等离子电视原理

1、等离子电视原理三星V2 屏开关电源原理- 连载（一）待机电源部分V2 屏开关电源原理- 连载（一）待机电源部分详解郝铭一、 V2 屏开关电源概述特点； 由于等离子电视屏的特点，需要多驱动电源供电，并且各供电电源必须保证严格的时序关系，所以其开关电源供电比较复杂。该电源采用多电源组合供电，并且具有PFC功能。该开关电源的供电范围包括； 小信号供电部分： 12VAMP、 33V 、 VG15V、 A12V、 D12V、 A6V、 D6V 、 3.3V 。屏驱动供电部分：VS VA VSCAN VSET VE下图 1 1 所示；为开关电源总框图；图 11图 11 中；EMI；抑制电磁干扰的滤波器PF

2、C；功率因素校正，是改善电路的电流波形失真，迫使电流波形追踪电压波形变化而变化的电路，由 L1 Q1 Q2 D10 IC1等组成。待机电源； 待机时向 CPU及存储器供电， 接受 CPU的指令完成开、 关机任务。输出其他电源的启动 VCC并执行保护检测电路送来的保护关机控制，T3S IC2 Q11 Q12 等组成。VS电源；产生等离子屏所需的VS扫描驱动供电压，由T1S T2S Q6 Q8 等组成。VA电源；产生等离子屏所需的VA地址驱动供电压，由T8S IC35 等组成。小信号电源；产生整机除等离子屏以外其他所有电路多种电压的供电，由VE电源；产生等离子屏 X 擦除电路的供电压，由 T6S

3、IC17 组成。VSET电源；产生等离子屏 Y 擦除电路的供电压，由 T5S IC16 组成。VSCAN电源；产生等离子屏地址驱动电路的供电压，由 T6S IC7 组成。T4S IC7等组成开机启动过程;接通电源等离子电视机处于待机状态，当CPU给出开机信号 PS-ON（由高电平转为低电平）待机电源继电器吸合， 向 PFC电源提供 220V，PFC电源开始工作并输出B PFC（ 380V, 该 BPFC作为 VS、 VA 及小信号电源的供电源），B PFC的工作使 VA及小信号电源开始工作输出 VA电压及多种小信号电源， VA 电压输出去等离子屏驱动电路并且VA 电压又作为 VSCAN开关电源

4、的供电源， VSCAN开关电源也开始工作。在VA电源工作的同时小信号电源也开始工作， 小信号开关电源输出前端电路、小信号电路，及逻辑板电路供电源，逻辑板电路正常工作后向 VS开关电源发出 VS电源启动信号VS-ON（高电平启动） ，VS电源启动向等离子屏驱动电路提供 VS 电源，该 VS电源同时又作为VE、 VSET开关电源的供电压， VS产生后 VE、VSET开关电源开始工作，向等离子屏提供X、 Y 擦除电压。时序；PS-ONPFC电源启动输出 BPFC小信号电源启动、VA电源启动 VSCAN电源启动、逻辑板输出 VS-ONVS 电源启动 VSET、 VE电源启动。以上几种电压的上电时序关系

5、如下图12 所示；（ PS-ON 是 CPU开关机控制信号 待机高电平，开机低电平）图 12（1） 在 T0 T1 时间接通电源，待机电源开始工作，处于待机状态，此时PS-ON是高电平（2） 在 T1 时间； CPU送来该机信号PS-ON （由高电平转为低电平），此时待机电源向PFC电源输出220V。（3） 在 T1 时间； PFC电源开始工作，输出B+PFC（ 380V）。（ 4） 在 T2 时间；小信号电源及 VA 电源由 PFC电源提供 380V 供电开始工作，向小信号电路提供电源及 VA 驱动电路提供电源（ VA 电源也是 VSCAN电源的供电源）。（5） T3 时间； VSCAN电源

6、由 VA供电开始工作，输出VSCAN电源。（ 6） T6 时间；逻辑板向 VS电源发出启动信号 VS-ON（高电平启动）。（ 7）在 VS-ON启动下，T6 时间 VS电源开始工作， 并输出 VS 电源（ VS电源也作为 VE 及 VSET的供电源）。（8） 在 T7 时间由于 VS 的供电， VE及 VSET 开关电源开始工作，输出VE 及 VSET电源。由于屏的特性，要求启动时间；VA 为 200Ms、 VS为 450mS 1200mS、 VSCAN为 200mS。VE、 VSET的启动滞后 VS 400mS。并且向 VA电源及小信号电源提供启动VCC （ VC-S-R、 VC-S-F）以

