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海信Genesis机芯液晶电视开关电源原理及故障检修(一)

出处:davidli88 发布于:2011-10-08 16:32:01

  海信TLM3277、TLM4277、TLM3737、TLM4777等系列液晶电视均采用Genesis机芯,电源部分是一块独立的电路板组件,图1为TLM4277型机电源板,TLM3277型机电源采用厚膜块STR -W5667,TLM4277、TLM4777等型机则采用厚膜块STR-X6769。这两种电源电路除个别元件位号不同外,其工作原理基本相同。

图1 TLM4277型机电源板

  该电源由主电源和待机电源两部分组成,其中主电源又分为PFC电源、PWM电源和背光灯电源三部分,原理框图如图2所示。主电源的供电取白整流后未滤波的脉动直流,背光灯的+B高压及VCC启动电压均由主电源的PFC电路提供,只有主电源工作,背光灯才能工作。待机电源为CPU及主电源供电控制继电器JE501供电,该开关电源有较宽的电压适应范围(AC85V~265V)。该机共有5路输出电压:(1)12V/3A.为液晶屏逻辑电路、驱动电路及伴音前端电路供电。(2)5VMI3A,为小信号电路及视频前端电路供电。(3)14V/3A,为伴音功放输H1部分供电:以上3路供电均由主电源供电,输出功率约60W。(4)背光电源24V/8A,为背光灯驱动电路供电,这一路供电的输出功率约180W。(5)待机电源5V/2A.为CPU、存储器及FLASH供电,这一路输出功率约10W。由于该电路采用了有源PFC技术,其功率因数可达99%。

图2 原理框图

图2 原理框图

  一、待机电源电路分析

  AC220V电压经电源开关及保险FEO01后,先由CE001、CE102、CE101、CE002滤除差模干扰(大小相等、方向相反的干扰信号),LE00l、LE002滤除共模干扰(大小相等、力向相同的干扰信号)后,再经DE521、CE521整流滤波输出+300V的直流电压,通过TE004⑤~⑥绕组加到ZE521(STR-A6351)⑧脚内部所接的场效应管漏极上,如图3所示同时,AC220V电压通过DE521的一个桥臂整流后,再经RE524降压后加到ZE521③脚,给ZE521内部电路提供启动电压,内部开始振荡,该部分电路进入开关状态,TE004⑦~⑧绕组的感应电压经RE523限流及DE521、CE524整流滤波后,给③脚提供稳定的电压,电路持续工作。

  电路工作后,电流从TE00⑤~⑥绕组及ZE521⑦、⑧脚进入集成块内部,然后从①脚流出,通过RE521到地①脚输出的电流在RE521上产生与漏极电流成正比的压降,此电压通过RE525加到ZE521④脚。

  CE522、RE522、DE522用于吸收开关电路振荡时产生的尖峰脉冲,避免ZE521内部的开关管过压击穿。在开关管截止期间,TE004次级储存的电能通过DE561整流、CE562滤波后输出5V-S电压,供给CPU电路。

  该电路的稳压控制由三端精密稳压器NE503,电阻RE566、RE561,及光耦ZE504及ZE521④脚内部电路元件来完成。当5V电压升高时,NE503②脚电位下降,则ZE504②脚电位下降,光耦①、②脚内的发光二极管发光强度变大,流过光耦③、④脚的电流变大,ZE521根据④脚电压的变化,从而控制内部振荡器翻转,使输出电压下降,维持5V电压不变。当5v电压下降时,其稳压过程与上述相反。

  CPU发出开机指令后,三极管VE561导通,常开继电器J501闭合,AC220V交流电送入主电源电路。

  二、主电源电路分析

  1.主电源组成

  主电源电路以集成块SMA-E1017(NE001)为,由PFC及PWM两部分电路组成,如图4所示其中。NE001的⑦~(11)、(15)脚内外电路为1-FC电路,②~⑤脚内外电路为PWM电路。⑥脚为公共地,①脚为PWM电路VCC供电。PFC电路工作在非连续导通模式,即DCM方式。

主电源电路图

图4 主电源电路图

  2.工作原理分析

  AC220V电压通过继电器JE50l后,经过BE00l整流后变为脉动的300V直流电,一路经二极管DE014及电容CE031滤波后加到NE001(12)脚,使电路启动;一路通过储能变压器TE001、TE002初级线圈加到QE001、QE002漏极;第三路通过RE003、RE004与RE007分压后加到NE00⑦脚(⑦脚为AC220V电压正弦基准输入端),启动后。TE003次级线圈的感生电势经DE007整流、CE022滤波后给NE00l①脚提供Vcc电压,正常工作时,①脚电压为22V~24V。

