弄清LC諧振
27、電源輸出電壓與振蕩頻率的關(guān)系,怎樣才能改變LC回路的振蕩頻率。Lc諧振開關(guān)電源有一個固有頻率0,其值為0=12LC 。式中L為開關(guān)變壓器T803-繞組電感量,C為回路中C824的電容量。當(dāng)LC回路的實際振蕩頻率i=o時,Lc電路出現(xiàn)電諧振現(xiàn)象,這時在T803-繞組產(chǎn)生最大感應(yīng)電動勢Emax。為了增大功率密度和便于穩(wěn)壓調(diào)整,設(shè)計時將Lc電路的工作頻率稍高于它的固有頻率o。這樣當(dāng)Lc回路振蕩頻率增高(遠(yuǎn)離o)時,電源輸出電壓降低;當(dāng)Lc回路振蕩頻率降低靠近o時,電源輸出電壓升高。Lc回路的振蕩頻率由DSC輸出方波脈沖頻率決定,而施密特輸出方波頻率就是觸發(fā)脈沖鋸齒波的振蕩頻率。在圖1中,U807內(nèi)鋸
28、齒波頻率=1.1RTCT ,式中CT為內(nèi)置定時電容,而RT則由腳內(nèi)電阻和外部R820+U802B光敏管結(jié)內(nèi)阻構(gòu)成。因此改變U802B內(nèi)光敏管內(nèi)阻集一射結(jié)內(nèi)阻,就可以改變Lc回路的振蕩頻率。當(dāng)U802B光敏管內(nèi)阻增大,鋸齒波振蕩頻率降低、Lc回路振蕩頻率降低,反之則升高。電源輸出的+24V電壓由R857/(R859+R861)分壓采樣加到U809的控制端,與內(nèi)部2.5V基準(zhǔn)電壓比較和誤差放大,用以控制流過U802A中發(fā)光二極管的電流,進(jìn)而通過光電效應(yīng)改變U802B內(nèi)光敏三極管集一射結(jié)內(nèi)阻。如果某種原因使+24B電壓降低,經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)分壓加到U809控制端的采樣電壓減小與基準(zhǔn)電壓比較和誤差放大使流過
29、U802A內(nèi)光二極管的電流減小U802B內(nèi)光敏三極管集一射結(jié)內(nèi)阻增大鋸齒波脈沖頻率降低Lc回路振蕩頻率靠近固有頻率o+24V電壓上升到設(shè)定值。4 +24V開關(guān)電源的保護(hù)功能(1) 過壓/欠壓保護(hù)在U806腳內(nèi)設(shè)有過壓保護(hù)和欠壓保護(hù)電路,當(dāng)加至腳的Vcc1電壓28V時,其內(nèi)比較器翻轉(zhuǎn)打開鎖存器關(guān)斷邏輯門,使高低端驅(qū)動級和MOSFET開關(guān)管截止,鎖存器同時強(qiáng)制DSC電路停振;如果腳電壓下降到7V,其內(nèi)STRAT關(guān)閉,控制電路失去偏置停止工作。(2) 過電流保護(hù)U806內(nèi)低端MOSFET開關(guān)管漏極電流經(jīng)-腳并聯(lián)電阻R833/R834至公共熱地,而U806腳電位相對公共熱地為負(fù)。如果漏極電流增大使腳電
30、壓下降到-0.7V,內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn)關(guān)閉邏輯門,高低端開關(guān)管截止。(3) 負(fù)載過流保護(hù)+24V電壓為逆變供電,以轉(zhuǎn)換成脈沖高壓點亮幾十根CCFL燈管。如果負(fù)載電流增大使+24V直流電壓下降(超出PFM調(diào)制范圍)光耦合器U802A發(fā)光管中電流急驟減小U802B光敏管內(nèi)阻增大使U806腳電壓上升到內(nèi)部比較器設(shè)定門限電壓比較器翻轉(zhuǎn)打開鎖存器關(guān)斷邏輯控制中的門電路,使高低端開關(guān)管截止,并強(qiáng)制DSC停振。(4) 電源軟啟動保護(hù)U806腳外接電容C819,開機(jī)瞬間該腳有較大的電流給C819充電。由于電容兩端電壓不能突變,C819上電壓建立有一個穩(wěn)定過程,在這段延遲時間內(nèi),由軟啟動電路作用,通過邏輯電路產(chǎn)生一
