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1、电源电路原理及维修,日期: 2016-08-24,目 录,电源板概况及参数介绍,1,2,3,维修方法介绍,电源板各模块电路原理介绍,4,典型分析案例,电源板参数介绍,本次培训选取常用的大屏幕LED二合一电源板(电源+背光)81-PBE049-H01作为介绍对象，对电路工作原理进行讲解，并介绍故障分析方法。,板底贴片元件,板面手插件,电源板参数介绍,电源板输入特性 输入电压：100240V 50/60Hz 输入电流：120Vac满载时1.8A, 220Vac满载时1.0A 电源效率：满载时82% 待机功耗：0.5W PS-ON ： 00.8V:关; 2V:开(实测东芝55U2600 1.3V)电
2、源输出特性,电源板参数介绍,背光输入特性 输入电压：85V /1.0A 效率：85% BL-ON：00.8V:关; 2V:开 P-DIM ：0100%背光输出特性,电源板参数介绍,板面介绍,保险丝,AC插座,Y电容,EMI元件,整流滤波,PFC电感,PFC升压MOS管,水桶电容,灯条插座,主板供电插座,STB 3.3V稳压,12V整流,LLC开关变压器,VCC滤波,背光升压电感,PFC升压二极管,PFC VCC开关,稳压光耦,滤波电容,85V整流,谐振电容,电源板参数介绍,板底介绍,PFC模块,LLC 模块,VCC供电/开关,12V整流,12V开关,STB 3.3V稳压,背光升压MOS管,待机
3、控制及稳压,LLC MOS管,背光驱动,电源板原理框图,E,M,I,PWM,隔离开,关变压,器,整流滤,波输出,VCC,PS_on,E,M,I,PFC5591,Main PWM -LLC,隔离开,关变压,器,12V,VCC,6A31,310V,390V,100240Vac,VCC供电控制,光耦,取样稳压,12V开关,12V,STB3.3V,3.3V DC-DC,POWER-ON,FB,光耦,BOOST升压,驱动IC,恒流源,P-DIM,BL-ON,待机模式,电源模块介绍,RV101: 压敏电阻，当其两端电压达到阀值时阻值急速降低，工作电流急速增加, 以吸收雷电等因素引起的尖峰电压; RT101
4、: 负温度系数热敏电阻，冷开机的时候阻值较大，发热之后阻值变小，防浪涌电流损坏保险丝; CX101,CX102 ：差模电容,抑制差模干扰， CY101,CY102,CY104,CY105：抑制共模干扰， LF101，LF102,LF103: 共模电感,与共模、差模电容一起构成抑制共模、差模干扰； RX101、RX102、RX103、RX104：泄放电阻，关机后为X电容放电,EMI模块,PFC(功率因数校正电路)对离线电源的输入电流波形进行整形，以使从电源吸取的有功功率最大化。在理想情况下，电器应该表现为一个纯电阻的负载，此时电器吸收的反射功率为零。在这种情况下，本质上不存在输入电流谐波。电流是
5、输入电压（通常是一个正弦波）的完美复制品，而且与其同相。减小对电网的影响。另外，欧洲的电气设备必须符合欧洲规范EN6100032。这一要求适用于大多数输入功率为75 W或以上的电器，而且它规定了包括高达39次谐波在内的工频谐波的最大幅度。定义：功率因数校正可简单地定义为有功功率与视在功率之比，即：其中有功功率是一个周期内电流和电压瞬时值乘积的平均值，而视在功率是电流的rms值与电压的rms值的乘积。如果电流和电压是正弦波而且同相，则功率因数是1.0。如果两者是正弦波但是不同相，则功率因数是相位角的余弦。,理想的带PFC电路的电压电流输入特性,电源模块介绍,PFC模块,电源模块介绍,PFC模块,
