等离子彩电开关电源速修图解
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1.2 等离子彩电开关电源的识图技巧

开关电源的识图,一是在电路原理图中弄清楚整个电路的作用、电路组成,各个单元电路的关系和工作原理;二是在电路板上找到相关电路的位置、电路元器件的实物,维修时找到测量电压和电阻的测试点,实现理论分析与维修实践的结合,在工作原理的指导下,快速准确地在电路板实物上进行检测和维修。

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图1-9 三星V4屏电源板实物图

本节以三星V4(S42SD-YD07)屏电源板(见图1-9)为例,介绍开关电源单元电路的工作原理、识图技巧和易发故障及维修提示。

1.2.1 抗干扰电路识图

1.电路作用

在电源板市电输入电路中,设有抗干扰电路,电路原理如图1-10所示。它由EMI(电磁干扰)滤波器、浪涌电流限制电路、浪涌电压抑制电路组成。

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图1-10 抗干扰电路原理图

抗干扰电路的作用:一是滤除市电电网干扰信号,防止干扰信号影响等离子彩电的正常工作;二是滤除彩电自身产生的干扰,阻止开关电源产生的干扰信号窜入电网,防止其进入到电源线,造成对电网的污染;三是防止开机浪涌电流和浪涌电压对开关电源电路的冲击。

2.工作原理

EMI滤波器由并联电容CX101S、CX102S、CX103S和CY101S、CY102S以及串联滤波电感LF101、LF102组成两级共模抗干扰电路,对非对称性和对称性干扰脉冲进行抑制。电容将高频干扰脉冲旁路掉,滤波电感(扼流圈)阻止高频脉冲的输入和输出。

浪涌电流限制电路由限流电阻组成,限制开机浪涌电流,特别是限制开机瞬间整流滤波电路中的大滤波电容充电电流。

浪涌电压抑制电路由压敏电阻ZNR101S组成,市电电压过高时将ZNR101S击穿,烧断熔丝,整机断电保护。

3.识图技巧

抗干扰电路在电路板上实物如图1-11所示,位于电源进线附近,熔丝之后。电容和电感的体积较大,安装于电路板的正面,便于识别。电容通常选用高频特性好的高压薄膜电容或陶瓷电容,容量在0.005~0.1μF之间,注意其耐压必须满足要求;滤波电感多采用共模扼流圈,在一个闭合高磁导率铁心上,绕制两个绕向相同的线圈。

4.易发故障

当市电电压过高时,击穿压敏电阻ZNR101S或抗干扰电路电容CX101S、CX102S、CX103S和CY101S、CY102S,烧断熔丝;开关电源发生短路、击穿故障时,烧断限流电阻ZNR。扼流圈由于线径较粗,一般很少损坏。

5.维修提示

维修抗干扰电路通常采用电阻测量法,测量抗干扰电路元件两端的电阻值,即可快速准确地判断故障范围。电容CX101S、CX102S、CX103S和CY101S、CY102S或压敏电阻ZNR101S击穿时两端电阻值很小,限流电阻ZNR烧断时阻值变大或开路。

上述元件损坏时,应按照原件的规格、参数更换,实在没有参数完全符合的元件,可在10%原件参数范围内挑选元件代换。电容一定要注意选择耐压高于原参数的元件代换。

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图1-11 抗干扰电路实物图

1.2.2 副电源和开关机电路识图

1.电路作用

待机5VSB电压形成电路常称为副电源,为主板微处理器控制系统和电源板电源管理CPU电路供电,电路原理如图1-12所示。它由驱动控制电路、输出MOS开关管(或厚膜电路)、开关变压器、二次整流滤波电路和稳压电路、尖峰脉冲吸收电路构成。

副电源的作用:将市电整流滤波后的+300V或PFC电路输出的370~410V直流电压转换为+5V电压(因机型而异,有的为3.3V,有的为12V经主板DC-DC变换电路转换后供电),为主电路板的微处理器控制系统供电,同时产生VAUXP电压,经开关机电路控制后,为其他电压形成电路或PFC驱动控制电路提供VCC电压。

2.工作原理

副电源电路以厚膜电路VIPER22A(IC101)为核心构成,VIPER22A是开关电源专用厚膜电路,内含振荡器、稳压控制电路、驱动电路、保护电路和大功率MOS开关管。

AC220V从进线抗干扰电路输出后,经过2A熔丝F102和RT101S后进入全桥DB101整流,经C101(450V/82μF)滤波后得到300V左右的直流电压。该电压经T101的6-8绕组加到IC101(VIPER22A)的6-8脚(DRAIN),IC101内部电路开始工作,内部开关管工作于开关状态,其脉冲电流在T101各个绕组产生感应电压,其中10-11绕组感应电压经D102整流、C107滤波后,得到15.5V的工作电压,加到IC101的4脚上,IC101进入工作状态。

