電源電路原理及維修

1、電源電路原理及維修日期: 2016-08-24目 錄電源板概況及參數(shù)介紹123維修方法介紹電源板各模塊電路原理介紹4典型分析案例電源板參數(shù)介紹本次培訓選取常用的大屏幕LED二合一電源板(電源+背光)81-PBE049-H01作為介紹對象，對電路工作原理進行講解，并介紹故障分析方法。板底貼片元件板面手插件電源板參數(shù)介紹電源板輸入特性輸入電壓：100240V 50/60Hz輸入電流：120Vac滿載時1.8A, 220Vac滿載時1.0A電源效率：滿載時82%待機功耗：0.5WPS-ON ： 00.8V:關(guān); 2V:開(實測東芝55U2600 1.3V)電源輸出特性項目+3.3V+12V輸出電壓5

2、%5%輸出最小電流0.035A0.1A輸出額定電流0.5A3.0A輸出峰值電流0.6A3.5A紋波噪聲80mV120mV電源板參數(shù)介紹背光輸入特性輸入電壓：85V /1.0A效率：85%BL-ON：00.8V:關(guān); 2V:開P-DIM ：0100%背光輸出特性項目項目典型值典型值備注備注最大燈條電流600mA7%BL-ON 3.3,P-DIM 100%最小燈條電流010mABL-ON 3.3,P-DIM 0%LED+電壓112136VBL-ON 3.3,P-DIM 100%LED+過壓保護點163.75176.85VLED-過壓保護6.8V電源板參數(shù)介紹板面介紹保險絲AC插座Y電容EMI元件整

3、流濾波PFC電感PFC升壓MOS管水桶電容燈條插座主板供電插座STB 3.3V穩(wěn)壓12V整流LLC開關(guān)變壓器VCC濾波背光升壓電感PFC升壓二極管PFC VCC開關(guān)穩(wěn)壓光耦濾波電容85V整流諧振電容電源板參數(shù)介紹板底介紹PFC模塊LLC 模塊VCC供電/開關(guān)12V整流12V開關(guān)STB 3.3V穩(wěn)壓背光升壓MOS管待機控制及穩(wěn)壓LLC MOS管背光驅(qū)動電源板原理框圖EM IPWM隔離開隔離開關(guān)變壓關(guān)變壓器器整流濾整流濾波輸出波輸出VCCPS_onEM IPFC5591MainPWM-LLC隔離開隔離開關(guān)變壓關(guān)變壓器器12VVCC6A31310V390V100240VacVCC供電控制光耦取樣穩(wěn)壓

4、12V開關(guān)12VSTB3.3V3.3V DC-DCPOWER-ONFB光耦BOOST升壓驅(qū)動IC恒流源P-DIMBL-ON待機模式電源模塊介紹lRV101: 壓敏電阻，當其兩端電壓達到閥值時阻值急速降低，工作電流急速增加,l以吸收雷電等因素引起的尖峰電壓;lRT101: 負溫度系數(shù)熱敏電阻，冷開機的時候阻值較大，發(fā)熱之后阻值變小，防浪涌電流損壞保險絲;lCX101,CX102 ：差模電容,抑制差模干擾，lCY101,CY102,CY104,CY105：抑制共模干擾，lLF101，LF102,LF103: 共模電感,與共模、差模電容一起構(gòu)成抑制共模、差模干擾；lRX101、RX102、RX103

5、、RX104：泄放電阻，關(guān)機后為X電容放電 EMI模塊 PFC(功率因數(shù)校正電路)對離線電源的輸入電流波形進行整形，以使從電源吸取的有功功率最大化。在理想情況下，電器應該表現(xiàn)為一個純電阻的負載，此時電器吸收的反射功率為零。在這種情況下，本質(zhì)上不存在輸入電流諧波。電流是輸入電壓（通常是一個正弦波）的完美復制品，而且與其同相。減小對電網(wǎng)的影響。 另外，歐洲的電氣設備必須符合歐洲規(guī)范EN6100032。這一要求適用于大多數(shù)輸入功率為75 W或以上的電器，而且它規(guī)定了包括高達39次諧波在內(nèi)的工頻諧波的最大幅度。 定義定義：功率因數(shù)校正可簡單地定義為有功功率與視在功率之比，即： 其中有功功率是一個周期內(nèi)

