TCL LPL32S型电源高压一体板的具体型号是40-LPL32S-PWD1XG或40-LPL32S-PWH1XG,如图1所示,用于32英寸液晶彩电中,所配液晶屏型号为LTA320AP07,适用机型有TCL L32M9B、L32M16、L32F11、L32M9B等。

        该板将开关电源电路和逆变电路安装在-一块板上,具有结构简单、成本低等优点,电路采用L6562D+FSQ510+SG3525+单片机保护电路(P3)方案,如图2所示。

        该板电路设计有别于普通的两合一板,一是主电源和逆变器振荡驱动控制电路合二为一,由一个驱动电路推动和控制,主电源输出变压器次级的感应电压不但整流滤波产生12V电压,还作为逆变器的推动脉动电压,送到升压变压器产生交流高压;二是主电源和逆变器升压电路也合二为一,采用PFC输出的+380V电压供电。
       该电源板由三部分组成:一是以集成电路L6562D(UF1)为核心组成的PFC功率因数校正电路,将整流滤波后约300V的脉动直流电压升到+380V~+400V,为主开关电源和逆变器升压输出电路供电;二是以集成电路FSQ510(UB1 )为核心组成的副开关电源,其所产生+5VSB电压,为主板控制系统供电;三是以集成电路SG3525(UC1)和P3电路板(竖立安装)为核心组成的主开关电源兼逆变器电路,产生12V1T5AH电压,为主板等负载电路供电;同时产生较高的交流电压,点亮背光灯管。
       提示:该电路板上的+VCC、+VC电压及TD1次级与TY1初级之间的电路为热地,检修时应注意区分,以防损坏元器件和仪表。
一、单元电路分析
      1.市电输入电路

       为了达到EMI(电磁兼容性)要求,故在市电输入电路中增加了CX1、CX2、CY1、CY2及R1 ~R4等防电磁干扰的元件,如图3所示。VR1为压敏电阻,其阻值在两端电压达到额定值时急剧下降并迅速导通,使之流过的电流迅速增加,从而吸收由于雷电等因素而产生的尖峰电压,从而有效地保护其他元器件不因过压而损坏;TH1为热敏电阻,且为负温度系数电阻,以吸收开机时的干扰脉冲。

         2.副电源电路

         该电源板待机电路采用小功率开关电源芯片FSQ510,如图4所示。

         FSQ510内置700V的高反压MOSFET管、脉宽调控电路和软启动电路,具有过载、过热保护及欠压锁定(UVLO)功能,并采用先进的触发模式,以降低待机功耗。FSQ510采用7-DIP及8-DIP封装形式,其引脚功能见表1,输出功率在8W左右,可与FSD210B型芯片直接代换。AC220V市电经全桥D1整流后得到320V的直流电压VAC,再经过DB1、DB2及CB1整流滤波后,通过电阻RB1~RB3加到待机开关电源芯片UB1⑧脚,通过内部启动电路给⑤脚外接电容CB4充电,当CB4两端电压达到vCC启动电压阈值时,UB1进入正常工作状态,开关变压器TB1各绕组产生相应的感应电压,其次级绕组产生+5VSB与+VB电压,+5VSB电压为主板控制系统供电;+VB电压送往后级电路,经开/关控制及稳压后为UC1及P3电路板供电。TB1初级①-③绕组产生的感应电压经DB8、CB7整流滤波后产生vCC电压,送往开/待机控制电路。

     3.开/待机控制电路

          二次开机后,主板发出高电平开机信号,经RB24、RB23后送到QB4的b极,如图5所示,QB4导通,其c极为低电平,一路使光耦UB3①、②脚内的发光二极管导通,其③、④脚内的光敏三极管饱和导通,这时QB1因基极为低电平而导通,VCC供电通过QB1输出+VC电压(约+17.5V),给PFC驱动芯片UF1供电,PFC电路启动工作;另- -路使+VB控制三极管QB3导通,输出+VB电压,一路经开/关控制电路后给UC1供电,另一路经串联稳压后得到+5VM-CU电压,给单片机供电,主电源和逆变器启动工作,为主板等负载电路提供12V供电,同时点亮背光灯,整机进人开机状态。

          待机时,PS-ON信号变为低电平,开/待机控制三极管QB4,光耦UB3,三极管QB1和QB3 QB2均截止,切断+VC和+VB电压,PFC电路和主电源、逆变器均停止工作,只有副电源工作,为主板控制系统提供电源。

