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典型电源电路的分析与检修技巧

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:无论独立型电源板的电源电路,还是集成电源板的电源电路,其构成及工作原理基本相同,下面以康佳34005553/34006236型电源为例介绍用万用表检修液晶彩电电源电路故障的方法与技巧。该电源电路以NCP1653A、L6599D和FSQ0265为核心构成。QF901和QF902截止期间,LF901通过自感产生左负、右正的电动势,该电动势通过DF901、RT901、CF901构成回路,在CF901两端产生400V左右电压,为主、副电源电路供电。

典型电源电路的分析与检修技巧

无论独立电源板的电源电路,还是集成电源板的电源电路,其构成及工作原理基本相同,下面以康佳34005553/34006236型电源为例介绍用万用表检修液晶彩电电源电路故障的方法与技巧。该电源电路以NCP1653A、L6599D和FSQ0265为核心构成。其中,NCP1653A为功率因数校正芯片,L6599D为主电源控制芯片,FSQ0265为待机电源模块

1.市电整流滤波电路

参见图7-9,220V左右的市电电压经熔断器F901输入到由L902~L904、C901~C904、C907、C908组成的交流抗干扰电路,利用它滤除市电中的高频干扰脉冲后,通过整流堆BD901进行整流后,经C911~C913滤波产生直流电压。

RV901为压敏电阻,市电正常时,RV901相当于开路,不影响电源电路正常工作;一旦市电的峰值电压超过470V后它击穿短路,使F901过电流熔断,避免了功率因数校正电路和开关电源的元器件因过电压损坏。

2.5V电源

参见图7-9,该机的副电源不仅为微处理器电路提供5V供电,而且为主电源芯片、PFC芯片供电。该电源以NB901(FSQ0265)为核心构成,其作用是将PFC电路输出的400V左右的直流电压变换为5V的稳定直流电压。

(1)FSQ0265简介

FSQ0265是一种新型的电源厚膜电路,它内部的开关管采用的是新型大功率场效应晶体管,而控制芯片采用了电流模式调制器,在电源负载空载的情况下具有最小的控制漏极开/关切换的驱动能力,还设有过电压锁定保护、自动恢复短路保护、过热保护等电路。它的引脚功能见表7-1。

(2)功率变换

滤波电容C913两端电压通过LF902分两路输出:一路经DF902、RT901和开关变压器TB901的一次绕组(1-2绕组)加到NB901(FSQ0265)的⑥~⑧脚,为它内部的开关管供电;另一路通过LF902、LF901、RB901加到NB901的⑤脚,通过它内部的高压恒流源为②脚外接的CB901充电,在它两端建立起动电压。该起动电压使NB901内的起动电路开始工作,控制稳压器为时钟电路(振荡器)、PWM等电路供电。时钟电路和PWM电路工作后,由它产生的激励脉冲使开关管工作在开关状态。开关管导通期间,TB901开始存储能量;开关管截止后,TB901开始释放能量。此时,TB901的6-9绕组输出的脉冲电压通过DB951、DB952整流,CB951、LB951、CB952、CB953组成的π形滤波器滤波后产生5V电压,为微处理器等电路供电;4-5绕组输出的脉冲电压经RB909限流,DB901整流,CB904、CB909滤波,产生的直流电压再经QB903、ZD904、RB914、RB913组成的稳压器输出15.3V电压,该电压不仅取代起动电路为NB901供电,而且通过待机控制电路为PFC电路和主电源芯片供电。

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图7-9 康佳34005553/34006236型电源的5V电源、PFC电路

