松下42PA50C电源板电路分析与维修要点
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42PA50C电源板电路分析与维修要点
42PA50C是松下公司2005年推出的等离子电视机,现在已经使用6年了,已经进入维修的高峰期了。该机型的电源板故障率较高,电源板的电路设计的很复杂,保护电路很多,因此,维修人员在走电路图和分析电路时,很难分析清楚,那么对于维修就更难了。因此,笔者实测了该电源板的正常工作电压,总结了该电源板的故障规律和特点,写成此文稿,脂在为维修人员提供技术上的方便。
电源板由于工作在高电压大电流条件下,为全机提供电源,为此,故障率肯定高于其他电路板。
一、电源板电路的组成:电源板也称为P板。主要由待机电源电路、PFC电路、主开关电源电路(也叫VLOW电源、低压电源)、VSUS电源电路、电源板微控制器电路(P
板CPU)、保护电路组成。
待机电源电路产生STB5V和STB12V(实测是14V)两路电源电压,用于给P板CPU、DG板CPU、D板CPU供电。待机电源如果没有输出,面板上的电源灯就会不
亮,开机后全机没有任何动作。
PFC电路也叫功率因数校正电路,实际上它就是一个开关电源,与普通开关电源不同的是220V交流电经过全桥整流后,不经过几百微法的大电解电容滤波,而是只用一个1微法的小容量电容滤掉高频干扰,此时整流电路输出的是一个单向脉动的直流电压(正半周正弦波),其形状像是一个馒头状的波形,因此也称为馒头波,把馒头波加给PFC电路的输入端,PFC电路输出端输出390V的直流电压。加到后级的主开关电源的输入端。
普通开关电源中的的整流电路,在整流桥后接一个几百微法的大电解,大电解电容上储存的电压接近交流电的峰值。因此,整流桥仅在220V交流电的波峰时导通,从电网吸取电能给电视机整机供电,交流电不在波峰时,整流桥截止,不从电网吸取电能,这就造成对电网电源质量的破坏。为此,增设了PFC电路。在交流电的一个周期内,PFC电路,可从电网均匀的吸取电能,为电视机整机供电。不破坏交流电的波形质量。
主开关电源电路,输出VDA电源电压、15V电源电压、12V电源电压、为整机供电。
VSUS电源电路产生VSUS电源电压,为SC板和SS板供电,产生高频维持放电波。屏幕发光全靠VSUS电压提供能量。因此VSUS电源占全机耗电量的80%
P板CPU是IC501,用于控制电源板的开关机,接收DG板和D板CPU的指令进行开机或是保护,面板上的电源开关与IC501相连,控制P板STB5V的输出与关断。IC501的另一个主要功能是检测P板各路输出电压的情况,如果发现某一路输出电压不正常,立即进入保护关机状态,防止故障扩大,损坏其它零件。 二、待机电源电路:主要由整流桥D404、开关电源振荡IC407、开关变压器T410组成。
1、 待机电源电路,见下图所示:
220V交流电,加到整流桥D404的输入端,整流后的电压,经过D435、D467后,加到大电解电容C407滤波,得到300V直流非稳压电压,加到开关变压器T410的初级绕组8---6上。
2、 IC407是待机开关电源的振荡IC,开关电源在启动时,专门设计了一个启动时段的供电电路,由Q430、Q432、Q433、Q441组成。见下图所示:D404整流后输出
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的馒头波电压(正向半波正弦电压),分两路:1是经R474、R479加到Q432的D极,Q432用于给IC407提供启动电源电压。2是经R481、R483、R455、R488、R461加到Q432的G极,为Q432提供正向导通偏置电压,Q432是N沟道管,因此导通,从S极输出大约10V电启动电源电压,加到IC407的3脚VCC电源脚。IC407得到电源后开始工作,驱动待机开关电源变压器T410也开始工作,在T410的1脚产生的脉冲电压,经过D441整流C497滤波,再经过D436隔离输出13V的电源电压,也加到IC407的电源脚3脚。作为IC407正常工作时的电源电压。这个13V电源电压同时加到Q432的S极,经过R447,加到稳压管D442的负极,D442的稳压值是7.5V,该管导通,把高电平加到Q441的基极,Q441的B-E间导通,产生0.6V的压降,因此D442负极到地的电压等于7.5V+0.6V=8.1V,Q441导通,其C极下降到0V,Q433截止,Q433的S极上升到7V,通过R469加到Q430的G极,该管导通,其D极下降到0V,从而把Q432的G极接低到0V,Q432截止,停止向IC407供电。综上所述:在电源开始阶段时,IC407的供电由Q432进行,而在待机电源正常工作后,Q432截止,改由T410输出的13V电源供电。这是一个自动的切换过程。
在待机电源正常工作时,Q432的D极是175V,G极是0V,S极是13V,Q430的D极是0V,G极是7V,Q433的S极是7V,G极0V,Q441的C极是0V,B极是0.6V。
3、 待机电源的振荡电路:IC407。该IC的3脚是13V电源输入端,8脚接地端,5脚外接振荡电阻,6脚外接振荡电容,1脚是开关管驱动脉冲输出端。2脚是稳压反
馈输入端,4脚是过压保护输入端,7脚是欠压保护输入端。下面祥细说明各脚的作用。
IC407:3脚得到电源供电后,5脚和6脚内的振荡电路开始起振,IC内电路向6脚外的电容C492充电,当充电上升到0.6V时,IC内电路,通过5脚外接的电阻
R405\\R402放电,使6脚电压下降到0V,不断、反复的充电和放电,就在5脚得到一个锯齿波电压,该锯齿波电压在IC内经过与2脚的稳压反馈电压进行比较,就从1脚输出经过调宽的驱动方波,该方波的宽度变宽时,开关电源输出的电压升高,反之,输出电压降低。在这里强调一点:IC407:3脚到地间,在电原理图上有一个电容C498,实际上这个C498并没有,而是在这个位置换成了保护稳压管D439,当3脚的供电过压时,这个稳压管击穿导通,拉低供电电压,以保护IC不受损坏。
IC407正常工作时各脚电压:1脚1.2V 2脚 :测量时保护. 3脚:13V 4脚:12.4V 5脚:4.6V 6脚:测量时保护关机 7脚:0V 8脚:0V
4、待机电源的驱动及开关管:
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见上图:IC407:1脚输出的正驱动方波,经过R422、D459加到开关管Q431的G极,Q431导通,D404整流输出的300V,加到T410初级绕组8脚,初级绕组的另一端6脚与Q431:D极相连,Q431导通后,在初级绕组产生由0逐渐增大的锯齿状电流,D404正极- ------D435------D467-------T410:8--------T410:6-------Q431:D------S-----R470/R446--------地。上述电流把电网的电能,以磁能的形式储存在T410内,此时T410次级各绕组输出负电压,各个整流二极管截止,不向负载供电。当IC407:1脚输出的驱动正方波,同时加到Q439的G极,Q439是P沟通管,G极加正方波时截止。不影响Q431的导通。
当IC407的1脚输出的方波电压变到0V时,加到P沟通Q439的G极,Q439导通,把Q431:G极电容上存储的电荷通过导通的Q439迅速放电,加快Q431的关断带度,减小关断损耗。Q431关断后,T401次级各绕组产生正的感应电压,各整流二极管导通,输出各路电源电压,向整机负载供电。此时,把T410内储存的磁能,以电能的形式向负载释放。
5、 Q438的作用:在正常开机工作时,D441、C497整流产生的13V电源,经D436加到IC412:4脚,从3脚输出,经R407,加到Q438的:G极,该管导通,把R403
接在了IC407:5脚到地间,改变了IC407:5脚到地的振荡电阻阻值,使开关电源次级输出的各路电压正常。在待机状态时,IC412截止,13V电压消失,Q438:G极没有正偏而截止,R403断开,此时5脚到地的振荡电阻是R405、R402串联值,电阻值很大,振荡频率很低,变压器输出的能量变小,以适应待机时低功耗的特点。正常开机中,Q48:B极电压是13V,D极电压是0V。
6、 STB5V整流电路:T410次级13---10绕组,产生的感应电压,经过D509、D510整流,C515滤波,得到STB5V待机电源,该电源为P板CPU、DG板CPU、D板
CPU供电。
7、 稳压控制电路:T410输出的STB5V电压,加到分压取样电路R921、R530,分得的电压加到IC504:1脚,IC504是误差放大、倒相IC,放大、倒相后的误差电压
从2脚输出,加到光耦IC408的2脚。IC408用于误差电压的传送和开关电源初级热地与次级冷地的隔离。当STB5V输出电压升高时,经过分压取样后,加到IC504:1脚的取样电压同比升高,经IC内放大、倒相后2脚输出电压下降,IC408内发光管的发光变强,IC408:4---3脚内的光敏三极管内阻变小,3脚电压上升,加到Q440的B极,Q440导通电流变大,C极电压下降,从而引起IC407:2脚电压下降,经过IC内部的调节电路,使1脚输出正方波的宽度变窄,Q431导通宽度变窄,T410从市电吸取的能量变少即内部存储的磁能下降,在Q431截止时,T410向负载释放的电能变少,这就抑制了STB5V输出电压上升的趋势,即STB5V输出电压保持稳定不变。
正常工作时电压值:IC504:1脚2.5V,2:3.5V . IC408: 1脚4.5V 2:3.5V 4:13V Q440的B极:0.58V C:12V
8、STB5V过压保护电路:T410输出的STB5V电压,加到6.2V稳压管D563的负极,当STB5V异常升高到6.2V时,D563导通,高电平加到光耦内发光管正极IC409的:1脚,发光管发光,IC409:4----3脚内的光敏管导通,4脚变成低电平,该低电平通过R913,加到PNP管Q415的B极,该管导通,C极输出高电平,通过R914加到Q414右管:B极,右管导通,右管C极变为低电平,通过R913加到Q415的C极,该低电平维持Q415的导通,从上可看出,Q415、Q414右管,构成等效可控硅电路,一旦光耦IC409导通,Q414右管与Q415就会自锁在导通状态,只要不拨掉电源线,这个保护状态就会一直维持。Q414的左管与右管基极是连接一起的,只要右管导通,右管B极0.7V的电压就会加到左管B极,左管也同步导通,左管的C极变成L电平,把IC407的4脚也拉到低电平,IC407停止工作,以保护待机电路不受进一步的损坏。正常工作时,IC409:1脚电压是0V,4脚电压是14V,Q414左、右管B极都是0V,左右管C极是13V,Q415:C极13V。
9、 F-STB14V整流及控制电路:T401次级引脚18产生的感应电压,经D511整流,C517滤波,得到14V电源电压,经PR501、L501后,该电压分成三路输出:
第一路经SS板转接,然后加到面板上的电源开关,作为开关机控制用。第二路经Q518开关控制后,去加到电源板内的两个电源继电器的线包,以控制电源继
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电器的吸合。第三路经Q519开关控制后,作为F+15V电源电压,送到PA板中,在PA板内,变换成SUB3.3V MAIN3.3V SUB5V MAIN5V SUB9V MAIN9V,上述多路电压加到DG板,为DG板供电。见下面的电路图:
下图右上角中,11号线去接到面板上的电源开关供电。12号线去接到电源继电器的线包供电。13号线去接到PA板,作为PA板电源的输入。
下图中,T401次级15、16脚是辅助电源电压绕组。这个绕组产生的电压,经D566整流,C529滤波,得到到地是21V的辅助电压,这个电压悬浮在F+14V电压之
上,为14V稳压电路Q560、Q558供电。加到这两个P沟道管的S极,以使这两个管子工作在线性放大区.
