该机的维修手册没有电源板及背光部分的电路图,而该电路又工作在高电压、大功率下,是故障的高发部位,因此给维修造成很大困难。为此,笔者实绘了该机电源板及部分电路的电路图,供大家维修时参考。
因为该机的屏幕尺寸大,整机耗电量超过100W,因此按国家规定设计有PFC电路,PFC电路U7001芯片采用了8脚FAN7530,主开关电源U7002芯片为FAN7602,背光芯片U7003为BD9211F。
一、夏普46LX430电源板电路图(见图1)
1. PFC电路
PFC电路主要由U7004 (FAN7530)、储能电感L7002、大功率开关管Q7005组成。在待机状态时,因为主开关电源不工作,FAN7530的⑧脚VCC端没有供电,PFC电路不工作;在电视机正常开机状态时,主开关电源产生14V电源电压加到FAN7530的⑧脚,PFC电路进入工作状态。
220V市电经BD7001桥式整流得到100Hz的全波脉动电压,加到储能电感L7002主绕组的左端,主绕组的右端接开关管Q7005的D极。D7007是续流二极管,C7021 /C7023是滤波大电解电容。C7021两端输出385V的PFC电压加到主开关电源电路。FAN7530的⑦脚输出PFC驱动脉冲,经Q7001放大加到Q7005的G极。当加到G极的是正脉冲时开关管导通,给储能电感L7002充入电能。电流的回路:整流桥正端→L7002主绕组→Q7005的D极→S极→电流取样电阻R7052→地→整流桥的负极。上述电流把220V市电的电能储存在L7002中;FAN7530的⑦脚输出的正驱动脉冲下跳到0V时,Q7005的G极同步为0V,开关管进入截止状态,由于L7002储能极性发生变化,变成右端为正、左端为负的感应电压,此时产生的电流回路:L7002的右端→D7007→C7021/C7023→地→整流桥的负极”整流桥的正极→L7002主绕组的左端,通过该电流把L7002储存的电能泄放后提供给负载。上述电流给PFC大电解C7021 /C7023充电后为上正下负的385V电压,为后面的主开关电源供电。
当FAN7530的⑦脚输出高电平时,经电阻R7042(22Ω)、D7008加到Q7005的G极,因为R7042阻值小、D7008导通时内阻更小,因此⑦脚可以给Q7005的
G极提供很大的灌电流,很快地打开Q7005,使开关管的开启损耗很小。当芯片的⑦脚输出低电平时,⑦脚外接的Q7001饱和导通,e-c极间的内阻很小,Q7005的G极分布电容上存储的电荷通过R7049、Q7001的e-c极到地,快速泄放,从而快速关断开关管,减小开关管的关断损耗。
开关管的过流保护:Q7005的电流流经R7052到地,在该电阻上产生与开关管电流成正比的电压,作为开关管电流取样电压加到FAN7530的过流保护CS端④脚。当开关管的电流过大,④脚的电压上升到0.8V时,芯片内部的过流保护电路动作,关断⑦脚的驱动输出,防止烧坏零件。
PFC电路的输出电压加到PFC取样电路:R7081、R7024~R7026、R7030,在R7030上产生的压降作为PFC取样误差电压加到反相输入端芯片的①脚。当PFC输出电压高于385V时,①脚的取样电压也同比升高,在芯片内部经过误差电压放大后经接在③脚外部的R、C元件的频率补偿提高PFC电路工作的稳定性,在芯片内部减小⑦脚输出驱动脉冲的宽度,Q7005导通宽度变窄、L7002储存的电能变少,从而使PFC输出电压降回到标准值。
芯片②脚外接的电阻,用于设定PFC电路驱动脉冲的工作频率。
芯片的⑤脚是过零检测输入端。在开关管截止、储能电感L7002向负载放电时,L7002的辅助绕组左端感应电压为正,经R7043加到⑤脚,通过芯片内部逻辑电路的作用,维持⑦脚输出低电平,保持开关管的截止,让L7002中储存的电能连续地向负载供电。当L7002中储存的电能向负载泄放完成时,L7002辅助绕组左端的正极性感应电压要消失下降到0V,该电压恰好下降到。点时,⑤脚内部的过零点检测电路检测到芯片内部的逻辑电路,将从⑦脚再一次输出正驱动脉冲的前沿(脉冲的上跳沿)加到Q7005的G极,让开关管再次导通。因为开关管的导通时刻是发生在L7002中电流为零的时刻,因此开关管的开启损耗最小,从而提高了PFC电路的效率,降低了开关管的功耗。
