JCM40D-4MD 120二合一电源板在图解维修栏目中介绍后,有不少读者要求对其工作原理进行详细介绍,为此原文作者特此撰文。JCM40D-4MD120电源板实物及信号流程框图见前《长虹液晶电视JCM40D-MD 120电源板故障维修图解》。
        与JCM40D-4MD 120电源板类似的还有JCM40D-4MC 110电源,它们整体架构一样,区别在于LED输出电流和电压的高低。维修中,二者不能直接代换。JCM40D- 4MD120电源虽然与HSM40D- 4MD120电源在方案,上选择不一样,但输出电压和LED驱动输出电压电流相同,在维修中可以直接代换。
         长虹新一代智能电视机二合一电源使用情况为:3D55B5000I和3D47B4500ID 使用JCM40D-4MD120,3D50B4000I和3D50B4500I使用HSM40D-4MC110。
一、工作原理

1.EMI电路(见图1)

         电源EMI电路跟其他机器一样,主要由过压保护电路防浪涌冲击电路和两级进线抗干扰电路构成。
         AC220V过压保护电路:由压敏电阻VR1和5A保险丝F1组成。当输入电压超过VR1的标准值时,VR1启动,避免损坏后级其他元器件。
         防浪涌冲击电路:由热敏电阻TH1构成。开机时,TH1的阻值较大,因此限制了给滤波电容C1的充电电流。当电流流过TH1时,TH1自身发热,阻值变小,相当于短路,从而使TH1不再额外消耗能源。
         两级进线抗干扰电路:CY1、CY2、CY6、CY7和共模电感LF1、LF2组成共模抗干扰电路,滤除电源进线和电源自身产生的共模干扰脉冲;CX1、CX2组成差模抗干扰电路,滤除电源进线和电源自身产生的差模干扰脉冲。

2.12.3V电压形成电路(见图2)

        启动电路:交流电压从插座cON1进入后,经R48.R47.R41限流,C22滤波,D1整流后,形成电压VCC加到IC1的⑤脚。当IC1的电压高于16V时,IC1进入工作状态,从⑥脚输出PWM信号,经Q6和Q5推挽放大后加到Q1的栅极,Q1进入开关工作状态,次级产生感应电压。此时,⑤-⑥绕组产生的感应电压经R13、R14、D8、C8整流滤波,形成直流电压VCC1,经R36、D15限流隔离加到IC1的⑤脚,为IC1 正常工作供电。
        稳压电路:⑧-⑨绕组的感应电压经DS3、DS4整流、CS7~CS9滤波后形成12V1电压,经RS13加到稳压反馈电路光耦IC3的①脚;同时12V1电压经IS2、CS10滤波,形成12.3V电压,经RS16和RS15.RS18分压后加到ICS1的控制极。当12.3V电压升高时,加到误差精密元件ICS1控制极的电压也跟着升高,ICS1阴极输入的电流增大,流过IC3内部的发光二极管电流增大,IC3内部的光敏三极管等效电阻降低。IC1 流出的电流加大Q1导通时间减少,T1储能时间减少,12.3V输出电压降低;当12.3V电压下降时,稳压过程与上述过程相反。
         注意:LD7538 和LD7535内部基本一致,仅是③脚内部电路有区别,LD7538的③脚是保护信号输入端,LD7535的③脚是振荡信号外接电阻端。

3.功率因数校正电路(见图3)

          IC2的⑧脚得到工作电压后,功率因数校正电路进入工作状态,从⑦脚输出PWM脉冲信号。当⑦脚输出高电平时,Q2饱和导通,100Hz脉动直流电压经PFC电感L1A、功率开关管Q2和R29到地,L1A储能;当⑦脚输出低电平时,Q2截止,L1A储存的能量叠加上100Hz脉动直流电压,经D14向滤波电容C1充电,在C1上形成400V的直流电压。此时,PFC电感L1A能量泄放。
         PFC稳压:D14整流、C1滤波产生的PO高压经R30~R32及R49、R27分压后,送到IC2的①脚(稳压采样信号输入端)。当PO电压升高时,加到IC2的①脚电压升高,与基准电压比较后输出误差信号,使⑦脚输出的脉冲宽度变窄,L1A的储能时间减少,PO输出电压下降,稳压动作过程与上述相反。

