康佳液晶彩電采用的KPS+L1900C3-01型電源板,編號為34007728,版本號為35015686集成電路采用FAN7530+FSGM300+FSFR1700組合方案,輸出+5.1VSB/4A、24V/4A、12V/4A電壓。應用于康佳LED47IS988PD、LED42M11PD、LED46MS92DC、LED42IS988PDE、LED42X5000DE、LED55X5000DE、LED42IS95D、LED46IS95D、LED42R7000PD、LED47R7000PD、LED47IS11PD等液晶彩色電視機中。
一、電源板工作原理
康佳KPS+L1900C3-01型電源板實物圖解見圖1所示,電源板電路組成方框圖見圖2所示。
該電源板由三部分組成:一是以集成電路FAN7530 (UF902)為核心組成的PFC功率因數校正電路,將整流濾波后的市電校正后提升到380V為主、副開關電源供電;二是以集成電路FSGM300(UB902)為核心組成的副開關電源,產生+5.1VSB電壓,為主板控制系統供電;三是以集成電路FSFR1700(UW902)為核心組成的主開關電源,產生24V、12V電壓,為主板和背光燈板供電。
1、抗干擾和市電整流濾波電路
康佳KPS+L1900C3-01型電源板抗干擾和市電整流濾波電路見圖3上部所示。
1)、抗干擾電路
AC220V市電經延遲保險管F901和L903、CX901、CY901、CY902、L901、CY903、CY904、L902、CX902組成的低通濾波網絡,濾除電網的干擾脈沖,同時防止電視機產生的脈沖干擾干擾電網。
2)、整流濾波電路
濾除市電中的高頻干擾信號后,經BD901全橋整流、CF901、LF901、CF902濾波后,由于CF901、CF902的容量較小,輸出100Hz約300V左右的脈動VAC電壓,送往PFC功率因數校正電路。電路中RV901為壓敏電阻,市電過高時將RV901擊穿,燒斷保險絲F901,斷電保護。
2、PFC功率因數校正電路
康佳KPS+L1900C3-01型電源板中的有源功率因數校正電路如圖3下所示,其中UF902功率因數校正控制器采用FAN7530與大功率場效應開關管QF902和儲能電感LF902等外部元件,組成并聯型PFC功率因數校正電路。將220V交流電壓升為+380V直流電,同時提高功率因數,抑制諧波電流,使整流橋后大的濾波電解電壓將不再隨著輸入電壓的變化而變化,而是一個恒定的值。為電源部分DC/DC轉換電路和背光燈電路供電。
1)、FAN7530簡介
? ? ? ?FAN7530是飛兆(Fairchildsemi)公司開發的PFC功率因數校正電路專用集成電路,其內部電路方框圖見圖4所示,內含鋸齒波發射器、誤差放大器、零電流檢測電路、驅動輸出電路等,芯片內部提供了多種保護功能,包括平均電流模式或電壓模式控制、軟啟動、VCC滯后欠壓閉鎖、欠壓、過壓和過載保護,以及滯后熱關機等。該芯片的工作頻率是變化的,本電源設定的最低工作頻率是27kHz。FAN7530的引腳功能和維修數據見表1所示。
表1? FAN7530引腳功能和維修數據
引腳 | 符號 | 功? 能 | 電壓/V |
1 | INV | 電壓反饋,輸出過壓保護 | 2.5 |
2 | MOT | 開環占空比設置 | 2.9 |
3 | COMP | 內部誤差放大器的輸出,相位補償 | 1.8 |
4 | CS | 開關管過流檢測保護輸入 | 0 |
5 | ZCD | 電感電流過零檢測點 | 3.5 |
6 | GND | 接地腳 | 0 |
7 | DRV | 激勵脈沖輸出 | 5.2 |
8 | VCC | 供電輸入 | 16.8 |
2)、啟動校正過程