        4. PFC电路

         该板的PFC电路以电流模式PFC控制芯片L6562D为中心,如图6所示。L6562D其引脚功能与实测数据见表2。


         开机后,UF1的⑧脚得到约17.5V的vCC供电后,UF1开始工作,从⑦脚输出脉冲信号,使QF1工作在开关状态。当PFC的驱动信号是高电平时,QF1导通,整流后的市电对L1进行充电,电能转化成磁能储存在L1中;当PFC的驱动信号是低电平时,QF1截止,L1中储存的磁能释放,与输人的VAC电压进行叠加,然后经D2整流、C2滤波后输出380V~400V的电压VBUS,送给主开关电源及升压电路。
         5. +VB电压控制及5VMCU电压形成电路
          副电源电路输出的+VB电压一路经RC5加到QC2的e极,另一路经电阻RC6、RC7到QC3的c极,如图7所示。


         二次开机后,+VB电压加到QC2的e极,此时由于QC1、QC6均处于截止状态,故QC2截止,此时无法给UC1供电;当保护电路P3的P-CON端输出高电平时,QC1;QC6导通,将QC2的b极电压拉低,QC2导通, +VB电压经QC2的e、c极送到UC1的13脚和15脚,UC1启动工作。
         二次开机后,+VB电压通过RC6~RC8加到QC3的b极,QC3导通,QC3的e极输出5V电压(+5VMCU)。三端精密稳压器UC3 (TL431) 与电阻RC9、RC10组成稳压电路,RC9和RC10为分压取样电阻。
          当+5VMCU输出电压升高时,RC9与RC10分压所得电压升高,即UC3的R极电压升高,则UC3的K极电压下降,这将导致QC3的导通程度变浅,输出电压下降,从而使输出电压稳定。当+5VMCU输出电压下降时,其稳压过程与上述相反。
        6.主电源兼逆变驱动电路
        主电源兼逆变驱动电路采用美国通用半导体公司( Silicon General)生产的SG3525,见图7。SG3525是一款性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片,输出驱动为推拉输出形式,驱动能力强,主要用于驱动N沟道功率MOSFET管。SG3525内部集成有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器及过流保护电路,具有频率可调(同时能限制最大占空比),简单可靠,使用方便灵活等优点,其引脚功能及在本二合板中的实测电压见表3。


         开机后,uC1的15和13脚得到+VB电压,同时保护电路P3的输出P- cON信号为高电平,加到QC5的b极,QC5饱和导通,UC1的10脚为低电平(0V),UC1正常工作,UC1的11脚和14脚输出驱动方波,加到推动变压器TD1的初级绕组上。
         若驱动灯管的高压电路工作异常,则保护电路P3输出的P_CON信号变为低电平,QC5截止UC1的10脚为高电平,UC1进人保护状态。
          uC1的①脚通过电阻RC51、RC17和RC19接PT信号(来自高压输出电路),以实现高压过压保护功能。若高压输出过高时,则PT信号电压升高,即uc1①脚电压升高,当①脚电压大于②脚电压时,⑨脚输出低电平,三极管qC4截止,这时二极管DC4导通,16脚输出的+5V基准电压通过DC4、RC51加到①脚,使得①脚电压持续高于②脚,⑨脚持续输出低电平,UC1停止驱动输出。由此可见,uC1⑨脚与外围电路组成一个故障锁定电路,当输出高压过压时,不让UC1进入间歇工作状态,而是进入停止输出锁定状态。
         7. 12V电压形成电路


         该二合一板的+12V电压形成与逆变驱动电路为同一电路,如图8所示。输出变压器TY1,开关管QD1、QD2,与电容CD4、CD5组成半桥驱动电路。开机后,推动变压器TD1次级输出相位相反的驱动脉冲,当QD1导通时,电流经QD1及TY1初级线圈向CD5充电;当QD1截止时,QD2导通,电流经TY1初级线圈及QD2和RD7给CD4充电。
         DD1和DD2是双肖特基二极管,其作用是在开关管关断瞬间使G极更快放电,从而加快MOS管的关断。由于电容分压不是太精确,特加人分压电阻RD13~RD16,使得Z125处电压为VBUS/2,从而保证电路的稳定工作。
         图8中TY1的次级绕组与升压变压器THV1 THV2的初级绕组及电容CD6、CD18组成串联谐振电路,在谐振过程中,THV1、THV2的次级绕组中产生高压,从而点亮灯管。