  NE001内部PFC电路启动后,当NE001(15)脚输出PFC脉冲正半周时,经RE011限流及DE002、RE010、RE008整形后加到QE00l、QE002的栅极;与NE001(15)脚输出PFC脉冲的负半周时时VE00l、RE011、DE003组成灌流电路,此时VE00l因基极为低电位而导通,则QE001、QE002栅极储存的电荷被快速泄放掉电路振荡后,在QE001、QE002导通期间,TE00l、TE002初级线圈储能;在QE001、QE002截止期间,TE001、TE002初级储存的电能通过DE004整流变为直流+375V,为主电源开关管QE003提供电压。

  NE001(11)脚为PFC电源部分的过零检测端,用来控制QE001、QE002是否在过零点时导通。⑩脚为功率管QE001、QE002的电流检测端,当流过QE0011、QE002的电流过大时,RE014、RE013两端的压降较大,此电压通过R012加到⑩脚、N00l内部停止振荡,从而保护QE001、QE002。

  +380V电压通过TE003初级线圈加到场效应管QE003漏极。CE020、CE021、RE020、RE021组成尖峰高压脉冲吸收电路NcItJ1②脚输出PWM驱动脉冲,通过RE039、VE00l、DE015加到QE003的栅极DE015为QE003栅极的放电二极管存QE003导通期问,RE024上的压降通过RE026加到NE001④脚进行过流检测。在QE003截止期间。TE003中存储的电能通过DE50l整流、CE502滤波后,输出l2V电压,一路直接供给小信号处理电路,如图5所示;一路通过NE552(LM2576-5.0小型开关集成电路)输出5V电压;还有一路通过NE551变换输出5V-M电压。

  当12V电压升高时,取样集成电路NE50l(SEn12N)①脚电压升高,②脚输m电压下降,光耦NE002①,②脚内部发光二极管发光增强。NE002③、④脚间电流变大。则N001③脚电压下降,N001输出的PWM脉冲变窄,从而使QE003导通时问变短。12V输出电压下降,达到稳压的目的。

  TE003反馈绕组的感应电压通过DE006限流,RE028、RE027分压后加到NE00l⑤脚,使电路工作于准谐振状态,让QE003在振荡波形的处导通,使之功耗。

  3.DE014的作用

  在电源开关接通瞬间,加到电感TE00l、TE002上的是交流正弦波的任意瞬时值,如果是在正弦波的过零点附近,那么TE001、TE002中电流的增长比较缓慢,TE001、TE002上的自感电动势也较低TE00l、TE002;如果是正弦波的值蜂点附近,那么给电感所加的是一个突变的电压,会引起电感上产生极大的自感电动势,该电动势会大于所加电压的两倍,并形成较大的电流对后面的电容充电,轻则引起输入电路的保险丝熔断,重则引起滤波电容及斩波管QE00l、QE002击穿。设置DE014后,在接通电源的瞬间,由DE014导通并对CE019充电,使流过TEO01、TE002的电流大大减小,产生的自感电动势也要小得多,对滤波电容和斩波管的危害也小得多,在正常r作时,南于DE017负极电压比正极高,DE017呈反偏截止状态。

  【提示】DE014(在32英寸机电源板上的住号为DE017)在开机瞬间导通,+300V脉动直流电通过TE003初级绕组加到QE003漏极。电路正常工作后,DE014因负端电压高于正端电压而截止。另外,在开机瞬间,TEO01产生的感生电动势通过DE014释放,从而起到保护QEOO1和QE002的作用。

  4.SMA-E1017引脚功能介绍

  ⑦脚:PFC部分正弦半波波形取样输入端(MultFP)。这个脚输入的是全波整流后的电压的分压,其波形是对整机电流进行正弦化的必需波形。该脚接在串联分压电阻RE003、RE004、RE007的分压点上,其分压点上的电压波形即是整流桥堆输出的波形。

  因整流后无滤波电容,波形是正弦半波。

  NE001内部的激励电路以此波形为依据控制斩波管QEO01、QE002,使斩波电流的包络和此电压波形的形状相同。

  ⑧脚:PFC电压、电流相位调整端(COMP)。这个脚的作用是PFC的相位校正,其外接元件是用于凋整电压和电流的波形之间的相位,使电流略滞后于电压,这样有利于控制电路稳定工作。当电源出现启动不良或工作不稳定时,可通过改变其外接低通滤波电路的时间常数来改善。

