长虹50英寸高清系列等离子电视,部分采用三星等离子S50HW-YD02屏组件,该产品画质优异,性能稳定,深受广大消费者喜爱。该系列电视电源型号为lJ44-00132B,与三星以前的50英寸电源相比,有较大的不同。并且该电源也适用于三星42英寸(LJ44-00132A),两者区别在于:LJ44-00132A电源功率较LJ44-00132B小,VAMP电压在LJ44-00132B设置为24V,在LJ44-00132A上设置为12V。

      长虹50英寸高清系列等离子彩电(采用三星等离子S50HW-YD02屏组件)的电源型号为LJ44-00132B,主要由进线抗干扰电路、待机电压形成电路、功率因数校正电路、低电压形成电路、高电压形成电路及保护电路组成。该电源实物见本期彩页。该电源采用单面印制电路板,设有电源管理CPU进行整机工作时序和保护控制。热地的保护控制由四电压比较器KIA393来比较判断电路的工作状态,冷地部分的保护电路采用电源管理集成电路U910和KIA393、KIA358进行监测。除待机5V电路形成电路外,其他电路部分采用了目前最热门的LLC谐振电路来提高电源的功率密度,降低自身功耗和体积。电路框图见图1。


一、进线抗干扰电路
       主电源上的进线抗干扰电路由电压过高限制电路、进线抗干扰滤波电路组成,见图2。

       该部分电路与常见的进线抗干扰电路基本相同,不同的地方是由VAR101组成的交流电压过高限制电路/防雷击电路。当从插座CN8001输入的电压过高时(火线和零线)或有雷电进入时,压敏电阻VAR101的两端电压升高,当该电压超过VAR101的保护电压值时, VAR101接近短路,输入电流就会增大,使F181(8A)、F182(8A)因过流而熔断,从而实现过压和防雷保护。
二、待机5V电压形成电路
       待机5V形成电路见图3。


       该电路采用安森美的NCP1200D1作为主控制器。该控制器带有一个工作在40kHz、60kHz或100kHz 固定频率的内部结构(NCP1200D1的固定频率为100kHz),可以驱动低门控充电开关器件。NCP1200D1内部框图见图4。


1.待机5V电路电路启动过程
        220V交流电压从插座CN8001送入电源板后,经过压保护电路和进线抗干扰电路滤除电网的干扰和电源自身产生的干扰后,再经TH101 D110、D111整流,C124滤波后,形成待300V电压。
         C124( 450V/22uF)上的300V带有纹波的直流电压经开关变压器T101的初级绕组加到大功率场效应管Q110的漏极。同时,交流220V电压经D116、R115整流,C107滤除杂波后,形成140V的脉动直流电压,加到U110 (NCP1200D1)的⑧脚,U110内部的高压恒流源电路工作,经U110内部的高压恒流源,以4mA的电流向集成电路⑥脚外部的C125(47uF/50V)充电,当C125上的电压达到11.4V时,高压恒流源被切断,内部100Hz振荡电路工作,输出驱动信号经内部放大器处理后,从⑤脚输出驱动脉冲信号加到Q110(11N80)的栅极,使Q110工作在开关状态,在T101的初级绕组形成变化的电流,并产生磁场,把电能转变成磁能储存在T101中。
2.次级输出电压
       T101的次级绕组感应的电压经D120、R105整流,
C126滤波后,形成14V电压,经D141隔离后加到Q115(PNP)管的发射极。同时,该电压经R109限流、ZD110稳压成13.1V加到Q115的基极,使其处于放大导通状态,输出稳压后的12.5V电压,为集成电路U110的⑥脚供电。
        T101次级绕组产生的感应脉冲经D150整流,C175、C176滤波后形成5.2V的待机5VSB直流电压,为冷地部分的电源管理CPU等后续电路供电。
        T101次级绕组产生的感应脉冲经D122整流、C127滤波后,形成约18V的直流电压,为电源的热地部分电路供电。
        T101次级绕组产生的感应脉冲经D120整流、C126滤波后,形成14V电压;再经D121隔离C145滤波后,形成13.5V电压为U971{MC33167 )及外围元器件供电。
3.稳压电路和保护电路
        稳压电路主要由U181 (KIA431A)、PC111(P421)、U110( NCP1200D1 )及外围元器件构成。其工作原理与常见的稳压电路完全相同。
        保护电路由过载保护电路、稳压回路开环保护电路、过温保护电路和过压保护电路组成。
        过载保护:当5VSB电压因某种原因过流时,5VSB 电压下降,R151和R154分压后的电压下降,U181的阴极灌流电流减小。对U110的②脚分流作用减小,当U110的②脚电压上升到4.1V时,并且U1 10③脚检测到的电流信号也增大,U110进入过载保护模式,发出低占空比驱动信号,此时U110的供电电压不足,C125上的电压线形下降,当U110的⑥脚电压降到9.8V时,过载情况仍然存在,为防止动态自供电电路(DSS)触发,U110会终止驱动脉冲输出,使待机5V形成电路无电压输出。
        稳压回路开环保护:当待机5V电路的稳压回路开环时,U110的②脚没有电流被分流,②脚电压迅速上升到4.1V,集成电路进入开环保护模式,U110发出低占空比驱动信号,此时,U110的供电电压不够,C125上的电压线性下降;当U110的⑥脚电压降到9.8V时,过载情况仍然存在,为防止动态自供电电路(DSS) 触发,U110会终止驱动脉冲输出,使待机5V形成电路无电压输出。
         过温保护:当某种原因造成U110的温度异常升高,并且芯片温度达到140C时,内部过温保护电路动作,终止驱动脉冲输出,使待机5V形成电路无电压输出。
         过压保护:过压保护电路主要由齐纳二极管ZD130、Q131、Q115及外围元器件组成。正常工作时,ZD130的稳压值大于D120整流、C126滤波后形成的14V电压,ZD130没有电流流过,Q131的基极没有电流流过,Q131截止,不影响Q115的放大状态。
         当某种原因造成D120整流、C126滤波后的电压升高时,ZD130齐纳击穿,经R141和R140分流后,使Q131导通,把Q115的基极电位拉低,Q115进入饱和导通状态。D120整流C126滤波后的电压经D141、Q115的e、c极直接加到U110的⑥脚。当U110的⑥脚电压大于或等于16V时,保护电路动作,U110终止驱动脉冲输出,使待机5V形成电路无电压输出。