6、电源模块介绍,PFC模块,BOOST升压,VCC,电流反馈,电压反馈，稳压控制,锁相环路,设置最大开启时间,PFC芯片,设置过零点到开启的延迟时间,2.45V,0.8V,1V,0.9V,16.3V,负载短路保护,电流取样,升压,水桶电容,0V,PFC电路简单来说就是一个BOOST升压结构，MOS管导通期间电感储能，MOS管关断期间电感放能来实现升压，将100Hz的电压波形斩成几百KHz左右，不停的对水桶电容充放电，让平均电流波形近似正弦且与电压波形同相，来提高功率因数。,注:电压值仅供参考,396V,A,A,电源模块介绍,PFC模块,17.3V,16.3V,20.2V,18V,1.3V,0.6
7、V,0.3V,1.3V,热地端,冷地端,PFC VCC开关控制,注: 上图所标注电压为开机状态测量值,开机时PW-ON为高电平, Q106 BE正偏导通，C极拉低电平，12V经R148通过U103发光管到Q106C极到地，形成U103发光管正偏电流，发光管通过光传递给光敏三极管（U103B），使光敏管导通，此时VCC经R129、U103B、D112到地，D112为18V稳压管，其负端电压稳定为18V，Q104作为电源开关，B极18V时BE正偏导通，E极输出17.3V给PFC模块供电。 待机时，PW-ON低电平，Q106截止，U103截止，Q104截止，无PFC VCC输出。,电源模块介绍,PF
8、C模块(5591 芯片介绍),说明： 电压值为数字表FLUCK-45测量结果； 电阻值为指针表YX360TRF（X1K挡）测量结果。测量时已拔掉驱动板供电和灯条线。正向阻值表示黑表笔接地，红表笔测量引脚；反向阻值反之。 注意：以上数值会因器件或测试仪表差异而产生偏差，以上表格数据仅供参考！,典型应用参数,拓扑结构如图示： LLC主要由MOS管驱动、谐振腔、整流电路以及负载网络（输出VO）构成。主要实现两个功能，一是实现MOS管Q1、Q2的ZVS（零电压转换），对于每个MOS当IDS电流为负时加驱动信号可实现ZVS转换，二是实现稳定输出电压，通过改变驱动频率来改变谐振腔的阻抗，负载RO的变化会引
9、起输出电压的变化，由于次级负载可等效到变压器初级，所以我们可以高速谐振腔的振荡频率来调整初级阻抗来满足次级输出需要。谐振腔的频率可通过控制IC来调整Q1、Q2的驱动频率实现。,电源模块介绍,LLC模块,漏感,激磁,电源模块介绍,LLC模块,BOOST升压,开关变压器,待机低功耗,开机/待机模式切换,电流反馈,供电,12V取样稳压,设置过零点到开启的延迟时间,电网电压检测,整流滤波,电流取样,下驱动,上驱动,自举,FB反馈,12V开关,LLC,软启动,2.5V,启动供电/电压检测,电源模块介绍,LLC模块（6A31芯片介绍）,备注项：*1 接电容 *2 接电阻 *3 高电压隔离用，没有内置电路M
10、ODE选择: 本电源板选取C模式.：R138 200K 待机低频率间歇模式 注: MODE脚电压4.4V IC识别为电路开路.说明： 电压值为数字表FLUCK-45测量结果； 电阻值为指针表YX360TRF（X1K挡）测量结果。测量时已拔掉驱动板供电和灯条线。正向阻值表示黑表笔接地，红表笔测量引脚；反向阻值反之。,电源模块介绍,LLC模块（6A31芯片介绍）,保护功能介绍（选取部分介绍，详细情况请查阅规格书）,电源模块介绍,3.3V稳压模块,开关频率设定 (178KHz左右),电压反馈(稳压)0.8V,锁相环路0.96V,使能端3.8V,(稳压) 分压电阻,滤波元件,自举,SW,待机DC-DC
11、模块: 应用MP1582EN芯片,及外围元件构成3.3V输出的DC-DC稳压电路,输出3.3V STB,供电给主板待机电路; 开机状态下,输入电压12V, 待机状态下,输入电压7V.,电源模块介绍,3.3V稳压模块,MP1582EN典型应用参数,电源模块介绍,背光驱动模块,滤波元件,IC供电,SW,背光驱动模块: 应用MP3398A芯片及外围元件构成背光驱动电路，通过检测LED-电流与设定值比较，输出开关脉冲控制BOOST升压电路稳定LED+电压以保证灯条电流符合设计值。,BOOST升压,LED-,LED-,LED-,LED-,电流检测,驱动,过压保护,电流取样,LDO滤波,使能,锁相环,开关