8.12V电压保护电路
        (1)12V过流保护电路
         若12V负载过流时,RD7上的电压通过RD17使QD3、QD4导通,并形成正反馈,使得QD3的c极为低电压,则二极管DD3导通,将QD2的G极电压钳位在1V左右,QD2不工作。若+VCC电压不消失,则该电路就- -直处于锁定状态,只有断电后方能重新启动。
        (2)12V过压保护电路
        该二合一板以模拟晶闸管QB5、QB6为核心组成12V过压保护电路,如图9所示。

        当保护电路启动时,将开/关机控制信号PS-ON电平拉低,形关机控制电路动作,切断+VC和+VB电压,PFC电路和主电源、逆变器均停止工作。
       当12V电压正常时,ZB5截止,QB5和QB6均处于截止状态。当12V电压超过ZB5的稳压值时,ZB5击穿后使QB5进人饱和状态,则QB6的b极电位会低于e极电位,QB6也进人饱和导通状态,12V-OVP端为低电平,进而将PS-ON信号拉低,强制电源进人待机状态。
9.背光开/关控制及灯管保护电路
        该IP板围绕振荡驱动电路UC1、保护运算电路uc2(LM358)和保护电路板(P3)设有背光开/关控制及过流、过压保护电路,如图10所示。

        背光开/关控制信号BL-ON由主板上的控制系统发出,经QC8倒相放大后加到P3的⑦脚。当逆变器输出电压过高、高压输出端拉弧或流过灯管电流过大时,保护电路启动,uC1停止输出激励脉冲,主电源和逆变器停止工作。
        [提示]保护电脑板(P3)上的5针插座为软件升级及在线调试接口。该保护电路板上标有软件版本标签,代换时应保证板本号一致。
       (1)背光开/关控制电路
         不开启背光时,BL-ON信号为低电平,则QC8截止,P3的⑦脚为高电平,其⑥脚输出的PWM-OUT信号经QC7放大后加到UC1的⑥脚,UC1输出脉冲的频率约为193kHz,远大于上述高压谐振回路的谐振频率,这时虽能正常输出12V电压,但升压变压器次级绕组中产生的高压却很低(100V左右),灯管不会点亮;当BL ON信号为高电平时,QC8导通,P3的⑦脚为低电平,P3⑥脚输出的PWM-OUT信号频率发生变化,使UC1输出脉冲的频率从193kHz左右开始大幅下降,直到升压变压器次级绕组中产生的高压能正常点亮背光灯管时为止,此时uC1输出脉冲的频率约为53kHz。
        (2)灯管过流保护电路
        UC2是一个运算放大器,工作在线性状态,主要是对IS电压进行放大,以实现电流反馈控制,达到恒流输出的目的。
        电流互感器THV3初级绕组与灯管串联,次级产生的感应信号经DH13、CH36整流滤波后得到采样信号IS1,送到UC2的②脚,保护电路P3输出的PWM32K信号经整流滤波后送到uC2的③脚,经运算放大后从①脚输出,送给UC1的⑥脚。
        UC1的⑥脚内接振荡器,外接振荡定时电阻,改变该电阻阻值即可改变振荡器的频率,从而改变其11、14脚输出的方波频率,通过后级电路即可实现输出电压幅度的改变。
        当IS1小于参考值时,UC2的①脚输出电压为5V,二极管DC5截止,uC2的⑥脚仅外接电阻RC33,即振荡器定时电阻阻值为RC33的值;当IS1大于参考值时,UC2的①脚输出电压为0V,二极管DC5导通,RC24也接入U102的⑥脚电路,相当于RC33与RC24并联,即振荡器定时电阻阻值为两者并联总阻值(小于RC33的阻值),则UC1内部振荡器的工作频率上升,则逆变输出的高压下降,流过灯管的电流减小。
         (3)灯管过压保护电路
         该IP板共有4组背光灯输出电路,其电路结构相同,现以其中组为例进行分析,如图11所示。

         VS1采样八路中最低电压,VS2采样八路中最高电压,主要用于过压保护。当有拉弧现象时, VS1变低,而VS2基本不变,两者同时送到保护电路的单片机中,单片机计算出两者差值,并与设定的参考值比较,当超过限定范围时,保护电路输出的P_CON信号由高电平变为低电平,uC1停止工作,则12V和高压均停止输出。
         RH17为偏置电阻,其目的是让+VB电压加到DH9上, 为其提供偏置电流,以保证VS1有一定直流偏压输出。
          [提示]1. SG3525的10脚是外部关断信号输入端,接高电平时控制器输出被禁止。该端常与保护电路相连,以实现故障保护。
         2.在SG3525的15脚供电正常(14V左右),且⑨脚10脚电压分别为高、低电平的情况下,如果14脚和11脚无波形输出,则该IC坏;如果sG3525的14脚11脚有波形输出,但开关管QD1或QD2的D、S极间无波形,则对应的MOS 管可能异常。