7、下各组成电源介绍；1、 待机电源；提供 STD-5V， （ CPU及存储器供电）输出 VCC-S-R （受控 CPU, PFC 部分 MOS FET灌流驱动电路供电）输出 VC-S-R 18V稳压 （受控 CPU PFC启动，小信号供电开关电源启动，VA开关电源启动供电，开机继电器触发供电）输出 VC-S-F 18V ( 向开机继电器提供开机启动电压，向VA电源提供 Vcc 启动电压，开机后PFC异常 VC-S-F消失继电器断开 )由一块集成电路IC2（ ICE2A280Z）及开关变压器 T3S组成，开机 / 待机由 CPU控制 Q14 、Q11完成。2、 B+PFC 及 VS 电源该电源由两

8、部分组成， PFC开关电源及 PWM电源（ VS 电源）组成。电路特点； 由两个开关电源组成，其驱动控制部分由一块集成电路（ IC1 ML4824）完成。 PFC开关电源实际是一个斩波器1、 PFC 开关电源；具有 PFC功能并输出 B+PFC（ 380V），B+PFC电源作为整机的供电源 （供VS VA VE VSET VSCAN VS 待机的电源）。2、 PWM开关电源；产生等离子屏的维持电源VS （占整机功率70）3、 小信号电源VG、 12VAMP、 VT33V、 A12V 、 D12V、 A6V、 D6V、 D3.3V该电源向整机小信号电路，前端电路提供电源12V AMP 伴音供电V

9、T 33V 调谐电压VG15V 等离子屏驱动部分供电A12V/D12V/A6V/D6V/D3.3V前端数字及模拟供电由一块集成电路IC7 (KAIM0880) 作为开关电源模块完成，另一块集成电路IC34（ PQICG203）是一块低压 DCDC开关集成电路，把 A12V转换成 V5A (5V) 它采用 PWM开关电源技术，效率很高，其中 D80 为开关续流管， L45 为蓄能元件。4、 VA/VE/VSCAN/VSET电源该电源由四个模块组成VA模块；由 IC35 （KAIM0880）完成，由 B+PFC供电， VC-S-F 作为 Vcc 启动 输出 VA 地址电压。VSET模块；由 IC1

10、6（ KAIL0380 ）完成 由 VS 供电 输出 VSET Y 擦除电压VE模块；由 IC17 （ KAIL0380）完成 由 VS 供电 输出 VE X 擦除电压VSCAN模块；由 IC18 （ KAIL0380）完成 由 VA供电 输出 VSCAN寻址电压5、 保护电路开机有比较完善的保护电路 VS VA 过流保护，小信号电源过压、过流保护由 IC39 （KA399） Q23组成。详细电路分析；二、待机电源部分：待机部分电原理图如图2 1 所示；图 21图 2 2 是待机部分框图；图 22图 2 3 所示是待机部分 控制电路框图图 23图 2 4 所示是待机控制部分的原理图图 24三星

11、等离子V2 显示屏的待机电源采用了先进的COOLMOS集成电路 ICE2A280Z 组成开关电源的开关振荡、脉冲调宽、稳压控制，Q14、 Q11在 CPU控制下完成待机/ 开机任务（电路故障保护电路也控制Q14进入保护性待机）。COOLMOS集成电路ICE2A280Z介绍公司的新型器件，控制器和开关管组合为一体的功率器件，它的主要特点如下：耐压为800，导通电阻低；无需散热器即可输出较大的功率；该器件是具有过、欠压保护、过热保护、过流保护和自恢复功能；待机状态及空载时能自动降低工作频率，从而降低损耗；待机（轻载）工作频率为 21.5kHz ，开机（重载）工作频率为 100kHz；电路结构简单，

12、 所需外部电路元件少， 可大大减少开关电源的体积和重量， 提高系统的可靠性。由于该系列芯片具有以上诸多特点， 因而可广泛用于中、 低功率的开关稳压电源中。 使用该芯片不仅电路组成简单， 而且可靠性很高， 所以在中、 低功率电子设备中有着广泛的应用前景。STD-5V （ 5V） 向 CPU及存储器供电VCC-S-R （22.5V ） 由待机电源直接生产向继电器电路供电（RL35、 Q13）。PFC灌流驱动电路供电（Q3、Q4）。保护电路光耦PC7S（ TLP421）供电。VC-S-R （ 18V） 由 VCC-S-R经 Q11 控制后产生（ Q11 受 CPU 的 PS-ON控制）。向 PFC部

13、分 IC1 （ ML4824） VCC供电。IC30 （ IR2109 ）的 VCC供电。保护电路；光耦PC7S电源供电。光耦 PC13S电源供电。小信号电源模块IC7（ KAIM0880） VCC供电。VC-S-F （ 18V）由 VC-S-R 经 Q11 控制后产生向 VA电源模块 IC35（ KAIM0880） VCC供电。继电器软驱动触发供电。VS启动控制（接Q78基极，控制IC1 的（ 5）脚高电平启动）。在 TPW-4211待机电源中IC2 各引脚工作电压引脚功能待机开机1 软启动控制5.5 5.542 稳压控制0.96 1.373 内部 MOS管源极 0 0.0054 NC5 内

