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等离子彩电电源板电路分析

2017-03-20 18:48分类:电子技术 阅读:

 

    虽然等离子彩电电源板基本电路一样,但具体到各个机型,其电源电路又有较大的不同,下面对几种典型等离子彩电的电源板电路进行分析。
    9.2.1  康佳等离子4218彩电电源板电路分析
    康佳等离子4218彩电(采用三星V3等离子显示屏)电源电路主要由大小两块电源板组成。其中,大电源板输出的电压主要为等离子显示屏的X维持电路、Y扫描电路、寻址电路、逻辑控制电路供电,小电源板输出的电压主要为整机模拟板和数字板电路供电。电源电路供电走向图如图9-4所示。
    大电源板输出的VS (175V)、VSET (165V)、VSCAN(-70V)、VCC (15V)、D5VL(5V)电压经排插CN8003送到Y-MAIN扫描板电路,输出的D5VL (5V)、VCC (15V)、VE (165V)、VS (175V)电压经排插CN4001送到X-MAIN维持板电路,输出的VA (70V)电压经排插CN8006送到寻址板(数据缓冲板)电路,输出的VS-ON (2.5V)、D5VL (5V)、D3V3 (3.3V)电压经CN8008送到逻辑控制板电路,输出的PFC (380V)、-90V、-70V电压经排插CN8009送到小电源板,输出的3.5V、SV电压经排插CN8004送到小电源板,输出的5V电压经排插CN8007送到小电源板。
    小电源板输出的VT (33V)、12V、A12V (12V)、6V (6V)电压经排插CN9003送到模拟板电路,小电源板输出的5V、12V、3.3V、6V经排插CN9004送到数字板电路。
    从以上可以看出,该机电源电路十分复杂,其实,该机电源由3部分电路组成,即待机电源电路IC8003、PFC电路HIC8001和几个开关电源电路(IC9002开关电源、IC8023开关电源、HIC8003开关电源、IC8012开关电源、IC8019开关电源、IC8027开关电源),如图9-5所示。
    1.待机电源电路
    待机电源电路以IC8003 (TOP223PN)为核心构成,主要是用来产生VSB (5V)电压,为MCU电路(数字板主控芯片)供电,并为电源板电源控制芯片提供启动电压,有关电路如图9-6所示。
    电源控制芯片TOP223PN内含振荡器、比较器、逻辑电路、高反压MOSFET功率开关管及保护电路等电路,其内部电路框图和封装形式如图9-7所示,引脚功能和电压数据如表9-1所示。
 
    C8004、L8002、C8003、C8008、C8006等组成的交流抗干扰电路,滤除市电中的高频干扰信号,同时保证开关电源产生的高频信号不窜入电网。电路中,SA8001为压敏电阻,即口在电源电压高于250V时,压敏电阻SA8001击穿短路,保险管FU8001熔断,这样可避免电网电压波动造成开关电源损坏,从而保护后级电路。
    经交流抗干扰电路滤波后的交流电压送到由VD8007、C8017组成的整流滤波电路。220V市电电压经VD8007、C8017整流滤波后,形成300V左右的直流电压。
    (2)启动与振荡电路
    C8017两端的300V直流电压经开关变压器T8001一次绕组(1-2绕组)加到IC8003( TOP223PN)的⑤脚(内接开关管漏极和启动电路),一方面为内部开关管漏极供电,另一方面使IC8003内部启动电路工作,于是,IC8003内部的振荡电路开始振荡,向内部开关管栅极提供一个振荡推动信号,使开关管在这个开关脉冲驱动下处于开关状态,开关管导通时,开关变压器T8001的各级处于储能状态。IC8003内的开关管关断时,T8001的二次侧各绕组通过各自的整流二极管和滤波电容释放能量,给后级各负载供电。
    (3)稳压控制电路
    开关电源的稳压控制过程如下:当因某种原因引起VSB电压升高时→经R8055、RP8002分压后,使IC8006 (KIA43IA)的R端(控制端)取样电压上升→IC8006的K端(阴极)电压降低→光电耦合器IC8004内发光二极管发光增强→IC8004内光敏三极管的ce极内阻减小→IC8003的④脚控制极电压升高→经IC8003内部控制后,使开关管的导通时间缩短一开关变压器T8001的储能减小→T8001二次绕组输出电压降低。当输出电压低于规定值时,稳压过程与此相反,最终使各二次侧的输出电压保持稳定。
    (4)输出电路
    T8001的7-8绕组感应电压经VD8014整流、C8018滤波,产生VSB电压(5V),为MCU等电路供电。VSB电压还经过VD8015形成F/B-VCC电压,提供给各电路光电耦合器,为其一次电路供电。
