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該電路由振蕩芯片IC7401 (型號是SSC6210A,引腳數(shù)據(jù)見表1)變壓器T7401、大功率開關管Q7401、誤差放大IC7601(型號是MM1431)組成。
220V交流電經(jīng)D7401橋式整流后得到300V的直流電壓,一路加到待機電源振蕩電路IC7401,一路加到待機電源變壓器T7401的⑥-④線圈。300V電壓通過D7406加到IC7401的⑤腳,作為IC振蕩的啟動供電電壓。IC7401 從⑦腳輸出8Vp-p的驅(qū)動脈沖到開關管Q7401的G極,在驅(qū)動脈沖的作用下Q7401周期性導通與截止,在T7401次級線圈和輔助線圈各腳輸出脈沖狀的感應電壓。輔助線圈②-①的①端接地,②端產(chǎn)生的感應電壓經(jīng)D7408整流、C7407 濾波得到14.7V電壓,為IC7401的①腳vCC端供電(稱為“自饋電”)。同時,②端產(chǎn)生的感應電壓還經(jīng)D7409整流C7408濾波得到14.6V電源電壓,分為以下幾路:一路為三個電源繼電器線包供電,一路通過 Q7708為PFC振蕩IC7201供電,還有一路通過 Q7710為主開關電源IC7301供電,最后一路為AC檢測電路供電。二、PFC電路該電路
由振蕩芯片IC7201( 引腳數(shù)據(jù)見表2)、儲能變壓器T7202、開關管Q7201/Q7202等組成,見圖1。
220V交流電源經(jīng)大電流整流橋D7151整流、C7107濾掉尖脈沖干擾,輸出全波脈動電壓送到PFC電路的輸入端。當處于開機狀態(tài)時, PFC開機控制信號使Q7707、Q7708飽和導通,把來自待機電源輔助線圈產(chǎn)生的14.6V 電源電壓通過Q7708的e極→c極→R7208→加到IC7201的⑧腳供電端, IC7201開始振蕩工作,從⑦腳輸出13Vp-p的驅(qū)動方波,經(jīng)過Q7203的緩沖,從e極輸出3Vp-p的驅(qū)動方波分別加到兩個大功率開關管Q7201、Q7202的G極,這兩個開關管按開關方式導通和截止。220V交流電源經(jīng)整流后變成全波脈動電壓,加到儲能變壓器T7202的初級入端⑤、⑥、⑦腳,初級線圈出端②腳接兩只大功率開關管的D極。當兩只開關管導通時,電流流經(jīng)T7202的初級,把市電的電能儲存到T7202內(nèi)部;當開關管截止時,T7202內(nèi)部儲存的電能與整流后的全波脈動電壓串聯(lián)后,經(jīng)D7251整流、C7218濾波得到390V的PFC輸出電壓。四、主開關電源電路
主開關電源部分電路圖見圖2。IC7301 的VCC端②腳有14.6V 送入后,IC7301得到供電開始振蕩工作,從⑤腳輸出8Vpp的正驅(qū)動脈沖,加到開關管Q7301的G極,Q7301在驅(qū)動脈沖控制下周期性地導通和截止。來自PFC電路的390V電壓,加到主開關電源變壓器T7301初級線圈入端⑥腳,出端①腳和開關管Q7301的D極相連。當開關管周期性的導通和截止時,就會在T7301的初級線圈中形成脈沖電流,在次級產(chǎn)生感應電壓,經(jīng)整流后輸出12V/17V電源電壓,為整機供電。IC7301引腳數(shù)據(jù)見表3。
