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創(chuàng)維52寸液晶電視電源板原理與維修
時間:2024-10-28 04:29:35
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一、概述
該電源為創(chuàng)維公司自行設(shè)計生產(chǎn)的靠前種52寸大屏幕液晶電視內(nèi)置電源, BOM編號:168P-P52TTN-00,PCB板編號:5800-52TTN-00,成品物料編號:543L-0952TT-00,主設(shè)計師為電源所的高博。 該電源設(shè)計輸出功率400W,實際使用功率350W,電源效率高于80%,功率因素高于0.9。
設(shè)計允許負載電流: 5V(待機電源)0.5A; 24V-1(伴音電源)1.5A; 12V(USB及主板供電)4A; 24V-2(背光板供電)15A。 本電源由整流濾波網(wǎng)絡(luò)、待機輔助電源(以下稱副電源)、PFC、兩路獨立DC-DC、輸出過流、過壓保護電路等五大部分組成。本電源采用成熟的器件和單面板設(shè)計,免調(diào)試、維修檢測方便、工作穩(wěn)定可靠。已完全替代外廠產(chǎn)品配套使用于創(chuàng)維各型52寸大屏幕液晶電視。
系統(tǒng)構(gòu)架如附圖1所示。
二、基本工作原理
1、電源工作流程簡述
1.1 市電經(jīng)兩極共模抗干擾電路后送全橋整流,輸出約220V脈動直流(濾波后300V),分兩路送副電源(器件位號3字頭部分電路)和功率因素校正PFC電路(器件位號1字頭部分電路),為電源板提供啟動和后繼負載能源。
1.2 市電接通后,待機輔助電源首先啟動,輸出+5V(主板系統(tǒng)電源)到主板系統(tǒng)控制電路,隨后,主板送出一個的開機ON控制信號(約3V),使副電源電路中的待機控制管Q300導(dǎo)通,輸出15V輔助電源為PFC和DC-DC轉(zhuǎn)換控制電路芯片供電。
1.3 當(dāng)PFC控制芯片IC100/NCP1653APG的P8端VCC達到12~14.5V、欠壓檢測P3端電壓達到2.4V以上時,P7端開始輸出激勵控制信號(驅(qū)動MOS管),PFC電路開始工作,在D102負端輸出約380~400V穩(wěn)定的直流電源給后級DC-DC電路供電。
1.4 當(dāng)15V輔助電源和380V直流供電同時送達IC400控制芯片和T300等組成的DC-DC轉(zhuǎn)換電路(15V送到IC400/NCP1377的P6端)時,IC400的P5端開始輸出激勵控制信號,控制由MOS管和T400等組成的DC-DC變換電路輸出穩(wěn)定的12V和24V-1電源,給主板和USB板供電。
1.5 15V和380V電源送到IC200、IC201、T200等組成的+24V-2主DC-DC變換電路、IC200的P7端電壓高于1.03V后, IC200的10、11腳開始輸出激勵控制信號,經(jīng)IC201緩沖后驅(qū)動兩個MOS管,控制DC-DC電路輸出穩(wěn)定的24V-2直流給液晶屏背光板供電。
1.6 輸出保護控制原理簡述,IC500和IC501、R408、R228、D503等組成了電源輸出過流、過壓保護電路。當(dāng)IC500的1、7腳(任意一腳)輸出高電平時,由Q304、Q302等組成的保護控制自鎖電路鎖定,Q301導(dǎo)通、Q300截止,關(guān)斷15V輔助電源,PFC和DC-DC轉(zhuǎn)換電路控制芯片因沒有15V供電而全部停止工作。電源板除5V外所有電源無輸出,實現(xiàn)過流過壓保護。
2、 5V/15V副電源工作原理
2.1、 副電源原理圖(如附圖2所示)
2.2 IC300/STRA6159M
引腳功能簡介 P1 原邊過電流檢出信號輸入端(外接取樣電阻,取樣電壓高于0.77V保護電路動作,電源無輸出); P2 Vcc控制電路的電源輸入端(啟動電壓17.5V,工作維持電壓高于10.5V即可); P3 地; P4 定電壓控制信號/過負載保護信號輸入(電壓反饋取樣輸入腳FB); P5 啟動電源輸入腳(可直接接電源、本機設(shè)計有外接欠壓保護電路,當(dāng)電壓低于120V時,該腳無電壓,電源不啟動); P6 空腳; P7/8 內(nèi)部MOS管漏極。
2.3 工作流程
本副電源為主板CPU控制系統(tǒng)和電源板其余各IC提供輔助電源,如果它不能正常工作,整機將癱瘓。當(dāng)市電接通后,IC300的P5有正常的啟動供電(該供電僅在啟動瞬間起作用,啟動完成后P5端無需電流輸入),起動電流由啟動端子(P5)連接到輸入電壓經(jīng)整流后的直流電壓部分構(gòu)成。從啟動端子輸入的電流被IC內(nèi)部電路定電流處理后(800μA Typ)經(jīng)IC內(nèi)部給連接在Vcc端子(P2)外的電容C309充電。當(dāng)電容上的電壓上升到動作開始電源電壓Vcc(ON)=17.5V (TYP)時,副電源開始動作(注:到動作開始為止的起動時間僅由電容C309的容量決定,而和啟動端子的直流電壓無關(guān))。此后T400的P4端的感應(yīng)電壓經(jīng)過D303整流、C309濾波為P2端提供大于17.5V的VCC電壓,電源啟動完成。此時R316~318、IC301、IC304等組成的誤差取樣電路,將輸出電壓變化信息反饋到P4(FB)端,控制內(nèi)部激勵信號占空比實現(xiàn)電源的穩(wěn)壓輸出。副電源輸出的5V為主板CPU控制電路供電,待主板控制電路工作正常后,發(fā)出(主電源)開機控制信號ON送回電源板,使Q300導(dǎo)通,把15V輔助電源送到后級PFC和DC-DC校正電路VCC端,此后主電源啟動。
注:P4端的OFF Timer 電路決定MOS FET 的關(guān)斷時間,并產(chǎn)生MOS FET導(dǎo)通開始的定時脈沖信號。這和通常的PWM 控制方式不同,如果IC內(nèi)部的OCP比較器和FB比較器沒有輸出ON期間中止信號給PRC Latch復(fù)位端子(R),MOS FET 將不被關(guān)斷,振蕩動作不會繼續(xù)。
2.4 主要外圍器件作用
P1外接R300為過流保護取樣電阻,當(dāng)其上的壓降達到0.77V時電源即進入過流保護狀態(tài),無5V和15V電源輸出。故該電阻變質(zhì)可能導(dǎo)致過流保護控制電路誤動作,電源表現(xiàn)為帶負載能力差或無法正常啟動! 保護過程:在每個脈沖內(nèi),對MOS 管的漏極電流的峰值進行檢測,當(dāng)漏極電流的檢出(1腳和3腳GND間的)電壓達到OCP端子的門坎電壓0.77V (TYP)時,MOS 管被關(guān)斷。注:此保護在負載電流正常后可自動解除。 P4外接電容C303為抗干擾電容,若擊穿電源無輸出,若漏電將導(dǎo)致副電源輸出電壓低。D308、C315等組成了輸出過載保護動作延時電路。C315若開路,電源正常工作時無明顯變化,若短路或嚴重漏電,將導(dǎo)致電源過載時過載保護電路不動作而擊穿MOS管。D308是為防止電源正常工作時C315接入電路產(chǎn)生不良影響而設(shè)立的,該二極管擊穿或者漏電時,由于和光電耦合器并聯(lián)的電容C315的電容值較大,該端子FB功能對負載變化的響應(yīng)會變壞(穩(wěn)壓性能變差)。 IC304為取樣誤差放大器,外接取樣電阻R317阻值變大,輸出電壓升高;R318阻值變大,輸出電壓降低;IC301若內(nèi)部光敏三極管擊穿、漏電,輸出電壓變低;發(fā)光二極管老化,輸出電壓升高。
Q300、Q301等組成了(PFC、DC-DC)待機控制電路,當(dāng)Q300擊穿時,15V輔助電源無法關(guān)斷,主電源無法關(guān)閉。當(dāng)Q300放大能力下降、內(nèi)阻增高時,可能導(dǎo)致15V輔助電源電壓輸出過低,PFC和DC-DC電路無法啟動。另外Q301不能進入飽和狀態(tài)或內(nèi)助增加也會導(dǎo)致輔助電源電壓下降,PPFC和DC-DC電路無法正常啟動。 R312、D301等組成了反峰吸收回路,當(dāng)D301漏電可能導(dǎo)致電壓過熱,開路則會導(dǎo)致IC300損壞。 D305~9為欠壓保護二極管,若有擊穿或漏電,可導(dǎo)致欠壓保護失效;若開路,則電源不啟動,無5V和15V輸出。
3、PFC電路工作原理
3.1 PFC電路原理圖 (如附圖3)
3.2 IC100引腳功能說明
1腳 FB反饋/關(guān)斷端 作用:
1)該點正常電壓范圍在2.5V以下;
2)當(dāng)由于某種原因輸出電壓升高(過壓情況出現(xiàn))輸出電壓高到1.07倍原來設(shè)定電壓時,7腳沒有驅(qū)動信號輸出,輸出電壓回落,起到過壓保護作用;
3)輸出電壓低,如Rfb斷開或在輸入交流電壓太低時開機, 1腳電壓變低,該芯片是進入低功耗工作模式。芯片關(guān)斷條件為:當(dāng)流入一腳的電流低于Iref的8%時,也就是Rfb斷開時。
2腳 控制電壓/軟啟動 作用:
1) 控制電壓(它最終作為控制電流Icontrol,參與控制5腳電壓)控制輸入阻抗實現(xiàn)功率因數(shù)校正;
