TCL PE461C4二合一板电路原理与检修思路 (tcl 21csp)

TCLPEC4型二合一板的电路框图如图1所示，主要由输入整流滤波电路、开/待机控制电路(待机电源控制芯片VIPerL)、功率因数校正(PFC)电路(控制芯片FANC)、PWM电路(即主电源，控制芯片FSFRXS)、背光LED驱动电路(控制芯片MP)、反馈及保护等电路组成，输出3.3VSTB/0.2A、V/1.A、V/1.9A电压，广泛用于英寸及以上具有3D功能的大屏幕LED彩电中。

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一、工作原理1.市电输入与整流滤波电路市电经保险管F1、热敏电阻RN1、抗高压压敏电阻RV1进入抗干扰滤波电路，如图2所示。RD1~RD8、LF1、LF2、LF3、CX1、CX2、CY1、CY2等构成EMC电路，以消除电网中的杂波，同时避免开关电源对电网产生干扰。滤除干扰后的市电经全桥BD1整流、C滤波后输出约+V的脉动直流电压，一路经变压器LP1初级①-③绕组及电感L送至PFC功率管Qw3的D极，第二路经D、D续流后送入PFC电路输出端(即滤波电容CE2、CE3正极)，D与D的连接处的VB电压送往待机电源。

2.PFC电路二次开机后，主板送来的高电平信号通过光耦PC3使控制管Q导通，将待机电源输出的vCC1(实测约+V)送至U(FANC)的⑧脚，U开始工作，⑦脚输出正、负脉冲信号->放大管Q、Q轮流工作->QW3工作于开关状态。在QW3导通期间，其电能转化为变压器LP1的磁场能储存起来;在QW3截止期间，其LP1储存的磁场能转化为电能，经D整流.CE2、CE3滤波后得到约+V左右电压，与输入的V电压叠加，故在CE2、CE3正极得到约+V的VBUS电压。该电压分为三路输出:一路经R~R、R、R、R分压，为U的①脚提供取样电压，该电压与④脚的QW3电流检测电压一起加到U内部乘法器中，处理后控制⑦脚对外输出的脉冲宽度。当负载变重(比如图像亮度增大或声音变大)时，U①脚的取样电压变低。与此同时，电源输出电流也会增大，则电流取样电阻R、R两端压降增大，U④脚的电压升高，这时U⑦脚输出的矩形脉冲宽度变宽，QW3导通时间延长，输出电压瞬时升高，即电源输出功率变大;反之，输出功率变小，从而保证输出的+V(VBUS)电压基本不变。3、待机电源及开/待机控制电路该型电源板的待机电源如图3所示。

接通电源后，VB电压经D、R、R及开关变压器TS1初级⑦-⑥绕组送至U(VIPerL)⑦、⑧脚(内部开关管D极兼振荡启动电源)，给②脚外接电容C充电。当C两端电压达7.5V时，振荡电路开始工作->内部开关管工作于开关状态->TS1初级⑦-⑥绕组中有脉冲电流流过一次级绕组有感应电压产生。其中，③-④绕组的感应电压经D、D整流，C、R、C滤波，D稳压后送到U电源端②脚，以替代启动电源;TS1的⑧-⑨绕组的感应电压经DS1整流及C、L、C、C滤波后得到+3.3VSTB待机电压，经排*往主板。该电压的稳压过程:当输出电压降低时，光耦PCI①脚电压降低->发光二极管的发光强度减弱->PC1③、④脚(光敏管)内阻增大->U④脚电压升高一内部振荡器的振荡频率升高->⑦、⑧脚输出的脉冲宽度增加->输出电压升高;反之，输出电压下降。开/待机控制过程:二次开机时，P-ON信号变为高电平->Q导通->PC3初级①、②脚的电流大增->PC3次级③、④脚的内阻大幅减小->Q导通->输出vCC1电压。待机时，P-ON信号变为低电平，Q截止，PFC、PWM电路停止工作。4、PWM主电源电路