三、功率因数校正电路的启动控制和校正电路

1.功率因数校正电路的启动控制电路

        功率因数校正电路启动控制电路主要受主板送入的开/待机信号控制,见图5。当主板送出低电平PS-ON信号经R910加到电源管理CPU(U910)的13脚,单片机U910进入正常开机工作状态,从10脚输出低电平的控制信号,经R912、R187、R170分压后,加到Q155的基极,Q155截止。5VSB电压经R163直接加到Q178的基极,Q178导通,5VSB电压经R162、光耦PC110内部的发光二极管、Q178的c、e极到地,PC110内部的发光二极管发光、光敏三极管等效电阻降低,使Q112导通。Q112 导通后,热地部分的19V电压经Q112 (B985) 的e、c极加到U111(KIA7815)的输入脚,经U111稳压后,形成15V直流电压送入功率因数校正控制集成电路U201的⑧脚,U201得电工作,启动功率因数校正电路进入正常工作状态。

2.功率因数校正电路

         功率因数校正电路实际采用安森美公司生产的功率因数控制芯片NCP1653A,电路原理图见图6。NCP1653A是一款设计成连续导通型(cCM)的功率因数校正升压电路模式的PFC控制电路,该芯片内部集成了高可靠的保护功能电路。在本机中的工作频率固定在100kHz ,集成块内部框图见图7。

          U201(NCP1653A )的②脚外接电容C205为软启动电容,⑧脚输入15V电压瞬间②脚电压约等于oV,随后电容逐渐充电,②脚电压逐渐.上升到正常值U201才进入正常工作状态,从⑦脚输出驱动脉冲信号,经R208送入Q201、Q202组成的互补推挽放大电路,然后送往功率管Q203和Q204的控制极,使其进入开关工作状态。当Q203和Q204导通时,BD201、BD202输出的100Hz脉动直流电经L201、Q203和Q204的漏极-源极R206回到BD201和BD202的负端,电感L201储能;当Q203和Q204截止时,Q203和Q204的栅极电荷通过D240、D241、Q202的e、c极泄放。Q203、Q204截止后,L201感应的磁能叠加上输入到L201的100Hz脉动直流电,经D211整流C227、C228滤波后,形成395V的PFC电压。
         BD201和BD202整流出的100Hz脉动直流电压还经R201、R202、R203和R204限流、C203和C204滤除高频干扰后,送入U201的③脚(内部乘法器的输入端);同时,U201的④脚检测到的电流信号(R206取样,R205限流)也送入內部乘法器的输入端。经乘法器处理后控制⑦脚输出的脉冲信号相位,使驱动信号包络波形与桥堆BD801S整流出的100Hz脉冲信号同相,从而提高BD801S的导通时间,达到功率因数校正的目的。PFC输出的395V电压还经R229、R230、R231和集成块内部电路组成的取样电路取样后,形成的FB信号送入U201的①脚。该B信号直接正比于PFC输出电压,反映了PFC输出电压的高低。在U201内部,FB信号经处理后形成的控制信号控制⑦脚输出脉冲的宽窄,使PFC电感L201储能时间改变,以保持PFC电压稳定,不受负载和交流输入电压影响。
          PFC电路自身主要有以下五路保护电路:
    过电压保护(OVP):当PFC的输出电压异常升高时,经R229、R230、R231和C231滤波后,送入U201①脚电流Ifb也异常升高,当高过基准电流的107%时,U201进入保护状态,关闭⑦脚信号输出。电源管理CPU检测到这-异常情况后,整机进入待机状态。
        欠电压保护(UVP)/开环保护:当PFC的输出电压异常降低时,送入U201的①脚电流Ifb也会降低,当低于基准电流的8%时,U201进入保护状态,关闭⑦脚信号输出。电源管理CPU检测到这一异常情况后,整机进入待机状态。同理,功率因数校正电路稳压环路开路时,输入到U201的①脚电流也会低于基准电流的8%,从而发生欠电压保护。
         过流保护(OCP):当PFC输出电压过流时,流过限流电阻R206两端的电流增大,R206两端的电压升高,经R205限流后流入U201的④脚电流升高,当流入④脚的电流Is大于200uA时,过流保护电路动作,关闭⑦脚信号输出。电源管理CPU检测到这一异常情况后,整机进入待机状态。
        过功率限制(OPL):当U201的③脚输入的电流Ivac和④脚输入的电流Is 都升高时,表明PFC的功率异常增加。当Is和Ivac的乘积大于3nA时,保护电路动作,关闭⑦脚信号输出。电源检测到这一异常情况后,整机进入待机状态。
         过热保护电路:U201芯片内部预设有一个感温器件,当内部芯片温度达到150°C时,保护电路动作,关闭⑦脚信号输出;当温度降为120°C时,芯片内部保护功能解除。当保护电路动作时,由于本电源其他保护检测电路的作用,整机保护动作后,不会再进入开机状态,只会工作在待机状态。
四、 热地部分的保护电路及时序控制电路

