长虹XA6A-IP机芯电源背光电路原理分析与维修 (长虹机芯型号怎么看)
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一、电路概述该机芯彩电的开关电源与背光驱动电路框图如图2所示,主要IC的型号与功能见表1。.3V电压形成电路采用通嘉公司生产的LD作为控制芯片,PFC芯片采用安森美公司生产的NCPB,LED驱动电路采用意法半导体公司生产的LC谐振开关电山L源*LAD,电路简洁明了。二、单元电路分析1.进线抗干扰电路本电路由电压过高*电路、防浪涌冲击电路和抗干扰滤波电路组成,如图3所示。(1)电压过高*电路(防雷击电路)当输入市电电压过高或有雷电进入,超过压敏电阻MOVB1的保护电压值时,其漏电电流急剧增大,FB1过流熔断,避免后级电路过压而损坏。(2)防浪涌冲击电路在冷机状态,由于后级滤波电容未存储电荷,避免开机冲击电流过大,装有热敏电阻NTCB1限流。NTCB1为负温度系数电阻,随着充电的进行,NTCB1自身阻值会随温度的上升而变小,最后几乎变成直通,不再额外耗能。(3)抗干扰滤波电路电路由LCB1~LCB3及外围电路组成电影滤波网络。LCB1~LCB3是共模线圈,组成*共模滤波网络,滤除电网或电源产生的对称性干扰信号。CXB1.CXB2组成不平衡滤波网络,滤除电网或电源产生的不对称干扰信号。电路中,CYB1和CYB2是安全电容,对耐压值和漏电电流要求很高,容量大小对电视机漏电电流和悬浮电压有较大影响,在维修中不可随意改动。2.待机电源该机芯彩电待机电源管理芯片采用ID(UB),如图4所示,其引脚功能见表2。LD是一个高度集成的峰值电流模式*,针对低功耗反激式电源设计,采用内部固定kHz频率工作模式。当负载功率下降后,*进入突发模式,开关频率最低可降到kHz,如果输出功率继续降低,*进入自动跳频工作模式,以减小功耗,保持高效率状态。LD内置过载保护(OLP)、欠压保护(UVLO,阈值7.5V)和过压保护(OVP,阈值.5V)等电路可以直接驱动中小功率MOSFET管。LD与许多采用TSD-6封装的绿色模式PWM控制IC(如LD.CR.CRCR.0B.OB、SGGRNEM.RS.RS和ACT)引脚兼容,但功率大小有差异。代换时,需检查③脚是否外接电路,如无,直接换上LD即可;如果③脚外接有一只电阻到地,这类IC有OB.LD等,若要换用上述其他型号IC,则在③脚对地接一只k电阻。(1)启动电路该电路由RB~RB和EBI等元件组成。ACV电压经RB~RB限流后向EB充电,EB两端的电压(vCC-Q)逐渐升高,当升至V时,UB内部电路开始工作,从⑥脚(GATE)输出PWM脉冲。(2)功率变换电路当UB的⑥脚输出高电平脉冲时,QB饱和导通,由于流过TB的①-③绕组的电流不能突变,因此流过TB绕组的电流逐渐增大,在线圈上产生磁场,把电能转变成磁能储存在TB中。当UB的⑥脚输出低电平信号时,QB因基极电压低于发射极电压而导通,QB栅极的电荷通过QB的e.c极及RB泄放,QB迅速由饱和导通转为截止。TB的①-③绕组产生的感应电压瞬间反向,与①脚输入的V(PFC电路工作后为V)直流电压叠加,在③脚产生约V尖峰电压。此时,二极管DB导通尖峰电压被RB.CB等元件吸收,QB的漏极电压迅速降低避免QB过压损坏。从QB源极流出的电流经RB到地,在RB两端产生压降,该电压经RB、CB送入UB的④脚,与反馈回来的FB信号一起,控制⑥脚输出的PWM脉冲信号宽度,*流过QB的最大电流,避免QB过流损坏。当有交变的电流流过TB的①-③绕组时,TB的次级绕组均会产生相应的感应电压。TB次级⑤-⑥绕组感应的电压经RB.RB限流,DB整流,EB滤波后,形成vCC电压,再经RB限流、ZB(V)稳压.DB隔离后加到UB的⑤脚,为UB提供正常工作电压。TB次级⑨-①绕组产生的感应脉冲经DB整流EB~EB滤波后,形成.3V的直流电压为主板电路供电。(3)稳压电路本电路主要由UB(TL).PCB.UB及相关外围元件构成,通过光耦PCB控制UB的COMP端子输出电流的多少来实现输出电压的稳定。