液晶电视电源电路工作原理与检修

1、液晶电视电源电路工作原理与检修前言：液晶电视的电源与传统CRT电视电源相比,不仅多生了PFC电路、桥式开关电路,而且保护电路也更加复杂和完善.虽然很多专业电源厂家为液晶电视开发的电源板种类繁多,但原理大同小异.本期以康佳台达液晶电源为例,讲解液晶电源工作原理与故障检修的思路与方法.液晶电视电源主要由待机副电源、PFC曲率因数校正电源、主电源、过压过流过热保护、开待机限制等电路组成,其输由一般有24v、12V、5V等几组电压,由主板CPu限制其开/待机,待机时仅有+5Vsb副电源输由,组成框图见图1.所有液晶电视的电源板都是副电源局部先工作,输由5V电压给主板CPu供电,CPu得到开机指令后输由

2、限制信号PSON,让电源板上的PFC电路工作,产生正常的PFC电压400V左右,接下来由PFC电路生成一个限制信号,使PWM脉冲振荡主电源开始工作,从变压器次级得到+12v和+24v电压给后级负载电路供电.其中,+12V电压主要给主板的信号处理电路和伴音功放电路供电；+24v电压主要给背光电路高压板供电.这里我们先介绍一下液晶电源中的特殊单元电路.1. .升压直流斩波电路PFC电源采用的就是该电路.它主要利用电感线圈自感和储能特性,即电感线圈的自感电动势总是阻碍通过其电流的变化：当电流增大时,自感电动势与原来电流方向相反；当电流减小时,自感电动势的方向与原来电流方向相同.这里的“阻碍,不是“阻

3、止,而是“延缓是使回路中原来的电流变化得缓慢一些.升压原理如图2.上面是Q1导通状态图,下面是Q1截止状态图.当Q1导通时,电源Ue通过L3、Q1构成回路,在L3上产生左正右负的自感电动势UL,D1反向截止Q1、D1、c3是一组回路；当Q1截止时,L3上的自感电动势马上逆转,阻碍电流突降,UL变成左负右正,这时Ue和UL两组电源进行串联叠加,D1正向导通对c3充电,得到B+电源给负载供电.B+等于Ue+UL,明显B+大于Ue.通过改变Q1的导通时间,可以调节UL电压的上下,也就相当于调整了B+电压的上下.2.半桥开关电源桥式电源主要利用LC串联谐振特性.图3是串联谐振简化电路,R是LC串联回路

4、的等效电阻.串联谐振的中央频率,式中兀是数3.14,可见谐振中央频率由L和c的值决定.该电路谐振特点：当输入的AC信号频率等于谐振中央频率fo时,回路中的电流最大,且电感和电容两端的电压最高.只是L和c上的电压是反相的.故我们只要改变输入AC信号的频率,就可以改变回路电流,也就改变了L和C上的电压.如果将图3中的L换成图4中的变压器,次级输由电压是逆变升高用于高压板还是变压降低用于开关电源,那么仅仅是通过绕组线圈匝数的多少来决定的.图5是通过以上电路演化而来的半桥电源简图.Ic315、17脚分别输由两组互为反相的矩形脉冲,驱动Q3和Q4交替导通,使流过变压器初级的交变电流信号感应到次级线圈,再

5、通过D1、D2整流,cl滤波,得到输由电压.通过以上分析可以得由这样一个结论：传统开关电源在开关变压器的初级回路是没有串联电容的,只要改变脉冲宽度就可以调节次级输由电压,简称PWM调制方式；而液晶电视的开关电源在开关变压器初级回路串联了一只电容,改变脉冲频率,即可方便地调节次级输由电压,这种限制方式简称PFM调制.康佳液晶台达电源主要IC介绍康佳液晶电视最常用的台达电源,是单元电路相对其他品牌来说最丰富的,具电路见图.在分析其工作原理前,我们先了解一下该电源采用的主要芯片.1.IC901型号ICE3B1065和T901等元件组成的电路产生5v冷地待机副电源和热地15v电源.该Ic带有PWM调节

6、功能Dc/Dc模块,开关频率为60kHz100kHz,有欠压锁定和过流保护功能.2. IC1型号UCC28051和L31、D1、c3等元件组成的电路产生400V左右的PFC电源.该Ic内置功率校正电路,具有过压保护、欠压锁定、零功率检测功能.3. IC3型号DLA001和T118、Q3、Q4等元件组成产生12V、24V主电源电路.该芯片集谐振变换器与600V的高压半桥驱动器于一体,可有效地减少元器件数量,简化电源设计.康佳台达电源工作原理介绍1 .待机副电源电路5V翻开电源,220V市电经过低通滤波器滤波,BD1、c1、L2、c2整流滤波得到100Hz脉动直流电.再通过斩波储能电感L3-1和D