31、個逐漸增大的占空比驅(qū)動方波,待C819上充電完畢再恢復(fù)正常寬脈沖驅(qū)動。這樣可以避免開機(jī)瞬間T803上繞組尚未建立,空載電源的兩只MOSFET開關(guān)管工作在最大占空比狀態(tài),瞬時浪涌電流擊穿損壞功率開關(guān)器件。(5) 低壓導(dǎo)通檢測保護(hù)在輸入端VIN電壓大幅跌落(APFC電路故障)時,+24V開關(guān)電源會通過電源厚膜塊U806腳的PFM環(huán)降低Lc回路振蕩頻率來維持直流輸出的穩(wěn)定。但Lc回路頻率降低會使T803-繞組電抗減小,流過MOSFET開關(guān)管的漏極電流迅速增大;其次是Lc回路頻率下降到其固有頻率時,電路會發(fā)生電諧振產(chǎn)生最大感應(yīng)電動勢。因此低壓導(dǎo)通檢測保護(hù)電路的功能是抑制VIN輸入電壓跌落時T803-繞
32、組中出現(xiàn)的峰值電流,杜絕電諧振現(xiàn)象發(fā)生。+24V電源工作時,T803-繞組中的高頻電流由C838-C839耦合在R836上形成電壓降加到U806腳,如果VIN輸入電壓下降引起T803-繞組中的電流增大,使加到U806腳采樣電壓大于其內(nèi)低壓導(dǎo)通檢測比較器門限電壓,比較器翻轉(zhuǎn)通過死區(qū)時間控制器關(guān)斷邏輯門,MOSFET開關(guān)管截止。在U806內(nèi)還設(shè)有過熱保護(hù)電路,它的電路結(jié)構(gòu)原理與圖1上部U807內(nèi)的TSD保護(hù)電路完全相同。5 電源開機(jī)/待機(jī)控制電源開機(jī)/待機(jī)控制電路由圖1右邊的Q815-Q814、Q813-Q816、Q812-Q811、Q809-U803-Q808-Q807、Q810和微處理器Sta
33、nd-by接口及相關(guān)元件組成,除了JP804腳ST5V電源之外,其余5V、5VD、12V和24V全為受控電源。接通交流電源U807內(nèi)PWM控制電路起振工作,產(chǎn)生ST5V提供給機(jī)芯控制系統(tǒng),待機(jī)紅色管點亮;按下遙控“POWER”鍵或頻道鍵,CPU輸出Stand-by高電平。一路經(jīng)R880加到Q810基級Q810導(dǎo)通D820、D821、D822導(dǎo)通:D820導(dǎo)通Q812導(dǎo)通Q811飽和導(dǎo)通接通數(shù)字電路5VD供電;D821導(dǎo)通Q813導(dǎo)通Q816飽和導(dǎo)通接通模擬板音頻功放12V供電;D822導(dǎo)通Q815導(dǎo)通Q814飽和導(dǎo)通接通模擬主板5V供電。另一路Stand-by高電平經(jīng)R881加到Q809基級Q
34、809導(dǎo)通U803A內(nèi)二極管發(fā)光U803B導(dǎo)通Q808導(dǎo)通Q807飽和導(dǎo)通接通電源厚膜塊U806(三星屏3.3V、奇美/友達(dá)屏5V、LG屏12V),接通高壓逆變器的24V供電;此時紅色發(fā)光管熄滅,綠色發(fā)光管點亮,Lcd電視進(jìn)入正常工作狀態(tài)。在ON方式按下遙控“POWER”鍵,CPU先關(guān)斷逆變器24V供電,接著關(guān)斷Lcd屏3供電,末了撤去Stand-by高電平,Q810和Q809截止。Q810截止D820、D821、D822截止:820截止Q812截止Q811截止關(guān)斷數(shù)字電路5VD供電;D822截止Q813截止Q816截止關(guān)斷模擬板音頻功放12V供電;D822截止Q815截止Q814截止關(guān)斷穆尼
