液晶电视电源电路工作原理与检修.pdf

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1、我尽一杯，与君发三愿：一愿世清平，二愿身强健，三愿临老头，数与君相见。白居易穷则独善其身，达则兼善天下。孟子 前言：液晶电视的电源与传统 CRT 电视电源相比，不仅多出了 PFC 电路、桥式开关电路，而且保护电路也更加复杂和完善。虽然很多专业电源厂家为液晶电视开发的电源板种类繁多，但原理大同小异。本期以康佳台达液晶电源为例，讲解液晶电源工作原理与故障检修的思路与方法。液晶电视电源主要由待机副电源、PFC(功率因数校正)电源、主电源、过压过流过热保护、开待机控制等电路组成，其输出一般有 24v、12V、5V 等几组电压，由主板 CPu 控制其开待机，待机时仅有+5Vsb 副电源输出，组成框图见图

2、1。所有液晶电视的电源板都是副电源部分先工作，输出 5v 电压给主板 CPu 供电，CPu 得到开机指令后输出控制信号 PSON，让电源板上的 PFC 电路工作，产生正常的 PFC电压(400V 左右)，接下来由 PFC 电路生成一个控制信号，使PWM 脉冲振荡主电源开始工作，从变压器次级得到+12v 和+24v 电压给后级负载电路供电。其中，+12V 电压主要给主板的信号处理电路和伴音功放电路供电；+24v 电压主要给背光电路(高压板)供电。这里我们先介绍一下液晶电源中的特殊单元电路。1升压直流斩波电路 PFC 电源采用的就是该电路。它主要利用电感线圈自感和储能特性，即电感线圈的自感电动势总

3、是阻碍通过其电流的变化：当电流增大时，自感电动势勿以恶小而为之，勿以善小而不为。刘备非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮与原来电流方向相反；当电流减小时，自感电动势的方向与原来电流方向相同。这里的“阻碍”，不是“阻止”，而是“延缓”是使回路中原来的电流变化得缓慢一些。升压原理如图 2。上面是 Q1 导通状态图，下面是 Q1 截止状态图。当 Q1 导通时，电源 Ue 通过 L3、Q1 构成回路，在 L3 上产生左正右负的自感电动势 UL，D1 反向截止(Q1、D1、c3 是一组回路)；当 Q1 截止时，L3 上的自感电动势马上逆转，阻碍电流突降，UL 变成左负右正，这时 Ue 和 UL 两组电

4、源进行串联叠加，D1 正向导通对 c3 充电，得到 B+电源给负载供电。B+等于 Ue+UL，明显 B+大于 Ue。通过改变 Q1 的导通时间，可以调节 UL 电压的高低，也就相当于调整了 B+电压的高低。2半桥开关电源 桥式电源主要利用 LC 串联谐振特性。图3 是串联谐振简化电路，R 是 LC 串联回路的等效电阻。串联谐振的中心频率，式中 是已知数，可见谐振中心频率由 L和 c 的值决定。该电路谐振特点：当输入的 AC 信号频率等于谐振中心频率 fo 时，回路中的电流最大，且电感和电容两端的电压最高。只是 L 和 c 上的电压是反相的。故我们只要改变输入AC 信号的频率，就可以改变回路电流

5、，也就改变了 L 和 C 上的电压。如果将图 3 中的 L 换成图 4 中的变压器，次级输出电压是逆变升高(用于高压板)还是变压降低(用于开关电源)，则仅仅是通过绕组线圈匝数的多少来决定的。图其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。论语以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。旧唐书魏征列传5 是通过以上电路演化而来的半桥电源简图。Ic3 15、17 脚分别输出两组互为反相的矩形脉冲，驱动 Q3 和 Q4 交替导通，使流过变压器初级的交变电流信号感应到次级线圈，再通过D1、D2 整流，c1 滤波，得到输出电压。通过以上分析可以得出这样一个结论：传统开关电源在开关变压器的初

6、级回路是没有串联电容的，只要改变脉冲宽度就可以调节次级输出电压，简称 PWM 调制方式；而液晶电视的开关电源在开关变压器初级回路串联了一只电容，改变脉冲频率，即可方便地调节次级输出电压，这种控制方式简称 PFM 调制。康佳液晶台达电源主要 IC 介绍 康佳液晶电视最常用的台达电源，是单元电路相对其他品牌来说最丰富的，其电路见图。在分析其工作原理前，我们先了解一下该电源采用的主要芯片。1IC901 型号 ICE3B1065 和 T901 等元件组成的电路产生 5v 冷地待机副电源和热地 15v 电源。该 Ic 带有 PWM 调节功能 DcDc 模块，开关频率为 60kHz100kHz，有欠压锁定

