康佳B55U液晶彩电采用四合一驱动板(板号为*35023573),该驱动板将开关电源LED背光驱动电路、机芯电路以及逻辑电路整合在同一块电路板上,如图1所示。开关电源控制芯片采用36B65,PFC驱动控制采用1608B,LED背光驱动控制芯片采用OZ9976AGN ,机芯电路的主芯片采用Hi3751ARQCV5530D00,逻辑电路的TFT偏压电路采用18380G(也叫屏供电芯片)。

一、电路分析
1.市电输入与市电整流电路

       AC220V市电经熔断器F911后进入抗干扰滤波电路,如图2所示(因没有该机电路图,本文各电路图均为实绘电路图,贴片电容实物上没有标注容量及耐压,所以图中贴片电容也没有标注)。CX901、L901 、CX902、L902、CY903、CY904等构成EMC电路,以消除电网杂波进入开关电源,同时防止开关电源产生的干扰进入电网。滤除干扰后的市电经VDB912~VDB915全波整流,再经CF901滤除高频干扰,得到脉动直流电压VAC ( 待机时约为300V;开后机时约为230V)。 R901~R906为泄放电阻,在交流输入关断时,对电容CX901、CX902放电,用于防止电源线拔掉后电源插头带电。

2.开关电源电路

        开关电源电路以集成电路NW912(36B65)、开关管VB901、变压器TB901为核心组成,如图3所示。

(1 )36B65(NCP1236)简介

       36B65是丝印号,其型号全称为“NCP1236BD65R2G"(以下简称为NCP1236 )。NCP1236是安森美半导体公司推出的一款电流模式的PWM控制器,其主要特点有:电流模式控制;采用高压动态自供电技术,自动降低频率,提高轻载及空载效率;内部频率抖动、斜坡补偿和一个多功能的输入锁存电路;具有过电流、输出短路、过电压及过温度保护功能。NCP1236 采用SOIC-7脚封装形式,其引脚功能和维修参考数据见表1。

(2)启动工作电路

        接通电源后,市电整流后产生100Hz脉动直流电压VAC,经RB911、RB905、RB906限流后送入NW912⑧脚,经内部高压恒流源电路向NW912⑥脚外接电容CB922充电。当CB922上的电压达到12V时,IC内部振荡电路启动工作,从⑤脚输出PWM驱动脉冲,加到大功率MOS开关管VB901的G极,VB901在驱动脉冲控制下周期性地导通和截止。来自PFC电路的PFC电压(待机时 PFC电路不工作, 此时的PFC电压为300V左右,由VAC脉动直流电压经VDF902、CF913二次整流滤波形成;开机后,PFC电压升为380V左右),加到变压器TB901的初级线圈入端②脚,出端①脚经LB911连接到开关管VB901的D极。当开关管周期性导通和截止时,就会在TB901的初级线圈中形成脉冲电流,在次级各绕组中产生感应电压。
        TB901的辅助绕组(④-③绕组)产生的感应电压经RB920限流VDB920整流、CB915滤波形成的电压经VB921和VDB921稳压,输出直流电压。该电压经VDB922、RB910为NW912⑥脚提供工作电压,取代高压启动电路为NW912供电,让电路稳定工作。
        TB901次级⑧-⑥绕组产生的感应电压经两只并联的双二极管VDB963、VDB964整流(两管并联使用可以获得较大的输出电流)以及CB961、CB962、CB966滤波后,输出vCC.12V电压。值得注意的是,开关电源输出的vCC_ 12V电压在待机时只有6.5V,再经机芯电路的DC-DC电路形成5VSTB,为微处理器控制系统供电;二次开机后,输出12V电压,为整个机芯电路供电和背光控制IC供电。