        该电源的热地部分的保护电路及时序控制电路主要由U971( KIA339P )、U901(KIA431 )及外围元器件组成。KIA339P 是大家熟悉的运算放大器,其内部框图见图8。

1.热地保护电路中的AC-DET电路AC-DET电路

        主要由U971( KIA339P )内部的比较器A、U901( KIA431 )及外围元器件组成,见图9。

        交流220V电压经D123、D125整流,R116.R117和R131分压后,形成一个正比于交流电压的脉动电压,经D124加到U971的④脚(220V时,此电压实测为2.8V)。同时,14V电压经D121、R123加到U901(KIA431)的阴极和参考极形成不受电源电压变化的2.5V基准电源,经R120加到U971的⑤脚(实测此电压为1.7V)。当交流电压正常,即比较器U971的④脚电压高于⑤脚电压时,其②脚为低电平,光耦PC113导通。5VSB 电压经R179、PC113内部的光敏三极管、R909加到电源管理集成电路U910的15脚(3.85V),U910接到这一高电平信号后,判断交流电压输入正常。

         另外,虽然14V电压经R143、R142分压后加到Q131的基极,但由于U971的②脚是低电平,使D140导通,Q131截止。故交流输入电压正常时,Q131不接入电路,对Q115的工作状态无影响。
        当输入的交流电压过低时,即比较器U971的④脚电压低于⑥脚电压时,其②脚为高电平,光耦PC113截止,5VSB电压无法经R179、PC113内部的光敏三极管、R909送入U910的15脚,使15脚电压很低,U910接收到这一低电平信号后,判断交流电压输入不正常,执行交流电压过低保护动作。
        AC DET信号还输出到主板,控制伴音功放电路,执行交流关机静音动作。

2.AC DET保护信号输出到主板电路

         AC DET保护信号输出到主板电路主要由U182(APL5312 )及外围元器件组成,见图10。APL5312 是一个超低噪音,低压差线性稳压器,在2.3V~6V的输入电压情况下,提供高达300mA的输出电流,典型的压差为290mV(电流在300mA情况下),内部电路见图11。

         通电后,AC DET检测电路进入工作状态,把交流电压检测结果从光耦PC113的③脚输出。交流.电压在允许范围内,光耦PC113 "的③脚输出3.9V的直流电压,直接,加到U182的③脚,经其内部电路处理后,从⑤脚输出3.28V的直流电压A12V/AC DET信号,加到主板的掉电静音控制电路,使伴音功放的静音控制功能失效;反之,U182③、⑤脚均为低电平,此时静音电路起控,使伴音停止输出。
       当某种原因造成AC DET信号为低电平,比如说直接断开交流电压使U182的③脚和①脚瞬间变为低电平时,⑤脚也输出零电平的A12V/AC DET信号,该信号使掉电静音控制电路动作,使伴音功放输出截止,从而避免断开交流电时,电视机发出噪音。
3.PFC输出电压过高保护电路

         PFC输出电压过高保护电路主要由U971(KIA339P )内部的比较器B、U901( KIA431 )及外围元器件组成,见图12。

         当PFC输出电压在设计值395V时,该电电压经R222、R223、R225、R226、R227和R228分压后,形成一个正比于PFC输出电压的直流电压,经R119限流,C117、c901滤除干扰后,加到U971的⑦脚(比较器B的“+”输入端,实测电压为2.13V),同时U901和R123形成的2.5V基准电压经R128和R149分压后,也加到U971的⑥脚(比较器B的“-”输入端,实测电压为2.33V )。

         当PFC电路由于稳压环路失控造成PFC输出电压异常升高时,经R222、R223、R225、R226、R227和R228分压后的电压升高,加到U971的⑦脚电压也跟着升高,而加到U971⑥脚的电压是基准2.5V电压供给的,所以⑥脚电压不变。当“+”端电压高于“-”端时,①脚为高电平。该高电平影响两路电路状态:一路经R132直接加到三极管Q120的基极,使Q120截止,PC110和Q112截止,受控18V电压无输出,整机回到待机状态;另一路经D128加到光耦PC114的初级,使PC114导通,此时5VSB电压经R184、PC114内部的光敏三极管和R185到地,在R185,上形成一个高电平的THEM-DET信号,经R182.D183隔离后加到Q162的基极,见图13。

        Q162和Q161组成模拟可控硅电路。高电平的THEM-DET信号加到Q162的基极后,Q162、Q161导通,Q161集电极输出高电平,使Q162锁定在饱和状态,集电极锁定为低电平状态,Q178的控制极也变为低电平,Q178、PC110、Q112截止,没有电压输出,使功率因数校正电路控制集成电路U201及后续工作电路失去供电电压,整机回到待机状态。