4.LED电路(见图4)

         背光开/关控制电路:由QL9~QL11及外围元器件组成。二次开机后,PS-ON信号由低电平变成高电平,BL-ON信号也由低电平变成高电平。此时, QL9截止,QL10导通,QL11由于基极有电流流出而导通,12.3V电压经QL11直接加到ICL1的11脚。同时,该电压经RI5和RL25分压后,加到ICL1的1脚(使能输入脚),ICL1进入工作状态。
        ICL1的10脚送出PWM开关脉冲,控制QL1进入开关状态。当QL1饱和导通时,60V电压经L1、QL1到地,感应电压为左正右负,L1储能,CL12通过背光LED灯板放电;当QL1截止时,LL1的感应电压为左负右正,泄放感应电压,DL11导通,CL12充电,形成电压+VLED,为LED背光灯串供电。
        稳流控制电路:LD驱动电路正常工作后,从ICL1的②脚输出高电平,QL3导通,输出高电平使QL5~QL8导通,+VLED电压经LED背光板上的LED灯串、QL5 (QL6 ~QL8)、RL35/RL36(RL37/RL38、RL39/RL40、RL41/RL42)到地,电流从LED背光灯管流过,背光板发光。此时,QL5 (QL6~QL8)的集电极电平降低,DL6(DL5~DL3 )的①、③脚导通,把ICL1的④脚(电流稳流输入反馈脚)的电位拉低。当流过电流调整三极管的电流较小时,④脚电压较低;当流过电流较大时,④脚电压较高。通过内部电路处理后,使QL1的导通时间随流过电流调整三极管的电流改变,达到稳流控制的目的。
        均流控制电路:QL5 (QL6 ~QL8 )、RL35/RL36(RL37/RL38、RL39/RL4O0、RL41/RL42 )组成均流控制电路。虽然单只LED灯的工作电流一样,但工作电压有差异,当串联在一起后,每个LED灯串的工作电流会有差别,所以必须调整每组LED灯串的供电电流,使其一致,从而达到屏幕亮度均匀的目的。ICL1的12脚输出比较后的亮度控制电平,经QL3电流放大后加在QL5~QL8的基极,QL5~QL8导通,其中RL35/RL36上产生的压降通过RL44、RL9送入ICL1的13脚(内部亮度比较器的负端),与亮度控制信号比较后控制ICL1的12脚输出电平的高低,改变QL3的导通程度,使流过QL5的电流控制在LED灯串的设计范围内。
         限流电阻RL35/RL36和RL37/RL38、RL39/RI40、RL41/RL42的阻值一样,QL5~QL8性能参数一样,它们在电路中组成电流镜像电路。因QL5~QL8的基极施加的电压一样,而其发射极的电阻阻值一样,因此,改变流过QL5的电流大小,流过QL6~QL8的电流大小也会跟着改变。
         LED调光控制电路:主板送来的PWM DIM信号,经RL4限流CL4滤除干扰杂波后,直接加到ICL1的②脚,通过亮度比较器控制QL1在一个周期内的工作时间,即控制一个周期内LED灯的发光时间,从而实现亮度控制。同时,该信号还经内部电路处理后从ICL1①脚输出低电平。QL1在PWM DIM信号为低电平时截止,升压电路不工作,使+VLED电压在LED背光断开时无电荷流入,防止+VLED电压在LED背光断开时异常升高。

5.电源开/关机控制电路(见图5)

