第一节 创维5800-P32TQF-00电源+高压二合一板维修
创维5800-P32TQF-00系列电源板常见型号有5800-P32TQF-0010、5800-P32TQF-0020、5800-P32TQF-0030,均为电源+高压二合一板,常称整合板或IP板,具有电路简洁、功耗小、故障率低等优点。三种型号的电源+高压二合一板结构和原理基本相同,应用在创维32IAIHM、32S16IW等8M18机芯和部分8M19机芯液晶彩电中。
一、电源电路工作原理
创维5800-P32TQF-0010和5800-P32TQF-0030电源+高压二合一板实物图解分别如图6-1和图6-2所示。本节以创维5800-P32TQF-0010电源+高压二合一板为例,介绍其工作原理和故障维修。
创维5800-P32均F-0010电源+高压二合一板电路组成框图如图6-3所示。它主要由待机副电源、PFC电路、DC-DC变换主电源和半桥式输出高压板电路四部分组成。
(一)PFC电路
创维5800-P32TQF-0010电源+高压二合一板PFC电路如图6-4所示。它由驱动控制电路U3 (FAN7530)、大功率MOSFET(开关管)Q5、储能电感T2、整流滤波电路VD12、C29组成,将C29上的电压由300V提升到稳定的380V,为PWM主开关电源和背光灯高压板电路供电,起到稳压和恒流的作用,提高电路的功率因数,增强本机适应电网电压变化的能力。
1. FAN7530简介
FAN7530是飞兆公司开发的PFC电路专用集成电路,内部电路框图如图6-5所示。它内含锯齿波发生器、误差放大器、零电流检测电路、驱动输出电路等,其内部提供了多种保护功能,包括平均电流模式或电压模式控制,软启动,VCC滞后欠电压闭锁,欠电压、过电压和过载保护,以及滞后热关机等。该芯片的工作频率是变化的,本电源设定的最低工作频率是27kHz。FAN7530引脚功能和对地电压见表6-1。
2.启动校正过程
AC220V市电经桥式整流,产生的100Hz的300V左右电压,经储能电感T2送到PFC电路开关管Q5的漏极;开机副电源工作后,经待机控制电路V3送来的17V的VCC2电压,加到U3的8脚,为其提供工作电压,U3启动工作,产生锯齿波脉冲电压,由内部电路处理后,从7脚输出激励脉冲,经R41驱动Q5工作于开关状态。
当Q5饱和导通时,市电电压由整流后的300V电压经电感T2、Q5的漏一源极到地,形成回路,在TZ中产生感应电压;当Q5截止时,300V电压经电感T2、VD12、C29到地,对C29充电,同时,流过T2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300V电压的直流分量叠加,在C29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T2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。
3.稳压过程
PFC电路输出电压的变化经R31、R36、R42、R45与R50分压后作为取样电压由U3的1脚输入。T2的二次感应电压一是经R40送到U3的2脚,作为误差信号;二是经R35送到U3的5脚,作为过零检测信号。上述取样和检测电压经内部比较放大后,进行对比与运算,确定7脚(输出端)的脉冲占空比,’维持输出电压的稳定。在一定的输出功率下,当输入电压降低时,U3的7脚输出的脉冲占空比变大,开关管Q5的导通时间延长,输出电压升高到正常值;当输入电压升高时,U3的7脚输出的脉冲占空比变小,Q5的导通时间缩短,输出电压降低到正常值。
4.过电压、欠电压保护电路
U3的8脚(VCC2供电送入端)设有电压检测电路,当该脚电压过低或过高时,内部保护电路启动,切断集成电路内部供电,达到保护目的。
U3的1脚(PFC输出电压取样输入端)内设误差放大器和采样点关断电路,该脚正常电压在2.5V左右。当输入到1脚的取样电压低于0. 45V或者高于2.7V时,PFC电路关断。
5.过电流保护电路
U3的4脚(电流检测输入端)通过R44对Q5的漏极电阻R54两端电压进行检测。R54两端的电压降反映了PFC电路电流的大小,当Q5电流过大时,R54两端的电压降随之增大,4脚电压超过0. 8V, PFC电路就会停止输出。