TB901的一次绕组两端并联的CB903、RB905和DB902组成尖峰脉冲吸收回路,以免NB901内的开关管在截止瞬间被过高的尖峰脉冲电压击穿。

表7-1 FSQ0265的引脚功能

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(3)稳压控制

当市电升高或负载变轻,引起副电源输出电压升高时,滤波电容CB951两端升高的电压通过RB952为光耦合器NB950的①脚提供的电压升高,同时CB952两端升高的电压通过RB953、RB956取样后,为误差放大器NB951提供的电压超过2.5V,经NB951内部的误差放大器放大,使NB950的②脚电位下降,使NB950内的发光二极管因导通电流增大而发光加强,促使它内部的光敏晶体管导通加强,将NB901的③脚电位拉低,被NB901内的误差放大器和PWM调制器处理后,使开关管导通时间缩短,副电源输出的电压下降到设置值。输出电压下降时,控制过程相反。

(4)市电欠电压保护

当市电电压正常时,VAC电压较高,通过RB916~RB918取样,CB906滤波产生的电压超过0.6V,使QB905导通,致使QB904截止,不影响NB901的③脚电位,副电源正常工作。当市电电压欠电压使VAC电压较低时,通过RB916~RB918取样,CB906滤波产生的电压低于0.6V,使QB905截止,致使QB904导通,将NB901的③脚电位拉到低电平,副电源停止工作,实现市电欠电压保护。

3.功率因数校正(PFC)电路

该机的功率因数校正电路以PFC芯片NF901(NCP1653A)为核心构成。NCP1653A的引脚功能和维修参考数据见表7-2。

表7-2 芯片NCP1653A的引脚功能和维修参考数据

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(1)校正过程

受控供电电压VCC经RF913限流,再经CF907滤波后,加到芯片NF901(NCP1653A)的供电端⑧脚,同时VAC电压经RF901~RF904限流,CF902滤波,加到NF901的③脚,使NF901内部电路开始工作,从它⑦脚输出激励脉冲。该脉冲电压通过RF919限流后,再经QF903、QF904推挽放大,利用RF916~RF918、DF903、DF904使开关管QF901、QF902工作在开关状态。QF901、QF902导通期间,VAC电压通过LF9012、QF901、QF9023的D/S极、RF909和RF921到地构成回路,在LF901两端产生左正、右负的电动势。QF901和QF902截止期间,LF901通过自感产生左负、右正的电动势,该电动势通过DF901、RT901、CF901构成回路,在CF901两端产生400V左右电压,为主、副电源电路供电。经过该电路的控制,不仅提高了开关电源利用市电的效率,而且提高了功率因数。

(2)软起动控制

开机瞬间,NF901的②脚外接的软起动电容CF905两端电压为0,NF901内部电路对其充电,使②脚电压逐渐升高,被NF901检测后,使驱动电路输出的激励脉冲的占空比逐渐增大到正常,避免了开关管QF901、QF902在通电瞬间可能过激励损坏,实现软起动控制。

(3)稳压控制

稳压控制电路由取样电阻和NF901(NCP1653A)等元器件构成。

当市电升高等原因引起PFC电路输出电压升高后,CF901两端升高的电压通过RF905、RF906、RF922、RF907限流,经CF904滤波后,为NF901的①脚提供的取样电压升高,经它内部的误差放大器放大后,使NF901的⑦脚输出的激励脉冲的占空比减少,开关管QF901、QF902导通时间缩短,LF901存储能量减少,输出电压下降到设置值。反之控制过程相反。

4.主电源电路

该机的主电源电路以NW901(L6599D)、开关变压器TW901为核心构成,如图7-10所示。该电源的作用是将PFC电路输出的400V直流电压变换为24V、12V两种稳定的直流电压。L6599D的引脚功能和维修参考数据见表7-3。

