等离子电视原理

等离子电视原理—三星V2屏开关电源原理-连载（一）待机电源部分V2屏开关电源原理-连载（一）待机电源部分详解郝铭一、V2屏开关电源概述特点；由于等离子电视屏的特点，需要多驱动电源供电，并且各供电电源必须保证严格的时序关系，所以其开关电源供电比较复杂。该电源采用多电源组合供电，并且具有PFC功能。该开关电源的供电范围包括；小信号供电部分：12VAMP、33V、VG15V、A12V、D12V、A6V、D6V、3.3V。屏驱动供电部分：VSVAVSCANVSETVE下图1—1所示；为开关电源总框图；图1—1图1—1中；EMI；抑制电磁干扰的滤波器PFC；功率因素校正，是改善电路的电流波形失真，迫使电流波形追踪电压波形变化而变化的电路，由L1Q1Q2D10IC1等组成。待机电源；待机时向CPU及存储器供电，接受CPU的指令完成开、关机任务。输出其他电源的启动VCC并执行保护检测电路送来的保护关机控制，T3SIC2Q11Q12等组成。VS电源；产生等离子屏所需的VS扫描驱动供电压，由T1ST2SQ6Q8等组成。VA电源；产生等离子屏所需的VA地址驱动供电压，由T8SIC35等组成。小信号电源；产生整机除等离子屏以外其他所有电路多种电压的供电，由T4SIC7等组成VE电源；产生等离子屏X擦除电路的供电压，由T6SIC17组成。VSET电源；产生等离子屏Y擦除电路的供电压，由T5SIC16组成。VSCAN电源；产生等离子屏地址驱动电路的供电压，由T6SIC7组成。开机启动过程;接通电源等离子电视机处于待机状态，当CPU给出开机信号PS-ON（由高电平转为低电平）待机电源继电器吸合，向PFC电源提供220V~，PFC电源开始工作并输出B＋PFC（380V,该B＋PFC作为VS、VA及小信号电源的供电源），B＋PFC的工作使VA及小信号电源开始工作输出VA电压及多种小信号电源，VA电压输出去等离子屏驱动电路并且VA电压又作为VSCAN开关电源的供电源，VSCAN开关电源也开始工作。在VA电源工作的同时小信号电源也开始工作，小信号开关电源输出前端电路、小信号电路，及逻辑板电路供电源，逻辑板电路正常工作后向VS开关电源发出VS电源启动信号VS-ON（高电平启动），VS电源启动向等离子屏驱动电路提供VS电源，该VS电源同时又作为VE、VSET开关电源的供电压，VS产生后VE、VSET开关电源开始工作，向等离子屏提供X、Y擦除电压。时序；PS-ON→PFC电源启动输出B＋PFC→小信号电源启动、VA电源启动→VSCAN电源启动、逻辑板输出VS-ON→VS电源启动→VSET、VE电源启动。以上几种电压的上电时序关系如下图1—2所示；（PS-ON是CPU开关机控制信号待机高电平，开机低电平）图1—2（1）在T0～T1时间接通电源，待机电源开始工作，处于待机状态，此时PS-ON是高电平（该机是低电平启动）。（2）在T1时间；CPU送来该机信号PS-ON（由高电平转为低电平），此时待机电源向PFC电源输出220V～。（3）在T1时间；PFC电源开始工作，输出B+PFC（380V）。（4）在T2时间；小信号电源及VA电源由PFC电源提供380V供电开始工作，向小信号电路提供电源及VA驱动电路提供电源（VA电源也是VSCAN电源的供电源）。（5）T3时间；VSCAN电源由VA供电开始工作，输出VSCAN电源。（6）T6时间；逻辑板向VS电源发出启动信号VS-ON（高电平启动）。（7）在VS-ON启动下，T6时间VS电源开始工作，并输出VS电源（VS电源也作为VE及VSET的供电源）。（8）在T7时间由于VS的供电，VE及VSET开关电源开始工作，输出VE及VSET电源。由于屏的特性，要求启动时间；VA为200Ms、VS为450mS～1200mS、VSCAN为200mS。VE、VSET的启动滞后VS400mS。