7、1对c3充电得到B+电压,送到Ic901、T901-4组成的待机副电源电路由于此时Ic1和Ic3都没有工作,B+大约为320V左右.B+电压经过开关变压器T901-4初级线圈加到IC901脚,此Ic内部恒流源通过脚对脚外接电容c902充电,当c902上的电压到达4.4V左右时开始启动振荡电路,脚内部功率MOS管限制T901-4初级线圈电流通断,从而产生感应电压,耦合到次级.T9014次级有两组线圈.一组线圈感应电压经过D951、C951、c952、L953整流滤波,得到接近5V的直流电压.再通过Ic951、Ic902将采样比拟信号负反应到IC901脚,调整内部功率管鼓励信号的脉宽,最终使输由电

8、压稳定在5v;另一组线圈感应电压经D905、C902整流,得到15.5V左右的直流电压,一方面通过zD903给Ic901提供13V工作电源,另一方面送到电子开关Q902输入端.需要特别注意的是,5V是冷地电源,15.5V是热地电源.副电源设计有市电欠压和过流保护电路.1欠压保护：正常工作时,220V交流电通过D901半波整流,经R901、R902、R903后与R904分压,为Q903基极提供电流,促使其导通,后级Q904截止,对Ic901脚无任何作用；当市电低于90VAcC,上述分压电路输由的电压过低,Q903截止,后级Q904饱和导通,将Ic901脚对地短路,Ic901停止振荡,关闭输由.D

9、903的作用,是在电源开关关闭后导通,将c904上的电荷通过R906和R904对地泄放.为下次开机软启动做准备.2过流保护：Ic901脚外接元件R912、R913是内部开关管电流负反应电阻,一旦负载过重,脚电压将会升高,Ic检测到该电压升高信息后.将改变PMW驱动脉冲的占空比,直到中断输由.2 .电源开机过程主板CPuN002收到开机指令后,将23脚由待机时的高电平变为低电平,经过VO03倒相后送到电源板限制脚Ps-ON;接着,Q605导通fQ604导通光耦Ic903导通fQ902导通,将15.5V送到电子滤波器Q901,产生14.6V的Vcc-ON电源；双运放Ic2得到Vcc-ON电源开始工

10、作,其脚对Q6传来的信息进行检测,正常情况下从脚输由低电平使Q5饱和导通.Ic1获得工作电源,PFC电路投入工作,+B电压被提升到400V左右；此时Ic2通过其脚监测+B电压,PFC将+B正常提升后,Ic2从其脚输由低电平令Q7导通,Ic312脚获得电源而工作,输由主板和高压板需要的12V、24v电源.电源启动,简单地说就是两步：1开机指令限制PFC电路Ic供电；2PFC电路将电压提升起来后,由该电路产生限制信号去限制主开关电源Ic的供电.而海信和长虹等后期自主开发的电源板,根本上省掉了PFC电路,其开/待机限制更简单,即仅仅限制主开关电源Ic的供电.3 .PFC升压电路斩波电路Ic1脚得到供

11、电启开工作.由于此时L31的-绕组没有产生感应电流,Ic1脚ZCD检测为零电流,脚瞬间输由高电平,通过D4加到Q1和Q9栅极,使之饱和导通,将电感L3-1脚电压直接拉到地,其初级线圈电流瞬间加大此时L3-1上的感应电压是脚正脚负,初级线圈电流的变化感应产生了次级线圈电流,此感应电流送至U1零电流检测脚,该感应电流不断加大,当其增大到超过翻转门限时,Ic1脚输由低电平,Q1、Q9截止此时L3-1上感应电压马上逆转,变成脚负脚正,此感应电压与桥式整流由来的脉动直流电进行串联叠加,D1正向导通对c3充电,将B+电压提升到400v左右,次级感应电流开始变小,当Ic1脚电压小于1.4V时,脚输由高电平,

12、Q1、Q9导通,重复上一个循环动作.Q2的作用,是让Q1、Q9快速截止.Ic1脚是B+电压取样端,脚是输入市电取样端,脚是开关管电流检测端.假设负载发生变化,Ic1会根据、脚电流和电压反应情况,自动调整脚的输生脉冲宽度,保证B+端在动态中保持不变.4 .主电源半桥开关电源PFC电路启动后,Ic3得到工作电源,具15、11脚分别输生幅度不同、相位相反的矩形波,限制Q3、Q4交替导通、截止,T1和c4串联产生谐振,T1上产生的交变磁场耦合到次级线圈,从次级线圈输由的正弦波交流电压,通过整流滤波得到24V、12V电压.c502、Ic501构成24v、12V稳压取样电路,将次级的电压反应到Ic3脚以改

