夏普46LX430电源板及背光电路实绘、电压数据、原理祥解、实例该机的维修手册没有电源板及背光电路的电路图,而这部份电路又是高电压,大功率,故障的高发部位,因此没有电路图,给维修造成了很大困难。
而电源板及背光电路只要有电路图,一般的维修人员都能动手维修。
为此,笔者实测实绘了该机电源板及背光电路的电路图,奉献给大家维修时参考。
因为该机的屏幕尺寸大,整机耗电量超过100W,因此按国家规定设计有PFC电路,PFC电路U7001的芯片是8脚FAN7530,主开关电源U7002芯片FAN7602,背光芯片U7003的型号是BD9211F。
一、PFC电路:见图1提高开关电源的功率因数,不仅可以节能,还可以减少电网的谐波污染,提高了电网的供电质量。
为此,研究出多种提高功率因数的方法,其中,有源功率因数校正技术(简称APFC)就是其中的一种有效方法,它是通过在电网和电源之间串联加入功率因数校正装置,目前最常用的为单相升压前置升压变换器原理,它由专用芯片实现的,且具有高效率、电路简单、成本低廉等优点,本文介绍的低成本电压型临界工作模式APFC控制芯片FAN7530即可实现该功能。
PFC电路主要由U7004:FAN7530,储能电感L7002,大功率开关管Q7005组成。
在待机状态时,因为主开关电源不工作,因此,FAN7530的8脚VCC端没有供电,PFC电路不工作。
在电视机正常开机状态时,主开关电源产生14V电源电压,加到FAN7530的8脚,PFC电路进入工作状态。
220V市电,经BD7001桥式整流,得到100HZ的全波脉动电压,加到储能电感L7002主绕组的左端,主绕组的右端接开关管Q7005的D极。
D7007是续流二极管,C7021/C7023是滤波大电解电容。
在C7021两端,输出385V的PFC 电压,加到主开关电源电路。
FAN7530的7脚输出PFC驱动脉冲,经驱动管Q7001放大,加到开关管Q7005的G极,加到开关管G极是正脉冲时,开关管导通,产生的电流给储能电感L7002充入电能,电流的回路如下:整流桥正端------L7002主绕组左端-------右端-------开关管Q7005的D极-------S极-------电流取样电阻R7052-------地--------整流桥的负极--------电流构成回路。
上述电流,把220V市电的电能储存在L7002中。
当FAN7530的7脚输出的正驱动脉冲下跳到0V时,开关管Q7005的G极同步为0V,开关管进入截止状态,由于L7002的电感量很大,在感抗的作用下,L7002主绕组产生右端为正、左端为负的感应电压,该电压产生如下的电流:L7002的右端------D7007------C7021/C7023--------地-------整流桥的负极--------整流桥的正极--------L7002主绕组的左端,电流构成回路,通过该电流,把L7002储能的电能,泄放后提供给负载,上述电流给PFC大电解C7021/C7023充电上正下负的385V电压,给后面的主开关电源供电。
当FAN7530的7脚输出高电平时,经22欧电阻R7042----D7008加到开关管的G极,因为R7042电阻阻值小,二极管D7008导通时内阻更小,因此,芯片的7脚可以给开关管Q7005的G极提供很大的灌电流,给MOS开关管G极分布电容快速充电,这样可以很快的打开开关管Q7005,使开关管的开启损耗很小。
当芯片的7脚输出低电平,7脚外接的驱动管:PNP管Q7001饱和导通,E----C极间的内阻很小,开关管Q7005的G极分布电容上存储的电荷,可以通过R7049-----Q7001的E-----C极到地,快速泄露放,这样可以快速关断开关管,减小开关管的关断损耗,开关管的过流保护:开关管Q7005的电流,流经R7052到地,在该电阻上产生与开关管电流成正比的电压,作为开关管电流取样电压,加到FAN7530的过流保护CS端4脚。
当开关管的电流过大,加到4脚的电压上升到0.8V时,芯片内部的过流保护电路动作,关断7脚的驱动输出,防止烧坏零件。
PFC电路的输出电压,加到PFC取样电路:R7081----R7024------R7025-----R7026-------R7030----地,在R7030上产生的压降,作为PFC取样误差电压,加到芯片内误差放大器的反相输入端芯片的1脚,当PFC输出电压高于385V时,取样电路加到芯片1脚的取样电压也同比升高,在芯片内部经过误差电压放大-------经接在芯片3脚外部的R、C元件的频率补偿提高PFC电路工作的稳定性-------在芯片内部减小7脚输出驱动脉冲的宽度-------开关管Q7005导通宽度变窄-------储能电感L7002储存的电能变少------PFC输出电压降回到标准值。
芯片2脚外接的电阻,用于设定PFC电路驱动脉冲的工作频率。
芯片的5脚:是过零检测输入端。
在开关管截止-------储能电感L7002向负载放电时,L7002的辅助绕组左端感应电压为正,经R7043,加到芯片的5脚,通过芯片内部逻辑电路的作用,维持芯片的7脚输出低电平-------保持开关管的截止-------让L7002中储存的电能连续的向负载供电,当L7002中储存的电能向负载泄放完成时,L7002内部的储能没有了,L7002辅助绕组左端的正极性感应电压要消失、下降到0V。
