HSS30D-1MD是长虹LED32B2000C液晶电视机使用的开关电源与LED驱动二合一电源板。电源输出一组12.3V/3A电源电压和一路132V/229mA的LED驱动电压。该电源中的12.3V电压形成电路采用NCP1251A（集成块丝印号5AARWY）作为控制器，LED驱动电路采用OB3350CP作为控制器。在电路设计上取消了PFC电路和专用副电源，电路简洁。
一、电路分析
1．市电输入与整流滤波电路
如图1所示，市电经保险管F1、热敏电阻TH1进入两级进线抗干扰电路。压敏电阻VR1起过压保护作用，当输入电压超过VR1的标准值时，保险管F1迅速熔断，避免损坏后级其他元器件。热敏电阻TH1构成防浪涌冲击电路。开机时，TH1的阻值较大，限制了滤波电容的充电电流。当电流流过TH1时，TH1自身发热，阻值变小，相当于短路，从而不再额外消耗能源。LF1、LF2、CX1、CX2、CY3、CY4等构成EMC电路，滤除电源进线和电源自身产生的干扰脉冲。
2．开关电源
该机的开关电源由电源控制芯片U1（5AARWY）、开关管Q201、开关变压器T201为核心构成，参见图1。该开关电源输入市电电压后就会工作，为主板供电。
（1）5AARWY简介
5AARWY是IC的丝印号即代码，其对应型号是NPC1251A。5AARWY采用SOT-26型小尺寸封装。5AARWY的引脚功能和维修参考数据见表1。
表1 5AARWY引脚功能和维修数据
引脚 | 符 号 | 功 能 | 在路电阻（kΩ） | 电压（V） | ||
黑地红测 | 红地黑测 | 待机 | 开机 | |||
1 | GND | 接地 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2 | FB | 电压反馈输入（稳压控制输入） | 10.5 | 73 | 0.26 | 1.42 |
3 | OPP/Latch | 过压保护/自锁脚。此脚通过电阻连接开关变压器的辅助绕组，对变压器进行监测，限制变压器的输出功率。同时此脚作为过压保护脚，当其上电压超过3V后，IC自动切断驱动输出，停止工作 | 4.6 | 4.5 | 0 | 0 |
4 | CS | 电流检测输入 | 1.4 | 1.4 | 0 | 0.01 |
5 | VCC | 电源供电脚。VCC启动电压16V以上，停止电压9.4V以下，正常工作电压16～22V工作电压 | 7.5 | 240 | 16.05 | 16.02 |
6 | DRV | 驱动输出脚 | 9.7 | 24.5 | 0.01 | 1.65 |
（2）电源启动及交流掉电保护电路
该二合一电源板把电源启动电路和交流掉电保护电路结合在一起。
1）电源启动电路。220V交流电压经过低通滤波器后，由电阻R216、R217分压，形成一个正比于输入交流电压的VAC电压。刚通电时，VAC电压经双二极管D2081、3脚的二极管整流，C211滤除杂波，然后经D2083、2脚的二极管和电阻R201向C201充电。随着充电的进行，C201上电压逐渐升高，U101电源脚5脚电压也升高，当5脚电压升高到16V时，U101进入工作状态。当开关电源电路完全工作后，U1015脚的供电就由T201开关变压器的辅助绕组2-1绕组产生的感应电压经D202整流，R204、R205限流，C205滤波以及Q412、ZD202稳压后，通过D201、R202产生VCC电压，维持U101的正常工作。
2）交流掉电保护电路。正常工作时，VAC电压经D2081、3脚的二极管整流后的电压直接加到Q110的基极，基极电压大于发射极电压，Q110截止，Q109也截止，保证了电路启动时不受影响。当由于某种原因交流电压瞬间掉电（或电压过低）时，VAC电压瞬间也变低，D2081、3脚整流后的电压变低，电容C211上的电压通过R223放电，由于C211的容量很小，Q110基极电压迅速降低，Q110导通，发射极电压通过集电极到地，把Q109基极的电平拉低，Q109导通，VCC电压经R201、D206、Q109的e-c极、R224到地，很快把VCC电压拉低到9.4V以下，U101的5脚供电电压过低，IC停止驱动脉冲输出，开关电源停止工作，无12.3V电压输出。
（4）保护电路