图4中，PFC电路送来的VBUS电压一路直接加至U(FSFRXS)的①脚，为内部高端开关管供电，另一路送往谐振电容C。此时经Q送来的LLC_VCC电压(约为+V)通过R、R加至U电源端⑦脚，U内部的锯齿波发生器、脉宽调制器工作，产生的开关激励脉冲使内部半桥功率开关管导通，开关变压器TS2初级②-⑥绕组与谐振电容C串联谐振。C、D、R及U内部电路构成的自举升压电路工作为低端开关管提供HVCC高压电源。TS2次级-、-绕组产生的感应电压经DS4全波整流及L、C、C、C滤波后，得到+V电压;①-⑧、-⑨绕组产生的感应电压经DS2全波整流及C、C、C、L、C、C滤波后，得到+V电压。该PWM主电源的稳压电路主要由光耦PC2(TLP)、基准电压比较器U(TL)等元件组成。当+V电压降低时，光耦PC2①脚电压降低->流过PC2①、②脚(发光二极管)的电流下降->PC2③、④脚(光敏三极管)内阻变大->U的②脚(输出电压反馈端)电压上升->U内部脉宽调制器输出的脉冲宽度增加->半桥功率开关管导通时间延长->输出电压升高。当输出电压升高时，其稳压过程与上述相反。C、C为TS2的尖峰脉冲吸收电容，防止在开关管截止时，TS2初级绕组感应的脉冲高压将它击穿。5、LED驱动电路在主电源工作后，输出的+V、+V电压分别加至LED驱动电路插座P的脚及~脚，如图5所示。

