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分析及检修三星LJ44-00132B型等离子屏电源(四)
来源:本站整理  作者:佚名  2013-06-30 06:56:51

    低电压形成电路主要形成VA电压、Vt电压、A12V,VG和VAMP电压,创门公用一个初级控制集成电路U520(L6598),电路结构见图16。

    低电压形成电路采用目前市场上热门的LLC谐振半桥拓扑电路。LLC驱动部分选用意法半导体公司(ST)设计生产的L6598作为主控制器,它是一款将谐振变换器与600V的高压半桥驱动器集成于同一芯片的控制IC,可取代单端谐振变换器和多芯片解决方案。

    L6598电源电压Vs的启动门限典型值为10.7V,启动电流为250μA,静态工作电流是2mAo L6598的Vs脚上的钳位电压Vc1为15.6V(±1V),在VC1下的最大电源电流Is为25mA。16脚上的最高浮置电源电压(VBOOT)为618V,14脚上的输出电压(高端参考)范围为-1 V~VBooT-18V。

L6598主要由压控振荡器(VCO)、检测运算放大器L6598的引脚功能如下:①脚:CSs,软启动定时电容接线端,器件提供软启动功能,软启动时间由电容C522容量大小决定。稳定工作状态时,该引脚电压为5V。②脚:Rfstart,最高振荡频率设里端。将一个电阻接于这个引脚和地之间,以设五起始频率值,并固定于Fmin处。这个脚电压固定为VREF=2V.③脚:CF,振荡频率设里端,电容C523与Rfstart和Rfinin一起设显Fstart和Fmin。正常工作时,该脚呈三角波。④脚:Rfinin,最低振荡频率设置端。将电阻R527连接在该端接地,以设置Fmin值。该端电压固定为、TREF=2 V 。所以,Rfinin设五的Ifinin电流等于VREF/ Rfinina⑤脚:Opout,运算放大器的输出端。1M增益带宽乘积,这种运放是一种可以满足任何需要的无特征放大器。为完成一个反馈控制环路,该引脚凭借特有的电路可以接到Remind端子。⑥脚:Opin-,运算放大器反相输入端。⑦脚:Opin+,运算放大器正相输入端。⑧脚:EM,这个端子强迫器件处于锁闭状态(与欠压状态相同)。高电平有效,典型的阂值电平是0.6V,这里有两种方法可重新开始正常运行。一是降低电源电压到锁定闲值之下,然后再升高电压到正确的供应值;二是激活EN2输入,EN1是为了大故障设计的,例如短路或开路。⑨脚:EN2,输入在1.2V开始激活,当激活时,强制一个软启动的程序。EN2电平普遮在EN1之上,它可以取消EN1的锁定。⑩脚:GND,集成电路接地端子。11脚:LVG,低边驱动信号输出。该脚通过R507连接到半桥电路低边驱动功率管Q502的栅极。R507的作用足减少驱动峰值电流,R513是栅被电荷泄放电阴。12脚:VS,电源供电端子。该脚外接滤波电容C527,内部接15.6V钳位电路。该脚启动门限电压是10.7V,启动电流为250μA,静态工作电流是2mA。13脚:NC,空脚,这个端子内外都不接,它为增加高压和低压电路的距离插入,增加的距离对绝缘性非常有益。14脚:OUT,高边驱动器浮地参考端。该脚必须紧密的接到高边功率MOs管Q501的源极。15脚:HVG,高边驱动信号输出,该引脚必须连接到半桥的高边功率MOs管Q501的栅极,串入一个电阻R503接在该端子和功率MOs之间,可用于减小驱动峰值电流。16脚:Vboot,提升电压端,升压电容必须连接在这个端子和Vout之间,专利集成电路技术取代了外部高压二极管,这个特点系用高压DMOS完成与低边同步MOSFET的驱动。