6、電流和電壓瞬時值乘積的平均值，而視在功率是電流的rms值與電壓的rms值的乘積。如果電流和電壓是正弦波而且同相，則功率因數(shù)是1.0。如果兩者是正弦波但是不同相，則功率因數(shù)是相位角的余弦。理想的帶PFC電路的電壓電流輸入特性 電源模塊介紹PFC模塊電源模塊介紹PFC模塊電源模塊介紹PFC模塊BOOST升壓VCC電流反饋電壓反饋，穩(wěn)壓控制鎖相環(huán)路設置最大開啟時間PFC芯片設置過零點到開啟的延遲時間2.45V0.8V1V0.9V16.3V負載短路保護電流取樣升壓水桶電容0VPFC電路簡單來說就是一個BOOST升壓結(jié)構(gòu)，MOS管導通期間電感儲能，MOS管關(guān)斷期間電感放能來實現(xiàn)升壓，將100Hz的電壓波

7、形斬成幾百KHz左右，不停的對水桶電容充放電，讓平均電流波形近似正弦且與電壓波形同相，來提高功率因數(shù)。注:電壓值僅供參考396VAA電源模塊介紹PFC模塊17.3V16.3V20.2V18V1.3V0.6V0.3V1.3V熱地端冷地端PFC VCC開關(guān)控制注: 上圖所標注電壓為開機狀態(tài)測量值開機時PW-ON為高電平, Q106 BE正偏導通，C極拉低電平，12V經(jīng)R148通過U103發(fā)光管到Q106C極到地，形成U103發(fā)光管正偏電流，發(fā)光管通過光傳遞給光敏三極管（U103B），使光敏管導通，此時VCC經(jīng)R129、U103B、D112到地，D112為18V穩(wěn)壓管，其負端電壓穩(wěn)定為18V，Q10

8、4作為電源開關(guān)，B極18V時BE正偏導通，E極輸出17.3V給PFC模塊供電。待機時，PW-ON低電平，Q106截止，U103截止，Q104截止，無PFC VCC輸出。電源模塊介紹PFC模塊(5591 芯片介紹)說明：電壓值為數(shù)字表FLUCK-45測量結(jié)果；電阻值為指針表YX360TRF（X1K擋）測量結(jié)果。測量時已拔掉驅(qū)動板供電和燈條線。正向阻值表示黑表筆接地，紅表筆測量引腳；反向阻值反之。注意：以上數(shù)值會因器件或測試儀表差異而產(chǎn)生偏差，以上表格數(shù)據(jù)僅供參考！引腳標識功能說明正常工作電壓（V）對地正向阻值（K）對地反向阻值（K）1FBFB電壓輸入監(jiān)控PFC輸出電壓的輸入2.455222COM

9、P補償誤差放大器輸出端0.85250K3RT設置最大開啟時間連接電阻設置最大開啟時間15704RTZC設置延遲時間連接電阻設置過零點到開啟的延遲時間0.95205IS電流檢測輸入電流檢測輸入0006GND接地接地0007OUT驅(qū)動輸出輸出驅(qū)動MOSTP 驅(qū)動脈沖4.578VCC電源IC供電16.34.518引腳參數(shù)范圍備注VCC12V1026VRT82K20150KRTZC20K0150KIS-100FB2.5V驅(qū)動輸出H：7.8V；L3.3V過零點VIS-10mV-5-15mV過流保護VIS-0.6v5%-3085 溫漂1.5%過壓保護VFB1.09倍Vfb（2.5*1.09）1.05倍Vf