T101的二次3-5绕组感应电压经D105整流和C109、L101、C110、C111滤波后得到约5.2V的5VSB电压,该电压一路经R112、可调电阻VR101、R115分压取样后加到精密误差放大器IC103(KA431A)的取样输入端。另一路经R111、光耦合器PC101S(P421)后加到精密误差放大器IC103的输出端。根据5VSB电压的高低调整PC101S内部发光二极管的发光强度。经PC101S隔离后加到IC101的3脚,从而完成5VSB电路的稳压。

T101的二次1-2绕组感应电压经D104、C108整流滤波后得到约14.4V的VAUXS电压,为IC290和VS部分的稳压电路供电。从12-13绕组感应出的脉冲经D103、C106整流滤波后,得到约19V的直流电,

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图1-12 待机5VSB电压形成电路

经IC102(KA7818)稳压后得到18V的VAUXP电压,送到开关机控制电路。

在IC101的5-8脚内部MOS开关管漏极的外部,设有R107、D101、C103组成的尖峰脉冲吸收电路,当MOS开关管截止时,将5-8脚尖峰脉冲吸收削减,防止在MOS开关管截止时较高的反峰电压将MOS开关管击穿。

开关机控制电路:如图1-13所示,待机5VSB电压形成电路产生的VAUXP电压送到Q131、Q132的发射极,开机后,控制系统送来的E电压为高电平,Q155导通,通过光耦合器PC131S一是经D132使Q131导通,输出PFC-VCC电压,为PFC驱动电路IC103供电,PFC-VCC电压还经IC202(KA7815)稳压后,为VS电压形成电路供电;二是经D131使Q134截止,Q135、Q132导通,输出MULTI-VCC和VA-VCC电压,为各个电压形成电路供电。

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图1-13 开关机VCC控制电路

3.识图技巧

待机5VSB电压形成电路在电路板上实物如图1-14所示,在电路板上较小的变压器多为副电源输出变压器,找到副电源输出变压器后,在该变压器热地端一侧即可找到副电源厚膜电路或开关管,为保证厚膜电路或开关管散热良好,在厚膜电路或开关管上装有散热片;变压器二次侧另一侧冷地端顺着二次绕组即可找到副电源二次整流管,整流管附近伴有几只较大的电解滤波电容,输出端设有输出连接器。

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图1-14 待机5VSB电压形成电路实物图

电路板正面的光耦合器跨接在热地和冷地之间,一只是稳压控制电路光耦合器PC101S,一只是开关机控制电路光耦合器PC131S,还有一只是VA电压形成电路稳压光耦合器,在光耦合器PC101S的1-2脚附近是三端误差放大电路IC103;光耦合器PC101S两侧为开关机控制电路晶体管,小功率器件位于电路板的背部,采用贴片器件。

4.易发故障

待机5VSB电压形成电路发生故障时,三无,指示灯不亮,厚膜电路IC101内部MOS开关管易击穿,烧断熔丝。

5.维修提示

判断副电源待机5VSB电压形成电路是否正常,测量二次侧输出端C109~C110两端的+5V电压和一次侧C106两端的VCC电压即可,如果C109~C110两端无5V电压,而C106两端的VCC电压正常,则是+5V整流滤波电路开路;如果C109~C110和C106两端均无电压,则是副电源未工作。

维修时先查T101的1脚是否有300V的B+电压,无B+电压,查市电整流滤波电路;有300V的B+电压,查厚膜电路IC101及其外部电路元器件。如果测量IC101的5-8脚对地电阻很小,同时熔丝烧断,则是IC101内部击穿。更换IC101前,应仔细检查5-8脚外部的尖峰脉冲吸收电路和3脚外部的稳压控制电路元器件是否发生开路、失效、漏电故障,避免再次损坏IC902。

对于具有启动电路和VCC供电的副电源驱动电路,应首先检查启动电路和VCC供电电路是否正常。

副电源二次整流滤波电路的滤波电容容量减小或失效,输出电压降低、纹波增大,造成控制系统工作失常,不能开机或开机后自动关机,整流二极管击穿迫使主电源过电流保护停止工作。更换整流管时,需用低压差、大功率的肖特基二极管,不能用普通整流二极管代换。

1.2.3 PFC电路识图

1.电路作用

在市电整流滤波电路之后,主开关电源之前,等离子彩电开关电源设有PFC电路。等离子彩电中大多采用有源PFC电路,三星V4屏电源板的PFC输出电路如图1-15所示,PFC驱动电路如图1-16所示,由驱动控制电路、激励电路、末级输出MOS开关管、储能电感、PFC整流滤波电路组成。

PFC电路的作用:将供电电压和电流的相位校正为同相位,提高功率因数,减少谐波污染,并将市电整流后的电压提升到370~410V。

2.工作原理

PFC电路以驱动控制电路ML4824IP1(IC103)为核心组成。ML4824IP1是飞兆公司生产的电流型升压式PFC/PWM控制组合集成电路,只需要一个时钟就能控制两级(PFC和PWM)电路,用于PFC驱动输出及VS振荡PWM电路。内含振荡器、误差放大电路、线性补偿电路、PFC脉冲驱动输出电路、PWM驱动脉冲输出电路等,并具有过电流、过电压保护功能。