2)軟啟動,當(dāng)該點電壓為0時該芯片無輸出,當(dāng)開機時,該點電壓慢慢升高,驅(qū)動輸出的占空比可以慢慢變大,起到了軟啟動的效果。軟啟動延遲時間的設(shè)置,根據(jù)從后級電路啟動情況綜合考慮。 3腳 輸入電壓檢測腳 作用:該點電壓與輸入電壓的有效值成比例,當(dāng)檢測端的輸入電壓低于約2.4V時電源處于欠壓保護狀態(tài)(無輸出)。[Page]
4腳 過流保護取樣端 作用:當(dāng)從該點流出電流達200微安時驅(qū)動無輸出,這與電流采樣電阻(Rcs)有關(guān)系, 該電流還參與5腳電壓控制(功率因數(shù)調(diào)整)。
5腳 乘法器外接電阻、電容端
6腳 地
7腳 激勵信號輸出腳 作用: 1) PFC 驅(qū)動波形調(diào)制(7腳); 2) PFC 電路部分的輸入阻抗設(shè)置,與該腳對地電阻成比例; 3) 平均電流模式(該腳加電容到地)和峰值電流模式的切換控制端。
8腳 電源 說明:IC的供電腳。該芯片的工作電壓范圍可以在8.75V~18V,啟動電壓12.25V~14.5V。
3.3 PFC電路工作流程
當(dāng)IC100的P8端有正常的15V供電、P3電壓檢測端有大于2.4V的電壓輸入時,PFC電路開始啟動,由P7端輸出激勵控制信號,經(jīng)Q102緩沖,推動兩個MOS管工作。R114~117組成的輸出電壓取樣反饋電路對輸出電壓進行取樣,反饋到IC100的P1端,實現(xiàn)PFC電路穩(wěn)壓控制和功率因素校正,輸出平滑的380V直流給后級DC-DC轉(zhuǎn)換電路。
注:在PFC電路的檢修過程中,PFC校正過程可以忽略,可以把PFC電路當(dāng)作一級升壓型的開關(guān)穩(wěn)壓電源處理,其工作原理與普通開關(guān)穩(wěn)壓電源基本類似。PFC在電源電路中的作用有兩個:校正功率因素、升壓。該電路的引入使得電源板具有在90~260V市電下工作的超寬電壓適應(yīng)能力。
3.4 主要外圍器件作用
P1為輸出穩(wěn)壓反饋電壓輸入和過、欠壓保護檢測端,外接取樣電路器件,R114~119變質(zhì)將導(dǎo)致輸出電壓升高;R114~119開路,PFC可能處于間歇工作狀態(tài)或不開機。電容C102漏電將導(dǎo)致PFC電路輸出電壓升高或保護;C109擊穿或漏電將導(dǎo)致輸出電壓降低; R114~119組成的取樣電路器件通常不允許在工作中突然開路,否則將導(dǎo)致PFC電路MOS管擊穿(正常情況下只要R114~119不開路,當(dāng)輸出電壓達到設(shè)定值的1.07倍時PFC電路即自動保護)。 P2外接電容C103為軟啟動延時電容,其開路,軟啟動失效(啟動不延時),擊穿或漏電將導(dǎo)致PFC電路不啟動或啟動困難。 P3為輸入電壓欠壓檢測端,當(dāng)該腳電壓低于2.4V時,PFC電路不啟動;外接電阻R102~106為取樣分壓電阻,其出現(xiàn)變質(zhì)或開路,可導(dǎo)致PFC電路無法啟動;外接濾波電容C104、C105開路電路可工作、擊穿或漏電時PFC處于保護狀態(tài),電路無法啟動。 P4為過流保護取樣電流輸入端,外接電阻R100、R101為過流保護取樣電阻,當(dāng)流入該腳的電流達到200微安時,PFC電路自動保護。故R100變質(zhì)可導(dǎo)致電源無法啟動。 P5為內(nèi)部乘法器外接控制端,電容C106的取舍決定PFC電路工作模式,接入此電容,PFC工作于平均電流模式;不接入此電容PFC工作于峰值電流模式(電容開路對PFC電路輸出基本無影響)。若C106漏電或擊穿,PFC輸出電壓將升高,外接電阻R105變質(zhì),PFC帶負載能力變差。 P7為激勵信號輸出端,外接驅(qū)動緩沖三極管Q102和放電回路器件等。Q103為放電三極管,該器件在MOS管截止時負責(zé)泄放MOS管結(jié)電容上的反峰電壓,它的存在直接關(guān)系到PFC電路的效率和器件安全。在這些器件中,D103、104,R122、120、R111、Q103等禁止開路工作。 ZD101若擊穿則PFC電路不工作,若漏電可能發(fā)生MOS管激勵不足,開關(guān)損耗加大、過熱而擊穿。 P8為VCC端,正常啟動電壓12.0~14.5V。外接二極管ZD100變質(zhì)、擊穿可導(dǎo)致15V副電源崩潰,所有與15V電源有關(guān)的電路均不能啟動, R118變質(zhì)可導(dǎo)致PFC電路不工作。
3.5 附:功率因素相關(guān)常識
3.5.1 什么是功率因素
在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù),用符號cosΦ表示,在數(shù)值上,功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S。 簡單的說,功率因素指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關(guān)系,也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量電力被有效利用的程度,當(dāng)功率因素值越大,代表其電力利用率越高。交換式電源供應(yīng)器(開關(guān)穩(wěn)壓電源)上的功率因素校正器的工作原理是:通過控制調(diào)整交流電電流輸入的時間與波型,使其與直流電電壓波型盡可能一致,讓功率因素趨近于1。
3.5.2為什么要進行功率因素校正
由于半導(dǎo)體變流技術(shù)的發(fā)展,電器產(chǎn)品對電能的利用效率得到了大幅地提高,但大量的開關(guān)電源和晶閘管的使用也導(dǎo)致了諧波電流的產(chǎn)生。諧波電流具有十分嚴重的危害性,它一方面加重了電網(wǎng)中線負擔(dān),大量非線性負載產(chǎn)生的諧波電流將流過中線造成中線過負荷,嚴重情況下將燒毀中線,引發(fā)火災(zāi);另一方面它又加重了電網(wǎng)高壓電容的負擔(dān),電網(wǎng)用戶變壓器一般都接有高壓電容用以濾除電網(wǎng)高頻干擾,而高頻的諧波電流流過電容將使溫度上升甚至發(fā)生爆炸;另外,諧波電流還能引起電網(wǎng)電壓波形畸變,從而危及其他電器的運行安全。故功率因素校正對于大功率電子設(shè)備而言至關(guān)重要。一般狀況下,電子設(shè)備沒有功率因素校正(Power Factor Correction, PFC)時,其PF值約0.5。而PFC電路不但對180V—265V間的電壓波動有完全的控制能力,還可對電壓的穩(wěn)定起到保護和控制作用,減少因不穩(wěn)定電流而引起的各種設(shè)備故障,徹底避免諧波電流帶來的危害,有效提高公用電網(wǎng)的純潔度,從而大幅提高電源的安全性能,并使用戶利益得到切實保障。
3.5.3 有哪些國家出臺了有關(guān)PFC的考核規(guī)定
2001年1月,歐盟開始對電子設(shè)備諧波進行考核,規(guī)定凡輸出功率在75W~600W范圍間之電子設(shè)備產(chǎn)品,都必須通過諧波測試[Harmonics test(EN 61000-3-2)],測量待測物對電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的諧波干擾;中國自2002年5月起,規(guī)定凡***機關(guān)采購的功率大于75W的電子設(shè)備,皆需考核功率因素;日本已著手研擬關(guān)于節(jié)約電力的各項方案。這是一種未來的趨勢,隨著世界能源危機的不斷加深,各國對用電設(shè)備的功率因素考核相關(guān)規(guī)定正日趨嚴格。
3.5.4什么是主動式/被動式功率因素校正
(Active/Passive PFC) 被動式PFC,使用由電感、電容等組合而成的電路來降低諧波電流,其輸入電流為低頻的50Hz到60Hz,因此需要大量的電感與電容。而且其功率因素校正僅達75%~80%。主動式PFC使用主動組件 (控制線路及功率型開關(guān)式組件power sine conductor On/Off switch),基本運作原理為調(diào)整輸入電流波型使其與輸入電壓波形盡可能相似,功率因素校正值可達近乎100%。 此外主動式PFC有另一項重要附加價值,即電源供應(yīng)器輸入電壓范圍可擴增為90VAC到264VAC的全域電壓。但主動式PFC電路的成本也相對較高。
3.5.5 為什么主動式PFC優(yōu)于被動式PFC
A、主動式PFC提升功率因素值至95%以上,被動式PFC約只能改善至75%。換言之,主動式PFC比被動式PFC能節(jié)約更多的能源。 B、采用主動式PFC的電源供應(yīng)器的重量,較用笨重組件的被動式PFC產(chǎn)品要輕巧許多,而產(chǎn)品走向輕薄小是未來3C市場必然趨勢。 主動式PFC的優(yōu)點:校正效果遠優(yōu)于歐洲的 EN 諧波規(guī)范,即便未來規(guī)格更趨嚴格也都能符合規(guī)定。隨著IC零件需求增加,成本將隨之降低。較無原料短缺的風(fēng)險。較被動式專業(yè)的解決方案。能以較低成本帶來全域電壓的高附加價值。功率因素接近完美的100%,使電力利用率極佳化,對環(huán)保有益。且主動式PFC因成本不隨輸出功率增加而上升,故擁有較好的競爭力。 被動式PFC的缺點: 當(dāng)歐洲EN的諧波規(guī)范越來越嚴格時,電感量產(chǎn)的質(zhì)量需提升,而生產(chǎn)難度將提高。沉重重量增加電源供應(yīng)器在運輸過程損壞的風(fēng)險。原料短缺的風(fēng)險較高。如電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定的不正確,容易產(chǎn)生震動噪音。當(dāng)電源供應(yīng)器輸出超過300瓦以上,被動式PFC在材料成本及產(chǎn)品性能表現(xiàn)上將越不具競爭力。
