海爾平板電視P32R1電源板原理與維修

1、、P32R1電源介紹海爾2008年推出的P32R1等離子電視，分辨率1024*720,32寸LG模組使用的電源，與早期三星模組使用電源相比：輸出電壓不同，原理基本相同，此電源主要由待機STB_5V形成電路，功率因素校正電路，VS、VA電壓形成電路，5V、9V、16V電壓形成電路、CPU電路及保護電路等組成。二、P32R1電源外觀圖：1、電源板正面圖片，如圖一所示：PS14接口1脾ACDET,2艇為RL-ON,3腳淘VS_ON,4腳為訓軼電.6.7.W,12.15接地.E、9腳接16V,11腳的.lalBVSC,1a刪也cm光耦PC151.PC152.PCI53地.3脾捲WtVS電壓形血集成1C

2、801NCP1207電源CPU|也童時4開待機樂成塊IC151NP1271)2、電源板反面圖片，如圖二所示:三、P32R1電源原理介紹:功率因數(shù)電路樂成塊*IC60KFA5501)I1、方框圖2、EMI濾波電路EMI濾波器又稱電磁干擾濾波器，它濾除電網(wǎng)輸入設備的干擾和電子設備產生的噪聲返回電網(wǎng)。從噪聲特點來看，噪聲干擾分為差模干擾和共模干擾兩種。差模干擾是兩條電源線之間的噪聲;共模干擾則是兩條電源線對地的噪聲。因此,EMI濾波器應對差模干擾和共模干擾都有濾波作用。P32R1機器的EMI濾波電路是由C101、F101、C105、C104、LF102組成雙n型濾波網(wǎng)絡，濾除電網(wǎng)或電自身產生的對稱干

3、擾信號。在共模干擾時,干擾電路在共模線圈內產生的磁通相反，對共模信號產生抑制作用。而對差模干擾并沒有抑制作用。EMI濾波電路圖如下：丄匚JJnJl;s-:-ddMm47CPF3、待機開關電源電路on這部分電路使用的開關集成電路為IC151（NCP1271），它是安森美新一代固定頻率PWM電流模式的發(fā)激振蕩器。該器件集成高壓啟動軟跳過模式，實現(xiàn)了較低的待機功耗。從圖一可以看出，IC151（NCP1271）第6腳（VCC）是VCC供電腳，第8腳（HV）是啟動電路。當300V電壓經R152,送到IC151第8腳內部高壓恒流源電路向IC151第6腳外接電路C154充電。當C154充電電壓逐漸升高至5.

4、8V時內部振蕩器開始工作，從IC151第5腳（DRV）輸出PWM驅動脈沖，經灌流電路R154、R156、D151加到場效應管Q151,使Q151導通，300V不穩(wěn)定直流電壓經T201的第6、7腳繞阻，場效應Q151的漏極（D）/源極（S）及R158到地，使T201第6、7腳繞阻儲存能量；當場效應Q151截止時，T201第6、7腳繞阻儲存的磁能經次級繞阻感應放電，次級繞阻感應產生的脈沖經整流輸出不同的直流電壓。當IC151正常工作時，經過D156整流，C156濾波，Q152、R161、ZD153穩(wěn)壓后，再經D154隔離，C154濾波后加到IC151第6腳，提供正常的12.6V電壓。當加到IC15

5、1第6腳電壓12.6V時，開關電路停止工作，起到保護作用。因Q151場效應開關管的耐壓低于1000V左右時，為了防止場效應開關管關閉，此時T201產生的自感脈沖將場效應開關管擊穿，在場效應開關管的負載中設置了吸收電路。該電路由R153、C151、D152組成，此吸收電路又稱為阻尼電路。待機電源的穩(wěn)壓控制電路是由電壓比較控制器U206（KIA431），光耦PC201及外圍取樣電路組成，U206（KIA431）是一個專門為穩(wěn)定控制電路設計的精密基準電壓控制的比較器，內部包含運算放大器、輸出管及一個精密的2.5V基準電源。U206（KIA431）把取樣電路的取樣參考電壓和本身的基準電壓進行比較，輸出