开机后,待机控制电路输出的PFC-VCC电压,一路通过连接器CN8100的12脚输入到副板上,给PFC驱动控制电路IC103(ML4824IP1)和IC104(KA358)供电,另一路PFC-VCC经R201给继电器RL201S供电,继电器吸合,AC220V经RL201S的常开触点、RT201S送入DB8201、DB8202组成的两组桥式整流电路,整流后向PFC功率输出电路提供约300V供电,PFC电路启动工作。

当IC103的13脚加上VCC供电后,内部基准电压源工作,14脚输出7.5V的基准电压,为振荡电路提供基准电压,内部振荡电路启动,7脚外接电阻和电容振荡,从12脚输出PFC驱动信号,经R123、Q201、Q202射随后加到Q203(20N60C3)、Q204(20N60C3)的栅极,激励两只MOSFET进入开关工作状态。

从DB8201、DB8202输出100Hz的脉动直流电压经L201的7-4一次绕组,经Q203、Q204、过电流检测电阻MPC201、MPC202回到DB8201、DB8202的负输出端。在L201上形成感应电动势,此时7正4负。当Q203、Q204截止后,由于电感两边的电流不能突变,L201的7脚电动势低,4脚高,电流经L201的3-1绕组、D208和D291、D292、C205、C204整流滤波,叠加上DB8201、DB8202整流后的电压后,输出约380V的直流电,为各种电压形成电路供电。

PFC电路的核心部分是一个相位乘法器。未经PFC的100Hz脉动电压一路经R220、R221、R150和

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图1-15 PFC输出电路

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图1-16 PFC和VS驱动电路

R140分压后送入到IC103的4脚,另一路经R.222、R223输入到IC103的2脚。校正后的PFC电压经R135~R138分流取样后送入ML4824IP1的15脚。这三路电压进行相位比较。从12脚输出驱动信号控制Q203、Q204。通过MOSFET的通断来调整L201的储能时间,使电压输入与电流输入同频同相,达到提高功率因数的目的。3脚是零电流检测端,当脉冲VDC在零点附近或后续电路造成过电流时,关闭PFC脉冲输出,避免Q203、Q204过电流损坏。经PFC电路校正后,能有效地减少谐波对交流电网的污染,提高有功功率,减小无功功率消耗。

交流输入电压过低保护:由IC104(KA358)及其1~4脚外部元器件组成,对AC220V市电整流后输出的脉动直流电压进行检测,对IC103的5脚VS软启动电压和IC2003的3脚电压进行控制。AC220V市电由DB8201、DB8202整流输出的脉动直流电,经R220、R221、D112、C122整流滤波后形成VRHS直流电压,该检测电压经R151、R152分压后加到IC104的3脚(正相电压输入端);IC103的14脚输出的参考电压PFC-REF经R149、R150分压后加到IC104的2脚(反相电压输入端)。当AC220V市电电压过低时,输入到IC104的3脚电压低于2脚基准电压,运算后1脚输出低电平,一路使D255导通,将使IC103的5脚VS软启动电压降低,VS电路停止工作;另一路经D206使SD变为低电平将IC203的3脚电压拉低,使IC203停止输出。

PFC输出电压过低保护:由IC104(KA358)及其5~7脚外部元器件组成,对PFC电路输出电压进行检测,对IC103的5脚VS软启动电压进行控制。PFC电压经R135~R138分压后分成两路:一路送到IC103的15脚;另一路经R163限流后送入IC104的5脚(正相电压输入端),IC103的14脚输出的参考电压PFC-REF经R160、R159分压后加到IC104的6脚(反相电压输入端)。当某种原因使PFC输出电压降低时,加到IC104的5脚电压低于6脚电压,经IC104运算后从7脚输出低电平,D121导通,将IC103的5脚电压拉低,IC103关闭VS的PWM信号输出。

3.识图技巧

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图1-17 PFC电路实物图

PFC电路在电路板上实物如图1-17所示,位于市电整流滤波电路之后,主电源之前。其储能电感L201是电源板上体积最大的变压器;大滤波电容C204、C205体积较大;MOS开关管Q201、Q202和PFC整流管由于工作时热量较大,均安装于散热片上,且位于电路板的正面。通过这些信息可快速在电路板上找到PFC电路的相关元器件。

4.易发故障

PFC电路停止工作时,主电源供电降低,带负载能力降低,往往引发过电流保护;易发生开关管Q901、大滤波电容C920击穿故障,烧断熔丝或限流电阻。

5.维修提示

判断PFC电路是否正常,可通过测量输出滤波电容C204、C205两端电压来判断。该电压待机状态由于开机继电器断开,PFC电路无供电,输出电压为0V,正常时开机状态上升到380~390V。如果开机状态仍为300V左右,则是PFC电路未启动。

维修时,先测量PFC电路IC103的13脚PFC-VCC供电是否正常,由于IC103设在CN8100小电路板上,不好测量,可间接测量CN8100的3、12、27脚电压,如果无PFC-VCC供电,先检测副电源VAUXP电压产生电路C105两端有无18V电压,无18V电压,检查副电源D103、C106和T101的12-13绕组及三端稳压器IC102;有18V电压,检查开关机控制电路Q131、PC131S、Q155。