二、常见故障分析
    故障现象1:三无,待机指示灯不亮。分析检修:先检查保险丝是否烧断,如果保险丝烧断,说明电源板存在短路现象。保险丝未断,则故障在副电源电路。
         接下来测量滤波电容CB1两端的+300V电压是否正常,如果无+300V电压,查市电输人电路和整流滤波电路;有+300V电压输出,测量副电源芯片UB1的⑧脚有无启动电压,无启动电压,查⑧脚外部的启动电路RB1~RB3是否开路;查UB1的⑤脚有无vCC电压,无vCC供电,查⑤脚外部的DB6、RRB5及CB4。"如果UB1击穿,应注意检查TB1初级并联的尖峰脉冲吸收电路元件是否开路。
        [提示]由于该IP板主电源和逆变器电路共用振荡驱动控制电路和输出升压电路,当递变器电路发生过压、过流、拉弧等故障时,均会引起共用振荡驱动电路中的保护电路启动,区分的方法是测量开/关机控制电路输出的+VB电压,有+VB电压输出,表明逆变器保护电路已启动;若无+VB电压输出,则表明12V过流、过压保护或开/关机控制电路有故障。
        故障现象2:三无,待机指示灯亮。分析检修:此故障多为主电源故障。二次开机后,测量PS-ON是否为高电平,如果为高电平,首先测量PFC提供的+380V供电和测量UC1的15脚+VB供电。如果380V供电仅为300V,则是PFC电路未工作,检修PFC电路;如果无+VB供电,查开/关机控制电路QB4、QB3组成的+VB控制电路和QC2、QC1、QC6组成的供电控制电路。
        若上述供电正常,则检查主电源UC1的11、14脚有无激励脉冲,无激励脉冲,查UC1及其外部电路元件;有激励脉冲查主电源开关管QD1、QD2及外接元件。

         故障现象3:自动关机,主电源无12V电压输出。分析检修:此故障的原因应是12V电压保护电路起控,主要检查以QB5、QB6模拟晶闸管为核心的12V过压保护电路,以及以QD3为核心的12V过流保护电路。判断方法如下:在开机的瞬间,测量QB5、QD3基极电压,如果QB基极电压变为高电平(0.7V以上),则是过压保护电路启动;如果QD3基极电压变为高电平(0.7V以上),则是过流保护电路启动。解除过压保护的方法是将QB5基极对地短路;解除过流保护的方法是将QD3基极对地短路。
         该IP板常见故障及故障原因见表4。