10、b退出保護短路保護VFB0.3V典型應用參數(shù)拓撲結(jié)構(gòu)如圖示：LLC主要由MOS管驅(qū)動、諧振腔、整流電路以及負載網(wǎng)絡（輸出VO）構(gòu)成。主要實現(xiàn)兩個功能，一是實現(xiàn)MOS管Q1、Q2的ZVS（零電壓轉(zhuǎn)換），對于每個MOS當IDS電流為負時加驅(qū)動信號可實現(xiàn)ZVS轉(zhuǎn)換，二是實現(xiàn)穩(wěn)定輸出電壓，通過改變驅(qū)動頻率來改變諧振腔的阻抗，負載RO的變化會引起輸出電壓的變化，由于次級負載可等效到變壓器初級，所以我們可以高速諧振腔的振蕩頻率來調(diào)整初級阻抗來滿足次級輸出需要。諧振腔的頻率可通過控制IC來調(diào)整Q1、Q2的驅(qū)動頻率實現(xiàn)。電源模塊介紹LLC模塊漏感激磁電源模塊介紹LLC模塊BOOST升壓開關(guān)變壓器待機低功耗開機

11、/待機模式切換電流反饋供電12V取樣穩(wěn)壓設置過零點到開啟的延遲時間電網(wǎng)電壓檢測整流濾波電流取樣下驅(qū)動上驅(qū)動自舉FB反饋12V開關(guān)LLC軟啟動2.5V啟動供電/電壓檢測電源模塊介紹LLC模塊（6A31芯片介紹）備注項：*1 接電容 *2 接電阻 *3 高電壓隔離用，沒有內(nèi)置電路 MODE選擇: 本電源板選取C模式.：R138 200K 待機低頻率間歇模式注: MODE腳電壓4.4V IC識別為電路開路.說明：電壓值為數(shù)字表FLUCK-45測量結(jié)果；電阻值為指針表YX360TRF（X1K擋）測量結(jié)果。測量時已拔掉驅(qū)動板供電和燈條線。正向阻值表示黑表筆接地，紅表筆測量引腳；反向阻值反之。引腳引腳名I

12、/O介紹備注正常工作電壓（V）對地正向阻值（K）對地反向阻值（K）1VHI高電壓輸入*25400k2(NC)-沒有連接*3/3BOI/OBROWN-OUT設置輸入*1 *22.36274FBI/O反饋輸入*1 *21.661105CSI/O軟啟動*14.86996STBI/O待機信號輸入*1 *2開：0V；待：1.3V61530(表針會動）7MODEI/O運行模式設置和OCP延遲時間設置*1 *20.5v6628ISI電流檢測*1 *20.20.29VWI繞組電壓檢測*222.310VCCI供電*118.345511LOOL驅(qū)動*241012GND-接地0013NC-沒有連接*3/14VSIH

13、端浮動地51M15HOOH驅(qū)動*2121M16VBIH端自舉*14電源模塊介紹LLC模塊（6A31芯片介紹）保護引腳電壓延遲時間退出電壓保護狀態(tài)過壓保護VCC 28.5V1V304uS91V鎖死VH 525V50V-500V50V重啟過載保護FB 上升4.30.2V;下降4.10.2V304uS重啟VW 200V 2.840.9V500nS重啟過流保護IS L MOS導通時-3.50.2V;H MOS導通時3.50.2VMODE腳 RC延遲重啟過熱保護芯片136立即120重啟MODE保護VMODE 0.35V304uS鎖死MODE保護VMODE 4.40.3V鎖死BO電阻開路VBO4.40.3