电视机正常工作后,功率因数校正电路进入正常工作状态,输出稳定的PFC电压(V),同时,.3V电压负载因整机进入正常工作状态而加重,输出功率增加,经稳压环路处理后UB的②脚输出电流减小,电压上升,在内部电路检测到②脚电压高于1.6V后,芯片进入正常工作模式。UB的②脚电压与工作频率关系如图5所示。当某种原因造成负载变轻或输入电压升高时,输出的.3V电压也跟着升高,通过RB和RB分压加到UB的R极电压升高,与UB内部的2.5V基准电压比较后,UB的K极电压下降,则流过光耦PCB内发光二极管的电流增大,其③、④脚内部的光敏三极管等效电阻降低,从UB②脚流出的电流增大,电压下降,经集成块内部电路处理后使UB的⑥脚输出的PWM脉冲占空比减小,QB导通时间减少,TB储能减少,次级输出电压降低,达到稳压的目的。当.3V输出电压降低时,稳压过程与上述相反。CB和RB.CB组成消谐振电路,防止UB进入谐振状态避免稳压环路失控。(4)保护电路1)过压保护(OVP)过压保护功能主要由UB的⑤脚内外电路完成。若UB的⑤脚电压超过.5V(典型值)时,UB内部的过压比较器(VCCoVP)输出翻转,经us延时后,UB进入过压保护状态,⑥脚停止输出驱动PWM信号,从而保证电源安全。2)短路保护UB内置故障计时器,当电流峰值达到极限值时,芯片内部的计时器开始计时,若时钟周期结束而峰值电流仍为极限值,*就进入闩锁状态,芯片工作在低频突发模式(跳周期工作模式)下,避免负载短路造成电源功率器件损坏。提示:这点是在维修V带不起负载时,需要重点考虑的原因。大家会碰到整流管短路或负载过重造成无.3V电压的情况。3)欠压(UVLO)保护UB内置欠压保护电路(UVLO),当检测到⑤脚(vcc)电压小于7.5V时,芯片就会进入欠压保护状态,关闭⑥脚驱动脉冲信号输出。3.开/待机控制电路开/待机控制电路主要由QB~QB、PCB等元件构成,如图6所示。待机时,主板送入的BL-ON信号为低电平,QB截止,PCB内部的发光二极管不发光,PCB内部的光敏三极管不导通,QB截止,vccPFC电压为0V,功率因数校正电路不工作。二次开机后,BL_ON信号变成4.6V高电平,QB饱和导通,PCB内部①、②脚的发光二极管发光,③、④脚光敏三极管导通,由于QB、ZB(V稳压管)等元件组成的稳压电路工作,输出稳定的.8V电压(VCC_PFC),为功率因数校正电路供电。4.功率因数校正PFC电路本机PFC电路采用安森美公司生产的PFC控制芯片NCPB(UB),如图7所示。NCP是一个临界导电模式(CRM)的有源功率因数*,其引脚功能见表3。(1)启动过程二次开机后,vCC_PFC电压(.8V)加到UB的⑧脚,UB内部的软启动电路工作,输出软启动控制信号,振荡电路输出占空比很低的脉冲,以防止功率因数校正电路在启动时电流过大。⑧脚内部预置有欠压锁定电路(UVLO),所以要求输入电压不能低于9.5V。UB工作后从⑦脚输出驱动信号,经RB加到QB的栅极,使QB工作在开关状态。当⑦脚输出高电平驱动信号时,QB饱和导通,DB5整流出来的Hz脉动直流电Vbridge+经LB.QB.RB、RB回到桥式整流电路DB5的负极,LB储能,感应电动势使②脚为+,④脚为一,此时负载供电由滤波电容EB承担。当⑦脚输出低电平时,QB饱和导通,QB栅极电荷经QB、RB泄放,QB迅速截止,由于LB的电流不能突变,LB产生的感应电动势迅速反向,即④脚为+,②脚为一,与输入电压叠加,通过DB向滤波电容EB充电,在EB上形成V的PFC电压。(2)稳压控制PFC电路输出的V直流电压经RB~R和R.RB分压后,加到UB的①脚(INV)。当PFC电压升高时,UB的①脚电压升高,在与UB内部2.5V基准电压比较后,误差放大器输出的误差信号电压下降,即UB的②脚电压下降,在内部电路的作用下UB的⑦脚输出驱动脉冲占空比下降,QB导通时间缩短,LB的储能减小,PFC电压下降,达到稳压的目的。当PFC电压降低时,其稳压过程与上述相反。(3)过零检测电路在PFC电路正常工作后,当QB导通时,由于LB的③脚和⑤脚是同名端,因此,ZCD是一个负电平信号:当QB截止时,zCD是一个正电平信号。UB通过内部两比较器⑤脚输入的ZCD信号高低,就可以判断输入信号是否靠近脉冲的过零状态,从而控制UB的⑦脚驱动信号输出,以降低QB的自身功耗。