STB14V稳压电路:Q519输出的STB14V电源电压,经过分压电阻R559、R539分压,把取得的取样电压加到IC503:1脚,这是误差电压输入端,经过在内部放大和倒相后,从2脚输出放大、倒相后的误差电压,加到Q518的G极,控制Q518的导通内阻,从而稳定输出电压。IC503正常工作时电压:1脚电压2.4V 2脚:22V 3脚:0V
Q518是N沟道MOS管,要使该管工作在放大区,G极电压应比S板高7V左右。因为S极输出电压是14V,因此,G极电压应当在21V左右。D566、C529整流产生的21V电压,就是用来为Q518提供G极的偏置电压。该电压加到P沟道Q560的S极。Q560的G极,与Q564的C极相连,因此Q560的导通与否,受Q564控制。 10、
P板的开关机控制:T410次级18脚产生的脉冲电压,经D511整流,得到STB14V电压,经过PR501、L501、SS板内转接后,送到面板上电源开关输入端,当电源开关闭合时,这个14V电压,通过下图中右下角的15号线返回到P板,经R633加到Q564的B极,该管导通,C极变为0V,通过R558,把这个低电平加到Q560的G极,P沟道的Q560导通,从D极输出21V电压,经R570为Q518的G极提供导通的偏置电压,可使Q518进入放大区,进行稳压后输出。松下提供的维修手册中,电源板内有关这部份的电原理图有错误,笔者在下面的图中已用红色线进行了改正。从上图的分析过程中可知:只有当面板上的电源开关闭合时,Q564导通------Q560导通--------Q518导通-------输出的STB14V为电源继电器线包供电,电源继电器才可能吸合,接通全机的主开关电源。 正常工作时Q564各脚电压:B极0.6V C极:0V E极:0V Q560各脚电压:G极电压10V S极:21V D极:21V Q518各脚电压:G极22V D极14V S极:14V
11、 P板F+14V输出的控制:Q519是开关管。Q518:S极输出的STB14V电压,加到Q519的D极,从S极输出的F+14V电压,送到PA板,在PA板内,
经过DC—DC变换电路,得到SUB3.3V MAIN3.3V SUB5V MAIN5V SUB9V MAIN9V。为DG板供电。
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当按下面板上的电源开关时,电源板内CPU:IC501的9脚输出F-STB14V-ON :0V指令,通过R549加到Q562的E极(见上图),D509、D510整流得到的STB5V电压,通过R553加到Q562:B极,因为B极加了高电平,E极加了低电平,因此Q562肯定导通,C极输出低电平,通过R629加到P沟道Q558的基极,Q558导通,从D极输出高电平,加到Q519的G极,Q519导通,从S极输出F+14V电压。去送到PA板。和Q560一样,Q558的S极,也加有21V的偏置电压,该电压从D极输出,经R564为Q519:G极提供20V的偏置电压,因为Q519:S极输出的是14V电压,因此,G极比S极高出6V,保证了Q519的导通。 Q558正常工作时各脚电压:G极电压11V S极:21V D极:21V Q519正常工作时各脚电压:D极电压14V S极:14V G极:20V
12、 T410、IC407组成的待机电源,除了产生待机5V电源电压外,还产生14V电源电压,为DG板供电,为两个电源继电器线包供电,为P板CPU、DG板
内的CPU、D板内的CPU供电。此时负载重,开关电源输出的电流大。而当面板上的电源开关处于关闭时,14V电源的负载全部断开,DG板CPU、D板CPU
的供电也断开,此时待机开关电源只给P板CPU供电,此时的负载很轻,开关电源变压器中的能量不能正常的泄放,开关电源不能正常工作,为此,增加了待机假负载电路,见下图中的Q511、Q512、R703、R704:
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在正常开机状态下,T404、IC520构成的主开关电源正常工作,在T404的次级6、7脚产生的感应电压,加到双二极管D534的两个正极,构成全波整流,输出12V电压,加到下图中的33号线,经R684加到N沟道Q536的G极,同时,待机开关电源产生的STB5V电压,经PR503加到Q536的D 极,该管导通,从S极输出5V电压,经过34号线,加到上图中的17号线,经D567、R707加到上图中N沟道管Q512:G极,该管导通,D极为0V,经R706加到N沟道管Q511:G极,Q511截止,R703、R704到地间开路,不影响待机开关电源的工作。而当在待机状态下时,STB5V正常,但主开关电源输出的12V为0,Q536:G极为0V,该管截止,S极没有5V输出,Q512截止,与此同时,D板D25插座13脚,输出F-STBY-ON高电平2.6V,加到上图中16号线,经R920、R706加到Q511的G极,Q511导通,R703、R704两个大功率的电阻下端,通过Q511接地,上端接STB5V输出端,这两个大功率电阻在待机期间作为T410的负载。 正常工作时Q536各脚电压:G极电压是10V D极:5V S极:5V Q512正常工作时各脚电压: G极4.86V D极0V Q511正常工作时各脚电压: G极0V D极5V
13、 电源板CPU:IC501处于开机状态时,从10脚(放电控制端)输出0V电平,加到下图中右下角的19号线,即Q565的E极,同时STB5V电压,加到下
图中右下角的BL线,即R594的右端,经R594加到Q565:B极,Q565导通,C极为0V,这个低电平分两路:第1路加到Q567的B极,使Q567截止,不影响Q564的导通,使Q564在面板电源开关送来的12V电压作用下导通----------Q560导通-----Q518导通------输出STB14V。第二路经R604,把低电平加到IC412
的2脚,IC412是一个光耦,1脚是光耦内发光管的正极,经过8.2V稳压管D552接D511整流输出的14V电压,D552因此击穿导通,加到光耦1脚的电压是6V,此时因为光耦的2脚经R604接Q565加来的低电平,因此光耦内的发光管导通发光,光耦3、4脚内的光敏管导通,把4脚输入的13V电压,从3脚输出,去加到AC检测电路,以开启AC检测电路的工作。
Q565正常工作时的各脚电压:B极电压0.84V E极:0.14V C极:0.17V
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光耦:IC412正常工作时各脚电压:1脚6V 2脚4.8V 3:13V 4:13V Q567正常工作时各脚电压:D极电压0.6V 测量该管G极电压时保护关机.
14、待机开关电源变压器T410的供电绕组:待机电源电路,不但产生待机电源电压,还为其它开关电源的振荡IC提供电源供电。本机的电源板内,共有三个开关电源,一是待机电源,二是PFC电路,三是主开关电源。下图中的变压器是T410:1—3绕组产生的脉冲电压,经过D441整流,C497滤波,得到13V电压,经过D436后,分成以下几路:1加到稳压光耦IC408的4脚,为之供电13V。2加到保护自锁电路Q415的C极,为之供电。3加到AC检测开启光耦IC412的4脚,为之供电。4加到IC407:3脚,为之自供电。5加到AC检测Q424:D极,为之供电。T410:2---3绕组产生的脉冲电压,经过444整流,C493滤波,得到13V电压,分成两路:1是加到AC检测Q417的S极,为AC检测电路供电。2是加到PFC电路Q401的S极,为PFC振荡IC406:8脚供电13V电源。在这里指出的是:主开关电源IC520的供电,是由T410次级产生的STB14V电压,经过Q518提供电源的。
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15、AC检测电路:AC检测电路是检测市电是否正常,如果检测到市电不正常,就关闭本机的开关电源,防止损坏电视机。见下图所示:输入电视机的220V
市电,分成2路,一路交流电向右加到待机电源整流桥D404的输入端,经整流后在D404的4脚得到馒头状的半波正弦脉动电压,这个脉动电压的峰值
是300VP-P,波谷是0V,频率是100HZ。向下经8个电阻,加到Q436、Q434的D极,为之供电。第二路交流电向下加到R429、R432,再经过4个电容的降压,加到D413、D410的正极,D413与C417构成半波整流电路,在C417的上端得到脉动电压,峰值是8VP,波谷是4VP,同样,D410与C414构成半波整流电路,得到同样的波形。分别加到Q423、Q435的G极,这两个管子是串联接法,因为这两个管的G有同时加到半波整流电压,因此交流电正常同时导通,Q423的D极得到0V,经过双二极管D462的两个正极,分别加到Q436、Q424的G极,这两个管子截止。前面已经讲过,在正常开机状态时,CPU:IC501的10脚(放电控制)输出0V电压,加到Q565的E极,该管导通-----光耦IC412内的发光管导通-----同管内的光敏管导通------D441整流产生的13V电压,经过D436-----IC412:4------3--------R435-----Q434:G极,Q434导通,D404:4脚整流输出的馒头波,经过8个电阻的降压后,在Q434的D极得到110VP-P的馒头波,经过导通的Q434,从S极输出11VP-P的馒头波。该波形加给后面的CPU进行检测分析,从而判断市电正常,允许开机工作。当市电220V不正常时,Q434:S极输出的该波形也随之畸变,加到CPU分析判断后,即可检测出市电异常,CPU就会发出保护关机指令。关闭PFC电路和主开关电源电路。
AC检测电路的输出,要加给CPU:IC501,但因为AC检测电路的地是热地,而CPU的地是冷地,所以,不能把AC检测电路的输出直接加给CPU。而是要经过光耦隔离热地与冷地后,再把AC检测信号加给CPU。参见下图:
Q434输出的11VP-P波形,加到下图中BG线,即IC411的1脚,IC411是一个比较器,5脚接13V电源,2脚接地,1脚是比较器反相输入端,3脚是比较器同相输入端,4脚是比较器输出端。当1脚电压高于3脚电压时,4脚输出低电平,当3脚电压高于1脚电压时,4脚输出高电平。实际上,3脚外接D403:一个5.1V基准电压产生电路::R416与D403:5.1V稳压管串联,R416的上端接13V电源,D403下端接地。所以3脚恒为5.1V,而1输入的是一个负向的馒头波,波谷是0V,波峰是11VP,当1脚输入的波形幅度大于5.1V时,4脚输出低电平,当1脚输入的波形幅度小于5.1V时,4脚输出高电平,因此,4脚输出的是与1脚输入波形反相的方波。
T410:2脚的脉冲电压,经D444整流得到13V电压,加到下图中N沟道管Q417:S极,在开机状态时,电源板IC501:10脚输出0V电平加到Q565:E极(前面已讲过),Q565导通,C极为0V,引起光耦IC412发光管导通,光敏管也随之导通,IC412:3脚输出13V电压,加到下图中Q403的G极,Q403导通,D极为0V,经过R408加到Q417的G极,因为Q417是P沟道管,因此导通,输出13V电压,为以下电路供电:1、加到IC411:5脚,为之供电。2、加到IC403的:1脚,为光耦内的发光管供电,3、加到IC402:5脚,为之供电。4、加到IC404:1脚,为之供电。5、加到R416上端,R416与5.1V稳压管D403构成5.1V基准电压产生电路,产生的5.1V基准电压加到IC411的3脚。比较器IC411:1脚是反相输入端,3脚是同相输入端。当1脚的电压低于3脚时,输出端4脚输出高电平13V。当1脚输入的电压高于3脚时,4脚输出低电平0V。实测4脚输出的波形是一个正方波,正方波的宽度是1.9MS,周期是10MS,幅度是13VP。该波形经R425加到光耦IC403:2脚,光耦内发光管的负端,发光管在此方波脉冲的作用下发光,光耦内的光敏管随之同步导通和截止,因此,在IC403:4脚得到一个与IC411:4脚同相的方波,加到CPU:IC501的21脚。供CPU检测市电电压是否正常。21脚的波形是一个正向锯齿波电压,波形的底部是0V,波形顶部是3.8VP,周期是10MS.
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AC检测电路是电源板故障高发部位。当AC检测电路故障时,开机后,会保护关机,红灯闪4下。检测上述有关点的电压及波形,就可以判断是否AC检测电路异常。AC检测电路有关点的正常电压及波形:
Q423:D极正常工作时是0V。 Q434、Q436的D极并连在一起,正常工作时是60V。这两个管的S极并连在一起正常工作电压是8.6V。 Q436:G极-0.13V Q424:G极0.4V Q424:D正常工作13V. Q424:S极正常工作13V. Q434:G极13V
Q417:S极正常工作13V D:13V G:6.8V Q403:G极12V D:0V
IC411: 1脚正常工作电压:8.6V 3脚:5V 4:3.16V 5:13V IC403:1脚正常工作时电压:13V 2脚:12V 4脚:0.42V
三、PFC电路:在以前CRT彩电的开关电源中,220V市电进入电视机电源电路后,先经过桥式整流和大电解电容的滤波得到300V的未稳压直流电.因为这个电解电容容量很大,
几百个微法,可以储存很大的电能,因此,大电解电容正极到地的电压是交流电的波峰值:300V。市电220V的波峰是314V。可见,只有当市电220V的波形的波峰到达时,整流桥才会导通,从市电电网吸取电能,给大电解电容充电,因为大电解电容容抗极小,所以此时的充电电流很大,220V电源线上的脉冲电流也会很大。除波峰之外的其余时间整流桥不导通。电视机不从市电电网中吸收电能。在波峰的极短时间内,电视机从市电电网中吸取电能。从以上分析可看出:在CRT电视机220V电源线上,流动着很大的尖峰脉冲电流,这对市电电网产生极大的干扰,使电网输送的交流电产生形变。降低了交流电输送的功率因数。因此,国家出台了强制性政策:对于耗电大于70W的非纯阻抗用电器,都要增设功率因数校正电路,即PFC电路。
PFC电路可让电视机在交流电的一个周期内,均匀的从电网中吸取电能。而不是像CRT电视那样只在交流电的波峰期间从电网吸取电能。PFC电路与普通的开关电源很相似,增设PFC电路后,交流电进入电视机后,同样先用桥式整流器对交流电进行全波整流,但在桥式整流之后,并不接一个几百微法的大电解电容。而是只接一个很小的无极性电容:一般仅1UF。容量这么小的电容对于整流后交流电没有滤波作用,只是把高频尖脉冲干扰可以滤波。因此,整流桥输出的是馒头状的正弦正半周脉动电压。周期是100HZ。峰值是300VP。 PFC电路是升压电路,把整流后的300VP的馒头波,转换成390V的直流电压。
(一)、PFC电路的组成:整流桥D401,高频滤波电容C409,PFC振荡IC406,PFC储能电感T401,推动管Q404,开关管Q406,高频整流管D417、D419、D420。滤波兼储能电容C446。过流取样电阻R448、R449。为IC406供电的开关管Q401。 (二)、IC406简介:内部的方框图见下图:
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IC406各引脚的功能:
1、 INV:误差放大器反相输入端,PFC输出电压,经过分压取样电路后,取样电压加到该脚,在IC内进行稳压处理,调节7脚输出的脉冲宽度,以达到稳定PFC
输出电压的目的。正常工作时,该脚电压是2.5V.
2、 COMP:误差放大器外接补偿网络。IC内误差放大器的输出端。在IC的1、2脚的外部电路,设有补偿网络,以使电路工作稳定。正常工作时5.8V。 3、 MULT:乘法器输入端,把市电整流桥的输出,经过分压取样后加到该脚,以根据市电经整流后的馒头波的幅度和相位,调节7脚输出的驱动脉冲的宽度。正常
工作时该脚电压2.12V.
