电源电路原理及维修

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：100~240V50/60Hz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：0～0.8V:关;≥2V:开(实测东芝55U26001.3V)电源输出特性项目+3.3V+12V输出电压±5%±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≤80mV≤120mV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：0～0.8V:关;≥2V:开P-DIM：0～100%背光输出特性项目典型值备注最大灯条电流600mA±7%BL-ON3.3,P-DIM100%最小灯条电流0～10mABL-ON3.3,P-DIM0%LED+电压112～136VBL-ON3.3,P-DIM100%LED+过压保护点163.75～176.85VLED-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STB3.3V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PFCVCC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STB3.3V稳压背光升压MOS管待机控制及稳压LLCMOS管背光驱动电源板原理框图EMIPWM隔离开关变压器整流滤波输出VCCPS_onEMIPFC5591MainPWM-LLC隔离开关变压器12VVCC6A31310V390V100~240VacVCC供电控制光耦取样稳压12V开关12VSTB3.3V3.3VDC-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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: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EN61000−3−2。这一要求适用于大多数输入功率为75W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（KΩ）对地反向阻值（KΩ）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VCC12V10～26VRT82K20～150KRTZC20K0～150KIS-＜100ΩFB2.5V驱动输出H：≥7.8V；L≤3.3V过零点VIS-10mV-5～-15mV过流保护VIS-0.6v±5%-30～85℃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VFB＜0.3V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（KΩ）对地反向阻值（KΩ）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：1.3V615~30(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*2121M16VBIH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VCC28.5V±1V304uS9±1V锁死VH525V±50V-500V±50V重启过载保护FB上升4.3±0.2V;下降4.1±0.2V304uS重启VW200V2.84±0.9V500nS重启过流保护ISLMOS导通时-3.5±0.2V;HMOS导通时3.5±0.2VMODE脚RC延迟重启过热保护芯片136℃立即≤120℃重启MODE保护VMODE≤0.35V304uS锁死MODE保护VMODE≥4.4±0.3V锁死BO电阻开路VBO≥4.4±0.3V重启BOBROWNIN/OUTIN:0.65VOUT:0.635V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ICMP3389A，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6VVCC，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。ICCOMP脚外接R223、C212阻容网络，作为反馈环路相位调整。ICOSC脚外接R227设定MOS管驱动脉冲的开关频率，公式：。ICISET脚外接R222//R213设定LED1～4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。ICGATE脚输出开关驱动脉冲，经R207、D204、R242送到Q202G极，驱动MOS管开关，完成BOOST控制。R225～R227A为电流取样电阻，取样电压经R224反馈到ICISENSE脚，控制开关管电流，C218为高频滤波电容。B