14、V重啟BO BROWN IN/OUTIN:0.65V OUT:0.635V重啟VH BROWN IN/OUTVH IN:93 OUT：525V144uS90重啟保護功能介紹（選取部分介紹，詳細情況請查閱規(guī)格書）電源模塊介紹3.3V穩(wěn)壓模塊開關(guān)頻率設定(178KHz左右)電壓反饋(穩(wěn)壓)0.8V鎖相環(huán)路0.96V使能端3.8V(穩(wěn)壓)分壓電阻濾波元件自舉SW待機DC-DC模塊:應用MP1582EN芯片,及外圍元件構(gòu)成3.3V輸出的DC-DC穩(wěn)壓電路,輸出3.3V STB,供電給主板待機電路;開機狀態(tài)下,輸入電壓12V,待機狀態(tài)下,輸入電壓7V.電源模塊介紹3.3V穩(wěn)壓模塊MP1582EN典型應用

15、參數(shù)電源模塊介紹背光驅(qū)動模塊濾波元件IC供電SW背光驅(qū)動模塊:應用MP3398A芯片及外圍元件構(gòu)成背光驅(qū)動電路，通過檢測LED-電流與設定值比較，輸出開關(guān)脈沖控制BOOST升壓電路穩(wěn)定LED+電壓以保證燈條電流符合設計值。BOOST升壓LED-LED-LED-LED-電流檢測驅(qū)動過壓保護電流取樣LDO濾波使能鎖相環(huán)開關(guān)頻率模擬調(diào)光PWM調(diào)光燈條電流設定防靜電元件串燈條插座電源模塊介紹背光驅(qū)動模塊工作原理：84V供電給由L201、Q202、D201、C203、C204組成BOOST升壓電路。BOOST開關(guān)管受控于驅(qū)動IC MP3389A，12V經(jīng)R207、JP1，C209濾波后進入IC第19腳（

16、VIN）供電端，經(jīng)內(nèi)部LDO穩(wěn)壓從20腳輸出6V VCC，此腳外接C213濾波，ZD202穩(wěn)壓管起保護作用，VCC供IC內(nèi)部電路使用。BL-ON為背光開關(guān)信號，當BL-EN輸入高電平，經(jīng)R204、R218分壓，C208濾除干擾后，進入IC第EN腳，控制IC工作，同時BL-ON經(jīng)R209、R217分壓進入IC第ADIM腳，該腳電平1.5V，沒有模擬調(diào)光。若BL-ON低電平時IC關(guān)閉。BL-ADJ為PWM調(diào)光信號，經(jīng)R205、R219分壓后輸入IC第PWM腳，作為PWM調(diào)光用，此時輸入信號控制LED同步調(diào)光。IC COMP腳外接R223、C212阻容網(wǎng)絡，作為反饋環(huán)路相位調(diào)整。IC OSC腳外接R

17、227設定MOS管驅(qū)動脈沖的開關(guān)頻率，公式： 。IC ISET腳外接R222/R213設定LED14的電流值。設定電流公式： 從OSC到ISET接D214，在ISET對地短路時OSC被拉低，可使開關(guān)脈沖頻率降低，避免ISET對地短路后LED電流過大引起安全事故。IC GATE腳輸出開關(guān)驅(qū)動脈沖，經(jīng)R207、D204、R242送到Q202 G極，驅(qū)動MOS管開關(guān)，完成BOOST控制。R225R227A為電流取樣電阻，取樣電壓經(jīng)R224反饋到IC ISENSE腳，控制開關(guān)管電流，C218為高頻濾波電容。BOOST升壓工作后，LED+電壓上升，同時LED1-LED4-內(nèi)部恒流源接通，LED+電源通過

18、F202（減少諧波干擾，EMC抑制），經(jīng)燈條到LED1-LED4-，再經(jīng)內(nèi)部恒流源控制電流后到地，驅(qū)動燈條發(fā)光，內(nèi)部恒流源控制LED電流恒定從而達到控制亮度穩(wěn)定。LED+經(jīng)R214、R214A、R214B、R212、R215分壓取樣，送到IC OVP腳做LED+過壓保護檢測，當OVP腳電壓超過1.23V（典型值），IC觸發(fā)OVP保護。C207高頻旁路電容，防止PCB走線感應干擾引起OVP誤動作。電源模塊介紹背光驅(qū)動模塊引腳引腳名稱名稱I/OI/O功能說明功能說明正常工作電壓（V）對地正向阻值（K）對地反向阻值（K）1COMPI/O反饋環(huán)路1.55.5182ENInput使能端2.95.5453