4.过热保护电路
        过热保护电路主要由U971( KIA339P )内部的比较器D.U901( KIA431 )及外围元器件组成,见图14。


       正常工作时,热敏电阻TH110的阻值较小。14V电压经D121隔离,R122和TH110分压后加到U971的11脚(比较器D的正相输入端,电压较低,实测电压为0.2V),同时U901与外围元器件组成的2.5V基准电压通过R126加到U971的10脚(比较器D的反相输入端,实测电压为2.47V)。
    当电源板过热时,散热片的温度也会跟着升高,TH110的阻值逐渐变大,R122和TH110分压后加到U971 11脚的电压逐渐升高,而加到U971的⑥脚电压是基准2.5V电压供给的,所以10脚电压不会改变。当“+”端电压高于“-”端时,U971的13脚为高电平。PC114导通,5VSB电压经R184、PC114内部的光敏三极管和R185后,在R185上形成一个高电平的THEM-DFT信号,经R182、D183隔离后加到Q162的基极,Q162、Q161导通,Q178、PC110、Q112截止,没有电压输出,功率因数校正电路控制集成电路U201及后续工作电路失去供电电压,整机回到待机状态。
5.12V输出控制电路
        12V输出控制电路主要由U971(KIA339P)内部的比较器C、U901( KiA431 )及外围元器件组成,见图15。


        当功率因数校正电路工作正常后,输出约395V的直流电压PFC OUT,该电压经R222、R223、R225、R226、R227和R228分压后,再经R118限流加到U971的⑧脚(比较器C的反相输入端);同时,U901及外围元器件产生的2.5V基准电压经R127和R129分压后,加到U971的⑨脚(比较器C的正相输入端)。正常时,14脚为低电平。U111输出的15V电压经Q111加到U112(KIA7812)的电压输入端,经U112稳压后,输出12V电压,给VA电压形成控制集成电路U520供电。
        当某种原因造成功率因数校正电路输出电压过低或功率因数校正电路没有工作时, PFC ouT电压降低,加到U971的⑧脚电压也跟着降低。当U971的⑧脚电压低于⑨脚电压时,比较器C翻转,14脚变为高电平,Q111截止,U112没有12V电压输出。通过该电路可以看出,只有保证功率因数校正电路工作后,才能输出12V电压,从而保证电源工作时序,确保电路工作正常。

五、低电压形成电路

       低电压形成电路主要形成VA电压、Vt电压、A12V、vG和VAMP电压,它们公用一个初级控制集成电路U520( L6598 ),电路结构见图16。

       低电压形成电路采用目前市场上热门的LIC谐振半桥拓扑电路。LLC驱动部分选用意法半导体公司(ST)设计生产的L6598作为主控制器,它是一款将谐振变换器与600V的高压半桥驱动器集成于同一芯片的控制IC,可取代单端谐振变换器和多芯片解决方案。
       L6598电源电压Vs的启动门限典型值为10.7V,启动电流为250uA,静态工作电流是2mA。L6598的Vs脚上的钳位电压Vcl为15.6V(±1V),在 Vcl下的最大电源电流Is为25mA。16脚上的最高浮置电源电压(VBOOT )为618V ,14脚上的输出电压(高端参考)范围为-1V~VBooT-18V。

        L6598主要由压控振荡器(VCO)、检测运算放大器(OP AMP)、两个带使能(ENABLE)输入的比较器、控制逻辑、高/低端驱动器、自举驱动器、欠电压保护及软启动电路组成,内部框图见图17所示。

1.工作过程
       当电源电压加到U520(L6598 )12脚上时,内部振荡电路启动进入工作状态,产生的振荡脉冲信号经内部电路处理后形成驱动脉冲信号分别从11脚和15脚输出。其中:11脚输出低边驱动信号,15脚输出高边驱动信号。
        当U520的15脚( HVG )输出高电平,11脚(LVG )输出低电平时,Q501饱和导通,Q502截止。Q501导通后,功率因数校正电路输出的395V直流电压经Q501的漏极/源极、谐振变压器T501、谐振电容C504、限流电阻R509到地,向谐振电容C504充电。同时,谐振变压器T501储能,T501的感应电动势为上正下负;当U520的15脚输出低电平,11脚输出高电平时,C504充得的电荷经T501、Q502的漏极/源极、R509回到C504的负极,C504和T501放电,T501的感应电动势为上负下正。为防止功率管不被意外损坏,I6598内部设置了最小死区时间,来保证在所有工作期间Q501和Q502只能有一个功率管导通或两个功率管同时截止。
        LLC谐振电路具体工作原理前面已经简单探讨过,这里不在赘述。
        U520 的14脚(HVG )和16脚外接元件和集成块内部相关电路组成自举升压电路,其作用是为HvG (高边)开关管的栅极提供正常的工作电压,防止Q501饱和导通时处于反偏(源极电压高于栅极电压)。
        稳压回路主要由三端基准稳压器U581(KIA431)、光耦PC501和U520的④脚内部电路组成。T501的次级感应的电压经D552整流、C555滤波后,形成24V直流电压,除为U550、U551供电外,还经R550加到PC501的①脚,为光耦初级供电。VA电压经VR550.R557和R565分压后加到U581控制极。当VA电压升高时,U581控制极上的电压会按比例跟着升高,在U581内部,与2.5V基准电压比较后,U581的①脚输入电流增大,PC501的①、②脚电流增大,内部的发光二极管发光强度增加,U581内部的光敏三极管等效电阻降低,使U520的④脚流出的电流增大,相当于④脚外接电阻阻值变小,U520的振荡频率变高。经内部电路处理后,使U520输出的驱动频率增高,Q501和Q502工作频率增加,T501和C504谐振的频率.上升,流过T501的电流减小,T501储能就会减小,使VA电压降低而恢复到正常值(L6598谐振开关电源工作频率越高,传输的能量越低,输出电压越低)。
2.电流检测及过流保护
         电流检测及过流保护电路主要由R509、D513、R515、R529、C528、R525和U520的⑦、⑥、⑤、⑨脚内部电路组成。正常工作时,流过R509两端的电流较小,在R509上形成的脉冲电压较低,该脉冲经D513整流、R515、R529分压、C528滤波后,加到U520的⑦脚电压也低(实际测试电压为0V)。另外,②脚输出的2V基准电压经R523和R524分压后,加到⑥脚(实际测试电压约0.3V),U520内部的比较器不工作,⑤脚输出低电平,保护电路动作。
           当流过R509两端的电流异常升高时,加到U520的⑦脚电压也跟着升高,由于⑥脚电压不变(实际测试电压约0.3V),U520内部的比较器工作,⑤脚输出高电平,使⑧脚电压升高。当⑧脚电平高于0.6V的门限电压时,内部保护电路动作,使L6598进入闭锁关断状态,此时振荡器停止振荡,LVG和HVG均变为低电平。只有故障解除, L6598才能重新开始正常工作。
3.VA电压输出
        T501的次级感应的电压经D550整流C551滤波后,形成64V的VA电压,经插座CN8005送入寻址板,为寻址电极供电。
4.VT电压形成电路
         VT电压形成电路比较简单,主要由R581和R582降压形成。当VA电压形成后,64V的VA电压经R581和R582限流后,经稳压管ZD551和ZD552稳压后,形成32V的VT电压,经插座CN8004送入主板,为调谐器供电。C582 的作用是滤波,以消除VT电压上的干扰,稳定32V输出。
 5. VAMP电压形成电路

