开关电源第四讲：液晶电视机的开关稳压电源（图） (开关电源精讲视频教程)

液晶电视机的开关稳压电源其组成都是由进线滤波器、功率因素校正（PFC）电路、DC/DC变换电路三大部分组成，本节以寸液晶电视机电源E为例介绍：一、主要技术指标1、输入交流电压范围：&#;V2、输入交流电压频谱率：&#;Hz3、输出电压：见表3-4-1

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4、输出功率：W5、待机时最大输入功率：1W6、效率：输入交流电压为V时，大于%；输入交流电压为V时，大于%。7、工作环境：-&#;+ºC并具有全电压范围输入，输出过压保护，输出过流保护，短路保护功能，整机过温保护，保护功能复位等功能。二、稳压电源的组成该开关稳压电源的组成见图3-4-1。

输出电压是三组电压：5V、V、V；输入是电视机板送来的开关机信号（on/off)。其中5V是作为待机电源，也就是说，电视机遥控关机后此电压应仍然存在，以保证电视机板的CPU加电，否则无法遥控开机。V是电视机板和屏数字处理板的电源。V是背光灯的逆变器电源。因此从图中可见，5V是单独的DC/DC变换器，有专用的PWM控制芯片（TS）,确保关机后仍然存在。V、V因是工作电源，消耗功率大，其DC/DC变换的输入电源是PFC电路输出的V直流电压，pwm控制芯片与PFC的控制芯片是同一个即TDA。保护功能完善，对输出电压有过压过流保护，所用芯片有欠压、过压过流、过热保护功能。三、芯片介绍1、PWM控制IC-TS它是离线式DC/DC变换*。离线式开关变换器(off-lineswichingconverter)，所说离线并不是变换器与市电线路无关的意思，只是变换器中因有高频变压器隔离，故称离线。其封装和引脚功能如下

表3-4-2TS引脚功能表

7脚是VccIC电源8脚是Vref基准电压

图3-4-3TS内部框图芯片的工作原理如下：输出电压若偏高或偏低，通过2脚输入，经误差放大器放大后通过分压限幅电路，加到电流检测比较器的同相输入端，反相端是通过Q1的电流在Rs上的压降，其输出幅度大小控制PWM锁存器的转换时刻，达到PWM锁存器输出的脉冲宽度改变，通过或门输出。或门的作用是：振荡器输入是使频率一致，欠压锁存器（UVLO）是控制或门的的开启与关闭，当芯片工作电压Vcc低于7.6V时关门，6脚无输出；高于8.4V时开启，6脚有输出。2、PFC控制和PWM控制的二合一IC-TDA

1）TDA封装表3-4-3TDA管脚功能表

2）TDA介绍①是PFC和PWM二合一的单片IC。②PFC采用平均电流和电压传感双环控制,前延触发调制脉冲最大占空比为%.③PWM是后延触发,,为防止脉冲变压器饱和,最大占空比限止在%内。④PFC和PWM在相同的频率上工作，在内部保持同步，其工作频率范围是在KHZ～KHZ，可由其（）脚的外接电阻设定。⑤保护功能分两部分：一部分是热地电路的保护。输入端PFC电路过电压保护，欠电压监测,IC电源欠电压闭锁(V-V)、是通过9脚的电压采样，芯片内部电源控制电路实行。脚的PWM电路的过流保护采样，控制PWM输出关闭的保护另一部分是冷地电路即输出电路过压过流的保护，开待机控制，是通过9脚电压进行的。⑥+V、+V的电压调整，是通过PWM的脚进行。⑦一般PFC采用升压的办法是因为在相同输出功率的条件下，通过PFC电路的电流可以成正比减小。⑧PFC输入电路在交流电源电压V～V内可正常工作，使该开关电源在工频电压是V的国家也能正常工作。3）内部框图介绍内部框图见图3-4-6，TDA由PFC和PWM*两部分组成。PFC*主要包含有电压误差放大器（OP1）、乘法器、电流放大器（OP2）、比较器（C1～C3）、运算跨导放大器（OTA1～OTA3）、触发器（FF1）和PFC输出驱动器等电路。PWM部分主要包括振荡器（与PFC共用）、比较器（C4～C）、触发器（FF2）和PWM图腾柱（脉冲的上升和下降沿很陡，是近理想的矩形）栅极驱动器等单元电路。此外，TDA还内置7.5V的精密带隙基准、欠电压锁定（UVLO）和电源控制电路。TDA*可以在连续或断续方式下工作，采用平均电流和电压传感双环控制及前沿触发宽度调制，最大占空比为％。改进的电流型控制PWM电路可用作设计正向或回扫式变换器。为防止变压器饱和、后沿触发的PWM最大占空比*在％。PFC和PWM*在内部保持同步，在相同的频率上工作，固定频率范围从kHz直至kHz。PFC与PWM均采用快速软开关图腾柱栅极驱动（IA）。TDA启动电源电流典型值为μA,静态工作电流仅mA,具有低待机功耗。监视和保护特征主要包括PFC直流输出过电压和欠电压监测、峰值电流*和IC电源欠电压闭锁等。TDA可用作设计适用于世界各国AC线路、输入电压从V到V的高品质离线开关电（SMPS），满足国际标准关于AC输入电流的谐波*要求，实现高于0.的线路功率因数，并具有低成本、低损耗和高可靠等优点。