(3)稳压控制电路
       稳压控制电路由三端精密稳压器NW957,光耦合器NW950为核心组成,对NW912②脚(FB)电压进行控制。当开关电源输出的VCC_12V 电压因某种原因升高时,分压电阻RB954与RB956//RB957的分压值也升高,加在NW957的R极上的电压升高,则K极输入电流增大,流过NW950中发光二极管的电流增大,发光增强,其③、④脚内部的光敏三极管导通增强,相当于其c、e极间内阻减小,则NW912②脚电压变低,经NW912内部电路处理后,NW912⑤脚输出的脉冲宽度变窄,开关管VB901的导通时间变短,开关变压器储能减少,则输出电压降低,从而达到稳压的目的。当开关电源输出的VCC. 12V降低时,其稳压过程与.上述相反。
(4)保护电路
        尖峰脉冲吸收电路由VDB909、VDB911、CB911、RB918组成。MOSFET开关管VB901由饱和翻转至截止瞬间,急剧突变的D极电流在TB901的初级①-②绕组产生峰值很高的反向感应电压,极性是上负下正,并加到VB901的D-S极间,这时VDB909、VDB911正向导通给CB911充电,随后CB911又通过RB918放电,将尖峰脉冲电压泄放,以保护MOSFET开关管VB901不被击穿损坏。
         开关管过流保护电路:并联电阻RB908、RB909为开关管VB901的s极电流检测电阻。当VB901导通时,D极电流在RB908//RB909上产生的压降经RB907加到NW912③脚,对开关管VB901的电流进行检测。如果开关管VB901的D极电流过大,超出安全设定值,则RB908// RB909上的压降会升高,加到NW912③脚电压升高,达到保护设定值时, NW912保护电路启动,关断⑤脚激励脉冲输出,开关管VB901截止,以免开关管过流损坏。
       过压保护电路:该电路由NW951、VB966和稳压管VDB961为核心组成,对驱动控制电路NW912①脚电压进行控制。vCC_12V电压输出电压正常时,稳压管VDB961截止,VB966因b极无电流输入而截止,光耦合器NW951截止,对驱动控制电路NW907①脚的电压没有影响。当开关电源输出的vCC_ 12V 电压过高,达到13V时,将稳压管VDB961击穿,迫使VB966导通,NW951导通,vcC_FLB电压经RB922.NW951 和VDB924向NW912①脚注入一个高电平(高于2.5V),NW907启动过压锁定功能,关闭⑤脚驱动脉冲输出。
3.开/关机控制电路
        开/关机控制电路有以下两路。
       (1)对开关电源的稳压电路进行控制
       这一路控制电路主要由VB975、VB971等组成,对开关电源稳压电路中取样电阻的分压比进行控制,从而实现开关电源在待机时输出较低的电压(仅为6.5V),而在开机时输出较高的电压(12V)。其工作原理如下:待机状态时,系统控制电路输出的POW-ER_ON控制电压为低电平,使VB975截止,VB971饱和导通。VB971饱和导通后,将电阻RB971并联在VCC_12V输出端所接的上分压电阻RB954的两端,下分压电阻为并联电阻RB957\RB956,此时取样电阻的分压比较大,通过稳压电路的作用,使电源控制芯片进入低频振荡模式,即绿色模式,以减少损耗。此时,开关电源的VCC_12V输出端电压仅为6.5V左右。开机状态时,POWER_ ON控制电压由低电平变为高电平,VB975饱和导通,VB971截止,电阻RB971不再参与分压,此时的上分压电阻只有RB954, 下分压电阻仍为并联电阻RB957、R B956。此时取样电阻的分压比变小,通过稳压电路的作用,使电源控制芯片进入高频振荡模式,开关电源输出电压则由待机的6.5V升到开机时的12V。
        (2)对PFC驱动电路NF904的VCC供电进行控制
        这一路控制电路主要由VB976、光耦NW958、VF903等组成,对PFC驱动电路NF904的vCC供电进行控制。待机状态时,系统控制电路输出的POWER ON控制电压为低电平,VB976截止,光耦合器NW958截止,三极管VE903截止,c极无VCC_PFC电压输出,PFC驱动电路无供电不工作。开机状态时,系统控制电路输出的POWER_ON控制电压为高电平,VB976导通,光耦合器NW958导通,将三极管VF903的b极电压拉低,VF903导通,输出VCC_PFC电压为PFC驱动电路NF904供电,PFC电路启动工作。
4.PFC电路
        这部分电路主要由NF904(丝印号为1608B,型号全称为NCP1608)、大功率开关管VF901和储能电感LF901等元器件组成,如图4所示。其启动进入工入工作状态是在电视机二次开机后。


      (1)NCP1608简介
        NCP1608是安森美半导体公司推出的临界导通模式功率因数校正控制器,它的内部集成了基准电压源、启动定时器、误差放大器、模拟乘法器、电流检测放大器、MOSFET驱动级以及保护电路等。NCP1608引脚功能和维修参考数据见表2。


