康佳KIPLIC自制電源原理與維修PPT學習教案

1、會計學1 康佳康佳KIPLIC自制電源原理與維修自制電源原理與維修 PFC電路 背光電路 EMI電路 12V輸出 變壓器 PFC電感 背光功率管背光功率管 電源板正面識別圖電源板正面識別圖 EEFL升壓 變壓器 驅(qū)動 第1頁/共42頁 PFC電路電路 產(chǎn)生產(chǎn)生12V電路電路 12V輸出電路輸出電路 背光功率放大電路背光功率放大電路 背光控制 芯片 OZ9976 多種保 護控制 芯片 PFC控制 芯片 FAN7530 FSQ0465 電源芯片 電源板背面識別圖電源板背面識別圖 第2頁/共42頁 34006620 （KIP+L150I14C1-01）是康佳集團2009年 11月份研發(fā)生產(chǎn)的一款二合

2、一電源，總功率150W，效率 達到90%以上，適用于3237” 1214條EEFL燈管的LCD 屏。這款電源憑著低成本，高效率，小體積，迅速在多款 電視上使用。 由于PFC和背光電路都使用了零電流軟開關(guān)技術(shù)，提 高工作效率。 PFC電壓直接升至高壓的模式，大大減少中 間轉(zhuǎn)換損耗。變壓器驅(qū)動背光,脈沖調(diào)寬同時調(diào)頻等新技術(shù) ，都使得效率得到了提高，但增加了維修難度，所以我們 學習好這款電源的技術(shù)，以后對學習其它電源有很大的幫 助。 一、電源簡介：一、電源簡介： 第3頁/共42頁 損耗，整流損耗），減少變損耗，整流損耗），減少變 壓器匝數(shù)（銅損，鐵損）壓器匝數(shù)（銅損，鐵損） n（三）體積小，元件少，

3、從而降（三）體積小，元件少，從而降 低成本和故障率低成本和故障率 降壓升壓 升壓 第4頁/共42頁 三、電源框圖：三、電源框圖： 第5頁/共42頁 第1節(jié)、FAN7530功能描述: 1.低總諧波失真（THD） 2.精確調(diào)節(jié)輸出過電壓保護 3.反饋開路保護和禁用功能 4.零電流檢測器 5.150s的內(nèi)部啟動定時器 6.MOSFET的過電流保護 7.欠壓鎖定，以及3.5V滯后 8.低啟動電流（僅用40A）和工作電流（1.5mA ） 9.圖騰柱輸出,高于13V電壓鉗位 10.+500/-800mA的峰值柵極驅(qū)動電流. 引腳配置（頂視圖） 四、電源模塊四、電源模塊FAN7530原理原理 第6頁/共42

4、頁 FAN7530是一個簡單和高性能 有源主動式功率因數(shù)校正芯片，體 積小，外部元件少和低功耗。該芯 片升壓控制器應用了臨界傳導模式 （CRM）管理。它使用脈寬調(diào)制電 壓模式和內(nèi)部斜坡信號與誤差放大 器比較產(chǎn)生控制MOS管的關(guān)斷信號 。如右圖，升壓型PFC控制模式是 按電流方式來區(qū)分， 共分為三種： 1.電流連續(xù)型 2.電流臨界型 3.電流斷續(xù)型 第二節(jié)、工作模式第二節(jié)、工作模式 第7頁/共42頁 由于CRM電壓模式的PFC控制器不需要整流交流 線路電壓信息，這樣可以節(jié)省在輸入電壓傳感網(wǎng)絡(luò)所需 的功率損耗。 FAN7530提供多種保護功能，如：過電壓保護，反 饋開路保護，過流保護，欠壓鎖定保護

5、。為了防止空載 失控狀況，采用 1 腳禁用功能腳，當電壓低于0.45V或 電流小于65A保護。芯片電源供電腳或輸出柵極驅(qū)動 都加裝了鉗位電路，限制了MOSFET管的功率范圍， 大大地提高了系統(tǒng)的運行可靠性。 由于使用了零電流技術(shù)，總諧波失真比傳統(tǒng)的 CRM升壓功率因數(shù)校正的電路要低。 第三節(jié)、第三節(jié)、FAN7530優(yōu)點：優(yōu)點： 第8頁/共42頁 引腳引腳名稱名稱描述描述 1INVPFC電壓負反饋輸入，設(shè)定反饋電壓為2.5V 2MOT內(nèi)部斜坡設(shè)定 3COMP誤差放大器輸出，外接元件起電壓補償作用 4CS過流保護檢測 5ZCD零電流檢測，高于1.5V時MOS管保持，低于1.4V時MOS 管導通 6