         VAMP 电压形成电路主要由U972(MC33167T)及外围元器件完成。MC33167T内部主要由温度补偿参考固定频率振荡器、单脉冲测量式脉宽调制锁存器、高增益误差放大器和大电流输出开关、逐周期电流限制、欠压锁定和热关断等电路组成。内部框图见图18。

         T501次级产生的感应脉冲,经D554整流、C560 滤波后,形成33V的直流电压,加到U972( MC33167T)的电压输入端④脚,内部72kHz振荡器工作产生开关脉冲信号。当②脚内部的功率管导通时,33V直流电压经U972的④脚、U972内部的功率管.U972的②脚及储能电感L554给电容C564充电,同时为负载提供24V电压输出,电感L554储能,感应电动势为左正右负;当②脚内部的功率管截止时,②脚没有电压输出,由于电感的电流不能突变,电压可以突变,所以感应电动势变为左负右正,此时负载的工作电流由电容C564提供,续流二极管D555导通,为电感L554提供续流回路。当IC输出的电流过大或IC内部的温度超过150C时,将关断②脚的脉冲输出。
         电阻R575、R576和R577对VAMP电压进行分压,使U972的①脚输入的电压正比于VAMP电压。当VAMP电压由于负载减轻等原因升高时,U972的①脚电压也跟着升高,经内部误差比较器比较后,通过脉冲宽度调制器控制功率开关管的导通时间,使L554储能时间减少,VAMP电压跟着下降。当VAMP电压下降时,稳压过程与上述过程相反。
6.VG电压形成电路

        Y驱动板和维持x板所需的15V驱动电压VG由可关断四端稳压器U550 (KA78R15) 稳压形成。KA78R15是一个低压差( 输入与输出最低相差0.5V )稳压器,适合需要恒定输出15V的各类电子设备。该稳压器内置各种保护电路,如峰值电流保护热关断、过压保护和输出禁止功能。内部框图见图19。

        T501的次级产生的感应脉冲经D552整流、C555滤波后形成23.86V的直流电压,直接加到U550(KA78R15 )的①脚。当电源管理CPU的⑦脚发出高电平(5.3V)的控制信号加到U550的④脚时,U550内部的功率开关导通,输出受控的15V电压,经C556滤波后,形成VG电压经插座CN8006和CN8007送入Y驱动板和维持X板。
7.A12电压形成电路

        A12电压形成电路主要由U551(LM2576-ADJ)及外围元器件构成。LM2576-ADJ 是输出电压可调型,其技术参数为:输入电压3.5V~40V、输出电压1.23V~37V、输出电流3A、振荡器固定频率52kHz。直流输出端直接受控④脚。其内部框图见图20。

        T501的次级产生的感应脉冲经D552整流、C555滤波后形成23.86V的直流电压,直接加到U551(LM2576-ADJ )的①脚。由于本电路中U551的⑤脚被强制成低电平(接地),所以U551内部的52kHz振荡器开始工作后,②脚内部的开关管在PWM开关信号的控制下便工作于开关状态。内部开关管导通时,电源经内部开关管、②脚L552向C559充电,同时通过插座CN8004向主板负载提供工作电压。当U551内部的开关管截止时,C559放电,通过CN8004向主板负载提供工作电压,而此时续流二极管D553导通,为L552提供放电回路,使L552复位,为下次储能做好准备。当U551内部温度超过150C或输出电流过大时,内部保护电路动作,关闭②脚脉冲输出,避免损坏器件。
        电阻R568和R569对A12V电压进行分压,使U551的④脚输入的电压正比于A12V电压。当A12V电压由于负载减轻等原因升高时,U551的④脚电压也跟着升高,经内部误差比较器比较后,通过脉冲宽度调制器控制功率开关管的导通时间,使L552储能时间减少,A12V电压跟着下降。当A12V电压下降时,稳压过“程与上述过程相反。
六、D5V和D3V3电压形成电路