3.5.6如何區(qū)別電源產(chǎn)品是否主動式功率因素校正[Page]
知道了主動式功率因素校正的好處后,可以采用以下方法判定電源產(chǎn)品是否采用了主動式功率因素校正電路: A、看文字敘述:準確率90%以上。因為功率因素校正是很有用的功能,廠商當(dāng)然希望能藉此吸引消費者,所以有此功能的設(shè)備多附文字描述。所以有看到"功率因素校正"、"Power Factor Correct"或 "PFC"這些字眼的產(chǎn)品,都是有功率因素校正功能的。 B、看銘牌標稱功率和相關(guān)認證,國家已經(jīng)把大功率用電設(shè)備的功率因素指標納入產(chǎn)品3C認證考核項目,如:功率大于75W的電視產(chǎn)品,必須加PFC電路。 C、看規(guī)格書:準確率100%。若有功率因素校正功能,在其產(chǎn)品規(guī)格書中應(yīng)該可以看到功率因素(Power Factor,PF)的值, 我們知道PF值要大于90%以上才是主動式的功率因素校正。
4、 24V-2 DC-DC電源工作原理
4.1 24V-2 電源原理圖
(如附圖4)
4.2 IC200/NCP1395功能簡介引腳功能 NCP1395A/B提供了設(shè)計可靠諧振式電源供應(yīng)器所需的各種功能,它獨特的設(shè)計架構(gòu)包含了一個1.0MHz的高精度壓控振蕩器,它的工作方式可以適應(yīng)多種反饋控制。保護功能方面:可根據(jù)允許故障時間的長短,分為快保護和慢保護兩種方式,可以滿足不同保護需要;還有輸入欠壓保護、光耦失效監(jiān)測等在內(nèi)完備的保護功能設(shè)計。不需要外加復(fù)雜的電路設(shè)計就可以讓電源安全工作,可調(diào)整的驅(qū)動延遲可以輕松實現(xiàn)小的共通電流,特別在工作頻率增高的情況下。
NCP1395引腳功能描述
1腳 最低工作頻率設(shè)定端——外接電阻越大電源最低頻率越低;
2腳 最高工作頻率設(shè)定端——外接電阻越大電源最低頻率越低;
3腳 死區(qū)時間設(shè)定端——該腳接一個電阻到地設(shè)定死區(qū)時間,保證上、下管不共通,以實現(xiàn)軟開通(10腳與11腳之間的驅(qū)動間隔),電阻大死區(qū)時間大;
4腳 軟啟動端——該腳接一個電容到地,設(shè)定軟啟動效果,避免開機時電流過大;
5腳 穩(wěn)壓取樣反饋——光耦的電流流向該腳產(chǎn)生一電壓,控制壓控振蕩器,使頻率變動以適應(yīng)不同負載條件,同時該點如果沒電壓(光耦失效),電路會自動進入保護狀態(tài)(工作于打嗝模式);
6腳 錯誤檢測時間設(shè)定——設(shè)定失效出現(xiàn)到關(guān)閉驅(qū)動進入保護狀態(tài)的時間,該腳有輸出電流對外部電容電阻充電,當(dāng)充電電壓到4V時,內(nèi)部保護電路工作;
7腳 欠壓保護檢測腳,啟動電壓必須高于1.03V,否則電源瑣死;
8腳 芯片模擬地
9腳 芯片電源地
10腳 激勵輸出低
11腳 激勵輸出高
12腳 VCC(電源)
13腳 快關(guān)斷控制(電壓輸入)腳——當(dāng)該點電壓高過內(nèi)部比較器基準電壓時,所有驅(qū)動關(guān)閉;
14腳 慢關(guān)斷控制腳——當(dāng)該點電壓高過內(nèi)部比較器基準電壓后,而且這種失效還要持續(xù)一定時間(6腳設(shè)定),然后關(guān)閉驅(qū)動;
15腳運算跨導(dǎo)放大器輸出端——一般用作某種檢測信號的輸出(與16腳一起應(yīng)用),可以有多種用途,把想采樣的信號放大、快關(guān)斷控制輸出腳;
16腳 運算跨導(dǎo)放大器輸入端——本機中用作過流保護檢測電壓輸入
4.3 IC201/NCP5181高壓功率MOS管驅(qū)動器,引腳功能
P1 激勵信號輸入端
P2 激勵信號輸入端
P3地
P4 LO驅(qū)動輸出
P5電源VCC15V
P6 自舉端
P7 HI驅(qū)動輸出
P8 自舉電壓輸入端
4.4 工作流程簡述
IC200為準諧振模式電源轉(zhuǎn)換控制器,在電路中主要用來完成電源轉(zhuǎn)換的振蕩和穩(wěn)壓控制。當(dāng)P12端15V供電正常,P7端BO(欠壓保護檢測端)電壓高于1.03V時,P10/11端開始輸出激勵信號到后極IC201(高壓功率MOS管驅(qū)動器),繼而控制兩個大功率MOS管交替工作,完成380-24V DC-DC變換。
4.5主要外圍器件作用
R204、R205為外接最低、最高工作頻率設(shè)定電阻。R204用于設(shè)定電源工作最低頻率,其開路時電源默認工作頻率為40k,此時,電源大功率下的負載能力比較強;R205用于設(shè)定電源工作最高頻率,若開路電源最高工作頻率只能是100k,此時可能出現(xiàn)低負載(空載)情況下電源異響、不開機等現(xiàn)象。此二電阻的阻值與工作頻率成反比。 P3外接驅(qū)動死區(qū)時間設(shè)定電阻,該電阻阻值越大,死區(qū)時間越長,當(dāng)R206阻值變大到一定程度后,電源帶負載能力差、MOS管損耗加大而過熱擊穿。 P4外接軟啟動延時電容C200,若開路,軟啟動延時失效(電源可啟動)。若短路,電源不啟動。 P5為FB反饋端,外接電容開路電源工作無明顯變化,漏電將導(dǎo)致輸出電壓過高,自動保護。短路電源工作與間歇振蕩狀態(tài)。外接的光耦為穩(wěn)壓取樣反饋用,其內(nèi)部發(fā)光管變質(zhì)可能導(dǎo)致輸出電壓升高,光敏三極管擊穿、漏電可能導(dǎo)致電源輸出電壓下降,不開機等故障,同時該腳還受控于P15端輸出的過流保護控制電壓的影響,Q202擊穿可能導(dǎo)致電源自動保護無輸出。
P6為錯誤檢測時間設(shè)定端,與P14輸入的慢關(guān)斷信號聯(lián)合動作實現(xiàn)保護,當(dāng)外接電阻R207開路,保護電路提前動作,電源可能表現(xiàn)為帶負載能力差等;若電容C202短路,保護電路不動作。 P7端為欠壓保護檢測端,該腳外接分壓網(wǎng)絡(luò)器件開路或者C203漏電導(dǎo)致輸入電壓低于1.03V時,電源無法啟動(正常工作電壓約1.2V)。 P10 下管、P11上管激勵信號輸出端,外接電阻R217、R218任一開路電源均不工作,阻值變大可能導(dǎo)致MOS管激勵不足發(fā)熱增加,電源帶負載能力下降等問題。 P12為Vcc端,正常工作電壓15V。 P13為快關(guān)斷保護檢測電壓輸入端,該腳的輸入電壓受誤差放大器反饋電壓和過流保護控制電壓的雙重影響,動作時可以直接停止激勵信號輸出實現(xiàn)快速保護。外接電阻R212開路將導(dǎo)致電源帶負載能力差、輸出電壓低等故障;R213開路,電源輸出過載自保護能力將下降。 P14腳為慢關(guān)斷控制電壓輸入端,其控制需與P6外圍電路聯(lián)合動作,有一定的時間延遲。外接電阻R211開路,可能導(dǎo)致電源輸出帶負載能力差、無輸出等故障。R215開路可能導(dǎo)致不保護。 P15為過流檢測控制電壓輸出端,該腳輸出高電平時Q202導(dǎo)通,快速關(guān)斷激勵信號輸出,同時控制FB端使輸出電壓降低。 P16為過流保護檢測電壓輸入端,外接有一個由取樣互感器T201、整流濾波D205~8、抗干擾網(wǎng)絡(luò)C207、R219、R220等組成的過流保護取樣電路。在該電路中,R219、C207開路,均可導(dǎo)致保護電路誤動作、電源無輸出。T201為1:100互感器,可以視為一個MOS源極電流取樣放大器——因本電源工作電流很大,不適合采取在輸出回路串連電阻的方法進行電流取樣,而變壓器取樣損耗小、同時還有電壓放大能力。T201繞組開路或短路、D205~8擊穿、R220開路、C207漏電等均可導(dǎo)致過流保護電路不動作! IC201為高壓功率MOS管驅(qū)動器,其P6端可視為自舉參考“地”,正常工作時P8相對于P6電壓始終高約15V,以此保證MOS正常的開關(guān)控制。自舉電容C224、208容量減小或漏電都可能導(dǎo)致MOS管因激勵不足而過載損壞(同時損壞NCP5181)! C211為隔離和負半周能量供給電容,其容量減小電源帶負載能下降,擊穿,電源不能正常工作,并可導(dǎo)致IC201/ NCP5181的擊穿損壞。
5、24V-1/12VDC-DC電源工作原理
5.1 24V-1/12VDC-DC原理圖 (如附圖5)
5.2IC400 /NCP1377引腳功能
P1 去磁檢測(兼有過壓保護功能)
P2 穩(wěn)壓取樣反饋
P3 過流保護檢測
P4 地 P5 驅(qū)動輸出
P6 15V電源
P7 空
P8 空
圖5
5.3 工作流程
當(dāng)IC400的P6上電后,P5開始輸出激勵電壓,此后Q400源極外接電流檢測電阻產(chǎn)生一個電壓反饋到P3端,控制內(nèi)部電路完成靠前個振蕩周期,此后T400的3-4繞組反饋脈沖信號給P1端(去磁檢測端),控制內(nèi)部電路輸出穩(wěn)定的激勵控制脈沖。同時(FB端)反饋電壓送到P2端控制內(nèi)部電路調(diào)整激勵脈沖占空比,實現(xiàn)電源穩(wěn)壓,電源啟動完成。此后P3端只負責(zé)過流保護檢測,當(dāng)P3端對地電壓達到0.9~1.2V時,電源進入過流保護狀態(tài)。[Page]