IC103的8脚PFC-VCC供电正常,检测IC103的12脚(CN8100的11脚)有无激励脉冲输出,无激励脉冲输出,查IC103及其外部电路;有激励脉冲输出,查MOS开关管Q203、Q204和整流滤波电路。PFC大滤波电容C204、C205失效也会造成PFC输出电压降低。

1.2.4 VS电压形成电路识图

1.电路作用

VS电压形成电路也称为VS电源,由图1-16所示振荡电路IC103(ML4824IP1)的5、6、8、9、11脚和图1-18所示的脉冲放大驱动电路IC203(IR2109),开关管(MOSFET)Q205、Q206,开关变压器T201,取样误差放大电路IC204,光耦合器PC201S等构成,产生VS(206V)电压,向显示屏电路供电,同时为VSET、VE、VSCON电压形成电路供电。

2.工作原理

IR2109是开关电源专用驱动控制电路,内含两路脉冲放大器,可将输入的单路脉冲信号放大后,输出两路对称的激励脉冲信号,推动末级两只开关管工作于推挽状态。

发出开机指令后,待机控制电路输出的PFC-VCC电压,通过IC202(KA7815)稳压成15V电压给VS形成电路IC203(IR2109)供电;同时,5VSB电压送入逻辑板,逻辑板上所需的5V和3.3V正常建立,逻辑板上的控制系统开始工作,逻辑板输出高电平3.2V反馈信号VS-ON到电源上。此时,由于PNP型晶体管Q207的基极电压比发射极高,Q207截止,其集电极无电压输出,PC202S不工作,PC202S的4脚接图1-16的IC103的5脚,对IC103工作无影响,IC103内部电路通过5脚对C125充电进行软启动,当达8V时,内部的PWM振荡电路开始启动工作,11脚输出PWM信号,经R147、连接器CN8100的1脚加到图1-18中的IC203(IR2109)的2脚,作为IR2109的内部逻辑驱动信号。经IC203放大和处理后,从5脚输出低驱动信号送到Q206(2SK3522)的栅极,从7脚输出高驱动信号到Q205(2SK3522)的栅极,使两只MOSFET交替工作于开关状态,其脉冲电流在开关变压器T201的各个绕组产生感应电压,二次绕组感应电压经D221、D225、D222、D226组成的桥式整流电路后,再经L203、C230、L204、C231滤波后得到约206V的VS电压。

VS电压形成电路的稳压主要由图1-18的取样误差放大电路IC204(KA431)、光耦合器PC201S(P421)组成,产生VS电压误差控制信号,经PC201S的4脚(ADC)、插座CN8100的16脚(VDC),送入图1-16中的IC103的6脚,IC103根据误差控制信号改变11脚输出PWM信号,实现VS电压的稳压控制。

3.识图技巧

VS电压形成电路在电路板上实物如图1-19所示,由于VS电源工作电流大,输出开关变压器体积大,

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图1-18 VS电压形成电路功率输出电路

仅次于PFC电路的储能电感,一次MOS开关管和二次整流管工作时均发热,所以均安装于散热板上,二次侧采用大容量滤波电容,输出端设有输出连接器,输出连接器上标出VS电源输出电压。上述元器件均安装于电路板的正面,比较显眼,可快速对号入座找到VS电源。

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图1-19 VS电压形成电路实物图

电路板正面的光耦合器跨接在热地和冷地之间,是稳压控制电路光耦合器PC201S,在稳压光耦合器PC201S附近的是三端误差放大电路IC204;VS电源驱动电路为小电路板CN8100上的IC103。

4.易发故障

VS电源输出电压高、功率大,故障率较高。发生故障时引起保护电路启动,引发三无故障,但指示灯亮;一次开关管Q205、Q206击穿烧熔丝,二次滤波电容失效,输出电压降低,纹波干扰,严重时保护关机;二次整流二极管击穿迫使VS电源过电流保护停止工作。

5.维修提示

判断VS电源是否正常,测量二次输出端C230、C231两端的+206V电压即可,如果C230、C231两端无206V电压,则是VS电源未工作。

先测量熔丝F201是否烧断,如果F201烧断,说明VS电源存在严重短路故障,多为开关管Q205、Q206击穿;如果F201正常,测量F201两端有无+380V供电。无380V供电,查PFC电路;有380V供电,查CN8100的27、12、3脚的PFC-VCC供电。如果无PFC-VCC供电,查开关机VCC控制电路Q131、PC131S、Q155等。+380V和PFC-VCC供电正常,查IC203(IR2109)的1脚供电,2、3脚有无脉冲输入,无脉冲输入,故障在振荡驱动电路CN8100内部的IC103;有脉冲输入,查IC203和开关管Q205、Q206输出电路。

VS电源二次整流滤波电路的滤波电容容量减小或失效,输出电压降低、纹波增大,严重时引发自动关机,整流二极管击穿迫使主电源过电流保护停止工作。更换整流管时,需用低压差、大功率的肖特基二极管,不能用普通整流二极管代换。

