海尔LED液晶彩电采用的JSK3233-050型电源板,编号为0094001855,集成电路采用ICE3B0565J+UCC28061+L6599组合方案,输出+24V/6A、+12V/7A、+5VSB电压,应用于海尔LE055A30OND、LED42A520、LED42A30、LED42A500G、LED42H320、LED42A300M、LED42E300、LED47A304N、LED47N30。等液晶彩电中。
由于海尔JSK3233-050电源板为大屏幕LED液晶彩电供电,需要较大的电流和功率,因此其PFC电路采用两个MOS开关管和两个储能电感并联运行;主电源电路采用两个开关变压器并联运行,以满足大电流、大功率的供电需求。
海尔JSK3233-050型电源板上面元件的实物图解如图7-13所示,电源板电路组成方框图如图7-14所示。
海尔JSK3233-050型电源板由三部分组成:一是以集成电路UCC28061(IC1为核心组成的PFC功率因数校正电路,将整流滤波后的市电校正后提升到380V为主开关电源供电;二是以集成电路ICE3B0565J(1C3)为核心组成的副开关电源,产生+5 VSB电压,为主板控制系统供电;三是以集成电路L6599(IC2)为核心组成的主开关电源,产生+24V、+12V电压,为主板和背光灯板供电。待机采用控制PFC功率因数校正电路UCC280651和主开关电源L6599驱动电路供电的方式,在待机状态下,只有以ICE3B0565)为核心组成的副电源电路工作,提供+5 VSB待机电压。
(1) PFC功率因数校正电路
海尔JSK3233-050电源板中的有源功率因数校正电路如图7-15所示,由双通道PFC驱动电路UCC28061(IC1)、开关管Q1、Q1A、储能电感L1、L2、PFC整流电路D3、D6和滤波电容C2~C5为核心组成两个并联的PFC电路。二次开机后启动工作,将供电电流和电压校正为同相位,并将供电电压提升到380V,为主副电源供电。
① UCC28061简介UCC28061是TI公司推出的业界首款交错式切换模式双路PFC控制器,内部电路如图7-16所示,具有独特的系统控制和保护特性,组成的开关电源有低成本、高效能的特点,应用于大屏幕液晶彩电中,UCC28061引脚功能和参考数据见表7-5。
②启动工作过程AC220V市电经延迟保险管F1和由电感线圈LF1、LF2、电容器CX1 -CX3、CY1~CY4组成的共模、差模滤波电路,一是滤除市电电网干扰信号;二是防止开关电源产的干扰信号窜入电网;滤除千扰脉冲后的市电通过全桥BD1、BD2整流、电容C1滤波后,因滤波电容C1容量小,产生100 Hz脉动300V电压,送到PFC电路。
用遥控器或本机键开机后,开关机VCC控制电路将VCC1电压加到IC1的12脚时,集成块内部的脉冲振荡电路启动进入振荡状态,产生的振荡脉冲信号经集成块内部相关电路处理和放大后,从11、14脚输出两路激励脉冲,分别推动Q1、Q1A工作于开关状态。
当Q1、Q1A导通时,100Hz脉动300V电压经L1、L2→Q1、Q1A的D-S极到地。在L1、L2上产生左正右负的感应电动势并储能;当Q1、Q1 A截止时,100Hz脉动300V电压经L1、L2、续流管D3、D6向PFC滤波电容C2~C5充电。在L1、L2产生的感应电压翻转,100Hz脉动300V电压与L1、L2储存的电压叠加,充电后在C2-C5产生380V左右的VDC电压,为主、副电源电路供电。同时将供电电压和电流校正为同相位,提高功率因数,减少污染。
③稳压电路PFC电路输出的380V直流VDC电压,一路经R68~R70与R71分压取样,加到IC1的VSENSE反馈电压输入端2脚;另一路经R72~R74与R75分压取样,加到IC1的VHSEN反馈电压输入端8脚;形成反映PFC输出电压高低的反馈信号。市电整流后的100Hz脉动(1B)电压经R6~R8与R9分压取样产生VINAC电压,送到IC1的7脚。当交流输入电压变高或其他原因造成380V的VDC电压升高时,IC1内部电路将上述反馈电压与基准电压比较后,使11、14脚输出的脉冲占空比下降,MOS开关管Q1、Q1 A导通时间缩短,电感L1、L2的储能时间减小,自感电压降低,经D3、D6整流,C2~C5滤波后输出的VDC电压下降到正常值。
④过零检测电路因PFC电路输入的是100Hz脉动直流电,输入电压随交流电压的时间变化而变化,如果Q 1、Q1A在脉动直流电为零的时候导通,Q1、Q1 A自身功耗就很大,会损坏功率管。因此,PFC电路都设置有过零电压检测电路,防止Q1、Q1A在脉动直流电为零时导通。
储能电感L1、L2的次级感应电压,与100Hz脉动电压同步,该感应电压经R13、R16送到IC1的16、1脚内部,经内部电路比较、处理后,控制11、14脚输出激励脉冲的相位,控制振荡器在交流脉冲接近过零时停止输出,避免Q1、Q1 A在交流电压过零时导通,确保Q1、Q1A在交流信号过零时不导通,减少不必要的损耗。