1）过流（短路）保护电路。U1通过监测4脚上的电流检测信号来实现短路保护功能。该脚通过R213与开关管Q201的S极电阻R208相连接。R208是电流取样电阻，其两端的电压降反映了开关管电流的大小。当开关管Q201过流时，通过R208的电流会升高，R208两端的电压增大，U14脚的电压升高，如果4脚的电压超过保护设定值0.8V时，IC内部的计时器启动，此时便开始一个计时周期。当时钟周期结束而过流状态没有改变时，那么控制器就会进入闩锁状态，工作在低频的突发模式下；当过流状态被消除时，开关电源恢复运行。
2）过功率保护和过压保护电路。U1的3脚作为过功率保护脚，同时作为过压保护（OVP）脚，该脚及外部元器件组成过功率保护和过压保护电路。
U1的3脚通过分压电阻R225、R215连接开关变压器的辅助绕组2-1绕组，对变压器进行监测，限制变压器的输出功率。当负载过重时，由于开关变压器T201的辅助绕组2-1绕组的负载无变化，所以2-1绕组感应的脉冲信号升高，该信号经R225、R215分压，C203滤除杂波后送入U1的3脚的脉冲幅度增大，经IC内部电路处理后，从6脚输出的激励脉冲占空比下降，使开关管Q201的导通时间减少，输出功率下降。
12.3V过压保护电路主要由ZD332、ZD331、Q305、N201构成。当电路中12.3V电压出现异常偏高，并击穿ZD332、ZD331稳压管时，Q305就会导通，光耦合器N201内部的发光二极管发光，VCC电压经N201内部的光敏三极管到U1的3脚，3脚电压升高，当其上电压超过3V后，IC自动切断驱动输出，停止工作。
3．LED背光驱动电路
HSS30D-1MD板的LED背光驱动电路如图2所示，由三部分组成：一是以集成电路OB3350（U401）为核心组成的驱动控制电路；二是由L402、Q401、D401、C401为核心组成的升压电路；三是由以Q407～Q409为核心组成的恒流电路，遥控开机后工作，输出132V（实测约123V）直流电压，为LED背光灯串供电，并对LED背光灯串电流进行控制和调整。
（1）OB3350简介
OB3350是昂宝公司推出的LED驱动控制芯片。该芯片主要使用在小屏幕液晶电视上作LED驱动IC。OB3350内部包含一个PWM驱动器，使用电流模式控制和固定频率操作调节LED电流。其功能特点是：工作电压为8V～35V；采用外部PWM调光模式；具有复杂的保护机制，包括输出过压保护、过流保护、开路保护、过温度保护等。OB3350采用SOP-8脚封装，其引脚功能见表2。
表2 OB3350引脚功能和维修数据
引脚 | 符 号 | 功 能 | 在路电阻（kΩ） | 电压 （V） | |
红笔测 | 黑笔测 | ||||
1 | VIN | 电源输入 | 7.9 | ∞ | 11.51 |
2 | GATE | 升压驱动脉冲输出 | 7.9 | 9.2 | 7.94 |
3 | GND | 接地脚 | 0 | 0 | 0 |
4 | CS | 升压开关管电流检测输入 | 1 | 1 | 0.17 |
5 | FB | LED电流反馈输入脚，用于设置LED背光灯电流 | 0.3 | 0.3 | 0.29 |
6 | COMP | 误差放大器的补偿引脚，连接RC网络到地 | 10.1 | 37.8 | 2.14 |
7 | OVP | 过压检测引脚。门限电压为2.0V，当OVP值达到2.0V时，芯无驱动脉冲输出 | 10.1 | 56 | 1.42 |
8 | PWM | 调光控制、IC使能端。该脚有超过2.5V电压时，IC启动工作 | 4.7 | 4.7 | 3.07 |
（2）LED芯片启动电路
该电源板的开/关机控制电路只对LED驱动电路供电进行控制。开/关机控制电路主要由Q403、Q413、Q402、Q411等组成。开机时，主板送来的开机指令PS-ON（高电平），经电阻R302、R411分压加到Q403的G极，Q403导通拉低Q413基极电位，使Q413导通，主板送来的BL-ON点灯高电平经Q413为Q402的G极提供高电平，Q402导通拉低Q411基极电位，Q411导通，开关电源送来的12.3V电压经Q411、D403送入到U401（OB3350）的1脚，作为VCC供电，同时为调流电路Q407～Q409供电。主板亮度控制信号DIM送到电源板后，通过R426、R427、C411分压滤波到OB3350的8脚。OB3350获得正常供电，同时8脚电压大于2.5V时，OB3350内部电路启动工作。