        (2)启动工作过程
        AC220V市电经VDB912~VDB915桥式整流后产生的100Hz脉动电压VAC,经储能电感LF901和电感LF903送到大功率开关管VF901的D极。二次开机后,开/关机VCC控制电路将PFCvcc电压加到NF904⑧脚,NF904内部的振荡电路开始振荡,产生的脉冲信号经内部电路处理后,从⑦脚输出PWM驱动脉冲,激励VF901工作在开关状态。VF901 导通时,将能量储存在LF901中;VF901截止时,LF901储存的能量通过vDF902向CF913充电,这样,在CF913上就得到了约380V的PFC电压。PFC 电压作为开关电源的供电,还作为背光驱动电路中功率放大器的工作电压。
       储能电感LF901次级绕组产生的感应脉冲经RF901送入NF904⑤脚,控制⑦脚输出驱动脉冲的相位,从而控制VF901 的导通与截止时间,避免VF901导通损耗大而损坏。
       (3)稳压控制
        当市电电压升高或负载变轻引起PFC电压升高时,通过RF908、RF915、RF917、RF918与RF924分压得到的取样电压升高,反馈到NF904①脚的电压升高,经它内部的误差放大器放大后,使NF904⑦脚输出的驱动脉冲的占空比减小,开关管VF901导通时间缩短,LF901存储能量减小,输出电压下降到设置值。反之,控制过程相反。
        (4)PFC过压(OVP)和欠压(UVLO)保护
        电阻RF908、RF915、RF917、RF918、RF924为PFC电压检测分压电阻,所分得的PFC取样电压作为误差信号送到NF904①脚,根据反馈电压的高低,调整开关管导通和截止的时间,以保持输出电压的稳定,正常工作时此脚电压约为2.5V。同时该,脚也是PFC电压的过压和欠压的检测输入脚,当此脚输入电压高于2.75V或低于0.31V时,芯片进入保护状态,PFC电路停止工作。
         (5)VCC欠压保护
         当供电电路异常使NF904⑧脚输入的启动电压低于12V时,IC不能启动;若启动后,⑧脚输入的电压低于8.5V时,其内部的欠压保护电路动作,IC再次停止工作,以免开关管因激励不足而损坏。VCC欠压保护具有锁存特性,即当vCC低于8.5V执行欠压保护之后,即使vCC电压恢复到稍高于8.5V,IC仍保持保护状态。当vCC电压继续上升到稍高于12V时,才会进入正式工作状态。
         (6)过流保护
        NF904④脚是过流检测输入端,对功率管S极电流流过RF911所产生的压降进行检测,当电流过大时,此压降会相应增高,④脚电压达到0.5V时,芯片停止工作进入保护状态。

