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创维52寸液晶电源原理与维修技术资料(图)

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整理日期:2013-9-16 20:48:03 资料作者: 廖晓斌

一、概要
该电源为创维公司自行设计生产的第一种52寸大屏幕液晶电视内置电源, BOM编号:168P-P52TTN-00,PCB板编号:5800-52TTN-00,成品物料编号:543L-0952TT-00,主设计师为电源所的高博。
该电源设计输出功率400W,实际使用功率350W,电源效率高于80%,功率因素高于0.9。
设计允许负载电流:5V(待机电源)0.5A;24V-1(伴音电源)1.5A;12V(USB及主板供电)4A;
24V-2(背光板供电)15A。本电源由整流滤波网络、待机辅助电源(以下称副电源)、PFC、两路独立DC-DC、输出过流、过压保护电路等五大部分组成。系统构架如附图1所示。


二、基本工作原理   1—52寸液晶电源系统框图

图1 52寸液晶电源系统框图

2、电源工作流程简述
1.1、  市电经两极共模抗干扰电路后送全桥整流,输出约220V脉动直流(滤波后300V),分两路送副电源(器件位号3字头部分电路)和功率因素校正PFC电路(器件位号1字头部分电路),为电源板提供启动和后继负载能源。
1.2  市电接通后,待机辅助电源首先启动,输出+5V(主板系统电源)到主板系统控制电路,随后,主板送出一个的开机ON控制信号(约3V),使副电源电路中的待机控制管Q300导通,输出15V辅助电源为PFC和DC-DC转换控制电路芯片供电。    
1.3  当PFC控制芯片IC100/NCP1653APG的P8端VCC达到12~14.5V、欠压检测P3端电压达到2.4V以上时,P7端开始输出激励控制信号(驱动MOS管),PFC电路开始工作,在D102负端输出约380~400V稳定的直流电源给后级DC-DC电路供电。
1.4  当15V辅助电源和380V直流供电同时送达IC400控制芯片和T300等组成的DC-DC转换电路(15V送到IC400/NCP1377的P6端)时,IC400的P5端开始输出激励控制信号,控制由MOS管和T400等组成的DC-DC变换电路输出稳定的12V和24V-1电源,给主板和USB板供电。
1.5  15V和380V电源送到IC200、IC201、T200等组成的+24V-2主DC-DC变换电路、IC200的P7端电压高于1.03V后, IC200的10、11脚开始输出激励控制信号,经IC201缓冲后驱动两个MOS管,控制DC-DC电路输出稳定的24V-2直流给液晶屏背光板供电。
1.6  输出保护控制原理简述,IC500和IC501、R408、R228、D503等组成了电源输出过流、过压保护电路。当IC500的1、7脚(任意一脚)输出高电平时,由Q304、Q302等组成的保护控制自锁电路锁定,Q301导通、Q300截止,关断15V辅助电源,PFC和DC-DC转换电路控制芯片因没

1、IC300/STRA6159M,引脚功能简介
P1  原边过电流检出信号输入端(外接取样电阻,取样电压高于0.77V保护电路动作,电源无输出);
P2  Vcc控制电路的电源输入端(启动电压17.5V,工作维持电压高于10.5V即可);
P3  地;
P4  定电压控制信号/过负载保护信号输入(电压反馈取样输入脚FB);
P5  启动电源输入脚(可直接接电源、本机设计有外接欠压保护电路,当电压低于120V时,该脚无电压,电源不启动);
P6  空脚;
P7/8 内部MOS管漏极。

2、工作流程与主要外围器件作用
本副电源为主板CPU控制系统和电源板其余各IC提供辅助电源,如果它不能正常工作,整机将瘫痪。当市电接通后,IC300的P5有正常的启动供电(该供电仅在启动瞬间起作用,启动完成后P5端无需电流输入),起动电流由启动端子(P5)连接到输入电压经整流后的直流电压部分构成。从启动端子输入的电流被IC内部电路定电流处理后(800μA Typ)经IC内部给连接在Vcc端子(P2)外的电容C309充电。
当电容上的电压上升到动作开始电源电压Vcc(ON)=17.5V (TYP)时,副电源开始动作(注:到动作开始为止的起动时间仅由电容C309的容量决定,而和启动端子的直流电压无关)。此后T400的P4端的感应电压经过D303整流、C309滤波为P2端提供大于17.5V的VCC电压,电源启动完成。此时R316~318、IC301、IC304等组成的误差取样电路,将输出电压变化信息反馈到P4(FB)端,控制内部激励信号占空比实现电源的稳压输出。
副电源输出的5V为主板CPU控制电路供电,待主板控制电路工作正常后,发出(主电源)开机控制信号ON送回电源板,使Q300导通,把15V辅助电源送到后级PFC和DC-DC校正电路VCC端,此后主电源启动。

电源工作流程-PFC电路

1、IC100引脚功能
1脚 FB反馈/关断端
2脚  控制电压/软启动
3脚 输入电压检测脚
4脚 过流保护取样端
5脚 乘法器外接电阻、电容端
6脚 地
7脚 激励信号输出脚
8脚 电源
说明:IC的供电脚。该芯片的工作电压范围可以在8.75V~18V,启动电压12.25V~14.5V。
 
2、工作流程与主要外围器件作用
工作流程
当IC100的P8端有正常的15V供电、P3电压检测端有大于2.4V的电压输入时,PFC电路开始启动,由P7端输出激励控制信号,经Q102缓冲,推动两个MOS管工作。R114~117组成的输出电压取样反馈电路对输出电压进行取样,反馈到IC100的P1端,实现PFC电路稳压控制和功率因素校正,输出平滑的380V直流给后级DC-DC转换电路。