待机时，PS-ON和BL-ON变为低电平，Q403、Q413、Q402、Q411截止，切断背光驱动电路和调流电路的供电，背光驱动电路停止工作。
（3）LED升压电路
OB3350启动后，从其2脚输出开关脉冲，送到Q401的G极，Q401工作在开关状态，在L401、Q401的配合下，D401整流输出电压升至132V，提供给LED灯串使用。
（4）恒流控制电路
开机后主板输出调光控制信号（DIM），一路到OB3350的8脚，打开内部使能开关；一路到Q407使其导通，Q408截止，Driver电压（Q411 c极输出的12.2V电压）经R434打开恒流控制管Q409。LED-流经Q409，通过R412∥R414和恒流电阻R404∥R405∥R406∥R407到地形成回路，灯串中有电流流过被点亮。
OB3350的5脚为LED电流设置端，通过R423接恒流电阻。恒流电阻上的电压降经R423反馈到OB3350的5脚，芯片根据LED电流反馈电压的高低，与内部的基准电压进行比较，来调整2脚输出脉冲的占空比，在一定范围内调整LED背光灯串供电电压的高低，以便使流过LED灯串的电流保持恒定。
（5）背光灯驱动保护电路
1）升压开关管过流保护电路。OB3350的4脚为过流保护端，通过R419接升压电路中的电流检测电阻R401∥R408。当电路电流过大时，R401∥R408上的电压降会增大，其电压经R419送入4脚，以便调节2脚输出驱动脉冲的占空比，完成对输出功率的调节，同时可对最大输出功率进行限制。当4脚电压达到保护设定值时，过流保护电路起控，芯片无驱动脉冲输出。
2）升压输出过压保护电路。OB3350的7脚为过压检测输入脚（OVP），通过R425接过压取样电路。R420、R421与R422组成过压取样电路。当LED背光灯串开路或插座接触不良，以及Q401变质损坏造成升压输出电压异常升高，电阻R420、R421与R422分压取样的电压也会升高，经R425限流加入到OB33507脚的电压随之升高。如果7脚电压达到保护设定值2.0V，则芯片内部阈值过压比较器工作，控制逻辑电路关闭门驱动电路，无驱动脉冲输出，升压电路停止工作。
3）灯串开路、短路保护电路。当LED灯串出现开路故障时，会造成升压输出LED+电压异常升高，一是使OB3350的7脚过压保护电路启动；二是使Q409的S极电压降低到0V，迫使OB3350的5脚电压降低，内部保护电路启动。当LED灯串出现短路故障时，流过灯串的电流增大，一是造成升压开关管Q401的电流增大，使OB3350的4脚过流保护电路启动；二是造成Q409的D极电压升高，Q409 D极接有由ZD401、ZD403、Q410等组成的LED灯串短路保护电路，当电压超过稳压管ZD401、ZD403阈值电压时，稳压管被击穿，电压通过电阻R403、R402分压和ZD405限位加在Q410的G极，Q410的G极为高电平而导通，将Q408 c极电压拉低为0V，从而导致Q409的G极也为低电平而截止。Q409截止，LED灯串的负端电压不能通过Q409到地形成回路，LED灯串无法被点亮，同时OB3350的5脚检测不到电流而停止工作。
二、故障维修
因LED驱动电源采用电流稳流控制，不可以断开负载，因此检修时最好是使用LED专用维修工装或直接在原机上维修。如果一定要从电视机上摘下LED驱动电源单独进行维修，维修时需要注意以下几个方面：
（1）HSS30D-1MD二合一电源板可以不接入任何负载，不对任何信号做短接，只需要保证交流220V进入电源组件就可以输出12.3V电压。但由于此时的电源负载极轻，输出电压会在12.3～12.5V间跳变，若负反馈等电路未彻底修复，可能使故障扩大。因此，电源部分维修时，应在12.3V输出端与地之间接入一个大于3W，阻值在100Ω～1kΩ的电阻作为假负载，对应的输出电流为120～12mA。在维修负载能力有问题的故障时，应减小假负载的阻值，以增大电源组件的输出电流，建议使用一个5Ω/50W～12Ω/50W或等效的电阻性负载，使用5Ω负载时，电源输出电流约2.4A，使用12Ω负载时，电源输出电流约1A。
