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長虹55Q7ART液晶電視電源板電路原理與維修

 風蕭蕭6868 2023-09-21

      長虹55Q7ART型液晶電視的電源板型號為PDM3A30,實物如圖1所示。該板主電源采用富士電機公司生產的PFC電源管理芯片FA1A00,開關電源芯片采用FA6A30,LED驅動部分采用電流模式控制器MP40100。

一、單元電路分析

1.交流抗干擾與整流電路

       交流抗干擾電路采用兩級EM1(干擾)低通濾波器,如圖2所示。

        FLP103、FLP104為共模扼流圈,是繞在同一磁環(huán)上的兩只獨立的線圈,圈數相同,繞向相反,在磁環(huán)中產生的磁通相互抵消,磁芯不會飽和,主要抑制共模干擾,電感值越大,對低頻干擾抑制效果越好CCYP103.CYP104為共模電容,CXP10RCXP103為差模電容,主要抑制共模干擾,即火線和零線分別與地之間的干擾,電容值越大,對低頻干擾抑制效果越好。RP106?RP109對抗干擾電容起泄放作用,在關機后迅速消耗掉CXP101.CXP103儲存的電能,防止帶電損壞元件或對人造成電擊傷害。

        RTP101(MYN12-621K)為壓敏電阻,當輸入高電壓超過620V時,RVP101漏電電流增大,接近短路,保險管FP1⑴(4A)過流熔斷,對后級電路起到保護作用。RTP101(MF72-1R5)為熱敏電阻,避免電路在開機瞬間產生浪涌電流。在抑制浪涌電流后,由于KTP101溫度升高,其阻值將大幅減小,基本不影響正常工作電流。在電源回路中,串入功率型NTC熱敏電阻,也可防止保險絲被輕易燒斷。FP101(T4AL)為快斷保險絲,位號以F字母母開頭Q只要電流超過其額定值就會瞬間熔斷,只作短路保護。

2.PFC電路

        市電經DP101~DPM)4橋式整流后接電容CP101,由于CP101的容量僅為QF,所以不會對整流后的100Hz脈動電壓進行濾波,因此加到PFC電路的電壓波形是全波整流波形。PFC電路的特點是不論交流電處于波峰還是波谷,均能連續(xù)地從電網吸取電能為整機供電。

         PFC電路由LP201->QP201->DP201等元件組成,如圖3所示。FA1A00(UP201)是一款工作在臨界導通模式下的功率因數校正轉換器,具有軟啟動、過壓保護、欠壓鎖定等功能,待機功耗低、工作效率高,其引腳功能見表1。

        PFC電感LP201是PFC電路的核心組件。LP201在開關管QP201導通時儲存能量,截止時感應出右+左-的電壓,通過升壓二極管DP201對漉波電容CP202充電。

        由于PFC電路的工作頻率較高,所以升壓二極管要選擇快恢復二極管或者超快恢復二極管。DP201(MUK460)是MOTOROLA公司生產的超快恢復整流二極管,MUR是該系列的字母代號,460為系列號。其反向耐壓為600V,額定工作電流為4A,最大瞬時正向壓降為IV,最大反向恢復時間為75ns,最大正向恢復時間為50ns。

        開機后,PFC-Vcc電壓經CP211濾波后供給UP201⑧腳,其⑦腳輸出PWM控制信號,經電阻KP204加到QP201柵極,使其導通。整流后的電壓經LP201->QP201->地,LP2U1中形成左+右-的電壓;當QP201截止時,由于LP201中的電流不能突變,其感應電壓與輸入電壓疊加,最后在CP202兩端得到約380V電壓。在QP201截止時,二極管DP203正偏導通,QP201柵極電壓快速降低,QP201快速截止。電容CP203并聯在QP2⑴的D、S極間,主要起阻尼作用,以保護QP201。

        電阻RP204、RP203為QP201的G、S極間等效電容的放電電阻,及時泄放該電容中的電荷,以保護QP201oUP201⑤腳外接電流檢測電阻RP201(0.15O/2W),以防止QP201過流損壞。DP204、DP2O5用于限制最大電流,防止QP201過壓損壞。RP206為電流取樣電阻。穩(wěn)壓管ZDP2O1起限壓作用,電容CP2O9起濾波和消除耦合的作用。

        UP201④腳為過壓保護輸入端。KP218-RP222與RP209對PFC電壓分壓,其分壓值送給UP201④腳,與芯片內部基準電壓2.5V比較,當超過基準電壓1倍(此時PFC電壓達到420V)時,過壓保護啟動,UP201⑦腳停止輸出驅動脈沖。UP201的③腳外接電阻RP208,可設置QP2⑴在每個開關周期中的最大導通時間,此電阻阻值不可隨意更改,電容用于穩(wěn)定RT電壓。UP201的②腳為內部ERRAMP(誤差放大器)輸出的相位補償端,外接電容CP204、QP2O5及電阻RP207組成的RC網絡,抑制FB輸出中的紋波干擾,以避免誤動作。