PFC电路正常工作时,FAN7530各脚电压:①脚:2.4V ;②脚:2.8V;③脚:1.5V;④脚:0V;⑤脚:3.3V;⑥脚:0V;⑦脚:4.2V;⑧脚:14V。
2.主开关电源电路
主开关电源电路主要由振荡芯片U7001(FAN7602)、开关管Q7003、变压器T7001、稳压光耦U7003、开机光耦U7002等组成。
FAN7602 ;①脚:LUVP市电欠压保护,当220V电源电压低于150V时停止芯片的振荡,开关电源停止工作,防止烧坏开关管。②脚:LATCH/PLIMIT锁定、功率限制,该脚外接主开关电源变压器的辅助绕组整流后的电压,如果开关电源变压器过压,则辅助绕组产生的电压也同步升高,引起②脚的电压超过4V时芯片内部的锁定电路启动,关断⑤脚的驱动输出,开关电源停止工作,防止击穿零件。只有当芯片⑥脚的VCC供电下降到低于5V时,这个保护才会自行消除。③脚:CS/FB。③脚有两个功能,一是开关管过流检测输入,二是稳压反馈输入端。④脚:芯片的接地脚,也是控制信号电路的地。⑤脚:DR,大功率开关管的驱动输出。当这个脚输出正驱动脉冲时可以输出450mA灌电流,快速接通开关管Q70030⑥脚:VCC供电端,为芯片内部电路供电。⑦脚:空脚。⑧脚:VSTR或称HV。在芯片启动期间,外部电路提供的启动电流从⑧脚进入IC,为IC内部的电路供电。启动之后⑧脚内部的开关断开,⑧脚被悬空。
(1)开关电源的启动
在IC的⑧脚、⑥脚内部有一个专门用于启动的开关,启动期间开关闭合。PFC电路输出的385V电压,经过R7013、R7014、R7015加到⑧脚VSTR启动端,给芯片⑥脚VCC端外接的221μF电解电容以0.9mA的电流充电,使⑥脚的电压逐渐升高,作为芯片内部振荡电路的供电电压。芯片启动15ms后,22μF电容上的VCC电压达到12V,开关电源进入常态工作,⑧脚内部的启动开关断开,开关电源变压器T7001辅助绕组产生的感应电压经R7040、R7039、D7006整流,C7020滤波得到的18.5V供电经Q7013、Q7001稳压得到15V供电,为⑥脚内部电路供电。辅助绕组供电的电流远远大于启动电路0.9mA的电流,因此能保证芯片长期稳定的工作。如果辅助绕组不能为⑥脚供电,而启动电路因为串联限流电阻R7013、R7014、R7015(约30kΩ)阻值太大,提供给芯片的启动电流太小(仅0.9mA),不足以维持芯片的长期工作,一旦芯片内部电路开始工作就会把⑥脚的VCC电压逐渐拉低,当低于8V时芯片就停止振荡,随后因为⑧脚启动电路对⑥脚外接的22μF电容的充电,⑥脚电压又开始逐渐升高到12V、IC又开始振荡,如此反复,这就是维修人员在检修时发现⑥脚电压不停波动的原因。
FAN7602的工作频率是65kHz。在待机状态时,主开关电源的负载很轻,开关电源不必要工作在大电流模式,为了降低功耗,让芯片进入低功耗的间歇振荡状态,此时测量主开关电源的输出电压是波动的。当⑥脚外接的22μF电容容量变小或失效时,主开关电源就会变得启动困难或不能启动,此时测得⑥脚电压为周期性的波动。
(2)过载保护
当主开关电源出现负载电流过大时,必然会引起开关电源输出电压下降,经过输出电压的取样和误差放大后加到③脚的反馈电压也同比下降。当③脚的电压低于50mV时,③脚内的比较器输出高电平加到22ms定时器,如果在22ms时间内③脚反馈电压持续偏低,定时器输出过载保护OLP信号,停止芯片⑤脚输出开关管的驱动信号,开关电源变压器停止工作,从而防止长时间过载烧坏开关电源。
(3)市电欠压保护电路
当市电220V电源电压降低时,为了保持开关电源输出给主板和背光电路的电源电压不下降,开关电源就要增加开关管的导通时间宽度,因为开关管的负载是开关变压器的初级绕组,是一个大电感,因此开关管的电流是随导通时间宽度呈线性增长的。当220V市电降低较多时,开关电源中Q7003电流会变得很大,会烧坏开关管。为此,应当在220V下降到一定值时停止开关电源的工作,防止过流损坏开关管。在电视机通上220V电源,PFC电路还没有启动前,220V的市电经D7002整流和C7021、C7023滤波得到全波脉动电压,此电压经D7015 、R7085 、R7086 、R7087加到芯片U7001的欠压检测输入端①脚。当①脚的取样电压低于2V时,比较器输出高电平启动欠压保护电路,关断芯片⑤脚输出的驱动,让开关电源停止工作,从而防止烧坏Q7003的可能性。