（2）维修LED背光驱动电路部分时，需要给PS_ON、BL_ON、DIM三个信号同时施加3.3V左右的高电平以模拟二次开机，背光升压、驱动集成电路OB3350才会进入工作状态，具体方法是：将CON3插座8、9、10脚加锡短接，在加锡点与CON3插座1、2、3脚（12.3V）任一脚跨接一只5kΩ/3W的电阻，再用一只5kΩ/3W的电阻将该端与地相连。
（3）维修LED背光驱动部分电路时，还需要在LED+、LED-之间接原机上LED灯串或者效果相同的LED灯串作为负载，背光升压、恒流驱动集成电路OB3350才不至于保护。也可采用大功率滑动变阻器作假负载，如用一个2kΩ、200W的滑动变阻器，阻值调至约0.6kΩ，LED+电压约129V。
例1：一台LED32B32000C型液晶彩电，通电后指示灯不亮，不能二次开机
分析检修：指示灯不亮，说明电源工作不正常或主板有问题。测电源板输出到主板的12.3V供电为1.3V左右。断开到主板的连接线再测，12.3V输出端电压仍为1.3V。断电后测12.3V输出端对地电阻正常，没有短路现象。接着检测开关电源到背光升压电路的36V供电接近0V。36V电压偏低更为严重，怀疑各组电源电压低是由于LED背光驱动电路部分故障导致。36V电压拉低的原因主要有升压开关管Q401击穿短路、升压输出滤波电容C401短路以及LED灯串短路等。为判断故障部位，分别测量升压二极管D401两端对地电阻，发现二极管正端对地短路，负端对地正、反向电阻分别为500kΩ、3kΩ，说明D401及后级电路没有问题，问题出在Q401上。焊下Q401再试机，12.3V电压恢复正常，36V电压升为45V，说明故障就在Q401上。升压开关管击穿的原因可能是开关管自身的质量不佳，也可能是其他故障导致的，需一次性将故障元件彻底查出，避免烧毁新换管的开关管。在路检测前端R415、R408、R401、OB3350均正常（注：对OB3350进行检查，可以在不安装开关管Q401的情况下，通过测量2脚电压和波形来判断。正常时该脚直流电压约11.2V，要比安装有开关管时的高一些；用示波器测该脚波形，应有幅度约12Vp-p的脉冲信号，但脉宽要比安装有开关管时的宽一些），排除背光驱动集成电路U401（OB3350）的问题。后又检查LED灯条供电输出插座无开焊，插座也没有未插紧的现象，LED灯条也有无灯珠开路或短路（将灯条接入另一块同型号板测试，灯条正常亮）。用原型号场效应管1820N更换Q401后试机，故障排除。
例2：一台LED32B32000C型液晶彩电，指示灯亮，二次开机后指示灯闪烁几次后熄灭，有伴音但背光不亮。
分析检修：通电后遥控开机，测12.3V电压正常，说明主板和供电基本没问题。测LED升压电路二极管D401正端电压50.4V，负端50.2V，说明升压电路没有工作。对LED驱动控制芯片OB3350的几个关键脚进行检测，1脚供电脚11.6V，2脚（GATE）0V，6脚（COMP）6.1V，7脚（OVP）约0.14V，8脚（PWM）3.1V。通过对以上电压进行分析，发现2、6、7脚电压不正常，2脚电压为0V，说明无激励脉冲输出。断电后在路测2、6、7脚对地电阻，发现2、6脚正常，7脚对地电阻值变小，该脚对地正、反向电阻分别为17kΩ、9.2kΩ，正常应为56kΩ、10kΩ，怀疑该脚外接电容C410漏电。焊下贴片电容C410后，重测7脚对地电阻恢复正常，说明是C410的问题。测量C410有20kΩ左右的漏电电阻。用100pF的贴片电容更换C410后试机，通电后二次开机，背光灯亮起，LED输出电压为123V，6脚为2.16V 7脚为1.43V。C410也可不安装，对电路基本没有影响。
OB3350有复杂的保护机制，包括升压输出过压保护、过流保护、开路保护、过热保护等。OB3350在1脚获得正常供电、8脚（PWM）有超过2.5V电压后，芯片还要进行逻辑检查，芯片内部的监测器会检测OVP引脚即7脚的电压，以确认升压二极管D401是否连接或者升压输出是否对地短路。如果OVP引脚的电压低于0.1V，IC不启动（实际测试，OVP脚电压低于0.5V时IC不启动；如果IC已启动工作，当低于0.1V后，IC会停止工作）。同时，OB3350也会检查其他故障，如欠压锁定（UVLO）、过电流保护（OCP）、过热保护（OTP）。如果没有故障，芯片会通过内置的软启动电路开始升压电路的工作。
贺学金
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