4、 CS:开关管电流检测输入端。开关管Q406:S极的锯齿状电流,通过电阻R448、R449转换成锯齿电压,加到该脚,当开关管电流过大时,该脚锯齿电压峰值升高,限制7脚输出的脉冲宽度,防止损坏开关管。正常工作时0.02V。
5、 ZCD:零电流检测输入端:当开关管截止时,储能电感T401内的电能向负载释放,此时在T401的绕组中有电流流动。当T401中的电能释放完毕时,绕组中的
电流消失。此时IC406:7脚输出下一个正脉冲,以驱动开关管再一次导通,从电网中吸取电能。T401的14---16绕组就是电流检测绕组,当T401中储存的电能向负载释放完毕时,14脚形成一个正方波的后沿即下降沿,加到该脚,触发IC内的电路产生下一个启动脉冲的前沿,以启动下一个正脉冲的输出。如果T401内储存的电能还没有释放完毕,此时如果开启开关管Q406,Q406就会过流损坏,为此设置了变压器零电流检测电路。正常工作时该脚3.24V。
6、 GND:接地脚.。
7、 GD:开关管驱动脉冲输出端,正常工作时电压13VP的正脉冲,驱动开关管的导通与截止。正常工作时直流电压是0.89V。 8、 VCC:电源供电端,正常工作时13V。 (三)、电源板CPU:IC501对PFC电路的开关控制:见下图。 在开机时,IC501:16脚输出PFC接通低电平指令,加到IC401光耦内发光管的负端2脚,IC401:1脚发光管的正极接STB5V-------发光管发光------同管内的光敏管导通------IC401:4脚变成0V--------经R421-------加到P沟道Q401:G极--------Q401导通-------从D极输出13V电源-----加到IC406:8脚电源端------IC406工作------PFC电路输出正常电压。
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IC401在正常工作时电压:1脚4.17V 2脚3V 3:0V 4:0V Q401在正常工作时电压:G极7.7V S极13V D极13V
(四)、PFC电路的电流回路分析:IC406得到供电后,开始工作,从7脚输出12VP-P的驱动正脉冲,经R493、R439、D415、L402,加到开关管Q406的G极,见下图: Q406管导通,产生电流:D401正极-------T401:8\\9\\10脚------T401:1\\2\\3\\4脚-------Q406:D极------S极------R448\\R449--------D401负极,上述来自市电的电流流过T401初级绕组,把市电的电能转化成磁能储存在T401内。R439、R493的阻值很小,仅12欧,这是为了确保加到Q406:G极的正驱动电流足够大,让Q406迅速的由截止转变到饱和导通状态,以减小开启损耗。
当IC406:7脚正脉冲过后,电压降到0V,这个0V电压加到Q404的G极,该管导通,C---E极间的内阻很小,把Q406:G极上存储的电荷通过导通的Q404迅速放掉,以减小Q406的关断损耗。Q406关断时,T401初级绕组的充电电流回路断开,根据椤次定律,在T401初级绕组1端产生正的感应电压,10端产生负的感应电压,该电压与D401输出的整流电压串联,加到D417/D419/D420的正极,这三个二极管导通,向C446充电,得到395V的PFC电压。
(五)PFC稳压反馈及保护电路:C446上的PFC电压,加到两套分压取样电路,一是稳压反馈电路,二是PFC电压检测电路。
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1、稳压反馈电路:见上图。 右上角的PFC电压,加到PFC分压取样电路:R441、R442、R475、R444、R443,在R475、R444连接点上分得到的取样电压2.5V,加到IC406的1脚,在IC内部经过误差放大-------加到乘法器与3脚输入的市电整流取样电压进行相乘-------在IC内向右加到电流比较器--------与4脚输入的开关管电流取样信号相比较-------输出控制电压加到MOS大功率管驱动电路---------从7脚输出MOS开关管驱动脉冲-------加到MOS开关管Q406的G极---------PFC电路正常工作,产生PFC电压输出。IC406:1脚输入的误差电压经过内部放大、倒相后从2脚输出,经过2脚外接的Q420缓冲,从E极输出,经过R421、C423、C427交流反馈回到1脚,这是一个交流负反馈,以稳定电路的工作状态。R443是可调电阻,用于调节PFC输出电压的值。
Q420正常工作时,C极:12.8V ,B:5.8 E:2V
2、PFC输出电压检测电路:见上图。 PFC电路输出的电压,加到分压取样电路:R472、R473、R465、R464。在R464的上端分得的电压是7.6V,加到8.2V稳压管D418的负极,该管截止,Q407是一个双三极管,左半管是NPN管,右半管是PNP管。NPN管的B极因为没有接正偏电压而截止,PNP管的B极通过电阻与E极相连,因此也截止。因此,在正常工作时,左、右半管都截止。而当PFC电压异常升高时,导致R444上的分压大于8.2V时,D418击穿导通,高电平加到左半管NPN管的的B极,左半管导通,C极降为低电平,通过R452加到右半管PNP的B极,右半管也随之导通,右半管C极输出高电平,通过R454加到左半管的
B极,维持左半管的导通,由上分析看出:Q407左、右半管接成了正反馈,构成了类似可控硅电路,一旦受触发导通,就会自锁在导通状态,只有断电才能退出导通。Q407:C极输出的高电平,代表了PFC过压保护。C极输出的高电平分成两路:1是加到Q422的B极,该管导通,把IC407:2脚电压拉低到0V,使PFC电路的工作频率降到很低,PFC电路输出电压也降到很低,防止故障扩大。2是加到PFC检测电路Q421:B极(见下图右上角的BK线),该管导通,把PFC电压比较器IC402的1脚拉低到0V。
IC402是PFC电压比较器,用于检测PFC电压是否正常,并把检测结果加到电源板CPU:IC501的8脚。电路见下图所示:
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IC402:5脚加13V电源,2:接地 1:比较器反相输入端 3:比较器同相输入端。 4:比较器输出端。比较器有这样的特性:当反相输入端电压高于同相端时,输出端变成低电平。当同相输入端电压高于反相端时,输出端变为高电平。
PFC输出的395V电压,加到上图中顶部BH线,向下加到R494、R495、R496、D434(8.2V稳压管)这个串联电路上,同时R497、R480并联在D434两端,上述5个电阻分压,在D434的负极分到5.6V电压,经过R453加到比较器的1脚。13V电源电压经过R416、D403(5.1V稳压管)得到5.1V电压,加到比较器的3脚,因为此时1脚反相端高于同相端3脚电压,因此,输出端4脚输出为0V,通过R487、R486加到光耦IC404:2脚内部发光管的负极,1脚内是发光管的正极,接的是13电源,因此,发光管导通发光,内部的光敏管也导通,光耦IC404:4脚被拉低到0V。这个0V电压加到IC501:8脚,据此,CPU判断PFC电压正常。
当PFC过压时,Q407右管C极输出的高电平,加到上图右上角的BK线,经R450加到Q421的B极,该管导通,C极为0V,通过R453加到IC402:1脚为0V,此时,同相输入端3脚高于反相端1脚,IC402:4脚输出高电平,光耦IC404内的发光管截止,光耦内的光敏管随之截止,IC404:4脚为高电平,IC501:8脚收到这个高电平后,判断PFC电路故障,发出保护关机指令。在Q401:D极给PFC振荡IC406供电13V的同时,这个13V也加到上图中顶部BI线,经R693、加到Q418的B极,该管导通,C极为0V,把R497的下端接地,此时,PFC输出的395V电压,加到下述的分压电路:R494、R495、R496、R497、通过导通的Q418:C、E到地。在R497上端到地分得的电压是:5.6V。
Q407正常工作时的电压:左半管: E: 12.8V B:0V E:0V 右半管: C:0V B:12.8V E:12.9V Q422: C:5.8V B:0V E:0V
IC402正常工作时的电压: 1:5.5V 2:0V 3:5.2V 4:0V 5:13.6V Q421: C: 5.6V B:0V E:0V Q418: B:0.7V C:0V E:0V IC401正常工作时的电压: 1:4.17V 2:3V 4:0V 3:0V IC404: 1: 13.5V 2: 12.1V 3: 0V 4: 0V
(六)、IC406:L6561的原理分析:L6561是一个专门用于PFC电路的IC。它的外形图如下图所示: 内部电路分框图见下图:
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为了便于讲解L6561内部电路的工作原理,给出一个L6561外围的典型电路。见下图:
下图电路与42PA50C的PFC电路是相同的,只是零件位号不同,但下图便于讲解和示例。42PA50C的PFC电路图,画的很散乱,不能在一张电路图上进行方便的分析和讲解。
1、L6561的启动: 220V交流电,经桥式整流后输出馒头状正半波正弦脉动电压波形,C1因为容量很小,不能把50HZ的脉动电压滤平。C1仅是滤除高频干扰。上图中IC的8脚是电源供电端,整流后的脉动电压经大阻值电阻R3向大电解C2充电并储能,当C2上充电电压上升到L6561的工作电压时,为8脚提供启动电压,因为这个电阻阻值很大,提供的电流很小,C2上储存的电能仅够IC瞬时启动用,IC一旦起动后,内部的全部电路开始工作,电流大增,此时此刻如果没有其它大功率的电量供应,8脚电压会很快下降到门限值以下,L6561从而启动停止。为此,在图中变压器T中,专门设计了一个辅助(次级)线圈,该线圈产生的脉冲电压,经C6、R2后,加到D3整流向IC:8脚提供较大功率的供电。
2、前馈电路:220V交流电,经桥式整流后变成正弦正半波波形,经过R9、R10分压取样后,加到IC的3脚,这称为前馈电路。把PFC电路输入的电压经取样后加到PFC集成电路的输入端,称为前馈。前馈电路的功能是:当输入PFC电路的交流市电在大范围内变化时,可保持PFC输出的电压不变。前馈电路的作用过程:输入的交流电从70----270V间变化时,经过R9、R10取样,加到IC:3脚内的乘法器。在IC:1脚输入的误差电压经放大、反相后,出现在2脚,然后也加到乘法器。这两路电压经过相乘后,向下输出加到电流比较器的正输入端,这个电压称为开关管电流峰值调节电压。在IC:7脚外的MOS开关管,当这个开关管导通时,变压器T初级流过一个从0线性增大的电流,这个电流流过MOS开关管的S极电阻R6,在R6上产生一个锯齿状电流,这个电流从0线性逐渐增大,由R6把这个线性增大的电流转换成锯齿电压,加到IC的4脚。在IC内,4脚进入的锯齿波电压,加到电流比较器的反相输入端,当反相输入端的电压从0逐渐升高,达到同相输入端的电压时,比较器输出端跳变成低电平,加到Q触发器的清零R端(Q触发器有两个输入端: R S,这两个输入端都是低是平有效,即只有当S端或R端加低电平时,触发器才被触发而翻转,如果加的是高电平,触发器不翻转,还保持以前的状态,R输入端称为清零端,当该端输入低电平时,Q输出端下跳到低电平即二进制数字中的0。S端称为置1端,当S端输入低电平时,Q输出端上跳到高电平,即二进制数字中的1),触发器翻转,使Q输出端跳变成0V,经过驱动电路,IC的7脚输出0V电平,关断MOS开关管。由此可看见,4脚输入的电压,用于确定开关管的关断时刻。
IC内乘法器的输出,加到电流比较器的同相输入端,作为开关管电流峰值调节电压,这个电压值的高低,设定了开关管峰值电流的值。当4脚输入的锯齿电压峰值达到同相输入端的电压值时,比较器就会关断IC外的MOS开关管。因此,电流比较器同相输入端的电压,实际上是控制了开关管的导通宽度。也可以说设定了开关管的电流峰值。当输入PFC电路的交流电升高时,PFC电路输出的功率也会随之变大。与此同时IC:3脚的输入电压也随之升高,乘法器的输出电压降低,加到电流比较器同相输入端的电压也降低,这将使开关管的导通宽度变窄,使变压器从市电吸取的电能功率不致随市电的升高而变大,这将使PFC电路输出到负载的功率也保持不变。从上述的分析可看出:前馈电压,调节开关管的导通宽度,当输入的交流电源电压升高时,前馈电路会调节开关管的导通宽度变窄,使PFC电路输出的电压保持不变。
3、后馈电路:把PFC电路的输出电压,经R7、R8分压取样后,加到PFC电路L6561的反馈输入端1脚,IC的1脚是误差放大器的反相输入端,在IC内经放大、反相后,从2脚输出,经IC外1、2脚间的反馈网络,使放大器工作稳定。在IC内,放大倒相后的误差电压,向右加到乘法器,当PFC电路的输出电压升高时,经取样后,IC:1脚的电压同步升高,反相放大后,2脚的电压下降,经乘法器后,输出到电流比较器同相输入端的电压也随之降低,这将会减小开关管的电流峰值,缩短开关管的导通宽度。使变压器从市电吸取的电能减少,保持PFC电路的输出电压恒定不变。
4、L6561内部的供电:
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从IC:8脚进入的电源电压分成三路:1、直接供给7脚内驱动输出管上管C极电源。2、经内部稳压电路得到7.5V电源,供给IC内各个电路单元供电。3、产生2.5V基准电压加到误差放大器的同相端。8脚内还接有一个20V稳压管,当输入IC的电源电压过高时,该管击穿导通,以保护IC内电路不受过压损坏。
5、欠压保护电路(UVLO):8脚进入的电源电压,在IC内经R1、R2分压取样后,加到欠压比较器的同相输入端,反相输入端接一基准电压。只有当8脚输入的电源电压足够高时,比较器才会输出高电平,经或门电路输出高电平,加到驱动电路(DRIVER),驱动电路正常工作,从7脚输出驱动脉冲。当8脚输入的电压过低时(UVL),欠压比较器输出低电平,经或门电路关闭驱动器(DRIVER),以防损坏零件。 6、变压器零电流检测:5脚是零电流检测输入端,通常是在开关电源变压器增设一个次级线圈来进行零电流检测。见上面L6561典型应用电路:当MOS开关管导通时,220V交流电经整流后向变压器充磁,电流流向是:电流从整流桥正输出端出发-------T的初级线圈----------MOS开关管D极-----------S极----------R6-----------整流桥负端,电流构成闭合回路。上述电流流经T的初级,向T充磁。把市电的电能转化成磁能,储存在T中。当开关管截止,上述充电电流要消失,T的电感量要维持这个电流的存在,因此在T的初级产生右正左负的感应电压,该感应电压与整流桥输出的电压相串联迭加,加到整流二极管D1的正极,D1导通,向大电解电容C5充电,充电电流如下:电流从T初级右端出发--------------D1正极------------负极-----------向电容C5充电---------地线-----------整流桥负端-------------整流桥正端----------T初级左端---------电流构成闭合回路。上述电流在向C5充电的同时,也向负载供电。上述电流把T中储存的磁能,转化成电能向负截供电(释放磁能),随着向负载供电的持续进行,T中所剩的磁能逐步减少,直至最后T中所剩磁能减少到0,T在给负载供电的过程,也是T退磁的过程(因为T中的磁能转化成电能加给负载了)。在T的初级持续向负载释放磁能(电能)的过程中,T初级感应电压一直维持右正左负,根据变压器同名端的标称,次级也一直维持左正右负的脉冲电压。这个正的脉冲电压经R1中到L6561:5脚,幅度是5VP,在IC内,从5脚进入的脉冲电压加到零电流检测比较器的正输入端,这人比较器的负输入端标有两个基准电压1.8V和2.3V,它的含义是:当5脚电压下降到低于1.8V时,过零电流比较器输出低电平,经过或门加到Q触发器的S端,Q输出端翻转到高电平,经驱动电路去打开外部的MOS开关管。当IC:5脚的电压高于2.3V时,过零电流比较器输出高电平,经或门加到S端,Q触发器保持原状(输出低电平)不变,维持开关管的截止。在开关管截止时,变压器向负载释放电能,在此期间,加到IC:5脚的脉冲电压一直是高电平且大于2.3V。因此,Q触发器输出端一直保持低电平(保持开关管截止)。现在5脚的正脉冲电压大于2.3V,比较器输出高电平,经或门加到Q触发器的S端置1端,因为触发器的两个输入端R、S,都是低电平有效,即加上低电平时,Q触发器才会受触发翻转,加高电平不起作用。因此,开关管截止时,T向负载释放电能,T的次级线圈加到IC的5脚的大约5VP的正脉冲,维持开关管截止。
