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电源板原理解析详解

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:T803的3脚输出的脉冲电压经R834、R836、VD809、C832整流滤波后,输出15V电压,经待机控制电路后,分别送往PFC驱动电路N801和主开关电源驱动电路N802,作为这两个电路的工作电压。当该电压超过7.2V时,NCP1207进入过电压锁定状态,其6脚电压由12V降至4.0V。它由V816、光耦合器N805、晶体管V807和MOSFET V813组成,开/关机采用控制PFC电路N801、主开关电源驱动电路N802的VCC供电和小信号处理电路的M5V/4A供电的方式。

电源板原理解析详解

海信液晶彩电1535电源板的实物图解如图6-10所示;电源板电路组成框图如图6-11所示。

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图6-1 海信1673电源板实物图解

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图6-11 海信1535电源板电路组成框图

该电源板由三部分组成:一是以集成电路NCP33262(N801)为核心组成的PFC电路,将整流滤波后的市电校正后提升到+380V为主、副开关电源供电;二是以集成电路NCP1207(N803)和开关管V809为核心组成的副开关电源,产生+5.1V电压和两组VCC电压,+5.1V电压为主板控制系统供电,一组VCC电压为副开关电源N803供电,另一组VCC电压经开/关机电路控制后为PFC驱动电路N801和主开关电源驱动电路N802供电;三是以集成电路NCP1396(N802)为核心组成的主开关电源,产生+24V/8A、+12V/4A、+16V电压,为主板和逆变器板供电。

1.副开关电源

海信液晶彩电1535电源板副开关电源电路如图6-12所示。它由振荡、稳压、驱动、输出电路N803(NCP1207)、大功率MOSFET(开关管)V809、开关变压器T803和稳压控制电路组成。其作用:一是在T803的二次侧冷地端产生+5V-S电压,为主板上的微处理器控制系统提供电源;开机后产生+5.1V电压,为小信号处理电路供电。二是在热接地端输出+15V的VCC电压,经开/关机电路控制后,为PFC电路和主开关电源驱动电路提供VCC工作电压。

(1)NCP1207简介

NCP1207是安森美半导体公司推出的准谐振电流模式PWM控制器,其内部电路框图如图6-13所示。它的内部集成有高电压电流源、软启动电路、基准电压源、时钟发生器、振荡器、驱动输出级和欠电压、过载保护电路等;具有集成度高、待机能耗低等优点。NCP1207引脚功能和维修数据见表6-5。

(2)启动工作过程

220V交流电经过抗干扰电路滤除电源干扰后,经过XP801进入电源板,经全桥VB801、C808桥式整流和滤波,产生100Hz空载300V的脉动直流电压。该电压再经PFC电路的VD803、VD802等后,在C801~C804、C860的正极产生300V的直流电压(开机瞬间为300V;当PFC电路正常工作后,此点电压为380V)。

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图6-12 海信1535电源板

300V直流电压送到待机开关变压器T803的6脚,并从T803的4脚输出接到待机电源MOSFET(开关管)V809的D极;同时经VB801整流后的300V脉动直流电压经VD811、VZ805、R826送到NCP1207(N803)的8脚(高压启动电流输入端),经8脚内部7mA恒流源,对6脚外接电容C833充电,达到N803的启动振荡电压时,N803开始振荡,输出脉冲信号驱动V809工作于开关状态,在T803的各个绕组产生感应电压。

(3)整流输出电路

开关变压器T803的热地端反馈3-2-1绕组产生的感应电压,经过R833、R833A、VD810、C815整流滤波后,再由V808、VZ808稳压后,输出12V电压加到NCP1207的6脚(VCC端),NCP1207开始正常工作。T803的3脚输出的脉冲电压经R834、R836、VD809、C832整流滤波后,输出15V电压,经待机控制电路后,分别送往PFC驱动电路N801和主开关电源驱动电路N802,作为这两个电路的工作电压。

T803的冷地端绕组产生的感应电压,经VD812、C842、C843组成的电路整流滤波后,产生+5.1V电压,经连接器输出,为主板控制系统和开/关机控制电路、保护电路提供电源。

(4)稳压与保护电路

N803的1脚为市电过电压检测端,外接保护电路元器件。当T803输出电压异常升高时,T803的2脚电压随之升高,经R828送到N803的1脚。当该电压超过7.2V时,NCP1207进入过电压锁定状态,其6脚电压由12V降至4.0V。只有重新拔、插220V电源插头,NCP1207才能启动工作。

