创维液晶电视168P-P37T00-08开关电源板电路原理分析

本开关电源为创维公司自行设计生产的37英寸液晶电视内置电源,编号为168P-P37T00-08(图纸), 电源设计输出功率190W,效率高于85%,功率因数高于0.9;5V待机电源输出电流为0.5A;12VUSB输出电流为3A;24V-2输出电流为6A。该电源由整流滤波网络、待机辅助电源(以下称“副电源”)、PFC和DC-DC、输出过流、过压保护电路等几大部分组成。该电源采用成熟的器件和单面板设计,免调试,维修检测方便,工作稳定可靠,配套使用于创维各型37英寸液晶电视中。该电源架构见图1。

相关电路原理见图2。

市电经两级共模抗干扰电路后送全桥整流,输出约300V脉动直流,分两路分别送副电源和PFC(功率因数校正)电路,PFC电路输出约380V直流电源送入U1内部DC-DC转换电路,作为DC-DC转换电路中开关管的供电电压。DC-DC电路输出稳定的12V和24V直流电源为液晶屏和主板电路供电。市电接通后,副电源U3组成的电路首先启动,输出+5V(主板系统所需电源)到主板系统控制电路,随后,主板送出一个约3V的开机ON控制信号经Q10控制,使副电源电路中的待机控制管Q5导通,输出一个15V电压去PFC/DC-DC转换芯片,作为U1芯片的供电电源,U1得电后,先是PFC电路启动工作,后便是DC-DC转换电路工作。

1.副电源

副电源为主板CPU控制系统和电源板其余IC提供工作电源电压。若副电源不能正常工作,整机将瘫痪。副电源的工作过程如下:市电接通后,交流220V电压经整流滤波电路后,得到的脉动直流电压经ZD6、ZD7、ZD8加到U3的⑤脚,然后通过内部恒流源给U3的②脚外接电容C31充电。当②脚上的电压上升到动作开始电压Vcc( ON)=17.5V (TYP )时,内部振荡电路和开关管等电路进入工作状态,在变压器T2的初级②-③绕组中形成变化电流,并通过互感作用将能量传送到次级。

副电源中,R51、R61、U6、PC3等元件组成副电源稳压电路中的取样放大电路,将输出电压变化信息反馈到U3④脚(FB端),通过内部电路控制脉冲信号占空比,实现电源的稳压输出。

T2的④脚感应的脉冲电压经D9整流C31滤波后得到约14.5V电压加到U3的②脚,作为U3稳定工作时的电源电压;T2的①脚感应的脉冲电压经D8整流、C30滤波后得到的直流电压加到Q5的c极,作为Q5的输入电压;T2的⑨脚感应的脉冲电压经D15整流、C47滤波后得到5V电压经L7送往主板,作为主板上控制电路的工作电压。

副电源中的Q10、PC4、Q5组成开/待机控制电路,通过U1实现对PFC和DC-DC控制,从而完成开/待机控制电视机在待机状态时 ,主板送出的开/待机控制信号oN/OFF为低电平,Q10、PC4、Q5均截止,副电源无vCC电压送往U1 ,PFC和DC-DC电路不工作。电视机由待机转为正常工作后,主板来的开/待机控制信号ON/OFF为高电平,Q10、PC4、Q5均导通,Q5导通后,从c极输出vCC电压加到U1,启动PFC和DC-DC控制芯片进入工作状态。

副电源中芯片U3主要外围器件作用如下:U3的①脚外接R37为过流保护取样电阻;当其上的压降达到0.77V时,电源即进入过流保护状态,无5V和15V电源输出,故该电阻变质可能导致过流保护控制电路误动作,电源表现为带负载能力差或无法正常启动;④脚外接电容C25为抗干扰电容,若击穿电源无输出,若漏电将导致副电源输出电压低。ZD2、C24 等组成输出过载保护动作延时电路,C24若开路,电源正常工作时无明显变化,短路或严重漏电时,将导致电源过载,但过载保护电路不动作而击穿芯片内部的MOS管。ZD2是为防止电源正常工作时C24接入电路影响而设立的,该二极管击穿或者漏电时,FB功能对负载变化的响应会变坏。电路中R43、D7等组成反峰吸收回路,若D7漏电会导致芯片U3过热,开路则会导致U3击穿损坏。ZD6~ ZD8为欠压保护二极管,若有击穿或者漏电,会导致欠压保护失效,若开路,则U3不能启动进入工作状态,副电源无5V和15V输出。