当T中的磁能全部释放到负载上时,T中的磁能放光了,T初级线圈中的电流就会消失,T次级线圈即IC:5脚的正脉冲电压就会随之下跳,当IC:5脚的正脉冲电压下降到1.8V以下时,过零电流比较器输出低电平,经过或门加到Q触发器的置1端S,Q输出端跳变到高电平,经驱动电路DRIVER,从7脚输出上跳的高电平,去驱动MOS开关管导通。由此可见:IC:5脚输入正脉冲电压的下跳沿,用于触发开关管导通。开关管导通后,市电整流电压,又向变压器充磁。进入下一周的工作过程。开关管在IC:5脚下跳沿脉冲的控制下,在零电流、零电压的条件下开启开关管,这样就减小了开关管的开启损耗,提高了PFC电路的效率,降低了开关管损坏的几率。提高了电路的安全性和可靠性。
7、开关管初始触发:加电后,在PFC电路没有工作前,变压器中没有电流流过,次级线圈也没有脉冲感应电压,即IC:5脚没有脉冲电压,因此,开关管也不能被零电流检测电路触发导通。为此在IC内设置了起动电路:STARTER。在加电后,IC内的启动器STARTER输出一个负向脉冲电压,经或门加到Q触发器的S端,从而Q输出端输出一个正脉冲,从7脚输出,去驱动MOS开关管导通。启动了PFC电路。
8、去能(DISABLE)功能:进入IC:5脚的下跳沿脉冲还具有去能功能。所谓去能:是指使IC的功能丧失。即让IC的7脚不能输出驱动脉冲。当IC:5脚输入的脉冲电压小于0.15V时,IC内的去能(DISABLE)功能启动,关闭IC:7脚内的驱动器(DRIVER), 关闭7脚输出的脉冲.
四、主开关电源电路:主开关电源由T404、T402、T407、IC520、Q412、Q413组成。产生全机所需要的电源电压:如VDA、15V、12V、未稳压的VSUS电源。PFC电路
输出的395V电压,加到主开关电源的开关管Q412:D极上,IC520是主开关电源的振荡IC,T404是主开关电源的输出变压器。T402是开关管驱动变压器。T407主开关电源开关管电流检测器(互感器)。主开关电源是一个调频型稳压电源,它是依靠调节开关电源的频率达到稳定输出电压的目的。当开关电源的工作频率升高时,输
出电压下降,当开关电源的工作频率下降时,输出电压升高。
(一) IC520的供电:15、16脚是电源供电端。有两个电路为该IC供电,一是来自待机电源电路的STB14V,通过R563、D521为IC520供电,这是在主开关电源启
动的时候为IC520供电。二是:在主开关电源正常工作后,主开关电源变压器的次级4---5绕组输出的脉冲电压,经双二极管D536整流、C5557滤波,得到15V电源,通过D535、PR509为IC520供电。
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待机电源电路Q518输出的STB14V电压(在待机电源章节中已讲过),加到上图中Q554的S极,D板内CPU输出的屏-开高电平指令,加到上图右下角41号线,经R616加到Q553的B极,Q553导通,C极变为低电平,加到P沟道管Q554的G极,Q554导通,把S极输入的14V电压,从D极输出,加到上图中右下角R563右端,通过R563、D521加到IC520的15、16电源脚上,在主开关电源启动阶段为IC520供电。当主开关电源正常工作后,上图中T404:4---5绕组产生的脉冲电压,经双二极管D536整流,C557滤波,得到15V电源电压,经D535、PR509为IC520供电。因为D535输出的15V电压高于D521输出的14V电压,因此,D521截止,自动切换由主开关电源产生的15V电源供电。这种供电方式称为自供电。
Q554正常工作时各脚电压: G:6.5V S:13.4V D:13.4V Q553各脚电压: G: 0.68V D: 0V E: 0V
(二) 开关管的电流回路分析:IC520:12、13脚输出推挽驱动方波,分别加到驱动变压器T402的初级2、4两脚,在次级有两个独立的同样的绕组5—6和9—10,前
者产生的脉冲电压驱动下管Q413,后者产生的脉冲电压驱动上管Q412,PFC电路输出的390V电压,正极加到上管Q412的D极,负极加到下管Q413的S极。
Q412、Q413串联后接390 V PFC电压。在两管的中点经过电容C457耦合输出放大后的脉冲电压,加到T404的初级9脚。初级的另一端11脚通过T407的初级线圈1---2接PFC电压的负极。C457与T404的初级线圈串联,构成串联谐振电路。改变IC520输出的驱动方波频率,就可以改电感T404初级线圈上的电压,从而改变T404次级输出各路电压的数值,以此来达到稳压的目的。Q412、Q413是N沟道管,两个G极加的是幅度相同、相位相反的驱动脉冲。当上管加正驱动脉冲导通时,下管肯定是负驱动脉冲截止。上、下管交替导通,如果上、下管同时导通,会把390V的PFC电压短路,这两个大功率管会因过流瞬时烧毁。这种上、下串联的开关管,只要有任一个开关管击穿,另一个开关管也会立即烧坏。因此实际维修中,这两个管子通常同时坏。不会只坏一个管子。
当上管导通下管截止时,电路的电流如下:电流从PFC电源的正极出发--------Q412:D极-----S极------给C457充电-------T404:9--------11脚---------T407:1脚---------2脚---------PFC电源的负极。电流构成闭合回路。上述电流给C457充电左正右负,在T404各个次级绕组产生上正下负的感应电压,经过全波整流二极管整流后给负载供电。上述充电电流流过T407初级绕组,把电能以磁能的形式加给变压器。并通过变压器初次级间的耦合,输出到负载。
当上管截止下管导通时,C457放电,放电回路如下:电流从C457的左端流出------Q413:D极--------S极--------T407:2---------1脚----------T404:11--------9脚---------C457右端,上述电流构成闭合回路。流过T404初级绕组的电流方向发生反向。在T404各个次级绕组产生下正上负的电压,经过全波整流给负载供电。
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(三) T404次级的整流电路:T404次级共输出4路电源: VDA、15V、12V、未稳压的VSUS、。
1、 VSUS电压整流电路:T404的13—14绕组产生的感应电压加到倍压整流电路:双二极管D539、C605、C604。当14脚的脉冲电压为正时,D539内的右管导通,产
生充电电流如下:T404:14------C604正极------负极------D539左管-----T404:13脚,电流构成闭合回路。上述电流给C604充电上正下负。当T404:13脚是脉冲电压的正极时,产生的电流如下:T404:13-------D539右管-------给C605充电--------电流返回T404:14脚------电流构成闭合回路。C605充得上正下负的电压。C604、C605上充得的电压呈串联迭加关系,作为稳压前的VSUS电压。迭加后的合成电压,加到后面的VSUS稳压电路。
2、 VDA电压整流、滤波及稳压电路:
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T404:1---3-----2脚和D531、D532、C555构成全波整流电路,在C555上得到VDA电压:78V,加到VDA电压稳压调整管Q527的D极。从Q527:S极输出稳压后VDA电压:67V。VDA稳压分压取样电路:R662、R669、R664、R665,在R664上端分得的取样电压2V,加到误差放大IC512:1脚,3脚接地,从2脚输出放大、倒相后的误差电压,经过三个稳压管和一个电阻,加到调整管Q527的G极。C605上端的未稳压VSUS电压,通过三个电阻:R631、R674、R676加到Q527的G极,为Q527提供正偏电压。当Q527输出的VDA电压升高时,经分压取样后,IC512:1脚的输入电压同比升高,经放大和倒相后,2脚输出电压下降,经三个二极和一个电阻,加到Q527:G极的电压也下降,Q527管压降增大,使Q527:S极输出的VDA电压保持恒定不变。R665用于调节VDA输出电压的高低。
IC512正常工作时各脚电压: 1:2V 2:12.7V 3:0V 正常工作时Q527 D极电压:78V G:68V S:67V
3:15V整流电路:T404的4----------8---------5绕组,8脚接,4、5脚产生的感应电压,与双二极管D536构成全波整流电路,经C557滤波,产生15V电直流电压,输出到PB板。
4:12V整流电路:T404的7------8--------6绕组产生的感应电压,与双二极管D534构成全波整流,C557滤波,产生12V的直流电压,输出至P板。
5:负压整流电路:负压主要用于主开关电源的保护电路。为保护电路提供E极电压。
T404:6----7脚产生的感应电压,与双二极管D568构成全波整流,C606滤波,得到负压,为保护电路的两个双三极管Q520、Q517发射极供电。
(四) 主开关电源振荡IC520介绍: IC520的型号是:LSSK62
15、16脚:电源供电,工作范围是8.4V----24V,实测是15V。
2脚:IC驱动脉冲输出开与关的控制输入端,正常工作的范围是1V-----2.5V,实测:1.1V
4脚:稳压反馈输入端。实测:4V。4脚电压的高低,用来控制开关电源输出电压的高低,当开关电源输出的电压升高时,经过取样和误差放大电路的作用,使4脚电压
下降,控制开关电源的振荡频率升高,开关变压器次级输出电压下降,因为这是一个负反馈调节,因此可确保开关电源输出电压稳定不变。
5脚:外接低通滤波电容。实测:6.4V
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6脚:内部5V基准电压输出脚。实测5V. 7脚:接地
8脚:设定开关电源的工作频率。实测:3.2V
12、13脚:驱动脉冲输出端。实测:7.47V
PFC电路工作后,输出的PFC电压:390V加到主开关电源Q412的D极,为主开关电源电路供电。同时,待机电源Q518:: S极输出的STB14V电压,加到Q554: S极,经过Q554开关控制后,从D极输出,经过R563、D521为IC520:15、16脚供电。
当面板上电源开关合时,Q518导通,从Q518:S极输出待机14V电源(在待机电源电路的分析中已讲解过),加到上图中Q554的S极,来自D板CPU发出的屏主开高电平指令,经过插座D25:17脚-------P25:17脚--------------加到上图右下角41号线,经过R616加到Q553的B极----------该管导通----------C极为低电平---------Q554导通----------从D极输出14V电源-----------经上图中37号线加到R563右端---------D521 --------------加到IC520:15、16脚,为该IC供电。
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在开机时,CPU:IC501的15脚输出0V:主开关电源接通指令,加到P沟道管Q550的G极,S极接的是5V电源,从D极输出4V高电平,经过R602
加到上图中R922右端,然后加到IC520:2脚,使2脚电压在1.1V,该电压把IC内的振荡脉冲选通从12、13输出,去驱动开关管循环的导通与关断。如果2脚的电压在1V------2.5V范围之外,IC520将停止工作。
Q550正常工作时电压: B: 0V S:4.5V D: 4.16V
(五)15V电源的稳压电路:T404次级输出的15V电源,加到上图中右下侧的分压取样电路:R659、R660、R661,在R660上端分得的5V取样电压,加到双PNP管Q509右管的B极,该管的两个E极经R584的接13V电源,右管放大后的误差电压,经两个E极耦合,加到左管E极输入,经放大后从左管C极输出,加到Q541的G极,经Q541放大后,控制IC520:4脚反馈输入端电压,从而控制开关电源的频率,达到稳压的目的。可调电阻R661在分压取样电路的下端,调节它可以调节15V输出电压的高低,因为12V电源也和15V电源是由同一个电源变压器的次级输出,因此,在调节15V电压时,12V电压也同步调节。IC520:6脚输出5V的基准电压,经R582为Q509左半管B极提供偏置电压。
当15V输出电压升高时,经过分压取样电路的取样电压即Q509:PNP右管:B极电压将升高-------左、右两管E极电压同步升高---------左管C极因此升高-------Q541:G极升高-------D极下降--------IC520:4电压下降--------振荡频率升高-------T404次级15V输出电压下降。稳定了15V电压。
Q509正常工作时电压: 右管: B:5V E: 5.5V C: 0V 左管: E: 5.5V B: 5.2V C: 4.3V Q541各脚电压: G: 4.3V D: 4V S: 3V
主开关电源共输出四路电源电压:12V、15V、VDA、VSUS。主开关电源只在15V整流输出电压回路中设置了稳压反馈环路控制IC520,VDA、VSUS整流输出电压并未取样控制IC520。当15V电源的负载发生变化时,15V稳压反馈环路会控制开关电源的频率发生变化,以维持15V电压恒定不变。但VDA、VSUS的负载发生变化从而引起VDA、VSUS整流输出电压发生变化时,开关电源IC520并不会进行调节,因此,T404输出的VDA、VSUS 整流输出电压是不稳定的。为此,需要在VDA、VSUS电压输出回路中,分别设置稳压电路。IC512、Q527就是用来专门稳定VDA电压的。后面的电路:IC509、T601是用来专门稳定VSUS输出电压的。PDP电视机对VDA、VSUS电压的稳定度要求很高,因此,必须单独为VDA、VSUS输出电压分别设置独立的稳压电路。
(五) 开关电源的过流保护电路:T407是电流互感器,开关管输出的电流即开关变压器T404的初级电流,流过T407的初级线圈1-----2绕组,在次级线圈4----6两端
产生感应电压,见下图所示: T407:4---6绕组外接桥式整流电路D528、D529,桥式整流的正输出端(即D528内的右管与D529内的左管),接地。桥式整流的负输出端(即D528内的左管
与D529内的右管),经R592、10V稳压管D530输出负的单向脉动电压,向下加到上图中的Q510:G极。当T404初级电流正常时,T407次级整流桥负端输出的负向脉动电压小于10V,D530截止,IC520:6脚内部产生的5V基准电压,经R593加到P沟道管Q510的G极,Q510截止。对IC520的4脚电压没有影响,当T404电流过大时,D530击穿导通,把负压加到P沟道Q510的G极,Q510导通,把IC520:4电压拉低,开关电源振荡频率上升,电源输出电压下降,以抑制T404的电流增大。
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达到限制开关管电流的目标的,以保护开关管不受过流损坏。
开关电源正常工作时,电路各点电压如下:Q509:E极电压5.5V 右管B极: 5V 左管B极:5.2V 左管C极:4.3V Q541: D极电压4V G极:4.3V
S极3V Q510: G极5V S极4V D极0V Q516:G极电压:6.5V S极:4V D极0V
上图中IC520的6脚输出基准5V电压,经R582为Q509左管B极提供偏置电压.