    T8001的5-6绕组感应电压经VD8006整流、C8016滤波,得到直流电压送到VT8012发射极,从VT8012集电极输出,分为两路。一路经IC8009 (JRC7815A)稳压得到15V的直流电压,到HIC8001的⑧、⑩脚,为其提供工作电源。另一路送到VT8010发射极,从VT8010的集电极又分为两路输出:一路作为DC-VCC电源,提供给IC8001 (PC817)、IC8018 (PC817)等;另一路送到VT8011的发射极,从VT8011集电极输出,作为VCC-S电压输出,送给IC8023 (KAIM0880B)③脚、HIC8003的⑥脚,为这些集成电路提供工作电源。
    2.PFC电路
    PFC电路以HIC8001为核心构成,有关电路如图9-8所示。
    (1)交流去干扰和整流滤波电路
    参考图9-6所示电路。打开电源开关后,220V左右的交流电压经交流抗干扰电路后,送到由VD8003、C8011组成的整流滤波电路。220V市电电压先经VD8003、C8011整流滤波后,形成一直流电压,加到PFC电路。
 
    在开机时,继电器RLY8001内开关接通(由数字板输出的RELAY信号控制),RLY8002内开关断开(由HIC8001的①脚输出的Relay-ON信号控制),这样,限流电阻R8009、R8010被接入电路,可以在开机瞬间提高电源内阻,防止滤波电容的充电电压过大引起整流电路损坏。电源启动后,继电器RLY8001内开关仍然接通(只有当彩电处于待机状态时RLY8001内开关才断开),而继电器RLY8002内的开关此时也接通,R8009、R8010被短路,以减小R8009、R8010的功率损耗。
    (2) PFC电路
    由VD8003整流、C8011滤波后的直流电压,经R8037、R8038、R8039和R8044、R8045送到HIC8001的⑩、⑩脚内部乘法器,在HIC8001内部乘法器中,经逻辑处理、推挽放大后,从HIC8001的⑩脚输出的开关脉冲,经VT8003缓冲放大后,从VT8003的发射极输出,再分别加到VT8001、VT8002的栅极,驱动VT8001、VT8002工作在开关状态(开关频率在几十千赫到lOOkHz)。
    当VT8001、VT8002饱和导通时,由VD8003整流后的电压经电感L8001、VT8001、VT8002的D-S极、R8021、R8026到地,形成回路。当VT8001、VT8002截止时,由VD8003整流输出的电压经电感L8001、VD8002、C8012//C8013到地,对C8012//C8013充电,同时,流过L8001的电流呈减小趋势,电感两端必然产生左负右正的感应电压,这一感应电压与VD8003整流后的直流分量叠加,在滤波电容C8012//C8013正端形成380V左右的PFC直流电压,不但提高了电源利用电网的效率,而且使得流过L8001的电流波形和输入电压的波形趋于一致,从而达到提高功率因数的目的。
    HIC8001的⑥脚为PFC部分开关管源极电流检测端。VT8001、VT8002漏极电流从源极输出,经R8021、R8026接地,在R8021、R8026上形成与VT8001、VT8002源极电流成正比的检测电压。该电压经R8152反馈到HIC8001的⑥脚内部,内部电流检测电路及逻辑处理电路自动调整HIC8001的⑩脚输出脉冲的大小,从而自动调整VT8001、VT8002源极电流。
    HIC8001的⑩脚、⑥脚、⑩脚为PFC电路过压保护输入端。滤波电容C8012//C8013正端380V电压经分压电阻分压后,分别加到HIC8001的⑩脚、⑩脚、⑩脚,当C8012//C8013两端的电压过高时,经HIC8001检测后,输出控制信号到PFC逻辑控制电路,自动调整HIC8001的⑩脚输出的开关脉冲,使PFC电压恢复到正常范围。
    3.IC8023( KAIM0880B)开关电源电路-VA电压产生电路
    由开关电源控制芯片IC8023 (KAIM0880B)构成的开关电源主要用来产生VA电压,另外,还输出VCC (15V)、D5VL、D3.3V电压,有关电路如图9-9所示。
    KAIM0880B是内含开关管的开关电源控制芯片,内部集成有振荡器,不需要外接振荡元器件就可以工作,振荡频率为67kHz。此外,该电路内部还具有过压、过热保护以及电源自动复位等电路。KAIM0880B内部电路框图如图9-10所示,引脚功能和电压数据如表9-2所示。
 
    (1)启动和振荡电路
    PFC电路送来的380V左右的电压经开关变压器T8005的16-11 -次绕组,加到IC8023(KAIM0880B)①脚,送到开关管漏极,同时由VT8011集电极输出的VCC_S电压送到IC8023的③脚,使IC8023内的振荡电路开始工作,由振荡电路产生激励脉冲,使开关管工作在开关状态。
    开关管导通时,开关变压器T8005的各级处于储能状态。IC8023内的开关管关断时,T8005的二次侧各绕组通过各自的整流二极管和滤波电容释放能量,给后级各负载供电。
    开机瞬间,开关电源由于稳压电路还没有完全进入工作状态,开关管将处于失控状态,极易因关断损耗大或过激励而损坏。为此,该开关电源设有软启动电路,工作过程是:电源启动时,IC8023的⑤脚(软启动设定端)流出的电流给C8066充电,当达到软启动的门槛电压时,电源才启动。
    (2)稳压控制电路