当该电压恰好下降到0点时,5脚内部的过零点检测电路检测到,芯片内部的逻辑电路将从7脚再一次输出正驱动脉冲的前沿------脉冲的上跳沿,加到开关管Q7005的G 极,让开关管再次导通。
因为开关管的导通时刻是发生在L7002中电流为零的时刻,因此,开关管的开启损耗最小,这提高了PFC电路的效率,降低了开关管的功耗。
在PFC电路正常工作时,FAN7530各脚电压:脚号: 1 2 3 4 5 6 7 8电压: 2.4 2.8 1.5 0 3.3 0 4.2 14二:主开关电源电路主开关电源电路,主要由振荡芯片U7001:FAN7602 开关管Q7003 变压器T7001 稳压光耦U7003 开机光耦U7002。
FAN7602介绍:1脚:LUVP 市电欠压保护,当220V电源电压低于150V,停止芯片的振荡,开关电源停止工作,防止烧坏开关管。
2脚:LATCH/PLIMIT 锁定、功率限制,该脚外接主开关电源变压器的辅助绕组整流后的电压,如果开关电源变压器过压,则辅助绕组产生的电压也同步升高,引起2脚的电压超过4V时,芯片内部的锁定电路启动,关断5脚的驱动输出。
开关电源停止工作,防止击穿零件。
只有当芯片6脚的VCC供电下降到低于5V时,这个保护才会自行消除。
3脚:CS/FB 3脚有两个功能,一是开关管过流检测输入,二是稳压反馈输入端。
4脚:芯片的接地脚,也是控制信号电路的地,应当和大功率器件的功率地线分开走线。
5脚:DR,大功率开关管的驱动输出。
当这个脚输出正驱动脉冲时,可以输出450mA灌电流,快速接通开关管Q7003。
当输出低电平要关断大功率开关管时,可以吸入600mA的电流,以极快的速度吸净开关管G极在饱和导通时充入的电荷,只有这样才能快速关断开关管,降低开关管的关断损耗。
6脚:VCC供电端。
为芯片内部电路供电。
7脚:空脚。
8脚:VSTR,或称HV。
在芯片启动期间,外部电路提供的启动电流从8脚进入IC,为IC内部的电路供电。
启动之后,8脚内部的开关断开,8脚被悬空。
开关电源的启动:在IC的8脚-----6脚内部有一个专门用于启动的开关,在启动期间,这个开关闭合,PFC电路输出的385V电压,经过R7013----R7014-----R7015-----加到8脚VSTR启动端,经过内部闭合的开关,给芯片6脚VCC端外接的22uF电解电容以0.9mA的电流充电,该充电使6脚的电压随着充电的进行逐渐升高,作为芯片内部振荡电路的供电电压,芯片启动15mS后,22uF电容上的VCC电压达到了12V,开关电源已经进入常态的工作,不需要这个启动开关了,因此8脚内部的启动开关断开,此时,开关电源变压器T7001辅助绕组产生的感应电压,经R7040-----R7039-----D7006整流-----C7020滤波得到18.5V的供电------再经Q7013------Q7001稳压得到15V供电------为芯片的6脚内部电路供电。
辅助绕组供电的电流远远大于启动电路0.9mA的电流,因此,能保证芯片长期稳定的工作。
如果辅助绕组不能为6脚供电,而启动电路因为串联的限流电阻R7013----R7014----R7015共计30K,电阻太大,提给给芯片的启动电流太小仅0.9mA,不足以维持芯片的长期工作,一旦芯片内部电路开始工作,就会把6脚的VCC电压逐渐拉低,当低于8V时,芯片就停止振荡,随后因为8脚启动电路对6脚外接的22uF电容的充电,6脚电压又开始逐渐升高到12V,该IC又开始振荡,如此反复,就是维修人员在检修时发现的:6脚电压不停的抖动。
见下图所示:上图是启动电流和芯片6脚VCC电压的波形关系图。
FAN7602的工作频率是65KHZ。
在待机状态时,主开关电源的负载很轻,此时开关电源不必要工作在大电流模式,为了降低功耗,让芯片进入低功耗的间歇成组振荡状态,此时测量主开关电源的输出电压是波动的、抖动的。
当6脚外接的22uF电容容量变小或失效时,主开关电源就会变得启动困难或不能起动,此时测得6脚电压周期性的抖动。
过载保护:当主开关电源出现负载电流过大时,必然会引起开关电源输出电压下降,经过输出电压的取样和误差放大,加到芯片3脚的反馈电压也同比下降,当3脚的电压下降到低于50mV时,3脚内的比较器输出高电平,加到22mS定时器,如果在22mS时间内3脚反馈电压持续偏低,,22mS定时器输出过载保护OLP信号,停止芯片5脚输出开关管的驱动信号,开关电源变压器停止工作,从而防止长时间过载烧坏开关电源。
市电欠压保护电路:当市电220V电源电压降低时,为了保持开关电源输出给主板和背光电路的电源电压不下降,开关电源就要增加开关管的导通时间宽度,因为开关管的负载是开关变压器的初级绕组,是一个大电感,因此,开关管的电流是随导通时间宽度呈线性增长的,可见,当220V市电降低较多时,开关电源中开关管Q7003电流会变的很大,会因此烧坏开关管。
为此,应当在220V下降到一定值时,停止开关电源的工作,防止过流损坏开关管。
在电视机通上220V电源,PFC电路还没有启动前,220V的市电经D7002整流和C7021/C7023滤波,得到全波脉动电压,此电压经D7015-----R7085-------R7086-----R7087------加到芯片的欠压检测输入端1脚,和1脚内部的电阻构成分压取样,加到上图中IC的1脚,当1脚的取样电压低于2V时,上图中的比较器输出高电平,启动欠压保护电路,关断芯片5脚输出的驱动,让开关电源停止作,从而防止了烧坏开关管Q7003的可能性。