1.2.5 VA和低电压形成电路识图

1.电路作用

VA电压形成电路也称为VA电源,由图1-20所示厚膜电路IC301(IM0880)、开关变压器T301、取样误差放大电路IC302、光耦合器PC301S等构成,产生VA(70V)电压,经连接器CN8005、CN8006向显示屏电路供电,同时经R491//R492、R494//R495分压和ZD491、ZD492稳压后,产生33V的VT电压,向调谐器电路供电。

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图1-2O VA电压形成电路

VG、D3V3低电压形成电路也称为低压电源,如图1-21所示。它由厚膜电路IC401(IM0880)、开关变压器T401、取样误差放大电路IC405、光耦合器PC401S等构成,产生电压,经连接器向显示屏和主电路板供电。

2.工作原理

IM0880是一款小型开关电源厚膜电路,内含一个PWM控制器和大功率MOSFET,PWM控制器设有振荡器、稳压控制电路、驱动输出电路等。

(1)VA电压形成电路启动工作过程

PFC输出的V-PFC(380V)电压经F301、T301的一次绕组加到IC301(IM0880)的1脚,发出开机指令后,待机控制电路输出的PFC-VCC电压,通过R316限流、C302滤波后送到VA形成电路的开关电源膜块IC301的3脚,IC301得电工作,经IC301内部对5脚外接软启动电容C303充电。内部电路开始工作,IC301内部的场效应晶体管工作在开关状态,在开关变压器T301各个绕组产生感应电压。T301的二次9-13绕组产生感应脉冲,经MPC301限流、D303整流以及C305、C306、L301、C307滤波后得到约70V的VA电压,经连接器CN8005、CN8006向显示屏电路供电。

VA电压形成电路的稳压主要由取样误差放大电路IC302(KA431)、光耦合器PC301S(P421)组成,对IC301的4脚电压进行控制,IC301根据误差控制信号驱动脉冲的脉宽,实现对VA电压的稳压控制。

(2)低电压形成电路启动工作过程

PFC电路输出的380V电压经F401、T401的一次绕组加到IC401(IM0880)的1脚,MULTI-VCC经过R402限流后,送到VG形成电路的开关电源膜块IC401的3脚,使IC401得电工作。此时MULTI-VCC经R402、C402滤波后加到IC401的3脚,经IC401内部的软启动电路对C403充电,使内部电路进入工作状态,内部MOSFET进入开关状态,在T401的一、二次侧产生相应的感应电压。

二次感应电压一路经D404整流、C425滤波后得到约17V的电压。经IC402、IC403、C410、C411稳压滤波后得到约15V的VG电压。该电压除了送到插座CN8002的2脚外,一路送到IC471(2576T-ADJ)转换成5V,作为屏上各电路板的信号处理等低压供电;另一路经L462、Q461(FQP50N06)转换成12V,给主板上的伴音功放等供电。

VG电压经C471、C473滤波后,送到IC471的4脚,当5脚的控制电压为低电平时,内部的OSC振荡电路工作,从2脚输出开关脉冲信号,经L472储能、C474滤波后得到5.2V的D5V电压,送到CN8002的1脚和CN8003的1脚等插座引脚,为各板的数字处理提供5V电压。

T401的二次侧的另一路经D403、C402整流滤波后,为三端稳压块IC406提供电压。经IC406、ZD493稳压成20V或22V电压,如采用三星42in S42AX-YD01高清屏,此处输出电压是22V,送到插座CN8002的2脚和IC461(KA3843B)的7脚,为IC461供电。

当电压送到IC461后,其内部的OSC振荡电路起振,产生的方波脉冲驱动信号从6脚输出,经R469送到Q461的栅极,使Q461工作于开关状态,输出电压经L463储能、C462滤波、D461续流后得到12V电压,一路经L465滤波后为伴音电路供电;另一路经L466、C466滤波后为主板模拟信号部分供电。

T401的二次侧第三路经D405、C413、MPC401、L402、C417整流、滤波、限流后,得到D3V3电压,为显示屏逻辑板和主板等供电。

VG等电压形成电路的稳压主要由取样误差放大电路IC405(KA431)、光耦合器PC401S(P421)组成,对IC401的4脚电压进行控制,IC401根据误差控制信号驱动脉冲的脉宽,实现对VG等电压的稳压控制。

3.识图技巧

VA电源和低压电源在电路板上实物如图1-22所示。VA电源和低压电源的输出功率仅次于VS电源,输出开关变压器体积大,一次厚膜电路IM0880(IC301、IC401)和二次整流管工作时均发热,所以均安装于散热板上,输出端设有输出连接器,输出连接器上标出VA电源和低压电源的输出电压。上述元器件

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图1-21 低电压形成电路

均安装于电路板的正面,比较显眼,可快速对号入座找到主电源。

电路板正面的光耦合器跨接在热地和冷地之间,在VA电源中的是稳压控制电路光耦合器PC301S,在稳压光耦合器PC301S附近的是三端误差放大电路IC302;在低压电源中的是稳压控制电路光耦合器PC401S,在稳压光耦合器PC401S的是三端误差放大电路IC405。