?AC220V市電經整流濾波后產生的100Hz脈動電壓,經儲能電感LF902送到PFC功率因數校正電路QF902的D極;二次開機后,待機控制電路送來的VCC-PFC電壓,經RF910加到UF902的8腳,為其提供工作電壓,UF902啟動工作,產生據此波脈沖電壓,經內部電路處理后,從7腳輸出激勵脈沖,經DF903推動開關管QF902工作于開關狀態。
當QF902飽和導通時,市電電壓由整流后的300V電壓經電感LF902、QF902的D-S極到地,形成回路;當QF902截止時,300V電壓經電感LF902、DF902、CF913、CF919到地,對CF913、CF919充電,同時,流過LF902電流呈減小趨勢,電感兩端必然產生左負、右正的感應電壓。這一感應電壓與100Hz脈動電壓的直流分量疊加,在濾波電容CF913、CF919正端形成+380V左右的PFC直流電壓,不但提高了電源利用電網的效率,而且使得流過LF902的電流波形和輸入電壓的波形趨于一致,從而達到提高功率因數的目的。
3)、穩壓過程
PFC電路輸出電壓經RF908、RF915、RF917、RF918與RF923、RF924分壓后作為取樣電壓輸入到UF902的1腳。LF902的次級感應電壓經RF927送到UF902的2腳,作為誤差信號,另一路經RF926送到UF902的5腳,作為過零檢測信號。上述取樣和檢測電壓經內部比較放大后,進行對比與運算,確定輸出端7腳的脈沖占空比,維持輸出電壓的穩定。在一定的輸出功率下,當輸入電壓降低,UF902的7腳輸出的脈沖占空比變大,開關管QF902的導通時間延長,輸出電壓升高到正常值;當輸入電壓升高,UF902的7腳輸出的脈沖占空比變小,開關管QF902的導通時間縮短,輸出電壓降低到正常值。
4)、過壓、欠壓保護電路
FAN7530的8腳VCC供電輸入端,內部設有電壓檢測電路。當該腳電壓過低或過高時,內部保護電路啟動,切斷IC內部供電,達到保護目的。
FAN7530的1腳PFC輸出電壓取樣輸入端,內設誤差放大器和采樣點關斷電路,該點正常電壓在2.5V左右。當輸入到1腳的取樣電壓低于0.45V或者高于2.675V時,PFC校正電路關斷。
5)、過流保護電路
FAN7530的4腳為電流檢測輸入端,通過RF925對MOSFET開關管QF902的S極電阻RF911兩端電壓進行檢測。RF911兩端的電壓降反映了PFC電路電流的大小,當MOSFET開關管QF902電流過大,RF911兩端的電壓降隨之增大,FAN7530的4腳電壓超過0.8V,PFC就會停止輸出。
3、副電源電路
康佳KPS+L1900C3-01型電源板中的副電源如圖5所示。副開關電源主要由厚膜電路UB902(FSGM300)、變壓器TB901、穩壓控制電路UB952(TL431)、光電耦合器UB951(PC817B)等元件組成,為整機控制系統電路提供待機和正常工作所需要的5.1VSB電壓。
1)、FSGM300簡介
FSGM300是仙童公司生產的開關電源厚膜電路,內部電路見圖6所示,集成了MOSFET開關管和驅動控制電路,直接驅動外接變壓器。其特點是:帶抖頻功能,能有效降低EM;有OLP、OVP、AOCP、TSD、OSP等保護功能;輕載自動進入間歇工作狀態(Burst Mode),從而有效降低待機功率;具有軟啟動功能(15ms);重啟模式保護。FSGM300N引腳功能和維修數據見表2。
表2? FSGM300引腳功能和維修數據
引腳 | 符號 | 功能 | 電壓/V |
1 | GND | 芯片內部控制地 | 0 |
2 | VCC | 供電輸入 | 15.8 |
3 | FB | 反饋穩壓輸入 | 0.6 |
4 | NC | 空腳 | 0 |
5 | VSTR | 啟動電壓輸入 | 194 |