       D5V电压形成电路见图21。

        开机,当A12V电压形成后,该电压经R157加到Q157的栅极,Q157导通,源极输出5.2V的D5V电压,该电压经CN8002、CN8005、CN8003和CN8004送到逻辑板、寻址板、主板,为数字处理部分供电。D3V3电压形成电路见图22。

       主要由U661 (KA3883) 和Q661 构成。KA3883是离线DC PWM控制器,内部包括欠压锁定、低启动电流电路、温度补偿基准、高增益误差比较放大器、电流检测比较器和功率MOSFET管驱动输出等电路。内部框图见图23。

        当A12V电压经C659滤波加到U661的⑦脚时,内部振荡电路工作。由于此时U910的⑦脚还没有发出高电平的D3V3电压打开信号,所以Q683(PNP )导通,Q152(PNP )导通,把U661的①脚电压拉低到地,U661进入保护工作状态,⑥脚没有驱动信号输出。
         当U910的⑦脚发出5V的高电平的D3V3电源打开信号时,该信号经R683和R682分压后,加到Q683的基极,Q683截止。U661 输出的5V基准电压经R682和R681分压,加到Q152的基极,Q152截止,不再对U661的①脚电压进行分流,U661进入正常工作状态,⑥脚输出PWM矩形脉冲。

          5VSB电压经L661和C661滤波后,加到Q661的漏极。当U661输出的PWM脉冲呈高电平时,A12V电压经R693加到Q661 的栅极,Q661导通。5VSB电压经Q661、L662 向电容C662和C663充电,L662储能,并向负载供电。L662的感应电动势为左正右负。Q661截止时,电容C662和C663向负载供电,由于电感两端的电流不能突变,L662的感应电动势变为左负右正,D661导通,为L662提供放电回路。

         R672和R673、R674组成D3V3电压误差取样电路。误差信号从②脚送入,经内部误差放大器比较放大后,调整⑥脚输出的脉冲宽度,改变电容C662和C663的充电电荷,使输出电压稳定。
七、低压电路中的保护电路
        D5V和D3V3过流保护电路D5V和D3V3过流保护电路由比较器U974(KA393P )及外围电路构成,见图24。


        (1)D5V过流保护电路、
       5VSB接U974的⑧脚,给双比较器供电。R598 为D5V电流检测电阻。正常时,Q157输出的5V电压经R967和R966分压,C965滤除干扰后,有4.3V电压加到U974内部比较器A的正相输入端(③脚),同时,D5V电压经R968和R969分压,C964滤除干扰后,形成4.73V左右的直流电压加到比较器A的反相输入端(②脚),由于反相输入端的电压略高于正租输入端电压,①脚呈低电平,D954截止,不影响后续被保护电路正常工作。
         当某种原因造成D5V电源支路过流时,流过R598的电流增大,D5V电压下降,使U974的②脚电压降低。当U974③脚电压高于②脚时,比较器A输入的电流减小,①脚的电压上升,经D954加到Q162(NPN)的基极,使Q162、Q161导通,Q178和光耦PC110截止,Q112截止,断开U11建的输入电压,后级电路因无电压而停止工作,整机进入待机状态。
    (2)D3V3过流保护电路
         图24中,R585为D3V3电流检测电阻。正常时,C663上输出的3.4V电压经R963和R964分压,形成3.2V左右的直流电压加到U974内部比较器B的正相输入端(⑤脚),同时,D3V3电压经R962限流,C962滤波后,直接加到U974内部比较器B的反相输入端(⑥脚),由于反相输入端的电压略高于正相输入端电压,所以,D3V3电压经R960.U974到地,⑦脚呈低电平,D954截止,保护电路未启动,电路正常工作。
        当某种原因造成D3V3电源支路过流时,流过R585两端的电流增大,D3V3电压下降,U974⑥脚的电压随之降低。当U974的⑤脚电压高于⑥脚电压时,比较器B输入的电流减小,⑦脚的电压上升,D954导通,经R167分流,C155滤除干扰后,加到Q162( NPN)的基极,然后通过Q162、Q161、Q178、PC110、Q112关断U111的输入电压,使后级电路因无电压而停止工作,整机进入待机工作状态。
2.VA电压输出过流保护电路
        VA电压输出过流保护电路使用双运放U973(KIA358)和三端可编程精密参考集成电路U950(KIA431 )组成,电路结构见图25。