19、PWMI/OPWM調(diào)光輸入（2002K）2.9(100%調(diào)光時）5.5804、6NC空腳/5GNDPower接地端0007OSCI/O通過連接外部電阻設置開關(guān)頻率1.345.54008ISETI/O通過連接外部電阻設置各通道的輸出電流1.385.579ADIMI/O模擬調(diào)光輸入（0.41.5V調(diào)光占空比為0100%，1.5V時無作用）2.95.5451013LED1LED4I/OLED回路電流輸入端0.6(100%調(diào)光時最低一組）4.52k14OVPInput過壓保護輸入端1.063.5815、16NC空腳/17I SENSEInput電流感應輸入0.21118GATEOutput門極驅(qū)動輸出

20、開關(guān)脈沖3919VINPower供電引腳12025(有電解充電）20VCCI/O內(nèi)部的6V LDO輸出5.84.525(有電解充電）說明：電壓值為數(shù)字表FLUCK-45測量結(jié)果；電阻值為指針表YX360TRF（X1K擋）測量結(jié)果。測量時已拔掉驅(qū)動板供電和燈條線。正向阻值表示黑表筆接地，紅表筆測量引腳；反向阻值反之。注意：以上數(shù)值會因器件或測試儀表差異而產(chǎn)生偏差，以上表格數(shù)據(jù)僅供參考！電源模塊介紹背光驅(qū)動模塊電路保護功能介紹：電路保護功能介紹：1.OVP保護：OVP腳電壓超過1.23V，IC觸發(fā)保護；2.燈條開路保護：正常情況下各燈條串電壓相差2.5V，最小一串電壓為0.285V(60mA) /

21、0.8V(350mA)，當某串燈條開路時，LED*-電壓低于0.196V，IC驅(qū)動BOOST升壓繼續(xù)提高LED+，最終通過OVP觸發(fā)保護；3.燈條短路保護：某一串燈條短路時，引起該燈條串LED-電壓6.3V時，IC內(nèi)部開始計數(shù)，達到4096個開關(guān)周期后，IC內(nèi)部對應的恒流源斷開；4.電感/二極管短路保護：當電感或二極管短路時，輸出電壓不夠高帶不起負載，保護方式有兩種：1）因LED電流不夠，IC COMP腳電壓上升直到達到高電平箝位值，持續(xù)512個周期，IC關(guān)閉輸出并鎖死保護；2）通過取樣電阻監(jiān)測開關(guān)管的開關(guān)電流，當IC CS腳電壓達到0.64V(0.560.72)且持續(xù)4個開關(guān)周期，IC關(guān)閉輸

22、出并鎖死保護。5.過熱保護：芯片溫度達到150時，觸發(fā)過熱保護。維修方法介紹電源故障背光電路故障3.3V是否正常PS_ON是否正常PFC電壓是否正常12V是否正常C105A電壓正常否BL_ON與DIM是否正常保險絲是否開路整流橋是否短路NYNYYYY機芯故障注意檢查PFC MOS管是否短路，方可更換保險絲或橋堆并再次上電YLLC，啟動，反饋，變壓器等故障Y1、PFC不工作，查VCC或更換U101；2、PFC電壓過欠壓，查連接U101的1腳相關(guān)元件；3、查U101外圍元件NN+12VA是否正常N機芯故障NY上電N電壓過高或過低：取樣穩(wěn)壓電路故障負載過重，更換主板及斷開屏線驗證整流濾波電路故障檢查