另外，主板上MCU送出的3D使能信号3D_EN亮度调节信号PDIM、背光点亮信号BL_ON(实际为2DEN)也被分别送至P的①、②、③脚。+V电压经过电源控制管Q(ST)后，分别由R、R送至控制芯片U、U(MP)的电源端②脚;BL_ON信号经R送到MP的使能端⑤脚，MP内部的振荡电路开始工作，从MAP的脚输出开关激励脉冲信号，开关管Q工作于开关状态。当Q截止时，与+V电源叠加经升压二极管D整流及C、C、C滤波后，得到约+V(3D狀态为+V)的V1+输出电压，每路LED灯串中有只大功率LED。该V电压分为两路:一路送到LED灯串插座P的7~脚(四路LED灯串的+端);另一路送给分压电阻R~R，分压获得的取样电压送到MP的输出过压保护检测端脚，及过压保护控制管Q的漏极。LED灯串的一端流过插座P的②~⑤脚分别送到MP的~脚，这些脚内部接的是背光亮度控制管的D极。当调大电视亮度时，主板送到P的②脚的亮度控制信号电压升高->MP亮度控制端⑥脚电压升高->MP内部输送给亮度控制管的开关脉冲占空比增加->内部功率背光亮度控制管的导通程度增加->流过LED灯串电流增加->背光亮度增加。当进入3D模式时，由P①脚送来的3D_EN控制电压使Q、Q导通，MP的①脚对地电阻减小，此时流过LED灯串的电流约为mA，背光电路消耗的功率约为.8W;在2D模式时，在同一亮度控制电压*过LED灯串的电流约为mA，消耗的功率为.8W。6、保护电路(1)市电输入及PFC电路保护1)市电过压输入保护当市电电压过高时，压敏电阻RV1击穿，保险管F1熔断，达到保护之目的。如果压敏电阻失效，VB输出电压升高，通过D、R~R送至U过压输入检测端①脚的电压必然升高。当①脚电压高于2.7V时，U内部过压保护电路动作，PFC电路停止工作。2)PFC电路输出过流/过压保护当PFC电路输出过流或负载有短路时，流过QW3源极的电流增大->R、R两端电压升高->U④脚电压升高->当该脚电压升至0.V时，U内部过流保护电路动作，PFC电路停止工作。与此同时，当PFC电路输出过流时VBUS电压降低U①脚的电压降低当VBUS电压降至+V时->U②脚输出低电平->Q截止->U因失电停止工作->整机处于待机状态。当PFC电路VBUS输出过压时->U①脚的电压升高当升至2.7V时->U内部过压保护电路动作->PFC电路停止工作，整机进入待机状态。3)开机浪涌电流*在冷机开机时，由于需要对大容量CE2、CE3电容充电，因此会对市电整流二极管及相关元件造成过流冲击，故在市电输入回路串入了负温度系数热敏电阻RN1。在刚开机时，由于温度较低，RN1阻值较大，故对浪涌电流有较大的*作用。开机后，RN1温度升高，其阻值迅速下降，对输入电路造成的影响可忽略不计。4)U电源过/欠压保护U⑧脚为电源端，工作电压范围为V~V。当待机电源稳压电路开环失效，导致U⑧脚电压在V~V之间时(大于V有D钳位)，U内部过压保护电路动作，PFC电路停止工作。另外，当U⑧脚的电压小于8.5V时，U欠压保护电路动作，PFC电路停止工作，此时Q截止，进而引起PWM主电源停止工作，避免故障进一步扩大。5)U过热保护U芯片的内部设有过热保护电路。当芯片内部温度达到°C时，过热保护电路动作，⑦脚无开关脉冲输出;当温度低于°C时，过热保护解除。(2)待机电源保护1)过压保护当稳压环路出现故障导致+3.3VSTB待机电压过高时，经D、D、R加至U③脚(反馈电压控制及异常保护)的脉冲电压达+3V，内部过压保护电路动作，待机电源及PFC、PWM电路均停止工作，使MCU及整机免受损坏。与此同时，经D、D整流，C滤波，送到U②脚电源端的电压达+V，稳压管D齐纳击穿，U因失电而停止工作。2)过流保护当+3.3VSTB电压因负载短路而过流时，经D、D、R加至U③脚的脉冲电压低于+1.V，IC内部过流保护电路动作，待机电源及PFC、PWM电路均停止工作，电源无输出。与此同时，TS1③-④绕组产生的感应电压也会大幅下降，当U②脚(电源端)电压低于+7.5V时，IC内部振荡器停止工作，整个电源无输出。另外，当市电电压过高时，VB电压增大，此时TS1的③-④绕组的感应电压升高，使U的③脚电压过高，U内部振荡电路停振，整机进入保护状态。同样，当市电电压低于V时，U的③脚电压过低，整机也会进入保护状态。(3)PWM主电源保护1)过压保护当稳压环路出现故障导致+V输出电压过高时，流过PC2①、②脚的电流增大一PC、④脚内阻减小->U②脚电压小于0.4V->U内部振荡器停止工作->+V、+V电压均无输出。除上述过压保护外，还有一路模拟可控硅过压保护电路。当+V电压升至+V时->稳压管D齐纳击穿->Q导通->Q导通->开/待机控制管Q截止->PC3①、②脚无电流通过->PC3③、④脚内阻大增->Q截止->PFC、PWM电路均停止工作->整机处于待机保护状态。2)过流保护当输出过流时，流经电流取样电阻R、R的电流增大U过流检测端④脚电压下降，降到-0.6V、且持续时间达0.us时U内部过流保护电路动作->U停止工作->整机处于待机保护状态。(4)LED驱动电路保护1)输入欠压保护当+V电压降到+V时->稳压管D、D不被齐纳击穿->Q截止->Q截止->约+V工作电压因MP的电源端②脚失电停止工作->LED背光熄灭。2)输出过压保护正常工作时，Q截止，U③脚输出的+5V基准参考电压vcc通过R加至Q的G极，Q导通将U(MP)过压保护端脚接地，避免干扰脉冲使其误动作。若升压电路输出电压V1+过高，D.D齐纳击穿，Q导通、Q截止，U输出过压保护窗口打开，R~R所得取样电压使U脚的电压升高，当超过+1.V时，U的脚对C充电(充电电流为uA)，当C两端电压升到+1.V时，过压保护电路启动。3)输出对地(LED+对地)短路保护当输出端或LED灯串对地短路时，取样电路使U的脚电压降至0.V，U关闭脚输出的开关脉冲，并且U内置的背光亮度控制管截止。只有排除短路故障，U脚的电压高于0.V时，U才会恢复正常工作。4)灯条(LED+对LED-)短路保护若LED灯条内部短路，U、U的脚电压超过阈值，U关闭西脚输出的开关脉冲，同时U脚开始对C充电，在脚电压未升到+1.V之前，U的西脚间歇输出开关脉冲，以试探短路故障是否已排除。如果短路排除，背光电路恢复正常工作;如果未排除，则U立即关闭脚输出的开关脉冲，同时芯片内部的亮度控制管截止并锁定。5)升压开关管过流保护若升压开关管输出过流，U的脚电压升高，当该脚电压高于0.V时，过流保护功能启动，U关闭脚输出的开关脉冲，Q停止工作，同时芯片内部的亮度控制管截止并锁定。二、常见故障检修故障表现为1:无+3.3VSTB待机电压输出。故障原因分析:无+3.3V待机电压输出首先应检查u⑧脚电源启动端是否有约+V电压;如果无，检查市电的输入、整流滤波电路;若有，则断开L右端试机。检测C正极是否有待机电压输出，若有输出，表明负载有短路故障;若仍无输出，表明故障在电源本身，这时可断开U④脚外接电路试机。若有很高的电压输出，说明故障在稳压控制环路;否则，故障在u②、③脚外接的整流滤波电路或U本身。表1是U的引脚功能与待机电压。