电源工作流程-24v-2DC-DC电路

4.3  IC201/NCP5181高压功率MOS管驱动器,引脚功能 
P1 激励信号输入端
P2 激励信号输入端
P3地
P4 LO驱动输出
P5电源VCC15V
P6 自举端
P7 HI驱动输出
P8 自举电压输入端
1、工作流程简述
IC200为准谐振模式电源转换控制器,在电路中主要用来完成电源转换的振荡和稳压控制。当P12端15V供电正常,P7端BO(欠压保护检测端)电压高于1.03V时,P10/11端开始输出激励信号到后极IC201(高压功率MOS管驱动器),继而控制两个大功率MOS管交替工作,完成380-24V DC-DC变换。
IC201为高压功率mos管驱动器,其P6端为自居参考地,正常工作的时候P8相对于P6失踪高约15v,以此保证MOS正常开关控制。当自举电容C224、208容量减小或漏电都可能导致mos管激励不足而过载损坏! C211为隔离和负半周能量供给电容,其容量减小电源带负载能下降,击穿,可直接导致IC201/ NCP5181的击穿损坏。

电源工作流程-24v-1/12VDC-DC电路

— 1、IC400 /NCP1377引脚功能
P1去磁检测(兼有过压保护功能)
P2稳压取样反馈
P3过流保护检测
P4地
P5驱动输出
P6 15v电源
P7空
P8空
2、工作流程与主要外围器件作用
工作流程
当IC400的P6上电后,P5开始输出激励电压,此后Q400源极外接电流检测电阻产生一个电压反馈到P3端,控制内部电路完成第一个振荡周期,此后T400的3-4绕组反馈脉冲信号给P1端(去磁检测端),控制内部电路输出稳定的激励控制脉冲。同时(FB端)反馈电压送到P2端控制内部电路调整激励脉冲占空比,实现电源稳压,电源启动完成。此后P3端只负责过流保护检测,当P3端对地电压达到0.9~1.2V时,电源进入过流保护状态。
外围器件作用
R400/401组成去磁(过压保护)反馈取样分压电路,当R400开路或变质使得P1端电压超过约7v时,电源进入过压保护状态(重负载情况下)。当R401开路、C401短路/漏电电源输出电压无明显变化,但会引发电源波形畸变、干扰加重、效率下降。
P2(FB端)反馈滤波电容击穿,电源处于保护状态无电压输出。
P3外接R406变质导致P3端反馈电压过于 v时,电源进入过流保护状态。
P4外接激励脉冲耦合电阻变质到一定程度将导致MOS管欠激励,开关损耗增大带负载能力变差、过载击穿等问题。
R406为反偏置电阻变质将导致mos管不能正常截止,轻者发热严重,重者击穿损坏。
C406为谐振( 用于振荡控制的山谷底检测)电容,其开路和容量减小将导致电源干扰 加重,MOS管温升高损坏等故障。
C404、R405、D404等组成了反峰吸收回路,电路器件若有开路将导致mos击穿或电源保护。
R412、R415、IC402等组成了误差取样放大电路,R412阻值变大,输出电压升高,R415阻值变大输出电压下降。
R408为康铜过流保护检测取样电阻,若虚焊将导致电源(副电压15v)过流保护!(锁定无输出!)

电源工作流程 -输出过流/压保护电路

1、IC500 /LM358引脚功能
P1 out-1 输出-1
P2 in-1- 反相输入端
P3 in-1+ 正相输入端
P4 地
P5 in-2+ 正相输入端
P6 in-2- 反相输入端
P7 out-2 输出-2
P8 电源
2、工作流程与主要外围器件作用
1、工作流程
本电源电路设计有完备的过流、过压、欠压保护电路。其中24V/12V输出过流、过压保护电路由:过流保护取样电阻R408、R228、过压取样二极管D503~5、比较器基准源IC501、比较器LM358、保护自锁定和控制管Q302、Q304,副电源控制开关Q300、Q301等几部分组成。当LM358的P1、P7之一输出高电平时,Q302/304组成的自锁电路锁定,使Q300、Q301组成的副电源控制开关关闭,PFC、两路DC-DC控制器IC因为没有15V供电而停止工作,电源板除+5V副电源外的所有输出为0V,实现保护。  
主要器件损坏的故障现象和原因
D502/503变质(稳压值下降或者漏电),会导致过压保护电路误动作,过流保护取样电阻虚焊,会导致过流保护电路提前动作。
IC501为内部比较器提供电压基准,其稳压值下降将导致过流过压保护电路提前动作,其开路可能导致过流过压保护电路不动作。因所有保护都是通过光耦最后切断15v副电源实现的,故该控制回路中器件变质都可能导致保护实效或者保护电路误动作(具体问题具体分析)详情略。

其他保护电路原理简介
7、其他保护电路原理简介
本电源每一级电路都设计有过流、过压,欠压保护电路,具体有:
7.1 PFC电路:
IC100的P3为欠压保护检测端,该脚输入电压必须高于2.4V,当取样电路故障或输入电压过低导致该脚电压低于2.4V时PFC电路不工作。P4为过流保护检测端,当流过该脚的电流达到0.2mA,PFC电路即停止工作。 
7.2 副电源电路:
IC300的P5启动供电端,外接有一个欠压检测电路,当市电整流电压低于120V时,副电源不启动。P1外接有过流保护取样电阻,当该脚对地电压达到0.77V时,副电源停止工作。
IC300的P4内部过压保护工作过程:P4的保护功能和原边的过电流保护(OCP)电路分开,内置了过负载保护(OLP)电路。IC300的P2 Vcc 端内部有过压保护检测电路,但该脚输入电压超过31V (TYP)时、锁定电路动作,电源停止振荡无输出。
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