海信LED电视（1947板）电源板维修技术指南（图） (海信led42k190jd)
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一.总体介绍：本LED开关电源是采用电源部分与LED驱动部分二合一的方案。由交流V~V电压输入，电源部分有3路输出，外加LED驱动电源。启动时，由V-V交流电压输入,首先将待机电源启动，5V输出给CPU供电，由CPU根据整机设定情况发出ON/OFF（PS-ON）开机指令给电源电路，通过反馈回路将主电接通，V-V交流电压经整流输出，通过PFC电路将整流后的电压升到V左右，通过LLC电路，经变压器转换输出V和LED驱动电源（LED点亮时约V到V）。同时，主板将根据情况输出SW信号和BRI信号，电源板接到这两个信号后，LED驱动开始工作，背光点亮。电源结构框架如下图所示：
3.LLC部分随着开关电源的发展，软开关技术得到了广泛的发展和应用，已研究出了不少高效率的电路拓扑，主要为谐振型的软开关拓扑和PWM型的软开关拓扑。近几年来，随着半导体器件制造技术的发展，开关管的导通电阻，寄生电容和反向恢复时间越来越小了，这为谐振变换器的发展提供了又一次机遇。对于谐振变换器来说，如果设计得当，能实现软开关变换，从而使得开关电源具有较高的效率。LLC谐振电路，是我们现在所说的LLC谐振半桥电路的一个通俗的叫法，由于谐振时由于有两个L及一个C发生谐振，故称LLC电路，因此并非是三个英文单词首字母的缩写。图3和图4分别给出了LLC谐振变换器的电路图和工作波形。图3中包括两个功率MOSFET（S1和S2），其占空比都为0.5；谐振电容Cs，副边匝数相等的中心*变压器Tr，Tr的漏感Ls，激磁电感Lm，Lm在某个时间段也是一个谐振电感，因此，在LLC谐振变换器中的谐振元件主要由以上3个谐振元件构成，即谐振电容Cs，电感Ls和激磁电感Lm；半桥全波整流二极管D1和D2，输出电容Cf。LLC变换器的稳态工作原理如下。1、〔t1，t2〕当t=t1时，S2关断，谐振电流给S1的寄生电容放电，一直到S1上的电压为零，然后S1的体二级管导通。此阶段D1导通，Lm上的电压被输出电压钳位，因此，只有Ls和Cs参与谐振。2、〔t2，t3〕当t=t2时，S1在零电压的条件下导通，变压器原边承受正向电压；D1继续导通，S2及D2截止。此时Cs和Ls参与谐振，而Lm不参与谐振。3、〔t3，t4〕当t=t3时，S1仍然导通，而D1与D2处于关断状态，Tr副边与电路脱开，此时Lm，Ls和Cs一起参与谐振。实际电路中因此，在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。4、〔t4，t5〕当t=t4时，S1关断，谐振电流给S2的寄生电容放电，一直到S2上的电压为零，然后S2的体二级管导通。此阶段D2导通，Lm上的电压被输出电压钳位，因此，只有Ls和Cs参与谐振。5、〔t5，t6〕当t=t5时，S2在零电压的条件下导通，Tr原边承受反向电压；D2继续导通，而S1和D1截止。此时仅Cs和Ls参与谐振，Lm上的电压被输出电压箝位，而不参与谐振。6、〔t6，t7〕当t=t6时，S2仍然导通，而D1和D2处于关断状态，Tr副边与电路脱开，此时Lm，Ls和Cs一起参与谐振。实际电路中因此，在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。LLC谐振变换器是通过调节开关频率来调节输出电压的，也就是在不同的输入电压下它的占空比保持不变，与不对称半桥相比，它的掉电维持时间特性比较好，可以广泛地应用在对掉电维持时间要求比较高的场合。4.LED驱动部分本电源LED驱动部分采用降压恒流元，共六路LED驱动输出。1）驱动芯片OZ内部框图以及介绍如下：各管脚功能介绍如下表：2）驱动部分恒流控制的原理上图左为一路LED驱动电路图，右图为电感L在MOSFET3N导通及关断时波形。1.