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夏新液晶彩电电源电路工作原理分析

作者:dolphin时间:2011-05-11

一、电源电路的组成及工作原理
  
  1.电源电路的组成框图(见下图)
  
  该系列电源所提供的电压分为三组:第一组不受控。一开机就有的+5vS主要是给操作控制MCU提供电压:第二组给液晶电视LCD屏上的升压板提供+24V工作电压:第三组输出电压较多,有+12V、-12V、+18V、+3.3V和+5V。这组主要是向音、视频处理电路板及LCD屏上的控制板提供工作电压。
  其中第二、三组的电压受McU控制。该电源板主要由输入滤波电路、整流电路、功率因素校正电路、PWM交流变换器电路、稳压电路和保护电路组成的。
  2.电路工作原理
  
  (1)+5VS电压产生及稳压过程
  
  1)产生过程:市电220V由连接器JF1输入,经保险丝F1(3.15A/250V)后,进入由T2、T1、C5、C6等组成的抗干扰电路。滤除高频杂波。而后再进入整流桥堆DB1进行全波整流及C13滤波获得300V的直流电压。这个电压通过开关变器T4的(1)(2)绕组加至U2(FS-DH321)的(6)、(7)、(8)脚。U2是开关电源模块。
  与此同时经过整流滤波后的直流300V也通过R111、R112向U2(5)脚提供软启动电压。u2内部的振荡电路开始振荡,其振荡脉冲电压经整形、均衡、驱动电路放大形成的开关脉冲被加至内部开关管的栅极,使开关管工作于开关状态。
  于是在T4的绕组中形成大小、方向时刻变化的脉冲电源。由于电磁感应,在T4的次级各绕组也感应出相应的感应电压。其中绕组(3)~(4)的感应电压经D66半波整流C22滤波和D50稳压送至U2的(2)脚向U2提供工作电压;绕组(5)~(7)的感应电压经D13半波整流、C44、L1、C52滤波形成+5VS的电压。
  2)稳压控制过程:采用次级取样稳压方式。
  当某种原因使得+5VS升高通过电阻R38流入光耦U4中二极管的电流增大,光敏三极管的内阻减小,u2的(3)脚电位下降,内邮脉宽调制电路输出开关脉冲占空比下降。开关管导通时间缩短,输出电压下降。反之则上升。从而达到稳压目的。
  (2)+24V电压的产生及稳压过程
1)PFC工作过程(即380V直流电压产生过程):当由待机状态转变为开机状态时。控制MCU向电源板发出的STB信号由高电平变为低电平,使得过流/过压保护电路的Q2截止、Q1导通、继电器接通,市电220v通过继电器接入整流桥堆DB2整流,进入由U1(ML4800)、储能器T3和MOS管JM1组成的功率因素校正升压电路,即PFC电路。它的作用是在电网和负载之间插入校正环节,使输入电流波形逼近输入电压波形,以提高功率因数并限制开关电源的谐波电流对电网的污染。PFC电路工作流程:开机瞬间DB2整流后的电压经R17、R80和C25滤波送至U1的(13)脚向U1提供工作电压使得U1开始工作。U1是具有PFC功能和PWM(脉冲宽度调制)功能的电源模块。
  当U1开始工作时其(12)脚输出PFC方波信号控制开关管JM1,使JM1进行开关工作:当JM1导通时,T3在储能;当JMI截止时,T3的储能通过D8、C27的回路释放到C27中。使C27的电压为380V。
  2)380V/DC的稳压过程:
  C27的电压能够稳定在380V是通过U1的(15)脚反馈达到,即由R26、R27与R23组成分压电阻对380V的电压进行分压。在R23的电阻上得到2.5V的电压。而U1的(15)脚内部有个2.5V的精密电压源与之比较,若是相等就是达到稳定的380V.若C27上的电压小于380V.则在R23上的电压也小于2.5V.与2.5V的精密电压源相比,在电压误差放大的(16)脚输出高电平。并通过它控制U1的(12)脚输出的开关波形,使开关波形占空比增大,从而使T3储能增加,C27上电压上升。反之则下降。


  3)ML4800的主要管脚功能:

  ML4800的(3)脚为PFC平均模式的检测脚。它在R5的压降落在(3)脚上的负电压峰值不能超过1V,否则就限流了。直接造成PFC的380V电压下降。实际在这块板上超过峰值O.7V就限流了。U1(14)脚是线电压检测脚。它检测交流输入电压,当从264V降到80V左右时。(4)脚内的乘法放大器对整个工频电源周期内放大倍率就越大,使U1(12)脚的PFC输出占空比就增大。输出到大电容C27的功率不变。U1(2)脚是工频电流的电流检测脚,目的一是使输出每个PFC开关电流的包络和工频输入电压尽可能的同频同相重合。以使PF值接近1,电流谐波最小:二是在每个工频电源周期内能随着检测电流的增大或减少,使PFC输出的占空比也减少或增大。
  4)+24V电压产生过程:当PFC电压达到或接近于380V时,ML4800的(5)脚软启动脚开始充电工作。当充到0.7V时,PWM电路开始工作,占空比在正激时不能超过50%,故ML4800有最大占空比为48%的限制,以利于保护开关电源的正常工作。软启动后(11)脚输出开关脉冲信号。经R74、C385和T10变压器耦合后至开关管JM2、JM3.使开关管工作于开关状态。于是在T11的绕组中形成大小、方向时刻变化的脉冲电源。由于电磁感应,在T11的次级各绕组也感应出相应的感应电压。其中绕组(13)~(14)的感应电压经D16全波整流、电感T8、L2、电容C49、C61滤波输出+24V;绕组(6)~(7)的感应电压经D15整流、电容C87滤波输出一个大于13V而小于17.5V的电压。供给ML4800(13)脚VCC。

  5)+24V的稳压过程:+24V经R42、R43的分压提供一个2.5V的电压,输入到U6(TVL431)与U6内部的基准稳压源比较,当某种原因使得+24V升高时,U6的R端电压升高K端输出低电位。通过电阻R32流入光耦U5中二极管的电流增大。使光敏三极管内阻减小,开关电源模块U1的(6)脚电位下降,内部脉宽调制电路输出开关脉冲占空比下降。开关管导通时间缩短,输出电压下降。反之则上升,达到稳压目的。

  (3)+18V、+12V、+5V、+3.3V电压的产生及稳压过程
  
  1)产生过程:当PFC电压380V起来时,380V通过R65对U3(FS7M0880)(3)脚(Vcc)所连接的C25充电。

  当充电电压达到13V-16V时,(5)脚电容软启动充电,U3内部的振荡电路开始振荡,其振荡脉冲电压经整形、均衡、驱动电路放大形成的开关脉冲被加至内部开关管的栅极使开关管工作于开关状态。于是在T12的(2)~(4)绕组中形成大小、方向时刻变化的脉冲电流。由于电磁感应,在T12的次级各绕组也感应出相应的感应电压。其中绕组(6)~(7)的感应电压经D4半波整流、C25滤波送至U3的(3)脚向U3提供工作电压;绕组(9)~(10)的感应电压经D42半波整流、C62、C98滤波输出+18V;绕组(11)~(12)的感应电压经D22半波整流、C77、L3、C81滤波输出+5V,这路+5V再经U10(SPXl587)变换、C69滤波输出3.3V;绕组(13)~(14)的感应电压经D19半波整流,C63、C72滤波输出+12V;绕组(13)~(15)的感应电压经D21半波整流、C64、C73滤波输出-12V。



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