N803的2脚为稳压反馈输入端,与光耦合器N804的4脚相连接,N804的2脚接误差取样集成电路TL431,以稳定T803二次侧各路输出电压;3脚为过电流检测端,T803的负载过大时,V809的D、S极电流流过R832的电压降增大,经过R830送入N803的3脚,使内部保护电路起控,达到过电流保护的目的。

(5)5V-M电压形成电路

5V-M电压形成电路由V813、VZ815等元器件组成。二次开机后,主开关电源启动工作,12V电压正常输出时,通过R865加到V813的G极,其D、S极有电流流过,输出5V-M电压;遥控关机后,主开关电源停止工作,无12V电压时,V813因G极无电压而截止,5V-M无电压输出,实现待机时电源停止输出5V-M电压。

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副开关电源与保护电路

2.开/关机控制电路

开/关机电路控制如图6-12所示。它由V816、光耦合器N805、晶体管V807和MOSFET V813组成,开/关机采用控制PFC电路N801、主开关电源驱动电路N802的VCC供电和小信号处理电路的M5V/4A供电的方式。

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图6-13 NCP1207内部电路框图

表6-5 NCP1207引脚功能和维修数据

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(1)开机状态

开机时,主板微处理器控制电路向电源板送入高电平开机STB电压,V816的b极为高电平而导通,N805导通,向V807的b极注入高电平而使其导通。V807导通后,15V电压经V807和VZ804稳压后输出VCC、PWM-VCC两组电压,分别给PFC驱动电路N801提供VCC供电,给主开关电源驱动电路IN802提供PWM-VCC供电,PFC电路和主开关电源启动工作,为主电路板和背光灯逆变器电路供电,整机进入工作状态。

(2)待机状态

遥控关机时,主板微处理器控制电路向电源板送入低电平STB电压,V816的b极变为低电平而截止,N805截止,V807的b极失去偏置电压也截止,切断了VCC、PWM-VCC两组电压,PFC电路和主开关电源停止工作,整机进入待机状态,只有副开关电源工作输出+5V-S电压。

3.PFC电路

海信液晶彩电1535电源板PFC电路如图6-14所示。它由驱动控制电路N801(MC33262),大功率MOSFET(开关管)V801,储能电感L805,充电电路VD803、VD802、C801~C804、C860组成。它的主要作用是把电压和电流校正为同相,同时将市电整流滤波后的300V脉动直流电压升压,使C801~C804、C860正端电压升为380V,为主、副开关电源供电。(www.xing528.com)

(1)NCP33262简介

NCP33262是经济型PFC控制器,其引脚功能和维修数据见表6-6。

表6-6 NCP33262引脚功能和维修数据

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(2)启动工作过程

通电后,市电经过抗干扰电路滤除干扰脉冲后,再经全桥电路VB801、C808整流滤波后,产生100Hz的脉动300V电压,经储能电感L805送到PFC开关管V801的D极。

PFC工作在CRM(临界导通模式),NCP33262的5脚是零电流检测输入端,接在L801的二次侧,检测L801工作时的电感电流,当VCC电压加到NCP33262的8脚,且5脚检测到L801电感电流为0A时,NCP33262的5脚电压降为0V,将内部的RS触发器置“1”,7脚输出高电平,使V801导通。300V电压经过PFC储能变压器的一次侧、V801的D-S极、R812/A到地,此时电能储存于L805中。当L805上的电感电流增大到一定值时,7脚输出低电平,V801截止。此时,储存在L805中的能量通过VD802向C801~C804、C860充电,在原300V电压的基础上再叠加上充电电压,获得约380V的直流PFC电压。

N801的2脚外接的低通滤波器电路,起软启动作用,改变此电路的时间常数,可以改变稳压控制的反应速度及平均度。

L805的6-8绕组是N801的过零检测取样绕组,过零取样信号加到N801的5脚(ZCD端),控制开关管V801工作在临界(断续导通)模式,从而减少开关电路的开关损耗,提高了电路的可靠性

N801的3脚是市电脉动电压检测输入端。由于临界模式的PFC电路,其控制芯片需要一个输入电压的基准波形来调整其工作频率,所以如果3脚没有波形输入,PFC电路就无法工作。

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图6-14 海信1535电源板PFC

VD803为开机浪涌电流保护二极管。在PFC电路开始工作的瞬间,供电电流可以首先通过VD803对C801~C804、C860进行充电,从而使流过L805的电流大大减小,产生的自感电动势也就小了很多,消除了开机瞬间可能出现的大电流,对滤波电容和开关管进行了有效的保护。电路正常工作后,由于VD803正极电压为300V,而负极电压为380V,VD803呈反偏截止状态,对电路工作没有影响。