23、12V開關(guān)控制電路（Q109）12VA是否有7V整流濾波元件壞，負載短路Y維修方法介紹背光故障更換燈條BOOST有無供電BL_ON/DIM是否正常C213有無6V測C204有無升壓(開機瞬間)更換燈條負載確認NYNYYYY機芯故障1、驅(qū)動IC VIN電壓未供給2、驅(qū)動IC壞3、驅(qū)動IC外圍元件壞NNIC PIN18有無開關(guān)脈沖N1、升壓電路元件壞2、OVP；3、驅(qū)動IC壞NY上電N1、檢測OVP電壓是否高于1。23V；2、測LED-對地阻值是否正常；3、更換驅(qū)動IC檢修或更換BOOST元件MOS管對地有無短路更換短路元件Y檢修LLCPFC整流濾波典型案例介紹電源維修首先要根據(jù)故障現(xiàn)象確定故障在

24、哪能個模塊。此電源板主要分以下6個部分：1. STANDBY供電：如果+3.3V沒有，在確認輸入電壓12A正常的情況下，基本可確定為DC-DC電路故障。通過檢測芯片引腳阻值及外圍元件基本能找出故障點。2. PFC部分線路：如果開機狀態(tài)下水桶電容上電壓不正常，有兩種可能：一是VCC電壓工作不正常，二是PFC部分線路問題：如果是第二種情況，用萬用表BOOST升壓元件及PFC芯片/外圍，基本可以確定為哪個元件損壞。3. LLC線路：如果12VA沒有電壓，可能LLC電路故障，測量VCC、BO、MODE、VW電壓是否正常，測量芯片其他引腳對地電阻值或電壓值，容易找到故障點。LLC諧振元件是易損壞件，注意

25、測量，通常其中一個MOS管另一個也會壞；變壓器及整流濾濾元件也要檢查；4. 穩(wěn)壓部分：輸出電壓異常時重點檢查取樣穩(wěn)壓電路5. VCC部分線路：如果電源部分VCC電壓不正常需注意檢查VCC電路。LLC開關(guān)變壓器輔助繞組輸出經(jīng)整流濾波后直流送LLC IC，但PFC VCC經(jīng)PW-ON及光耦等元件組成的開關(guān)電路控制，通過電壓檢測容易查出故障點；6. 背光電路：背光不亮或偏暗問題應檢修背光驅(qū)動電路，按BOOST升壓、驅(qū)動控制、各保護檢測模塊分別展開檢查，較易查出故障點典型案例介紹案例1故障現(xiàn)象：三無原因分析：1、測量水桶電容無電壓； 2、測量保險絲開路；測量水桶電容兩端短路； 3、逐一斷開水桶電容相連

26、元件，當斷開PFC MOS管后阻值正常，查PFC BOOST元件，發(fā)現(xiàn)D106（MUR460）短路、電流取樣電阻R101開路；4、經(jīng)模擬分析只有D106短路時會造成另外的元件損壞；5、測量D106反峰及電流均在標準范圍內(nèi)，判斷部品不良。更換以上元件后機器老化3天無異常，故障排除。結(jié)論：最終經(jīng)供應商分析為料單成型損傷造成。處理：更換成型設備及更換ON公司 MUR460物料PFC二極管位置典型案例介紹案例2故障現(xiàn)象：電視播放中突然黑屏原因分析：1、檢查水桶電容電壓有300V，但STB 3.3V無電壓，12VA無電壓； 2、測量LLC 芯片BO、VH電壓正常，測量LLC VCC無電壓； 3、斷電后測量LLC芯片 VCC對地反向阻值為0.4K左右,阻值偏??； 4、拆下IC測量為IC損壞； 5、更換IC后機器工作正常，故障排除。處理方案: 換LLC IC維修測量此處對地阻值偏小典型案例介紹案例3故障現(xiàn)象：三無原因分析：1、檢查水桶電容電壓有300V