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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123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：0.5WPS-ON ： 00.8V:关; 2V:开(实测东芝55U2600 1.3V)电源输出特性项目+3.3V+12V输出电压5
2、%5%输出最小电流0.035A0.1A输出额定电流0.5A3.0A输出峰值电流0.6A3.5A纹波噪声80mV120mV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%背光输出特性项目项目典型值典型值备注备注最大灯条电流600mA7%BL-ON 3.3,P-DIM 100%最小灯条电流010mABL-ON 3.3,P-DIM 0%LED+电压112136VBL-ON 3.3,P-DIM 100%LED+过压保护点163.75176.85VLED-过压保护6.8V电源板参数介绍板面介绍保险丝AC插座Y电容EMI元件整
3、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管待机控制及稳压LLC MOS管背光驱动电源板原理框图EM IPWM隔离开隔离开关变压关变压器器整流滤整流滤波输出波输出VCCPS_onEM IPFC5591MainPWM-LLC隔离开隔离开关变压关变压器器12VVCC6A31310V390V100240VacVCC供电控制光耦取样稳压
4、12V开关12VSTB3.3V3.3V DC-DCPOWER-ONFB光耦BOOST升压驱动IC恒流源P-DIMBL-ON待机模式电源模块介绍lRV101: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,l以吸收雷电等因素引起的尖峰电压;lRT101: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;lCX101,CX102：差模电容,抑制差模干扰，lCY101,CY102,CY104,CY105：抑制共模干扰，lLF101，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；lRX101、RX102、RX103、RX1
5、04：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
6、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2.45V0.8V1V0.9V16.3V负载短路保护电流取样升压水桶电容0VPFC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
7、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396VAA电源模块介绍PFC模块17.3V16.3V20.2V18V1.3V0.6V0.3V1.3V热地端冷地端PFCVCC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,Q106BE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
8、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PFCVCC输出。电源模块介绍PFC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！引脚标识功能说明正常工作电压（V）对地正向阻值（K）对地反向阻值（K）1FBFB电压输入监控PFC输出电压的输入2.455222COMP补偿误差放大器输出
9、端0.85250K3RT设置最大开启时间连接电阻设置最大开启时间15704RTZC设置延迟时间连接电阻设置过零点到开启的延迟时间0.95205IS电流检测输入电流检测输入0006GND接地接地0007OUT驱动输出输出驱动MOSTP 驱动脉冲4.578VCC电源IC供电16.34.518引脚参数范围备注VCC12V1026VRT82K20150KRTZC20K0150KIS-100FB2.5V驱动输出H：7.8V；L3.3V过零点VIS-10mV-5-15mV过流保护VIS-0.6v5%-3085 温漂1.5%过压保护VFB1.09倍Vfb（2.5*1.09）1.05倍Vfb退出保护短路保护V
10、FB0.3V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
11、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MODE选择:本电源板选取C模式.：R138200K待机低频率间歇模式注:MODE脚电压4.4VIC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。引脚引脚名I/O介绍备注正常工作电压（V）对地正向阻值