当MOSFET3N导通时，在电感L中感应出上“+”下“－”的感应电动势，续流二极管VD关闭。LED的供电电压通过LED灯串后，通过电感L，经MOSFET3N后经电阻接地，形成回路。导通过程中，电感中电流线性上升(见右上图)。2.当MOSFET3N关闭时，由于电感电流不能突变，在电感L中感应出上“－”下“+”的感应电动势，续流二极管VD导通。电流经电感L，续流二极管VD，LED灯串形成回路。在此过程中，电感中电流线性下降（右图中）。3.当LED灯串中的电流达到mV时，驱动脉冲关掉，MOS截止。电路进入续流状态。由于芯片通过固定的频率在工作。在下一个工作周期时，高脉冲重新将MOS打开，从而进入下一个工作周期。4.LED灯串电流的计算公式为：ILED(mA)=/R*EN(&#;)（其中R*EN为R与R并联）5、OZA正常工作时，需要ENA、BRI处于高电平状态。6、由于寸只用到4路驱动，所以芯片的第5路、第6路电平置高。7、对于寸机器，LED供电电平为V左右。灯条两端的电压为V左右。8、由于0Z的驱动脉冲为5V的驱动，而电路中MOS的驱动电平需要V左右，所有在电路中需要一个电平变换电路，如下图所示。图为V驱动电路图，为LED驱动电路提供驱动脉冲工作原理为：1.CM1接OZ芯片的COMP1引脚，输出驱动脉冲。2.CMP1引脚输出低电平时，VN导通，将V的基极电位拉低使其截止，此时V导通，输出低电平脉冲。3.CMP1引脚输出高电平时，VN截止，将V的基极电位拉高并使其导通，此时V截止，输出高电平脉冲。此驱动部分的控制原理仅为原理介绍，其元件位号可能与原理图不符，但原理图中的驱动方式与此是一一对应的，在此仅以一路作为原理介绍，实际原理图中应用为六路。完结...
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二.各部分分解说明1.待机电源部分待机电源部分主控电源管理芯片采用的STR-H，内置V的MOS，变压器为T,STR-H为准谐振控制芯片，其启动过程为：交流V～V输入电压经整流桥整流后，经变压器T副边输出端输出电压V进入N（STR-H）的5脚(Vcc)端，外接uF的旁路电容，用于储存启动电压，当Vcc电平达到芯片启动电平时，N开始工作。（以上元器件及其位号请参考原理图）当待机5V(5V_S)无正常输出时，首先用示波器检测STR-H的Vcc供电是否正常，如Vcc供电出现锯齿波，请检测开关电源是否开路。本待机部分产生待机5V（5V_S）电压，当主板发过来STB为高电平时，5V_S通过光耦N来打通主电路，即只有待机电压正常工作，其它电路才能工作。STR-H的各个引脚功能如下：STR-H具有过压保护、过流保护、以及过热关断等保护电路。2.PFC部分PFC（PowerFactorCorrection）即功率因数校正,主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。该部分的作用为能够是输入电流跟随输入电压的变换。从电路上讲为，整流桥后大的滤波电解的电压将不再随着输入电压的变化而变化，而是一个恒定的值。PFC部分主控部分采用安森美公司的NCP，NCP临界模式PFC*，3.LLC部分随着开关电源的发展，软开关技术得到了广泛的发展和应用，已研究出了不少高效率的电路拓扑，主要为谐振型的软开关拓扑和PWM型的软开关拓扑。近几年来，随着半导体器件制造技术的发展，开关管的导通电阻，寄生电容和反向恢复时间越来越小了，这为谐振变换器的发展提供了又一次机遇。对于谐振变换器来说，如果设计得当，能实现软开关变换，从而使得开关电源具有较高的效率。LLC谐振电路，是我们现在所说的LLC谐振半桥电路的一个通俗的叫法，由于谐振时由于有两个L及一个C发生谐振，故称LLC电路，因此并非是三个英文单词首字母的缩写。图3和图4分别给出了LLC谐振变换器的电路图和工作波形。