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创维P65EQF型电源板电路原理与维修(上)
 

    创维P65EQF型电源板的具体板号为168P-P65EQF-00或5800-P65EQF-0000,采用超薄设计,如图1所示,主要用于65英寸LED液晶彩电中,其代表机型为65E900U型3D智能云电视。


    该电源板的组成框图如图2所示,交流市电经EMI滤波、副电源功率变换后,为主板上的待机控制电路与主供电开/关电路提供5V供电。二次开机后,主板发出的ON/OFF控制信号,控制主供电开关与待机控制电路的状态,从而控制IC1、IC2、IC12的上电时序,进而正常启动。IC12为主板与背光驱动板供电,IC2为音响底座供电。

   一、单元电路分析
      1.EMI滤波电路
    该电源的EMI滤波电路如图3所示,F1是保险丝,RT1是限流电阻,RV1是压敏电阻,CX1、CX2是共模滤波电容,LF1、LF2、LF3是共模电感,CY 1、CY2是差模电容,R1、R2、R3、R4、R5、R6是泄放电阻。


    2.副电源电路
    副电源电路如图4所示,IC3 (FSL206MRN)为开关稳压电源控制集成电路(内部集成有MOs开关管)、T3为开关变压器,IC6(PC817)为光电耦合器,IC9为精密稳压集成电路;R43、C25、D13组成尖峰脉冲吸收电路,用于保护IC1内部的功率开关管;R74、R75是取样电阻,R77、R78、R79是IC9的偏置电阻,R76、C51用于消除寄生振荡,防止电路误动作。

    (1)工作过程
    220V交流电经EMI滤波后送往后级:先经D9半波整流,一路经R40-R42限流,送到IC3的启动端⑤脚;另一路交流电经R36-R38与R39分压,送给IC3的检测端④脚;还有一路交流电经D10整流后,通过T3的初级绕组送给IC3的⑥~⑧脚(功率开关管的漏极)。
    T3同侧线圈互感电流经R44、D 11、C28、R45、ZD8、C26、ZD10整流、滤波、稳压后,送给IC3的②脚,为IC3供电。当②脚的电压达到启动电压时,欠压锁定检测电路发出“电源准备好”信号给内部偏置电路,相关电路得到使能信号。同时,稳压电路输出供电给内部电路,IC3内部振荡电路开始振荡,振荡产生的信号经软启动(延时)与栅极驱动电路后,加到功率开关管的栅极,功率开关管导通,T3的初级绕组因通过变化的电流而产生感应电动势,则次级各绕组感应到相应的电动势。其中,次级绕组上的感应电压经R44限流、D11整流、C28滤波,为IC1的②脚提供持续供电(此时⑤脚内稳压电路自动断开);次级绕组感应的电动势经R46、R47、D12整流,C30滤波,得到VCC电压;次级互感电流经D18、C48、L3、C49、C50等元件整流、滤波后,输出5V电压。
    (2)稳压过程
    5V输出电压经R77与R78、R79分压,为IC9提供电压基准。R74、R75与IC9分压,通过光耦IC6反馈,调节IC3③脚内部的反馈电压,以达到稳压的目的。
    当5V电压升高时,此电压经R77~R79取样、IC9稳压,使得流过IC6内发光二极管的电流增大,发光强度增强,其③、④脚内部的光敏三极管导通电阻减小,IC1的③脚电压降低,在内部电路的控制下,开关管在一个周期内的导通时间变短,TR1的初级绕组上的感应电压降低,则次级各绕组上的感应电压也相应降低,从而使输出电压保持稳定。当由于某些原因使5V电压降低时,其稳压过程与上述相反。
    (3)过压与过热保护
    当IC3②脚的电压超过保护阂值24.5V时,过压保护电路起控,强制振荡器停止振荡并锁定,从而实现过压保护。
    当IC3芯片基板温度超过135℃时,过热保护电路起控,强制振荡器停止振荡并锁定,从而实现过热保护。
    (4)过载保护过程
    当5V电压过载时,IC3的③脚的反馈电压会升高,当③脚电压超过阈值5.1V时,过载保护电路起控,强制振荡器停止振荡,这时②脚的电压会快速下降。当②脚电压降到7.8V时,内部电路因得不到供电而停止工作。等待很短一段时间后,IC3内部电路再次启动,振荡器再次工作,如此反复,即电源工作在间歇振荡状态。

(5)FSL206MRN简介
    FSL206MRN是仙童公司推出的一款离线式开关电源芯片,内部集成有高耐压MOSFET、振荡器、软启动等电路,如图5所示。该IC的工作频率为61kHz~73kHz,工作电压为8V-26V,输出功率约12W,采用8-DIP封装,其引脚功能与实测数据见表1。




    3.开/待机控制电路
    Q8、IC7等元件组成开/关机控制电路,如图6所示。二次开机时,CPU发出高电平开机信号,Q8导通,IC7内的发光二极管、光敏三极管导通,则三极管Q5导通,Vcc1电压经Q的e极输出,随后Q6、Q7导通,分别稳压输出PFC_VCC、PWM-VCC电压。待机时,CPU发出低电平信号,Q8截止,Q5~Q7均截止,无PFC VCC、PWM -VCC电压输出。

