LPL24A型电源板是一款电源、背光驱动二合一板,主要用于TCL22英寸与24英寸部分液晶彩电中,机型与机芯见表1,配用的液晶屏型号分别为T216XW0 1 V 1 (22英寸机)与T240XW01 V0(24英寸机)。
该板的开关电源的PWM控制IC型号是FA5571 N(U3),背光驱动电路中的高压控制IC型号是MP1007(U1),如图1、2所示。该板的主要参数如下:
开关电源电路输出5V (STB)与12V两组电压,额定输出电流均为1A,最大输出电流分别为2A、1.25A;背光驱动电路驱动3只U型冷阴极灯管(CCFL),逆变工作频率为53kHz~57kHz,启辉时间约1s~2s,启辉电压为1190V,正常工作时驱动灯管的电流为10.5mA~11.5mA; BL_ON(背光开/关)信号电压为0V(背光关)或5V(背光开),DIM(背光亮度调节)信号电压为0V~3.3V(0V和3.3V分别对应背光最暗和背光最亮)。
接通电源后,PWM主电源工作,输出5V和12V;当BL ON端为高电平时,高压控制芯片U1(MP1007)工作,其电路框图如图3所示。
一、开关电源电路分析
该板的开关电源采用准谐振开关电路,其初级电路如图4所示。FA5571N是一款电源驱动控制电路,内含振荡、取样稳压、电流检测和激励输出电路,其引脚功能与实测数据见表2。
1.市电输入电路
市电输入电路又称EMC电路。F1为保险管,在输入电流过大时熔断,以保护电路;VR14为压敏电阻,其阻值在其端电压达到额定值时而急剧下降,这样流过它的电流会迅速增加,可吸收在输入端因雷电等因素而产生的尖峰电压,从而有效地保护其他元器件;R66为热敏电阻,负温度系数电阻,吸收开机干扰脉冲。L4、L5是共模电感,抑制共模干扰。C46、C5是X电容。P、38、R39、R40、R41是X电容的放电电阻。C49、C50是Y电容。
提示:来自电源火线而经由零线返回的杂讯称为差模干扰,来自电源火线或零线而经由地线返回的杂讯称为共模干扰。
2.启动与稳压控制
AC220V电压经过EMC电路滤波后,由D16-D19、C36整流滤波得到约320V的直流电压,加到U3的⑧脚,通过U3内部电路给⑥脚外接电容C47充电,当⑥脚电压达到9V时,IC启动,从⑤脚输出脉冲信号,使Q2工作在开关状态。在此期间,开关变压器T1的①-④绕组流过变化的电流,则T1的副绕组和次级绕组均会产生感应电压,⑤-⑥绕组产生的感应电压经D15、C47整流滤波后,供给U3作为正常工作时的维持电压,从而取代启动供电。
R1是开关管Q2的电流取样电阻,R3为感应电压谷底检测取样电阻。二极管D9的作用是在Q2截止时加速其G极的放电,以加速其截止。D13、Q8、D2等元件组成过压保护电路,正常时,Q8截止;当D13的①脚电压高于24V时,稳压二极管D2击穿,Q8导通,这时U3的①脚电压被拉低,U3迅速进入保护状态。
R31、 R42 、R43 、 Q4 、 Q5等元件组成交流欠压保护电路,R31、R42、R43对输入的市电进行取样分压。当市电电压正常时,其分压值使Q5导通,Q4截止,不影响U3的②脚电压;当市电电压过低时,Q5因基极偏压不足而截止,VCC电压通过R57使Q4迅速饱和导通,则U3的②脚电压被大幅拉低,U3关闭⑤脚的脉冲输出,整机进入保护状态。
T801的⑧-⑨绕组输出电压经D5、D6、C48、L2等元件整流滤波后,输出12V电压;⑦-⑨绕组输出电压经D7、C45、L3等元件整流滤波后,输出5V电压,如图5所示。
稳压控制:控制U805的⑤脚输出脉冲占空比,就可控制Q803在一个周期内的导通时间,即控制VBUS电压在T801的①-③绕组中储能多少,从而达到控制T801副绕组和次级绕组感应电压的目的。
R19、R20、U4(TL431,基准电压为2.5V的三端精密稳压器)与光耦U2等元件组成稳压控制电路。电阻R19对5V电压取样,R20对12V电压取样,然后与R18分压。当5V或12V电压升高时,R18两端电压升高,即U4的①脚(R极)电压升高,则U4的③脚(K极)电压下降,U2的①、②脚内部的发光二极管发光增强,U2的③、④脚内部的光敏三极管导通程度加深,即c、e极间等效电阻减小,U3的②脚电压下降,在内部电路的调控下,⑤脚输出开关管的驱动脉冲占空比下降,则开关电源输出电压下降,从而达到稳压的目的。若5V或12V电压下降,其稳压控制过程与上述相反。