    当市电升高或负载变轻引起开关电源产生的VA电压升高→C8060两端的电压升高一经R8134、R8138、RP8007分压后,使加到IC8029 (KIA431A)的R端的电压升高一IC8029的K端电压下降→光电耦合器IC8025 (PC817)内发光二极管亮度加强→其光敏三极管电流增大→IC8023的④脚电位下降→使IC8023内的开关管的导通时间缩短→输出端电压下降。当输出端电压下降时,稳压控制过程相反。
    电路中,RP8007是可调电阻。调整RP8007阻值的大小,可在一定范围内改变输出端电压的高低。
    (3)输出电路
    T8005二次侧2-4绕组感应脉动电压,经VD8040整流和C8059、C8060滤波,得到65~80V的VA电压。
    T8005二次侧6-7绕组感应到的脉动电压,经VD8042整流、C8063滤波,分为3路输出:第一路经三端稳压器IC8022 (KA78R15)稳压、C8064滤波,得到稳定的VCC (15V)电压;第二路经开关型DC/DC变换器IC8024 (LM2576T-ADJ)稳压,从IC8024的②脚输出稳定的D3V3 (3.3V)电压,RP8006为可调电阻,调整RP8006,可对D3V3电压进行调整;第三路经开关型DC/DC变换器IC8026 (LM2576T-ADJ)稳压,从其②脚输出稳定D5VL(5V)电压,RP8009为可调电阻,调整RP8009,可对D5VL电压进行调整。
    4.HIC8003开关电源电路-VS电压产生电路
    由开关电源控制芯片HIC8003构成的开关电源主要用来产生VS电压,有关电路如图9-11所示。
    (l)启动、振荡与半桥驱动电路
    当电路开始正常工作时,VCC_S电压输入到HIC8003的⑥脚,为其提供工作电源,HIC8003得到工作电源后,从⑧脚输出VCC O电压,经IC8015(JRC7815A)稳压得到15V直流电压,送到HIC8003的⑦脚,为HIC8003的驱动电路提供工作电压。
    HIC8003在⑥、⑦脚得到工作电压后,内部电路开始振荡,从⑩脚、⑩脚输出驱动脉冲,分别经VT8019、VT8020和VT8021、VT8022缓冲后,加到半桥驱动电路。
    半桥驱动电路由开关管VT8016和VT8018组成,工作时,在驱动脉冲的作用下,开关管VT8016、VT8018交替导通与截止。也就是说,在开关管VT8016截止时,开关管VT8018导通,同样,在开关管VT8016导通时,开关管VT8018截止,因此,无论哪个开关管导通还是截止,开关变压器二次侧总是持续地输出电压。
    电路中,HIC8003的④脚是VS电压开通/关闭控制脚,来自等离子彩电的逻辑控制电路板,当工作时,VS ON为高电平,控制VT8023导通,光电耦合器IC8017 (PC817)内的发光二极管发光,其光敏三极管饱和,将HIC8003的④脚拉为低电平,HIC8003正常工作。
    (2)稳压控制电路
    当市电升高或负载变轻引起开关电源产生的VS电压升高时一C8032//C8033两端的电压升高一经R8106、R8107、R8110、RP8004分压后,使加到IC8016 (KIA431A)的R端的电压升高一IC8016的K端电压下降一光电耦合器IC8014 (PC817)内发光二极管亮度加强一其光敏三极管电流增大一HIC8003的③脚电位下降一使HIC8003的⑩脚、⑩脚输出的高电平时间缩短一开关管VT8016、VT8018导通时间缩短一输出端电压下降。当输出端电压下降时,稳压控制过程相反。
    电路中,RP8004是可调电阻。调整RP8004阻值的大小,可在一定范围内改变VS输出端电压的高低。
    (3)输出电路
    开关变压器T8002的5-2绕组上产生脉动电压,经VD8021、VD8022、VD8029、VD8030组成的全桥整流电路,C8032和C8033滤波,最后得到175V左右的VS电压。
    5.IC8012( KA5M0380R)开关电源电路-VSET电压产生电路
    由开关电源控制芯片IC8012 (KA5M0380R)构成的开关电源主要用来产生VSET电压,如图9-12所示。
    KA5M0380R是内含开关管的开关电源控制芯片,内部集成有振荡器,不需要外接振荡元器件就可以工作,振荡频率为67kHz。此外,该电路内部还具有过压、过热保护以及电源自动复位等电路,其内部电路框图如图9-13所示,引脚功能和电压数据如表9-3所示。
    (1)启动和振荡电路
    VS电压送来的约175V经开关变压器T8003的5-3 -次级绕组,加到IC8012( KA5M0380R)②脚,送到开关管漏极,同时,VS电压经R8094降压后,送到IC8012的③脚,使IC8012内的振荡电路开始工作,由振荡电路产生激励脉冲,使开关管工作在开关状态。
    开关管导通时,开关变压器T8003的各级处于储能状态。IC8012内的开关管关断时,T8003的二次侧各绕组通过各自的整流二极管和滤波电容释放能量,给后级各负载供电。
    (2)稳压控制电路