(3)稳压控制电路

NCP33262的1脚通过分压电阻R804~R806接在PFC电压输出端,1脚电压经NCP33262内部EMP放大后,与由3脚输入的电压分压值在乘法器中相乘,乘法器输出的电压再与由4脚输入的电压进行比较,产生控制信号控制7脚输出脉冲占空比,从而通过调整V801的导通时间,稳定PFC电路的输出电压。

(4)保护电路

N801的4脚是过电流保护检测输入端,当出现负载电流过大时,4脚外接的取样电阻R812/A上的电压降上升。该电压经R808送入N801,在芯片内部和阈值电压进行比较,如果高于阈值,N801就会停止工作,7脚不再输出PFC激励信号。

4.主开关电源电路

海信液晶彩电1535电源板主开关电源电路如图6-14所示。它由振荡驱动电路N802(NCP1396)、半桥式推挽电路V806、V805、开关变压器T801/T801A和稳压控制电路N806、N807组成。二次开机后启动工作,输出24V/8A、12V/4A、16V电压,为主板和背光灯板供电。

(1)NCP1396简介

NCP1396是一款内置上桥端与下桥端MOSFET驱动电路的高性能谐振模式控制器,有关NCP1396的简介,可参考6.1.1节中有关NCP1396ADR2G的内容。

(2)启动工作过程

二次开机后,PFC电路输出的380V电压加到V806的D极,开/关机控制电路输出的PWM-VCC电压送到N802的12脚,N802启动工作,从15、11脚输出频率相同、相位相反的开关激励信号,分别送到上桥开关管V806和下桥开关管V805的G极。V806、V805工作于开关状态轮流导通与截止,其脉冲电流在T801/T801A中产生感应电压,二次感应电压经整流滤波后产生24V/8A、12V/4A、16V电压,为主板和背光灯板供电。

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与主开关电源电路

(3)稳压控制电路

稳压控制电路由光耦合器N806、误差放大器N807组成,采用控制N802内部振荡频率的方式达到稳定输出电压的目的。当由于某种原因导致24V、12V输出电压升高时,分压后加到N807控制端的电压也随之升高,引起N807导通程度加大。再通过N806,将反馈电流送入N802的6脚。6脚为NCP1396的反馈电压输入端,当输入电流增大时,控制芯片内部的振荡器提高其振荡频率。由于振荡频率原本就高于T801/T801A和C847串联组成的LLC谐振电路的谐振频率,提高振荡频率进一步拉大了其与谐振频率的频率差,使电路的输出功率下降,最终降低输出电压,实现稳压控制。当24V、12V电压降低时,其控制过程相反。

(4)保护电路

为了防止电源出现过电压工作情况,NCP1396设计了两个保护控制端,分别是8脚和9脚。其中8脚为快速故障检测端,当故障反馈电压达到设定的阈值时,N802立即关闭15脚和11脚的激励输出信号,LLC谐振电路停止工作。9脚为延迟保护控制端,外接以误差放大器N809、V825为核心组成的过电压保护电路。T801/T801A的感应电压经C846、VD806、R876、R877整流、分压送到N809的R极,当T801/T801A的感应电压过高时,送到N809的R极反馈电压升高,N809导通增强,K端输出低电平,通过VZ807使V825导通,将高电平加到N802的9脚和6脚,N802内部保护电路启动,激励信号停止输出,主开关电源停止工作。

5.保护电路

该开关电源还设有以模拟晶闸管V810、V811为核心组成的失电压、过电压保护电路,如图6-12所示。保护电路启动时,V810、V811导通,将开/关机控制电路光耦合器N805的1脚电压拉低,N805、V807截止,切断N801、N802的VCC和PWM-VCC供电,PFC电路和主开关电源停止工作。

(1)过电压保护电路

过电压保护电路由V811的b极外接的稳压管VZ811(0.5W20B)、VZ816(0.5W28B)、VZ817(0.5W15B)组成,其稳压值分别为20V、28V、15V,分别对主开关电源输出的16V、28V、12V电压进行检测。当主开关电源输出电压过高,16V电压高于WZ811的稳压值20V、24V电压高于WZ816的稳压值28V、12V电压高于WZ817的稳压值15V时,将各自的稳压管击穿,通过隔离电阻向V811的b极注入高电平保护触发电压,模拟晶闸管导通,保护电路启动。

(2)失电压保护电路

失电压保护电路由V810的b极外接的二极管VD828、VD819、VD820组成,分别对主开关电源输出的16V、28V、12V电压进行检测。当主开关电源输出电压因负载电路或整流滤波电路开路失效,造成输出电压过低或失电压时,相关检测二极管VD828、VD819、VD820导通,将V801的b极电压拉低而导通,模拟晶闸管导通,保护电路启动。

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