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电视机维修

长虹JCL50D-2SF 560电源板电路原理剖析

发布时间:2024-08-13 点此:646次

长虹电源板JCL50D- 2SF560应用在大屏幕液晶电视65D8K系列商品上。该电源板电路具备典型性及参考性,对实质修理有指导用途。长虹电源板JCL50D-2SF 560主要用在65D8K系列商品上,图1、图2为实物图。该电源板输出的19V,一路为主板提供电压;一路通过升压电路为屏灯条供电,灯串电流为恒定的560mA。

长虹JCL50D-2SF 560电源板电路原理剖析

长虹JCL50D-2SF 560电源板电路原理剖析

1、电源信号步骤

此电源组件主要由交流滤波整流电路、PFC电路、LED驱动控制电路、19V输出电路、保护控制电路等组成。其信号步骤如图3所示。

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2、交流抗干扰电路

220V交流电通过插座CON1,经保险管F1和压敏电阻VR1,LF1.LF2的两级滤波抗干扰,再经过BD1桥式整流输出约300V直流电压,提供给后级PFC电路。有关电路如图4所示。

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交流抗干扰电路使用两级EMI低通滤波器,把50Hz的电源功率毫无衰减地传输到整机,保护整机免受电源进线的干扰,同时,又能有效地控制整机自己产生共模干扰信号,预防它们进入电网,污染电磁环境,风险其他设施。
当瞬间高电压或有雷电进入时,压敏电阻VR1两端电压升高,超越保护电压值560V时,漏电电流增大接近短路,使F1保险管因过流而熔断,对后级电路起到保护用途。
LF1、LF2为共模扼流圈,它是绕在同一磁环上的两只独立线圈,圈数相同绕向相反,在磁环中产生的磁通相互抵消,磁芯不会饱和,主要抑制共模干扰。
CY3、CY4为共模电容;CX1、CX2为差模电容,主要抑制共模干扰,即火线和零线分别与地之间的干扰。
3、PFC电路

PFC电路主要由ICI控制芯片、三极管Q5.Q6,开关管Q7、Q8,升压二极管D2,滤波电容C3组成。PFC电路的工作频率非常高,大约60kHz。PFC电路的特征是不论交流电处于波峰,还是处于波谷,连续的从电网吸取电能为整机供电,有关电路如图5所示。

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3.1芯片FAN7930C
FAN7930C是飞兆半导体公司推出的一款有源功率因数校正控制器,用于在临界导通模式下运行的升压PFC应用。它用电压模式PWM,将内部斜坡信号与误差放大器输出进行比较,产生MOSFET关断信号。由于CRMPFC控制器无需整流后的交流线路电压信息,所以节省了CRMPFC控制器所需的输入电压感应互联网的功率损耗。
FAN7930C提供过电压保护、开路反馈保护、过电流保护、输入电压缺失测试,与欠压锁定保护。PFC引脚可用于在PFC输出电压达到带有迟滞的正确水平常触发其他功率级。假如INV引脚电压低于0.45V,且运行电流降至很小时,则可以禁用FAN7930C。通过用新型的可变导通时间控制办法,THD低于传统的CRM升压PFC集成电路。
芯片FAN7930C引脚功能
1脚IVN:为误差放大信号输入端,具备输出定电压控制、输出过电压控制与输出开环控制功能。此引脚正常工作为2.5V,当该脚电压超越2.675V时,芯片将逐个脉冲关断;当输出开环,此脚电压低于0.45V时,振荡停止,工作处于待机模式。
2脚RDY:该引脚用于测试PFC输出。当输出电压达到额定输出电压的89%时,该引脚被拉高,为输出种类。
3脚COMP:为芯片内部的跨导误差放大器输出脚。此引脚具备误差放大器相位校正补偿功能。
4脚CS:为过电流测试信号输入端。此引脚具备过电流保护与电感电流测试功能。
5脚zCD:为零电流测试端。在正常工作中,若此引脚电压由1.5V减少于1.4V以下时,芯片将打开MOSFET。
6脚GND:为芯片的接地端。
7脚oUT:为门极驱动输出端。输出驱动能力为+ 500mA/-800mA,可以直接驱动外围电路。
8脚Vcc:为芯片提供电源。
FAN7930C芯片内部工作电路简要剖析

