LG等离子V7屏电源功率因数校正(PFC)电路工作原理与维修(上)

出处:tyw 发布于:2011-08-31 14:11:45 | 9402 次阅读

  为了提高本机对电源的利用率和降低干扰,LGV7黑色电源板采用了有源功率因数校正电路来降低电源的自身损耗,以达到节约能源、减少干扰的目的。

  1. 采用的功率因数校正电路

  本机电源的PFC 电路主要由L151(PFC 电感)、Q151(2SK3911)、Q152(2SK3911)及PFC 驱动集成电路L4981A组成。L4981A 是意法半导体公司生产的连续电流模式PFC 控制芯片,它的引脚功能如表1 所示。

表1 L4981A 的引脚功能

表1 L4981A 的引脚功能

  (1)当待机CPU 板(PKG4)内的IC801(CPU)发出继电器RLl02 吸合命令后,PKG4 的27脚(RL2)变为低电平,使继电器RLl02 形成电流通路,RLl02 吸合,AC 220 V 电压经进线抗干扰电路后,通过R104、R105、RLl02 的常开触点加到整流桥堆RCl01(RBVl506)的交流输入端,经RCl01 整流后,变为100 Hz 的脉动直流电,再经C151 滤除高频干扰后,加到L151 的⑤、⑥脚。同时,PKG4 的18脚变为低电平,光电耦合器PC181(PC123)内的发光二极管发光,通过光电耦合隔离后,光敏三极管端的等效电阻降低,电压经过光电耦合器三极管端加到Q182(KTC3209)的b 极,Q182导通,输出16.5 V 左右的电压为Z151(L4981A)的19脚供电。

  (2)当Z151 的19脚得到工作电压后,在Z151 的17、18脚的外接振荡电阻、电容的控制下,Z151 内部的振荡电路起振,从Z15120脚输出图腾柱信号。Z151 的12脚为软启动控制端,由于Z151 的12脚外接电容C159 的容量比较大,充电需要一定的时间,所以20脚输出图腾柱信号的频率会因为充电的进行逐渐降低到正常工作的频率,从而避免了开机瞬间过大的电流损坏功率MOS 管Q151 和Q152。

  (3)当Z151 20脚瞬间输出高电平时,该电平经R176加到Q154(2SA2073)和Q155(2SC5826)的b 极,Q154截止、Q155 导通;Q182 输出的供电电压经R151、Q155的c-e 极、R172、R173 后,分别加到Q151、Q152 的栅极,使Q151、Q152 导通;100 Hz 的脉动直流电经L151的⑤~11绕组、Q151 与Q152 的漏极和源极、R164 回到整流桥堆RCl01 的负电压端,电感L151 流过的电流从零按斜率上升,L151 储能。

  (4)当Z151 的20脚变成低电平时,Q154 导通、Q155截止;Q151 与Q152 的栅极电荷经R172、R173、Q154 的e-c 极到地,Q151 与Q152 迅速截止;L151 的⑤~11绕组上所储存的磁能与整流桥堆RCl0l 输入的100 Hz电压叠加后,经L151 的⑤~11绕组、L151 的②~14绕组、L152、RCl51 整流、C169、C170 滤波后,得到约385 V的PFC-OUT 电压,为后级其他电源供电。其具体电路如图1 所示。

图1 LG V7 等离子屏黑色电源板PFC 部分具体电路图

图1 LG V7 等离子屏黑色电源板PFC 部分具体电路图

  由于PFC 的前级电路是100 Hz 的直流电,存在电压峰峰值和零点电压,所以,必须把交流电输入的情况反馈至Z151,使20脚的图腾柱输出脉冲的宽度在交流电的峰值和零点电压之间改变,避免在峰峰值电压时,Q151 和Q152 导通时间过长,使后级电路过压损坏。同时,也使Q151 和Q152 在交流电压零点输入时截止,避免Q151、Q152 在零点电压时导通造成损坏。

  PFC 的电流检测在R164 上完成,检测到的信号经R162 反馈至Z151 的②脚内的电流比较器的输入端,用于电流峰峰值检测。100 Hz 脉冲经R154、R155、R158、R152 分压后,把100 Hz 的电压波形反馈至Z151⑦脚,转换后,与Z151④脚送入的交流电流波形一起控制20脚输出的波形,使输出的图腾柱信号符合PFC电路的输入要求。

  ①功率因数校正电路的稳压电路

  PFC-OUT 输出的385 V 电压经R181、R182、R183、R184、R185 分压后,加到Z151 的14脚,与内部基准电压比较后,输出误差电压控制Z15120脚输出脉冲电压的脉冲宽度,改变Z151 14脚外围电阻的大小就可以改变PFC-OUT 输出电压的高低。Z151 13脚是误差放大器的输出端,它与14脚通过电阻R171、电容C160 相连,用来稳定误差放大器的输出。

  ②功率因数校正电路的保护电路

  PFC-OUT 输出的385 V 电压经R177、R178、R179、R180、R153 取样分压后,加到Z151③脚内的比较器,与内部的5.1 V 精准电压比较。当输出的PFC-OUT 电压过高时,比较器翻转,控制内部的触发器停止工作,Z151 的20脚无图腾柱驱动信号输出,Q151、Q152 截止,Z151 工作在保护状态。SUB 模块PKG4 经PFC-DET检测电路检测到这一异常情况后,发出保护信号,整机进入待机工作状态。由于本机单独使用一个副电源板来提供待机电压,故而插座CNl01 输入的交流电压被关断。

  Z151 内部还含有低压保护电路,通过检查辊輷讹脚输入电压的高低来判断电压是否过低。由于本机的辊輷讹脚电压是经待机电压形成电路提供的稳定电压,故这一保护电路实际没有使用。

  2. 电源热地部分所采用的检测保护电路

  电源的热地部分所采用的检测电路主要由电压比较器Z181(KIA339P)、精密基准三端稳压集成电路Z171(KIA431)及SUB 模块PKG4 组成。Z171 为一个高性价比的常用分流式电压基准源,有很广泛的用途。在这里,它的控制输入端和控制输出端短接,成为一个精准的2.5 V 基准电压源,为Z181 提供基准电压。

  Z181 内部装有四个独立的电压比较器,该电压比较器的特点是:

  (1)失调电压小,典型值为2 mV。

  (2)电源电压范围宽,单电源为2~36 V,双电源电压为±1~±18 V。

  (3)对比较信号源的内阻限制较宽。

  (4)共模范围很大,为0~VO

 

(待续)

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