6、一個控制電壓。U206（KIA431）參考極（R）的設定電壓為2.5V，當參考極（R）電壓發(fā)生微小變化時，由內部三極管的放大作用，陰極（K）電壓迅速降低，使得陽極（A）和陰極（K）之間產生較大的電流變化。在本電路中開關變壓器T201次級輸出的5V電壓經過R223、R222、R221分壓后，在R221上形成穩(wěn)定的2.5V電壓。該電壓加到U206（KIA431）參考電壓控制極（R），在正常狀態(tài)下，由于U206（KIA431）的控制極電壓為2.5V，所以形成穩(wěn)定的K-A極電流，給光耦PC201提供固定的工作電流。若因某種原因導致5V輸出電壓升高時，該電壓經過分壓電路分壓后加到U206（KIA431）

7、參考極（R）上的電壓也隨之升高，引起U206（KIA431）導通程度加大，K-A極之間導通電流迅速加大。光耦PC201第1、2腳內部二極管導通電流加大,第3、4腳內部的光電三極管內阻減小，引起IC151第2腳輸出電流增大，進一步控制Q151的導通時間。開關變壓器T201儲能降低。最終使得T201次級輸出電壓降低，保持了電壓穩(wěn)定性。當5V輸出電壓下降是，其控制過程正好相反，因為IC151工作在軟跳過周期工作模式，恢復關閉狀態(tài)，VFB電壓圍繞VSKIP上下浮動，工作電壓約等于IV。由于本電源采用IC701CPU單片機控制電源的正常工作，電源正常工作時，功率因數(shù)校正電路工作，由于加到Q151上的30

8、0V不穩(wěn)定直流電壓變成380V400V穩(wěn)定的直流電壓，使待機5V電路輸出功率增加，IC151第2腳輸出電流減小。U206（KIA431）是一個有運算放大器的集成電路有極高的開環(huán)增益。若工作條件異常，容易引起自激振蕩現(xiàn)象，故障現(xiàn)象表現(xiàn)為穩(wěn)壓失控。所以，C214、R220組成的防自激振蕩的負反饋電路保證了穩(wěn)壓電路的正常工作。4、16V電壓輸出電路16V輸出電路主要由Q201、Q202、Q203、Q204及外圍元器件組成。開關變壓器T201的第9、13腳繞阻產生的感應脈沖經D201整流，C202濾波后形成16.6V的VCC4電壓。當電源模塊正常工作時，CPUIC701（10）腳輸出高電平5V的MUL

9、TI_ON信號，經R705、R204、R208分壓后加至【Q203基極,使Q203導通，Q201、Q202、Q204穩(wěn)壓電路工作輸出16V電壓。16V輸出電路圖如圖三：10l!.1314IPSJ.NU-TIcato1CV2UUL.!R215*ZD2025、STBY5V電壓輸出電路當電源模塊正常工作時，CPU-IC701第25腳輸出5V高電平的STBY_ON信號，經R709加到U205(KIA278)第4腳，5.5V直流電壓輸入U205(KIA278)第1腳，經U205(KIA278)內部穩(wěn)壓后電路工作，從U205(KIA278)第2腳輸出STBY5V電壓。此部分電路圖如下:勺卻蛉1二T刁6、5

10、V電壓輸出電路當電源模塊正常工作時，CPU-IC701第8腳輸出低電壓的M5V_0N信號，傳送給Q205的基極，5.5V直流電壓使Q205截止。16V輸出電壓經R238和R211分壓后，加到U204(KIA37)第4腳，經內部穩(wěn)壓后輸出5V電壓。當CPU-IC701第8腳輸出為高電平時，使Q205導通，U204第2腳無5V電壓輸出。此部分電路圖四所示：nponi!；吐；1搭5VSC輸J7、5VSC電壓輸出電路當電源模塊正常工作時，CPU-IC701第10腳輸出高電平為5V的MULTI_ON信號，經R705限流加到U203（KIA278）的開關控制端第4腳，5.5V直流電壓輸入到U203第1腳，