图3-4-6TDA内部结构框图输入电压从V到V的高品质离线开关电（SMPS），满足国际标准关于AC输入电流的谐波*要求，实现高于0.的线路功率因数，并具有低成本、低损耗和高可靠等优点。图3-4-6TDA内部结构框图

3、双运放IC-LMLM是双运算放大器，其电源工作电压的范围很宽，单电源是2-V，双电源供电是1-V。其引脚如图3-4-7。四、液晶开关稳压电源的工作原理1、待机电源部分当电源接入交流V市电后，交流电通过进线滤波器（原理上节已分析）经桥式整流器和LC组成的高频滤波器变为HZ的脉动直流，经电阻RA-D与U2内部电路分压后，给U2送入启动电源，U2开始工作，其6脚送出驱动信号使功率开关管MOSFET开始工作，通过高频变压器T1和对应的整流管整流后，送出如下电源：1）T1线组4经D4整流后，给U2（TS）送入工作电源。2）T1绕组7经D、D整流后，给电视板送出待机电源5V*。3）T1绕组8经D8整流后，提供本电源板使用的待机辅助电源V*4）T1绕组5经D5整流,Q稳压，产生TDA的工作电源Vcc、工作电源（V、V）部分当电视机送入高电平开机信号（on/off）后，Q导通，光耦U5工作，Q导通，使Vcc1产生Vcc2，送入TDA的9脚，使芯片内PFC控制电路工作，8脚输出PFC驱动信号，功率开关管Q1、Q2工作，经升压电感L1和升压二极管D1后，输出V直流电压。PWM控制电路经软起动时间过渡后，脚输出PWM驱动信号，功率开关管Q5Q6工作，经高频变压器T2耦合，整流滤波后，输出V、V电压。稳压调整取自V电源，通过U误差放大，光耦U4隔离，送入TDA的脚，调整脚输出的驱动脉冲信号宽度，以此来稳定输出电压。2、保护电路1）TDA本身自带的保护功能有：①其脚的输入电压（PFCR的分压）过高就过压保护，过低是欠压保护，立即关闭PFC和PWM的栅极驱动。②其脚是PWM的工作电流取样，即R2上的压降，若过大立即关闭PWM的栅极驱动。③其6脚上电压取自PFC的开关管的工作电流，即R1上的压降，若过大立即关闭PFC的栅极驱动。2）输出电压的保护①V、V的过流保护信号分别取自MR2和MR1上的压降，加到U7（双运放）的同相输入端，其运放的反相输入端是U9和U提供的基准电压。过流时，运放输出高电平，使Q7、Q8饱和导通接地，光耦U5输入也跟着接地而截止，Q将断开TDA的工作电源Vcc2，PFC与PWM电路都不工作，无V和V电压输出。②V、V的过压保护：分别来自ZD4与D串联，ZD3与D串联结点的过压保护信号，加到运放U8B的反相端，当大于设定值，运放输出高电平，使Q、Q饱和导通接地，光耦U5输入也跟着接地而截止，Q将断开TDA的工作电源Vcc2，PFC与PWM电路都不工作，无V和V电压输出。[Page]五、电源的维修1、维修方法1）外观目视法观察电路板有哪些元件有发烫，或烧伤变色的痕迹，再分析与此有关的电路，这种方法可以邦我们很快缩小故障范围。2）电阻法测量有关电路或元件的阻值，常用此法电阻、电容、晶体管的好坏。3.电压法测量有关电压值，特别是直流电压值，来判断故障。一般不用电流测量法，因为测量电流要断开有关电路，很麻烦。4.外灌DC法此法主要是外灌控制信号，如高电平或低电平信号，给芯片提供工作电压，来判定芯片或有关电路的工作是否正常。5.关键点或组件切除法.如对有关电路或有关组件进行幵路,若故障消除，则故障就在切除的部分。3、故障分析该电源的组成框图如图3-4-8所示，该电源的待机电源与V、V电路无关。但V、V与它有关，因为TD的工作电源Vcc2是待机电路高频变压器一专用绕组提供的。见原理图3-4-8，保护电路三个通道运放的输出端是合在一起的，然后去控制Q、Q的接地，使光耦U5的输入端也随之接地，Q5断开，TDA失去Vcc2而不工作，达到保护的目的。开关机信号也是去控制光耦的输入电源，与上面一样，控制Vcc2的有无，而达到开关机目的。

图3-4-8电源框图4、无V和V的故障分析举例：见3-4-9

图3-4-8无V和V的故障分析图3-4-9液晶电视开关稳压电源