(4)保护电路过电压保护(OVP):在UB启动或负载急剧变化时,PFC电路输出的电压可能会超过设定值,如此时不加以保护,会损坏后级功率管。本电源设有OVP保护电路,当PFC电压急剧升高时,经分压取样网络加到UB的①脚的电流也跟着增大,当电流达到OVP阈值时,保护电路动作,关闭⑦脚驱动信号输出,QB截止。欠压保护(UVP)/开环保护:当PFC电压大幅降低时,经分压取样网络加到UB的①脚电压也会大幅降低。若UB内部欠压比较器检测到①脚的电压低于0.3V,则欠压比较器(UVP)动作,关闭⑦脚驱动信号输出,QB截止。过流保护电路(OCP):UB内部设有一个电流比较器,正端接0.5V电压,负端接电流检测信号输入。当UB的⑤脚输入的电流检测信号高于0.6V时,电流比较器动作,输出过流检测信号,UB的⑦脚输出低电平,QB截止。低压锁定保护电路(UVLO):UB的⑧脚内置一个uVLO比较器,只有⑧脚电压升到.8V时,UVLO比较器才翻转,内部电路才开始工作,⑦脚才有驱动信号输出。当⑧脚电压降到9.5V时,UVLO比较器翻转为欠压锁定状态,UB的⑦脚输出低电平,QB截止。5.LED背光驱动电路LED背光驱动电路使用LLC驱动控制块LAD(UB),如图8所示,其引脚功能见表4。(1)启动过程二次开机后,.V的vCC2加到UB的脚,同时,PFC电压经RB~RB和RB分压后加到UB的⑦脚。RB上并联的电容CB用来旁路噪声干扰。当PFC电路不工作时,UB的⑦脚电压在1.V左右;PFC电路正常工作后,UB的⑦脚电压升到1.V,大于门槛电压1.V,UB进入稳定工作状态。在UB的脚加上vCC2电压后,芯片内部电路给①脚(CSss外接电容CB充电,此时芯片内部振荡频率较高,电源功率较低;当CB充满电时,CB可视为开路,振荡频率由RB、RB决定,振荡频率降低,电源输出功率达到正常水平,由此实现变频软启动功能。内部振荡器工作后,从脚(HVG)与脚(LVG)输出两个占空比接近%的脉冲,驱动两只功率MOS管工作。(2)驱动变换uB工作后,脚输出高电平信号,QB饱和导通,谐振电容CB存储的电荷经开关变压器TB的⑦~⑤绕组及QB的D、S极放电,二极管DB和DB导通。同时,UB的脚输出低电平信号.QB饱和导通QB栅极的电荷经QB.RB泄放,QB迅速截止,保证电路工作状态正确。当脚输出高电平,脚输出低电平时,QB饱和导通V电压经QB的D.S极、TB的⑤-⑦绕组、谐振电容CB、限流电阻RB/RB到地,TB储能,CB充电,二极管DB.DB和DB导通。同时,UB的①脚输出低电平信号,QB饱和导通,QB栅极的电荷经QB.RB泄放QB迅速截止。保证电路工作状态正确。QB和QB交替导通通过TB把能量迅速传递到次级;~绕组产生的感应电压经DB~DB整流.CB滤波后形成单向脉动电压LED+,为LED背光灯串供电。⑧-⑨绕组产生的感应电压经DB整流EB滤波得到V左右的VAUX电压,为稳流(3)过流保护(OCP)和过载保护UB的⑥脚是电流检测信号(*EN)输入端,内接第-比较器输入端,比较器的参考电平是0.8V。如果加到此端的电压超过0.8V,则第一比较器被触发,使芯片内部开关接通.放掉CB中储存的电荷,则振荡器的频率迅速增加,从而*输出功率。当UB的⑥脚电压达到1.5V时,第二比较器被触发,UB进入关断状态,与脚和①脚一直输出低电平,电路停止工作。正常工作时,电阻RB或RB两端的压降通过RB.DB.RB限流后,加到UB的⑧脚,其电压值远低于1.V。当流过RB和RB的电流过大,致使UB的⑧脚电压升到1.V时,UB内部比较器翻转,芯片进入关断状态。(4)稳流控制为保证LED背光亮度一致,则需要将灯串电流稳定为额定电流(本机为mA)。本电源的稳流方案采取检测LED灯串负极输出电流,反馈控制LED+电压的方法,使流过LED背光的电流达到额定值,其稳流电路如图9所示。VAUX电压经QB和UB及外围元件组成的稳压电路,形成vCC-5V电压,为比较器UB(AS)供电。当某种原因造成LED+电压升高时,流过LED背光灯串的电流增加,则FBI/LED-电压上升,即UB的⑥脚电压升高,若超过⑤脚电压(由电阻RB和RB/RB分压得到),UB的⑦脚输出电平变低,光耦PCB的①、②脚内部的发光二极管发光增强,其③、④脚内部的光敏三极管等效电阻降低,即UB的④脚外接电阻的阻值下降,UB内部的振荡频率上升,谐振电路输出功率下降,LED+电压降低,流过LED灯串的电流下降。