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图1-22 VA电源和低压电源实物图

4.易发故障

VA电源和低压电源发生故障时引起保护电路启动,引发三无故障,但指示灯亮;一次厚膜电路IC301、IC401击穿烧熔丝,二次滤波电容失效,输出电压降低,纹波干扰,严重时保护关机;二次整流二极管击穿迫使VA电源和低压电源过电流保护停止工作。

5.维修提示

判断VA电源是否正常,测量二次侧输出端C305~C307两端的+70V电压即可,如果无70V电压,则是VA电源未工作。

VA电源无电压输出,先测量熔丝F301是否烧断,如果F301烧断,说明VA电源存在严重短路故障,多为开关管厚膜电路IC301击穿;如果F301正常,测量F301两端有无380V供电。无380V供电,检查PFC电路;有380V供电,查IC301的3脚VA-VCC供电。如果无VA-VCC供电,查开关机VCC控制电路Q132、PC131S、Q155等。380V和VA-VCC供电正常,多为以厚膜电路IC301为核心的输出电路故障。

VA电源二次整流滤波电路的滤波电容容量减小或失效,输出电压降低、纹波增大,严重时引发自动关机,整流二极管击穿迫使主电源过电流保护停止工作。更换整流管时,需用低压差、大功率的肖特基二极管,不能用普通整流二极管代换。

判断低压电源是否正常,测量二次侧三端稳压器IC402、IC403、IC406的3脚输出的15V、20V和滤波电容C431两端的3.3V电压即可,如果全部无电压,则是低压电源未工作;如果仅是某个电压无输出或不正常,则是该支路的整流滤波电路或三端稳压器发生故障。

低压电源无电压输出,先测量熔丝F401是否烧断,如果F401烧断,说明低压电源存在严重短路故障,多为开关管厚膜电路IC401击穿;如果F401正常,测量F301两端有无380V供电。无380V供电,检查PFC电路;有380V供电,查IC401的3脚MULTI-VCC供电。如果无MULTI-VCC供电,查开关机VCC控制电路Q132、PC131S、Q155等。380V和MULTI-VCC供电正常,多为以厚膜电路IC401为核心的输出电路故障。

低压电源二次整流滤波电路的滤波电容容量减小或失效,输出电压降低、纹波增大,严重时引发自动关机,整流二极管击穿迫使主电源过电流保护停止工作。更换整流管时,需用低压差、大功率的肖特基二极管,不能用普通整流二极管代换。

1.2.6 VE、VSCON、VSET电压形成电路

1.电路作用

VE、VSCON、VSET电压形成电路如图1-23所示,由三个相同的形成电路组成:其厚膜电路IC501(KA5L0365R)和开关变压器T501组成VSET电压形成电路,输出180V电压;厚膜电路IC531(KA5L0365R)和开关变压器T531组成VE电压形成电路,输出110V电压;厚膜电路IC561(KA5L0365R)和开关变压器T561组成VSCON电压形成电路,输出-185V电压。VE、VSCON、VSET输出电压均为等离子屏组件供电。

2.工作原理

KA5L0365R是一款小型开关电源厚膜电路,内含一个PWM控制器和大功率MOSFET,PWM控制器设有振荡器、稳压控制电路、驱动输出电路等。

VSET电压由T501和IC501组成的电路产生。VS的206V电压一路通过T501的5-3绕组加到IC501的2脚,即KA5L0365R内部MOSFET的漏极。另一路通过R501降压、ZD505稳压后加到IC501的3脚,对电容C501充电,作为IC501的内部电路工作的启动电压,当C501的两端电压充至13V左右时,经内部稳压成5V后,OSC电路开始工作,驱动内部MOSFET工作于开关状态,在开关变压器T501的各个绕组产生感应脉冲电压。

T501的反馈1-2绕组产生的感应脉冲经D502、C501整流滤波后,与R501限流后的电压一起,送到IC501的3脚,替换下启动电路,为IC501提供稳定的工作电压。T501的二次9-10绕组感应脉冲电压经D503、C503整流滤波后,得到约198V的VSET电压。

VSET稳压电路由取样误差放大电路IC502(KA431)、光耦合器PC501组成,对IC501的4脚电压进行控制。VSET电压经R506~R508、VR501分压后,加到IC502的控制脚,通过IC502、PC501,将误差信号由IC501的4脚送入控制振荡器输出驱动信号,实现对VSET电压的稳定控制。

VSCON电压形成电路和VE及VSET电压形成电路相同,只是元器件编号不同,输出电压不同,工作原理、保护电路则完全相同,在此就不多分析说明。

3.识图技巧

VE、VSCON、VSET电压形成电路在电路板上实物如图1-24所示,由于VE、VSCON、VSET电源的输出电流和输出功率小,所以三个开关电源的输出变压器体积均很小,且三个变压器体积差不多,在电路板上找到这三个开关变压器,就找到了VE、VSCON、VSET电压形成电路。变压器的一次侧为厚膜电路,二次侧为整流滤波电路,输出端与输出连接器相连接,在输出连接器旁标注其输出电压。