開關管過流保護:開關管Q7301的S極到地接有過流檢測電阻R7304,R7304把開關管的電流轉換成電壓,加到過流保護腳IC7301的⑥腳,當開關管過流時,IC7301的⑥腳電壓上升過高,就會切斷⑤腳輸出的正脈沖,關斷開關管,消除過流現(xiàn)象。當市電下降到100V時,為了保持開關電源輸出的電壓值不隨之下降,穩(wěn)壓芯片控制開關管加大導通寬度,開關電源仍然能輸出穩(wěn)定的標準電壓值。但如果市電電壓下降到90V以下時,開關管的導通寬度會很大,此時流過開關管的電流很大,會燒壞開關管,為此,需要檢測市電電壓是否過低。松下的平板電視機中,不論是PDP還是LCD電視機,都設有AC電壓檢測電路,當檢測到市電電壓過低時,關斷開關電源的工作,防止過流燒壞開關電源,見圖3。
當220V 市電電壓正常時,220V市電經(jīng)D7701、D7702全波整流,得到全波脈動電壓,經(jīng)R7702、R7703、D7712、D7713、D7752(25V穩(wěn)壓管)導通D7755(9V穩(wěn)壓管)導通->D7711導通->Q7703導通->Q7704截止,來自待機電源的14.6V電壓經(jīng)R7712、D7757(3.5V穩(wěn)壓管)導通.D7757正極輸出1V電壓去光耦PC7702發(fā)光管->PC7702導通->開啟STB6V開關管Q7602導通- >Q7601導通->副電源板輸出STB6V經(jīng)過Q7601到主板。在上述過程中,因為市電電壓降低到小于90V時,AC檢測電路使Q7602截止時,其D極為高電平,加到Q7603的G極,Q7603導通,其D極為低電平,關斷Q7604,關斷光耦PC7701 ,電源板關機。
6.小信號處理電路工作所需的6.5V、12V、19V供電電路
6.5V、12V、19V電路如圖3所示。該電路主要是由綠色電流模式脈沖寬度調(diào)制器U101 ( FAN7601MX,工作頻率可達300kHz)、場效應電源開關管Q103、開關變壓器T101及其外圍電路組成。U101(FAN7601MX )各引腳功能如表4所示。
由PFC電路輸出的400V直流電壓分兩路輸入開關電源電路,一路經(jīng)T101的⑤-②繞組加到場效應開關管Q103的漏極D;另一路通過R121、R104~R107、Q101(e極的電壓由U501提供15V電壓).U102組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后,輸出12V電壓對U101( FAN7601MX)⑦腳外接的電容C113充電,當C113兩端電壓上升到11V時,U101內(nèi)部振蕩電路起振,從⑥腳輸出驅(qū)動脈沖,通過D101、R114、R115加到Q103柵極,用于控制Q103的導通與截止時間。在開關管Q103導通期間,T101各繞組儲能,無整流濾波電壓輸出;在開關管Q103截止期間,T101各繞組產(chǎn)生的感應電勢經(jīng)各自的整流濾波系統(tǒng)后,輸出相應的工作電壓。T101⑦-⑥繞組產(chǎn)生的感應電勢,經(jīng)D206整流、C202、C211濾波后,輸出6.5V電壓;T101⑨-⑧繞組產(chǎn)生的感應電勢,經(jīng)D203整流.C208、C222濾波后,輸出12V電壓;T101⑨-10繞組產(chǎn)生的感應電勢,經(jīng)D204整流、C210濾波后,輸出約26V左右電壓,此電壓再經(jīng)Q204~Q206、ZD240等元件組成的19V串聯(lián)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后,由Q205的D極輸出19V電壓。Q103的D極的D102、C114、R116組成尖峰脈沖吸收電路,用于保護場效應開關管Q103。電路中U102在此作PFC低壓檢測關斷控制電路。當PFC經(jīng)取樣元件送入U102控制極的電壓低于2.5V時,U102不導通,這樣Q101停止工作,U101無法得到供電,整機停止工作。