⑤过流保护电路IC1的10脚为过流检测控制输入端,内接过流检测电路。10脚输入的过流检测信号来自整流滤波回路取样电阻R63//R64。当开关电源回路电流过大时,在取样电阻R63//R64两端产生的电压降升高,经R10送入IC1的10脚,内部保护电路启动,PFC电路停止工作。
(2)副电源电路
海尔JSK3233-050电源板中的副电源如图7-17所示。副开关电源主要由集成块ICE3B0565J、(IC3)、变压器T1、稳压控制电路ICS1(TL431)、光电耦合器IC6等元件组成,通电后,PFC电路待机状态输出的+300V电压为副电源供电,副电源首先工作,为整机控制系统电路提供待机和正常工作所需要的5 VSB电压,同时产生VCC电压,经开关机电路控制后,为PFC电路和主电源驱动电路提供工作电压。
①ICE3B0565简介ICE3B0565是PWM控制芯片/MOSFET大功率场效应管的复合电
源芯片内部电路如图7-18所示,包括振荡器、取样稳压、驱动级等控制电路和MOSFET开关管,为单极性控制驱动输出,设有过流、过压、欠压保护功能。ICE3B0565引脚功能和对地电压如表7-6所示。
②启动供电过程通电后PFC电路大滤波电容C2~C5两端待机状态产生的+300V的VDC直流电压为副电源供电,通过变压器T1的初级为IC3内部开关管供电,同时经内部电路为振荡驱动电路供电,副电源启动工作,内部开关管的脉冲电流在T1中产生感应电压。
T1的次级8-10绕组感应电压,经DS1整流、CS2、CS3、LS1、CS4滤波后,形成+5 VSB电压,为主板控制系统供电;T1的初级辅助6-7绕组感应电压,经D19整流、C36滤波后,形成的直流电压,送到IC3的7脚,替换下启动电路,为IC3提供启动后的工作电压;T1的初级5-7绕组感应电压,经D12整流、C27滤波后,产生VCC电压,经开关机控制后为PFC电路主电源驱动电路供电。
③稳压控制电路稳压控制电路由三端精密稳压器ICS1(TL431)和光电耦合器IC6组成,经RS9、RS10从开关电源输出端+5 VSB分压取样,对开关电源初级IC3的2脚内部电路的脉冲占空比进行调整,达到稳压的目的。
当+5 SB电压升高时,经电阻RS7加到光耦IC6的1脚的电压同样也升高。同时,5V电压经取样电阻RS9、RS10分压加到ICS1的R端,ICS1的K端电压下降,流过IC6的2脚的电流变大,IC6内部三极管的导通增强,IC3的2脚电压下降,IC3内部的控制电路控制MOSFET管提前截止,从而使输出电压下降,达到稳压的作用。
④市电过低保护电路市电过低保护电路由Q6、Q7为核心组成,对副电源驱动电路IC3的2脚电压进行控制。
AC220 V市电ACL,经D16整流、R52~R54与R55分压,C31滤波后产生的取样电压,通过R57、D17送到Q6的b极。
市电电压正常时,Q6导通,Q7截止,对IC3的2脚电压不产生影响,副电源正常工作;当市电电压过低时,Q6截止,Q7导通,将IC3的2脚电压拉低,IC3据此停止工作。
⑤开关机控制电路开关机控制电路由图7-21所示的QS6、光耦IC4和图7-17左上部的Q5、Q4组成,对PFC驱动电路IC1的VCC1供电和主电源驱动电路IC2的VCC2供电进行控制。
a.待机状态待机时,控制系统电路输出的ON/OFF控制电压为低电平0V, QS6截止,光耦合器IC4截止,三极管Q5截止,e极无VCC1电压输出,PFC和主电源驱动电路无供电而停止工作。
b.开机状态用遥控器或本机键开机后,控制系统电路输出的ON/OFF控制电压为高电平,QS6导通,光耦合器IC4导通,为三极管Q5的b极注入高电平,Q5导通,输出VCC1电压为PFC驱动电路IC1供电;同时VCC1电压再经Q4、Z3组成的稳压电路稳压后,输出VCC2电压,为主电源驱动电路IC2供电,PFC电路和主电源启动工作,产生24V和12V电压,为负载电路供电。
(3)主电源电路
海尔JSK3233-050电源板中的主电源电路如图7-19所示,由驱动电路L6599(IC2)、半桥式输出电路MOSFET开关管Q2、Q3和两个变压器T2、T3、稳压电路光耦合器IC5、误差放大器ICS2(TL431)为核心组成。二次开机后启动工作,产生+24V/6A、+12V/7A电压,为主板和背光灯板供电。
①L6599简介L6599集成块是意大利半导体公司专门针对串联谐振半桥拓扑结构频率可调脉冲信号发生器,有SO-16N贴片及双排直插PDIP16两种封装方式。L6599内部电路方框图如图7-20所示,内含高频振荡器(最高频率为500kHz),能效高,电磁干扰(EMT)辐射低,其引脚功能和维修参考数据如表7-7所示。