        5VSB 电压经R969限流,C950滤波后,加到U973的⑧脚,为集成电路供电;同时,5VSB电压经R958限流后,直接加到U950的阴极和参考控制极,在U950的阴极和参考控制极上形成2.5V基准电源。
         正常工作时 ,VA电压输出的电流较小,流过限流电阻R551两端的电流较小,即,C551的负极电压较高(绝对值低l。2.5V 基准电源经R954和R953分压后的电压较高,经R952加到内部运放2的正相端(U973的⑤脚)电压较高,实际测试电压为0.36V;运放2的反相端(⑥脚)经R951接地,实际测试电压为0V。由于运放2的正相端输入电压高于反相端输入电压,故U973的⑦脚(运放2 )输出为4.55V的高电平,D950截止,不影响Q161和Q162的工作状态。
         当VA的负载变重造成输出电流异常增大时,流过限流电阻R551两端的电流增大,即C551的负极电压降低(绝对值高),2.5V基准电源经R954和R953分压后的电压变低,经R952加到U973的⑤脚电压成为负压。由于运放2的正相端输入电压低于反相端输入电压,运放2输出低电平,即5V电源电流经U973的企脚流入集成电路内部。D950导通,然后通过Q161、Q162、Q178使整机进入待机状态。八VS- ON控制和VS电压形成电路
 1.VS-ON控制电路
       相关电路见图26。本机的VS电压形成电路受逻辑板输出的VS-ON信号控制。


2. VS电压形成电路
        vS电压形成电路跟低电压形成电路一样,采用意法半导体生产的L6598作为初级电路主控制器。其电路结构见图27。

        该部分电路中的振荡、稳压电路的工作过程与前面介绍过的低电压形成电路完全相同,不再详述。在此只介绍一下电压输出电路:T401次级感应的脉冲电压经D451和D452整流、C455滤波后,形成209V的VS电压,为Y板和维持X板供电。
3.VS输出过流保护电路
        电路结构见图28。

        正常工作时,VS电压输出的电流较小,流过限流电阻R488两端的电流较小,即C455的负极电压较高(绝对值低)。另外,2.5V基准电源经R956和R957分压后的电压较高,该电压经R955加到U973的正相电压输入端③脚(实际测试电压为0.34V);由于运放1的反相电压输入端②脚经R950接地(实际测试电压为0V),故③脚电压高于②脚电压,U973的①脚输出为4.58V的高电平,D950截止,不影响Q161和Q162的工作状态。
        当VS的负载变重造成输出电流增大时,流过限流电阻R488两端的电流增大,即C455的负极电压降低(绝对值高),2.5V基准电源经R956和R957分压后的电压变低,经R955加到U973的③脚电压成为负压。由于运放1的正端输入电压低于负端输入电压,运放1输出低电平,D950导通,然后通过Q161、Q162、Q178、PC110使整机进入待机状态。

九、电源管理控制电路及启动控制

        电源管理控制电路使用ABOV半导体公司生产的MC80F0504B( U910 )作为电源时序控制和保护设定控制中心。MC80F0504是拥有4k字节FLASH程序存储器的CMOS8位单片机。电源管理控制及启动控制电路见图29。