14、部 MOS漏极 312 3806 NC7 VCC 12 12.28 地待机电源有待机开关电源部分、开关机控制部分、保护控制组成。1、 待机开关电源部分；主要由一块开关电源模块IC2 （ ICE2A280Z）、开关变压器T3S等组成。开关电源模块 IC2 型号是 ICE2A280Z 它是新型 COOLMOS器件 , 采用双列直插式结构，其封装形式为 DIP-8 ， Vds 为 800V，导通电阻低；该器件是 PWM控制器和 MOSFET开关管组合为一体的 PWM+MOSFET二合一芯片的功率器件， 其突出特点是由其组成的开关电源， 在市电电网中工作时， 无需外加散热器即可输出的输出功率； 且能自

15、动降低空载时的工作频率， 从而降低待机状态的损耗； 同时还具有过、欠压保护、过热保护、过流保护以及自恢复功能，其工作频率在待机状态是 21.5kHz ，开机状态是 100kHz 其待机 / 开机的转换是根据负载的大小来控制，在待机轻载工作频率是节省电能。开机重载工作频率是 100kHz 干扰小。 21.5kHz;待机开关电源部分电路特点；（1） 该待机开关电源在设计上也考虑到该部分据有PFC功能；其供电部分在待机由220V交流经桥堆 BD2整流、 C100 滤波后经 D110 供电，开机工作后由 B+PFC（ 380V）经 D111供电，此时 D110 截止，滤波电容不再充放电，线路上的电流波

16、形则不会产生畸变，图2 5的 D111 部分所示。图 25（2） 为了在待机是功耗降到最小、开机时干扰降到最小，其工作频率在待机状态是21.5kHz ，开机状态是100kHz，待机开关电源工作频率的转换是根据该集成电路负载的大小自动转换，（在电路上为了增加开机后的负载功率，电路特设置Q12在开机后消耗部分功率，在开机时CPU发出低电平信号，通过Q88反相变成高电平经过R164 加到 Q12的基极），图2 5 的 Q12部分所示。现将集成电路1C2 各引脚功能说明如下：脚：软启动设置端，设计者可通过改变外围电路参数（C51 值的大小）自行设置所需的软启动时间。脚： 反馈信号输入端，在启动瞬间，通

17、过输出取样电路可控制光耦的输出电流，从而改变反馈信号的大小， 进而控制控制器的输出占空比。该器件的最大输出占空比为072。（C268 是滤除光耦控制电路中感应的开关电源振荡干扰）脚： 内部 MOSFET的源极， 也是 MOSFET工作电流检测端， 该器件可对输出电流的大小进行实时监测，以便在输出电流过大时切断信号的输出，从而实现过流保护。、脚：为 MOSFET的漏极。脚：空脚。脚：内部控制器供电电源端，输入电压范围为(16.5V) 。脚：电源地。（注：由于振荡频率和负载有关，负载轻振荡频率低，所以在无负载时电路不易起振）产生 STD-5V 供 CPU及存储器用。VCC-S-R 23V 开关控制

18、部分的输入电源（在CPU及保护控制下产生VC-S-R 及 VC-S-F）。接通电源后； 220 交流经 DB2整流、 C100 滤波后，经D110、TS3 的初级（ 1）（ 2）绕组加到IC2 （ 5）脚 MOSFET的漏极。 IC2 （ 7）脚的启动电压由电源经R67、R68 提供，电源经R67、R68流通先对C50 充电，当电压上升到8V 时 IC2 内部的振荡器启动，IC2 开始工作， 开关变压器的付线圈（2）（ 4）绕组产生的感生电势经D27整流、 C50 滤波后对IC2 （ 7）脚供电，此时（ 7）脚电压基本上升稳定在11.5V12V，电路开始正常工作在待机状态，输出STD-5V向

19、CPU及存储器供电，图2 5 所示。输出 VCC-S-R（ 23V 左右） 向 PFC的灌流电路供电及在CPU控制下产生VC-S-R 及 VC-S-F 向 VA 、 VG 开关电源及开机继电器供电，图2 6 所示。待机部分开机启动示意；如图2 7 的 箭头指向所示。此时由于是待机状态，STD-5V向 CPU及存储器供电，消耗功率极小。VCC-S-R虽然向 PFC部分供电，由于是待机状态，VC-S-R 及 VC-S-F 还没有产生，待机/ 开机继电器还没有吸合，PFC部分还没有工作电压，PFC的激励电路ML4824（ 15）还没有启动电压（VC-S-R 18V）所以灌流电路供电的VCC-S-R还