7.穩(wěn)壓控制電路
穩(wěn)壓控制電路主要由U101、光電耦合器PC150、精密穩(wěn)壓器件U203( KA431S )及取樣電阻R228、R229(監(jiān)控12V電壓),R230.R231 (監(jiān)控6.5V電壓)和R243等組成。當12V或6.5V輸出電壓升高時,經(jīng)取樣電阻分壓加至U203的R端電位升高,U203的K端電壓則降低,使流經(jīng)光電耦合器PC150內(nèi)部光敏二極管的電流增大,其發(fā)光管亮度增強,光敏三極管導通程度增強,最終使流入U101的②腳電流增加,其內(nèi)部振蕩電路降低輸出驅(qū)動脈沖占空比,使場效應開關管Q103的導通時間縮短,輸出電壓降低,如果輸出電壓降低,則控制過程與上述相反,這樣使輸出電壓保持穩(wěn)定。為了保證后級設備的安全,本電源的穩(wěn)壓取樣電路也獨具匠心,同時對兩組輸出電壓進行取樣,取樣電阻均為精密貼片電阻,避免了可調(diào)電阻造成的弊端,這也是有別于其他電路。
典型故障1:出現(xiàn)電源指示燈閃爍,但整機無顯示,故障是因6.5V供電線路的濾波電容c206(2200uF/10V)漏電,導致6.5V電壓降至0.5~2V之間而引起,更換C206,機器恢復正常工作。
典型故障2:出現(xiàn)電源指示燈紅燈亮,但整機無顯示,故障是因Q101(KST2907A)的c-e極開路,導致U101⑦腳缺電,使得U101內(nèi)部的振蕩電路停止工作而引起,更換Q101 ,機器恢復正常工作。
8.背光燈供電電路(或稱背光板電路)
該電路主要由輸入接口電路(背光燈點亮控制、亮度控制電路)、調(diào)制器(PWM)U301(LX1691AIPW,工作頻率范圍30kHz~200kHz)、高壓半橋門驅(qū)動集成電路U701 (FAN7382MX)、 高壓半橋功率放大電路Q706、Q707和T701,以及燈供電取樣反饋電路等部分組成見圖4。
電路工作過程如下:由微處理器輸出的INV-CTRI(逆變控制信號或背光燈點亮信號)高電平(約4.3V)經(jīng)D318加至Q318的b極,Q318、Q317相繼飽和導通,12V電壓Q317接入U303輸入腳,經(jīng)U303 (KIA78L05F)穩(wěn)壓后,輸出5V電壓,一路經(jīng)R318送至U301(LX1691AIPW)⑥腳;另一路經(jīng)R319、R320分壓后,送至U301⑨腳(使能端),一旦U301④腳有5V工作電壓,且⑨腳的使能端電壓大于3V時,其內(nèi)部的振蕩電路開始工作,振蕩信號從U301②、③腳輸出,經(jīng)隔離變壓器T702變換后,分別由T702⑤、④腳, T702⑤、⑥腳輸出低、高邊驅(qū)動信號。低邊驅(qū)動信號經(jīng)Q703、Q704推挽放大后加至U701③腳;高邊驅(qū)動信號經(jīng)Q701 Q702推挽放大后加至U701②腳。U301②/③腳是激勵脈沖輸出端,兩者存在相位相反、相位延時特點。U301⑨腳ENA(Enable)點燈使能端,該腳是U301運行與否的使能端,或者說是燈管點亮的控制端。見圖4。