        工作原理:开关电源中的待机电路工作后,形成的5VSB电压加到U910的⑤脚,IC得电后内部振荡器工作;同时,5VSB电压还加到U911( KIA7029 )的输入端,产生复位信号后,直接送到U910的11脚,对单片机硬件进行复位。U910工作后,单片机按设定的程序进入工作状态,此时单片机检查15脚输入的AC DET信号是否为低电平,低电平执行保护程序,不能二次开机;高电平,判断交流电压输入符合输入标准, 进入待机工作状态,同时检查13脚输入电平是否为低电平。
        当主板发出二次开机信号后,CN8003的PS-ON信号由5V变为0V,加到U910的13脚,单片机检测到这一信号后执行开机动作,10脚输出的PS-ON信号由高电平变为低电平,逻辑板得到这一信号后,判断交流电压输入正常,等待供电输入;同时,10脚输出的低电平信号使Q155截止,使Q178、Q112导通,U111工作,输出稳压后的15V电压,为U201供电。
        在10脚输出低电平的同时,⑨脚输出高电平的继电器rl101控制信号,使Q190导通,RL101吸合,交流220V电压经BD201和BD202整流,送入功率因数校正电路。由于U201此时已经得到供电而工作,所以功率因数校正电路工作,形成395V左右的PFC直流电压,为后级电路供电。同时,从⑥脚输出高电平的继电器RL102控制信号,使Q195导通,RL102吸合,短路热敏电阻TH101,降低电源的自身损耗。
       PFC OUT电压送入PFC输出电压过高保护电路,判断PFC电路工作是否正常。当电压过高时,执行保护动作。PFC电压低于设计标准时,Q111截止,电源中只有待机电源工作,PFC电压在允许范围之内时,Q111导通,U112工作,输出受控12V电压,直接加到低电压形成电路控制器U520(L6598)的12脚,低电压形成电路工作,输出VA、VAMP、A12V等电压。VA、VAMP、A12V电压经分压电阻分压后,送入单片机的16脚、②脚和①脚,与IC内设定电压进行比较,判断各路低电压是否正常,若不在设定值范围内,执行保护动作;若各路低电压正常,则从⑦脚输出高电平的控制信号,使vG和D5V.D3V3电压都正常形成。D5V和D3V3再经过流检测电路送入主板和逻辑板等屏上组件板,为信号处理等IC供电。如果D5V或D3V3其中一路过流,电源将进入保护状态。输出电压若没有过流情况,电源不保护。D5V电压加到逻辑板后,逻辑板进入工作状态,输出屏驱动信号,同时,逻辑板给电源板一个高电平的VS-ON信号。3.3V 的vs-ON信号分成两路:一路加到U910的③脚,判断逻辑板是否进入工作状态;另-路加到Q452的控制极,使Q446导通, 受控12V经Q446加到U401(L6598 )的12脚,vs电压形成电路工作,输出207V的VS电压,为Y板和维持X板供电:同时,电流检测电路检测VS电流输出情况,如果过流,则执行保护动作。VS输出电压还经R471、R472和R475分压R911限流,C912滤除杂波后,加到U910的④脚,用来检测VS输出电压高低,过低或过高,均执行保护动作,避免损坏后级电路。
十、电源检修注意事项
    电源板YJ44-0132B结构复杂,检修有一定的难度,检修时应多看图纸和分析故障,做到有的放矢。电源设计有热地和冷地部分,检修热地时一定要注意,以防被电击,有条件的话最好使用1:1 隔离变压器检修电源板。检修中要注意热地和冷地的区分,以免损坏电路元件和被电击。
        检修电源板时,需要断开部分负载来检修,一定要看是否把稳压电路也一并断开了,如稳压电路被断开,可能损坯元器件。对VS电压而言,每一个屏都有一些分别,屏上商标贴纸上有该屏对电源的具体要求电压,更换电源板后,应仔细把该电压调成标贴纸上的数字。
        电源板上的元器件,多为专用元器件,一般要求使用原装配件。应急修理时,除必须考虑代换的元器件电性能参数指标与原型号一致或超过原装件以外,部分元器件的体积和外观也需要与原型号一样,否则会造成整机装配不良或元器件无法固定,还有可能造成与其他元器件短路。另外,由于等离子屏的工作温度较高,更换的元器件对温度有一定的要求,比如电容,最好选择105°C电容,否则,电源易出现热稳定问题,从而影响整机可靠性工作。
        电源板采用单面印制线,在电路中大量采用贴片元器件来减小电路板体积,在装贴贴片元器件时,印制铜箔面涂有硅脂,给修理故障测试元器件带来一定的麻烦,测试电压和电阻时要小心,以免误判。
        由于高压形成电路采用谐振开关电源,并且输出功率很大。而谐振开关电源带负载的范围变化较窄,空载时会使稳压回路不起作用,导致输出电压逐渐升高,会使高压形成电路因输出电压过压而进入保护状态,所以给拆机检修电源板带来麻烦。为此,拆机单独修理电源板时应在VS电压输出端接一假负载检修,以60W~150W左右的灯泡为假负载为宜。
十一、LJ44-0132B电源单独修理通电方法
        首先,找到接插件CN8003的④脚(PS- ON )和③脚( GND ),用焊锡或短接帽短接,模拟主板发出了开机控制信号;然后找到接插件CN8002的⑨脚(VS-ON)和⑤脚(D5V),用一只4.7kΩ左右的电阻进行连接,模拟逻辑板发出了VS-ON控制信号;再在VS输出部分接一只100W左右的灯泡作为假负载,在CN8001插头处输入220V的交流电压,电源板正常,通电后各组输出电压均正常,并且灯泡发光。否则,则说明电源板有故障,需要检修。一般来说,哪组电压不正常,就是哪路电路出故障引起。
十二、三星S50HW-YDO2型等离子屏自检
       方法是:去掉主板与等离子屏组件之间的连线,将电源板插座CN8003的④脚( PS - ON)、③脚(GND )短接,再将逻辑板上的插座CN2007(③、④脚)短接,通电开机,正常时屏幕上出现测试图像,如果测试图像不正常,说明屏组件有故障,需要检修屏组件。
十三、维修实测数据

    实测数据为电源板单独通电状态下测试,见表1~表12。万用表为胜利88D型。

十四、维修实例
         例1:一台PT50600型等离子彩电,待机正常,二次开机后保护。
        检修:先让电源板单独工作,可接通交流电后仍保护,说明故障是由电源不良引起。在保护瞬间测试VS、VA等电压,发现没有输出;测试PFC电压,为305V,不正常,说明功率因数校正电路工作不正常或没有工作。在开机瞬间检查U201的15V供电,没有,说明15V供电有故障或负载有故障。检查Q112的各个引脚电压,发现处于导通状态,集电极有18.1V的电压输出。检查U111的输出,没有15V电压,说明故障出在U111周围。仔细检查印制板,发现印制线已经开路。连通后,故障排除。
        例2:一台PT50600 型等离子彩电,待机正常,二次开机后保护。检修:先让电源板单独工作,还是开机后保护,说明故障在电源。在保护瞬间测试VS、VA等电压,发现有输出电压,并且逐渐降低;再测试PFC电压,也是逐渐降低,不正常,说明电源保护。不接VS-ON信号到D5V, PFC电压还是由410V从高变低,此情况说明:1.开机信号已经送入电源板,继电器RL101已经吸合;2.功率因数校正电路工作不正常。在开机瞬间检查U201的15V供电,正常,说明15V供电无故障,故障应该在功率因数校正电路上。
        正常情况下,当U201(NCP1653A)的⑧脚输入15V电压后,NCP1653的②脚外接电容C205.上的电压开始约等于0V,但随电容逐渐充电,②脚电压应当逐渐.上升到正常值,在这个过程中,⑦脚输出的驱动脉冲应当逐渐变宽,PFC输出电压应当是逐渐上升到预设值395V的。而该机电压高于预设值电压,说明PFC电路中的稳压反馈电路存在故障。
       而稳压反馈电路由R229、R230、R231和U201①脚内部电路组成。检查该部分电路,发现电阻R230开路,上面有隐性裂纹,更换R230后,故障排除。