5.4 外圍器件作用
R400、R401組成去磁檢測(兼過壓保護)反饋取樣分壓電路,當(dāng)R400開路或變質(zhì)使得P1端電壓高于7V時,電源進入過壓保護狀態(tài)(重負載情況下)。當(dāng)R401開路、C401短路/漏電時,電源輸出電壓無明顯變化,但會引發(fā)電源波形畸變、干擾加重、效率下降等問題。 P2(FB端)反饋濾波電容C402擊穿,電源處于保護狀態(tài),無電壓輸出。 P3外接過流保護取樣R406變質(zhì)導(dǎo)致P3端反饋電壓過于1V時,電源進入過流保護狀態(tài)。 P4外接激勵脈沖耦合電阻變質(zhì)到一定程度時,將導(dǎo)致MOS管欠激勵,開關(guān)損耗增大、帶負載能力變差、MOS管過載擊穿等問題。 R406為反偏置電阻,其變質(zhì)將導(dǎo)致MOS管不能正常截止,輕者發(fā)熱嚴重,重者擊穿損壞。 C406為谷底檢測回路電容,其開路和容量減小將導(dǎo)致電源干擾加重,MOS管溫升高、損壞等故障。 C404、R405、D404等組成了反峰吸收回路,電路器件若有開路將導(dǎo)致MOS管擊穿或電源保護。 R412、R415、IC402等組成了誤差取樣放大電路,R412阻值變大,輸出電壓升高,R415阻值變大,輸出電壓下降。 R408為精密過流保護檢測取樣電阻(康銅絲),若虛焊將導(dǎo)致電源(副電壓15V)過流保護?。ㄦi定無輸出?。?BR>
6、輸出過流/壓保護電路
6.1 電源輸出端過流、過壓保護電路原理圖
6.2 IC500 /LM358引腳功能
P1 out-1 輸出-1
P2 in-1- 反相輸入端
P3 in-1+ 正相輸入端
P4 地
P5 in-2+ 正相輸入端
P6 in-2- 反相輸入端
P7 out-2 輸出-2
P8 電源
6.3 工作流程
本電源電路設(shè)計有完備的過流、過壓、欠壓保護電路。其中24V/12V輸出過流、過壓保護電路由:過流保護取樣電阻R408、R228、過壓取樣二極管D503~5、比較器基準源IC501、比較器LM358、保護自鎖定和控制管Q302、Q304,副電源控制開關(guān)Q300、Q301等幾部分組成。當(dāng)LM358的P1、P7之一輸出高電平時,Q302/304組成的自鎖電路鎖定,使Q300、Q301組成的副電源控制開關(guān)關(guān)閉,PFC、兩路DC-DC控制器IC因為沒有15V供電而停止工作,電源板除+5V副電源外的所有輸出為0V,實現(xiàn)保護。
6.4 主要器件損壞的故障現(xiàn)象和原因
D502/503變質(zhì)(穩(wěn)壓值下降或者漏電),會導(dǎo)致過壓保護電路誤動作,過流保護取樣電阻虛焊,會導(dǎo)致過流保護電路提前動作。 IC501為IC500內(nèi)部比較器提供比較電壓基準,其穩(wěn)壓值下降將導(dǎo)致過流過壓保護電路提前動作,其開路可能導(dǎo)致過流過壓保護電路不動作。因所有保護都是通過切斷15V副電源實現(xiàn)的,故該控制回路中器件變質(zhì)都可能導(dǎo)致保護失效或者保護電路誤動作(具體問題具體分析)。
7、其他保護電路原理簡介
本電源每一級電路都設(shè)計有過流、過壓,欠壓保護電路,具體有:
7.1 PFC電路: IC100的P3為欠壓保護檢測端,該腳輸入電壓必須高于2.4V,當(dāng)取樣電路故障或輸入電壓過低導(dǎo)致該腳電壓低于2.4V時PFC電路不工作。P4為過流保護檢測端,當(dāng)流過該腳的電流達到0.2mA,PFC電路即停止工作。
7.2 副電源電路: IC300的P5啟動供電端,外接有一個欠壓檢測電路,當(dāng)市電整流電壓低于120V時,副電源不啟動。P1外接有過流保護取樣電阻,當(dāng)該腳對地電壓達到0.77V時,副電源停止工作。 IC300的P4內(nèi)部過壓保護工作過程:P4的保護功能和原邊的過電流保護(OCP)電路分開,內(nèi)置了過負載保護(OLP)電路。過負載保護電路的功能是,當(dāng)負載邊發(fā)生異常時,如果過負載狀態(tài)(OCP 動作使漏極電流處于被限制的狀態(tài))持續(xù)一定的時間,會使振蕩動作停止。過負載狀態(tài)(OCP 動作使漏極電流處于被限制的狀態(tài))、由于副邊輸出電壓降低的緣故,副邊的誤差放大器和光電耦合器關(guān)斷。當(dāng)光電耦合器處于關(guān)斷狀態(tài)時,由于沒有反饋信號IFB,從FB/OLP 端子流出的定電流IOLP=26μA (TYP)經(jīng)過二極管D308 對電容C315以一定的斜率充電。電容C3 的電壓被充電到OLP 門坎電壓VOLP=7.2V (TYP)時,振蕩動作停止。和OCP動作一樣,OLP 動作后會由于UVLO 動作而進入間隙振蕩狀態(tài),但當(dāng)過負載狀態(tài)被解除時,會自動返回,恢復(fù)到通常的動作狀態(tài)。 IC300的P2 Vcc 端內(nèi)部有過壓保護檢測電路,但該腳輸入電壓超過31V (TYP)時、鎖定電路動作,電源停止振蕩無輸出。
7.3 24V-2主DC-DC變換電路: NCP1395轉(zhuǎn)換控制器P7端為輸入電壓欠壓檢測端,外接分壓電路,正常啟動時該腳電壓必須大于1.03V,否則電源無法啟動。P16端為過流檢測電壓輸入端,當(dāng)內(nèi)部比較電路動作后從P15端輸出控制電壓,同時控制FB端和P13/14端,快速關(guān)斷激勵信號,實現(xiàn)過流保護。
7.4 12V/24V-1 DC-DC變換電路: NCP1377的P1腳為去磁檢測兼過壓保護檢測端,當(dāng)該腳電壓達到7V以上時,內(nèi)部電路開始動作。P3端為過流保護端,當(dāng)該腳電壓大于1V時電源進入保護狀態(tài)。
三、常見故障檢修流程
1、只有待機5V正常其余各組電源均無輸出 (檢修流程如附圖7)
2、5V和12V/24V-1正常,背光電源無輸出 (檢修流程如附圖8)
注:出于安全和能效考核等因素的綜合考慮,本電源設(shè)計為:當(dāng)PFC電路輸出電壓過低或不工作時,12V和24V-1電源因負載較輕,可以有正常的輸出。而24V-2(背光電源)由于本身負載重,在低輸入電壓情況下不能正常工作,故設(shè)計有一個欠壓保護電路,當(dāng)PFC輸入電壓低于啟動最低要求電壓時(欠壓保護檢測端電壓低于1.03V),24V-2 DC-DC變換電路不工作,無輸出。
四、電源檢修注意事項
1、本電源靠近交流輸入接口的一側(cè)的三個散熱片均帶220V市電。檢修測量時謹防觸電!使用示波器測量波形必須加隔離電容或隔離變壓器,否則會導(dǎo)致電網(wǎng)短路和儀表損壞!
2、本電源PFC電路輸出電壓近400V,且工作電流很大。對濾波電容的安全容限要求很高,故不得使用任何普通國產(chǎn)電容代替PFC主濾波電容,否則可能導(dǎo)致火災(zāi)!
3、嚴禁在脫開過流過壓保護控制回路的情況下,將電源接入電視機開機測試——輸出電壓異常升高可能導(dǎo)致屏模組損壞!若必須做在路測試,則必須保證在過流、過壓保護電路工作正常的情況下進行!
4、檢修測量前無論電源是否能正常啟動,均需對C110/112等做放電處理。放電不得采取導(dǎo)線直接短路法放電(直接短路放電瞬間沖擊電流過大,可能導(dǎo)致電容內(nèi)部導(dǎo)線開路、打火——引發(fā)火災(zāi)、電路MOS管或IC等敏感器件損壞等嚴重后果),應(yīng)采取在電容的兩端并聯(lián)一阻值大于300歐、功率大于10W的電阻進行放電(比較簡單的方法如:拿電烙鐵的插頭在電容引腳上觸碰數(shù)次放電)。
5、由于12V、24V-1為同一電源輸入,而穩(wěn)壓取樣點設(shè)在12V輸出上,因12V輸出電路濾波電容容量很大,在12V電源空載時,24V輸出電壓可能會偏低、帶負載能力差(采用模擬負載試驗時),此現(xiàn)象并非故障。該電路的設(shè)計是:只有12V負載電流足夠大,24V輸出才能正常。 6、本電源DC-DC電路輸出整流二極管均為肖特基二極管,反向恢復(fù)時間為n秒級,普通二極管或者快恢復(fù)二極管均不能用于替換,故必須使用原型號或性能相當(dāng)?shù)男ぬ鼗O管代換!
7、附圖所示參考電壓為當(dāng)電源全部空載情況下,強制(短路ON接+5V電源)啟動各電源情況下,用VC980D數(shù)字萬用表測的參考電壓。因副電源穩(wěn)壓取樣點設(shè)計在5V上,當(dāng)5V空載時,原邊的各繞組輸出電壓帶負載能力相應(yīng)下降,故輔助電源輸出電壓只有約15V,若給5V電源接入約500mA負載電流,正常工作時的輔助電源電壓會高于15V(約17.5V)。另:由于儀表頻響特性和采樣率等技術(shù)指標限制,與實際工作電壓有較大出入,僅有開關(guān)控制電壓,啟動供電(vcc)、欠壓保護端的電壓比較接近真實值,故以上電壓僅供參考!
8、由于個人水平限制加之能獲取的上游芯片供應(yīng)廠商技術(shù)支持有限,相關(guān)原理剖析可能存在錯誤,望廣大同行能及時發(fā)現(xiàn)和指正![Page]
完結(jié)...