7、和过流保护功能。2IC1 型号 UCC28051 和 L31、D1、c3 等元件组成的电路产生 400v 左右的 PFC 电源。该 Ic 内置功率校正电路，具有过压保护、欠压锁定、零功率检测功能。3IC3 型号 DLA001 和 T118、Q3、Q4 等元件组成产天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。易经人之为学，不日进则日退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武生 12V、24v 主电源电路。该芯片集谐振变换器与 600V 的高压半桥驱动器于一体，可有效地减少元器件数量，简化电源设计。康佳台达电源工作原理介绍 1待机副电源电路(5V)打开电源，220V 市电经过

8、低通滤波器滤波，BD1、c1、L2、c2 整流滤波得到 100Hz 脉动直流电再通过斩波储能电感 L31 和 D1 对 c3 充电得到 B+电压，送到 Ic901、T901-4 组成的待机副电源电路(因为此时 Ic1 和 Ic3 都没有工作，B+大约为 320v 左右)。B+电压经过开关变压器 T901-4 初级线圈加到 IC901脚，此 Ic 内部恒流源通过脚对脚外接电容 c902 充电，当 c902 上的电压达到 44v 左右时开始启动振荡电路，脚内部功率 MOS 管控制 T901-4 初级线圈电流通断，从而产生感应电压，耦合到次级。T9014 次级有两组线圈。一组线圈感应电压经过 D95

9、1、C951、c952、L953 整流滤波，得到接近 5v 的直流电压。再通过 Ic951、Ic902 将采样比较信号负反馈到 IC901脚，调整内部功率管激励信号的脉宽，最终使输出电压稳定在 5v；另一组线圈感应电压经 D905、C902 整流，得到 155v 左右的直流电压，一方面通过 zD903 给 Ic901 提供 13v 工作电源，另一方面送到电子开关 Q902 输入端。需要特别注意的是，5v 是冷地电源，155V 是热地电源。副电源设计有市电欠压和过流保护电路。(1)欠压保护：天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。易经丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。杜甫志不强者智不达，言

10、不信者行不果。墨翟海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐 电源启动，简单地说就是两步：(1)开机指令控制 PFC电路 Ic 供电；(2)PFC 电路将电压提升起来后，由该电路产生控制信号去控制主开关电源 Ic 的供电。而海信和长虹等后期自主开发的电源板，基本上省掉了 PFC 电路，其开待机控制更简单，即仅仅控制主开关电源 Ic 的供电。3PFC 升压电路(斩波电路)Ic1脚得到供电启动工作。由于此时 L31 的-绕组没有产生感应电流，Ic1脚 ZCD 检测为零电流，脚瞬间输出高电平，通过 D4 加到Q1 和 Q9 栅极，使之饱和导通，将电感 L3-1脚电压直接拉到地，其初级线圈电流瞬间

11、加大(此时 L31 上的感应电压是脚正脚负)，初级线圈电流的变化感应产生了次级线圈电流，此感应电流送至 U1 零电流检测脚，该感应电流不断加大，当其增大到超过翻转门限时，Ic1脚输出低电平，Q1、Q9 截止(此时 L31 上感应电压马上逆转，变成脚负脚正，此感应电压与桥式整流出来的脉动直流电进行串联叠加，D1 正向导通对 c3 充电，将 B+电压提升到 400v左右)，次级感应电流开始变小，当 Ic1脚电压小于 14v时，脚输出高电平，Q1、Q9 导通，重复上一个循环动作。Q2 的作用，是让 Q1、Q9 快速截止。Ic1脚是 B+电压取样端，脚是输入市电取样端，脚是开关管电流检测端。若负载发生

12、变化，Ic1 会根据、脚电流和电压反馈情况，自动调整脚的输出脉勿以恶小而为之，勿以善小而不为。刘备人不知而不愠，不亦君子乎？论语冲宽度，确保 B+端在动态中保持不变。4主电源(半桥开关电源)PFC 电路启动后，Ic3 得到工作电源，其 15、11 脚分别输出幅度不同、相位相反的矩形波，控制 Q3、Q4 交替导通、截止，T1 和 c4 串联产生谐振，T1 上产生的交变磁场耦合到次级线圈，从次级线圈输出的正弦波交流电压，通过整流滤波得到 24V、12V 电压。c502、Ic501 构成 24v、12V 稳压取样电路，将次级的电压反馈到 Ic3脚以改变振荡频率，从而稳定输出电压。Ic3脚是中断口，高

13、电平有效。其脚内部的运放构成过热检测电路，脚为取样输入、脚为参考电压设置，脚外接负温热敏电阻 NTC301。当 Q3、Q4 温度高于额定值时，NTC301 的阻值减小，当分压电路使脚电压超过时，脚输出高电平到脚，中断激励方波输出。R31 是开关管Q3、Q4 的电流采样电阻。若发生超过额定值的过流现象时，R31 上的电压降增大并返回到脚，Ic3 同样会中断激励方波输出以保护电路。为了防止开机瞬间 R31 过流检测出现误动作，设置了以 Q8 为核心的防误保电路：开机瞬间，VccON加到 Ic3 的同时，给 c22 充电，Q8 导通将 Ic8脚钳位对地，过流保护将不会动作；当 c22 充满电荷之后，