2.PFC电路

电视机由待机转正常开机后,副电源中Q5的c极输出的vCC电压一旦加到芯片U1的15脚,U1内部的PFC电路部分即进入工作状态,产生驱动脉冲信号从③脚输出加到激励管Q2的b极,放大后从e极输出加到开关管Q1的控制极,控制Q1工作于开关状态,此后T1的②-③绕组将谷底检测信息送回U1的④脚(PFC部分零电流检出端子),通过内部电路及时动作调整PFC激励信号波形。武汉格力中央空调售后服电话淘宝助理在哪

PFC电路工作后,输出约380V电压作为DC-DC电路中开关管的供电电压。PFC电路中,R20、R21、R22、R23组成分压取样电路,对PFC电路输出的电压进行取样,取样后的反馈电压送到⑥脚(PFC输出定电压控制信号输入端子,PFC输出过电压检出端子),通过内部电路控制激励信号占空比,实现PFC电路输出电压稳定。

PFC 电路主要外围器件作用如下:U1的①脚为启动供电端,无15V电源输入时,STR-E1555不能启动。在本电源中,U1的①脚供电端电压随电源输出负载升高而降低,故该辅助电源电压的升高可以作为辅助判断U1是否进入过压保护状态的依据,若U1的10脚过压保护电路动作,则此供电电压会升高到约19V,而正常工作时,该辅助供电端电压为14.5V(模拟试验时接入约30W负载测得的数据)。

③脚为激励信号输出端,外接激励管Q2和开关管栅极累积电荷泄放管Q3。R15阻抗变大到一定程度和Q2性能不良时,激励信号的幅度会发生改变,从而导致Q1因激励不足、损耗过大而损坏;Q3是Q1能否及时截止和栅极累积电荷能否泄放的关键,Q3击穿则Q1不能工作,Q3开路则会导致Q1击穿损坏。

④脚为PFC零电流检测电压输入端,外接取样电阻和取样绕组。C7、R8 开路,PFC效率会降低;C7击穿,PFC电路会发生过载保护电路误动作而无输出。

⑤脚为过流保护电压输入端,外接电阻R9阻值变大可导致PFC过流保护电路提前动作而无输出,C11为抗干扰电容,开路可能导致PFC过流保护误动作,若击穿PFC过流保护不动作,会在过载时损坏电源。

⑥脚为 PFC稳压反馈电压输入端,外接取样分压电阻R23若阻值变大,则PFC输出电压降低,R20~R22阻值变大,输出电压升高;C19为过压保护动作延迟(抗干扰)电容,开路会导致过压保护提前,电源无输出;漏电,可导致PFC输出电压升高。

11脚为PFC关断延迟调整端子,外接延迟电容C13,若开路,PFC电路会出现反复在启动->停止间切换,使输出电压不稳定;若短路将导致保护不动作,损坏U1。

3. DC-DC转换电路

在PFC电路开始工作的同时;由U1内部相关电路和外部相关元件组成的DC-DC转换电路也开始工作,在T3的③-⑥绕组中形成变化电流,并通过互感作用将T3初级储存的能量传送到副边。

在DC-DC电路中,R58/R40、U7/PC2等元件组成稳压电路中的误差取样放大电路,把12V输出电压变化信息反馈到U1的14脚,实现DC-DC稳压输出。

由U1部分电路和T3等元件组成的DC-DC转换电路中,U1工作于准共振模式。准共振模式下,必须对电压共振进行谷底部检出和加入延时导通。T3的①-⑦绕组就是谷底检测绕组,该绕组将检测出的电压信息反馈到u1的12脚,实现电源的准共振模式工作{BD端子的输入阈值电压是0.76V(typ)}。

DC-DC转换电路有两组电压输出,分别为12V和24V, 12V由D11.C34组成的整流滤波电路产生。24V由D12、D14、C40、C41组成的整流滤波电路产生。

4.过流过压保护电路

ZD3、ZD4、PC1等组成了过压保护取样反馈电路,DC-DC输出过压保护,当输出电压升高导致ZD3、ZD4导通时,光耦PC1内部发光管发光增强,光敏三极管导通,过压控制电压经D3加到U1的10脚,通过内部电路使U1内部的PFC、DC- DC电路部分同时停止工作。格力空调售后维修电话24小时人工电话

R25~R29、 R46/R47、U2、Q6等元件组成PFC输出过压保护取样电路。PFC输出电压升高使得Q6导通D4导通时,U1的10脚内部过压保护电路就会启动,实现PFC过压保护。

说明: 检修测量前无论电源能否启动,均需对c8做放电处理,但不得采取导线直接短路法放电(直接短路放电瞬间冲击电流过大,可能导致电容内部导线开路),应采取在电容的两端并联阻值大于300Ω、功率大于10W的电阻进行放电。