一般情况下电源电压是由电感副绕组供给,从而被叫做启动电源。假如没这种启动电源,辅助绕组可用于电源的零电流测试。一旦电源电压Vcc超越12V内部启动,而启动电压降低到8.5V时就会关闭,有关电路如图6所示。

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INV引脚嵌入了很多功能:跨导放大器、输出OVP比较器、禁用比较器和输出UVLO比较器。对于输出电压控制,用跨导放大器代替传统的电压放大器。跨导放大器能够帮助达成OVP和禁用功能。放大器的输出电流依据放大器的反相和非反相输入的电压差而变化。
为了消除线路输入电压对功率因数校正的影响,PFC的有效控制响应比线路频率慢,这与控制器的瞬态响应相冲突。两极零型补偿可用于满足这两个需要。
3.2PFC电路剖析
BD1整流的100Hz脉动直流电压,通过储能电感L1的初级3-6绕组送到PFC功率因数校正电路Q7、Q8的D极。
开机输出的高电平经RS16、RS2分压后在QS3的b极电压约为0.65V,使其导通,+19VS经过光耦IC4A导通电流增强,IC4B内光电三极管导通,Q4也导通,Z2稳压15V,防止VCC1电压过高致使后续电路损毁。

开关变压器T1初级副绕组TIF的6-5端电流经二极管D11整流、C18滤波后输出22V电压,经过Q4的c-e极形成vcC1给PFC控制芯片FAN7930C的8脚供电。

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在图5中,芯片FAN7930C 得电后开始工作,当7脚输出驱动信号,Q5导通,Q6截止,驱动信号使开关管Q7.Q8导通,300V电压经电感L1、Q7/Q8、R62、R45到地形成回路;当7脚停止输出驱动信号,Q5截止,Q6导通,开关管Q7、Q8截止,300V电压没办法经电感L1、Q7/Q8 、R62、R45到地形成回路,那样流过L1电流呈减小趋势,电感两端势必产生左负、右正的感应电压。这一感应电压与300V电压的直流分压叠加,在滤波电容C3正端形成390V左右的VDC直流电压。该电压不但提升了电源的借助率,而且使得流过L1的电流波形和输入电压的波形趋于一致,从而达到提升功率因数的目的。
PFC过压电路:输出电压的变化经R7、R8、R9与R44分压后作为VDC取样电压,由IC1的1脚输入;L1的次级4-5绕组感应电压经R40送到IC1的5脚,作为过零测试信号,输出PFC取样电压和过零测试电压,经内部比较放大后,进行对比与运算,确定输出端7脚的脉冲占空比,保持输出电压的稳定。在肯定的输出功率下,当输入电压减少时,IC1的7脚输出的脉冲占空比变大,开关管Q7.Q8的导通时间延长,输出电压升高到正常值;当输入电压升高时,IC1的7脚输出的脉冲占空比变小,开关管Q7、Q8的导通时间缩短,输出电压减少到正常值。
过压、欠压保护电路:FAN7930C的8脚vCC1为供电送入端,并设有电压测试电路。当该脚电压过低或过高时,内部保护电路启动,切断IC内部供电,达到保护目的。FAN7930C的1脚输出电压取样输入端,内设误差放大器和采样点关断电路,该点正常电压在2.5V左右。当输入到1脚的取样电压低于0.45V或者高于2.675V时,PFC校正电路关断。
过流保护电路:FAN7930C的4脚为电流测试输入端,通过电阻R42对Q7/Q8的D极电阻R62、R45两端电压进行测试。R42两端的电压降反应了PFC电路电流的大小,当Q7/Q8电流过大,R42两端的电压降随之增大,4脚电压超越0.8V时PFC就会停止输出。
4、LED驱动控制电路
4.1LED驱动控制电路剖析
LED驱动控制电路主要由控制芯片BD94121F,勉励变压器T3、T2、Q13、Q14、Q2、Q3、二极管DL,VCC控制电路,F人工智能L电路,LED保护电路等组成。
BD94121F是一款用频率控制LED电流的电流谐振型白光LED驱动器,具备低功耗的特征,工作电流的典型值为2.3mA,可以满足各类应用的低功耗需要。它的工作电源电压范围为9.0V~18.0V,工作温度范围为-40°C~+85°C。
BD94121F有多种功能,譬如从脉冲到直流的转换功能,通过驱动频率达成电流和电压反馈,通过外部PWM信号达成突发控制,通过外部直流信号达成模拟调光;还可以通过STB端子切换到保存模式和F人工智能L端输出错误信号。BD94121F集成了多种针对问题条件的保护功能,包含过压保护、IC电源线的欠压测试LED短路保护和LED开路保护。
4.2BD94121F引脚功能详细描述