    当市电升高或负载变轻引起开关电源产生的VSET电压升高时→C8034两端的电压升高→经R8098、R8099、R8102、RP8003分压后,使加到IC8013 (KIA431A)的R端的电压升高→IC8013的K端电压下降→光电耦合器IC8011 (PC817)内发光二极管亮度加强→其光敏三极管电流增大→IC8012的④脚电位下降→使IC8012内的开关管的导通时间缩短→输出端压,有关电路如图9-12所示,其工作原理不再具体分析。
    7.IC8027( KAIM0680)开关电源电路- VE电压产生电路
    由开关电源控制芯片IC8027 (KAIM0680R)构成的开关电源主要用来产生VE电压,有关电路如图9-12所示,其工作原理不再具体分析。
    8.保护电路
    保护电路以HIC8002为核心构成,HIC8002可对输入的VS、VE、VSET、VA、VCC、D5VL、D3V3、IV_l、IV_2、IV_3、IV_4、D5VL等电压进行检测,有关电路如图9-14所示。
    当HIC8002检测到某路输入电压出现异常时,HIC8002从④脚输出高电平,经VD8020触发晶闸管VT8017导通,光电耦合器IC8010 (PC817)内的发光二极管发光,其光敏接收管导通,将VT8006基极拉为低电平,VT8006截止,继电器RLY8001的线圈供电回路中断(供电回路为:VSB电压→RLY8001线圈→VT8006的ce结);RLY8001内的开关断开,电源电路(除IC8003开关电源)停止工作。
    9.IC9002( KAIM0680R)开关电源电路一安装在小电源板上
    以上介绍的各电源电路均安装在大电源板上,而IC9002 (KAIM0680R)开关电源电路则安装在小电源板上,有关电路如图9-15所示。该开关电源可产生多路工作电压,主要为等离子彩电的模拟板电路和数字板电路供电。
    KAIM0680R引脚功能与前面介绍的KAIM0880B相同,二者的主要区别是:工作参数(如最大功率、工作电源)有所区别。
    (1)启动和振荡电路
    PFC电路送来的380V左右的电压经开关变压器T9001的1-2 -次绕组,加到IC9002( KAIM0680R)①脚,送到开关管漏极,同时DC-VCC电压送到IC9002的③脚,使IC9002内的振荡电路开始工作,由振荡电路产生激励脉冲,使开关管工作在开关状态。
    开关管导通时,开关变压器T9001的各级处于储能状态。IC9002内的开关管关断时,T9001的二次侧各绕组通过各自的整流二极管和滤波电容释放能量,给后级各负载供电。
    (2)稳压控制电路
    当市电升高或负载变轻引起开关电源产生的12V电压升高时→C9001两端的电压升高→经R9019、R9003、RP9002分压后,使加到IC9007 (KIA431A)的R端的电压升高→IC9007的K端电压下降→光电耦合器IC9004内发光二极管亮度加强一其光敏三极管电流增大→IC9002的④脚电位下降→使IC9002内的开关管的导通时间缩短→输出端电压下降。当输出端电压下降时,稳压控制过程相反。
    电路中,RP9002是可调电阻。调整RP9002阻值的大小,可在一定范围内改变输出端电压的高低。
    (3)输出电路
    T9001的二次侧3-4绕组感应脉动电压,经VD9005整流和C9022滤波,得到33V的VT电压。
    T9001的二次侧5-6绕组感应脉动电压,经VD9001整流、C9001滤波,得到12V电压。12V电压经稳压器IC9005稳压后,得到A6V、D6VS、D6V电压。12V电压经稳压器IC9006稳压后,得到D3V3、D3V3S电压。
    9.2.2 TCL等离子42U2彩电电源板电路分析
    TCL等离子42U2彩电电源板电路主要由待机电源电路、PFC电路和几个开关电源、DC/DC变换器组成,其组成框图如图9-16所示。
    电源电路担负着等离子彩电所有电路和显示屏的供电,电源输出的电压既有高电压,又有低电压,其中,低电平主要为小信号处理电路供电,高电压主要包括寻址电压VD(一般为55~65V)和维持电压VS(一般为165~185V),高电压直接送入驱动电路板,为其提供行列驱动电源。电源电路输出电压、电流参数情况如表9-4所示。
    1.待机电源电路
    待机电源电路以IC201 (NCP1200)为核心构成,主要用来产生+5VSB和+15VSB电压,该电源的特点是,只要接通电源开关,该电源即有SVSB电压输出(+15VSB电压受+ 15VSB-ON信号控制),为MCU等电路供电。待机电源电路如图9-17所示。
    NCP1200是美国安森美半导体公司推出的电源控制芯片,内含HV高压电流源、时钟发生器、逻辑电路、比较器、欠压保护、过载保护等电路,其内部电路框图如图9-18所示,引脚功能如表9-5所示。
    (1)交流抗干扰和整流滤波电路
    交流抗干扰电路如图9-19所示。