如果該腳為高電平4V左右,所有功能均啟用,U301開始運行,燈管點亮;如果為低電平,則U301內(nèi)部電源與VDDP引腳斷開,禁用全部功能,U301停止工作,燈管熄滅。U301 15腳VDDA( Reference )3V基準電壓輸出,該腳是由U301 16腳vCC電源端經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓后輸出的一個3V基準電壓,供U301內(nèi)部和外部電路工作,U301保護時該腳沒有輸出。U301 13腳OV-SNS是燈過電壓檢測輸入端。T701次級感應電壓經(jīng)高壓分壓電容取樣電路,輸入一個以地為中點與燈管電壓成正比的全波交流電壓。Ov_SNS輸入信號是取樣于燈管再經(jīng)全波整流形成的電壓,送入U301內(nèi)部的2V參考電壓的數(shù)字比較器上。該腳輸入信號的頻率范圍為10kHz至500kHz。正常工作時,該腳電壓小于±2V,當檢測輸入的信號電壓大于±2V時,內(nèi)部的數(shù)字比較器發(fā)生翻轉,保護電路起控,U301被禁用,燈管熄滅。U301 14腳OC-SNS過流感應輸入該腳是過電流檢測輸入端。經(jīng)過電流取樣電路,輸入一個以地為中點與高壓變壓器次級線圈電流成正比的全波交流電壓OC_SNS ,然后加在U301內(nèi)部的以2V為參考電壓的比較器上,如該電壓持續(xù)大于2V,則內(nèi)部的比較器輸出發(fā)生翻轉,將發(fā)生過電流關閉。U301(LX1691AIPW )各引腳功能如表5所示。
六、電源扳的開機控制電路
P2是電源板與主板的連接插座。正常工作時,P2的20、22、23腳輸出STBY6V待機電源電壓,只要市電電壓高于100V,電視機電源插頭一插上220V電源,STBY6V就從P2輸出到主板,主板內(nèi)部的微處理器開始工作,可以隨時接收入用戶的開機指令。STBY6V同時經(jīng)主板轉換->面板上的電源開關閉合->把STBY6V電壓加到P2的③腳(電源繼電器)接通,為電源開機光耦PC7701內(nèi)部發(fā)光管供電。
當用戶用遙控器或機器面板按鍵發(fā)出開機指令時,主板發(fā)出的開機高電平指令,經(jīng)P2的⑤腳加到Q7604的b極,該管導通->PC7701內(nèi)部發(fā)光管導通->光敏三極管導通->其c極輸出低電平->經(jīng)R7705加到電源繼電器控制開關管Q7701的b極->來自待機電源的14.6V電源電壓經(jīng)Q7701的c極輸出->分別加到繼電器控制Q7705和Q7706的b極->這兩個開關管導通->Q7706導通把防浪涌繼電器RL7103吸合->把保險電阻CF7101短路防止長時間開機時消耗電能(插.上電源后微處理器還沒有發(fā)出電源接通的指令時,Q7706截止,RL7103不吸合,220V電源是經(jīng)過保險電阻CF7101的限流后進入電視機的電源板的,以此減小開機時的沖擊電流)->當Q7705導通時,主電源繼電器RL7101、RL7102吸合->把市電220V電源加到PFC電路的整流橋。
開機時,PC7701導通->光敏管c極輸出開機的低電平指令接入D7703負端,經(jīng)D7703、D7751使Q7702基極電平拉低而截止,Q7702 c極輸出高電平->該高電平開機指令分成以下4路輸出(見圖4),分別去開啟相關電源電路工作:
1.高電平加到D7705負極,該管截止,使PFC校正電路IC7201的②腳完全由內(nèi)部電路控制,內(nèi)部電路開始工作。