       UP201的①腳為輸出電壓反饋端。電阻KP210-RP214與RP223、RP216、RP217對PFC電壓分壓,其分壓值送給UP2W①腳,與芯片內部誤差放大器基準電壓2.5V比較。如果UP2C1①腳電壓高于5V或者低于0.35V,UP201停止工作。電容CP208的作用是防止噪聲引起誤動作。

3.開關電源24V、50V電壓形成電路

        24V、50V電壓形成電路主要由開關電源控制芯片FA6A30、開關變壓器整流電路光耦PC817和精密穩(wěn)壓器TL431等元件組成。

4.開關電源12.3V、50V電壓形成電路

         該機12.3V .50V電路開關電源初級部分如圖4所示。

        FA6A30是一款LLC電流諧振轉換器,其引腳功能見表2。該IC內置600V的啟動電路,可實現電路小型化和低功耗;同時內置有600V的上管和下管驅動器,可直接驅動上管和下管,占空比為50%。另外,該芯片可通過外部信號實現低功耗待機,無需輔助電源下面以UP402(FA6A30)的引腳電路為切入點來說明.上述電路的工作原理。UP402①腳(VH)為芯片啟動電壓端,內部啟動電路向①腳(VCC )外接電容CP517充電,當10腳電壓高于13V時,IC啟動,隨后開關變壓器TRP502的輔助繞組給芯片供電,芯片內部的啟動電路關閉。

        啟動電壓來自EMI電路,AC220V經二極管DP105、DP107全波整流,電阻RP101~RP103降壓后,送給UP402①腳。同時,該腳還對輸入電壓進行檢測,當該腳電壓高于93V時,延遲144ms后芯片內部電路啟動;如果該腳電壓超過525V,則IC進入過壓保護狀態(tài)。③腳(BO)具有可調欠壓保護(Brown-In/OUT)功能,外接電阻RP511~RP514、RP517對PFC 380V電壓進行檢測。電容CP508的作用是濾除PFC電壓中的交流波紋。

       ④腳(FB)反饋信號輸入端,內接振蕩器(振蕩頻率由④腳或⑤腳電壓中的低者決定),當④腳電壓升至0.3V時,振蕩頻率為350kHz;當④腳電壓升至0.4V時,振蕩頻率開始降低;當④腳電壓升至3.5V時,振蕩頻率降至最小值-38kHzo當過載且電源輸出電壓降至設定閥值時,④腳電壓升到4.3V,延遲76.8ms后振蕩停止。RP519、CP510組成濾波器,濾除電路噪聲,光耦NP501的①、②腳接12.3V輸出電壓取樣穩(wěn)壓電路。

       ⑤腳(CS)為軟啟動端,在上電后,從⑤腳輸出5.5uA的電流,給電容C509充電,當⑤腳電壓升至0.4V時,IC內部振蕩器以350kHz的頻率啟動,且隨著⑤腳電壓的升高,振蕩頻率降低,從而達到軟啟動的目的。

       ⑥腳(STB)是正常模式和低功耗待機模式切換控制端。待機時,QP504因柵極為低電平而截止,此時IC進入于低功耗待機模式;二次開機后,PFC-Vcc電壓經電阻RP522、RP523分壓后加到QP504柵極,QP504導通,IC .進入正常模式。在應急維修中,此電路可以取消。

        ⑦腳(MODE)外接模式選擇電阻PR525。同時,該腳附有過流保護(IS引腳)延時設定功能。

        ⑧腳(IS)是諧振電流檢測端。CP504對流過諧振電容CP503的電流進行分流,然后通過電阻RP507將電流轉換為電壓,送給UP402⑧腳,作為判斷諧振電流的依據。CP506、RP508組成RC濾波器,濾除QP501 .QP502的開關噪音,如果⑧腳電壓超過設定閾值,則UP402進入過流保護狀態(tài)。

        ⑨腳(vw)檢測開關變壓器工作電流。TRP502輔助繞組(③-④繞組)的感應電壓經電阻RP526、RP527分壓后送給UP402⑨腳,通過檢測繞組的峰值電壓可實現高精度的過載保護。CP515的作用是防止噪音干擾。

        10腳(VCC)為IC供電端。TRP502③-④繞組的感應電壓經電阻RP509、RP510限流,DP503整流、CP507濾波后得到vCC-head電壓,送給開/待機控制電路。二次開機后開/待機控制電路輸出vcc電壓,供給UP402 10腳。另外,該腳內置欠壓和過壓保護電路,當該腳電壓低于9V時,IC停止工作;當該腳電壓超過28.5V時,過壓保護啟動。