    打开电源开关后,220V左右的交流电压先经保险管FUlOI,然后进入由ZV1、R101、R102、C106、C107、L101、L102、C101、LF102、C104、CI05等组成的交流抗干扰电路,滤除市电电压中的高频干扰信号,同时保证开关电源产生的高频信号不窜入电网。
    市电电压经交流抗干扰电路后分成两路,一路经继电器RLY301、RLY302(或限流电阻R301、R302、R303),以及C108、C103、LF103、C102等组成的抗干扰电路再次滤波后,去PFC电路;另一路去待机电源电路。
    电路中,ZV1为压敏电阻,即在电源电压高于250V时,压敏电阻ZV1击穿短路,保险管FUl01熔断,这样可避免电网电压波动造成开关电源损坏,从而保护后级电路。
    (2)启动和振荡电路
    来自交流抗干扰电路的市电电压经保险管FU201,负温度系数热敏电阻TH201限流后,送到整流滤波电路,经VD201整流、C201滤波后,在C201两端形成300V左右的直流电压,一方面经开关变压器T201的一次绕组(1-2绕组)加到开关管VT201的漏极,另一方面经电阻R202降压后加到NCP1200的⑧脚,芯片内部电流源向NCP1200的⑥脚外接电容器C204充电,当电压VCC达到9.8V以上时,NCP1200开始工作,从⑤脚输出开关脉冲,加到大功率MOS开关管VT201的栅极,使VT201工作在开关状态。
    开关管VT201导通时,开关变压器T201的各级处于储能状态。开关管VT201关断时,T201的二次侧各绕组通过各自的整流二极管和滤波电容释放能量,给后级各负载供电。
    (3)稳压控制电路
    稳压控制电路工作过程如下:当由于某种原因引起开关电源输出的5VSb电压升高时,经R214、R215分压后,使误差放大器IC207 (TL431)的R极电压升高,IC207的K极电压下降,流过光电耦合器IC202中发光二极管的电流增大,其发光强度增强,则光敏三极管导通加强,使NCP1200的②脚电压下降,经NCP1200内部电路检测后,控制开关管VT201提前截止,使开关电源的输出电压下降到正常值。反之,当输出电压降低时,经j二述稳压电路的负反馈作用,使开关管VT201导通时间变长,使输出电压上升到正常值。
    (4)过流保护电路
    NCP1200的③脚作为过流检测端,当流经开关管VT201源极电阻R210两端的取样电压增大时,加到NCP1200的③脚的电压增大,当③脚电压增大到阈值电压(0.9V)时,NCP1200关断⑤脚输出。
    (5) P-FAIL电路
    P-FAIL电路以IC704-A (LM393)为核心构成,用来对输入电压进行检测,当输入AC电压在90~264V工作范围之内时,AC-ON信号为高电平,加到IC704-A的同相输入端(9脚,经比较后从IC704-A的①脚输出高电平,即P-FAIL为高电平信号。当输入AC电压低于80V时,输出低电平,P-FAIL为高电平信号,经MCU检测后将控制整机处于待机状态。
    2.PFC电路
    PFC电路以L301、VT301、VT302、VD302、.IC301 (UC3854N)为核心构成,如图9-20所示。
    UC3854N是PFC控制芯片(平均电流型控制模式),其内部电路框图如图9-21所示,引脚功能如表9-6所示。
    PFC电路控制芯片UC3854N内有振荡器,其⑩脚外接定时电阻R328,⑩脚外接定时电容C311,R328、C311的大小决定着振荡器的振荡频率。
    UC3854N得到PFC__ VCC(由IC201 (NCP1200)开关电源电路提供)供电后,振荡电路开始工作,经内部逻辑处理和推挽放大后,从UC3854N的⑩脚输出的开关脉冲,经VT303、VT304、VT305、VT306和VT308、VT309缓冲放大后,分别加到开关管VT301、VT302、VT307的栅极,驱动VT301、VT302、VT307工作在开关状态。
    当VT301、VT302、VT307饱和导通时,由VD301整流后的电压经电感L301、VT301、VT302、VT307的D-S极到地,形成回路。当VT301、VT302、VT307截止时,由VD301整流输出的电压经电感L301、VD302、C316到地,对C316充电,同时,流过L301的电流呈减小趋势,电感两端必然产生左负右正的感应电压,这一感应电压与VD301整流后的直流分量叠加,在滤波电容C316正端形成380V左右的PFC直流电压,不但提高了电源利用电网的效率,而且使得流过L301的电流波形和输入电压的波形趋于一致,从而达到提高功率因数的目的。
    VD301整后的电压经R304、R305加到UC3854N的⑧脚,经R306、R307、R326、R327分压后送到UC3854N的⑥脚,另外,PFC输出电压经R316、R317、R318分压,加到UC3854N的脚,UC3854N的⑥、⑧、脚内接乘法器,乘法器根据输入的这些参数进行对比与运算,确定输出端⑩脚的脉冲占空比,维持输出电压的稳定。
    3.IC801(TOP249Y)开关电源电路
    IC801 (TOP249Y)开关电源电路主要用来产生+5V和+12V电压,如图9-22所示。