图3中包括两个功率MOSFET（S1和S2），其占空比都为0.5；谐振电容Cs，副边匝数相等的中心*变压器Tr，Tr的漏感Ls，激磁电感Lm，Lm在某个时间段也是一个谐振电感，因此，在LLC谐振变换器中的谐振元件主要由以上3个谐振元件构成，即谐振电容Cs，电感Ls和激磁电感Lm；半桥全波整流二极管D1和D2，输出电容Cf。LLC变换器的稳态工作原理如下。1、〔t1，t2〕当t=t1时，S2关断，谐振电流给S1的寄生电容放电，一直到S1上的电压为零，然后S1的体二级管导通。此阶段D1导通，Lm上的电压被输出电压钳位，因此，只有Ls和Cs参与谐振。2、〔t2，t3〕当t=t2时，S1在零电压的条件下导通，变压器原边承受正向电压；D1继续导通，S2及D2截止。此时Cs和Ls参与谐振，而Lm不参与谐振。3、〔t3，t4〕当t=t3时，S1仍然导通，而D1与D2处于关断状态，Tr副边与电路脱开，此时Lm，Ls和Cs一起参与谐振。实际电路中因此，在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。4、〔t4，t5〕当t=t4时，S1关断，谐振电流给S2的寄生电容放电，一直到S2上的电压为零，然后S2的体二级管导通。此阶段D2导通，Lm上的电压被输出电压钳位，因此，只有Ls和Cs参与谐振。5、〔t5，t6〕当t=t5时，S2在零电压的条件下导通，Tr原边承受反向电压；D2继续导通，而S1和D1截止。此时仅Cs和Ls参与谐振，Lm上的电压被输出电压箝位，而不参与谐振。6、〔t6，t7〕当t=t6时，S2仍然导通，而D1和D2处于关断状态，Tr副边与电路脱开，此时Lm，Ls和Cs一起参与谐振。实际电路中因此，在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。LLC谐振变换器是通过调节开关频率来调节输出电压的，也就是在不同的输入电压下它的占空比保持不变，与不对称半桥相比，它的掉电维持时间特性比较好，可以广泛地应用在对掉电维持时间要求比较高的场合。4.LED驱动部分本电源LED驱动部分采用降压恒流元，共六路LED驱动输出。1）驱动芯片OZ内部框图以及介绍如下：各管脚功能介绍如下表：2）驱动部分恒流控制的原理上图左为一路LED驱动电路图，右图为电感L在MOSFET3N导通及关断时波形。1.当MOSFET3N导通时，在电感L中感应出上“+”下“－”的感应电动势，续流二极管VD关闭。LED的供电电压通过LED灯串后，通过电感L，经MOSFET3N后经电阻接地，形成回路。导通过程中，电感中电流线性上升(见右上图)。2.当MOSFET3N关闭时，由于电感电流不能突变，在电感L中感应出上“－”下“+”的感应电动势，续流二极管VD导通。电流经电感L，续流二极管VD，LED灯串形成回路。在此过程中，电感中电流线性下降（右图中）。3.当LED灯串中的电流达到mV时，驱动脉冲关掉，MOS截止。电路进入续流状态。由于芯片通过固定的频率在工作。在下一个工作周期时，高脉冲重新将MOS打开，从而进入下一个工作周期。4.LED灯串电流的计算公式为：ILED(mA)=/R*EN(&#;)（其中R*EN为R与R并联）5、OZA正常工作时，需要ENA、BRI处于高电平状态。6、由于寸只用到4路驱动，所以芯片的第5路、第6路电平置高。7、对于寸机器，LED供电电平为V左右。灯条两端的电压为V左右。8、由于0Z的驱动脉冲为5V的驱动，而电路中MOS的驱动电平需要V左右，所有在电路中需要一个电平变换电路，如下图所示。图为V驱动电路图，为LED驱动电路提供驱动脉冲工作原理为：1.CM1接OZ芯片的COMP1引脚，输出驱动脉冲。2.CMP1引脚输出低电平时，VN导通，将V的基极电位拉低使其截止，此时V导通，输出低电平脉冲。3.CMP1引脚输出高电平时，VN截止，将V的基极电位拉高并使其导通，此时V截止，输出高电平脉冲。此驱动部分的控制原理仅为原理介绍，其元件位号可能与原理图不符，但原理图中的驱动方式与此是一一对应的，在此仅以一路作为原理介绍，实际原理图中应用为六路。完结... 