6、GND電源地 7OUT驅(qū)動輸出 8Vcc電源 第9頁/共42頁 第五節(jié)、內(nèi)部框圖第五節(jié)、內(nèi)部框圖 第10頁/共42頁 PFC電壓反饋輸入腳（INT）輸入誤差電壓信號，一路進入Gm誤差放大器反相輸入端，與該放大器同相輸入端2.5V基準電壓比較放大，輸出誤差電壓放大信號，由IC腳外接濾波電路進行電壓補償。另一路進入上邊過壓保護（OVP）比較器同相輸入端和下邊禁止（Disable）比較器反相輸入端，其中過壓保護（OVP）比較器有2.675V的門檻電壓和0.175V滯后時間。當同相輸入端電壓高于反相輸入端的門檻電壓時，該放大器輸出高電平，控制驅(qū)動輸出低電平，大功率MOS管截止，當輸出電壓下降到低于2.

7、5V時，比較從新翻轉(zhuǎn)，MOS管導通。下邊禁止（Disable）比較器有0.45V的門檻電壓和100mV的 滯后時間，當反相輸入端電壓低于0.35V時，比較器輸出高電平禁止該IC工作，電壓高于0.45V時比較器翻轉(zhuǎn)，IC從新工作。 第11頁/共42頁 2.零電流檢測電路零電流檢測電路 零電流檢測器（ZCD）是控制MOS管的軟開關(guān)，當升壓電感電流達到零時，由電感輔助繞組耦合零電流信號到ZCD引腳。如果該腳電壓高于去1.5V時，零電流檢測器輸出低電位，觸發(fā)器進入保待狀態(tài)，直到電壓低于1.4V時，零電流比較器輸出高電平，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為低電平，MOS管導通。 ZCD腳內(nèi)部有高于6.7V鉗位電路和低于0.6

8、5V鉗位電路，如果該驅(qū)動器的輸出截止信號過長，超過驅(qū)動器輸出的下降沿150s。這150s定時器產(chǎn)生一個MOS管導通信號。 高于6.7V鉗 位 磁 能 轉(zhuǎn) 電 能 時 零 電 流 方 向 電感磁能轉(zhuǎn) 為電能的電 流方向 低于0.6V鉗 位電路 第12頁/共42頁 3.鋸齒波發(fā)生器電路: 電壓誤差放大器輸出的誤差信號和鋸齒波發(fā)生器的信號進行比較，以確定MOS管的關(guān)斷情況。而該鋸齒波發(fā)生器的鋸齒坡斜度是通過MOT腳外接電阻來設(shè)定。該腳電壓為2.9V時,電流按斜率正比于的電流流出。由于內(nèi)部斜坡信號電壓偏置為1.0V，所以在IC腳(COMP腳)電壓為1V時，MOS管占空比最小，即導通時間最短。在COMP

9、腳電壓為5V時，MOS管占空比最大，即導通時間最長。電壓COMP腳低于1V時，驅(qū)動器輸出被關(guān)閉。據(jù)以上所述內(nèi)部鋸齒斜度的設(shè)定，是通過外接電阻來確定，從而可確定MOS管的最大導通時間和最大導通時間里，升壓電感所需的最低輸入市電電壓或最大輸出功率等。 誤差電壓 信號 鋸齒波 發(fā)生器 1V偏壓 2 3 第13頁/共42頁 4過電流保護電路 MOS管導通時的電流通過 S極與外接電阻到地，電流 大小經(jīng)電阻轉(zhuǎn)化為電壓信 號，傳給CS（電流保護） 引腳。IC內(nèi)部RC（40K和 8pF）積分電路過濾開關(guān) 30MHz以上噪聲干擾，防 止誤動作。當CS腳電壓高 于0.8V時，過流保護比較 器產(chǎn)生高電平保護信號，