該電源為創(chuàng)維公司自行設(shè)計生產(chǎn)的靠前種52寸大屏幕液晶電視內(nèi)置電源, BOM編號:168P-P52TTN-00,PCB板編號:5800-52TTN-00,成品物料編號:543L-0952TT-00,主設(shè)計師為電源所的高博。 該電源設(shè)計輸出功率400W,實際使用功率350W,電源效率高于80%,功率因素高于0.9。
設(shè)計允許負載電流: 5V(待機電源)0.5A; 24V-1(伴音電源)1.5A; 12V(USB及主板供電)4A; 24V-2(背光板供電)15A。 本電源由整流濾波網(wǎng)絡(luò)、待機輔助電源(以下稱副電源)、PFC、兩路獨立DC-DC、輸出過流、過壓保護電路等五大部分組成。本電源采用成熟的器件和單面板設(shè)計,免調(diào)試、維修檢測方便、工作穩(wěn)定可靠。已完全替代外廠產(chǎn)品配套使用于創(chuàng)維各型52寸大屏幕液晶電視。
系統(tǒng)構(gòu)架如附圖1所示。
二、基本工作原理
1、電源工作流程簡述
1.1 市電經(jīng)兩極共模抗干擾電路后送全橋整流,輸出約220V脈動直流(濾波后300V),分兩路送副電源(器件位號3字頭部分電路)和功率因素校正PFC電路(器件位號1字頭部分電路),為電源板提供啟動和后繼負載能源。
1.2 市電接通后,待機輔助電源首先啟動,輸出+5V(主板系統(tǒng)電源)到主板系統(tǒng)控制電路,隨后,主板送出一個的開機ON控制信號(約3V),使副電源電路中的待機控制管Q300導(dǎo)通,輸出15V輔助電源為PFC和DC-DC轉(zhuǎn)換控制電路芯片供電。
1.3 當(dāng)PFC控制芯片IC100/NCP1653APG的P8端VCC達到12~14.5V、欠壓檢測P3端電壓達到2.4V以上時,P7端開始輸出激勵控制信號(驅(qū)動MOS管),PFC電路開始工作,在D102負端輸出約380~400V穩(wěn)定的直流電源給后級DC-DC電路供電。
1.4 當(dāng)15V輔助電源和380V直流供電同時送達IC400控制芯片和T300等組成的DC-DC轉(zhuǎn)換電路(15V送到IC400/NCP1377的P6端)時,IC400的P5端開始輸出激勵控制信號,控制由MOS管和T400等組成的DC-DC變換電路輸出穩(wěn)定的12V和24V-1電源,給主板和USB板供電。
1.5 15V和380V電源送到IC200、IC201、T200等組成的+24V-2主DC-DC變換電路、IC200的P7端電壓高于1.03V后, IC200的10、11腳開始輸出激勵控制信號,經(jīng)IC201緩沖后驅(qū)動兩個MOS管,控制DC-DC電路輸出穩(wěn)定的24V-2直流給液晶屏背光板供電。
1.6 輸出保護控制原理簡述,IC500和IC501、R408、R228、D503等組成了電源輸出過流、過壓保護電路。當(dāng)IC500的1、7腳(任意一腳)輸出高電平時,由Q304、Q302等組成的保護控制自鎖電路鎖定,Q301導(dǎo)通、Q300截止,關(guān)斷15V輔助電源,PFC和DC-DC轉(zhuǎn)換電路控制芯片因沒有15V供電而全部停止工作。電源板除5V外所有電源無輸出,實現(xiàn)過流過壓保護。
2、 5V/15V副電源工作原理
2.1、 副電源原理圖(如附圖2所示)
2.2 IC300/STRA6159M
引腳功能簡介 P1 原邊過電流檢出信號輸入端(外接取樣電阻,取樣電壓高于0.77V保護電路動作,電源無輸出); P2 Vcc控制電路的電源輸入端(啟動電壓17.5V,工作維持電壓高于10.5V即可); P3 地; P4 定電壓控制信號/過負載保護信號輸入(電壓反饋取樣輸入腳FB); P5 啟動電源輸入腳(可直接接電源、本機設(shè)計有外接欠壓保護電路,當(dāng)電壓低于120V時,該腳無電壓,電源不啟動); P6 空腳; P7/8 內(nèi)部MOS管漏極。
2.3 工作流程
本副電源為主板CPU控制系統(tǒng)和電源板其余各IC提供輔助電源,如果它不能正常工作,整機將癱瘓。當(dāng)市電接通后,IC300的P5有正常的啟動供電(該供電僅在啟動瞬間起作用,啟動完成后P5端無需電流輸入),起動電流由啟動端子(P5)連接到輸入電壓經(jīng)整流后的直流電壓部分構(gòu)成。從啟動端子輸入的電流被IC內(nèi)部電路定電流處理后(800μA Typ)經(jīng)IC內(nèi)部給連接在Vcc端子(P2)外的電容C309充電。當(dāng)電容上的電壓上升到動作開始電源電壓Vcc(ON)=17.5V (TYP)時,副電源開始動作(注:到動作開始為止的起動時間僅由電容C309的容量決定,而和啟動端子的直流電壓無關(guān))。此后T400的P4端的感應(yīng)電壓經(jīng)過D303整流、C309濾波為P2端提供大于17.5V的VCC電壓,電源啟動完成。此時R316~318、IC301、IC304等組成的誤差取樣電路,將輸出電壓變化信息反饋到P4(FB)端,控制內(nèi)部激勵信號占空比實現(xiàn)電源的穩(wěn)壓輸出。副電源輸出的5V為主板CPU控制電路供電,待主板控制電路工作正常后,發(fā)出(主電源)開機控制信號ON送回電源板,使Q300導(dǎo)通,把15V輔助電源送到后級PFC和DC-DC校正電路VCC端,此后主電源啟動。
注:P4端的OFF Timer 電路決定MOS FET 的關(guān)斷時間,并產(chǎn)生MOS FET導(dǎo)通開始的定時脈沖信號。這和通常的PWM 控制方式不同,如果IC內(nèi)部的OCP比較器和FB比較器沒有輸出ON期間中止信號給PRC Latch復(fù)位端子(R),MOS FET 將不被關(guān)斷,振蕩動作不會繼續(xù)。
2.4 主要外圍器件作用
P1外接R300為過流保護取樣電阻,當(dāng)其上的壓降達到0.77V時電源即進入過流保護狀態(tài),無5V和15V電源輸出。故該電阻變質(zhì)可能導(dǎo)致過流保護控制電路誤動作,電源表現(xiàn)為帶負載能力差或無法正常啟動! 保護過程:在每個脈沖內(nèi),對MOS 管的漏極電流的峰值進行檢測,當(dāng)漏極電流的檢出(1腳和3腳GND間的)電壓達到OCP端子的門坎電壓0.77V (TYP)時,MOS 管被關(guān)斷。注:此保護在負載電流正常后可自動解除。 P4外接電容C303為抗干擾電容,若擊穿電源無輸出,若漏電將導(dǎo)致副電源輸出電壓低。D308、C315等組成了輸出過載保護動作延時電路。C315若開路,電源正常工作時無明顯變化,若短路或嚴重漏電,將導(dǎo)致電源過載時過載保護電路不動作而擊穿MOS管。D308是為防止電源正常工作時C315接入電路產(chǎn)生不良影響而設(shè)立的,該二極管擊穿或者漏電時,由于和光電耦合器并聯(lián)的電容C315的電容值較大,該端子FB功能對負載變化的響應(yīng)會變壞(穩(wěn)壓性能變差)。 IC304為取樣誤差放大器,外接取樣電阻R317阻值變大,輸出電壓升高;R318阻值變大,輸出電壓降低;IC301若內(nèi)部光敏三極管擊穿、漏電,輸出電壓變低;發(fā)光二極管老化,輸出電壓升高。
Q300、Q301等組成了(PFC、DC-DC)待機控制電路,當(dāng)Q300擊穿時,15V輔助電源無法關(guān)斷,主電源無法關(guān)閉。當(dāng)Q300放大能力下降、內(nèi)阻增高時,可能導(dǎo)致15V輔助電源電壓輸出過低,PFC和DC-DC電路無法啟動。另外Q301不能進入飽和狀態(tài)或內(nèi)助增加也會導(dǎo)致輔助電源電壓下降,PPFC和DC-DC電路無法正常啟動。 R312、D301等組成了反峰吸收回路,當(dāng)D301漏電可能導(dǎo)致電壓過熱,開路則會導(dǎo)致IC300損壞。 D305~9為欠壓保護二極管,若有擊穿或漏電,可導(dǎo)致欠壓保護失效;若開路,則電源不啟動,無5V和15V輸出。
3、PFC電路工作原理
3.1 PFC電路原理圖 (如附圖3)
3.2 IC100引腳功能說明
1腳 FB反饋/關(guān)斷端 作用:
1)該點正常電壓范圍在2.5V以下;
2)當(dāng)由于某種原因輸出電壓升高(過壓情況出現(xiàn))輸出電壓高到1.07倍原來設(shè)定電壓時,7腳沒有驅(qū)動信號輸出,輸出電壓回落,起到過壓保護作用;
3)輸出電壓低,如Rfb斷開或在輸入交流電壓太低時開機, 1腳電壓變低,該芯片是進入低功耗工作模式。芯片關(guān)斷條件為:當(dāng)流入一腳的電流低于Iref的8%時,也就是Rfb斷開時。
2腳 控制電壓/軟啟動 作用:
1) 控制電壓(它最終作為控制電流Icontrol,參與控制5腳電壓)控制輸入阻抗實現(xiàn)功率因數(shù)校正;
2)軟啟動,當(dāng)該點電壓為0時該芯片無輸出,當(dāng)開機時,該點電壓慢慢升高,驅(qū)動輸出的占空比可以慢慢變大,起到了軟啟動的效果。軟啟動延遲時間的設(shè)置,根據(jù)從后級電路啟動情況綜合考慮。 3腳 輸入電壓檢測腳 作用:該點電壓與輸入電壓的有效值成比例,當(dāng)檢測端的輸入電壓低于約2.4V時電源處于欠壓保護狀態(tài)(無輸出)。[Page]