 (OP AMP)、两个带使能(ENABLE)输入的比较器、控制逻辑、高/低端驱动器、自举驱动器、欠电压保护及软启动电路组成,内部框图见图17所示。

    1.工作过程
    当电源电压加到U520(L6598)12脚上时,内部振荡电路启动进入工作状态,产生的振荡脉冲信号经内部电路处理后形成驱动脉冲信号分别从11脚和15脚输出。其中:11脚输出低边驱动信号,15脚输出高边驱动信号。

    当U520的15脚(HVG)输出高电平,11脚(LVG)输出低电平时,Q501饱和导通,Q502截止。Q501导通后,功率因数校正电路输出的395V直流电压经Q501的漏极/源极、谐振变压器T501、谐振电容C504、限流电阻R509到地,向谐振电容C504充电。同时,谐振变压器T501储能,T501的感应电动势为上正下负;当U520的15脚输出低电平,⑧脚输出高电平时,C504充得的电荷经T501, Q502的漏极/源极、R509回到C504的负极,C504和T501放电,T501的感应电动势为上负下正。为防止功率管不被意外损坏,L6598内部设置了最小死区时间,来保证在所有工作期间Q501和Q502只能有一个功率管导通或两个功率管同时截止。

    LLC谐振电路具体工作原理前面已经简单探讨过,这里不在赘述。

    U520的14脚(HVG)和16脚外接元件和集成块内部相关电路组成自举升压电路,其作用是为HVG(高边)开关管的栅极提供正常的工作电压,防止Q501饱和导通时处于反偏(源极电压高于栅极电压)。

    稳压回路主要由三端基准稳压器U581(KIA431 ),光耦PC501和U520的④脚内部电路组成。T501的次级感应的电压经D552整流、C555滤波后,形成24V直流电压,除为U550,U551供电外,还经R550加到PC501的①脚,为光耦初级供电。VA电压经VR550,R557和R565分压后加到U581控制极。当VA电压升高时,U581控制极上的电压会按比例跟着升高,在U581内部,与2.5V基准电压比较后,U581的①脚输入电流增大,PC501的①、②脚电流增大,内部的发光二极管发光强度增加,U581内部的光敏三极管等效电阻降低,使U520的④脚流出的电流增大,相当于④脚外接电阻阻值变小,U520的振荡频率变高。经内部电路处理后,使U520输出的驱动频率增高,Q501和Q502工作频率增加,T501和C504谐振的频率上升,流过T501的电流减小,T501储能就会减小,使VA电压降低而恢复到正常值(L6598谐振开关电源工作频率越高,传输的能量越低,输出电压越低)。

    2.电流检测及过流保护
    电流检测及过流保护电路主要由R509 , D513 ,R515,R529, C528,R525和U520的⑦、⑥、⑤、⑨脚内部电路组成。正常工作时,流过R509两端的电流较小,在R509上形成的脉冲电压较低,该脉冲经D513整流、R5 15,R529分压、C528滤波后,加到U520的⑦脚电压也低(实际测试电压为OV )。另外,②脚输出的2V基准电压经R523和R524分压后,加到⑥脚(实际测试电压约0.3V), U520内部的比较器不工作,⑤脚输出低电平,保护电路动作。

    当流过R509两端的电流异常升高时,加到U520的⑦脚电压也跟着升高,由于⑥脚电压不变(实际测试电压约0.3V), U520内部的比较器工作,⑤脚输出高电平,使⑧脚电压升高。当⑧脚电平高于0.6V的门限电压时,内部保护电路动作,使L6598进入闭锁关断状态,此时振荡器停止振荡,LVG和HVG均变为低电平。只有故障解除,L6598才能重新开始正常工作。

    3. VA电压输出
    T501的次级感应的电压经D550整流、C551滤波后,形成64V的VA电压,经插座CN8005送入寻址板,为寻址电极供电。

    4.VT电压形成电路
    VT电压形成电路比较简单,主要由R581和R582降压形成。当VA电压形成后,64V的VA电压经R581和R582限流后,经稳压管ZD551和ZD552稳压后,形成32V的VT电压,经插座CN8004送入主板,为调谐器供电。C582的作用是滤波,以消除VT电压上的干扰,稳定32V输出。