BD94121F引脚功能见表1。

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1脚为vcC,电源引脚:正常工作范围为9V~18V。在vCC和地之间接的CL4为旁路电容,起消除噪音有哪些用途。
2脚为STB,用于芯片的开关设置:关机时可作为复位用。STB电压一般低于vCC电压,芯片会依据STB引脚的输入电压,切换IC的状况,但不可以在0.8V~2.0V的这两种状况之间设置开关。
3脚为芯片内部接地。
4脚为RT,通过内部IC的频率设置充放电电流;过改变RRI引脚和GND之间电阻的阻值,可以设置驱动频率。除此之外, 频率或许会因坐落于RT和FB引脚之间的电阻RADJ发生变化。
5脚为FB,是LED电流反馈误差放大器和开路LED电压反馈误差放大的输出引脚。
FB和IS之间的电容CFBIS也决定了相位补偿和亮度调节所需的LED电流启动时间.B和VS之间的电容CFBVS用于误差放大器的相位补偿。
6脚为IS,这是LED电流反馈误差放大器的输入引脚,正常电压为V[Typ]。当IS引脚电压低于V或高于1.0V 时,输出将停止并锁存。在突发亮度调节关闭期间,50uA 电流从IS引脚流向外部电阻,器。
7脚为VS,这是开路LED电压反馈误差放大器的输入引脚。当LED开路时电压为1.25V;当LED亮起时,电压为0.5V~1.0V。当VS引脚电压超越1.25V时,保护电路开始工作,假如超越CP定时器设置时间,它将关闭。
8脚为PWM/COMP,此引脚电压由驱动输出N1.N2的DUTY固定,与内部IC的锯齿波比较。该引脚具备100pA的灌/拉电流能力,当外部电容连接在PWM/CMP和GND之间时,IC将在亮度启动阶段运行PWM。
9脚为CP,该引脚设置从异常测试点到关闭的时间。CP脚外接电容有1nA恒流充电,电压超越2.0V时关断。在软启动期间,即便满足CP引脚充电条件,cP外部电容器也不充电。

10脚为PWM_IN,通过PWM_IN引脚输入PWM脉冲信号,可以调节突发亮度,见表2。

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11脚为ADIM,该引脚是用于模拟调光的直流信号的输入和输出引脚。依据ADIM输入电平,每一个引脚的功能变化见表3。

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ADIM电压的1/4.4 为IS阈值电压,具备线性特质。但,ADIM电压低于0.44V,Is阈值电压被钳位在0.44V/4.4=0.1V;ADIM电压超越2.2V ,Is 阈值电压被钳位在2.2V/4.4=0.5V。假如要用线性特质范围时,需将ADIM电压设置为0.5V~2.1V,而脉冲信号输入到PWM2DC端, 再通过IC内部的100k电阻和连接在ADIM端的电容器对其进行平均。
12脚为SS,这是软启动时间和SDON时间设置引脚。2.0uA电流充电到外部电容。当SS端电压高于2.0V时,可以测试到cOMPSD;当SS端电压小于2.0V时,锁存保护电路不动作。当ss端电压高于2.5V时,软启动完成。当软启动处于运行状况时,CP充电时定时器锁存保护电路不会运行。
13脚为F人工智能L,这是IC的问题信号输出引脚。在正常状况下,它输出低电平,并在定时器锁存后变为Open,以防测试到任何异常。Open期间的上拉电压需要为低于F人工智能L引脚的额定电压5.5V。在F人工智能L引脚与地接有0.1uF的降噪电容。
14脚为COMPSD,这是过压保护电路比较器的输入引脚。比较器测试电压为4.0V,开始计数2个CLK过压测试。2个CLK计数后被定时器锁存关闭。
15脚为PWM2DC ,脉冲信号输入端,通过IC内部的100kI电阻和连接在ADIM端的电容器对其进行平均。当高于8V 的电压强制施加到PWM2DC端时,IC中的缓冲器输出变为高阻抗,IC功能转变为直接DC输入模式到ADIM。
16脚为PGND,这是驱动器部分输出引脚N1、N2的电源GND引脚。该引脚不与IC内部的GND引脚连接。
17脚为N2低侧外部场效应管的栅极驱动输出引脚。一般通过约10Ω的电阻将它连接到FET栅极,目的是为了降噪。栅极通过1k~10k的电阻下拉至源极。18脚为N1低侧外部NchFET的栅极驱动输出引脚。一般通过约10Ω的电阻将它连接到FET栅极,用途降噪。栅极通过1kΩ~10kΩ的电阻下拉至源极。
4.3实质电路运用