10、MOS管截止。 RC低通濾波器 過電流比較器 第14頁/共42頁 5驅(qū)動輸出電路： FAN7530內(nèi)部包含一個圖騰柱輸 出級，直接驅(qū)動功率MOS管。或 門輸入端全部為低電平信號時，或 門輸出端為低電平，上邊P-MOS 管導通，下邊N-MOS管截止，給 外接MOS管加上電壓，MOS管導 通。當或門輸入端任何一路為高電 平時，或門輸出端為高電平，上邊 P-MOS管截止，下邊N-MOS管導 通，給外接MOS管放電，MOS管 截止。驅(qū)動器輸出電流在+500/- 800mA的峰值電流之間，如果Vcc 電壓高于13V時，輸出電壓被內(nèi)部 齊納二極管鉗位至13V，以保護 MOS管柵極被擊穿。 兩個MOS管柵極

11、與源漏極相連，構(gòu)成圖騰柱驅(qū)動輸出電路 第15頁/共42頁 6電壓鎖定電路： 當IC供電腳VCC電壓達到12V門檻電壓時，內(nèi)部門檻比較器翻轉(zhuǎn)，輸出低電位，此時或非門兩個輸入端都為低電位，輸出高電位，電源內(nèi)部開關(guān)閉合，電源開始啟動。如果Vcc電壓下降低于8.5V，內(nèi)部門檻比較器翻轉(zhuǎn)輸出高電平，內(nèi)部開關(guān)打開，電源停止工作。所以只要工作電壓工作后不低于8.5V，都可以工作。（條件是電壓必須低于內(nèi)部齊納二極管的電壓，否則齊納二極管擊穿，IC損壞） 低電位（正常） 高電位（禁止） 齊納二極管（20V） 第16頁/共42頁 功率開關(guān)管電路 電源 供電 腳 PFC 電壓取樣電路 PFC電感副 繞組，提 供零電

12、流 1、PFC電路模塊 五、電路圖講解：五、電路圖講解： 第17頁/共42頁 輸入+120+400V 欠壓保護電路:右圖紅色圓 圈內(nèi)的電路 RW902 RW903 RW904 RW907構(gòu)成電壓取樣電 路，只要市電電壓高于 90V（+120V）,QW901導 通，QW902截止，整個 電路沒有作用。當市電電 壓低于90V，QW901截 止，QW902導通， NW901腳被鉗位0V， IC停止工作，沒有12V輸 出 ，起到欠壓保護作用。 第18頁/共42頁 變壓器繞組輸出電壓 3、VCC供電鉗位電路：供電鉗位電路： 電路中QW903實物沒裝，RW914裝上。如下等效電路圖所示，副繞組交流電壓的高

13、低，由12V負載輕重來決定，負載最重，輸出的交流電壓越高，反之越低。DW904 CW911整流濾波后，經(jīng)RW905 DW902 ZW901最高鉗位在16.7V，即輸出電壓為016.7V。（注意這里就不是穩(wěn)壓電路） 第19頁/共42頁 4、FSQ0465電路：電路： 其實FSQ0465與FSQ0765內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一樣的，只是前者04為40W，后者07為70W。按原理分析，大功率應可以代用小功率的電源膜塊，但實際不能用FSQ0765直接代換FSQ0465，代用后電源指示燈會跳動，帶不起負載。經(jīng)電路對比，發(fā)現(xiàn)IC 腳外接電阻不同，一個為12K，一個為18K。如急需用FSQ0765代用FSQ0465，需

14、把18K改為12K。 電源副繞組 FSQ 0465 FSQ 0765 第20頁/共42頁 變壓器輸出12V 5、12V穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路： 如下圖實物未裝部分，是待機降壓部分。當主板CPU發(fā)出低電平待機指令，QW954截止，QW953導通，ZW951反向?qū)?，TL431被旁路，電流從電源經(jīng)RW959 光耦（NW950） ZW951 QW953CE極到地，輸出電壓下降為6V，實現(xiàn)待機降耗功能。當主板CPU發(fā)出高電平開機指令， QW954導通，QW953截止，整個紅線部分失效。RW954 RW956 RW957對電源分壓，TL431把誤差電壓信號轉(zhuǎn)化成電流信號控制光耦的發(fā)光量，輸出電壓越高，光耦發(fā)