20、不产生电流不消耗功率。此时整个待机电路是处于负载极小的轻载状态，开关电源工作在低振荡频率的高效率状态（ 21.5K 左右，COOLMOSFET的特性决定） 。当 CPU发出开机命令，待机电源的 23V 经 Q14 导通产生 VC-S-R 及 VC-S-F 向 VA VG开关电源提供启动电压并开机继电器吸合， 使待机开关电源的负载加重， 又由于 Q12 的导通（原理后述） 5V 输出经过 R1214 流过；使待机开关电源的功率负载明显加大，此时开关电源工作频率自动转换在高振荡频率的工作状态（100K 左右， COOLMOSFET的特性决定），此时虽然待机开关电源的效率略有下降，但是其辐射干扰则下

21、降到最小，注意图2 9 Q12 的状态所示。（ 7）脚电压如超过 16.5V 则会进入过压保护区，出现启动困难，维修应该注意）。IC2 （ ICE2A280Z）的（ 1）脚为软启动控制设置端，改变其外接电容C51 容量的大小可控制其软启动的时间，容量大软启动延迟时间长。IC2 的（ 3）脚是内部 MOSFET的源极，其外接电阻既是限流电阻又是电流取样电阻，通过取样电阻 2 设定电流的最大值。由于2 接在 MOSFET的源极，因而可检测MOSFET的工作电流。由于要求 2×Idspeak ，因此，在Idspeak为 2时， 2 可选在 5 以下，R2 阻值的设定可确定输出功率的上限。I

22、C2 （ 2）脚是稳压控制脚，当输出电压上升时，稳压控制电路驱使（2）脚电压下降最后使输出电压下降， （ 2）脚接的电容C268是滤出稳压控制电路感应的高频开关信号对稳压电路的不良影响。由于制造上的困难， 目前 MOSFET的 Vds>1000V还没有，该电源块内部MOSFET的 Vds 为 800V,而该开关电源模块的工作电压在待机时是+311V，在开机时是由 B PFC供电，电压为 380V，其开关变压器的感生电势峰值极有可能将MOSFET击穿 ,所以对开关变压器T3S的要求较高，在绕制时初级电感值要适当，一般在到 5之间比较合适。在反激式电路中， 磁芯应加气隙，以调整脉冲变压器的初

23、级电感，同时应注意变压器的绕组排列，以尽量减少漏感，避免造成对MOSFET过大的应力。次级电路主要是选择整流管和滤波电容。整流管应根据输出电流和电压来选择，该机在低输出电压情况下， 可采用肖特基二极管，当开关频率较高时，应采用超快恢复二极管作整流管，以减小其反向电流对初级的影响。该电源模块作该机的开关模块的Vds 是 800V，而在正常工作时电压是B+380V， 所以在MOSFET的负载电路回路中必设置由R69、D26、C99组成的阻尼电路，以防止MOSFET由导通转为截止时 TS3 初级产生的自感电势峰值对MOSFET产生击穿的危险。稳压控制部分采用了 KA431（ IC6 ）精密电源， V

24、R2是输出电压调整控制， KA431的稳压控制性能非常优秀， 这也是目前国内外中高挡机采用的最多的。原理在前期本部编写的“ HDP2908原理与维修”已详细介绍过，这里不再叙述。3、 待机控制及保护控制开关机控制及保护控制部分待机开关变压器（ 5）（ 6）端产生电压经D25、 C38整流滤波后得到22.5V 电压作为 PFC部分的CPU送来低电平开机信号控制该电路；向 PFC电路提供 220V 供电、 PFC激励 IC1 （ ML4824）启动 VCC电源（ VC-S-R 18V）向 VA开关电源提供启动 VCC电源（ VC-S-F）向 VG小信号供电开关电源提供启动向开机继电器提供吸合启动供电（VCC电源（VC-S-F）VC-S-R）图 26STD-5V （ 5V） 向 CPU及存储器供电VCC-S-R （22.5V ） 由待机电源直接生产向继电器电路供电（RL35、 Q13）。PFC灌流驱动电路供电（Q3、Q4）。保护电路光耦PC7S（ TLP421）供电。VC-S-R （ 18V） 由 VCC-S-R经 Q11 控制后产生（ Q11 受 CPU 的 PS-ON控制）。向 PFC部分 IC1 （ ML4824） VCC供电。IC30 （ IR2109 ）的 VCC供电。保护电路；光耦PC7S电源供电。光耦 PC13S电源供电。小信号电源模块IC7（ KAIM08