4.3.1 LED驱动实质电路

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芯片外围电路剖析整机输出开机信号PS-ON高电平4.5V,经电阻RS16.RS2分压后在三极管QS3的基极电压为0.65V,使其导通,使加载在电阻RS1的19V电压经光耦IC4.QS3到地,光耦电流增强,在X1接点上的电压为0V,并连接在DL19二极管的负端,致使三极管QL1的b极为低电平,使其导通,电压19V通过QL1到QL5的c极,因为QL5的b极接了反相稳压二极管ZL3,b极电压稳定在13V,QL5将导通,使19V电压输入到芯片ICL1的1脚作为供电电压;另一路作为VCC3到LED1+、LED2+过压保护电路。
整机开启时输出背光开关信号BL- ON,经电阻RL62、RL63分压,直接输出到芯片ICL1的2脚STB,作为芯片关闭/开启控制输入。电阻RL64的阻值为基本频率设定,RL65的阻值为驱动频率设定。在芯片的5、6脚间的电容CL2设定相位补偿和亮度调节所需的LED电流启动时间。电容CL9用于芯片内误差放大器的相位补偿。
PWM信号通过电阻RL61、RL68作为芯片PWM调光控制,在11脚接电容CL14到地关闭了模拟调光。
CL17为软启动充电电容,当充电电压到2.5V时开始启动。正常工作时小于2.5V,容量大小决定软启动时间。CL41为F人工智能L的降噪电容。
VCC电压其中一路经RL57、RL58分压到芯片的15脚,通过施加在该脚上的电压大小改变调光模式是直流还是脉冲。

芯片的14脚接过压保护电路,当LED1+和LED2+其中任意一路电压过高时, 分别经分压电阻RL13、RL17、RL21,二极管DL11和RL14、RL18、RL22,二极管DL12,最后在二极管上的反相电压过压时,三极管QL2的b极电压上升,致使其截止coMPSD无输入,与芯片内部基准电压4V比较后,芯片停止工作。

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功率转换驱动电路

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T3为勉励变压器,T2为功率输出变压器。勉励变压器为功率放大级的前置推进级,由于放大器不可以一次把功率放到非常大,需要分几级完成。用变压器来完成阻抗匹配和把功率传输到最后级的输入端。应用勉励变压器达成电压脉冲变换和隔离。
勉励变压器的设计与一般脉冲变压器类同,因为勉励占空比是什么原因,一般情况下纯磁化电感不可以非常大。由主绕组产生正负电能,感应到次级输出线圈也是产生正负的电能,勉励线圈也会感应到正负的电压,来控制开关管的导通时间,控制输出电压的高低。
勉励变压器T3有两个次级,反相驱动两个功率开关MOS管Q2和Q3。驱动该变压器的初级、次级输出两路脉冲信号驱动开关管,由芯片内部输出两路N1、N2驱动信号,经稳压管ZL1限位为22V ,再经CL12电容隔离直流后,通过驱动变压器T3的初级绕组-电阻RL27-CL13-RI29-地,在T3形成勉励驱动信号,再经保护二极管D3、栅极串联电阻R13向栅极输入勉励驱动信号使Q2导通,从而进入饱和区完成开通过程,VDC电压经过Q2、T2向C38充电;当变压器输入低电平常,三极管Q13导通、Q2栅极经电阻R14拉低,使Q2迅速由导通转为关断状况。

整流输出LED+电路剖析

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T2功率变压器输出的电流,一路经滤波电容CL20滤除比工频稍高的一些干扰,然后送至二极管DL1整流;一路经二极管DL4整流,电容CL31、CL30滤波后分别输出LED1+、LED2+电压。
LED1-、 LED2-电流流经恒流电阻RL32、RL31、RL41、RL43,因此调节恒流电阻值可以改变灯串的电流。该电源经RL38限流,再经RL40、RL44、RL45分流送入芯片BD94121F的6脚,用来测试灯串开路或短路时致使的电流异常。当电流大于0.5V时,芯片关断输出,停止工作。
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