表7-3 L6599D的引脚功能与维修参考数据

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(1)功率变换器

参见图7-10,来自PFC电路的400V直流电压不仅为开关管QW901、QW902供电,而且经RW917、R905~R908取样后,加到NW901的⑦脚,同时受控电压VCC经DW905降压产生12.2V左右的电压。该电压经CW901滤波后,加到NW901(L6599D)的⑿脚,NW901内部的基准电压发生器开始工作并输出基准电压,为振荡器等电路供电,振荡器与③脚外接的CW904通过振荡产生锯齿波脉冲信号。该信号控制RS触发器等电路产生开关管激励脉冲。激励脉冲经驱动电路放大后从⑾、⒂脚交替输出,通过RW910、DW902和RW911、DW903加到QW901、QW902的G极,使它们交替工作在开关状态。QW901、QW902导通后,开关变压器TW901的一次绕组和谐振电容CW907形成谐振,使得TW901的二次绕组输出的两个脉冲电压通过DW951~DW953整流,CW952、CW954、CW959、LW951、CW955和CW957、CW961、LW952、CW958组成的两个π形滤波器滤波后,产生12V和24V两种直流电压,不仅为逆变器和伴音功放电路供电,而且稳压后产生低压电源为小信号处理电路供电。

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图7-10 康佳34005553/34006236型电源的主电源电路

(2)HVCC形成电路

为了确保高端开关管QW901能正常工作,就需要为它的驱动电路设置单独的供电电路,该电路采用自举升压方式,由NW901内部电路和⑯脚外接的CW906构成。

(3)稳压控制

稳压控制电路由三端误差放大器NW952、光耦合器NW950、芯片NW901和取样电阻等构成,如图7-10所示。

当负载变轻等原因引起主电源输出电压升高后,CW951两端升高的12V电压不仅通过RW962为NW952的①脚提供的电压升高,而且经RW961和RW959取样后的电压超过2.5V,通过三端误差放大器NW951放大后,使NW950的②脚电位下降,NW950内的发光二极管因导通电压增大而发光加强,NW950内的光敏晶体管导通程度加大,通过RW902、RW916使NW901的④脚电位下降,被NW901内的放大器等电路处理后,最终使NW901的⑾、⒂脚输出的激励脉冲占空比减少,QW901、QW902导通时间缩短,主电源输出的电压下降到规定值。反之,稳压控制过程相反。

(4)欠电压保护(www.xing528.com)

欠电压保护由NW901的⑦脚内外电路构成。当PFC电路正常时,PFC-400V较高,经RW917、RW905~RW908取样后,为NW901的⑦脚提供的电压超过1.25V,被NW901检测后可正常输出激励信号,主电源正常工作。当PFC电路异常使PFC-400V较低时,经取样后为NW901的⑦脚提供的电压低于1.25V,被内部电路检测后使NW901停止工作,实现欠电压保护。

(5)软起动控制

开机瞬间,NW901的①脚外接的软起动电容CW905两端电压为0,NW901内部电路对其充电,使①脚电压逐渐升高。①脚逐渐升高的电压被NW901检测后,使驱动电路输出的激励脉冲的占空比逐渐增大到正常,避免了开关管QW901、QW902在开机瞬间可能过激励损坏,实现软起动控制。

(6)过电流保护

过电流保护功能由NW901的⑥、②脚内外电路构成。当负载异常引起开关变压器TW901的①脚输出的脉冲电压升高,经RW904限流、CW908耦合、DW901整流、CW902滤波后,为NW901的⑥脚提供的电压超过0.8V,NW901内的过电流保护电路动作,控制NW901内电路对②脚外接的CW903充电,当CW903两端电压达到2V后,NW901不再输出激励信号,开关管停止工作,实现过电流保护。

5.收看/待机控制电路

参见图7-9,遥控开机时,连接器XS951的②脚输入的电源控制信号ON/OFF为高电平,该控制电压经D954、R956、R962分压限流后使Q951导通。Q951导通后,使光耦合器N950的②脚电位下降,N950内的发光二极管开始发光,它内部的光敏晶体管受光照后开始导通,产生低电平的控制信号Enable。

参见图7-10,低电平的控制信号Enable通过RB910使QB902导通,从它c极输出的15V电压就是受控电压VCC。该电压为PFC芯片NF901和主电源芯片NW901供电,使PFC电路和主电源电路开始工作,为逆变器、伴音功放和小信号处理电路供电,于是该机进入收看状态。

