康佳KPS180-02電源板工作原理和故障維修

康佳KPS180-02(34006395 )電源板采用FSQ0265R+FAN7530+FSFR1700SIP組合方案，共輸出出路工作電壓:5VSB為控制系統(tǒng)提供待機(jī)電壓，+12V和+24V分別為主電路板和背光燈逆變器板供電。
該電源板主要用在康佳LC32DS60C、LC32FS81B、LC32FS82C、LC32GS80C、LC32TS86B、LC32TS86C、LC32TS86N、LC37DT08C、LC37FS81AB、LC37GS80B LC37GS80CLC37GS82B、LC37GS82C等型液晶彩電中。

一、工作原理分析

康佳KPS180-02電源板實(shí)物如圖1所示，主要由三部分電路組成，如圖2所示:一是以FAN7530為核心組成的PFC功率因數(shù)校正電路，輸出PFC-380V電壓;二是以FSFR1700SIP為核心組成的主開(kāi)關(guān)電源，輸出+24V、+12V電壓;三是以FSQ0265R為核心組成的副電源電路，不但為主板控制系統(tǒng)提供+5VSB電壓，還為驅(qū)動(dòng)電路FAN7530和FSFR1700SIP提供VCC工作電壓。待機(jī)采用控制PFC功率因數(shù)校正電路FAN7530 和主開(kāi)關(guān)電源FSFR1700SIP驅(qū)動(dòng)電路VCC供電的方式。

接通電源后，AC220V輸人電壓經(jīng)保險(xiǎn)F901及抗干擾電路濾除干擾脈沖后，通過(guò)BD901、CF901、LF901、CF902整流濾波，產(chǎn)生約300V的VAC脈動(dòng)直流電壓;再經(jīng)PFC校正電路產(chǎn)生PFC-380V電壓.(該電壓在待機(jī)狀態(tài)時(shí)為300V)，為副電源和主電源供電。通電后副電源首先工作，為主板控制系統(tǒng)提供5VSB電壓。二次開(kāi)機(jī)后，控制系統(tǒng)輸出PSON開(kāi)機(jī)高電平信號(hào)，副電源提供的vcC電壓經(jīng)待機(jī)控制電路為驅(qū)動(dòng)電路FAN7530和FSFR1700SIP提供工作電壓，PFC功率因數(shù)校正電路和主電源電路啟動(dòng)工作，為主電路板和背光燈逆變器板提供+12V和+24V電源，整機(jī)進(jìn)入開(kāi)機(jī)狀態(tài)。
1.副電源電路
副電源電路如圖3所示，由集成塊uB901 (FSQ0265R)、變壓器TB901、穩(wěn)壓控制電路UB952(TL431)、光電耦合器UB951(PC817)等元件組成，為整機(jī)控制系統(tǒng)電路提供待機(jī)和正常工作所需要的5VSB電壓，同時(shí)為PFC功率因數(shù)校正驅(qū)動(dòng)電路FAN7530和主電源驅(qū)動(dòng)電路FSFR1700SIP提供vCC工作電壓。

