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一、工作原理分析
康佳KPS180-02電源板實物如圖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)動電路FAN7530和FSFR1700SIP提供VCC工作電壓。待機采用控制PFC功率因數(shù)校正電路FAN7530 和主開關(guān)電源FSFR1700SIP驅(qū)動電路VCC供電的方式。
接通電源后,AC220V輸人電壓經(jīng)保險F901及抗干擾電路濾除干擾脈沖后,通過BD901、CF901、LF901、CF902整流濾波,產(chǎn)生約300V的VAC脈動直流電壓;再經(jīng)PFC校正電路產(chǎn)生PFC-380V電壓.(該電壓在待機狀態(tài)時為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。二次開機后,控制系統(tǒng)輸出PSON開機高電平信號,副電源提供的vcC電壓經(jīng)待機控制電路為驅(qū)動電路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工作,為主電路板和背光燈逆變器板提供+12V和+24V電源,整機進入開機狀態(tài)。FSQ0265R是開關(guān)電源專用小型厚膜電路,引腳功能見表1。
接通電源開關(guān)后,AC220V市電經(jīng)BD901、CF901、LF901、CF902整流濾波后,得到100Hz約+300V的脈動直流電壓VAC。該電壓再經(jīng)PFC電路斬波儲能電感LF902和DF902.CF903整流濾波產(chǎn)生穩(wěn)定的300V左右直流電壓(該電壓二次開機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①-③繞組加到UB901的⑥~⑧腳( 內(nèi)部MOSFET開關(guān)管的D極),同時經(jīng)RB906、RB907為UB901的⑤腳提供啟動電壓,UB901啟動工作,內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生脈沖驅(qū)動,經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓電路處理后,驅(qū)動內(nèi)部MOSFET開關(guān)管工作于開關(guān)狀態(tài),在TB901各繞組產(chǎn)生感應電壓。功率因數(shù)校正電路由驅(qū)動控制電路UF901 (FAN7530), 大功率MOSFET開關(guān)管QF902,儲能電感LF902,充電電路DF902、CF903組成,見圖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)臨界導通模式(CRM),具有OCP/OVP/OTP各種保護功能,其引腳功能和對地參考電壓見表2。
VAC脈動電壓經(jīng)儲能電感LF902送到PFC功率因數(shù)校正電路QF902的漏極。開機后,經(jīng)待機控制電路送來的vcC1電壓加到UF901的⑧腳,為其提供工作電壓,UF901啟動工作,產(chǎn)生鋸齒波脈沖,經(jīng)內(nèi)部電路處理后,從⑦腳輸出激勵脈沖,開關(guān)管QF902工作于開關(guān)狀態(tài)。FAN7530的④腳為電流檢測輸人端,通過RF925對QF902的漏極電阻RF911兩端電壓進行檢測。RF911兩端的電壓降反映了PFC電路電流的大小,當流過QF902的電流過大時,RF911兩端的電壓降隨之增大,若FAN7530的④腳電壓超過0.8V,PFC就會停止輸出。
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,通過對頻率的控制達到穩(wěn)定輸出電壓的目的,可以方便地進行軟啟動調(diào)節(jié),并設有OVP、OCP、OTP等保護功能,其引腳功能見表3。
遙控開機后,PFC電路啟動工作后輸出的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導通,將開/關(guān)機電路送來的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,振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖信號經(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脈沖信號,推動內(nèi)部半橋式推挽輸出電路上臂和下臂MOS開關(guān)管,使之進人開關(guān)狀態(tài)。
TW902次級繞組產(chǎn)生的感應脈沖電壓經(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,為負載供電。
主開關(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TW902次級輸出的+24V和+12V電壓進行取樣,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,從而進行穩(wěn)壓控制。
4.開/待機控制電路
開/待機控制電路由三極管U956D、Q952、光耦U902( PC817)和圖3左側(cè)的QB901組成,對供給PFC校正電路和主電源驅(qū)動電路IC的工作電壓vCCP進行控制。
遙控開機時,主板微處理器輸出PSON開機高電平,則U956D輸出高電平,Q952飽和導通,光耦U902導通,其光敏三極管的導通使④腳變?yōu)榈碗娖?,PNP三極管QB901的b極因電壓拉低而導通,將副電源輸出的vCCP電壓送到PFC校正電路和主電源驅(qū)動電路的IC,為其提供VCC1工作電壓,整機進人開機狀態(tài)。遙控關(guān)機時,其控制過程與上述相反,PFC校正電路和主電源驅(qū)動電路的IC因無vCC1電壓而停止工作,整機進人待機狀態(tài)。