    5. VAMP电压形成电路
    VAMP电压形成电路主要由U972(MC33167T)及外围元器件完成。MC33167T内部主要由温度补偿参考固定频率振荡器、单脉冲测量式脉宽调制锁存器、高增益误差放大器和大电流输出开关、逐周期电流限制、欠压锁定和热关断等电路组成。内部框图见图18。

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    T501次级产生的感应脉冲,经D554整流、C560滤波后,形成33V的直流电压,加到U972(MC33167T)的电庄输入端④脚,内部72kHz振荡器工作产生开关脉冲信号。当②脚内部的功率管导通时,33V直流电压经U972的④脚、U972内部的功率管、U972的②脚及储能电感L554给电容C564充电,同时为负载提供24V电压输出,电感L554储能,感应电动势为左正右负;当②脚内部的功率管截止时,②脚没有电压输出,由于电感的电流不能突变,电压可以突变,所以感应电动势变为左负右正,此时负载的工作电流由电容C564提供,续流二极管D555导通,为电感L554提供续流回路。当IC输出的电流过大或IC内部的温度超过150℃时,将关断②脚的脉冲输出。

    电阻R575 , R576和R577对VAMP电压进行分压,使U972的①脚输入的电压正比于VAMP电压。当VAMP电压由于负载减轻等原因升高时,U972的①脚电压也跟着升高,经内部误差比较器比较后,通过脉冲宽度调制器控制功率开关管的导通时间,使L554储能时间减少,VAMP电压跟着下降。当VAMP电压下降时,稳压过程与上述过程相反。

      6.VG电压形成电路
    Y驱动板和维持X板所需的15V驱动电压VG由可关断四端稳压器U550 (KA78R15)稳压形成。KA78R15是一个低压差(输入与输出最低相差0.5V)稳压器,适合需要恒定输出15V的各类电子设备。该稳压器内置各种保护电路,如峰值电流保护、热关断、过压保护和输出禁止功能。内部框图见图19。

    T501的次级产生的感应脉冲经D552整流、C555滤波后形成.23.86V的直流电压,直接加到U550(KA78R15)的①脚。当电源管理CPU的⑦脚发出高电平(5.3V)的控制信号加到U550的④脚时,U550内部的功率开关导通,输出受控的15V电压,经C556滤波后,形成VG电压经插座CN8006和CN8007送入Y驱动板和维持X板。

    7.A12电压形成电路
    A12电压形成电路主要由U551(LM2576-ADJ)及外围元器件构成。LM2576-ADJ是输出电压可调型,其技术参数为:输入电压3.5V-40V,输出电压1.23V-37V,输出电流3A、振荡器固定频率52kHz。直流输出端直接受控④脚。其内部框图见图20。

    T501的次级产生的感应脉冲经D552整流、C555滤波后形成23.86V的直流电压,直接加到U551(LM2576-ADJ)的①脚。由于本电路中U551的⑤脚被强制成低电平(接地),所以U551内部的52kHz振荡器开始工作后,②脚内部的开关管在PWM开关信号的控制下便工作于开关状态。内部开关管导通时,电源经内部开关管、②脚、L552向C559充电,同时通过插座CN8004向主板负载提供工作电压。当U551内部的开关管截止时,C559放电,通过CN8004向主板负载提供工作电压,而此时续流二极管D553导通,为L552提供放电回路,使L552复位,为下次储能做好准备。当U551内部温度超过150℃或输出电流过大时,内部保护电路动作,关闭②脚脉冲输出,避免损坏器件。

    电阻R568和R569对A12V电压进行分压,使U551的④脚输入的电压正比于A12V电压。当A12V电压由于负载减轻等原因升高时,U551的④脚电压也跟着升高,经内部误差比较器比较后,通过脉冲宽度调制器控制功率开关管的导通时间,使L552储能时间减少,A12V电压跟着下降。当A12V电压下降时,稳压过程与上述过程相反。

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