FSQ0265R是開(kāi)關(guān)電源專(zhuān)用小型厚膜電路，引腳功能見(jiàn)表1。

接通電源開(kāi)關(guān)后，AC220V市電經(jīng)BD901、CF901、LF901、CF902整流濾波后，得到100Hz約+300V的脈動(dòng)直流電壓VAC。該電壓再經(jīng)PFC電路斬波儲(chǔ)能電感LF902和DF902.CF903整流濾波產(chǎn)生穩(wěn)定的300V左右直流電壓(該電壓二次開(kāi)機(jī)PFC功率因數(shù)校正電路工作后，上升到380V左右)。該電壓一路經(jīng)TB901的初級(jí)①-③繞組加到UB901的⑥~⑧腳( 內(nèi)部MOSFET開(kāi)關(guān)管的D極)，同時(shí)經(jīng)RB906、RB907為UB901的⑤腳提供啟動(dòng)電壓，UB901啟動(dòng)工作，內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生脈沖驅(qū)動(dòng)，經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓電路處理后，驅(qū)動(dòng)內(nèi)部MOSFET開(kāi)關(guān)管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，在TB901各繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓。
TB901次級(jí)繞組的感應(yīng)電壓經(jīng)過(guò)DW954、CB953、CB951整流濾波后，得到+5VSB直流電壓，向主電路板的微處理器控制系統(tǒng)供電。TB901熱地端的②-⑤繞組所得感應(yīng)電壓分為兩路: 一路經(jīng)RB913、RB912、DB904和RB911、RB917分壓后，反饋到UB901的④腳，作為內(nèi)部振蕩同步脈沖和穩(wěn)壓電路的參考電壓;另一路經(jīng)DB902.CB906整流濾波，得到的直流電壓，再經(jīng)QB903 ZDB902組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，產(chǎn)生約17.3V左右的直流電壓VCCP，一路送到UB901的②腳，為啟動(dòng)后的UB901提供工作電壓;另一方面送到待機(jī)控制開(kāi)關(guān)QB901的輸入端e極，經(jīng)待機(jī)電路控制后，為PFC校正電路和PWM主電源驅(qū)動(dòng)IC提供vcC電源。
穩(wěn)壓控制電路由誤差放大電路UB952(TL431)光電耦合器UB951( PC817)及UB901的③腳內(nèi)部電路構(gòu)成。5V電壓經(jīng)過(guò)取樣電路RB953、 RB956、RB955取樣，UB952比較放大后，通過(guò)光電耦合器UB951控制UB901的③腳振蕩脈沖寬度，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。
UB901的③腳外接市電欠壓保護(hù)電路，市電整流濾波后的VAC電壓經(jīng)RB901、RB902、RB903、RB904分壓，送到QB902、QB904組成的控制電路。當(dāng)市電電壓過(guò)低時(shí)，上述整流分壓電路輸出的電壓過(guò)低，QB902截止，后級(jí)QB904飽和導(dǎo)通，將UB901的③腳(VFB )對(duì)地短路，UB901停止振蕩，關(guān)閉輸出。
2.PFC(功率因數(shù)校正)電路

功率因數(shù)校正電路由驅(qū)動(dòng)控制電路UF901 (FAN7530)， 大功率MOSFET開(kāi)關(guān)管QF902，儲(chǔ)能電感LF902，充電電路DF902、CF903組成，見(jiàn)圖3。

FAN7530是仙童公司生產(chǎn)的功率因數(shù)校正控制器，工作模式是非連續(xù)臨界導(dǎo)通模式(CRM)，具有OCP/OVP/OTP各種保護(hù)功能，其引腳功能和對(duì)地參考電壓見(jiàn)表2。

VAC脈動(dòng)電壓經(jīng)儲(chǔ)能電感LF902送到PFC功率因數(shù)校正電路Q(chēng)F902的漏極。開(kāi)機(jī)后，經(jīng)待機(jī)控制電路送來(lái)的vcC1電壓加到UF901的⑧腳，為其提供工作電壓，UF901啟動(dòng)工作，產(chǎn)生鋸齒波脈沖，經(jīng)內(nèi)部電路處理后，從⑦腳輸出激勵(lì)脈沖，開(kāi)關(guān)管QF902工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
當(dāng)QF902飽和導(dǎo)通時(shí)，由市電電壓整流成的300V直流電壓經(jīng)電感LF902、QF902的D、S極到地，形成回路;當(dāng)QF902截止時(shí)，300V電壓經(jīng)電感LF902、DF902、CF903到地，對(duì)CF903充電，流過(guò)LF902的電流呈減小趨勢(shì)，電感兩端必然產(chǎn)生負(fù)右正的感應(yīng)電壓。這一感應(yīng)電壓與300V電壓的直流分量疊加，在濾波電容CF903正端形成380V左右的PFC直流電壓，這不但提高了電源工作的效率，而且使得流過(guò)LF902的電流波形和輸人電壓的波形趨于一致，從而達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。
PFC電路輸出電壓經(jīng)FR908、RF915、RF917、RF918與RF923、RF924分壓后，作為取樣電壓從UF901的①腳輸人;LF902的次級(jí)感應(yīng)電壓經(jīng)RF927送到UF901的②腳，作為誤差信號(hào);LF902的次級(jí)感應(yīng)電壓經(jīng)RF926送到UF901的⑤腳，作為過(guò)零檢測(cè)信號(hào)。上述取樣和檢測(cè)電壓經(jīng)內(nèi)部比較放大后，，控制⑦腳輸出信號(hào)的脈沖占空比，維持輸出電壓的穩(wěn)定。
在一定的輸出功率下，當(dāng)輸人電壓降低時(shí)，UF901的⑦腳輸出的脈沖占空比變大，QF902的導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)，輸出電壓升到正常值;反之，QF902的導(dǎo)通時(shí)間縮短，輸出電壓降至正常值。
FAN7530的⑧腳為vCC供電送入端，設(shè)有電壓檢測(cè)電路，當(dāng)該腳電壓過(guò)低或過(guò)高時(shí)，內(nèi)部保護(hù)電路啟動(dòng)，切斷IC內(nèi)部供電，達(dá)到保護(hù)目的。
FAN7530的①腳為PFC輸出電壓取樣輸人端，內(nèi)設(shè)誤差放大器和采樣點(diǎn)關(guān)斷電路，該點(diǎn)正常電壓在2.5V左右。當(dāng)輸人到①腳的取樣電壓低于0.45V或者高于2.675V時(shí)， PFC校正電路關(guān)斷。