(六) VDA电压过流保护电路:
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上图中,4个并联电阻:R680、R698、R655、R679是VDA电流取样电阻,每个电阻0.39欧,4个并联后约0.1欧,4个电阻的右端接地,左端经R599接到Q517左管的E极,正常工作时,VDA电流小于0.5A,在VDA电流取样电阻上的压降小于-0.05V,不影响Q517左管的正常截止状态。T404次级D568全波整流输出的负压电源,经过R682、5.1V稳压管D538稳压得到-5.1V电压,加到Q517右管C极,-5.1V电压经R607\\R683分压,得到大约-0.1V电压,加到Q517右管B极。13V电压经R597加到PNP管Q517右管E极,右管B极接-0.1V电压,因此,右管导通,右管E极电压降到0.35V,这个电压加到左管NPN的B极,小于0.6V导通值,因此左管截止,左管的C极是高电平6.55V,加到P沟道Q516:G极,该管截止,不影响IC520的工作。当VDA电流大于2A时,在取样电阻上的压降增大到-0.2V,加到Q517左管E极,此时B极电压是+0.35V,则VBE电压等于0.55V,左管导通,C极电压下降到低电平,加到P沟道Q516的G极,Q516导通,拉低IC520:4脚电压,开关电源的振荡频率升高,次级输出电压下降。以限制VDA电流的异常增大,防止烧坏零件。上图中的Q520原来的目的是用于12V、15V电源过流保护,但因为把12V、15V过流取样电阻用短路线短路了,因此,就取消了12V、15V电源过流保护功能。
Q517各脚电压: 左半管 B:0.35V C: 6.55V E: 0V 右半管: B: 0V E: -4.7V C: 0.35V Q520各脚电压: 左半管: B: 0,3V E:0V C: 6.55V 右半管: E: 0.3V C: -4.7V Q516各脚电压: G: 6.5V D: 0V S: 4V Q510各脚电压: G: 5V D: 0V S: 4V
(七) VDA、12V电源过压保护:
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12V电源电压,加到上图中R666上端,R666下端接13V稳压管D551负极,当12V电源输出电压升高超过14V时,D551击穿导通,输出高电平,经R545、隔离二极管D574,加到IC520的2脚,这将引起该脚电压超过2.5V,IC520停止工作。保护电路零件不受损坏。
VDA输出电压,加到上图中R670的上端,下端接3个30V稳压管D569、D570、D571、一个7.5V稳压管D549,当VDA输出的电压升高超过97.5V时,这4个稳压管击穿导通,从D549的正极输出高电平,经过R579、D579把这个高电平,加到IC520的2脚,使该脚电压大于2.5V,IC520停止工作,保护电路零件不受损坏。D574、D579是保护隔离二极管,防止两路保护电压互串。使两路保护互相独立,不产生互相影响。
(八) 低压电源检测电路:电源板的CPU:IC501在工作中要随时检测12V电源是否正常,如果发现12V电压消失,说明开关电源有故障,应及时关闭主开关电源,
进行保护。下图中的Q536用来检测主开关电源输出的12V电压,待机电源产生的待机STB5V电压,经过保险PR503,加到Q536的D极,T404输出的12V电源电压加到下图右上角的33号线,经过R684、R685分压后,加到Q536的G极,12V正常时,G极分得10V电压,该管导通,把D极的5V从S极输出,该电压从下图34号线向右方输出,分成三路输出:一是给D板供电5V,二是去待机电源控制电路,控制待机电源假负载的接通与断开,这在前面已经讲过。三是去加到现在正讲的12V电源电压检测电路---------见上图所示R649-------Q508右管的B极,右管B极的电压是0.6V,右管导通,左管的E极通过导通的右管C-----E极接地,在前面已经讲过:主开关电源正常工作时,Q509左管C极输出4.3V电压,经过R641,加到Q508左管的B极,左管导通,左管的C极通过导通的C----E极间-----导通的右管C------E极间接地,即正常工作时Q508左管C极输出0V电压,
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加到上图中电源板CPU:IC501的22脚,该脚是CPU:12V电源电压检测输入端,12V电源正常时,检测电路使该脚电压为0V,CPU据此判断12V电源正常。如果12V电源电压消失,Q536:S极就没有5V输出,Q508右管截止-----左管截止------左管C极变为高电平-------加到CPU:22为高电平-----CPU从15脚发出保护关机高电平指令------Q550截止-------D极输出低电平--------IC520:2低于1V-------IC520内部停止工作------开关电源停止工作。
正常工作时,Q508各脚电压:右这B极0.6V 左管B极:0.55V 右管C、E极到地和左管C、E极:到地全是0V。 Q536各脚电压: G: 10V D:5V S: 5V
五、VSUS稳压电路:PDP电视机对VSUS电压要求极高,偏高时会缩短PDP的寿命,偏低时会出现偏色、花屏。VSUS电压要求误差电压不能超过2V。为此,专门增设
了VSUS电压稳压电路。另外:上面刚讲的主开关电源电路,输出未稳压的VSUS电压,但因为主开关电源电路的稳压是取样于输出的15V电源电压,在稳定15V输
出电压的同时,主开关电源输出的VSUS电压可能因为VSUS负载的变化而变化。因此,主开关电源输出的VSUS电压稳定度不高。会引起像不良或是花屏。为此,增设了VSUS专用的稳压电路。VSUS稳压电路其实是一个开关电源电路,振荡是IC509,开关管是Q507,误差电压放大是IC506。以下讲的电路,就是VSUS电压的二次稳压电路电路。
1、 IC509简介:IC509的型号是L6565,各脚功能如下:
1脚:INV,误差放大器反相输入端。把输出电压采样后反馈输入到该脚。正常工作时4.5V。
2脚:COMP,输出电压补偿端。1脚输入的误差电压,在IC内经放大后,从该脚输出。在1、2脚之间外接有补偿网络,以改善电路的性能。正常工作时4.4V。 3脚:VFF,前馈电压输入端,当开关电源的输入电压大范围内升高时,可保持输出到负载的功率不变。正常工作时4.7V。
4脚:CS,开关管电流检测输入,用于控制何时关断开关管,以控制开关管的最大峰值电流为手段,达到控制PFC输出功率的目的.用表测量该脚时保护关机,
VSUS输出电压下降。
5脚:ZCD,变压器零电流检测输入,用于控制何时开启开关管。正常工作时2.7V。 6脚:GND,接地端。
7脚:GD,栅极驱动器输出端,正常工作时3.8V。 8脚:电源引脚。正常工作时4.3V。
L6565内部方框图:
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2、L6565工作原理:
结合L6565内部方框图与L6565外围电路,来讲解一下L6565的工作原理:
A、L6565的供电:前面已经讲过T404是主开关电源,输出整机所需要的各路电源电压,T404的5脚输出一路脉冲电压,加到下图中的左上角C591,为L6565供电,见下面的电路:
来自T404:5脚的脉冲电压,经C591、C592、R696后,加到D586、C603组成的整流电路,整流得到的电源电压分成两路:第一路加到IC的8脚作为供电。
B、前馈电压:第二路经分压电阻R608、R695、R652、R671,在R652的上端分得的电压,加到IC的3脚,作为前馈电压,以提高电路的稳压效果。R671用于调节VSUS电压的值。主开关电源T404输出的未稳压的VSUS电压,含有波动的误差成份,T404:5脚输出的脉冲电压含有同样的误差成份,因此,把5脚的脉冲电压整流取样后,加到IC的3脚在IC内进行控制,就可以在VSUS二次稳压电路输出的VSUS电压中,消除误差成份,使二次稳压电路输出的VSUS电压极其精准。因为是把前级电路的误差电压加到本IC的3脚,因此称为前馈电路VFF。前馈电压正比于主开关电源变压器T404输出的未稳压VSUS电压,当这个VSUS电压异常升高时,它的取样电压加到IC的3脚也同步升高,在IC内,将使开关管电流峰值限定电压变低,使开关管导通宽度变窄,可抑制L6565输出的第二次VSUS电压随输入电压上升而同步上升,也即起到稳压的作用。
C、IC内部的电源供电:IC的8脚是电源输入端VCC,在IC内分成四路(见下图:IC内部电源方框图):
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8脚的VCC在IC内第一路直接加到7脚内上驱动管C极(见内部方框图)。第二路在IC内加到线性稳压电路,输出7V电压INTERNAL SUPPLY,供IC内部各单元电路供电。第三路产生2.5V基准电压,为1脚内的误差放大器提供参考电压。第四路经R1、R2分压取样,加到IC电源欠压保护电路UVLO,当8脚的电源电压太低时,UVLO电路关闭驱动电路7脚的输出,使开关电源停止工作。
D、VSUS开关电源的电流回路: IC506:7脚输出VSUS稳压驱动方波,当输出正方波时,经R654、D587加到开关管Q507的G极,Q507迅速由截止进入饱和导通。当7脚正方波过后变成0V电平时,这个低电平加经R654加到P沟道Q506的G极,Q506饱和导通,把Q507:G---S极间存储的电荷,通过导通的Q506迅速放完,使Q507迅速的从导通转变到截止,减小Q507的关断损耗。主开关电源输出的一次稳压的VSUS电压,加到上图中保险丝PR601的左端,当开关管导通时,产生的电流如下:PR601-------C611/C615充电--------T601初级右端---------左端---------------开关管Q507:D极---------S极---------6个电流取样电阻-----------地。上述电流给一方面给C611/C615充得上正下负的电压,另一方面也给T601充磁(把流过初级线圈的电流转化成磁能存储在T601内称为充磁,这个充磁的电流来自于前级:主开关电源未稳压的VSUS电源)。当开关管由导通变成截止时,流过T601初级电流要随之中断,因为电感量的存在,反对这个电流中断,因此在T601初级产生自感电压左正右负,这个电压产生T601的放电电流:从T601初级右端(标点的同名端)出发---------D501-----------C611/C615充电--------T601初级右端,构成闭合回路。T601的放电电流把T601内储存的磁能以电流的形式向负载供电。D501是续流二极管。在C611、C615的正负极之间得到二次稳压的VSUS电压。
由上述的分析可看见:在开关管Q507导通时,由前级:主开关电源送来的未稳压的VSUS电压给C615/C611充电。在开关管截止时,由T601初级的自感电压给C611/C615充电,即在一个周期内,不间断的给C611/C615充电,因此, C611/C615正负极之间得到的稳压后的VSUS电压,纹波极小,电源质量很高。
E、VSUS稳压的过程:控制开关管的导通宽度,就可以调节VSUS电压的高低。开关管Q507:S极接有6个并联电阻,每个电阻是0.68欧,开关管在导通时,开关管的电流是从0开始:正向、上升的锯齿波电流,由这个6个电阻把锯齿波电流变成锯齿波电压,加到L6565的4脚。在IC内经过控制电路处理后,控制开关管的导通宽度,就可以控制开关电源输出电压的高低。
VSUS输出电压的取样电路:上图中R622、R648、R66、R626、R656、R627、R628组成分压取样电路,在R627的上端产生的取样电压2V,加到误差放大IC506的1脚,放大、倒相后的误差电压从3脚输出,加到Q505的S极,分压取样电阻R656上端的取样电压,加到Q505:G极,当输出的VSUS电压上升时-------IC506:1脚输入的取样电压也上升--------放大倒相后3脚电压下降-------Q505:G极取样电压上升---------Q505:VGS间电压升高---------Q505导通内阻变小-------D极电压下降-----------光耦
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IC505:2电压下降----------光耦内发光管发光变强----------光敏管内阻变小------------IC509:1电上升---------7脚输出的正方波变窄----------VSUS输出保持稳定不变。取样电路下端的R628用于调节VSUS输出电压的高低。
F、IC内部的稳压控制过程及打嗝电路:输出的VSUS电压取样信号经过上述电路,加到L6565的1脚INV,。在IC内1、2脚间是误差电压放大器(见L6565内部方
框图)。