15、光量就越大，而反控電源MOS管導通時間縮短，輸出12V電壓下降，達到連續(xù)穩(wěn)壓作用。 CPU發(fā)出低電平待機 第21頁/共42頁 1216.7V 6、PFC_Vcc控制電路：控制電路： CPU發(fā)出高電平開機指令時，Q953導通，光耦(N952)導通，Q951導通，電源經(jīng)Q951EC極給FAN7530供電，PFC電路工作，Vac升壓到400V。維修時測大電容電壓，可以判斷PFC電路有沒有工作，如沒有工作，首先查這電路有沒有給PFC_Vcc電源供電。 第22頁/共42頁 7、背光電源（、背光電源（Vin 12） 控制：控制： 由R914 R915 R916 R917 R907 R919分壓，CW905

16、濾波，和TL431組成對PFC電壓檢測。當電壓達到400V時，TL431 R端2.5V，TL431導通，光耦導通，Q956導通，12V經(jīng)Q956 EC極到Vin_12V，給背光IC供電，因而產(chǎn)生背光。背光間接控制如下圖： CPU ON/OFF低電平，Q951截止 ON/OFF高電平，Q951導通 PFC Q951截止，電壓300V，Q956截止 Q951導通，電壓400V，Q956導通 背光 Q956截止，無背光 Q956導通，有背光 易損壞，無背光易損壞，無背光 第23頁/共42頁 8、背光功率放大部分：、背光功率放大部分： T751 Q751 Q752組成D類電壓型放大電路，T751耦合變

17、壓器主要起信號耦合與冷熱地隔離作用， 由OZ9976內(nèi)部MOS管驅(qū)動T751工作，C709隔直電容，D704 D705保護二極管 。 Q751 Q752級成推挽拓撲輸出，與 C751 T750構(gòu)成半橋串聯(lián)諧振電路，分別由T751變壓器輸出的兩個繞組驅(qū)動，用接同名端不同的方法，實現(xiàn)一個導通一個截止。Q752 MOS管最大耐壓為600V，所以C752容量不能過小，否則在Q752截止時，變壓器反沖電壓擊穿Q752DS極。 用變壓器耦合，要注意變壓器偏磁，磁飽和，分布電容，鐵損等。 驅(qū)動信號波形 第24頁/共42頁 EEFL燈管 9、背光高壓部分電路：、背光高壓部分電路： 右圖根據(jù)變壓器的同名端，得到

18、電流流向示意圖。綠色線為電流正半周走向線，電流從變壓器腳流出，經(jīng)并聯(lián)燈管到變壓器 腳流入， 腳流出，經(jīng)R788 R789 R790 R791到電源地，由電源地經(jīng)R780 R781 R782 R783到腳，完成整個電流正半周過程，反之亦然。所以從兩組電阻得到的電流波形大小相等，相位相反。同樣由分壓電容分壓得到的電壓波形大小相等，相位相反。 第25頁/共42頁 10、燈管過壓保護電路：、燈管過壓保護電路： 如下圖變壓器輸出高壓，由C1與C2分壓得到圖A與圖B波形，大小相等，相位相反，那么一正一負疊加，輸出為0V（如圖C），這種說法是錯誤的。 圖A 圖B 圖C + + - -. 第26頁/共42頁

19、錯誤原因是我們沒有注意到二極管 的存在，交流電壓經(jīng)二極管半波整流， 正半周通過，負半周截止。兩個電壓信 號在輸出端合成，剛好得到一個全波電 壓信號，能準確反映正半周與負半周的 電壓信號信息。如圖A：藍色線繞組電 壓經(jīng)半波整流后，得到圖B。經(jīng)RC濾波 電路，平滑的電壓信號輸入U701腳， 當反饋電壓變大或變小時，通過控制 MOS管的占空比，而達到微調(diào)背光的目 的。當輸入VSEN電壓大于3V時，驅(qū)動 停止輸出，無光。 圖A 圖B 第27頁/共42頁 半波整流 輸出信號疊加 RC積分電路積分電路 由于IC輸入阻抗高所以加R712給C707放電回路 輸入IC 腳過壓保護腳 高壓取樣的整個過程：高壓取樣