11、經內部穩(wěn)定后由U203第2腳輸出5VSC電壓，此部分電路上圖四所示。8、PFC開關電源電路PFC開關電源電路也稱為功率因數(shù)校正電路。IC601引腳功能圖如下:1CLE5lj1（1）、PFC開關電路簡介：在PWM開關電源的整流元件和濾波電路間插入一個并聯(lián)型的開關電源，就組成了具有PFC功能的開關電路。一般開關電源的容性輸入特性轉換成阻性，使供電線路的電壓波形和電流波形的相位相同，從而解決電磁兼容和電磁干擾問題。如下圖為P32R1電源模塊PFC開關電源的等效電路：L601I牡電壓，作為+B電壓供給后級、VS開關電源等電路，L601儲能電感上的（1）腳是IC601（5）腳激勵的過零檢測取樣繞阻，當過

12、零取樣信號加到IC601的第5腳，控制開關管Q602、Q603工作在臨界狀態(tài)（斷續(xù)導通）。路圖如下所示:（2）并聯(lián)型開關電路本電源的Q602、Q603、L601、D605、D604、IC601組成一個并聯(lián)型的開關電源，此開關電源的供電是由220V市電輸入電路的整流橋D101提供的。D101整理后的電壓是不經過濾波的脈動電流、電壓，波形類似、饅頭形狀，又稱為饅頭波，該電壓直接作為這個并聯(lián)開關電源的+B供電。當開關管Q602、Q603導通時，+B電源經L601、Q602、Q603形成電流，此時由于L601內部的自感電勢，UL方向為左正右負和+B的電勢正好方向，以上電路形成的方向電流對抗L601內部

13、電流的快速上升，這樣流經L601、Q602、Q603的電流只能緩慢與逐步的上升，并以磁能的形式存儲在L601內部。如下圖等效電路所示:.TAflJH當開關控制管Q602、Q603斷開時，流經L601、Q602、Q603的電流被切斷，此時，L601內部的磁能無法繼續(xù)保存，則轉換為自感電勢UL，其方向為左負右正方向的自感電勢，與+B同一方向。因此，+B電壓疊加上UL電壓，再經D605C617、C618濾波后輸出。由于220V市電整流后的峰值為310V。而L601產生的自感電勢UL峰值為70V左右。所以，D605整流輸出的電壓為310+70V=380V，這就是PFC電路的標準輸出電壓。如果測量PFC

14、輸出電壓為310V左右，則說明這個PFC的開關電源沒有正常工作，也就沒有UL電壓產生。此時，只有脈動電流的峰值經過D605整流，C617、C618濾波后輸出電壓。（3）PFC激勵電路綜上介紹的并聯(lián)型開關電源中，開關器件Q602、Q603必須有專門的激勵電路，在P32R1機器的電源中，MOSEFT開關管Q602、Q603的激勵電路是由一塊主要的PFC激勵集成電路IC601（FA5501）完成。FA5501AN是日本富士電機生產的PFC主用集成控制芯片，工作模式為臨界模式。同時，采用升壓電路方式工作，輸出電路可以恒定，也可以跟隨輸入電源變化而變化。該芯片內部提供多種保護功能，如：開路/短路保護、欠

15、壓保護、過壓保護等。當IC701第19腳輸出的PFC_ON信號為低電平，光耦PC153第1、2腳有電流經過，光耦PC153內部的光敏三極管等效電阻變小，VCC1電壓經R605、PC153第3、4腳加到16V穩(wěn)壓二極管ZD601負端，使Q601導通，輸出約14V的VCC3電壓，再加到IC6O1(FA55O1AN)第8腳后，內部振蕩電路開始工作。并從IC601第7腳輸出PFC激勵信號，經Q605、Q604輪流導通后，經灌流電路限流電阻R601、R602和放電二極管D602、D603力口至U開關管Q602、Q603柵極。Q602、Q603的源極經過取樣電阻R620、R619接地，電阻上的電壓大小反映

16、了流經Q602、Q603的電流大小。該電壓作為Q602、Q603過流檢測信號輸入到IC601第4腳，即過流保護檢測輸入端。當出現(xiàn)負載電流過大時，R620、R619上的電壓上升后，此電壓從IC601第4腳傳給IC601，并在芯片內部和閥值電壓進行比較。如果高于閥值電壓，芯片IC601就會停止工作，同時IC601第7腳也不再有激勵信號輸出。IC601第1腳是PFC輸出電壓的穩(wěn)壓控制端，PFC電壓取樣電阻R614、R615、R616、R617、R611、R612分壓在R611上形成2.5V左右的反饋取樣電壓，傳送給IC601第1腳后，分別進入芯片內部的誤差放大器和過壓比較器。在誤差放大器中，反饋電壓