6 | DRAIN | 內部OMS開關管的D極 | 392 |
7 | DRAIN | 內部OMS開關管的D極 | 392 |
8 | DRAIN | 內部OMS開關管的D極 | 392 |
2)、啟動供電過程
經整流、濾波電路產生的100Hz約300V左右的脈動VAC電壓再經PFC電路的儲能電感LF902、DF902向PFC濾波電容CF913、CF919充電,產生待機狀態+300V的PFC直流電壓,為副電源供電。開機后PFC電路啟動工作,該電壓提升到+380V。
PFC輸出電壓經變壓器TB901的6-7繞組加到厚膜電路UB902的6、7、8腳,進入集成塊UB902內部電路后分為兩路:一路加到內部MOSFET開關管的D極,另一路經內部的恒流源充電電路向2腳外接電容C907進行充電。當C907上充得的電壓達到7.7V以上時,內部的準諧振電路啟動進入振蕩狀態,產生振蕩脈沖信號,內部MOSFET開關管工作于開關狀態,其脈沖電流在TB901中產生感應電壓。其中TB901的9-10繞組產生的感應電壓經RB913限流、DB902整流、CB909/CB906濾波、QB903、ZDB902穩壓后,產生VCCP電壓。VCCP電壓分為兩路:一路經RB908加到UB902的2腳形成二次供電,UB902內部得到一個穩定的供電后,持續進行振蕩;另一路電壓送到開關機VCC控制電路QB901的e極。
TB901的1-4繞組產生的感應電壓,通過DB951整流及CB951、CB953、CB958、CB957濾波得到5.1VSB電壓,為主板控制系統供電。
??? TB901的6-7初級繞組并聯的DB901、CB901、RB914組成尖峰吸收回路,保護UB902內部的MOSFET開關管。
3)、穩壓控制電路
??? 穩壓控制電路由三端精密穩壓器UB952(TL431)和光電耦合器UB951(PC817B)組成。5.1V電壓經RB953、RB955、RB956分壓,從開關電源輸出端+5.1VSB分壓取樣,對開關電源初級UB902的3腳內部電路的脈沖占空比進行調整,達到穩壓的目的。
當+5.1VSB電壓升高時,經電阻RB951加到光耦UB951的1腳的電壓同樣也升高。同時,5.1V電壓經取樣電阻RB953、RB955、RB956分壓加到UB952的1腳,UB952的3腳電壓下降,流過UB951的1-2腳內部發光二極管電流變大,UB951內部三極管的導通增強,UB902的3腳電壓下降,UB902內部的控制電路控制MOSFET管提前截止,輸出電壓下降到正常值。 當+51VSB電壓降低時,上述電路向相反方向變化,輸出電壓上升到正常值。
4)、市電欠壓保護電路
該保護電路由驅動電路UB902的3腳內電路和外接QB902、QB903為核心組成,對副電源驅動電路UB902的3腳FB電壓進行控制。
UB902的3腳內設電壓檢測和保護電路。當3腳電壓低于或高于正常值時,保護電路啟動,UB902停止工作。市電整流濾波后產生的脈動VAC脈動電壓經RB901~RB903與RB904分壓后,送到QB902的b極,市電電壓正常時QB902導通,QB904截止,對UB902的3腳電壓不產生影響;當市電電壓過低時,QB902截止,QB904導通,將UB902的3腳電壓拉低,UB902據此進入保護狀態,副電源停止工作。
5)、輸出過壓保護電路
過壓保護電路由5.6V穩壓管ZD954、Q957、光耦U957為核心組成,對副電源驅動電路UB902的3腳FB電壓進行控制。當開關電源輸出的+5.1VSB電壓達到5.6V以上時,擊穿5.6V穩壓管ZD954,迫使Q957導通,光耦U957導通,其內部光敏三極管導通,從3腳輸出高電平,向UB902的3腳注入高電平,UB902據此進入保護狀態,開關電源停止工作。
海南? ?孫德印