4腳 過流保護取樣端 作用:當(dāng)從該點流出電流達200微安時驅(qū)動無輸出,這與電流采樣電阻(Rcs)有關(guān)系, 該電流還參與5腳電壓控制(功率因數(shù)調(diào)整)。
5腳 乘法器外接電阻、電容端
6腳 地
7腳 激勵信號輸出腳 作用: 1) PFC 驅(qū)動波形調(diào)制(7腳); 2) PFC 電路部分的輸入阻抗設(shè)置,與該腳對地電阻成比例; 3) 平均電流模式(該腳加電容到地)和峰值電流模式的切換控制端。
8腳 電源 說明:IC的供電腳。該芯片的工作電壓范圍可以在8.75V~18V,啟動電壓12.25V~14.5V。
3.3 PFC電路工作流程
當(dāng)IC100的P8端有正常的15V供電、P3電壓檢測端有大于2.4V的電壓輸入時,PFC電路開始啟動,由P7端輸出激勵控制信號,經(jīng)Q102緩沖,推動兩個MOS管工作。R114~117組成的輸出電壓取樣反饋電路對輸出電壓進行取樣,反饋到IC100的P1端,實現(xiàn)PFC電路穩(wěn)壓控制和功率因素校正,輸出平滑的380V直流給后級DC-DC轉(zhuǎn)換電路。
注:在PFC電路的檢修過程中,PFC校正過程可以忽略,可以把PFC電路當(dāng)作一級升壓型的開關(guān)穩(wěn)壓電源處理,其工作原理與普通開關(guān)穩(wěn)壓電源基本類似。PFC在電源電路中的作用有兩個:校正功率因素、升壓。該電路的引入使得電源板具有在90~260V市電下工作的超寬電壓適應(yīng)能力。
3.4 主要外圍器件作用
P1為輸出穩(wěn)壓反饋電壓輸入和過、欠壓保護檢測端,外接取樣電路器件,R114~119變質(zhì)將導(dǎo)致輸出電壓升高;R114~119開路,PFC可能處于間歇工作狀態(tài)或不開機。電容C102漏電將導(dǎo)致PFC電路輸出電壓升高或保護;C109擊穿或漏電將導(dǎo)致輸出電壓降低; R114~119組成的取樣電路器件通常不允許在工作中突然開路,否則將導(dǎo)致PFC電路MOS管擊穿(正常情況下只要R114~119不開路,當(dāng)輸出電壓達到設(shè)定值的1.07倍時PFC電路即自動保護)。 P2外接電容C103為軟啟動延時電容,其開路,軟啟動失效(啟動不延時),擊穿或漏電將導(dǎo)致PFC電路不啟動或啟動困難。 P3為輸入電壓欠壓檢測端,當(dāng)該腳電壓低于2.4V時,PFC電路不啟動;外接電阻R102~106為取樣分壓電阻,其出現(xiàn)變質(zhì)或開路,可導(dǎo)致PFC電路無法啟動;外接濾波電容C104、C105開路電路可工作、擊穿或漏電時PFC處于保護狀態(tài),電路無法啟動。 P4為過流保護取樣電流輸入端,外接電阻R100、R101為過流保護取樣電阻,當(dāng)流入該腳的電流達到200微安時,PFC電路自動保護。故R100變質(zhì)可導(dǎo)致電源無法啟動。 P5為內(nèi)部乘法器外接控制端,電容C106的取舍決定PFC電路工作模式,接入此電容,PFC工作于平均電流模式;不接入此電容PFC工作于峰值電流模式(電容開路對PFC電路輸出基本無影響)。若C106漏電或擊穿,PFC輸出電壓將升高,外接電阻R105變質(zhì),PFC帶負載能力變差。 P7為激勵信號輸出端,外接驅(qū)動緩沖三極管Q102和放電回路器件等。Q103為放電三極管,該器件在MOS管截止時負責(zé)泄放MOS管結(jié)電容上的反峰電壓,它的存在直接關(guān)系到PFC電路的效率和器件安全。在這些器件中,D103、104,R122、120、R111、Q103等禁止開路工作。 ZD101若擊穿則PFC電路不工作,若漏電可能發(fā)生MOS管激勵不足,開關(guān)損耗加大、過熱而擊穿。 P8為VCC端,正常啟動電壓12.0~14.5V。外接二極管ZD100變質(zhì)、擊穿可導(dǎo)致15V副電源崩潰,所有與15V電源有關(guān)的電路均不能啟動, R118變質(zhì)可導(dǎo)致PFC電路不工作。
3.5 附:功率因素相關(guān)常識
3.5.1 什么是功率因素
在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù),用符號cosΦ表示,在數(shù)值上,功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S。 簡單的說,功率因素指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關(guān)系,也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量電力被有效利用的程度,當(dāng)功率因素值越大,代表其電力利用率越高。交換式電源供應(yīng)器(開關(guān)穩(wěn)壓電源)上的功率因素校正器的工作原理是:通過控制調(diào)整交流電電流輸入的時間與波型,使其與直流電電壓波型盡可能一致,讓功率因素趨近于1。
3.5.2為什么要進行功率因素校正
由于半導(dǎo)體變流技術(shù)的發(fā)展,電器產(chǎn)品對電能的利用效率得到了大幅地提高,但大量的開關(guān)電源和晶閘管的使用也導(dǎo)致了諧波電流的產(chǎn)生。諧波電流具有十分嚴重的危害性,它一方面加重了電網(wǎng)中線負擔(dān),大量非線性負載產(chǎn)生的諧波電流將流過中線造成中線過負荷,嚴重情況下將燒毀中線,引發(fā)火災(zāi);另一方面它又加重了電網(wǎng)高壓電容的負擔(dān),電網(wǎng)用戶變壓器一般都接有高壓電容用以濾除電網(wǎng)高頻干擾,而高頻的諧波電流流過電容將使溫度上升甚至發(fā)生爆炸;另外,諧波電流還能引起電網(wǎng)電壓波形畸變,從而危及其他電器的運行安全。故功率因素校正對于大功率電子設(shè)備而言至關(guān)重要。一般狀況下,電子設(shè)備沒有功率因素校正(Power Factor Correction, PFC)時,其PF值約0.5。而PFC電路不但對180V—265V間的電壓波動有完全的控制能力,還可對電壓的穩(wěn)定起到保護和控制作用,減少因不穩(wěn)定電流而引起的各種設(shè)備故障,徹底避免諧波電流帶來的危害,有效提高公用電網(wǎng)的純潔度,從而大幅提高電源的安全性能,并使用戶利益得到切實保障。
3.5.3 有哪些國家出臺了有關(guān)PFC的考核規(guī)定
2001年1月,歐盟開始對電子設(shè)備諧波進行考核,規(guī)定凡輸出功率在75W~600W范圍間之電子設(shè)備產(chǎn)品,都必須通過諧波測試[Harmonics test(EN 61000-3-2)],測量待測物對電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的諧波干擾;中國自2002年5月起,規(guī)定凡***機關(guān)采購的功率大于75W的電子設(shè)備,皆需考核功率因素;日本已著手研擬關(guān)于節(jié)約電力的各項方案。這是一種未來的趨勢,隨著世界能源危機的不斷加深,各國對用電設(shè)備的功率因素考核相關(guān)規(guī)定正日趨嚴格。
3.5.4什么是主動式/被動式功率因素校正
(Active/Passive PFC) 被動式PFC,使用由電感、電容等組合而成的電路來降低諧波電流,其輸入電流為低頻的50Hz到60Hz,因此需要大量的電感與電容。而且其功率因素校正僅達75%~80%。主動式PFC使用主動組件 (控制線路及功率型開關(guān)式組件power sine conductor On/Off switch),基本運作原理為調(diào)整輸入電流波型使其與輸入電壓波形盡可能相似,功率因素校正值可達近乎100%。 此外主動式PFC有另一項重要附加價值,即電源供應(yīng)器輸入電壓范圍可擴增為90VAC到264VAC的全域電壓。但主動式PFC電路的成本也相對較高。
3.5.5 為什么主動式PFC優(yōu)于被動式PFC
A、主動式PFC提升功率因素值至95%以上,被動式PFC約只能改善至75%。換言之,主動式PFC比被動式PFC能節(jié)約更多的能源。 B、采用主動式PFC的電源供應(yīng)器的重量,較用笨重組件的被動式PFC產(chǎn)品要輕巧許多,而產(chǎn)品走向輕薄小是未來3C市場必然趨勢。 主動式PFC的優(yōu)點:校正效果遠優(yōu)于歐洲的 EN 諧波規(guī)范,即便未來規(guī)格更趨嚴格也都能符合規(guī)定。隨著IC零件需求增加,成本將隨之降低。較無原料短缺的風(fēng)險。較被動式專業(yè)的解決方案。能以較低成本帶來全域電壓的高附加價值。功率因素接近完美的100%,使電力利用率極佳化,對環(huán)保有益。且主動式PFC因成本不隨輸出功率增加而上升,故擁有較好的競爭力。 被動式PFC的缺點: 當(dāng)歐洲EN的諧波規(guī)范越來越嚴格時,電感量產(chǎn)的質(zhì)量需提升,而生產(chǎn)難度將提高。沉重重量增加電源供應(yīng)器在運輸過程損壞的風(fēng)險。原料短缺的風(fēng)險較高。如電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定的不正確,容易產(chǎn)生震動噪音。當(dāng)電源供應(yīng)器輸出超過300瓦以上,被動式PFC在材料成本及產(chǎn)品性能表現(xiàn)上將越不具競爭力。