并且向VA电源及小信号电源提供启动VCC（VC-S-R、VC-S-F）以下各组成电源介绍；1、待机电源；提供STD-5V，（CPU及存储器供电）输出VCC-S-R（受控CPU,PFC部分MOSFET灌流驱动电路供电）输出VC-S-R18V稳压（受控CPUPFC启动，小信号供电开关电源启动，VA开关电源启动供电，开机继电器触发供电）输出VC-S-F18V(向开机继电器提供开机启动电压，向VA电源提供Vcc启动电压，开机后PFC异常VC-S-F消失继电器断开)由一块集成电路IC2（ICE2A280Z）及开关变压器T3S组成，开机/待机由CPU控制Q14、Q11完成。2、B+PFC及VS电源该电源由两部分组成，PFC开关电源及PWM电源（VS电源）组成。电路特点；由两个开关电源组成，其驱动控制部分由一块集成电路（IC1ML4824）完成。PFC开关电源实际是一个斩波器1、PFC开关电源；具有PFC功能并输出B+PFC（380V），B+PFC电源作为整机的供电源（供VSVAVEVSETVSCANVS待机的电源）。2、PWM开关电源；产生等离子屏的维持电源VS（占整机功率70％）3、小信号电源VG、12VAMP、VT33V、A12V、D12V、A6V、D6V、D3.3V该电源向整机小信号电路，前端电路提供电源12VAMP伴音供电VT33V调谐电压VG15V等离子屏驱动部分供电A12V/D12V/A6V/D6V/D3.3V前端数字及模拟供电由一块集成电路IC7(KAIM0880)作为开关电源模块完成，另一块集成电路IC34（PQICG203）是一块低压DC~DC开关集成电路，把A12V转换成V5A(5V)它采用PWM开关电源技术，效率很高，其中D80为开关续流管，L45为蓄能元件。4、VA/VE/VSCAN/VSET电源该电源由四个模块组成VA模块；由IC35（KAIM0880）完成，由B+PFC供电，VC-S-F作为Vcc启动输出VA地址电压。VSET模块；由IC16（KAIL0380）完成由VS供电输出VSETY擦除电压VE模块；由IC17（KAIL0380）完成由VS供电输出VEX擦除电压VSCAN模块；由IC18（KAIL0380）完成由VA供电输出VSCAN寻址电压5、保护电路开机有比较完善的保护电路VSVA过流保护，小信号电源过压、过流保护由IC39（KA399）Q23组成。详细电路分析；二、待机电源部分：待机部分电原理图如图2—1所示；图2—1图2—2是待机部分框图；图2—2图2—3所示是待机部分控制电路框图图2—3图2—4所示是待机控制部分的原理图图2—4三星等离子V2显示屏的待机电源采用了先进的COOLMOS集成电路ICE2A280Z组成开关电源的开关振荡、脉冲调宽、稳压控制，Q14、Q11在CPU控制下完成待机/开机任务（电路故障保护电路也控制Q14进入保护性待机）。COOLMOS集成电路ICE2A280Z介绍ＩｎｆｉｎｅｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司的新型ＣＯＯＬＭＯＳ器件，该器件是ＰＷＭ控制器和ＭＯＳＦＥＴ开关管组合为一体的功率器件，它的主要特点如下：●ＦＥＴ耐压为800Ｖ，导通电阻低；●无需散热器即可输出较大的功率；●具有过、欠压保护、过热保护、过流保护和自恢复功能；●待机状态及空载时能自动降低工作频率，从而降低损耗；●待机（轻载）工作频率为21.5kHz，开机（重载）工作频率为100kHz；●电路结构简单，所需外部电路元件少，可大大减少开关电源的体积和重量，提高系统的可靠性。由于该系列芯片具有以上诸多特点，因而可广泛用于中、低功率的开关稳压电源中。使用该芯片不仅电路组成简单，而且可靠性很高，所以在中、低功率电子设备中有着广泛的应用前景。STD-5V（5V）向CPU及存储器供电VCC-S-R（22.5V）由待机电源直接生产向继电器电路供电（RL35、Q13）。PFC灌流驱动电路供电（Q3、Q4）。保护电路光耦PC7S（TLP421）供电。VC-S-R（18V）由VCC-S-R经Q11控制后产生（Q11受CPU的PS-ON控制）。