2.高電平加到D7707的負極,D7707截止,來自待機電源的14.6V電壓,經(jīng)R7718把6V穩(wěn)壓管D7759擊穿導通->Q7707導通->Q7708導通->為PFC振蕩芯片IC7201的⑧腳供電,PFC電路開始工作。
3.高電平加到雙二極管D7709的負極,上二極管截止,來自待機電源的14.6V電壓經(jīng)R7724加到6V穩(wěn)壓管D7760的負極,該管擊穿導通->Q7709導通->Q7710導通->把14.6V電源加到12V/17V開關電源芯片的電源端②腳。
4.從D7709內(nèi)部的下二極管正極輸出高電平,擊穿6V穩(wěn)壓管D7758->D7758導通->Q7706導通->RL7103吸合->把限流保險電阻CF7101短路,防止長時間耗電。
電視機插上電源但處于待機狀態(tài)時,加到上圖中D7703負極的是高電平,D7703截止,此時來自待機電源電路的14.6V電壓經(jīng)R7706加到7V穩(wěn)壓管D7751的負極,該管擊穿導通,從正極輸出高電平加到Q7702的b極,該管導通,其c極電壓為OV,該低電平分四路輸出去關斷相關的電源電路:
1.經(jīng)D7707、R7220、D7759->Q7707截止Q7708截止->切斷PFC振蕩芯片的供電, PFC電路停止工作。
2.D7705把低電平加到PFC振蕩芯片IC7201的②腳,使IC7201關斷驅(qū)動輸出。
3.經(jīng)雙二極管D7709的上管,把低電平經(jīng)R7726、D7760->Q7709截止-> Q7710截止-切斷12V/17V開關電源振蕩芯片IC7301的供電->12V/17V電源關斷。
4.經(jīng)雙二極管D7709的下管,把低電平經(jīng)R7715、D7758->Q7706 的b極->Q7706截止->防浪涌繼電器斷開->保險電阻CF7101接入220V供電回路中,防止交流電源過流。
七、電源板的單獨通電模式與維修實例
當電視機發(fā)生故障不能開機或開機保護時,有可能是主板不良、電源板不良、屏不良,為了判斷清楚故障在哪一塊電路板內(nèi),最有效的方法就是把電源板從整機上拆下來,單獨檢修電源板。給電源板接上220V電源,接上開機控制電壓,看電源板是否能夠正常工作,電源是否能輸出各路電源電壓。松下LCD電視機電源板單獨工作模式的設置方法是:把P2的20腳輸出的STBY6V短接到P2的③腳(電源繼電器吸合控制輸入端),同時把P2的20腳通過一個1kΩ電阻與P2的⑤腳(電視副開關電源控制腳相連)。給電源板接,上220V電源后,電源板的繼電器就能正常吸合,PFC電路和待機電源能輸出正常的電源電壓,但此時會發(fā)現(xiàn)12V/17V開關電源不工作,不能輸出12V、17V電源電壓。筆者當時很是納悶,詢問松下上海修板中心的技術人員,他們也遇到同樣的問題: 12V、17V電源不能輸出。他們檢修的方法是把電源板與主板相連,此時電源板就可以正常工作,原因是這些電源需接負載才能保證其工作。
為了分析主電源IC7301為什么不工作,檢查IC7301的②腳已經(jīng)有14V電源供電,PFC輸出的390V電源也加到了T7301的⑥腳,IC7301的工作條件已經(jīng)具備,于是再查該IC的⑤腳,沒有驅(qū)動脈沖輸出,懷疑IC7301損壞。換用新IC7301后開機,仍然不工作。當把電源板與主板連接好時,電源板工作正常,這充分證明電源板已經(jīng)沒有故障,但為什么電源板不能單獨工作呢?