17、與基準電壓2.5V進行比較，產生的誤差電壓經放大器放大后，調整開關激勵信號的導通時間，從而控制開關電源輸出穩(wěn)定的PFC電壓。在過壓比較器中，如果反饋電壓超過380V，比較器就輸出高電平的控制信號，控制IC601第7腳不輸出PFC激勵信號，此時IC601停止工作。IC601第2腳是內部誤差運算放大器的輸出負載端，第2腳外接由C605、R60、C614組成的低通濾波器，起軟啟動的作用，改變低通濾波器的時間參數(shù)，可以改變穩(wěn)壓控制器的響應速度及平均度。臨界模式本PFC電路工作在臨界模式，就是開關管Q602、Q603工作在斷續(xù)導通模式,當IC601第3腳輸入的饅頭波形振幅為零時，開關管Q602、Q603

18、截止；當輸入的、饅頭波形振幅小時，開關管工作頻率低，而當輸入的、饅頭波形振幅大時，開關管工作頻率高。IC601第5腳是過零檢測取樣信號（ZDC）輸入端，此信號用于控制開關管停止工作的取樣信號，該腳接在L601的次級繞阻上。因而檢測到的是電感電流，即外電源流入L601的電流。當電感電流為零時，IC601內部過零檢測電路輸出翻轉，將RS觸發(fā)器置1,第7腳輸出高電平PFC脈沖，使Q602、Q603導通。此時，從D101整流后出來的脈動直流電壓，即“饅頭型波形流過變壓器L601的初級繞阻，并將電能在儲存電感中。當電感電流增大到一定值時，Q602、Q603關閉。這也是通過RS觸發(fā)器進行控制的，而當電感電

19、流再次為零時，ICD電路控制Q602、Q603再次導通。IC601第3腳是脈動直流電壓波形（饅頭波形）取樣輸入端，由于臨界模式的PFC電路，其開關管的開關頻率是隨輸入脈動直流電壓（饅頭波形）變化而變化。因此，從IC601第3腳送入一個波形的基準。如果第3腳沒有波形輸入，則PFC電路就無法工作。每次開機時，在電源開關接通的瞬間，可以是交流正弦波的任意瞬間值。如果在正弦波的過零點接通，那么在電感L601電流的增長將比較緩慢，L601的自感電勢也比較低。如果電源開關接通的瞬間在正弦波的峰峰值，那么開機時給電感L601所加的就是一個突變的電壓。此電壓再通過L601、D605形成較大的電流，即開關浪涌電

20、流，對C618、C617充電。由于瞬間電流較大，會引起電感上產生極大的自感電勢，該電勢會大于所加電壓的好幾倍，并對后面的電容充電，極易引起電容損壞，進而引起開關管過流取樣電路及保險絲損壞。由于上述原因，在電路中設置了二極管D811，在接通電源的瞬間，電流首先通過D811對C810進行充電，從而使流過L601的電流減小，產生的自感電勢也隨之減小，消除了開機瞬間有可能出現(xiàn)的大電流。所以，該電路又被稱為浪涌電流保護電路。PFC電路正常工作后，由于D611正極電壓為360V，負極電壓為380C，D611呈反偏截止狀態(tài)，對電路沒有影響。9、VS電壓形成電路（1）、電路簡介VS開關電源電路主要由振蕩激勵集

21、成電路IC8O1(NCP12O7)、單端輸出的開關電路Q803、Q801、開關變壓器T801及整流輸出電路等部分組成。電路還設計了穩(wěn)壓輸出過壓保護等控制電路，最終產生197V的VS電壓。、VS電路工作原理當VCC3電壓加到IC801第6腳時，內部電路啟動后從IC801第5腳輸出。PWM為高電平時，PWM脈沖信號分為兩路，一路經R803限流電阻和放大二極管D801加到Q801柵極；另一路經限流電阻R812和放大二極管D804加到Q803的柵極，Q801和Q803同時導通，PFC信號經R801、T801第9、6腳繞阻、Q801和Q803的漏極和源極通過R816到地形成電流。此時T801第9、6腳產