12、频率,模拟调光,PWM调光,灯条电流设定,防静电元件,串,灯条插座,电源模块介绍,背光驱动模块,工作原理： 84V供电给由L201、Q202、D201、C203、C204组成BOOST升压电路。 BOOST开关管受控于驱动IC MP3389A，12V经R207、JP1，C209滤波后进入IC第19脚（VIN）供电端，经内部LDO稳压从20脚输出6V VCC，此脚外接C213滤波，ZD202稳压管起保护作用，VCC供IC内部电路使用。BL-ON为背光开关信号，当BL-EN输入高电平，经R204、R218分压，C208滤除干扰后，进入IC第EN脚，控制IC工作，同时BL-ON经R209、R217分
13、压进入IC第ADIM脚，该脚电平1.5V，没有模拟调光。若BL-ON低电平时IC关闭。BL-ADJ为PWM调光信号，经R205、R219分压后输入IC第PWM脚，作为PWM调光用，此时输入信号控制LED同步调光。 IC COMP脚外接R223、C212阻容网络，作为反馈环路相位调整。 IC OSC脚外接R227设定MOS管驱动脉冲的开关频率，公式： 。IC ISET脚外接R222/R213设定LED14的电流值。设定电流公式： 从OSC到ISET接D214，在ISET对地短路时OSC被拉低，可使开关脉冲频率降低，避免ISET对地短路后LED电流过大引起安全事故。 IC GATE脚输出开关驱动脉
14、冲，经R207、D204、R242送到Q202 G极，驱动MOS管开关，完成BOOST控制。R225R227A为电流取样电阻，取样电压经R224反馈到IC ISENSE脚，控制开关管电流，C218为高频滤波电容。 BOOST升压工作后，LED+电压上升，同时LED1-LED4-内部恒流源接通，LED+电源通过F202（减少谐波干扰，EMC抑制），经灯条到LED1-LED4-，再经内部恒流源控制电流后到地，驱动灯条发光，内部恒流源控制LED电流恒定从而达到控制亮度稳定。 LED+经R214、R214A、R214B、R212、R215分压取样，送到IC OVP脚做LED+过压保护检测，当OVP脚电
15、压超过1.23V（典型值），IC触发OVP保护。C207高频旁路电容，防止PCB走线感应干扰引起OVP误动作。,电源模块介绍,背光驱动模块,说明： 电压值为数字表FLUCK-45测量结果； 电阻值为指针表YX360TRF（X1K挡）测量结果。测量时已拔掉驱动板供电和灯条线。正向阻值表示黑表笔接地，红表笔测量引脚；反向阻值反之。 注意：以上数值会因器件或测试仪表差异而产生偏差，以上表格数据仅供参考！,电源模块介绍,背光驱动模块,电路保护功能介绍： OVP保护：OVP脚电压超过1.23V，IC触发保护； 灯条开路保护：正常情况下各灯条串电压相差2.5V，最小一串电压为0.285V(60mA) /0
16、.8V(350mA)，当某串灯条开路时，LED*-电压低于0.196V，IC驱动BOOST升压继续提高LED+，最终通过OVP触发保护； 灯条短路保护：某一串灯条短路时，引起该灯条串LED-电压6.3V时，IC内部开始计数，达到4096个开关周期后，IC内部对应的恒流源断开； 电感/二极管短路保护：当电感或二极管短路时，输出电压不够高带不起负载，保护方式有两种：1）因LED电流不够，IC COMP脚电压上升直到达到高电平箝位值，持续512个周期，IC关闭输出并锁死保护；2）通过取样电阻监测开关管的开关电流，当IC CS脚电压达到0.64V(0.560.72)且持续4个开关周期，IC关闭输出并锁死保护。 过热保护：芯片温度达到150时，触发过热保护。,维修方法介绍,电源故障,背光电路故障,3.3V是否正常,PS_ON是否正常,PFC电压是否正常,