FAN7530的④腳為電流檢測(cè)輸人端，通過(guò)RF925對(duì)QF902的漏極電阻RF911兩端電壓進(jìn)行檢測(cè)。RF911兩端的電壓降反映了PFC電路電流的大小，當(dāng)流過(guò)QF902的電流過(guò)大時(shí)，RF911兩端的電壓降隨之增大，若FAN7530的④腳電壓超過(guò)0.8V，PFC就會(huì)停止輸出。

3.主電源電路
主電源電路如圖4所示，由厚膜電路UW902 (FSFR1700SIP)光電耦合器UW903、誤差放大器U952(TL431)、開(kāi)關(guān)變壓器TW902組成，產(chǎn)生+24V和+12V電壓，向主板和背光燈驅(qū)動(dòng)電路供電。

FSFR1700SIP是集成了MOS管和LLC半橋諧振控制功能的芯片，通過(guò)對(duì)頻率的控制達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的，可以方便地進(jìn)行軟啟動(dòng)調(diào)節(jié)，并設(shè)有OVP、OCP、OTP等保護(hù)功能，其引腳功能見(jiàn)表3。

遙控開(kāi)機(jī)后，PFC電路啟動(dòng)工作后輸出的PFC-380V電壓，一是加到主電源厚膜電路FSFR1700SIP的①腳，即內(nèi)部半橋式推挽輸出電路.上MOS開(kāi)關(guān)管的D極;二是經(jīng)RW914~RW917與RW907分壓送到由QW905、U953組成的控制電路中，U953、QW905導(dǎo)通，將開(kāi)/關(guān)機(jī)電路送來(lái)的vCC1電壓變?yōu)閂CC2電壓，加到FSFR1700SIP的⑦腳，為其提供工作電壓。FSFR1700SIP內(nèi)部振蕩電路啟動(dòng)，振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖信號(hào)經(jīng)集成塊內(nèi)部相關(guān)電路處理后，形成相位完全相反的兩組激勵(lì)脈沖信號(hào)，推動(dòng)內(nèi)部半橋式推挽輸出電路上臂和下臂MOS開(kāi)關(guān)管，使之進(jìn)人開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
TW902次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖電壓經(jīng)整流、濾波器濾波后，產(chǎn)生+12V電壓和+24V電壓，經(jīng)連接器引腳輸出，為負(fù)載供電。
主開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)壓電路由光電耦合器Uw903、取樣誤差放大電路U952(TL431)組成，對(duì)TW902次級(jí)輸出的+24V和+12V電壓進(jìn)行取樣，加到誤差放大器U952的①腳，經(jīng)U952內(nèi)部比較放大后，產(chǎn)生誤差電壓，通過(guò)光電耦合器Uw903調(diào)整FSFR1700SIP的③腳內(nèi)部振蕩器的振蕩頻率，從而進(jìn)行穩(wěn)壓控制。
4.開(kāi)/待機(jī)控制電路
開(kāi)/待機(jī)控制電路由三極管U956D、Q952、光耦U902( PC817)和圖3左側(cè)的QB901組成，對(duì)供給PFC校正電路和主電源驅(qū)動(dòng)電路IC的工作電壓vCCP進(jìn)行控制。
遙控開(kāi)機(jī)時(shí)，主板微處理器輸出PSON開(kāi)機(jī)高電平，則U956D輸出高電平，Q952飽和導(dǎo)通，光耦U902導(dǎo)通，其光敏三極管的導(dǎo)通使④腳變?yōu)榈碗娖?，PNP三極管QB901的b極因電壓拉低而導(dǎo)通，將副電源輸出的vCCP電壓送到PFC校正電路和主電源驅(qū)動(dòng)電路的IC，為其提供VCC1工作電壓，整機(jī)進(jìn)人開(kāi)機(jī)狀態(tài)。遙控關(guān)機(jī)時(shí)，其控制過(guò)程與上述相反，PFC校正電路和主電源驅(qū)動(dòng)電路的IC因無(wú)vCC1電壓而停止工作，整機(jī)進(jìn)人待機(jī)狀態(tài)。