5.保護電路
該電源板在主開關(guān)電源的次級設計有以Q951、Q954組成的模擬晶閘管保護電路,通過控制待機電路的光電耦合器U902和三極管QB901對vCC電壓進行控制。
模擬晶閘管電路Q954、Q951為保護執(zhí)行電路。Q954的b極外接過流過壓檢測電路。當過流過壓保護檢測電路檢測到故障時,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)導通,將U902的①腳電壓拉低,與待機控制相同,U902截止,進而控制QB901截止,切斷了VCC的供電電壓,PFC功率因數(shù)校正電路和主開關(guān)電源停止工作,整機進人待機保護狀態(tài)。
由于模擬晶閘管電路旦觸發(fā)導通,具有自鎖功能,要想解除保護再次開機,必須關(guān)斷電視機電源,待副電源的5VSB電壓泄放后,方能再次開機。
過壓保護電路:由ZD951、R966、D953和ZD952、R967、D953組成+12V、+24V過壓保護檢測電路。當+24V 輸出電壓超過27V的時候,將穩(wěn)壓管ZD952擊穿導通;當+12V輸出電壓超過13V時,將穩(wěn)壓管zD951擊穿導通。二者均通過D953向模擬晶閘管電路Q952的b極送人高電平觸發(fā)電壓,模擬晶閘管電路被觸發(fā)導通,進人待機保護狀態(tài)。
過流保護電路: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過流內(nèi)部放大器,U956的⑤~⑦腳為+12V過流內(nèi)部放大器,U956的⑧~10腳為+24V、+12V過流保護電壓翻轉(zhuǎn)電路,輸出端⑧腳通過D952、R968、R969與晶閘管Q954的b極相連接。U956的⑨腳外接基準電壓產(chǎn)生電路。當+24V和+12V電流過大時,過流取樣電阻RW951、RW952的電壓降增大,則24VC和12VC電壓降低得過多,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腳基準電壓,經(jīng)過U956運算放大后,U956的⑧腳輸出高電平,向模擬晶閘管電路Q954的b極送人高電平觸發(fā)電壓,模擬晶閘管電路觸發(fā)導通,進人待機保護狀態(tài)。
二、故障分析
該電源板異常后主要引起不開機故障,這時可通過觀察待機指示燈是否點亮,結(jié)合關(guān)鍵的電壓測量、解除保護等方法進行判斷,其檢修流程如圖5所示。
檢修電源板時,為了避免負載電路對電源板的影響,可拔掉電源板與負載電路的連接線,將5V電壓與PSON端相連接,即提供開機高電平,對電源板進行單獨維修。該電源板主電源的啟動工作條件有兩個: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/關(guān)機電路的控制;二是FSFR1700SIP的⑦、⑨腳的vCC2工作電壓。而vCC2供電受U953、QW905組成的PFC檢測電路控制。因此,主電源不工作必須對上述電路進行檢測。
檢修時,如果副電源集成塊FSQ0265R擊穿,需繼續(xù)檢查TB901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,因為cw911是串聯(lián)諧振電容,既是隔直電容又是諧振電容,不僅儲存諧振的能量(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,給軟開關(guān)提供出色的/卓越的/優(yōu)異的/杰出的開關(guān)點,降低開關(guān)功耗。如果CW911損壞后, FSFR1700SIP很快也會損壞。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)自動關(guān)機故障,一是開關(guān)電源接觸不良,二是保護電路啟動。維修時,可測量晶閘管Q954的基極電壓,若由正常時的0V上升到0.7V,則是保護電路啟動。若想解除保護來確定故障部位,則需先接假負載,在確認開關(guān)電源輸出電壓正常后方可進行,全部解除保護:將模擬晶閘管Q954的b極對地短路,逐路解除保護:過流保護檢測電路斷開D952,過壓保護檢測電路斷開D953。
三、故障檢修實例
例1:5VSB電壓正常,無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,先用導線將開/關(guān)機控制端PSON與5V電壓短接強行開機后,電源板仍無12V、24V輸出,這時5VSB電壓在3V~5V間波動。
上述現(xiàn)象表明副電源帶負載能力差,或VCC負載電路有故障。測量5VSB濾波電容和負載電路未見異常,檢查vCC供電和負載電路,發(fā)現(xiàn)UF901的⑧腳對地電阻很小,僅為102,斷開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,故障排除。
例2:三無,指示燈不亮,無5VSB、12V、24V電壓輸出。分析檢修:檢查電源板保險絲F901燒斷發(fā)黑,測量PFC輸出濾波電容CF903正極對地電阻很小,拆下CF903 測量未見異常;斷開UW902的①腳后,測量CF903的對地電阻恢復正常,進一步測量發(fā)現(xiàn)UW902的①腳內(nèi)部開關(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機,故障排除。
例3:三無,指示燈不亮,無5VSB、12V、24V電壓輸出。分析檢修:開機測量300V電壓正常,UB901的⑤~⑧腳電壓正常,②腳電壓在10V左右波動;檢查②腳啟動、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低保護電路,斷開市電檢測電路QB904后,電源板輸出電壓恢復正常。對市電檢測電路元件進行檢測,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,故障排除。