    TOP249Y内含振荡器、比较器、逻辑电路、高反压MOSFET功率管及保护电路,TOP249Y内部电路框图和封装形式如图9-23所示,引脚功能如表9-7所示。
    (1)启动与振荡电路
    接通电源后,PFC电路产生的约380V直流电压,经开关变压器TO01 -次绕组(1-2绕组)加到IC801 (TOP249Y)的⑦脚,一方面为内部开关管漏极供电,另一方面经TOP249Y内部软启动电路为内部电路供电,于是,TOP249Y内部的振荡电路开始振荡,经缓冲放大后向内部开关管栅极提供一个振荡推动信号,使开关管在这个开关脉冲驱动下处于开关状态,开关管导通时,开关变压器T801的各级处于储能状态。TOP249Y内的开关管关断时,T801的二次侧各绕组通过各自的整流二极管和滤波电容释放能量,给后级各负载供电。
    (2)稳压控制电路
    开关电源的稳压控制过程如下:当因某种原因引起+5V(或+12V)电压升高时→经R809(或R810、R811)、R812分压后,使IC803 (TL431)的R端(控制端)取样电压上升→IC803的K端(阴极)电压降低→光电耦合器IC802内发光二极管发光增强→IC802内光敏三极管的ce极内阻就减小→TOP249Y的①脚控制极电压升高→经TOP249Y内部控制后,使开关管的导通时间缩短→开关变压器T801的储能减小→T801二次绕组输出电压降低。当输出电压低于规定值时,稳压过程与此相反,最终使各次级的输出电压保持稳定。
    (3)输出电路
    T801的5-6绕组感应电压经VD803整流,C806、C807滤波,产生+5V电压。
    T801的7-8绕组感应电压经VD804整流,C810、C811滤波,产生+12V电压。
    4.逻辑电压VCC、维持电压VS和寻址电压VD开关电源电路
    逻辑电压VCC、维持电压VS和寻址电压VD电源电路如图9-24~图9-26所示。
    (1)逻辑电压VCC电源电路
    VCC电源电路由电源控制芯片IC601 (TL494)、VT602、VT603、DT501、VT502、T501等构成,如图9-24和图9-25所示。
    TL494是一种固定频率脉宽调制(PWM)电路,内部集成了脉宽调制电路、线性锯齿波振荡器、误差放大器、5V参考基准电压源等电路。TL494内部电路框图如图9-27所示,引脚功能如表9-8所示。
 

    ①启动与振荡电路。当IC601 (TL494)的⑥脚得到+15VSB供电后,其内部振荡器、基准电压发生器便会工作。IC601是具有单端输出和双端输出功能的脉宽调制器,它是单端输出还是双端输出方式由⑩脚电平决定,即⑩脚接地时为单端输出方式,⑩脚接基准5V电压时为双端输出,该机由于⑩脚接地,因此,为单端输出方式,而振荡频率由⑤、⑥脚外接的定时电容和电阻元件决定,内部振荡器起振后,经IC内部处理后,从⑨、⑩脚输出具有一定宽度的脉冲电压,经VT602、VT603推挽放大后,送到DT501 -次绕组,经耦合后,由DT501二次绕组送到电源开关管VT502的栅极,控制VT502工作在开关状态。在VT502导通期间,开关变压器T501 -次绕组储存能量,在VT502截止期间,T501的一次绕组能量向二次绕组释放,经整流滤波后形成直流电压。
    ②稳压控制电路。当由于某种原因引起输出电压升高时,C508两端的电压升高→经R614、RP601、R615分压后电压升高→IC601的①脚同相输入端电压升高→经内部电路处理,控制IC601的⑨脚、⑩脚输出的脉冲占空比减小→控制VT502的导通时间缩短一输出电压下降。当输出电压低于规定值时,稳压过程与此相反,最终使各二次侧的输出电压保持稳定。
    ③输出电路。开关变压器T501的8~9绕组感应电压经VD502整流、C507和C508滤波,产生VCC电压。
    开关变压器T501的13-11绕组感应电压经VD503整流、C521和C513滤波,产生大于60V的直流电压Uj,加到开关管VT503的漏极,为VT503供电。
    (2)寻址电压VD电源电路
    寻址电压VD电源电路由电源控制芯片IC603 (TL494)、VT609、VT610、DT502以及降压式DC/DC变换器VT503、VD504、L504、C516等构成,如图9-24和图9-25所示。
    ①启动与振荡电路。当IC603 (TL494)的⑥脚得到+15VSB供电后,其内部振荡器、基准电压发生器工作。内部振荡器起振后,经IC内部处理后,从⑨脚、⑩脚输出具有一定宽度的脉冲电压,经VT609、VT610推挽放大后,送到DT502 -次绕组,经耦合后,由DT502二次绕组送到降压式DC/DC变换器开关管VT503的栅极,控制VT503工作在开关状态。