22、生自感電勢，T801第9腳為正，第6腳為負。當PWM脈沖信號為低電平時，Q801、Q803截止，T801第9、6腳繞阻的電流被截止。此時T801第9、6腳內部的磁能無法繼續(xù)保存，則轉換為自感電勢。其方向為9負、6正。由于第9、6腳繞阻感應電勢方向，T801第13、18腳次級繞阻產生的感應電流經D851整流與C857、C856、C854、C860濾波形成190V的VS電壓，D802、D803、C801、R800、R802是尖峰吸收回路。隨著T801第9、6腳放電，T801的儲能減小，T801第4腳減小下降到門限壓時，比較觸發(fā)被重置，IC801第5腳輸出PWM信號，開始下一個周期。此部分電路如下圖

23、五:09137怕E13U1531S三171T和（3）、穩(wěn)壓部分電路16V電壓經R850加到PC801第1腳，若因某種原因VS輸出電壓升高時,VS電壓經R854、R855、R871、VR81和R857分壓后，加至UU851（KIA431）參考極（R）上的電壓也隨著升高，引起U851導通成都加大，K-A極間導通電流迅速加大。光耦PC801第1、2腳內部二極管導通電流加大，第3、4腳內部的光電三極管內阻減小，引起IC801第2腳的電流被分流到地端。當VS輸出電壓下降時，工作正好與之相反。（4）、VS電壓控制部分電路當PFC電路正常工作時，VCC3電壓為14.5V：1）、IC801第6腳是VCC3，它

24、受電源CPU-IC701第19腳控制，當電壓CPU-IC701第9腳輸出低電平時，才有VCC3電壓；2）、當電視機機芯板待機電壓為低電平時，該信號送到CPU-IC701第13腳，經內部處理后，從第20腳輸出高電平的VS_ON（5V）電壓。該電壓經R725限流后加壓在PC802內部的發(fā)光二極管沒有電流流過。PC802內部光電三極管內阻增大，Q802、Q804導通，把IC801第2腳電壓拉低，IC801工作在跳動周期模式，VS只有很低的電壓輸出。3）、當電視機機芯板待機電壓為高電平時，從IC701第20腳輸出低電平信號,加到PC802第1腳，PC802有電流流過，內部光電三極管電阻減小。Q802、

25、Q804基極電壓降低，Q802、Q804處于截止狀態(tài)，IC801正常工作。（5）、VS電壓保護電路1）、IC801第3、4腳繞阻產生的感應信號，經R807和R810分壓，C807濾波，加到IC801第1腳。該信號經延時后加到內部比較器的負端，延時后調整開關管Q801、Q803的導通時間，使Q801和Q803在諧振的零電平時導通，Q801、Q803的導通損耗降低。當IC801第1腳加入的脈沖幅度高于1.44V時，過壓比較器進入保護狀態(tài)，只有重新上電后才能解除保護狀態(tài)。2）、跳周期模式檢測是由IC801第2腳（FB）上的電壓來實現(xiàn)的。當FB上的電壓因某種原因低于內部設計值1.2V時，電視待機時，I

26、C801進入跳周期工作模式。此時VS輸出電壓低，電源工作在節(jié)能狀態(tài)。當VS電壓上升時，IC801第2腳電壓上升至IC801內部的4.2V基準電壓，IC801進入開環(huán)保護工作模式，VS電壓無輸出，整機進入待機模式。3）、過流限制電路主要檢測IC801第3腳輸入的電流來實現(xiàn)的。當VS形成電路的初級電路部分過流時，流過R816電流增大，R816兩端壓降增大。該電壓經R815加到IC801第3腳，經內部電流比較器比較后，IC801進入過流保護工作模式，VS電壓無輸出。4）、當VS、VA電壓過高時，VS_DET檢測電壓升高超過2.9V，CPU-IC701第28腳輸入的電壓偏離設計值時，CPU-IC701

27、進入保護狀態(tài)，使整機處于待機狀態(tài)。10、VA電壓形成電路（串聯(lián)型穩(wěn)壓電路）當CPU-IC701待機電路正常工作時，供電16V電壓經L902、C914濾波、D906隔離、C904濾波后，力口在IC901第3腳,IC901（FSCQ0565）開始工作。VS電壓經D193隔離、R906限流后，IC901內部功率開關管導通，L901第3、7腳繞阻、C907充電，自感電勢方向為第3腳正、第7腳負。電感L901儲能，C907充電，同時給負載供電。當IC901內部的功率開關管截止時，VS電壓不再對C907充電，電感兩端的電流不能突變，磁能無法保存。則自感電勢方向改變?yōu)榈?腳負、第7腳正。該自感電勢釋放感應電