三、故障检修实例
        例1:不开机。分析检修:仔细观察没有发现线路板有明显的烧毁痕迹,测量输人电阻和保险丝均正常,通电测试待机电压5V正常。
        连接上对应型号的屏后给PS-ON、BL-ON端加上高电平,即强制电源开机。发现背光点亮后闪烁,一会儿就熄灭。仔细观察IP板上的红色发光二极管LED1的闪烁状态,发现闪烁3次后熄灭,一直这样循环。查询电源的调试说明得知:LED1闪烁3次表明电压不平衡。按着测试24V PFC电压都正常。说明问题在逆变电路。对比测试逆变输出接口的电阻,都在五百多欧姆左右,没发现异常。转向检查高压输出的取样电路,发现FT电压高,检测取样电路发现贴片电容CH20已断裂,换新后开机故障排除。
       例2:开机后自动关机。分析检修:通电后测得待机电压正常,强制给PS-ON端加上高电平,测得12V电压正常;上机测试,背光点亮闪烁几次后自动关机。
        单独测试12V没有问题,说明问题在背光逆变电路中。该电源12V和逆变电路的驱动信号是同一路,开机后的输出驱动波形的幅度基本一致,仅仅是频率有变化,因此怀疑是保护电路的问题。先代换保护小板后试机故障依旧,代换UC2后仍无效。测量IS1、PT、VS1、IS2等取样点的在路电阻,与手头的一块同型号的板对比没有发现异常。接下来对比测试IS1的取样电压,正常机器约为0.3V,而这块电源板的电压只有0.01V, 于是检查电流取样元件,没有发现异常,代换THV3后开机,故障排除。
         例3:开机后自动关机。分析检修:通电测得待机电压正常,强制开机后12V电压正常;上机测试,背光点亮闪烁几次后自动关机。此时LED1闪烁3次,不断循环。调试说明:指示灯闪烁3次是输出电压不平衡。由于驱动逆变的是两个变压器,因此怀疑其中一路变压器异常,对比测量变压器的初级和次级电阻设有发现异常,测试输出变压器的取样保护点也没有发现异常,于是决定代换输出变压器试之,代换TVH1后开机,故障排除。
         例4:不开机。分析检修:强制开机后没有12V电压输出。此时LED1闪烁12次后熄灭,不断循环。首先检查PFC的输出电压400V正常,可以排除PFC电路的问题。因为PWM电路中12V和逆变电路由同一个IC驱动的,故怀疑逆变电路异常,造成12V电路不工作,于是测量UC1的工作电压,发现UC1的15脚电压为0V。15脚的工作电压由保护板的14脚输出控制的,高电平正常,低电平关闭。测得P-CON信号为低电平。在开机瞬间测量UC1的供电和输出,可以看到瞬间有波形,这说明问题可能在主电源和逆变电路的公共电路中,检查发现QD1开路,换新后开机故障排除。
        例5:不开机。分析检修:强制给PS-ON端加上高电平后,没有12V电压输出。决定先维修12V供电线路。此时观察故障检测灯闪烁12次后熄灭,不断循环。同上例检查一样,测得uC1的15脚电压为13.5V,说明保护板输出的P-CON信号正常,怀疑UC1异常,更换UC1后故障排除。
        例6:开机后自动关机。分析检修:通电测试待机电压,正常,强制给PS-ON端加上高电平后12V电压正常。上机测试,开机后背光点亮,随后闪烁几下后自动关机。此时LED1闪烁6次后熄灭,不断循环。调试说明:LED1闪烁6次是拉弧保护。检查高压是否有拉弧包括高压电容是否有虚焊现象,没有发现异常。因为在以前维修中,该板高压部分的高压变压器坏得较多,于是对比测试其绕组的直流电阻,发现有一个变压器的次级电阻约为90Ω(正常值约为70Ω),代换后试机故障排余。
         例7:背光不亮。分析检修:通电测得待机电压正常,强制给PS-ON端加上高电平后12V电压正常,将BL-ON端加上高电平,强制开机,背光不亮,LED1一直熄灭。
         怀疑保护电路板可能有问题。首先测试保护小板的供电端18脚的5V供电正常,代换保护电路板后故障依旧。测量保护电路板的引脚电压,发现⑦脚电压一直为 高电平。在输入BL-ON信号为高电平时,经QC8倒相放大后,⑦脚应为低电平(开机)。测量QC8没有发现异常,代换cC26后故障排除。原因是电容CC26漏电,导致QC8因b-e结导通电压不够而一直截止,致使⑦脚为高电平。
         例8:不开机。分析检修:通电测得待机电压正常,强制给PS-ON端加上高电平后没有12V电压输出。此时LED1闪烁12次后熄灭,不断循环。
        首先检查PFC的输出电压400V正常,可以排除PFC电路的问题。怀疑逆变电路异常造成12V电路不工作,于是测量UC1的工作电压,发现uC1的15脚工作电压为0V。UC1的15脚供电受保护板的14脚输出的P-CON信号控制,高电平正常,低电平关闭在开机瞬间,检测UC1的供电和输出电压,发现瞬间有波形,随后立即消失,同时测得12V输出电压在开机瞬间约有8V,然后立即变为0V,怀疑保护电路有问题。
         测量保护电路板的①、19、20脚的电压,没有发现异常,因此怀疑uC1有问题。检测UC1的工作条件:在开机瞬间发现供电脚瞬时有供电;检查软启动端(⑧脚外围电量,没有发现异常,代换软启动电容CC19后故障依旧;代换UC1、MOS管和变压器也无效。
        再次分析故障现象,决定检查12V形成电路的过流检测保护电路,检查发现vCC的供电异常,只有12V,正常机器约为18V。接着检查给UC1供电的VB电压,正常值.为13V ,实际只有12V,这些电压都是待机电源电路提供的,于是检查待机电源电路,发现VB、VCC ,5V都有轻微的波动,代换开关变压器TB1后发现VB、VCC、5V电压均恢复正常,这时装上机器试机,故障排除。