12、（K）对地反向阻值（K）1VHI高电压输入*25400k2(NC)-没有连接*3/3BOI/OBROWN-OUT设置输入*1 *22.36274FBI/O反馈输入*1 *21.661105CSI/O软启动*14.86996STBI/O待机信号输入*1 *2开：0V；待：1.3V61530(表针会动）7MODEI/O运行模式设置和OCP延迟时间设置*1 *20.5v6628ISI电流检测*1 *20.20.29VWI绕组电压检测*222.310VCCI供电*118.345511LOOL驱动*241012GND-接地0013NC-没有连接*3/14VSIH端浮动地51M15HOOH驱动*2121M
13、16VBIH端自举*14电源模块介绍LLC模块（6A31芯片介绍）保护引脚电压延迟时间退出电压保护状态过压保护VCC28.5V1V304uS91V锁死VH525V50V-500V50V重启过载保护FB上升4.30.2V;下降4.10.2V304uS重启VW200V2.840.9V500nS重启过流保护ISLMOS导通时-3.50.2V;HMOS导通时3.50.2VMODE脚RC延迟重启过热保护芯片136立即120重启MODE保护VMODE0.35V304uS锁死MODE保护VMODE4.40.3V锁死BO电阻开路VBO4.40.3V重启BOBROWNIN/OUTIN:0.65VOUT:0.63
14、5V重启VHBROWNIN/OUTVHIN:93OUT：525V144uS90重启保护功能介绍（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3.3VSTB,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
15、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，
16、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/R
17、213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
18、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引脚引脚名称名称I/OI/O功能功能说说明明正常工作电压（V）对地正向阻值（K）对地反向阻值（K）1COMPI/O反馈环路1.55.5182ENInput使能端2.95.5453PWMI/OPWM调光输入（2002K）2.9(100%调光时）5.5804、6
19、NC空脚/5GNDPower接地端0007OSCI/O通过连接外部电阻设置开关频率1.345.54008ISETI/O通过连接外部电阻设置各通道的输出电流1.385.579ADIMI/O模拟调光输入（0.41.5V调光占空比为0100%，1.5V时无作用）2.95.5451013LED1LED4I/OLED回路电流输入端0.6(100%调光时最低一组）4.52k14OVPInput过压保护输入端1.063.5815、16NC空脚/17I SENSEInput电流感应输入0.21118GATEOutput门极驱动输出开关脉冲3919VINPower供电引脚12025(有电解充电）20VCCI/O
20、内部的6V LDO输出5.84.525(有电解充电）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：电路保护功能介绍：1.OVP保护：OVP脚电压超过1.23V，IC触发保护；2.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) /0.8V(350mA)，当某串灯条开路时，LED*-电压低于0.196V，IC驱
21、动BOOST升压继续提高LED+，最终通过OVP触发保护；3.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；4.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。5.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
22、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12V是否正常C105A电压正常否BL_ON与DIM是否正常保险丝是否开路整流桥是否短路NYNYYYY机芯故障注意检查PFC MOS管是否短路，方可更换保险丝或桥堆并再次上电YLLC，启动，反馈，变压器等故障Y1、PFC不工作，查VCC或更换U101；2、PFC电压过欠压，查连接U101的1脚相关元件；3、查U101外围元件NN+12VA是否正常N机芯故障NY上电N电压过高或过低：取样稳压电路故障负载过重，更换主板及断开屏线验证整流滤波电路故障检查12V开关控制电路（Q109）12VA是否有7V整流滤波元件坏，负载短路Y维修方