28、壓，此時負載給C907提供電壓。為了減小IC901內部開關管的損耗，IC901加入了同步信號處理電路。當功率開關管截止時，L901感應的脈沖電壓經D903隔離，R904、R903分壓，C905濾波延時后加在IC901第5腳，經內部電路延時處理后，去控制內部功率管開通時間，使內部功率管歸零電壓導通，降低了功率管的開關損耗。VA電壓形成電路的穩(wěn)壓電路由U901（K431）、PC901和IC901及外圍元器件組成。當VA輸出電壓上升時，經R911、R912、VR901、R913分壓送入U901的R參考極的電壓也隨之升高，引起KIA431導通程度加大，K-A極間導通電流迅速加大。光耦PC901第1、2

29、腳內部二極管導通電流加大，第3、4腳內部的光電三極管內阻減小，引起IC901第4腳電壓降低。經內部PWM控制處理后，內部功率管導通時間減少。L901的儲能時間減少，VA輸出電壓下降。當VA輸出電壓下降時，穩(wěn)壓與上述情況相反。11、VA電壓保護電路1）、過流保護電路在IC901內部形成。當穩(wěn)壓環(huán)路出現(xiàn)故障時，VA輸出電壓升高，此時IC901第4腳沒有電流向外部輸出，內部恒流電路就會開始給IC901第4腳外接電容C903充電，第4腳電壓就會逐漸上升。當電壓升至7.5V時，過流保護電路工作，無VA電壓輸出。2）、過壓保護加在IC901第5腳的同步信號的峰值電壓與輸出電壓成正比，IC901就利用同步信

30、號代替過壓檢測信號。如果同步信號超過V0VP（12V）電平，過壓比較器翻轉。該觸發(fā)器的觸發(fā)信號關閉PWM脈沖，并無VA電壓輸出。3）、VA-DET過壓檢測去CPU-IC701電路VA輸出電壓經R915、R916、R711和R706分壓后，加在IC701第2腳。正常工作時，該腳電壓為2.7V，當?shù)?7腳輸入的電壓偏離設計值時，IC701進入保護狀態(tài)使電源回到待機狀態(tài)。12、電壓CPU控制電路P32R1電視，等離子屏電源的5V、9V、VS、VA、PFC、AC、過壓保護以及開、待機控制，還有VS、VA、待機泄放電壓，都由CPU-IC701控制。當電源通電時，待機電路工作，VDD-5V電壓經C708濾

31、波后送到IC701第5腳供電端，同時該電壓送到U701復位電路。U701輸出的復位電壓送到IC701第23腳，時鐘振蕩器X7018M晶振接IC701第21、22腳。這時IC701單片機開始工作，電源CPU控制電路如下：13、ACDET欠壓、過壓檢測電路1）、交流輸入電壓過低保護電路當待機電路正常工作時，經Q152、ZD153穩(wěn)壓后產生14.5V的VCC2電壓，加到PC151第1腳。當交流輸入電壓經D125半波整流、C1263濾波后，經R144、R142、R123、R137、R138、R139、R140和R141分壓后，分兩路：一路經R124限流、C125濾波后加到U121的R參考極，電壓為2.5V。當交流輸入電壓過低時，分壓后加到U121的R參考極電壓低于U121內部基準電壓（2.5V），U121的K-A端沒有輸入電流，PC151第1、腳電位很低OCPU接收這信號后，控制整機處于待機狀態(tài)。同時，從IC701第（15）腳輸出低電平的ACDET信號，控制前級，使交流輸出短路斷開。2）、交流輸入電壓過高保護電路當交流輸入電壓過高時，交流輸入電流經D125整流、C126濾波后，經R144、R142、R123、R137、R138、R139、R140和R141分壓升高，該高電平經R133限流、D122隔離，使ZD121穩(wěn)壓二極管擊穿送到Q121的基極。Q121導通，使U121參考電壓