    4.功率因数校正(PFC)电路
    本电路采用临界导通模式(BCM)功率因数校正电路,如图7所示,IC3(FAN9611)为PFC控制集成电路,L1、L2为升压电感,D1、D14为升压二极管,Q1、Q2为开关管;D2为分流二极管, 用于防止浪涌冲击和L1、L2出现磁饱和。R17、R73为过流检测取样电阻,R54R58为PFC电压检测取样电阻(用于PFC电压环路控制)。C14为谐波滤波电容,用于滤除高次谐波,C65、C67为高频滤波电容,C10、C11、R18为电压环路补偿元件。

    (1工作过程
    当CPU的开机信号送到电源板后,开/关机控制电路被置于开机状态,IC1的14脚得到PFC_VCC供电。同时,市电经EMI及整流滤波电路所得的+300V脉动电压,经PFC升压电感L1、L2送到功率开关管Q1、Q2的漏极。当IC1的14脚输入的电压被内部电路检测到为正常时,内部的振荡电路开始振荡,振荡产生的信号经过栅极驱动,从12脚、13脚输出,驱动信号送到Q1、Q2的控制栅极,使Q1、Q2接通,于是形成一个电流(正弦波电压→L1、L2→Q1、Q2→R17、R70→地),在L1、L2上产生感应电动势(L1、L2储能)。随着电路工作的进行,通过Q1、Q2的电流会逐渐增大,R17、R73上的压降也会增大。当IC1的15、16脚达到典型关断电压0.8V时,过流保护电路会起控,强制振荡器停止振荡,Q1、Q2得不到驱动信号而关断,L1、L2上的感应电动势开始反转,L1、L2上的感应电压与+300V脉动电压叠加,经D1、D14整流、C1滤波,得到PFC电压(HV-DC )。在此期间,L1、L2释放能量。当流过L1、L2中的电流降为零时,其辅助绕组送给IC1的①、②脚的电压会变为低电平,即IC3内部零电流检测比较器的正相输入端为低电平,输出端也为低电平,即IC3内部RS触发器的S端为低电平。此时,IC3的15、16脚(电流比较器负输入端)电压降低。当电流比较器负输入端电压低于正输入端电压时,电流比较器将会输出误差电压(高电平),送给RS触发器的R输入端,由于RS触发器的S输入端为低电平,因此输出端Q为低电平,于是IC3内部栅极驱动管截止,即IC3从12、13脚输出高电平,Q1、Q2又开始导通,L1、L2上的感应电动势反转,电流通过L1、L2和Q1、Q2、L1、L2上的电流又开始上升,即PFC电路进入下一个工作周期,如此周而复始。
    (2) FAN9611简介
    FAN9611是仙童公司推出的一款交错式双临界导通模式PFC控制集成电路,内部集成有欠压锁定检测、稳压、锯齿波发生器、零电流检测、RS触发器、栅极驱动以及过压、过流、过热保护等电路,如图8所示,其引脚功能见表2。



    临界导通模式(BCM)的主要特点有以下三点:
    1)新的开关周期以电感电流降到零时为起始点,即在每个开关周期内,电感中的电流由0A开始上升;
    2)电感电流处于连续导通和断续导通之间的临界状态;
    3)当升压变换电路中的功率开关管的导通时间固定时,电感电流峰值与输入电压成正比。由于电流波形为三角波,因此一个开关周期内电感电流的平均值与输入电压成正比。对于正弦输入电压,变换器的输入电流能够非常精确地跟踪输入电压波形,以获得正弦输入电流波形。
    5.DC-DC变换电路
    该电源的DC -DC变换电路如图9所示,IC12 (FSFR2100)是一款适用于半桥谐振转换器的电源开关,T2为脉冲变压器,C4为谐振电容,与T2中的电感一起组成LLC谐振电路;R114为限流电阻,D7为自举升压二极管,C255为自举升压电容,R118为过流检测取样电阻,R66、R119、R121与R126~R130为取样电阻。

    (1)启动过程
    当PFC电路正常工作后,Q7导通,输出的PWM-CC电压,送给IC12的⑦脚,为其提供工作电压。当IC12内部的欠压锁定检测电路检测到⑦脚电压高于典型阂值电压时,欠压锁定检测电路将会输出使能控制信号给相关电路,同时,稳压电路也为相关电路提供工作供电。当IC12③脚内部的振荡电路得到正常供电后,振荡电路开始振荡,产生的信号经过分频器、延时器、或非门、电平移相/平衡延时器、栅极驱动器,送到高端、低端功率开关管的栅极,半桥LLC谐振变换开始工作,脉冲变压器T2上的初级绕组通过电流并感应出电动势,T2各次级绕组也会感应出相应的电动势,经对应的整流、滤波电路后,得到12V与24V电压,从而实现DC/DC变换。

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