向PFC部分IC1（ML4824）VCC供电。IC30（IR2109）的VCC供电。保护电路；光耦PC7S电源供电。光耦PC13S电源供电。小信号电源模块IC7（KAIM0880）VCC供电。VC-S-F（18V）由VC-S-R经Q11控制后产生向VA电源模块IC35（KAIM0880）VCC供电。继电器软驱动触发供电。VS启动控制（接Q78基极，控制IC1的（5）脚高电平启动）。在TPW-4211待机电源中IC2各引脚工作电压引脚功能待机开机1软启动控制5.55.542稳压控制0.961.373内部MOS管源极00.0054NC5内部MOS漏极3123806NC7VCC1212.28地待机电源有待机开关电源部分、开关机控制部分、保护控制组成。1、待机开关电源部分；主要由一块开关电源模块IC2（ICE2A280Z）、开关变压器T3S等组成。开关电源模块IC2型号是ICE2A280Z它是新型COOLMOS器件,采用双列直插式结构，其封装形式为DIP-8，Vds为800V，导通电阻低；该器件是PWM控制器和MOSFET开关管组合为一体的PWM+MOSFET二合一芯片的功率器件，其突出特点是由其组成的开关电源，在市电电网中工作时，无需外加散热器即可输出２０～５０Ｗ的输出功率；且能自动降低空载时的工作频率，从而降低待机状态的损耗；同时还具有过、欠压保护、过热保护、过流保护以及自恢复功能，其工作频率在待机状态是21.5kHz，开机状态是100kHz其待机/开机的转换是根据负载的大小来控制，在待机轻载工作频率是21.5kHz;节省电能。开机重载工作频率是100kHz干扰小。待机开关电源部分电路特点；（1）该待机开关电源在设计上也考虑到该部分据有PFC功能；其供电部分在待机由220V交流经桥堆BD2整流、C100滤波后经D110供电，开机工作后由B+PFC（＋380V）经D111供电，此时D110截止，滤波电容不再充放电，线路上的电流波形则不会产生畸变，图2—5的D111部分所示。图2—5（2）为了在待机是功耗降到最小、开机时干扰降到最小，其工作频率在待机状态是21.5kHz，开机状态是100kHz，待机开关电源工作频率的转换是根据该集成电路负载的大小自动转换，（在电路上为了增加开机后的负载功率，电路特设置Q12在开机后消耗部分功率，在开机时CPU发出低电平信号，通过Q88反相变成高电平经过R164加到Q12的基极），图2—5的Q12部分所示。现将集成电路1C2各引脚功能说明如下：１脚：软启动设置端，设计者可通过改变外围电路参数（C51值的大小）自行设置所需的软启动时间。２脚：反馈信号输入端，在启动瞬间，通过输出取样电路可控制光耦的输出电流，从而改变反馈信号的大小，进而控制ＰＷＭ控制器的输出占空比。该器件的最大输出占空比为0．72。（C268是滤除光耦控制电路中感应的开关电源振荡干扰）３脚：内部MOSFET的源极，也是MOSFET工作电流检测端，该器件可对输出电流的大小进行实时监测，以便在输出电流过大时切断ＰＷＭ信号的输出，从而实现过流保护。４、５脚：为MOSFET的漏极。６脚：空脚。７脚：内部ＰＷＭ控制器供电电源端，输入电压范围为＋８．５～＋２１Ｖ(16.5V)。８脚：电源地。（注：由于振荡频率和负载有关，负载轻振荡频率低，所以在无负载时电路不易起振）产生STD-5V供CPU及存储器用。VCC-S-R23V开关控制部分的输入电源（在CPU及保护控制下产生VC-S-R及VC-S-F）。工作过程；接通电源后；220交流经DB2整流、C100滤波后，经D110、TS3的初级（1）（2）绕组加到IC2（5）脚MOSFET的漏极。IC2（7）脚的启动电压由电源经R67、R68提供，电源经R67、R68流通先对C50充电，当电压上升到8V时IC2内部的振荡器启动，IC2开始工作，开关变压器的付线圈（2）（4）绕组产生的感生电势经D27整流、C50滤波后对IC2（7）脚供电，此时（7）脚电压基本上升稳定在11.5V~12V，电路