故障表现为2:无+V、+V电压输出。故障原因分析:先在+3.3VSTB电压输出端与插座P1的脚之间接一只1k电阻，强制开机，测量U电源端⑦脚是否有+V电压。如无，则先排除电源方面的故障;如果有，再测U的①脚电压，若正常，可断开+V、+V负载，在输出端接一块电压表，然后通电试机。如果读数明显增大，表明故障极可能是过压保护电路动作所致，排查稳压环路;若电压表读数正常，则说明过流保护电路动作，应对负载作“断开法”检查;若电压表读数为零，则重点检查D、C，最后代换U。U引脚功能及参考电压见表2，供参考。

故障表现为3:电源带负载能力差。故障原因分析:检查FPC电路输出的VBUS(+V)电压是否正常，如果明显偏低，应查VB电压(约+V)是否正常，如不正常，则检查市电整流滤波电路;若正常，则表明PFC电路存在故障，重点检查R~R.CE2、CE3、QW3等元件。U(FANC)引脚功能及电压见表3。

故障表现为4:背光灯不亮。故障原因分析:先测插座P②、③脚电压是否大于+2V，若否，则对主板输出的背光开/关、亮度调节信号及传输电路进行检查。若正常，则检查+V、+V供电是否正常;若不正常，则对电压的产生及控制电路进行排查。若供电正常，则测量升压输出端电压是否为V/V(2D/3D状态时)，如果异常，则检查Q、R、D.C.C、L等元件，最后代换U、U。MP引脚功能与在路2D状态下实测电压见表4，供参考。

故障表现为5:开机后屏亮一下，随即黑屏。故障原因分析:若测得+V、+V电压正常，则故障可能是LED驱动电路过压保护所致，可在开机时迅速测量U的脚电压，若大于+1.V，再检测V1+电压。如果V1+电压过高，则表明输出电路开路，如插座P与插头松动或接触*;若电压正常，则是过压保护电路本身存在故障，如R.R阻值增大或引脚虚焊。