在IC内,误差电压放大并倒相后,利用2脚外接的R、C负反馈补偿网络COMP使电路工作稳定。误差放大器的输出,在2脚内部向右加到前馈电压电路LINE VOLTAGE FEED FORWARD。3脚是前馈电压输入端VFF,把来自主开关电源T404的输入电压加到3脚,在2脚和3脚内部,把这两路电压相乘,输出的电压向下加到电流比较器的负输入端,这个电压就是开关管峰值电流的设定电压。开关管S极上升的锯齿波电压,达到这个设定电压的高度时,开关管就截止。T601变压器的电流,流过开关管的S极的6个0.68欧电阻,转化成上升的锯齿波电压,加到IC的4脚输入,在IC内加到电流比较器的正输入端(在4脚内,有两个并行排列的比较器:左边的是开关管即变压器电流比较器,右边的是打嗝比较器),在开关管导通的初始阶段,变压器即开关管的电流值较小,IC的4脚电压低于电流比较器的负端,此时电流比较器输出L电平,加到RS触发器的R输入端(这个触发器有两个输入端分别是R、S,这两个输入端都是高电平有效,即只有当在输入端加高电平时,输出端Q才会翻转,当在输入端加低电平时,输出端Q保持原状态不变),RS触发器状态保持不变,即Q输出端继续保持为高电平-----7脚保持输出高电平,使开关管继续导通,流过变压器、开关管的电流随时间按线性规律增长,4脚输入的电压也呈线性锯齿上升,当上升到大于电流比较器反相端的电压时,电流比较器输出端发生翻转变成H高电平,加到R端,RS触发器也随之发生翻转,Q输出端变成低电平(RS触发器有两个输入端:R、S,其中R端称为复位端也叫清零端,当该端为高电平时,Q输出端被强制成0即L电平。S端称为置位端也叫置1端,当S端为高电平时,Q输出端被强制成1即高电平)。Q端变为低电平后,经驱动电路放大后从IC的7脚输出低电平,关断开关管。从上述分析可看出,电流比较器负输入端的电压值,是开关管峰值电流的限定电压,它决定了开关管关断的时刻,决定了开关管的电流峰值,也决定开关管导通的宽度。当负载有短路时,变压器即开关管的电流增大,IC的4脚电压会高于2V,在IC:4脚内右边的打嗝比较器,负端加固定2V电压,正端接4脚输入的开关管电流取样电压,此时因为电流比较器正端电压大于负端,打嗝比较器HICCUP MODE OCP输出高电平,加到上图中低部的去能(DISBALE)方框电路,这个方框电路向右输出高电平,关闭IC内驱动电路DRIVER,IC:7脚输出脉冲也就关断了,开关电源停止工作,防止了损坏零件。因此这是一个开关管过流保护电路。
3、变压器零电流检测及开关管触发电路:要降低开关电源本身的功耗,降低开关管的功耗,降低开关管损坏的概率,提高开关电源的性能,最关键的方法是在变压器中的电流下降到0时接通开关管。为此设置了零电流检测。见下图所示:
上图中的变压器是T501,左上角的+VIN,是来自主开关电源变压器T404次级未稳压的VSUS电压,5脚的名称是ZCD,即变压器线圈零电流检测。左下角的MOS管是开关管Q507。在开关管截止时,变压器初级线圈的脉冲电压是下端正上端负,即标黑点端为正,在变压器次级的同名端即上端标黑点,次级上端为正下端为负。即IC:5
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脚在开关管截止时加的是正的脉冲电压5.2VP,这个正脉冲电压维持开关管的截止。此时(开关管截止时)变压器中的储存的磁能,以电流形式向负载释放,在磁能没有释放完时,变压器初、次级上述感应电压极性不变。即IC:5脚一直为正,一直维持7脚外接的开关管的截止。当变压器中的磁能向负载释放完毕时(专业名词上称为变压器的退磁),变压器次级感应的正脉冲电压开始下降,加到IC:5脚的正脉冲电压随之开始下降。此时当变压器次级产生的脉冲电压下降沿下降到1.6V以下时,经过电阻RZCD加到IC的5脚,触发IC:5脚内的过零电压比较器(5脚内有两个垂直排列的比较器,上边的是过零电压比较器,下边的是去能比较器),IC的7脚翻转到高电平,接通外部的开关管Q507导通。看上图:当5脚正脉冲电压结束,开始下降到低电平时,在IC内部,这个下降的低电平加到IC内二个比较器的负端,二个比较器中上面的比较器是过零比较器,用于触发开关管的导通,这个比较器的正输入端标有两个电压:1.6▼ 2.1V▲,这两个电压值是比较器的翻转门限电压:当比较器负输入电压下降到1.6V时,比较器的输出端翻转到高电平。当负输入端上升到2.1V时,比较器输出端下跳到低电平。当变压器退磁时,比较器负端输入端下降沿的脉冲低于1.6V时,比较器的输出端翻转到高电平,即上图中标的上跳沿,这个上跳沿加到单稳态(MONO STABLE)输入端,单稳态电路被触发,输出端输出一个正脉冲,先经过一个与门,再经过一个或门,加到RS触发器的置1输入端S端,触发器输出端Q上跳到高电平,经过驱动电路DRIVER从IC的7脚输出上跳的正脉冲电压,接通开关管导通。由此可见:IC:5脚脉冲电压的下降沿触发开关管导通。
开关管维持截止时间的宽度与变压器向负载释放电能的速度有关,即与负载电流的大小有关,如果负载重,负载电流大,变压器电能释放的速度快,变压器退磁的速度快,退磁所需的时间短,则开关管维持截止的时间就短。IC:5脚内部有一个5.2V稳压管,当变压器次级是正的脉冲电压时,它把5脚的最高脉冲电压钳位在5.2V,在这个稳压管上端相连的是一个三极管,在三极管的B极到地接有两个二极管串联,每个二极管的正向压降是0.6V,两个二极管是1.2V,因此三极管B极到地电压是1.2V,当变压器次级电压是负向的脉冲电压加到IC的5脚时,这个三极管导通,三极管BE极间降0.6V,因此,三极管E极到地的电压被钳位在0.6V。当IC内部电路损坏或是IC的5脚到地有短路时,IC的5脚电压就会下降到0.2V以下,把这个电压加到IC内两个比较器中下边去能比较器的负输入端,在正输入端接有0.2V的基准电压,此时比较器输出端上跳到高电平,这个高电平分两路:第一路加到7脚驱动输出电路的禁止端,关闭IC:7脚的输出,关闭开关管。第二路关闭5脚内的向上电流源,使IC:5脚维持在低电平。
在上图,触发器输出端Q下跳到低电平时,分成三路:第一路经过驱动器放大后从IC的7脚输出低电平,关断开关管。第二路向上加到开关管导通消隐电路BLANKING TIME,触发开关管消隐电路。这个消隐电路开始输出一个宽度最小为3.5US的低电平脉冲,向下加到与门输入端,封闭与门,使触发器在此期间不受IC:5脚输入端的负向脉冲触发。这样做的目的是防止开关管在关断3.5US内,又被再次触发导通。实际上,当开关电源的负载有短路时,在开关管截止后变压器向负载供电时,因为负载电流很大,电能会很快释放完,IC的5脚会很快再次出现下跳沿的脉冲触发开关管导通,这样会因为过流损坏开关管,因此,消隐电路具有过流保护功能。第三路向下去关断启动电路,因此开关电源一旦进入工作状态,就不需要启动电路工作了。
在L6565接通电源后,开关电源还没有工作前,IC的5脚不会有来自变压器的负向脉冲,IC内部的触发器不会被触发,开关管就不会被接通,开关电源就不会进入工作状态。因此,在IC内设计了一个启动电路:见上图中的STARTER。在启动期间,启动器输出一个正脉冲,经过或门电路加到触发器的置1端S,Q输出端从低电平跳变到高电平,从7脚输出去接通开关管。这样就启动了开关电源电路,之后,就会从5脚输入负向脉冲触发IC内的触发器工作了。IC的5脚外接电阻的阻值用于设定变压器次级流入5脚的电流和从IC:5脚向外流出的电流值,在IC的额定值之内。
消隐电路的启动是受触发器Q输出端的脉冲下跳沿触发,但消隐的宽度与这个下跳沿脉冲没有关系。消隐的宽度与L6565的2脚电压VCOMP有关,这两者之间的关系是函数关系。见下图所示:
上图中,横轴是L6565:2脚电压,纵轴是消隐时间宽度。当2脚的电压在2.5V------3V间变化时,消隐时间宽度与电压成反比。即2脚电压越低,消隐患时间越宽。2脚电压高于3V后,电压再升高,消隐时间不再随之变化了,固定为3.5US。实际上,在开关电源的负载正常时,变压器向负载释放电能的时间宽度远大于3.5US,也就是说加在IC: 5脚的正方波远大于3.5US, 因此这个消隐电路根本就不会起作用。当负载很重或是负载有短路时,通过输出电压取样和误差放大,就会使IC:1脚电压INV升高,通过IC内倒相、放大后,2脚的电压VCOMP就会降低(在IC内部,2脚的电压控制消隐时间的长度),使开关管截止时间延长,防止因为负载短路出现过流烧坏开关管。因此消隐电路实际上是过流保护电路。正常工作时,实测IC:1脚电压是4.5V ,2脚电压是4.4V,从上图可见,此时的消隐时间是3.5US。
4、电压前馈电路:下图中示出了电压前馈电路的原理。
电压前馈电路的作用:L6565是准谐振式开关稳压电源,这种开关电源输出到负载上的功率与开关电源的输入电压呈正比关系。即开关电源输入的电源电压越高,输出到负载上的功率会随之增大。一个好的开关电源应当是:当输入的电源电压升高时,输出到负载上的功率保持不变。因此应当检测开关电源的输入电压值,随着开关电源输入电压的升高,把开关管的导通宽度调窄,这样开关电源输出到负载上的功率就会保持不变。这种把开关电源输入的电压(前级)取样后,馈送到稳压控制电路的作法,称为前馈电路。而把开关电源输出的电压取样后送到稳压控制电路的结构,称为后馈电路。以前我们在开关电源中经常讲的都属于后馈电路。而前馈电路以前没有讲过。前馈电路对我们来说是一个新名词。下图中VIN就是开关电源的输入电压,经过R1、R2分压取样后作为前馈电压VFF,加到IC的3脚前馈端,在IC内加到电压前馈电路。开关电源输出的电压经过取样、误差电压放大加到IC的1脚INV输入端,在IC内经过反相放大后,也加到电压前馈电路,与前馈电压混合后,合成一路电压,向右输出去加到开关管脉冲宽度调制器PWM的负输入端,这个电压作为开关管峰值电流限定电压。开关管的锯齿状上升的电流经RS电阻转换成锯齿状上升的电压,加到IC的4脚,在IC内部加到开关管电流调制器PWM的正输入端。当PWM正端输入的锯齿状电压上升到负端的电压时,PWM比较器输出端的电压由0V上跳到高电平,这个上跳的高电平,加到RS触发器的清零端R,Q端输出随之下跳到0V,IC:7脚输出下跳到0V。开关管关断。
在开关电源中设置了前馈电路后,恰当的选择R1、R2的比值,可以保证当输入电压升高4倍时,输出到负载上的功率仍然保持不变。
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下图是IC:3脚的前馈电压VFF与前馈控制电路输出、加到PWM比较器负输入端的电压VCSX之间的关系:
从下图可见:开关电源的输入电压越高,前馈输入电压越高,PWM负端输入的电压(VCSC)越低,开关管的导通宽度越窄,开关电源的输出电压得到了稳定。
前馈电路主要是为了当开关电源的输入电压升高时,维持开关电源输出电压的稳定。后馈电路是当负载的轻重即负载电流大小发生变化时,维持开关电源的输出稳定不变。 5、稳压反馈电路的工作过程:见下图所示:
开关电源的输出(C9正极)电压升高时---------经过取样电路取样后(R17的上端即TL431:3脚)的电压上升-----------经误差电压倒相放大后(TL431:1脚)电压下降------光耦内发光管发光变强------光耦3脚(隔离开关电源初、次级的地)误差电压上升---------------加到L6565的反相输入端1脚上升-----------在IC内误差电压倒相放大2脚电压下降-------------加到电压前馈电路左下输入端(见上图L6565内部图)---------前馈电路输出的开关管峰值电流调整点电压下降----------加到PWM比较器的负输入端下降------------加到RS触发器的R输入端脉冲提前上跳到高电平--------------Q输入端提前下跳到0电平------------开关管提前截止-------------开关管导通宽度变窄-----------------输出电压保持不变。
6、 打嗝电路HICCUP(见上图):当开关电源次级的绕组或整流二极管有短路时,开关管的电流就会变得的很大,经过RS电阻转化成电压,加到IC的4脚,4脚的峰值电压就会超过2V,加到打嗝比较器(HICCUP)的正输入端,输出高电平去能信号(DISABLE),加到驱动器控制端,禁止IC的7脚输出驱动脉冲。开关电源随之停止工作。因此,IC的5脚输入的下跳沿的触发脉冲也消失了,此时Q输出端输出的低电平,触发起动器,起动器输出的脉冲,经过或门电路,加到RS触发器的置1端,Q输出端随之输出高电平脉冲,开启开关管。上述过程,形成了:过流-------关闭开关管--------启动--------过流---------关闭开关管--------启动--------,这样的循环过程,好像是人打嗝一样,开关电源间歇的工作,发出吱吱的响声。避免了开关管过流烧坏。进入了过流保护状态。 因此, 打嗝模式,也是一种过流保护。 为了说明打嗝原理,请参考下面的电原理图:
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L6565的8脚是电源供电脚,它的供电一般由两路合成:一路是把市电经半波整流后再经75K电阻R1、R2限流为一个大电解电容C4充电,为IC:8脚供电。这一路供电电流很小,只能提供IC的启动功率,当开关电电源正常工作时因为需要消耗较大的功率,因此光凭这一路供电,L6565开关电源不能维持工作的。这一路称为启动供电。另一路是把开关电源变压器付绕组T1:4---5端产生的脉冲电压,经过大电流二极管D4整流和大电解电容C4滤波,加到IC的8脚供电。这一路称为开关电源的自馈电。这一路可以为L6565提供足够大的功率和电流,可以维持开关电源的连续工作。
当开关电源变压器的次级绕组有短路,或是次级整流管有短路时,前面讲过的打嗝比较器HICCUP输出高电平,关断开关管,开关电源变压器付绕组不能为IC的8脚提供电压了,此时IC的8脚只能由150K电阻的起动电源供电,IC:8脚的电压会立即下降到较低值,L6565停止工作。只有当市电经半波二极管整流------通过150K大电阻向大电解电容C4充电,当IC:8脚上升到L6565的额定电压时,IC内部的起动器才会重新起动。这样一来,开关电源的启动频率很低,可以听到低频、间歇的起动吱吱声,就像是人打嗝一样。开关电源打嗝时,电流很小,不会造成开关电源的损坏。当大电解电容C4上的电压经150K电阻充电到额定电压,IC进入起动状态时,如果得不到开关电源变压器的自馈电,光凭这150K电阻的供电,因为供电电流太小,只要IC一起动,IC:8脚电压就会马上跌到很低,IC又会停止工作。只有等150K电阻给大电解电容慢慢充电,再一次上升到IC:8脚的额定电压时,IC才会再一次进入起动状态。因此,相邻的两次起动时间间隔比较长,形成了打嗝现象。
7、频率折叠功能:L6565属于调频型准谐振开关电源。准谐振开关电源有这样的特性:当负载轻时,流过开关电源变压器的电流小,开关电源的工作频率会升高,当负载重时,流过开关电源变压器的电流大,开关电源的频率会下降。在待机状态下,开关电源的负载很轻,此时开关电源的频率就会很高。在很高频率下工作开关电源的效率会下降,开关管会发热严重。为此,在轻负载下,应当降低开关电源的频率。也就是进行频率折叠。见下图所示:
上图就是IC:2脚电压与开关管导通频率的关系图。
上图中左部向上翘的虚线就表示:当开关电源的负载很轻时,准谐振开关电源的频率会上升到很高,而在IC内增加了频率折叠功能后,把频率向上升高的曲线向下弯折(见上图中左部锯齿状实线),可以看出,当IC:2脚电压下降时,开关电源的工作频率不再升高,而是略有下降。
开关电源在负载变轻时,开关电源输出的电压将会升高,经过取样和误差放大,加到L6565:1脚的电压也会升高(见上面的电路图),经过IC内的倒相放大,IC的2脚电压VCOMP下降,根据消隐时间关系曲线(见下图):开关管的消隐时间将会延长,即开关管的截止时间延长,如果负载很低,开关管截止时间很长,开关变压器加到IC:5脚的负向脉冲幅度很低,不再能触发IC内的触发器了,开关管就不会工作了。此时,IC内部的起动器电路就会自行启动,此时,开关管被间隔时间很长的脉冲驱动,呈间歇状工作。在开关电源处于待机状态下时,会工作在这种状态。因为待机状态负载很轻,开关管在间歇状态下工作,也可以维持待机电压不变。见上图中BURST MODE区域。
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8、VSUS电压检测电路:CPU要随时检测VSUS电压正常与否,如果发现VSUS电压不正常,要及时关闭VSUS电压,防止损坏零件,导致故障扩大。
上图中C611两端的电压,就是2次稳压后的VSUS 输出电压,经过分压取压电路,在R627的上端分得的电压2.24V,经R658加到Q525的G极,Q525导通,其D极为0V,加到电源板CPU:IC501的19脚,CPU据此判断VSUS电压正常。如果IC501的19脚变为高电平,CPU会认为VSUS电压不正常,会立即发出关机保护指令,此时电源板进入到待机状态,只有待机5V电压,其它电压全部为0V。
9、VSUS电压的开/关控制:由IC501:14脚输出的指令进行开/关控制。
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CPU控制VSUS电压接通时,14脚输出VSUS ON:0V低电平,加到N沟道Q551的G极,该管截止,该管的D极与VSUS误差放大IC506输出端3脚相连,当Q551截止时,不影响IC506的工作,因此,VSUS电压正常输出。当CPU让VSUS电压关断时,IC501:14脚会输出高电平,加到Q551的G极,该管导通,D极变为低电平,加到IC506的3脚,即Q505的S极,该管饱和导通,其D极电压降到很低,使光耦IC505导通很强,IC509:1脚上升很高,倒相后2脚电压下降到很低,这将使IC内电路处于处于频率折叠状态,即7脚输出的正脉冲间隔时间很长,开关电源处于间歇振工作状态,此时输出电压会下降到很低值。
六、电源板CPU电路:
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1、 CPU的供电:由待机电源电路产生的STBY5V电源电压(前面已讲过),经上图中右上角的D505降压,变成4.5V,直接加到IC501的电源端1脚。因此IC501的供
电并不是5V,而是4.5V。
2、 晶振电路:在IC501的3、4脚外接三个脚的晶振,该晶振的频率是4M,与IC内电路构成完整的时钟振荡电路。晶振电路工作正常,是产生微处理器时钟的前提,晶振不振荡,微处理器就没有时钟,时钟是微处理器工作的心脏,没有时钟,微处理器就不能工作。整个电源板就不能工作。
3、 复位电路:IC502是复位专用集成电路。4.5V电源电压加到该IC的3脚,该IC的2脚接地,1脚输出复位脉冲,加到IC501的6脚。当IC501:1电源端上电时,IC502
的作用是让IC501:6脚的电压保持低电平大约1MS,过1MS后,6脚才上升到4.5V,这样就可以把CPU内的程序计数器复位到初始值。然后,程序从头开始运行。如果复位电路不良,复位输出端一直保护低电平,CPU就会一直处于不工作状态。如果复位输出端在开机瞬间没有复位动作,不会产生一个复位的低电平脉冲,在每次开机后,CPU会出现工作不稳定的现象、或是混乱现象。
4、 电源继电器的控制:松下PDP电视机的电源控制,是通过电源板的CPU控制电源继电器的接通和断开来实现的。因此PDP电视机在开机和关机的瞬间会听到电源
继电器的吸合及断开的动作声。继电器内部由线包和触点组成。线包是用于加电后产生磁力,吸合触点导通。触点的闭合与断开来控制电源的通断。在本机中有两个电源继电器:RL402、RL403。见下图:
P9是220V电源输入插头,4脚是火线,1脚是零线。
在开机时,左边的RL403先吸合,右边的RL402后吸合。RL403是为了防开机瞬间电流过大,降低开机时大电流的冲击。进入正常供电时,右边的RL402闭合。
经过P9电源插座进入的220V电源电压,先经过两个电源保险丝:F401、F402,然后加到压敏电阻ZN402上,这是一个过压保护电路,压敏电阻有这样的特性:当加在两端的电压低于它的门限电压时,它的阻值极大相当于开路,对电路的正常工作没有影响。当输入的电源电压高于它的门限电压时,它的电阻突然变得很小,产生极大的短路电流,吸收输入的尖峰电压,防止因为输入电源电压过高烧坏零件。它产生的极大电流会烧断保险丝,切断电源的输入。
220V电源线的抗干扰电路:220V电源进入电视机电源板,为电视机供电。在市电进入电视机的同时,市电电网内的各种干扰也同时进入了电视机。电网内
的干扰分为差模干扰和共模干扰。220V电源线由两根线组成,一个是火线:LIVE,一个是零线NEUTRAL。差模干扰指的是火线上的干扰电压与零线上的干扰电压反相,或是两根线上的干扰电压幅度与相位不相等,有电压差或相位差。共模干扰指的是火线和零线上的干扰电压相位相同,幅度相同。为此,在220V电源线上,分别设置了抗共模干扰的电路和抗差模干扰的电路。
C470用于抗差模干扰,吸收电源线上的高频干扰。L404、L405是共扼线圈,每个线圈有上、下绕组各一个。220V交流电正常供电时,流过火线上的电流和
零线上的电流分别流过这两个共扼线圈的上、下绕组。因为220V交流电流在火线上电流方向和零线上的电流方向是相反的,因此,上绕组与下绕组产生的磁埸方向也是相反的,两个绕组产生的磁埸互相抵消,因此,220V交流电流流过共扼线圈时,共扼线圈不会对220V电源产生阻抗。相当于短路线一样通过。当P9插座输入220V电源线上有共模干扰时,此时,火线和零线上的干扰电压同时上升,流过共扼线圈上、下绕组的电流同时同方向增大,上、下绕组增加的磁埸方向相同,两个磁埸是相加的关系,这将产生极大的感抗,阻止共模干扰通过两个共扼线圈进入到电源板。
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CPU控制电源板开关时,先通过驱动电路接通RL403,该继电器内的两对触点闭合,零线通过F402------L404下绕组------------L405下绕组---------RL403触点5-----触点4------------加到整流桥D401:2脚。火线通过F401--------L404上绕组-------------L405上绕组-------------RL403:2脚-------------3脚------------R410(10欧/5W)整流D401:3脚。此时因为R401串入220V供电回路中,起到了限制开机冲击电流的目的。过大约0.5秒,CPU发出指令,通过驱动电路,让RL402吸合,此时220V火线的供电通路发生了变化:F401------------L404上绕组-----------L405上绕组-------------RL402:触点4-------------触点:2----------整流桥D401:3脚。R410:10欧电阻被旁路。以防在长时间开机收看电视中R410消耗电能。
在开机时,IC501:11脚先输出0V电平,经R690加到双PNP三极管Q503左管B极,双PNP三极管的两个E极接4.5V电源,此时左管导通,从C极输出高电平,加到Q501的B极,该管导通,C极为0V,经过180欧电阻R568,接RL403线包的1脚。RL403的6脚和RL402的3脚相连,分别是两个继电器线包的供电端,由Q518输出的14V电源供电。只要Q501导通,就把14V电压加在了RL403的线包两端,RL403随之吸合,接通220V电源。过0.5秒后,IC501:12脚输出0V电平,加到Q503右管B极,右管导通,C极输出高电平,加到Q502:B极,该管导通,吸合RL402,把R410:10欧电阻旁路。电视机进入正常开机状态。
5、 电源板的保护输出:电源板微处理器IC501,在正常工作中,随时检测电源板输出的各路电压是否正常,为此设置了VSUS电压检测(IC501:19),AC检测(IC501:
21),15V电源检测(IC501:22)。当VSUS电压和15V电压正常时,IC501:19脚和22脚应当是0V。如果这两路电压不正常,19或22脚就会上升到高电平。CPU
就检测到了这两路电源故障。在220V交流电正常时,IC501:21脚应当有3.8VP\\2MS宽的脉冲,如果这个脉冲不正常,CPU就检测到交流电源不正常,这三种情况有任一发生,IC501一方面关断电源板的各路电源,另一方面从17脚输出L电平,加到Q544左管B极,Q544是一个PNP的双三极管。稳压IC507为Q544的两个E极供电3.3V。待机5V电源,经一个二极管降压后成为4.5V电压,经R575加到IC507的输入端1脚,在IC内经稳压后,从5脚输出稳压后的3.3V电源。为Q544:E极供电。IC501:17脚输出0V电平后,Q544左管导通,从C极输出高电平,经P25、D25插座的16脚,加到D板内的CPU,D板CPU收到这一信息后,一方面关断屏幕扫描电路,另一方面又把这一信息送到DG板CPU,DG板CPU收到这一信息后,指挥全机关机保护,同时让面板上的电源指示灯闪4下。指示电源板故障。
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6、 电源的开机控制:
该机共有三块主要电路板:电源板、DG板、D板。DG板主要用来处理数字视频信号,对全机进行控制的主CPU也在该板内。D板用于产生屏幕扫描和显示图像的信号。该板内也有一个CPU。这三块CPU中,DG板内的CPU是主控CPU,是主机,P板和D板的CPU受DG板CPU的控制,是从机。电源板产生的待机5V为三个CPU供电。当按下面板上的电源开关时,电源板产生的待机12V电压,经过电源开关,分成两路:
一路加到下图右下角15号线----------经R633------------加到Q564:B极在(前面的待机电源电路分析时已讲解过)-------该管导通------Q560导通----------Q518导通----------Q518输出待机14V电压------------为两个电源继电器线包供电。见下图:
另一路经D555----------R501---------------加到Q535基极(见下图)