    ②降压式DC/DC变换电路。降压式DC/DC变换器由VT503、VD504、L504、C516等构成,其作用是将VT503输入的直流电压Ui转换为等离子显示屏所需的VD电压。电路的工作过程如下:在开关管VT503导通时,Ui电压经开关管VT503的漏极和源极、储能电感L504和电容C515//C516构成回路,充电电流不但在C515//C516两端建立直流电压,而且在储能电感L504上产生左正右负的电动势。开关管截止期间,由于储能电感L504中的电流不能突变,所以,L504通过自感产生右正左负的脉冲电压。于是,L504右端正的电压一滤波电容C515//C516一续流二极管VD504- L504左端构成放电回路,放电电流继续在C515//C516两端建立直流电压,C515//C516两端获得的直流电压VD,作为等离子显示屏的寻址电压。从以上可知,降压式DC/DC变换器产生的电压不但纹波小,而且开关管的反峰电压低。
    ③稳压控制电路。当由于某种原因引起输出电压VD升高时,C515//C516两端的电压升高一经R644、R645、RP603、R646分压后电压升高一IC603的①脚同相输入端电压升高一经内部电路处理,控制IC603的⑨脚、⑩脚输出的脉冲占空比减小一控制VT503的导通时间缩短一输出电压VD下降。当输出电压VD低于规定值时,稳压过程与此相反,最终使输出电压VD保持稳定。
    (3)维持电压VS电源电路
    维持电压VS电源电路由电源控制芯片IC602( TL494)、VT605~VT608、DT401、VT401、VT403、T401等构成,如图9-24和图9-26所示。
    ①启动、振荡与半桥驱动电路。当IC602 (TL494)的⑥脚得到+15VSB供电后,其内部振荡器、基准电压发生器便会工作。IC602是具有单端输出和双端输出功能的脉宽调制器,它是单端输出还是双端输出方式由⑩脚电平决定,即⑩脚接地时为单端输出方式,⑩脚接基准SV电压时为双端输出,该机由于⑩脚接高电平,因此,为双端输出方式。
    IC602内部振荡器起振后,经IC内部处理后,从⑩、⑨脚输出具有一定宽度的脉冲电压,分别经VT605、VT606和VT607、VT608推挽放大后,输出VS DRV_A、VS—DRV B驱动脉冲,加到DT401的⑧、⑤脚,经耦合后,由DT401两个二次绕组输出,其中,DT401的1-2二次绕组输出的脉冲加到开关管VT401的栅极。DT401的3-4二次绕组输出的脉冲加到开关管VT403的栅极。
   可以看出,该电源有两个开关管VT401、VT403,这是一种采用半桥驱动的开关电源。对于此类电源,工作时,在驱动脉冲的驱动下,两个开关管VT401、VT403轮流导通,也就是说,在开关管VT401截止时,开关管VT403导通,此时,开关变压器T401二次侧有电压输出。在开关管VT401导通时,开关管VT403截止,开关变压器T401二次侧仍有电压输出。因此,无论哪个开关管导通还是截止,开关变压器二次侧总是持续地输出电压。另外,和普通的单开关管的开关电源电路相比,半桥驱动开关电源相当于两个开关电源在工作,这样,可大大减轻开关管的负担,提高开关电源的工作效率。
    ②稳压控制电路。当由于某种原因引起输出电压升高时,C412两端的电压升高→经R629、R630、RP602、R631分压后电压升高→IC602的①脚同相输入端电压升高→经内部电路处理,控制IC602的⑨、⑩脚输出的脉冲占空比减小→控制VT401、VT403的导通时间缩短→输出电压下降。当输出电压低于规定值时,稳压过程与此相反,最终使二次侧的输出电压保持稳定。
    ③输出电路。开关变压器T401的3-4绕组感应电压经VD407~VD410桥式整流,L403、C411、C412滤波,产生VS电压,为等离子显示屏提供VS电压。
    (4) VCC、VD和VS过压保护电路
    过压保护电路如图9-28所示。
    VCC过压保护电路的工作过程如下:当由于某种原因引起VCC电压异常升高时→IC702(LM339)的同相输入端⑨脚电压升高→IC702的输出端⑩脚电压升高→VT704导通→VT705导通→VT705的发射极输出高电平,即OVP检测电压为高电平→经VD604加到IC601(TL494)的④脚,使IC601的④脚为高电平(正常情况下,④脚电压应为低电平,即0.4V以下)→IC601通过内部死区时间比较器关闭⑨脚、⑩脚的输出→T501二次侧无VCC和VD电压输出,从而达到VCC过压保护的目的。
    VD过压保护电路的工作过程如下:当由于某种原因引起VD电压异常升高时→IC702的同相输入端⑦脚电压升高→IC702的输出端①脚电压升高一VT704导通→VT705导通→VT705的发射极输出高电平,即OVP检测电压为高电平一经VD604加到IC601 (TL494)的④脚,使IC601的④脚为高电平→IC601通过内部死区时间比较器关闭⑨脚、⑩脚的输出→T501二次侧无VCC和VD电压输出,从而达到VD过压保护的目的。从以上分析可知,VCC和VD过压保护都是通过控制IC601停止工作,来实现过压保护的目的。
    VS过压保护电路的工作过程如下:当由于某种原因引起VS电压异常升高时→IC702的同相输入端⑤脚电压升高→IC702的输出端②脚电压升高→VT704导通→VT705导通→VT705的发射极输出高电平,即OVP检测电压为高电平→经VD605加到VT612的基极,控制VT612导通→VT611导通→IC602 (TL494)的④脚为高电平→IC602通过内部死区时间比较器关闭⑨、⑩脚的输出→T401二次侧无VS电压输出,从而达到VS过压保护的目的。