当某种原因造成LED+电压降低时,其稳流过程与上述相反。当LED驱动电路启动时,由于反馈电流还没有建立,此时LED+电压过高易损坏LED灯珠。为解决此问题,本机在VBL端与UB的⑥脚间增加CB和RB(k)。LED驱动电路刚开始工作时,因电容两端电压不能突变,则VBL电压经CB.RB加到UB的⑥脚,使之为高电平,UB的⑦脚输出低电平,PCB饱和导通,UB的④脚外接等效电阻最小,UB内部振荡频率最大,谐振电路输出功率最小。当CB充满电后,此支路不再参与稳流电路控制。从上面分析可以看出,该机稳流回路采用的是电流稳定模式,它特点如下:1)采用1个反馈环路,LED负载轻微变化会对升压后的LED+电压产生影响,因此,这类LED驱动电路最忌负载接触*。2)稳压取样电路与负载串联,断开负载即断开了稳流环路,造成电路处于开环状态。因此,这类LED驱动电路的负载不能开路。3)该类驱动电路输出电流固定,但电压会随负载增减而变化。由于电源本身有功率极限,因此恒流式驱动电路也必须*最大功率增加oVP保护电路。(5)调光控制LED背光采用PWM脉冲调光方式,即利用人眼的视觉特点,在单位时间内控制LED亮灭时间的比例,达到调整LED亮度的目的。主板送来的调光控制信号ADJ/Vs-ON信号,经RB和RB分压后加到QB的基极。当ADJ/Vs-ON信号为高电平时,QB饱和导通,QB随之也饱和导通。vCC-sV电压经QB、RB.RB/RB到地,在UB的⑤脚得到0.V左右的电压。此时,LED灯串中有正常电流流当ADj/Vs-ON信号为低电平时,QB截止,QB也跟着截止,UB的⑤脚电压为0V,UB的⑦脚输出电压最低,PCB内部的光敏三极管的等效电阻最小,即UB的④脚外接电阻的阻值最小,谐振电路输出功率最小,LED+电压大幅降低,LED灯串不发光。由于PWM脉宽信号的频率是在Hz~Hz之间,一般约为Hz,远高于人眼的视觉暂停频率极限Hz,所以人眼看不见LED背光闪烁,只会看见LED灯的亮度变化。改变单位时间内亮度信号脉冲的占空比,就改变了单位时间内LED灯的点亮时间从而实现对背光亮度的控制。(6)保护电路该电源的LED驱动电路保护非常完善,除设有LLC谐振开关电源的过流、过载保护功能外,还有IED背光开路保护电路,如图所示。VBL电压(即LED+电压)经RB.RB和RB分压后加到UB的③脚。CB是干扰滤除电容,防止误保护。同时,vCC-5V电压经RB和RB分压得到约2.V电压,加到UB的②脚。正常工作时,VBL电压在V~V之间,分压后加到UB的③脚电压低于2.V,则UB的①脚输出低电平,不影响背光驱动电路正常工作。当负载开路或接触*等原因造成VBL电压过高时,UB的③脚电压也跟着升高,当③脚电压达到2.V时,UB的①脚输出高电平,光耦PCB内部发光二极管发光,其③、④脚内部光敏三极管导通,vcC2电压经RB、PCB.RB送入UB的⑧脚,如图8所示。当⑧脚电压升到1.V时,UB进入关断状态,脚和脚一直输出低电平,LED驱动电路进入保护状态。正常工作时,UB的各脚电压见表5。三、故障检修实例例1:收到其他维修同行的一台LEDCN彩电,二次开机后,背光闪一下就黑屏,声音一直正常。故障原因分析:开机后,测得电源板输出稳定的V电压。监测LED+电压,发现开机瞬间有V电压,随后迅速降到0V,而正常时应一直约为V,说明LED升压电路保护了,即LED稳流回路存在故障。测量UB(AS)各脚电压时,发现供电电压在开机时为3V,随后降为0V,正常电压应为5V。该5V电压由QB稳压产生,参见图9。检查该稳压电路,更换UB(TL)后5V供电正常,故障机修到这里,终于修好值得探讨。。提示:若该机LED灯条上灯珠开路,故障表现为是二次开机后背光灯一直不亮,而不是亮一下就黑屏。例2:机型与故障表现为同“例1”。故障原因分析:按,上例方法检测,发现LED+电压在开机瞬间有V,随后降到OV,这说明LED稳流回路有问题。检查UB的供电,开机时有5V,随后降为0V,顺着供电电路检查,发现RB端头接触*,更换该电阻后试机,故障机修到这里,终于修好值得探讨。。