在三个电压形成电路中,电路板正面的光耦合器跨接在热地和冷地之间,是相关电源的稳压控制电路光耦合器,稳压光耦合器1-2脚发光二极管相连接的是三端误差放大电路,稳压光耦合器3-4脚光敏晶体管的4脚与厚膜电路的4脚相连接。

4.易发故障

VE、VSCON、VSET电源发生故障时引起保护电路启动,引发三无故障,但指示灯亮;一次厚膜电路IC501、IC531、IC561击穿烧熔丝,二次滤波电容失效,输出电压降低,纹波干扰,严重时保护关机;二次整流二极管击穿迫使过电流保护停止工作。

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图1-23 VE、VSCON、VSET电压形成电路

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图1-24 VE、VSCON、VSET电压形成电路实物图

5.维修提示

判断VE、VSCON、VSET电源是否正常,测量二次侧输出端C505、C535、C565两端的+180V、110V、-185V电压即可,如果某路无电压输出,则是该电源未工作。

VE、VSCON、VSET电源无电压输出,先测量熔丝F501是否烧断,如果F501烧断,说明电源存在严重短路故障,多为开关管厚膜电路IC501、IC531、IC561之一击穿;如果F501正常,测量F501两端有无206V供电。无206V供电,检查VS电压形成电路;有206V供电,查IC501、IC531、IC561的3脚启动供电。如果无启动供电,检查相关的启动电阻R501、R531、R561是否开路。如果206V和启动电压正常,该电源仍不工作,多为厚膜电路发生故障。

VE、VSCON、VSET电源二次整流滤波电路的滤波电容容量减小或失效,输出电压降低、纹波增大,严重时引发自动关机,整流二极管击穿迫使主电源过电流保护停止工作。更换整流管时,需用低压差、大功率的肖特基二极管,不能用普通整流二极管代换。

1.2.7 保护电路识图

1.电路作用

在开关电源二次输出电路,很多电源板依托待机控制电路,设有过电流、过电压或过热保护电路,保护电路启动时,迫使待机控制电路动作,由开机状态变为待机状态,进入待机保护状态。

电源二次保护执行电路往往由晶闸管或模拟晶闸管担任,保护检测电路采用运算放大器对采样的电压和电流进行比较运算,产生保护触发电压,触发晶闸管导通,迫使待机控制电路动作,进入待机状态,达到保护的目的。

2.工作原理

(1)AC电压输入过低保护电路

AC电压输入过低保护电路如图1-25下部所示,对AC220V电压进行检测,对待机5VSB副电源稳压电路和待机控制电路进行控制。

AC220V先经D151整流,再由R151~R155降压后,一路经R156、D152接Q152集电极,另一路经

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图1-25 保护电路原理图

稳压管ZD152稳压后接Q151基极。R151~R155和ZD152组成了对AC供电检测电路。当AC220V输入正常时,经上述整流滤波和分压后,加到ZD152的电压高于其稳压值,ZD152被击穿导通,Q151导通,Q152截止,光耦合器PC151S(P421)的1脚为高电平,内部发光二极管发光,PC151S内部光敏晶体管导通,使Q153、Q154截止,其中Q154的截止使AC.DET处为高电平,使待机控制电路Q155的基极电压为高电平,处于开机状态;Q153的截止使STB-REF为低电平,对IC103误差检测端不产生影响,整个电源工作正常。

当AC220V输入电压低于设计保护值时,经上述整流滤波和分压后加到ZD152的电压低于其稳压值,ZD152截止,Q151截止,Q152导通,PC151S内的发光二极管不发光,PC151S内部光敏晶体管截止,使Q153、Q154导通,Q153的导通,使5VSB电压通过Q153送入IC103误差取样端,使5VSB电压下降;同时,Q154导通,使AC.DET电压为低电平,待机控制电路启动,切断了PFE和各路电压形成电路的供电,整机停止工作。

(2)模拟晶闸管保护电路

该开关电源板依托待机控制电路,设置了以模拟晶闸管为核心的保护电路,如图1-25上部所示。

PNP型晶体管Q712和NPN型晶体管Q713组成模拟晶闸管电路,Q713的基极外接多路过电压检测电路,Q712的基极外接过热检测电路,Q712的发射极与待机控制电路Q714的基极相连接。当过电压检测电路检测到故障时,向Q713的基极送入高电平触发电压,当过热检测电路检测到故障时,向Q712的基极送入低电平触发电压,模拟晶闸管Q713、Q712被触发导通,通过R817将待机控制电路Q714基极开机状态的高电平拉低短路,Q714由开机状态的导通变为截止,与待机控制相同,Q131、Q132均截止,切断PFC和各路电压形成电路的PFC-VCC、VA-VCC等供电,进入待机保护状态。