        11腳(LD)是下管QP502的驅動輸出端。電阻RP504、RP505的作用是限制輸出電流,并防止QP502柵極電壓振蕩。
        14腳(VS )是下管QP502驅動的浮動接地腳。由于QP501和QP502交替導通和關斷,所以14腳電壓會變化。下管驅動器以14腳電壓為基準,并通過自舉電路進行工作。電容CP502用于降低諧振開/關速度。
        15腳(HO)是上管QP501的驅動輸出端。電阻RP501、RP502的作用與RP504.RP505相同。
        16腳(VB)為上管驅動器提供電源,并進行低電壓檢測。CP518、DP504分別是自舉電容和自舉二極管。在QP502導通期間,vcC通過DP504給CP518充電。CP518兩端的電壓作為上管驅動器的供電。
         當UP502 16、14腳的電壓升至8.8V時,驅動器工作;當16、14腳間電壓降至7.5V時,驅動器停止工作。
5.開/待機控制電路

        上電后,TRP502③-④繞組的感應電壓經過整流、濾波得到VCC-head電壓。該電壓一路通過RP806加到QP802的c極,另一路通過RP807加到QP802的b極,如圖5所示。

        QP802 導通,其e極輸出電壓經DP802、RP811降壓后輸出VCC電壓,一路供給UP402①腳,另-路通過DP504供給UP402⑥腳。二次開機時,主板輸出的STANDBY指令為高電平,MOS管QP803導通,光耦NP801導通,QP801導通,其e極輸出電壓經DP803降壓后輸出PFC- Vcc電壓。待機時,QP803截止,NP801及QP801均截止,PFC-Vcc電壓無輸出。

6. 24V,50V整流與穩(wěn)壓電路

         24V整流與穩(wěn)壓電路由DP603、DP604、CP603、NP501、UP601等元件組成,如圖6所示。

        TRP502次級⑥-⑧繞組輸出的感應電壓經DP603、DP604全波整流.CP603濾波,輸出24V電壓供給主板電路。24V電壓升高時,NP501①腳與UP601的R極電壓均升高,這時UP601的K極電壓下降,NP501①-②腳內部的發(fā)光二極管發(fā)光強度增加,其3-④腳內部的光敏二極管等效電阻減小,UP402④腳輸出電流增大,在IC內部電路的作用下,UP402輸出的驅動脈沖占空比下降,則24V電壓下降,從而達到穩(wěn)壓的目的。當24V電壓下降時,其穩(wěn)壓過程與上述相反。TRP502⑨-①繞組輸出的感應電壓經二極管DP607、DP608及CP602濾波,形成50V直流電壓,供給LED驅動電路。

7.LED背光驅動電路

      DP607、DP608( SR3200)為肖特基二極管,其最大反向電壓為200V,最大正向電流為3.0A。該機LED背光驅動板由兩個相同的LED驅動電路組成,如圖7所示。

      LED1驅動電路主要由UP603 (MP4010).DP607、QP603、QP607 LP603等元件組成,LED2驅動電路主要由UP604 (MP4010).LP604、QP604、QP609、LP604等元件組成。MP4010是一塊高精度電流控制型驅動IC,廣泛用在LED液晶顯示器的背光驅動電路中其引腳功能與實測電壓見表3。

        二次開機后,主板輸出的BL- ON/OFF(背光開/關)控制信號為高電平,該信號通過插座cON403③腳及內阻RP636、RP637分壓后加到QP606基極,QP606、QP605導通,QP605的c極輸出+24V_VCC電壓,供給UP603①腳;主板輸出的亮度控制信號(BL_ ADJUST)通過CON403②腳及QRP680加到UP603③腳。同時,開關電源輸出的VLED電壓(31V )送到升壓電路(由LP603、QP603、DP607等元件組成),UP603啟動工作,其③腳輸出驅動脈沖,QP603工作在開關狀態(tài),輸出LED1+電壓(105V),供給燈串。

       燈串負端接恒流控制管QP607的D極。QP607的S極對地所接電阻將流過燈串的電流轉化為電壓,并通過電阻RP646送給P603 16腳。

      UP603據此調整11腳電壓,以控制QP607的導通程度,從而達到恒流控制的目的。

8.檢修實例

故障現象:圖像一半亮一半暗。

分析檢修:根據故障現象分析,懷疑是燈串有問題。拆機,檢測LED1+ LED2+電壓,分別為105V.91V (波動)。測量UP604(MP4010)引腳電壓,發(fā)現③、11腳電壓為0V,⑧腳電壓為7.5V,12腳(OVP)電壓為4.9V且波動,明顯異常,懷疑LED燈串異常。更換燈串后試機,故障排除。

       此時測得插座CON402中的LED1-、LED2-端電壓均為0.3V,LED1 +端電壓為105V,LED2+端電壓為85V。值得注意的是,故障機的兩路LED燈串電流檢測電阻阻值不完全相同:LED1燈串的電流檢測電阻為RP700(0.2Ω)、RP704(0.2Ω),LED2燈串的電流檢測電阻為RP733(0.33Ω)、RP737(0.2Ω)。

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