当控制信号ON/OFF为低电平,Q951截止,使N950、QB902相继截止,受控电压VCC变为0V,PFC电路和主电源及其负载停止工作,该机进入低功耗的待机状态。

6.保护电路

为了确保开关电源和负载正常工作,该机还设置了光耦合器N950、模拟晶闸管Q953/Q952、电压运算放大器N951(LM324)、稳压二极管等构成的保护电路。

(1)过电压保护电路

当主电源的稳压控制电路异常导致24V、12V供电升高到设置值时,稳压二极管ZD951或ZD952击穿导通,通过D955或D956、R964使模拟单向晶闸管Q952、Q953被触发导通。Q952和Q953导通后,切断光耦合器N950的供电,N950停止工作,如上所述,该机进入保护性待机状态,避免了高压逆变器等负载电路的元器件因过电压损坏。

(2)主电源负载过电流保护电路

当高压逆变器异常导致24V供电过电流时,取样电阻RW960、RW965两端产生的取样电压升高,也就使N951的②脚电位低于③脚电位,于是N951的①脚输出高电平电压。该电压经D952、R965使N951的⑩脚电位高于⑨脚的电位,于是N951的⑧脚输出高电平电压,该电压经D951、R960触发Q952、Q953构成的模拟晶闸管电路导通,如上所述,该机进入保护性待机状态,避免了逆变器异常导致主电源的开关管因过电流损坏。

当12V供电的负载异常导致12V供电过电流时,取样电阻RW963两端产生的取样电压升高,也就使N951的⑥脚电位低于⑤脚电位,于是N951的⑦脚输出高电平电压。该电压经D953、R965使N951的⑩脚电位高于⑨脚的电位,如上所述,该机进入保护性待机状态,避免了伴音功放等负载异常导致主电源开关管因过电流损坏。

7.常见故障检修

(1)5V电源始终无电压输出

5V电源无电压输出,说明5V电源电路未工作或其负载电路异常。

首先,查看熔断器F901是否熔断,若熔断,则说明有过电流现象;若正常,则说明5V电源电路或其负载异常。

确认F901熔断后,用二极管/通断档在路测量整流堆BD901内的二极管是否击穿,若是,则更换即可;若不是,则在路测C911~C913是否击穿,若击穿,则更换即可;若正常,则测副电源的开关管是否击穿,若击穿,则更换并查原因;若正常,则测主电源的开关管是否击穿,若击穿,则更换并查原因;若正常,则检查PFC开关管是否击穿,若击穿,则更换并查原因;若正常,则在路测C901是否短路,若不是,则检查LF902~LF904;若是,则检查C901、C902、C907、C908和RV901。

若F901正常,则用直流电压档测模块NB901的⑤脚有无起动电压,若没有,则检查RB901、NB901;若有起动电压,则测NB901的②脚有无电压;若没有,则检查CB901和NB901;若②脚有电压,则测B901的电压能否为0,若不能,则检查NB901;若为0,则检查QB904的G极有无导通电压,若没有,则检查QB904和NB950;若有,则检查QB905、RB916、RB917、RB919。

提示

首先,在路测量C901两端阻值较小时,说明C901、C902、C907、C908或压敏电阻RV901击穿;若共模滤波器LF901~LF904的绕组变色,则说明绕组异常,需要更换;若它们正常,则说明市电输入电路正常,需要检查开关电源电路。此时,在路测DB901内的4个整流二极管是否正常,若阻值较小,则说明击穿;若阻值正常,则在路测C913两端阻值,若阻值较小,则说明C911或C912、C913击穿;若阻值正常,则多为开关管击穿。此时,在路测每个开关管的3个极间阻值,若阻值较小,则就可以说明被测的开关管击穿。悬空NB901的⑥脚或①脚,再测它们间阻值过小时,则说明它内接的开关管击穿。