14、Q8 截止，释放对 Ic3脚的控制，保护电路进入正常工作状态。5保护电路 该电源一共有过压、过流、机内过热和开机瞬态防误四种保护，是通过以可控硅 Q603 为核心的电一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。增广贤文忍一句，息一怒，饶一着，退一步。增广贤文路，模拟待机控制指令切断 Ic1 的供电来实现的。(1)过压保护电路 ZD605、ZD602 分别是 12V、24V 的过压检测稳压管。当任何一路发生过压时，稳压管击穿D603 导通Q603 导通，光耦 Ic903 因失去工作电压而截止，Ic1、Ic2、Ic3 也因失去电源而停止工作。(2)过流保护 这里的过流保护，仅指 12v 和 24V 电源发生过

15、流时的保护电路。它由四运放 Ic601 中的两个组成的，其电源由 T1 副边绕组输出的 vs。经过 D606、R616、ZD604、C603 整流、稳压、滤波后提供。因为要进行比较运算，该电压原则上要高于 24v，本电路设计在 30v 左右，图纸上该电压标注为 VS1。因为两个运放保护电路完全相同，下面以 24v过流保护电路来进行分析。24v 负载电流由 R110 和 R111 采样，其两端电压 24VH 和24V 分别接到 Ic601 同相输出端脚和反相输入端脚，正常工作时，由于外接 R622、R620 的分压作用，脚电压将低于脚，运放脚输出低电平，D605 截止，对电源无任何影响；如果 2

16、4v 发生短路或者过流，R110 和 R111 上的压降急剧增加，导致 24VH 高于 24V，脚电压高于脚，运放脚输出变为高电平，D605 导通ZD603 齐纳击穿Q603 导通光耦 Ic903 截止，和过压保护电路动作一样，24v 和 12v无输出。(3)机内过热保护 该电路由 Ic601 的一个运放连同以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。管子牧民志不强者智不达，言不信者行不果。墨翟安装在其、脚的带负温热敏电阻(NTC601)的电桥组成。正常情况下，NTC601 阻值很大，加上 R632 的分压作用，运放同相输入端脚的电压远低于反相输入端脚，故运放脚输出低电平，D608 截止，对后

17、级电路无影响；如果机内环境温度因为某种原因升高到额定危险值，NTC601 阻值将变小，使运放同相端脚电压高于反相端脚，运放脚输出变为高电平，D608 导通ZD603 击穿Q603 导通光耦Ic903 截止，24V 和 12v 无输出。以上三种保护都具有锁定功能。保护发生后，除非切断交流电重新开机，否则，开关电源将锁定在待机状态。(4)开机瞬态防误保护电路 在主电源启动的瞬间，因负载中的滤波电容 c101、c204 的充电电流很大，有点类似负载短路，如不采取措施势必导致过流保护电路动作，令开关电源无法启动。为防止上述误保护的发生，在电源中设置了以 Q6 为核心的防误保护电路。开机瞬间，30v 左

18、右的 vs1对 c601 充电，Q601 导通，将运放 IC601 脚和 14 脚的输出钳位对地，过流保护失去作用；当 c601 电荷充满后，Q601截止，释放对过流保护电路的控制，电源将工作干稳定状态。电源无输出检修流程（见图 6）与传统开关电源不同的是，液晶电视(特别是 PDP)电源的“热地”和“冷地”在 PCB 板上相互交错，分布范围很广，在测量电压时，一定要区分开来，否则就会因为测量数据不对而出现错误判谋事在人，成事在天！增广贤文丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武断。液晶电源品牌很多，常常使用一些陌生的器件，而且没有图纸。其实，几乎所有的液晶电视电源都是按照本文介绍

19、的流程工作。我们只要善于将这些陌生元件的引脚与已知电路进行比对，多方查询其内部电路结构原理，维修将会得心应手。品牌液晶电视电源输出接口是按照统一标准来做的，在相同尺寸屏幕机子上可以通用，以方便不同型号的电源组件的相互代换。如图 7 是 32 英寸37 英寸康佳电源输出接口定义标准。板上排插只有一组，当 PS-ON 脚为高电平时才输出 12v、24v 电源。图 8 是长虹电源输出接口定义标准，一共三组，开机控制 Ps-ON 脚同样是高电平有效。其他品牌液晶电视电源板也是类似输出接口，这里就不一一列出了。判定电源板是否正常的方法很简单，只需找到输出接口上的+5VSB 和 Ps-ON 引脚，将一只用 1k10k 左右的电阻接在两脚之间，如果所有电源都有输出，说明电源板正常，否则就说明有故障。