         开/待机控制信号分成三路,分别控制功数因素校正电路供电、12.3V负载和60V电压开关。
         12.3V负载控制:主要由QS4、RS26~RS28及外围元器件构成。待机时, QS4截止, RS26~RS28没有接入电路, 12.3V负载很轻,IC1(LD7535)工作在间歇振荡状态。当二次开机后,PS-ON信号变为约5V的高电平,该信号使QS4饱和导通,把负载电阻RS26~RS28并入12.3V的负载上,12.3V负载增大,IC1进入正常工作模式,产生的vCC1电压相应提高,为IC2(LD7591)供电打下基础。
        功率因数校正电路供电控制电路:主要由QS5、Q10.IC4及外围元器件构成。待机时,QS5截止,Q10 无电压输出,功率因数校正电路未工作。当二次开机后,PS-ON信号变为约5V的高电平,QS5饱和导通,光耦IC4内部的发光二极管发光,内部光敏三极管等效电阻降低,VCC1电压经R37、IC4内部的光敏三极管限流、Z1稳压后加到Q10的基极, Q10导通,输出稳压后的vCC2电压加到IC2的⑧脚,功率因数校正电路进入工作状态,把300V不稳定脉动电压提升到400V。
         60V电压开关控制电路:主要由QS1、 QS3及外围元器件构成。待机时,QS1截止,QS3因栅极为高电平而无电压输出。当二次开机后,PS-ON信号变为约5V的高电平,该信号使QS1饱和导通, 60V2电压经RS9、RS10、QS1到地,QS3因栅极为低电平而输出电压60V,为LED驱动电路供电。
6.电源交流检测电路及过压保护电路(见图2)
          交流检测电路:由Q3、Q4及外围元器件组成。正常情况下,交流输入电压较高,经R19( 1MΩ)、R18(1MΩ)、R40( 1MΩ)、R21(100kΩ )和R17( 470kΩ )分得的电压较高。Q3导通,VCC1电压经R16、Q3到地,Q4截止,未对IC1的②脚电流进行分流,对稳压电路无影响。当交流电压降低到不足以使Q3导通时,VCC1电压经R22使Q4饱和导通,IC1的②脚电流经R23、Q4到地,IC1进入保护工作状态,电源无电压输出。
         OVP保护电路:当输出电压过高或负载过重时,由于开关变压器T1的次级绕组TIB负载无变化,所以,T1B感应的脉冲信号升高,该信号经D7、R11直接加到IC1的④脚(内部电流检测信号输入)。因此,IC1内部比较器判断电路处于过流状态,关闭IC1的⑥脚脉冲信号输出,电源无电压输出。
         提示:大屏幕LED液晶彩电常指40英寸及其以上产品,这类电视的背光部分采用LED灯串作为背光源。由于LED液晶尺寸和大小不一样,LED灯串并情况不一样,加之LED灯自身工艺特点(电流)不一样,造就了目前LED驱动电路种类多,使电源的互换性能变差。
二、检修要点
         因LED驱动电源采用电流稳流控制,不可断开负载,因此检修时最好能在整机上维修。检修电源板时,需要断开一部分负载来检修,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,可能损坏元器件。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-致 或较高以外,部分元器件对体积和外观需要与原型号一样,否则会造成整机装配不良或元器件装不进去,还有可能造成与其他元器件短路。对LED驱动电路上的元器件代换,-定要使用电路板上使用的器件型号,防止维修后与LED背光灯板不匹配,造成LED灯管提前损坏。另外,由于屏内空间狭小,工作温度较高,更换的元器件对温度有-定的要求,比如电容,最好选择105C电容,否则,电源易出现热稳定问题或可靠性不稳问题。
         该电源在电路上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。
三、常见故障
         例:一台3D55B5000L型液晶电视开机后指示灯亮,二次开机后无光。分析与检修:二次开机后背光不亮,故障原因可能是主板发出的控制信号(BL-ON、PWM DIM)不良、LEd背光灯板驱动不良或屏背光灯板有问题。开盖,检测BL-ON信号和PWM DIM信号为4.7V,正常。把电源板JCM40D-4MD120接到LED专用工装上,通电后指示灯不亮,说明故障是LED背光灯板驱动不良。二次开机后测试VLED电压为69V,与输入的60V端电压一致。测试12V电压已经送到ICL1的11脚,说明BL-ON控制电路正常;检测①脚使能控制信号,正常;测试②脚电压有4V,说明PWM DIM信号输入正常。在路检测QL1(ME20N20),发现已经损坏,RL18(0.1Ω)开路。更换QL1、RL18后在工装上试机,还是不开机。开机瞬间测试ICL1的10脚输出电压为0V,不正常。在路检测QL2和ICL1的10脚外围元器件,发现QL2不良,更换QL2后,ICL1的10脚对地电阻还是不正确,最终更换ICL1(PF7001S)后故障排除。