  ⑨脚:B+PFC电压检测及稳压控制端。

  这个脚输入的是B+PFC电压(380V)的分压,类似于开关稳压电源的控制信号,其电位决定了380V电压的高低。该脚接在取样电阻RE017、RE018、RE019的分压点上,分压点电位的变化直接反映B+PFC,的变化,NE001内部电路根据⑨脚电压的变化来调整(15)脚的激励输出脉冲宽度,使B+PFC电压趋于稳定。该电路类似于普通开关电源的稳压控制电路。

  ⑩脚:斩波管源极电流检测输入端(CS)、该端电压即为斩波管QE001、QE002的源极电阻RE013、RE014上的取样电压。

  当斩波管过流时,该取样电压上升,NE001根据⑩脚电压的大小控制斩波管激励脉冲,使斩波电流得以控制。

  (11)脚:过零检测输入(ZCD)端。SMA-E1017的PFC采用临界电流检测方式,PFC开关在过零点时打开。TEO01.TE002是PFC部分的储能电感。由于该PFC电路工作于非连续导通模式(DCM),所以在电路中必须对被斩波电压进行过零识别;以控制PFC激励脉冲的开启和停止。TE001、TE002次级线圈的感应电压经RE005、RE006输出,向SMA-E1017(11)脚提供一识别信号,以控制NEOO1内部PFC部分振荡器在过零时的“启”和“停”。RE005、RE006是限流电阻。

  (15)脚:斩波管QE001、QE002激励脉冲输出(PFCOUTPFC)端。

  第(15)脚输出斩波激励脉冲经过灌流电路激励QEO01、QE002工作,VE001、DE002组成灌流电路,如图6所示RE011是限制QEO01、QE002栅-源极初始充电的限流电阻,DE003是一只放电二极管,在激励脉冲下降沿促使栅一源极迅速放电。该灌流电路的工作过程如下:在激励脉冲上升沿期间(TI),VEO01截止,DE002导通,对栅-源极充电,形成栅一源电场,斩波管迅速导通。在激励脉冲平顶持续期间(T7~T2),由于也场的作用,斩波管维持导通,但此时导通呈阻性。在激励脉冲F降沿(T3)期间。VE00l导通、DE002截止,所充电衙通过VE001迅速放电,斩波管迅速关断,完成一个斩波周期。

  总之,灌流电路的作用是保证容性输入特性的场效应管迅速导通或截止。

  ②脚:PWM激励输出(DDOUT)。这个脚输出的是PWM激励信号,激励开关管QE003工作。RE039是QE003输入限流电阻。DE015、VE001组成放电电路,在输入脉冲下降沿时,迅速将QE003G极的电荷放掉。

  RE023为PWM开关管QE003的G-S极泄放电阻:由于QE003是MOS管,输入为容性,关机后G、S极间所充的电荷必须释放,否则,在开机瞬问,由于G、S极问电荷产生的电场会使MOS管还没工作就瞬间短路烧坏。

  ③脚:PWM稳压控制(DFP)端,这个脚输入PWM稳压反馈信号,用于控制开关稳压电源的输出,该脚外接基准电源NE501、RE502、RE503、N002。NE501中间的端子是基准电压端,选择RE502、RE503的阻值,可以控制流过N002的电流,使输出电压为标准值。

  ④脚:PWM部分过流检测(OCP)端。

  这个脚输入的是MOSFET的源极限流电阻上的压降,OCP阈值电压(VOCP)为0.62V:当PWM输出管过流时,VOCP电压上升,电路保护,②脚停止输出,避免开关管及后级电路损坏。

  RE024是QE003源极电阻。该电阻上的电压经RE026送到NE001(4)脚,作为过流检测(OCP)信号⑤脚:PWM部分准谐振检测(BD)端根据输出开关变压器的初级电感及分布电容,适当的调整RE027、RE028的分压比,使PWM开关管在准谐振的振铃形底部才开始导通。

  【提示】为了提高开关电源的效率,NE001的PWM部分以准谐振方式工作。

  由于“振铃”的频率由TE003的初级电感及其分布电容决定,频率高、周期短,难以保证开关管在低谷区域内再次导通。因此,在实际电路中,常采取加大分布电容的办法来降低频率,延长低谷区域的时间,使开关管的再导通始终在低谷区域。

 


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