13、变振荡频率,从而稳定输由电压.Ic3脚是中断口,高电平有效.具脚内部的运放构成过热检测电路,脚为取样输入、脚为参考电压设置,脚外接负温热敏电阻NTC301o当Q3、Q4温度高于额定值时,NTC301的阻值减小,当分压电路使脚电压超过2.2V时,脚输由高电平到脚,中断鼓励方波输出.R31是开关管Q3、Q4的电流采样电阻.假设发生超过额定值的过流现象时,R31上的电压降增大并返回到脚,Ic3同样会中断鼓励方波输由以保护电路.为了预防开机瞬间R31过流检测由现误动作,设置了以Q8为核心的防误保电路：开机瞬间,VccON加到Ic3的同时,给c22充电,Q8导通将Ic8脚钳位对地,过流保护将不会动作;当

14、c22充满电荷之后,Q8截止,释放对Ic3脚的限制,保护电路进入正常工作状态.5.保护电路该电源一共有过压、过流、机内过热和开机瞬态防误四种保护,是通过以可控硅Q603为核心的电路,模拟待机限制指令切断Ic1的供电来实现的.(1)过压保护电路ZD605、ZD602分另I是12V、24V的过压检测稳压管.当任何一路发生过压时,稳压管击穿fD603导通fQ603导通,光耦Ic903因失去工作电压而截止,Ic1、Ic2、Ic3也因失去电源而停止工作.(2)过流保护这里的过流保护,仅指12V和24V电源发生过流时的保护电路.它由四运放Ic601中的两个组成的,具电源由T1副边绕组输由的vs.经过D60

15、6、R616、ZD604、C603整流、稳压、滤波后提供.由于要进行比拟运算,该电压原那么上要高于24v,本电路设计在30V左右,图纸上该电压标注为VS1o由于两个运放保护电路完全相同,下面以24V过流保护电路来进行分析.24v负载电流由R110和R111采样,其两端电压24VH和24V分别接到Ic601同相输由端脚和反相输入端脚,正常工作时,由于外接R622、R620的分压作用,脚电压将低于脚,运放脚输由低电平,D605截止,对电源无任何影响；如果24v发生短路或者过流,R110和R111上的压降急剧增加,导致24VH高于24V,脚电压高于脚,运放脚输由变为高电平,D605导通-ZD603齐

16、纳击穿fQ603导通-光耦Ic903截止,和过压保护电路动作一样,24V和12V无输由.(3)机内过热保护该电路由Ic601的一个运放连同安装在其、脚的带负温热敏电阻(NTC601)的电桥组成.正常情况下,NTC601阻值很大,加上R632的分压作用,运放同相输入端脚的电压远低于反相输入端脚,故运放脚输由低电平,D608截止,对后级电路无影响；如果机内环境温度由于莫种原因升高到额定危险值,NTC601阻值将变小,使运放同相端脚电压高于反相端脚,运放脚输由变为高电平,D608导通fZD603击穿-Q603导通光耦Ic903截止,24V和12V无输由.以上三种保护都具有锁定功能.保护发生后,除非切

17、断交流电重新开机,否那么,开关电源将锁定在待机状态.(4)开机瞬态防误保护电路在主电源启动的瞬间,因负载中的滤波电容c101、c204的充电电流很大,有点类似负载短路,如不采取举措势必导致过流保护电路动作,令开关电源无法启动.为预防上述误保护的发生,在电源中设置了以Q6为核心的防误保护电路.开机瞬间,30v左右的vs1对c601充电,Q601导通,将运放IC601脚和14脚的输由钳位对地,过流保护失去作用；当c601电荷充满后,Q601截止,释放对过流保护电路的限制,电源将工作干稳定状态.电源无输由检修流程见图6与传统开关电源不同的是,液晶电视特别是PDP电源的“热地和“冷地在PCB板上相互交错,分布范围很广,在测量电压时,一定要区分开来,否那么就会由于测量数据不对而由现错误判断.液晶电源品牌很多,常常使用一些陌生的器件,而且没有图纸.其实,几乎所有的液晶电视电源都是根据本文介绍的流程工作.我们只要善于将这些陌生元件的引脚与电路进行比对,多方查询其内部电路结构原理,维修将会得心应