35、主板上音,視頻公共通道的5V供電。Q809截止U803A內(nèi)發(fā)光二極管熄滅U803B內(nèi)光敏管截止Q808截止Q807截止關(guān)斷U806腳Vcc1供電,+24V開關(guān)端源停止工作;此時綠色發(fā)光管熄滅,紅色發(fā)光管點亮,Lcd電視轉(zhuǎn)入待命工作方式。在OFF方式,+5V+12V開關(guān)電源僅給CPU提供ST5V電壓,這時U807內(nèi)PWM控制器檢測到輕負(fù)載自動進(jìn)入弱振模式,同時由U807腳內(nèi)電流源給外接電容C829充電,待充電電壓上升到4.9V自動關(guān)閉PFC電路,以降低待機(jī)功耗。四 電源故障的分析定位與測試電基于液晶電視做得纖細(xì)輕薄(最新機(jī)型僅3.5cm),因此機(jī)內(nèi)電路設(shè)計都很緊湊集密,且基本采用貼片元件,這樣檢
36、修時就不能像修理模擬CRT電視那樣,大刀闊斧,頻繁代換。在動手之前,要把你看到、聽到和想到的所有關(guān)連線索都綜合起來,根據(jù)電路結(jié)構(gòu)、原理和功能進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评矸治?,判斷故障的大致部位;然后通過電路中關(guān)鍵點的測試(尤其是IC),來證實你的分析判斷,并進(jìn)一步將故障準(zhǔn)確定位。1 電源故障的分析定位市場液晶電視品牌和機(jī)型都很多,但內(nèi)部電路方案卻很少。電源系統(tǒng)都是由前述三個獨(dú)立單元構(gòu)成,雖然這三個單元采用IC型號不同(實際上主要是安森美NCP系列和三肯的STR系列),但其內(nèi)電路結(jié)構(gòu)與功能原理基本相同。液晶電視機(jī)芯這種特殊的電源結(jié)構(gòu),順理成章地決定了它常見典型故障:黑屏無聲;黑屏有聲;屏亮無圖無聲、無圖或無聲
37、。(1) 黑屏無聲黑屏無聲是3類典型故障中機(jī)率最大、最難修的故障。具體到圖1電路,故障范圍涉及APFC電路、+5V/12V開關(guān)電源、+24V開關(guān)電源和CPU控制的ON/OFF方式轉(zhuǎn)換電路。觀察機(jī)前紅、綠發(fā)光管的發(fā)光狀態(tài)、交流回路保險管F801是否熔斷?就可以將故障大致定位或準(zhǔn)確定位。紅管不亮F801熔斷,故障于短路且發(fā)生在圖1左邊振蕩電路,測量整流元件BD801-C834、APFC開關(guān)管Q805-Q806、U807-腳內(nèi)MOSFET開關(guān)管、U806-腳內(nèi)MOSFET開關(guān)管;如果是3個單元之一的MOSFET開關(guān)管損壞,還要進(jìn)一步追求損壞原因,把桐關(guān)的失效件一次清除。紅管不亮F801未斷,F(xiàn)811
38、未斷,測濾波電容C846正端電壓始終為零,可以判斷U807內(nèi)PWM電源沒有振蕩。在U807腳加18V維修電壓,PWM電源工作,查U807腳D813、R849;仍不工作,測U807腳開關(guān)管源極電阻R843、腳電阻R838、腳的C841、腳的R821、腳相關(guān)件。紅管點亮,按遙控“POWER”鍵無反應(yīng),查CPU的電源、復(fù)位信號和主時鐘;按遙控“POWER”鍵,紅管熄、綠光亮,檢查JP804腳Stand-by-3.3V控制高電平、R880、C860、C863(漏電否)和Q810。(2) 黑屏有聲有聲(實際也有圖)說明+5V/+12V開關(guān)電源以及其二次供電控制電路正常。測量JP803腳24V電壓:正常,
39、檢查Lcd屏供電控制電路、逆變器24V供電控制電路。這兩組電源接通,故障在屏內(nèi)逆變組件;無24V電壓,進(jìn)一步測量U806腳的Vcc1=22V供電電壓。U806腳無Vcc1電壓,檢查R811、Q809、U803、Q808、Q807以及啟動供電電路中D811、R850;Vcc1電壓正常,測量U806腳Reg2電壓。無電壓且U806、腳焊點接觸良好,判斷U806內(nèi)Reg2穩(wěn)壓器失效。Reg2電壓正常,檢查U806腳自舉升壓電路D802、R804、C818,U806腳諧振回路中T803-繞組,諧振電容C824;接下來檢測U806腳軟啟動電容C819,腳的R833,腳R820、U802、R862、U80