(二)副开关电源
创维5800-P32TQF-0010电源+高压二合一板副开关电源电路如图6-6所示。它由厚膜电路U8 (FSQ110)、开关变压器T5和取样误差放大电路Q6、光耦合器U7等组成。副开关电源变压器T5有三组电压输出,一是在冷接地端输出+5V电压,为主板上的微处理器控制系统供电;二是在热接地端有两组电压输出,一组输出VCCIN工作电压,经开关机电路控制后,为电源板的PFC电路、主电源和高压板推动电路提供VCC2、VCC3电压,同时为副电源U8稳压电路提供工作电压;另一组为副电源U8的2脚提供启动后的VCC工作电压。
1. FSQ110简介
FSQ110是一款专用的小型开关电源厚膜电路,其内部电路框图如图6-7所示。它内含一个电流模式PWM控制器和大功率MOSFET, PWM控制器的工作频率为67kHz,专门设计用于高性能开关电源,电源以最少的外部元器件构成。PWM控制器还包括一个固定的振荡器、欠电压锁定保护、过热关机保护、温度补偿精密电流源环路补偿和故障保护电路。其引脚功能和参考电压见表6-2。
2.启动工作过程
AC220V市电经延迟熔丝管及L2和L3组成的互感电路滤波,滤除市电中的高频干扰信号,经桥式整流滤波,产生300V的脉动直流电压,经VD10对C29充电,得到300V直流电压,该电压在待机PFC电路未工作时为300V左右,开机PFC电路启动后升高到380V左右。
AC220V市电整流滤波后产生的B+电压,经开关变压器T5的5-4绕组送到FSQ110厚膜电路的6~8脚内部MOSFET的漏极,同时B+电压还经R29、R30为FSQ110的5脚提供电压,FSQ110获电启动工作,振荡电路产生激励脉冲,驱动内部MOSFET工作于开关状态,在T5的各个绕组产生感应电压。
T5的热接地端1-3绕组上感应电压经R9限流,VD6, C32整流滤波后产生20V的VC-CIN电压,经待机控制电路V3和V6控制后,为PFC电路U3、主电源驱动电路U1、高压板驱动电路U5供电;T5的热接地端2-3反馈绕组上感应电压经R10限流,VD7、C19整流滤波后产生9V左右的电压,为FSQ110的2脚供电,提供启动后的VCC工作电压。
T5的冷接地端7-8绕组感应电压经VD1整流,C15、L6、C51、C52滤波后产生+5V电压,为主板微处理器控制系统供电。
3.稳压控制电路
5V输出电压经R6和R8取样后送到三端精密稳压器Q6(TL431)的R端,当5V电压升高时,反馈到Q6的R端电压也会升高,则Q6的A、K端间的内阻变小,使光耦合器U7的2脚电压变低,U7内部的发光二极管发光强度增强,U7的3、4脚内阻变小,则FSQ110的3脚的电压变低,通过其内部电路的控制,最后使输出电压降低,以达到稳压的目的。若5V输出电压降低,其稳压过程与上述相反。
4.开关机控制电路
开关机控制电路如图6-6下部所示,一是由晶体管V4、光耦合器U4、VCC电压控制和稳压电路V3, VD19等组成VCC2控制电路,对PFC振荡电路U3和PWM振荡电路U1的VCC2工作电压进行控制;二是由误差放大器Q9、晶体管V6组成VCC3控制电路,对高压板推动电路U6的供电进行控制。
开机时,从主板送过来ON/OFF高电平开机信号,使V4导通,U4的1、2脚内部发光二极管发光,3, 4脚内部的光敏晶体管导通,为V3的基极提供正向偏置电压,经VD19(17.5V)稳压后导通,副开关电源提供的VCC IN电压经V3稳压后输出VCC2电压,为U3和U1提供约17V的VCC工作电压,PFC电路和主电源工作。PFC电路启动后,输出B+电压由待机时的+300V提升到+380V, Q9导通,V6导通,输出VCC3电压,为高压板U6提供约16V的工作电压。
遥控关机时,从主板送过来ON/OFF低电平待机信号,V4截止,此时U4也截止,V3基极失去正向偏置电压而截止,切断了U3和U1的VCC2供电,PFC电路和主电源停止工作。PFC电路调整工作后,输出B+电压由+380V降低到+300V、Q9截止,V6截止,切断U6的工作电压,高压板停止工作。