3.5.6如何區(qū)別電源產(chǎn)品是否主動式功率因素校正[Page]
知道了主動式功率因素校正的好處后,可以采用以下方法判定電源產(chǎn)品是否采用了主動式功率因素校正電路: A、看文字敘述:準確率90%以上。因為功率因素校正是很有用的功能,廠商當(dāng)然希望能藉此吸引消費者,所以有此功能的設(shè)備多附文字描述。所以有看到"功率因素校正"、"Power Factor Correct"或 "PFC"這些字眼的產(chǎn)品,都是有功率因素校正功能的。 B、看銘牌標稱功率和相關(guān)認證,國家已經(jīng)把大功率用電設(shè)備的功率因素指標納入產(chǎn)品3C認證考核項目,如:功率大于75W的電視產(chǎn)品,必須加PFC電路。 C、看規(guī)格書:準確率100%。若有功率因素校正功能,在其產(chǎn)品規(guī)格書中應(yīng)該可以看到功率因素(Power Factor,PF)的值, 我們知道PF值要大于90%以上才是主動式的功率因素校正。
4、 24V-2 DC-DC電源工作原理
4.1 24V-2 電源原理圖
(如附圖4)
4.2 IC200/NCP1395功能簡介引腳功能 NCP1395A/B提供了設(shè)計可靠諧振式電源供應(yīng)器所需的各種功能,它獨特的設(shè)計架構(gòu)包含了一個1.0MHz的高精度壓控振蕩器,它的工作方式可以適應(yīng)多種反饋控制。保護功能方面:可根據(jù)允許故障時間的長短,分為快保護和慢保護兩種方式,可以滿足不同保護需要;還有輸入欠壓保護、光耦失效監(jiān)測等在內(nèi)完備的保護功能設(shè)計。不需要外加復(fù)雜的電路設(shè)計就可以讓電源安全工作,可調(diào)整的驅(qū)動延遲可以輕松實現(xiàn)小的共通電流,特別在工作頻率增高的情況下。
NCP1395引腳功能描述
1腳 最低工作頻率設(shè)定端——外接電阻越大電源最低頻率越低;
2腳 最高工作頻率設(shè)定端——外接電阻越大電源最低頻率越低;
3腳 死區(qū)時間設(shè)定端——該腳接一個電阻到地設(shè)定死區(qū)時間,保證上、下管不共通,以實現(xiàn)軟開通(10腳與11腳之間的驅(qū)動間隔),電阻大死區(qū)時間大;
4腳 軟啟動端——該腳接一個電容到地,設(shè)定軟啟動效果,避免開機時電流過大;
5腳 穩(wěn)壓取樣反饋——光耦的電流流向該腳產(chǎn)生一電壓,控制壓控振蕩器,使頻率變動以適應(yīng)不同負載條件,同時該點如果沒電壓(光耦失效),電路會自動進入保護狀態(tài)(工作于打嗝模式);
6腳 錯誤檢測時間設(shè)定——設(shè)定失效出現(xiàn)到關(guān)閉驅(qū)動進入保護狀態(tài)的時間,該腳有輸出電流對外部電容電阻充電,當(dāng)充電電壓到4V時,內(nèi)部保護電路工作;
7腳 欠壓保護檢測腳,啟動電壓必須高于1.03V,否則電源瑣死;
8腳 芯片模擬地
9腳 芯片電源地
10腳 激勵輸出低
11腳 激勵輸出高
12腳 VCC(電源)
13腳 快關(guān)斷控制(電壓輸入)腳——當(dāng)該點電壓高過內(nèi)部比較器基準電壓時,所有驅(qū)動關(guān)閉;
14腳 慢關(guān)斷控制腳——當(dāng)該點電壓高過內(nèi)部比較器基準電壓后,而且這種失效還要持續(xù)一定時間(6腳設(shè)定),然后關(guān)閉驅(qū)動;
15腳運算跨導(dǎo)放大器輸出端——一般用作某種檢測信號的輸出(與16腳一起應(yīng)用),可以有多種用途,把想采樣的信號放大、快關(guān)斷控制輸出腳;
16腳 運算跨導(dǎo)放大器輸入端——本機中用作過流保護檢測電壓輸入
4.3 IC201/NCP5181高壓功率MOS管驅(qū)動器,引腳功能
P1 激勵信號輸入端
P2 激勵信號輸入端
P3地
P4 LO驅(qū)動輸出
P5電源VCC15V
P6 自舉端
P7 HI驅(qū)動輸出
P8 自舉電壓輸入端
4.4 工作流程簡述
IC200為準諧振模式電源轉(zhuǎn)換控制器,在電路中主要用來完成電源轉(zhuǎn)換的振蕩和穩(wěn)壓控制。當(dāng)P12端15V供電正常,P7端BO(欠壓保護檢測端)電壓高于1.03V時,P10/11端開始輸出激勵信號到后極IC201(高壓功率MOS管驅(qū)動器),繼而控制兩個大功率MOS管交替工作,完成380-24V DC-DC變換。
4.5主要外圍器件作用
R204、R205為外接最低、最高工作頻率設(shè)定電阻。R204用于設(shè)定電源工作最低頻率,其開路時電源默認工作頻率為40k,此時,電源大功率下的負載能力比較強;R205用于設(shè)定電源工作最高頻率,若開路電源最高工作頻率只能是100k,此時可能出現(xiàn)低負載(空載)情況下電源異響、不開機等現(xiàn)象。此二電阻的阻值與工作頻率成反比。 P3外接驅(qū)動死區(qū)時間設(shè)定電阻,該電阻阻值越大,死區(qū)時間越長,當(dāng)R206阻值變大到一定程度后,電源帶負載能力差、MOS管損耗加大而過熱擊穿。 P4外接軟啟動延時電容C200,若開路,軟啟動延時失效(電源可啟動)。若短路,電源不啟動。 P5為FB反饋端,外接電容開路電源工作無明顯變化,漏電將導(dǎo)致輸出電壓過高,自動保護。短路電源工作與間歇振蕩狀態(tài)。外接的光耦為穩(wěn)壓取樣反饋用,其內(nèi)部發(fā)光管變質(zhì)可能導(dǎo)致輸出電壓升高,光敏三極管擊穿、漏電可能導(dǎo)致電源輸出電壓下降,不開機等故障,同時該腳還受控于P15端輸出的過流保護控制電壓的影響,Q202擊穿可能導(dǎo)致電源自動保護無輸出。
P6為錯誤檢測時間設(shè)定端,與P14輸入的慢關(guān)斷信號聯(lián)合動作實現(xiàn)保護,當(dāng)外接電阻R207開路,保護電路提前動作,電源可能表現(xiàn)為帶負載能力差等;若電容C202短路,保護電路不動作。 P7端為欠壓保護檢測端,該腳外接分壓網(wǎng)絡(luò)器件開路或者C203漏電導(dǎo)致輸入電壓低于1.03V時,電源無法啟動(正常工作電壓約1.2V)。 P10 下管、P11上管激勵信號輸出端,外接電阻R217、R218任一開路電源均不工作,阻值變大可能導(dǎo)致MOS管激勵不足發(fā)熱增加,電源帶負載能力下降等問題。 P12為Vcc端,正常工作電壓15V。 P13為快關(guān)斷保護檢測電壓輸入端,該腳的輸入電壓受誤差放大器反饋電壓和過流保護控制電壓的雙重影響,動作時可以直接停止激勵信號輸出實現(xiàn)快速保護。外接電阻R212開路將導(dǎo)致電源帶負載能力差、輸出電壓低等故障;R213開路,電源輸出過載自保護能力將下降。 P14腳為慢關(guān)斷控制電壓輸入端,其控制需與P6外圍電路聯(lián)合動作,有一定的時間延遲。外接電阻R211開路,可能導(dǎo)致電源輸出帶負載能力差、無輸出等故障。R215開路可能導(dǎo)致不保護。 P15為過流檢測控制電壓輸出端,該腳輸出高電平時Q202導(dǎo)通,快速關(guān)斷激勵信號輸出,同時控制FB端使輸出電壓降低。 P16為過流保護檢測電壓輸入端,外接有一個由取樣互感器T201、整流濾波D205~8、抗干擾網(wǎng)絡(luò)C207、R219、R220等組成的過流保護取樣電路。在該電路中,R219、C207開路,均可導(dǎo)致保護電路誤動作、電源無輸出。T201為1:100互感器,可以視為一個MOS源極電流取樣放大器——因本電源工作電流很大,不適合采取在輸出回路串連電阻的方法進行電流取樣,而變壓器取樣損耗小、同時還有電壓放大能力。T201繞組開路或短路、D205~8擊穿、R220開路、C207漏電等均可導(dǎo)致過流保護電路不動作! IC201為高壓功率MOS管驅(qū)動器,其P6端可視為自舉參考“地”,正常工作時P8相對于P6電壓始終高約15V,以此保證MOS正常的開關(guān)控制。自舉電容C224、208容量減小或漏電都可能導(dǎo)致MOS管因激勵不足而過載損壞(同時損壞NCP5181)! C211為隔離和負半周能量供給電容,其容量減小電源帶負載能下降,擊穿,電源不能正常工作,并可導(dǎo)致IC201/ NCP5181的擊穿損壞。
5、24V-1/12VDC-DC電源工作原理
5.1 24V-1/12VDC-DC原理圖 (如附圖5)
5.2IC400 /NCP1377引腳功能
P1 去磁檢測(兼有過壓保護功能)
P2 穩(wěn)壓取樣反饋
P3 過流保護檢測
P4 地 P5 驅(qū)動輸出
P6 15V電源
P7 空
P8 空
圖5
5.3 工作流程
當(dāng)IC400的P6上電后,P5開始輸出激勵電壓,此后Q400源極外接電流檢測電阻產(chǎn)生一個電壓反饋到P3端,控制內(nèi)部電路完成靠前個振蕩周期,此后T400的3-4繞組反饋脈沖信號給P1端(去磁檢測端),控制內(nèi)部電路輸出穩(wěn)定的激勵控制脈沖。同時(FB端)反饋電壓送到P2端控制內(nèi)部電路調(diào)整激勵脈沖占空比,實現(xiàn)電源穩(wěn)壓,電源啟動完成。此后P3端只負責(zé)過流保護檢測,當(dāng)P3端對地電壓達到0.9~1.2V時,電源進入過流保護狀態(tài)。[Page]