5.保護(hù)電路
該電源板在主開(kāi)關(guān)電源的次級(jí)設(shè)計(jì)有以Q951、Q954組成的模擬晶閘管保護(hù)電路，通過(guò)控制待機(jī)電路的光電耦合器U902和三極管QB901對(duì)vCC電壓進(jìn)行控制。
模擬晶閘管電路Q(chēng)954、Q951為保護(hù)執(zhí)行電路。Q954的b極外接過(guò)流過(guò)壓檢測(cè)電路。當(dāng)過(guò)流過(guò)壓保護(hù)檢測(cè)電路檢測(cè)到故障時(shí)，向Q954的b極送人高電平觸發(fā)電壓，模擬晶閘管電路被觸發(fā)導(dǎo)通，將U902的①腳電壓拉低，與待機(jī)控制相同，U902截止，進(jìn)而控制QB901截止，切斷了VCC的供電電壓，PFC功率因數(shù)校正電路和主開(kāi)關(guān)電源停止工作，整機(jī)進(jìn)人待機(jī)保護(hù)狀態(tài)。
由于模擬晶閘管電路旦觸發(fā)導(dǎo)通，具有自鎖功能，要想解除保護(hù)再次開(kāi)機(jī)，必須關(guān)斷電視機(jī)電源，待副電源的5VSB電壓泄放后，方能再次開(kāi)機(jī)。
過(guò)壓保護(hù)電路:由ZD951、R966、D953和ZD952、R967、D953組成+12V、+24V過(guò)壓保護(hù)檢測(cè)電路。當(dāng)+24V 輸出電壓超過(guò)27V的時(shí)候，將穩(wěn)壓管ZD952擊穿導(dǎo)通;當(dāng)+12V輸出電壓超過(guò)13V時(shí)，將穩(wěn)壓管zD951擊穿導(dǎo)通。二者均通過(guò)D953向模擬晶閘管電路Q(chēng)952的b極送人高電平觸發(fā)電壓，模擬晶閘管電路被觸發(fā)導(dǎo)通，進(jìn)人待機(jī)保護(hù)狀態(tài)。
過(guò)流保護(hù)電路:由+24V取樣電阻RW951，+12V取樣電阻RW952，和比較器U956 A/B/C(LM324)及外圍元件組成，U956的①~③腳為+24V過(guò)流內(nèi)部放大器，U956的⑤~⑦腳為+12V過(guò)流內(nèi)部放大器，U956的⑧~10腳為+24V、+12V過(guò)流保護(hù)電壓翻轉(zhuǎn)電路，輸出端⑧腳通過(guò)D952、R968、R969與晶閘管Q954的b極相連接。U956的⑨腳外接基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路。當(dāng)+24V和+12V電流過(guò)大時(shí)，過(guò)流取樣電阻RW951、RW952的電壓降增大，則24VC和12VC電壓降低得過(guò)多，輸入到U956反相端②腳、⑥腳電壓與正相端③腳、⑤腳之間電位差拉大，輸出端①腳、⑦腳輸出高電平，經(jīng)D951送到10腳，U956的正相輸人10腳電壓高于反相輸人⑨腳基準(zhǔn)電壓，經(jīng)過(guò)U956運(yùn)算放大后，U956的⑧腳輸出高電平，向模擬晶閘管電路Q(chēng)954的b極送人高電平觸發(fā)電壓，模擬晶閘管電路觸發(fā)導(dǎo)通，進(jìn)人待機(jī)保護(hù)狀態(tài)。

二、故障分析
該電源板異常后主要引起不開(kāi)機(jī)故障，這時(shí)可通過(guò)觀察待機(jī)指示燈是否點(diǎn)亮，結(jié)合關(guān)鍵的電壓測(cè)量、解除保護(hù)等方法進(jìn)行判斷，其檢修流程如圖5所示。