23、法介绍背光故障更换灯条BOOST有无供电BL_ON/DIM是否正常C213有无6V测C204有无升压(开机瞬间)更换灯条负载确认NYNYYYY机芯故障1、驱动IC VIN电压未供给2、驱动IC坏3、驱动IC外围元件坏NNIC PIN18有无开关脉冲N1、升压电路元件坏2、OVP；3、驱动IC坏NY上电N1、检测OVP电压是否高于1。23V；2、测LED-对地阻值是否正常；3、更换驱动IC检修或更换BOOST元件MOS管对地有无短路更换短路元件Y检修LLCPFC整流滤波典型案例介绍电源维修首先要根据故障现象确定故障在哪能个模块。此电源板主要分以下6个部分：1.STANDBY供电：如果+3.3V没
24、有，在确认输入电压12A正常的情况下，基本可确定为DC-DC电路故障。通过检测芯片引脚阻值及外围元件基本能找出故障点。2.PFC部分线路：如果开机状态下水桶电容上电压不正常，有两种可能：一是VCC电压工作不正常，二是PFC部分线路问题：如果是第二种情况，用万用表BOOST升压元件及PFC芯片/外围，基本可以确定为哪个元件损坏。3.LLC线路：如果12VA没有电压，可能LLC电路故障，测量VCC、BO、MODE、VW电压是否正常，测量芯片其他引脚对地电阻值或电压值，容易找到故障点。LLC谐振元件是易损坏件，注意测量，通常其中一个MOS管另一个也会坏；变压器及整流滤滤元件也要检查；4.稳压部分：输
25、出电压异常时重点检查取样稳压电路5.VCC部分线路：如果电源部分VCC电压不正常需注意检查VCC电路。LLC开关变压器辅助绕组输出经整流滤波后直流送LLCIC，但PFCVCC经PW-ON及光耦等元件组成的开关电路控制，通过电压检测容易查出故障点；6.背光电路：背光不亮或偏暗问题应检修背光驱动电路，按BOOST升压、驱动控制、各保护检测模块分别展开检查，较易查出故障点典型案例介绍案例1故障现象：三无原因分析：1、测量水桶电容无电压；2、测量保险丝开路；测量水桶电容两端短路；3、逐一断开水桶电容相连元件，当断开PFCMOS管后阻值正常，查PFCBOOST元件，发现D106（MUR460）短路、电流
26、取样电阻R101开路；4、经模拟分析只有D106短路时会造成另外的元件损坏；5、测量D106反峰及电流均在标准范围内，判断部品不良。更换以上元件后机器老化3天无异常，故障排除。结论：最终经供应商分析为料单成型损伤造成。处理：更换成型设备及更换ON公司MUR460物料PFC二极管位置典型案例介绍案例2故障现象：电视播放中突然黑屏原因分析：1、检查水桶电容电压有300V，但STB3.3V无电压，12VA无电压；2、测量LLC芯片BO、VH电压正常，测量LLCVCC无电压；3、断电后测量LLC芯片VCC对地反向阻值为0.4K左右,阻值偏小；4、拆下IC测量为IC损坏；5、更换IC后机器工作正常，故障
27、排除。处理方案:换LLCIC维修测量此处对地阻值偏小典型案例介绍案例3故障现象：三无原因分析：1、检查水桶电容电压有300V，但STB3.3V无电压，12VA无电压；2、测量LLC芯片BO电压5V；3、测量R147、R149、R151阻值，发现R147、R149阻值偏小；4、换R147、R149电阻后故障排除。处理方案:换R147、R149故障电阻位置典型案例介绍案例4故障现象：110V供电不开机原因分析：1、检查110V供电时指示灯亮，按待机键指示灯熄灭，说明已开机；2、开机后测水桶电容电压只有160V，分析PFC未工作升压；3、测量PFCVCC无电压，沿供电回路检查，发现Q104开路；4、
28、换Q104后故障排除。处理方案:换Q104故障三极管位置典型案例介绍案例5故障现象：三无原因分析：1、检查水桶电容电压有300V，但STB3.3V无电压，12VA有电压；2、测量U5各脚对电压，发现第2脚（EN）电压0.9V,明显小于EN开启电压1.5V；3、测量U5外围元件阻值,发现C35严重漏电,更换后故障排除；处理方案:换C35故障电容位置典型案例介绍案例6故障现象：无光(有声/有很暗图像)原因分析：1、根据故障现象判断故障在背光；2、测量BOOST供电有85V;测LED+也是84V,监控开机瞬间LED+冲到约90V回落；3、开机瞬间测OVP电压达到1.3V,分析OVP保护；4、测量OV
29、P分压电阻R214、R214A、R214B、R212、R215阻值，发现下拉电阻R215阻值变大。处理方案:换R215，故障排除故障电阻位置典型案例介绍案例7故障现象：无光(有声/有很暗图像)原因分析：1、根据故障现象判断故障在背光；2、测量BOOST供电有85V;测LED+也是84V,监控开机瞬间LED+无升压；3、开机瞬间测量驱动IC第18脚无开关脉冲输出,测VIN12V,VCC5.8V,BL-ONP-DIMA-DIM均为高电平；4、测量驱动IC各脚对地阻值,发现LED-(第10111213脚)对地短路,IC损坏。处理方案:换驱动ICU201，故障排除故障电阻位置驱动IC坏测量此处对地阻值为0欧谢谢收看!