桥堆过热保护:桥堆工作过热保护由热敏电阻RT711、晶体管Q711、光耦合器PC711S和模拟晶闸管Q712、Q713组成。当某种原因使桥堆DB201、DB202异常发热时,RT711的阻值变大,经R711、RT711分压后的电压上升,Q711导通,PC711S的2脚变为低电平,内部光敏晶体管导通,向Q712的基极送入低电平触发电压,Q712和Q713组成的模拟晶闸管导通,Q712的导通将Q714的基极电压拉低为低电平,待机控制电路动作,切断PFC和各路电压形成电路的PFC-VCC、VA-VCC等供电,进入待机保护状态。

多种过电压保护:Q713的基极外接多路稳压二极管和隔离二极管组成的过电压检测电路,当开关电源各路输出电压正常时,低于过电压检测的稳压二极管稳压值,过电压检测电路截止,对Q713的基极电压不产生影响,电视机正常工作;当开关电源各路电压形成电路发生过电压故障,输出电压升高时,将相应的过电压检测电路稳压二极管击穿,通过隔离二极管向Q713的基极送入高电平触发电压,Q712和Q713组成的模拟晶闸管导通,Q712将Q714的基极电压拉低为低电平,待机控制电路动作,切断PFC和各路电压形成电路的PFC-VCC、VA-VCC等供电,进入待机保护状态。

3.识图技巧

保护电路大量采用贴片元器件,多位于电路板的背面,可顺着开关机控制电路光耦合器的1-2脚外部电路进行查找,也可根据模拟晶闸管的编号,直接查找保护执行电路,再顺着保护执行电路的输入端,查找保护取样检测电路。

4.易发故障

保护电路引发的故障主要是不开机或开机后自动关机。其故障原因:一是电源板发生过电压、过电流故障;二是保护电路取样电路的过电流取样电阻阻值变大或取样电路的稳压管漏电等元器件参数改变,引发保护电路误启动。

5.维修提示

维修时,可采用测量关键点电压,判断是否保护;解除保护,观察故障现象的方法,判断故障部位。

1)测量关键点电压,判断是否保护:在开机的瞬间,测量模拟晶闸管保护电路的Q713的基极电压,该电压正常时为低电平0V。如果开机时或发生故障时,Q713的基极电压变为高电平0.7V以上,则是以模拟晶闸管为核心的保护电路启动。

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图1-26 三星V4型等离子屏电源板输入输出电压流程图

由于Q713的基极外接过电压、过电流和过热多种保护检测电路,为了确定是哪路检测电路引起的保护,可通过测量各路保护检测电路的隔离二极管D711~D717的正极电压,判断是哪路检测电路引起的保护,再对相关的电压形成电路进行检修。

各路保护检测电路的隔离二极管D711~D717的正极电压正常时为低电平,如果发生自动关机和保护故障时,哪个二极管的正极电压变为高电平,则是该支路的保护检测电路引起的保护。如果隔离二极管D711~D717的正极电压均为低电平,则是O.C保护检测支路或桥堆过热保护电路引起的保护。

2)解除保护,观察故障现象:确定保护之后,可采解除保护的方法,开机测量开关电源输出电压和负载电流,观察故障现象,确定故障部位。为了防止开关电源输出电压过高,引起负载电路损坏,建议先接假负载测量开关电源的输出电压,在输出电压正常时,再连接负载电路。

全部解除保护:将Q713的基极对地短路,也可将Q712与待机控制电路之间的R717拆除,解除保护,开机观察故障现象。

二分之一分割法:由于Q713外接过电压保护电路,Q712的基极外接过电流和过热两种保护电路。可断开Q713基极的R714,将过电压保护检测电路断开。如果断开仍然保护,则是Q712基极外接的过电流、过热保护电路引起的保护。

逐路解除保护:对于过电压保护电路,逐个断开取样电路D711~D717。对于过电流保护电路,VS电压形成过电流保护电路断开与保护执行电路之间的隔离二极管D223;VA电压形成过电流保护电路断开与保护执行电路之间的隔离二极管D305;D3V3电压形成过电流保护电路断开与保护执行电路之间的隔离二极管D407;VSCON电压形成负压过高保护电路断开与保护执行电路之间的隔离二极管D565;过热保护电路断开光耦合器PC711S的4脚。每解除一路保护检测电路的隔离二极管,进行一次开机实验,如果断开哪路保护检测电路的隔离二极管后,开机不再保护,则是该保护检测电路引起的保护。

等离子彩电电源板电路是等离子彩电中故障率最高的部分,电源板电路出现故障后,会导致各种故障现象,最常见的现象就是不开机、三无、整机无反应、电源指示灯不亮,此外,还会引起死机、开机后关机保护等现象。

维修电源板首先要对电源板有一个全面的了解,根据电源板实物进行电路组成分析,对电源板的组成做到心中有数。有条件的最好准备好所修等离子彩电电源板的电路图、维修资料,掌握修电源板的输入输出电压走向,输出电压正确数据。图1-26是三星V4型等离子屏电源板输入输出电压流程图,为快速、准确地判断故障范围,打下基础。下面根据维修实际,详细介绍等离子彩电电源板的启动方法与维修技法。