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------------Q535导通--------C极为0V---------加到IC501:7脚----------CPU收到开机信息---------从13脚输出宽度为1MS的负向脉冲(见下图)
-------加到Q544右管基极-----------右管导通---------从C极输出正向脉冲----------经P25/D25:16脚去加到DG板CPU----------DG板CPU得知电源板已做好开机
的准备---------DG板CPU输出待机电源接通指令高电平经D25/P25:13脚输出------------加到P板内R586右端(见下图右下角的电阻)----------加到Q559基极------
------------该管导通C极为0V------------IC501:23为0V-----------IC501:从11和12脚输出0V电平---------通过Q503、Q501、Q502驱动两个电源继电器吸合
------------220V电源经桥式整流后向PFC电路供电---------为全机供电----------在IC501:23脚下跳到0V电平的同时---------还从9脚输出0V电平------------加到Q562:E极(见下图右下角)--------与此同时Q562:B极接STB5V电压---------------
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----------Q562导通---------C极输出低电平-----------Q558导通------------S极输出高电平---------------加到Q519:G极-------------Q519导通--------输出待机14V电源
----------加到PA板----------为DG板和H板供电-------DG板得到电源工作后----------向D板CPU发出开机指令----------D板CPU发出PANEL MAIN ON 屏主开指令----------经D25/P25:17脚输出高电平-----------加到下图R581左端-----------加到Q557基极
---------------Q557导通C极为0V----------加到IC501:20------------IC501输出以下电源开指令:
A:IC501从16脚输出PFC电源接通:0V指令,打开Q401,为PFC电源振荡IC供电,开启PFC电路开始工作。
B:从IC501:15脚输出主电源开:0V电平指令,加到Q550的G极,从D极输出高电平,加到主开关电源振荡IC520:2脚,主开关电源开始工作。
C、从IC501:14脚输出VSUS ON:0V电平,接通VSUS稳压电源。
7、IC501及各管正常工作时,各脚电压数据:
脚号: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 4.5V 0 1VP-P 0 4.1 0 0 0 0 0 0 3V 0 0 0 3 0 0 0 0.4V 0 0 2.4V Q501: B:0.74V C:0V Q502: B:0.74V C:0V Q503:左管: E:4.2V B:3.48V C:4.1V Q503右管: E:4.2V B:3.48V C:4.1V IC502: 1脚:4.1V 3: 4.2V Q544左管: E:3.3V B:3.3V C:0V Q544右管: E:3.3V B:3.3V C:0V
Q557: B:0.6V C:0V E:0V Q559: B:0.6V C:0V Q561: B:0V C:2.9V E:0V Q535: B:0.6V C:0V E:0V
Q553: B:0.68V C:0V E:0V Q554: G:6.5V S:13.4V D:13.4V Q538:G:12.3V S:4.9V D:4.9V Q537:G:13.6V S:4.9V D:4.9V Q536: G:10V S:5V D:5V IC507:1脚:4.2V 5:3.3V 2:0V Q552:G:0V S:0V D:13.6V Q550:G:0V S:4.16V D:4.2V
Q551: G:0V S:0V D:12.4V 七、电源板故障检修:
(一) 电源板的检修方法:42PA50C电源板故障率很高,主要是因为电源板很容易受潮湿环境影响而使电源板腐蚀、锈蚀、出现铜绿、断线、漏电。零件损坏的
情况较少,AC检测电路容易出现故障。该板内有很多小体积的玻璃二极管,容易出现外壳发黑、内部漏电。当电源板不能出现开机时,应首先检查各个玻
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璃二极管是否有漏电。最好采用替换法排除故障。容易出现损坏的二极管有:D402、D403、D434、D443、D442、D406。当D406、D407、D436漏电时,会造成继电器不吸合,不开机。
电源板单独检修的重要性:电视机出了故障,不能开机。即可能是电源板的问题,也有可能是负载的问,还有可能是DG板、D板内的CPU没有提供给电源板正常的指令。要修好电视机,首先要区分故障在哪块板内。如果这个问题搞错了,电视机只会越修越坏,会走弯路、会错误的代换很多零件花很多冤枉钱。单独检修电源板,是解决上述问题最好的办法。因此,必须学会单独检修电源板。
单独检修电源板的方法:把电源板从整机上拆下来,在P9插座接上220V电源线(先不要通电),在P12插座的4、5脚间接一个开关,在P2插座1、2脚到4、5、6脚间接一个100W灯泡。在P25插座10脚和17脚间接一个1K电阻。因为电源板上有热地,因此要小心,注意安全,严防触电。接上220V电源,接通开关,此时电源板就能正常工作,各路输出电压应当正常。灯泡应当能亮,用表检测各路输出电压是否准确。
(二) 故障实例:
1、42PA50C不开机 【现象描述】
接通电源开关,红灯亮一会之后,又自动熄灭。 2、接通电源开关时,听不到机内电源继电器的动作声。
【原因分析及思路】
1.接通电源开关时,红灯能亮一会,但随即又自动熄灭。说明待机电源在开机时能产生,但随即又自动消失。
2.正常情况下,开机时,应能听到P板上的电源继电器的动作声,现在没有动作声,说明可能是P板CPU没有发出继电器吸合驱动电压,也可能是电源继电器的线包没有供电电源。
3.可能是DG板或D板工作不正常,没有送给P板TV-SUB-ON指令。
【检修过程】
因为引起该故障可能的部位多,因此,应当采用P板单独检修法。
把P板从整机上拆下来,给P板VSUS输出插座接上60W灯泡作负载,用导线把P25的10脚和17脚间短路,在P12的3、4脚间接一开关代替面板上的电源开关,给P板接上220V电源。然后,接通开关,听不到继电器的动作声。这说明故障在P板内。
首先测量待机电源电路:IC407、T410组成5V待机电源,待机电源电路不受任何开关或电路控制,只要一接上220V电源,就应当产生STB 5V电源。并通过二极管加到P板CPU IC501的供电端1脚,因此,1脚的电压不是5V,而是4.5V。测量这个电压正常。按下电源开关时,测量P25:10,有STB5V输出。说明IC501已经工作。但此时听不到继电器的动作声。测量IC501:11、12脚继电器驱动电压输出端,(如果输出0V电压时,继电器就会吸合,如果是高电平,继电器就不会吸合)测量结果是高电平。 是什么原因使IC501不输出继电器吸合驱动电压呢?首先想到是AC检测电路不良。测量AC检测光耦IC403正常,测量IC501:21脚AC检测输入端,有幅度为3.8VP\\周期为10MS的三角波,这说明AC检测电路正常。至此检修陷入困镜。找不到故障原因和检修的方向。
42PA50C有一个通病:P板检易受潮,导致P板上铜铂条氧化、发绿、变黑、断线、开路、电路板漏电,这个故障在南方潮湿地区更是极为常见。经仔细检查发现电源继电器RL402的线包1脚相连的印板上铜铂条严重发绿,已经腐蚀断了。 【解决方法】
把腐蚀断的铜铂条刮干净,然后接好,开机,OK。
总结:继电器的1脚是继电器内线包的引出脚,与驱动三极管的C极相连的。该点断开,继电器当然就不会吸合与动作了。为什么此时IC501不从11、12脚输出继电器驱动电压了呢?经过反复思考,解开了这个迷团:继电器因为印板开路不吸合,当然就没有VSUS、VDA、15V等电源电压产生了。在每次按下电源开关后,IC501先从11、12脚输出继电器吸合驱动电压0V,如果VSUS、VDA、15V电源没有产生,IC501就会在1秒内从11、12脚输出继电器关断指令H电平,防止故障扩大,保护P板。在实际维修检测中,我们在打开电源开关时,然后,测量IC501:11、12脚电压,这个过程,早就超出1秒了,因此,我们测到的结果是IC501进入保护关机后的结果。因此,检修带有CPU的电路时,要采用动态检测法:反复开-关-开-关电源开关,同时测量CPU在开关机的瞬间有没有输出正常的指令。如果不这样检测,我们就测不到CPU输出的继电器吸合指令。导致我们误以为CPU没有输出继电器吸合指令。
2、故障现象:不开机,红灯一直闪。
原因分析:从故障现象分析,无法通过灯闪次数判断故部位。但由于无法开机,应先从P板查找故障。
检修过程:开机后能听到继电器的吸合声,大约3秒后继电器断开,检查VDA、VSUS、15V无电压输出。主开关电源不工作,待机电源工作正常。开机瞬间有390V输出,IC520:12、13脚有电压输出,VDA、VSUS在开机瞬间也没有输出,检查负载没有短路,振荡电路没有工作。后检查R478,发现这个22欧电阻开路,更换后故障排除。
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3、故障现象:开机1个多小时后,自动关机,灯闪4次。
原因分析:开要后能正常开机1个多小时,应为接触不良,可零件性能问题。
检修过程:1、开壳后试机,故障不再发生,合上后盖开机1个多小时后,故障出现。
2自动关机后灯闪4次,是P板或是PA板上某个零件热性能问题,用电吹风对P板加热,当加热到D403时,故障出现。
3由于D403附近有三个二极管:D402、D403、D434,用表对比测量三个二极管没有明显差异。同时更换三个二极管,故障排除。后来把三个二极
管加热,用表才能测出D403漏电。
4、本故障在打开后盖检修时,故障不出现,无法检修。但合上后盖后故障出现,说明是温度升高时故才出现,因此应在打开后壳后,对电路板加
热,如果故障出现了,就说明加热部位的零件热稳定性不良。应当更换这个零件。
4、故障现象:不开机,电源继电器不停的吸合与断开。
原因分析:电源继电器不停的吸合与断开,当断开DG3、DG5接插件后,继电器的故障现象消失。判断是TU组件不良。
检修过程:采用测量电压的方法,发现主5V、主3.3V、付3.3V没有,而上述电压是由IC5602产生,检查发现是PA5602开路,该零件开路,一般是后面的负载有
短路,经检查发现付5V的负载短路,当断开H52后正常,说明是SD-M板坏。
解决方法:更换PA5602、SD-M板后,机器正常。
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5、故障现象:不能开机,红灯快速闪。
原因分析:开机后能听到继电器的吸合声,面板上的指示灯一直快速闪,但继电器吸合不到2秒后断开,初步判断P板或是负载有短路。
检修过程:开机测P板上各路电压,测VSUS电压,在开机瞬间有60V到70V电压,测VDA电压为0V,断电后测VDA到地电阻为0欧,明显短路,经检查发现C7165短路。
解决方法:更换C7165后故障排除。 6、故障现象:无电源,指示灯不亮。
原因分析:根据现象分析,是P板不良。
检修过程:因为指示灯不亮,因此,开壳后先查待机电源电路。测量发现桥堆D404无交流电输入,沿交流电路向前查,发现保险丝F402开路,由此判断后面的电
路有短路现象。于是重点检查300V、PFC电路的零件,检查后发现是PFC电路的调整管Q406击穿短路,更换Q406后,故障排除。
用户发应此机以前经常出现自动断电,检查发现交流电输入接口有打火痕迹,是由于接触不良在先,对开关管Q406产生冲击而损坏。 8、 故障现象:潮湿天气开机,容易出现开机保护现象。灯闪光灯、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12,或不断的闪烁。
原因分析:PFC电路受天气潮湿天气影响,导致PFC电压395V下降,引起机器保护。
检修方法:测量PFC电路的输出电压,是否偏低,低于390V为异常。
解决方法:1、购买一块附加的小电路板,零件编号码是:LSEP1244。还有粘接用的硅胶。
2、拆下电源板原来的三个电容:C429、C430、C459和8个电阻:R441、R442、R472、R473、R419、R440、R465、R473、R472、R475。 3、将与C430的一端连接的三个空焊点焊锡去掉,漏出3个安装孔,见下图:把LSEP1244安装在P板上。
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