    5.待机控制电路
    待机控制由PSO控制信号和PSM控制信号共同完成。正常工作时,PSO和PSM信号为高电平;待机时,PSO和PSM信号为低电平。
    (1) PSO待机控制电路
    PSO待机控制电路如图9-29所示。
    在开机状态下,PSO信号为高电平→IC703 (LM393)的③脚为高电平→IC703的①脚为高电平,然后分以下几路输出。
    第→路加到VT701的基极,控制VT701导通,VT701导通后,其集电极输出低电平,即RYl_ ON信号为低电平,继电器RLY301的线圈得电(如图9-17所示),继电器RLY301内的开关闭合(如图9-19所示),这样,AC 220V电压接通。
    第二路加到VT702的基极,控制VT702导通,VT702导通后,其集电极输出低电平,即+15VSB ON信号为低电平,控制VT203导通(如图9-17所示),这样,VD205整流、C212滤波后的直流电压可以加到IC205 (L7815)的输入端,IC205有+15VSB电压输出。
    第三路经R721、C706组成的积分电路延时后,加到IC703的同相输入端⑤脚,IC703的输出端⑦脚输出高电平,即PFC_ON信号为高电平,控制VT204导通(如图9-17所示),光电耦合器IC203内的发光二极管发光,其光敏三极管导通,于是VT202导通,进而控制VT205导通,VT205导通后,由开关变压器T201的3-4绕组产生的脉冲电压经VD203整流、C206滤波后,产生直流电压,经VT205的ce结后,产生PFC__ VCC电压,为PFC控制电路IC301 (UC3854N)提供工作电源,此时PFC电路工作(PFC电路工作比继电器RLY301内的开关接通延时一段时间)。
    第四路经R721、C706组成的积分电路延时后,加到IC703的同相输入端⑤脚,IC703的输出端⑦脚输出高电平,即PFC—ON信号为高电平,控制VT703导通,VT703集电极输出低电平,即RY2一ON信号为低电平,继电器RLY302的线圈得电(如图9-17所示),继电器RLY302内的开关闭合(如图9-19所示),将限流电阻R301、R302、R303短接,由于电路中设置有延时电路,因此,继电器RLY301内开关接通一段时间后,RLY302内的开关才接通。也就是说,在开机时,继电器RLY301内开关先接通,RLY302内开关断开,这样,限流电阻R301、R302、R303被接入电路,可以在开机瞬间提高电源内阻,防止滤波电容的充电电压过大引起整流电路损坏。当RLY301继电器接通延迟一段时间后,继电器RLY302内的开关才开始接通,R301、R302、R303被短路,以减小R301、R302、R303的功率损耗。
    在待机状态下,PSO信号为低电平,其控制过程与正常状态下相反,这里不再具体介绍。
    (2) PSM控制电路
    PSM控制电路如图9-24和图9-26所示。
    正常工作时PSM信号为高电平,待机时PSM信号为低电平,PSM信号主要分两路输出。
    第一路加到IC704 (LM393)的反相输入端⑥脚,正常工作时,PSM信号为高电平,于是,IC704的输出端⑦脚输出低电平,即ON-OFF信号为低电平,VT406、VT407截止,VT408截止,放电电路(VT408、VT409、VD412、VD413、VD414等构成)不工作。待机时PSM信号为低电平,IC704的⑦脚输出高电平,VT406、VT407导通,VT408导通,放电电路开始工作,如图9-26所示。
    第二路加到IC702 (LM339)的反相输入端⑩脚,正常工作时,PSM信号为高电平,IC702的输出端⑩脚输出低电平,控制VT604、VT616截止,对IC602 (TL494)、IC603 (TL494)的④脚电压无影响。待机时PSM信号为低电平,IC702的输出端⑩脚输出高电平,VT604、VT616导通,一方面经VD608加到IC603 (TL494)的④脚,使IC603的⑨脚、⑩脚停止输出;另一方面,经VD607控制VT612导通,VT611亦导通,使IC602的④脚为高电平,使IC602的⑨脚、⑩脚停止输出,如图9-24所示。
    6.LVP故障检测电路
    如图9-24所示电路。
    LVP信号由等离子显示屏供给,当VS电平到达140V以上时,LVP输出低电平。LVP信号加到IC604 (LM393)的同相输入端③脚,控制IC604的输出端①脚输出低电平,VT615截止,VT614导通。VT614发射极输出高电平信号,一方面经VD602加到IC603 (TL494)的④脚,使IC603的⑨脚、⑩脚停止输出;另一方面,经VD603控制VT612导通,VT611亦导通,使IC602 (TL494)的④脚为高电平,使IC602的⑨脚、⑩脚停止输出。

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