二、常见故障检修思路
1.无电压输出
       (1)熔断器烧断
       若熔断器F911烧断,说明开关电源存在严重短路故障,主要对以下电路进行检测:
       1) 检测整流滤波VDB912~VDB915、CF901是否击穿漏电。
       2)检查电源开关管VB901是否击穿。如果击穿,进一步检查尖峰吸收元件是否开路失效,检查NW912②脚外部稳压控制电路的NW950、NW957以及NW912③脚外部过流检测电路的RB908.RB909、VDB908.RB907、CB908是否连带损坏。
       3)检查PFC功率因数校正电路开关管VF901是否击穿。如果击穿,进一步检查升压电感LF901是否不良,检查NF904①脚(FB )外部分压电阻RF908、RF915、RF917等是否变质,检查④脚(CS)外部过流检测电路的RF911、RF925、VDF905是否连带损坏。另外,由于该四合一驱动板的LED背光驱动电路中的功放电路采用PFC电压供电,检修熔断器烧断故障时,还要考虑到功放管是否击穿。
       (2)熔断器
      未断若熔断器F911未断,说明开关电源不存在严重短路故障,测量开关电源有无电压输出。如果无电压输出,主要是开关电源电路未工作,要对以下电路进行检测:
    1)测量NW912⑧脚有无启动电压。如无启动电压,检查⑧脚外部的启动电阻RB911.RB905、RB906是否开路或烧断阻值 变大。
       2)检测⑥脚有无vcC电压。如无电压,检查外部vCC整流滤波和串联稳压电路RB920、VDB920、CB915、VB921等元件;测量NW912⑤脚有无激励脉冲输出,无激励脉冲输出,故障在NW912及其外部元件;有激励脉冲输出,则是开关管VB901及其G极回路发生故障。
       该开关电源设有过压、过流等多种保护电路,当保护电路启动时,开关电源停止工作。当开关电源300V供电和⑧脚高压启动电压正常,但开关电源不启动或启动后又停止时,就要注意检测保护电路。电源块36B65①脚( Latch )接有开关电源输出过压保护电路,正常时该脚电压在1.1V左右,如果高于2.5V或低于0.8V,均会引发保护电路启动。引发保护的原因有两个:一是被检测的电压异常,二是检测电路取样电路元件发生变质、漏电等故障引发的误保护。
2.输出电压过低或过高
        此类故障多为输出电压取样、稳压电路元件异常所致,应重点检查输出电压取样电阻RB954、RB956、RB957、RB971是否阻值变化,三极管VB971性能是否不良,稳压光耦合器NW950和三端精密稳压器NW975性能变差。还要检查开关电源初级的二次供电电路,包括整流滤波电路( RB920、VDB920、CB915)和串联稳压电路(VB921、VDB921等)。
        对于输出电压过低故障,要注意区分是负载短路引起还是开关电源本身的问题。四合一驱动板要断开vCC_12V的全部负载还真的有些麻烦,简便方法是测量vCC_12V端对地电阻来判断负载是否存在短路现象。
    3.电源带负载能力差
         此类故障现象是负载变化(如声音变大、亮度变大)时,输出电压明显下降并波动,甚至引起过流保护电路动作,导致黑屏、自动关机。检修这类故障,应先测量市电整流电路输出的VAC电压是否正常,正常应为待机时在320V左右,开机时在230V左右。若电压偏低,应对市电整流电路进行检查。
        若查得vGA电压正常,应再查PFC电压是否正常,正常应为待机时在320V左右,开机时在380V左右。若开机后PFC电压仍为320V左右则为PFC电路未工作。PFC电路不工作的主要原因为:
    (1)NF904⑧脚( VCC )无电压或电压偏低; 
    (2)①脚(FB)电压偏低或偏高,RF908.RF915、RF917.RF918与RF924对PFC输出电压进行分压取样,当①脚电压小于0.31V或高于2.75V时,内部保护电路动作,关断⑦脚输出;
    (3)④脚(CS )电压过高,当高于0.5V时,内部保护电路动作,关断⑦脚输出;
    (4)NF904⑦脚到开关管VF901的栅极信号传输回路不良;
    (5)NF904损坏,⑦脚无驱动信号输出,用同型号集成块更换即可。
三、故障检修实例
        例1:一台康佳B55U液晶电视,通电后面板指示灯亮一下后就熄灭,整机不工作。分析检修:通电后测得开关电源vCC_12V输出电压瞬间为6.5V,随后缓慢降到0V。先测量vCC_12V端对地电阻正常,说明负载无短路现象,估计故障是保护电路启动或稳压电路有问题。
        测量开关电源块NW912(36B65)引脚电压,⑧脚(VH)为320V,正常;⑥脚(vcC)由13V降为11V;①脚(Latch)由0.12V降为0V,;②脚(FB )-直为6.1V;③、④脚均为0V;⑤由0.03V降为0.01V。
        将测得的电压与正常电压比较,发现①、②脚电压明显异常。①脚是闭锁式驱动关闭控制端,当该脚电压小于0.8V或大于2.5V时,NW912内保护电路动作,关断⑤脚激励脉冲输出。于是怀疑①脚外接元件漏电引起该脚电压就变低,分别取下CB909、RB904、VDB910进行检测,发现CB909漏电。更换CB909后试机,故障排除。
        例2:一台康佳B55U液晶电视,通电后面板指示灯亮,二次开机后指示灯熄灭,但无图无声、背光不亮。分析检修:待机状态面板指示灯亮,二次开机后指示灯能熄灭,说明系统控制MCU已发出开机控制指令信号,判断MCU控制电路工作基本正常。
        为快速判断故障范围,首先测开关电源输出电压vcC_12V,结果发现在待机和开机时均为6.4V ,怀疑开/关机控制电路有问题。开机时测量机芯电路送至开关电源的开/关机信号(POWER ON),能从低电平变为高电平(3.15V),正常。测三极管VB975 b极电压只有0.43V,不正常,正常应为0.6V~0.65V。
         根据经验,引起VB975 b极电压低的原因,很可能是RB976阻值变大,电容CB957漏电。于是焊下这两只元件进行检查,发现RB976阻值正常,但CB957漏电,存在2kΩ左右的漏电电阻。于是用同型号电容将CB957换新后通电试机,故障排除。