5.4 外圍器件作用
R400、R401組成去磁檢測(兼過壓保護)反饋取樣分壓電路,當(dāng)R400開路或變質(zhì)使得P1端電壓高于7V時,電源進入過壓保護狀態(tài)(重負載情況下)。當(dāng)R401開路、C401短路/漏電時,電源輸出電壓無明顯變化,但會引發(fā)電源波形畸變、干擾加重、效率下降等問題。 P2(FB端)反饋濾波電容C402擊穿,電源處于保護狀態(tài),無電壓輸出。 P3外接過流保護取樣R406變質(zhì)導(dǎo)致P3端反饋電壓過于1V時,電源進入過流保護狀態(tài)。 P4外接激勵脈沖耦合電阻變質(zhì)到一定程度時,將導(dǎo)致MOS管欠激勵,開關(guān)損耗增大、帶負載能力變差、MOS管過載擊穿等問題。 R406為反偏置電阻,其變質(zhì)將導(dǎo)致MOS管不能正常截止,輕者發(fā)熱嚴重,重者擊穿損壞。 C406為谷底檢測回路電容,其開路和容量減小將導(dǎo)致電源干擾加重,MOS管溫升高、損壞等故障。 C404、R405、D404等組成了反峰吸收回路,電路器件若有開路將導(dǎo)致MOS管擊穿或電源保護。 R412、R415、IC402等組成了誤差取樣放大電路,R412阻值變大,輸出電壓升高,R415阻值變大,輸出電壓下降。 R408為精密過流保護檢測取樣電阻(康銅絲),若虛焊將導(dǎo)致電源(副電壓15V)過流保護?。ㄦi定無輸出?。?BR>
6、輸出過流/壓保護電路
6.1 電源輸出端過流、過壓保護電路原理圖
6.2 IC500 /LM358引腳功能
P1 out-1 輸出-1
P2 in-1- 反相輸入端
P3 in-1+ 正相輸入端
P4 地
P5 in-2+ 正相輸入端
P6 in-2- 反相輸入端
P7 out-2 輸出-2
P8 電源
6.3 工作流程
本電源電路設(shè)計有完備的過流、過壓、欠壓保護電路。其中24V/12V輸出過流、過壓保護電路由:過流保護取樣電阻R408、R228、過壓取樣二極管D503~5、比較器基準源IC501、比較器LM358、保護自鎖定和控制管Q302、Q304,副電源控制開關(guān)Q300、Q301等幾部分組成。當(dāng)LM358的P1、P7之一輸出高電平時,Q302/304組成的自鎖電路鎖定,使Q300、Q301組成的副電源控制開關(guān)關(guān)閉,PFC、兩路DC-DC控制器IC因為沒有15V供電而停止工作,電源板除+5V副電源外的所有輸出為0V,實現(xiàn)保護。
6.4 主要器件損壞的故障現(xiàn)象和原因
D502/503變質(zhì)(穩(wěn)壓值下降或者漏電),會導(dǎo)致過壓保護電路誤動作,過流保護取樣電阻虛焊,會導(dǎo)致過流保護電路提前動作。 IC501為IC500內(nèi)部比較器提供比較電壓基準,其穩(wěn)壓值下降將導(dǎo)致過流過壓保護電路提前動作,其開路可能導(dǎo)致過流過壓保護電路不動作。因所有保護都是通過切斷15V副電源實現(xiàn)的,故該控制回路中器件變質(zhì)都可能導(dǎo)致保護失效或者保護電路誤動作(具體問題具體分析)。
7、其他保護電路原理簡介
本電源每一級電路都設(shè)計有過流、過壓,欠壓保護電路,具體有:
7.1 PFC電路: IC100的P3為欠壓保護檢測端,該腳輸入電壓必須高于2.4V,當(dāng)取樣電路故障或輸入電壓過低導(dǎo)致該腳電壓低于2.4V時PFC電路不工作。P4為過流保護檢測端,當(dāng)流過該腳的電流達到0.2mA,PFC電路即停止工作。
7.2 副電源電路: IC300的P5啟動供電端,外接有一個欠壓檢測電路,當(dāng)市電整流電壓低于120V時,副電源不啟動。P1外接有過流保護取樣電阻,當(dāng)該腳對地電壓達到0.77V時,副電源停止工作。 IC300的P4內(nèi)部過壓保護工作過程:P4的保護功能和原邊的過電流保護(OCP)電路分開,內(nèi)置了過負載保護(OLP)電路。過負載保護電路的功能是,當(dāng)負載邊發(fā)生異常時,如果過負載狀態(tài)(OCP 動作使漏極電流處于被限制的狀態(tài))持續(xù)一定的時間,會使振蕩動作停止。過負載狀態(tài)(OCP 動作使漏極電流處于被限制的狀態(tài))、由于副邊輸出電壓降低的緣故,副邊的誤差放大器和光電耦合器關(guān)斷。當(dāng)光電耦合器處于關(guān)斷狀態(tài)時,由于沒有反饋信號IFB,從FB/OLP 端子流出的定電流IOLP=26μA (TYP)經(jīng)過二極管D308 對電容C315以一定的斜率充電。電容C3 的電壓被充電到OLP 門坎電壓VOLP=7.2V (TYP)時,振蕩動作停止。和OCP動作一樣,OLP 動作后會由于UVLO 動作而進入間隙振蕩狀態(tài),但當(dāng)過負載狀態(tài)被解除時,會自動返回,恢復(fù)到通常的動作狀態(tài)。 IC300的P2 Vcc 端內(nèi)部有過壓保護檢測電路,但該腳輸入電壓超過31V (TYP)時、鎖定電路動作,電源停止振蕩無輸出。
7.3 24V-2主DC-DC變換電路: NCP1395轉(zhuǎn)換控制器P7端為輸入電壓欠壓檢測端,外接分壓電路,正常啟動時該腳電壓必須大于1.03V,否則電源無法啟動。P16端為過流檢測電壓輸入端,當(dāng)內(nèi)部比較電路動作后從P15端輸出控制電壓,同時控制FB端和P13/14端,快速關(guān)斷激勵信號,實現(xiàn)過流保護。
7.4 12V/24V-1 DC-DC變換電路: NCP1377的P1腳為去磁檢測兼過壓保護檢測端,當(dāng)該腳電壓達到7V以上時,內(nèi)部電路開始動作。P3端為過流保護端,當(dāng)該腳電壓大于1V時電源進入保護狀態(tài)。
三、常見故障檢修流程
1、只有待機5V正常其余各組電源均無輸出 (檢修流程如附圖7)
2、5V和12V/24V-1正常,背光電源無輸出 (檢修流程如附圖8)
注:出于安全和能效考核等因素的綜合考慮,本電源設(shè)計為:當(dāng)PFC電路輸出電壓過低或不工作時,12V和24V-1電源因負載較輕,可以有正常的輸出。而24V-2(背光電源)由于本身負載重,在低輸入電壓情況下不能正常工作,故設(shè)計有一個欠壓保護電路,當(dāng)PFC輸入電壓低于啟動最低要求電壓時(欠壓保護檢測端電壓低于1.03V),24V-2 DC-DC變換電路不工作,無輸出。
四、電源檢修注意事項
1、本電源靠近交流輸入接口的一側(cè)的三個散熱片均帶220V市電。檢修測量時謹防觸電!使用示波器測量波形必須加隔離電容或隔離變壓器,否則會導(dǎo)致電網(wǎng)短路和儀表損壞!
2、本電源PFC電路輸出電壓近400V,且工作電流很大。對濾波電容的安全容限要求很高,故不得使用任何普通國產(chǎn)電容代替PFC主濾波電容,否則可能導(dǎo)致火災(zāi)!
3、嚴禁在脫開過流過壓保護控制回路的情況下,將電源接入電視機開機測試——輸出電壓異常升高可能導(dǎo)致屏模組損壞!若必須做在路測試,則必須保證在過流、過壓保護電路工作正常的情況下進行!
4、檢修測量前無論電源是否能正常啟動,均需對C110/112等做放電處理。放電不得采取導(dǎo)線直接短路法放電(直接短路放電瞬間沖擊電流過大,可能導(dǎo)致電容內(nèi)部導(dǎo)線開路、打火——引發(fā)火災(zāi)、電路MOS管或IC等敏感器件損壞等嚴重后果),應(yīng)采取在電容的兩端并聯(lián)一阻值大于300歐、功率大于10W的電阻進行放電(比較簡單的方法如:拿電烙鐵的插頭在電容引腳上觸碰數(shù)次放電)。
5、由于12V、24V-1為同一電源輸入,而穩(wěn)壓取樣點設(shè)在12V輸出上,因12V輸出電路濾波電容容量很大,在12V電源空載時,24V輸出電壓可能會偏低、帶負載能力差(采用模擬負載試驗時),此現(xiàn)象并非故障。該電路的設(shè)計是:只有12V負載電流足夠大,24V輸出才能正常。 6、本電源DC-DC電路輸出整流二極管均為肖特基二極管,反向恢復(fù)時間為n秒級,普通二極管或者快恢復(fù)二極管均不能用于替換,故必須使用原型號或性能相當(dāng)?shù)男ぬ鼗O管代換!
7、附圖所示參考電壓為當(dāng)電源全部空載情況下,強制(短路ON接+5V電源)啟動各電源情況下,用VC980D數(shù)字萬用表測的參考電壓。因副電源穩(wěn)壓取樣點設(shè)計在5V上,當(dāng)5V空載時,原邊的各繞組輸出電壓帶負載能力相應(yīng)下降,故輔助電源輸出電壓只有約15V,若給5V電源接入約500mA負載電流,正常工作時的輔助電源電壓會高于15V(約17.5V)。另:由于儀表頻響特性和采樣率等技術(shù)指標限制,與實際工作電壓有較大出入,僅有開關(guān)控制電壓,啟動供電(vcc)、欠壓保護端的電壓比較接近真實值,故以上電壓僅供參考!
8、由于個人水平限制加之能獲取的上游芯片供應(yīng)廠商技術(shù)支持有限,相關(guān)原理剖析可能存在錯誤,望廣大同行能及時發(fā)現(xiàn)和指正![Page]
完結(jié)...
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液晶電視電源板電路圖
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