注意

若开关管QF901、QF902击穿,还应检查RF909、RF921、RF916~RF918、DF903、DF904、QF903、QF904、RF901和NF901;若开关管QW901、QW902击穿,则除了应检查RW910、RW911、DW902、DW903,还应检查NW901是否正常。若NB901内部的开关管击穿,则应检查CB903、RB905和DB902是否正常,以免更换后NB901再次损坏。

(2)5V电源能起动,但不能正常工作

5V电源能起动,但不能正常工作,说明5V电源电路或其负载异常,当然保护电路异常也会产生该故障。

首先,用直流电压档在通电瞬间测CB953两端电压是否过高,若是,则说明稳压控制电路异常;若不是,则说明稳压控制电路、自馈供电电路、负载等异常。

确认CB953两端电压过高时,短接光耦合器NB950的③、④脚,看电压能否下降,若不能,则说明NB901异常;若下降,则测NB901的①脚输入的电压是否正常,若不正常,则检查RB953;若正常,则测NB950的①、②脚电压是否正常,若不正常,则检查NB950;若正常,则检查RB952、NB950。

确认CB953两端电压不高时,断开负载后看能否恢复正常,若能,则说明负载过电流,检查负载;若不能,则用电阻档测R909的阻值是否增大,若是,则更换即可;若阻值正常,则用二极管检测DB951、DB952是否正常,若异常,则更换即可;若正常,则检测DB901和CB904是否正常,若异常,则更换即可;若正常,则检查CB903、QB903、ZB904是否正常,若异常,则更换即可;若正常,则检查NB901。

(3)PFC电路不能工作

PFC电路不能工作的主要原因:一是待机控制电路异常;二是PFC电路异常。

首先,用直流电压档检测开机/待机控制信号ON/OFF,若为低电平,则检查主板上的微处理器电路;若为高电平,则说明PFC电路或其供电电路异常。此时,测N950的①、②脚间电压,若电压为0,则检查Q951、R956、D954;若有导通电压,则测NF901的供电电压是否正常,若不正常,则检查QB902、RF913、N950;若供电正常,则测NF901的①、③脚输入的电压是否正常,若不正常,则检查外接的电阻、电容;若正常,则测NF901的⑦脚输出的电压是否正常,若不正常,则检查CF905、CF909和NF901;若正常,则检查NF901与CF901间的元器件。

(4)PFC电路正常,主电源不起动

PFC电路正常,但主电源不起动的故障,说明主电源电路或其供电电路异常。

首先,用直流电压档测芯片NW9014的⑿脚有无正常的供电,若没有,则用二极管/通断档检查DW905;若有,则测NW901有无开关管激励信号输出,若没有,则检查NW901的⑦脚输入的电压是否正常,若不正常,则检查RW917、RW905~RW908;若正常,则检查CW903~CW905和NW901。若NW901有激励信号输出,则检查QW901、QW902是否正常,若不正常,则更换即可;若正常,则检查RW910、RW911、CW906。

(5)遥控开机后不久就保护性待机

遥控开机后不久就保护性待机,说明主电源电路的稳压控制电路或其负载异常,当然保护电路误动作也会产生该故障。

首先,在通电瞬间用直流电压档测CW951两端电压是否过高,若是,则说明稳压控制电路异常;若不是,则说明保护电路或负载异常。

确认CW951两端电压过高时,短接CW912,看输出电压能否恢复正常,若不能,则检查RW901、R902和NW901;若能,则短接NW952的②、③脚,看电压能否下降,若不能,则检查NW950;若下降,则检查NW952输入电压是否正常,若不正常,则检查RW961、R966、RW957;若正常,则检查NW952。

若CW951两端电压低于正常值,则断开连接器XS951后,看电压能否恢复正常,若能,则说明负载过电流,检查过电流的元器件即可;若无效,则断开R960看能否恢复正常,若能恢复,则检查过电流保护电路;若不能,则断开R964看能否恢复正常,若能恢复,则检查Z951、Z952;若不能,则检查Q952、Q953和N950。

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