20、的整個過程： 第28頁/共42頁 11、高壓不平衡保護：、高壓不平衡保護： VCS1與VCS2分別輸入大小相等，相位相反的高壓反饋信號。經(jīng)C712與C715耦合疊加，輸出電壓接近0V（如右圖）。 如果兩個輸出電壓不平衡，疊加后的交流電壓就變大，經(jīng)D707 C716整流濾波，直流電壓也大。當這個誤差電壓大于反相輸入端1V電壓時，運放輸出端開始翻轉(zhuǎn)，由于D708 R730正反饋的作用，使運放快速翻轉(zhuǎn)為高電平5V。這時高電平信號經(jīng)D706 R724到OZ9976腳過壓保護腳，IC進入保護狀態(tài)。高電平也同時加到Q702基極，Q702導通，Q703導通，5V電壓經(jīng)Q703 R728給C714充電，當C7

21、14電壓大于3V時， IC進入保護狀態(tài)。 波形疊加波形圖 疊加后電壓波形 第29頁/共42頁 12、燈管電流不平衡保護：、燈管電流不平衡保護： 如右圖：背光工作時的電流如紅色線所 示，電流從變壓器上邊繞組高端流出， 經(jīng)燈管到變壓器下邊繞組低端流入，從 下邊變壓器高端流出，經(jīng)R2到電源地， 此時產(chǎn)生上正下負電壓，電流又從電源 地經(jīng)R1到上邊變壓器低端，此時產(chǎn)生上 負下正電壓。 R1與R2整個電流與時間波形圖如下， 兩個波形分別由R716 R717取樣，幅度 大小相等，相位相反，所以得到相加的 結(jié)果為零。反相輸入端電壓 U1=5/(1+200/43)=0.9V,而平時由于電流 是正負平衡，所以同相

22、端為0V比反相端 低，比較器輸出為低電平，Q701截止 ，電流不平衡保護電路等于沒用。由于 其它原因造成兩個電流不相等，相差的 電壓經(jīng)D702與C710整流濾波，送至比 較器同相輸入端比較。只要這個不平衡 電流產(chǎn)生的峰值電壓U2U1時，比較 翻轉(zhuǎn)，Q701導通，OZ9976腳電位被 拉低而保護。 第30頁/共42頁 13、燈管電源反饋腳（過流保護，欠流保護，浪涌電流調(diào)整）、燈管電源反饋腳（過流保護，欠流保護，浪涌電流調(diào)整） 同上例，由兩組電阻取樣出的電流信號，分別送到D701內(nèi)部兩個二極管，注意兩個二極管的接法同上例不一樣，所以結(jié)果也不一樣。如圖，兩組電流信號是先經(jīng)過半波整流，后疊加。R714

23、 R713 C708組成RC積分電路， 積分時間常數(shù) 由于RC積分數(shù)比較小，所以這電路只能濾除1MHz以上的高頻干擾，并不能完全平滑這個電流取樣信號 。當燈管電流過大時，取樣得到電流信號的平均值也增大，大于1.5V時保護。同樣，電流信號小于0.5V保護。 U701腳還有浪涌電流調(diào)整功能，即背光穩(wěn)定功能，當電流增大時，通過調(diào)整背光諧振頻率，達到控制背光的目的。 第31頁/共42頁 六、常見故障表：六、常見故障表： 序號序號故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象檢測要點檢測要點判斷依據(jù)判斷依據(jù)故障位號故障位號 1背光一閃即滅短路R712有光，首先查過壓保護，用萬 用表交流擋測C781 C783電壓，C781 5.6V C783 8.7V 電壓高的那組電容壞C783 2背光一閃即滅短路R712有光，但有響聲，查過壓電路 沒有發(fā)現(xiàn)故障，測高壓頻率為52KHz， 斷開Q701，頻率恢復60KHz， 正常高壓頻率為 60KHz，如不符合， 查不平衡電流保護電 路 C710 3無背