檢修電源板時(shí)，為了避免負(fù)載電路對(duì)電源板的影響，可拔掉電源板與負(fù)載電路的連接線(xiàn)，將5V電壓與PSON端相連接，即提供開(kāi)機(jī)高電平，對(duì)電源板進(jìn)行單獨(dú)維修。該電源板主電源的啟動(dòng)工作條件有兩個(gè):一是厚膜電路FSFR 1700SIP①腳的380V電壓，而提供380V供電的PFC電路UF901的VCC1供電由副電源UB901提供，且受U956D、Q952、光耦U902.QB901開(kāi)/關(guān)機(jī)電路的控制;二是FSFR1700SIP的⑦、⑨腳的vCC2工作電壓。而vCC2供電受U953、QW905組成的PFC檢測(cè)電路控制。因此，主電源不工作必須對(duì)上述電路進(jìn)行檢測(cè)。
檢修時(shí)，如果副電源集成塊FSQ0265R擊穿，需繼續(xù)檢查T(mén)B901的①-③繞組并接的尖峰吸收電路元件DB901、CB901、RB914是否正常。
若厚膜電路FSFR1700SIP損壞，需檢查cw911是否正常，如果損壞需選用耐壓2kV的優(yōu)質(zhì)電容，因?yàn)閏w911是串聯(lián)諧振電容，既是隔直電容又是諧振電容，不僅儲(chǔ)存諧振的能量(由于諧振的能量取決于輸出功率，因此諧振電容的容量越小，其電壓就越高)，而且還提供諧振回路，給軟開(kāi)關(guān)提供出色的/卓越的/優(yōu)異的/杰出的開(kāi)關(guān)點(diǎn)，降低開(kāi)關(guān)功耗。如果CW911損壞后， FSFR1700SIP很快也會(huì)損壞。另外，還需檢查FSFR1700SIP的⑨腳外部的供電電路DW905、ESFR1700SIP的②腳外接的光電耦合器Uw903是否正常。
若出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)故障，一是開(kāi)關(guān)電源接觸不良，二是保護(hù)電路啟動(dòng)。維修時(shí)，可測(cè)量晶閘管Q954的基極電壓，若由正常時(shí)的0V上升到0.7V，則是保護(hù)電路啟動(dòng)。若想解除保護(hù)來(lái)確定故障部位，則需先接假負(fù)載，在確認(rèn)開(kāi)關(guān)電源輸出電壓正常后方可進(jìn)行，全部解除保護(hù):將模擬晶閘管Q954的b極對(duì)地短路，逐路解除保護(hù):過(guò)流保護(hù)檢測(cè)電路斷開(kāi)D952，過(guò)壓保護(hù)檢測(cè)電路斷開(kāi)D953。
三、故障檢修實(shí)例
例1:5VSB電壓正常，無(wú)12V、24V電壓輸出。分析檢修:根據(jù)故障現(xiàn)象分析，故障部位在PFC電路或主電源電路。采用脫板維修，先用導(dǎo)線(xiàn)將開(kāi)/關(guān)機(jī)控制端PSON與5V電壓短接強(qiáng)行開(kāi)機(jī)后，電源板仍無(wú)12V、24V輸出，這時(shí)5VSB電壓在3V~5V間波動(dòng)。
上述現(xiàn)象表明副電源帶負(fù)載能力差，或VCC負(fù)載電路有故障。測(cè)量5VSB濾波電容和負(fù)載電路未見(jiàn)異常，檢查vCC供電和負(fù)載電路，發(fā)現(xiàn)UF901的⑧腳對(duì)地電阻很小，僅為102，斷開(kāi)⑧腳檢查外部電路，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)壓管ZDF903漏電擊穿，更換ZDF903后試機(jī)，故障排除。
例2:三無(wú)，指示燈不亮，無(wú)5VSB、12V、24V電壓輸出。分析檢修:檢查電源板保險(xiǎn)絲F901燒斷發(fā)黑，測(cè)量PFC輸出濾波電容CF903正極對(duì)地電阻很小，拆下CF903 測(cè)量未見(jiàn)異常;斷開(kāi)UW902的①腳后，測(cè)量CF903的對(duì)地電阻恢復(fù)正常，進(jìn)一步測(cè)量發(fā)現(xiàn)UW902的①腳內(nèi)部開(kāi)關(guān)管擊穿。檢查uw902及其外部電路，發(fā)現(xiàn)①腳外部的電容Cw911顏色異常，⑨腳外接的DW905擊穿，電阻RW902燒斷。將上述故障元件全部更換后開(kāi)機(jī)，故障排除。
例3:三無(wú)，指示燈不亮，無(wú)5VSB、12V、24V電壓輸出。分析檢修:開(kāi)機(jī)測(cè)量300V電壓正常，UB901的⑤~⑧腳電壓正常，②腳電壓在10V左右波動(dòng);檢查②腳啟動(dòng)、供電電路正常。檢查發(fā)現(xiàn)UB901的③腳電壓較低。UB901③腳外接穩(wěn)壓控制電路和市電過(guò)低保護(hù)電路，斷開(kāi)市電檢測(cè)電路Q(chēng)B904后，電源板輸出電壓恢復(fù)正常。對(duì)市電檢測(cè)電路元件進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)取樣分壓電阻RB901阻值變大，換上一只1.5MΩ電阻后，連接好QB904試機(jī)，故障排除。