檢測IC7301的②腳vCC供電是14V,是否此供電電壓稍偏低造成IC7301不工作呢?為此,筆者用一臺式穩(wěn)壓電源,把輸出電壓調(diào)到14V為IC7301的②腳供電,用示波器測量IC7301的⑤腳沒有驅(qū)動輸出;當把穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)到14.5V以上時,發(fā)現(xiàn)⑤腳有了驅(qū)動輸出,至此說明是當電源板處于單獨工作的模式時,因為待機電源STBY6V的負載很輕,負載電源很小,流過待機電源變壓器T7401各繞組的電流也小,因此,在T7401輔助繞組②腳產(chǎn)生的感應電壓也比較低,經(jīng)D7409、C7408整流濾波后的電壓是14V,該電壓為IC7301供電,低于IC7301 起振的條,因此IC73301不工作,電源板無法進入單獨工作模式。
為了讓IC7301的供電達到14.5V 以上,可以這樣改動電路:分壓取樣電阻R7603由470Ω增大到1kΩ,這樣T7401的②腳經(jīng)D7409、C7408整流濾波后即可得到14.6V的電源電壓為IC7301的②腳供電,即使在電源板單獨工作模式, IC7201也能正常工作,輸出12V和17V電源電壓。在電路改動前,電源板單獨工作模式時,T7401次級⑦腳的感應電壓,經(jīng)D7603整流、C7601濾波后輸出的STBY6V電壓是5.7V,改動電路后T7401次級⑦腳的感應電壓經(jīng)整流濾波后輸出的STBY6V電壓是標準的6V。
實例:一臺松下L32X15C型液晶彩電,通電后不開機,電源燈不亮據(jù)用戶講,開機時聽到機內(nèi)發(fā)出“啪”的下打火聲開機后面板指示燈不包視機通電后無反應。不開機燈不亮,一般是電源板不工作、待機電源不工作或主板內(nèi)的微處理器不工作。打開后殼, 檢查發(fā)現(xiàn)交流保險絲F7101已燒斷,檢查其他零件(特別是大功率開關管)沒有擊穿短路,試換一只新保險絲,開機,聽到很響“啪”的一下打火聲,發(fā)現(xiàn)F7101已燒黑, 玻璃殼已燒裂,說明電源電路存在嚴重短路(保險管損壞的電源,通常電路中存在300V或390V的負載有過流擊穿元件,需檢查替換后,再換保險管通電)。
檢修電源板時先把電源板設置成單獨開機工作模式:把電源板從整機上拆下來,把P2的20腳輸出的待機電源6V通過短路線接到P2的③腳和⑤腳,給電源板接上220V電源,就可聽到繼電器吸合的動作聲。此時,測量P2的20、22腳應當有6V待機電源輸出,PFC電路輸出390V的PfC電壓。在這里必須指出的是:此種情況下雖然PFC電壓加到了開關電源變壓器T7301初級⑥-①腳、開關管Q7301的c極,12V/17V開關電源振蕩塊IC7301的②腳也加上了12V電源,但該12V/17V開關電源并不工作,不輸出12V/17V電源。也就是說,當電源板處于單獨工作模式時,IC7301不工作,只有當電源板與主板連接起來時,IC7301才工作,T7301才輸出12V/17V電源電壓。這一點檢修 人員要注意。
編者按:12V、17V空載時,振蕩IC停止工作的原因是由于開機瞬間12V、17V電壓因負載輕,電壓瞬間升,電路過壓而保護了。解決此問題的方法之一是接上主板,另一方法是根據(jù)輸出12V的功率,試著在12V或17V輸出端接負載電阻,根據(jù)輸出電壓的功率,計算出所接負載電阻的大小,這樣也可解決此問題。
按上述電源板單獨工作模式通電,測量P2的20、22腳輸出的待機6V電源電壓正常,測量PFC電路輸出的390V電壓正常,測量T7301的12V/17V兩路電源沒有輸出。檢查PFC電路兩個大功率開關管Q7201、Q7202正常,檢查12V/17V開關電源管Q7301,發(fā)現(xiàn)已擊穿,進一步檢查發(fā)現(xiàn)Q7301外圍的三只二極管D7303、D7304、D7306已擊穿短路。測量振蕩塊IC7301驅(qū)動輸出⑤腳到地電阻很小,僅10Ω,判斷IC7301也已損壞。更換上述損壞的零件Q7301、IC7301、D7303、D7304、D7306,把電源板裝回到整機上與主板連接好,開機,故障排除。
小結:本機故障的根源是Q7301 損壞,但靠前次燒斷保險絲時,Q7301各極間并沒有短路;第二次燒斷保險絲時,才把Q7301的極間擊穿短路,Q7301的損壞有一個從輕到重的演變過程。