40、9,腳R836。以上元器件良好,U806各相關(guān)引腳焊點良好,一般是STR-2268失效。(3) 屏亮無聲圖屏亮無聲無圖故障僅僅與模擬主板+5V供電相關(guān),此外主板上FS調(diào)諧器的BT=33V電壓由12V升壓電路產(chǎn)生,因此只須這兩組電源電路。無聲或無圖只要檢查模擬板音頻電路供電或數(shù)字板上視頻電路供電。2 電源厚膜塊關(guān)鍵測試點與參考數(shù)據(jù)(1) PFC+PWM模塊U807U807腳啟動脈沖,腳充電電壓幅度和供電電壓,腳電壓幅值,腳直流電壓,腳直流電壓,直流電壓,腳直流電壓。U807各引腳ON/OFF狀態(tài)電壓和在路電阻見表1(2) PWM+MOSFET模塊U806U806腳Vcc1電壓,腳Vreg2電壓,
41、腳Vb電壓,腳直流電壓,腳直流電壓,腳直流電壓,腳峰值電壓。U806各引腳ON/OFF狀態(tài)電壓和在路電阻見表2.五 電源故障維修實例例1 故障現(xiàn)象:黑屏無聲分析與檢修:合上電源開關(guān)SW801,待機(jī)紅管不亮,查交流保險管F801熔;加測整流濾波器,APFC開關(guān)管完好,又測U807腳內(nèi)MOSFET功率開關(guān)管漏一源勾道已擊穿,但厚膜塊表面并無焦黃形變。厚膜塊U807內(nèi)的開關(guān)管損壞的主要原因是T8041-3繞組擊穿局部短路,前述相關(guān)的保護(hù)功能失效。查T8041-3繞組直流阻抗正常,進(jìn)一步檢查保護(hù)電路找出尖峰吸收元件SARS801開路失效。換上相同型號的開關(guān)組件、厚膜塊等失效件,故障排除。例2 故障現(xiàn)象
42、:黑屏無聲分析與檢修:接通交流電源紅管不亮,查保險管F801完好;再檢查T803二次測ST5V端直流保險管F811未斷,但濾波電容C846正端無輸出電壓。測量U8071腳電壓298V,又監(jiān)測15腳啟動脈沖在開機(jī)時約10V,查該腳電容C831和C832,找出C832漏電。換上35V/220電容,故障排除。例3 故障現(xiàn)象:黑屏無聲分析與檢修:合上電源開關(guān)SW801待機(jī)紅管不亮,查交、直流保險管F801和F811未斷;測濾波電容C846正端電壓表指針靜止在0刻度出。在U80715腳加上+18V維修電壓,5V/12電源仍不振蕩工作,但檢測厚膜U8073腳瞬現(xiàn)PWM驅(qū)動脈沖,查相關(guān)引腳焊點良好,17、1
43、2、14、6腳相關(guān)電容正常,再查10腳電路,找出電阻R805變阻失效。R805變質(zhì)U801K-A導(dǎo)通Q802導(dǎo)通T80710電位上升使內(nèi)部OCP電路動作鎖存器打來關(guān)斷PFC與PWM控制器。換上20K電阻,故障排除。例4 故障現(xiàn)象:黑屏無聲分析與檢修:接通交流電源紅色管點亮,按遙控“POWER”鍵紅管熄,綠管亮,測量JP8051腳+12V、JP8049腳5.0V和JP8042腳5VD三組供電全無,又測JP8041腳Stand-by控制電壓為3.2V,顯然故障在ON/OFF轉(zhuǎn)換電路。查+5V、+5VD、+12V三組供電控制電路中前端公共電平轉(zhuǎn)換級元件R880、C863、C860和Q810,清理出Q810失效。換上同規(guī)格三極管,故障排除。例5 故障現(xiàn)象:黑屏無聲分析與檢修:接通電源開關(guān)SW801,紅色待機(jī)管不亮,保險管F801熔斷。檢測整流濾波件BD801-C834和APFC開關(guān)管Q805-Q806良好,在察看電源厚膜塊U807和U806時,發(fā)現(xiàn)+24電源厚膜塊U807的塑封表面已經(jīng)變形,測量U8073-21-17腳內(nèi)兩只MOSFET開關(guān)管都擊穿損壞。U806嚴(yán)重?fù)p壞的主要原因有:Lc諧振元件T8034-8繞組和C824擊穿短路,U80610腳PF
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