电源+逆变器二合一板的维修技巧（二）

        本文接续上一篇《电源+逆变器二合一板的维修技巧（一）》文章，以海信RSAG7. 820.1646型电源+逆变板作为例子进行详细讲解。

二、典型电源+逆变板电路精讲

       为方便介绍电源+逆变板维修技巧，下面以海信RSAG7. 820.1646型电源+逆变板为例剖析电源+逆变板电路。海信RSAG7.820. 1646型电源+逆变板实物图解见图1-24、图1-25。

        海信RSAG7.820. 1646型电源+逆变板将电源电路和背光灯逆变器合并在一起，电源部分由PFC电路和开关电源两部分组成，采用FAN7530+FAN7602组合方案，为主板输出+5V_ S/0.5A、+5V_ M/1.5A、+12V/1A 电压;背光灯逆变器部分采用FAN7313方案，为液晶屏输出1960V/7.5mA高压交流电，点亮液晶屏上的CCFL灯管。该电源十逆变板的特点是没有独立的副电源，由主电源提供控制系统的待机5V电压(+5V_ S)，待机采用控制PFC控制芯片的VCC供电和主电源输出的主5V (+5V M)和十12V供电方式，待机状态下PFC停止工作，主电源工作于窄脉冲状态，+5V_M和+12V供电被切断，只有+5V_S电压为主板控制系统供电。
      海信RSAG7.820.1646型电源十逆变板电路组成方框图如图1-26所示。

      接通电源后，交流220V输入电压经抗干扰电路滤除干扰后，再经市电整流滤波，产生约300V的VAC脉动直流电压。该电压经PFC电路的储能电感和二极管为主电源电路供电，主电源电路PWM控制芯片FAN7602启动工作，主电源产生十5V S电压，为主板控制系统提供5V待机电压，控制系统工作后为电源板送人STB开机控制电压，待机控制电路动作: -是将主电源输出VCC电压，经待机控制电路为PFC控制芯片提供vCC工作电压，PFC电路启动工作，将市电整流滤波后的VAC电压校正后提升到约380V，产生的PFC电压为主电源供电，同时还供给逆变器高压变换电路，主电源工作于宽脉冲状态，输出功率提升;二是将主电源输出的+12V电压经待机控制和稳压后输出，为主板和电源+逆变板的背光灯逆变电路提供+12V电源，以及为主板提供+5V_M电压。主板在得到+5V_M、+12V电压后，输出逆变器“打开”控制信号(SW为高电平)和亮度控制信号(BRI) 给电源+逆变板，逆变电路工作，输出高频高压交流电驱动液晶面板的CCFL背光灯发光，整机进入开机收看状态。

1. 300V电压形成电路

      如图1-27所示电路，电源开关接通后，市电经熔断器F801、限流电阻RT801.压缴电阻RvV801过电压保护后，再经进线抗干扰电路滤除高频干扰，经桥式整流(VDB01~YDBO4)、C808 滤波，形成空载时约300V的脉动直流电压(VAC)。 由于滤波电容C808容量小，所以vAC电压为脉动电压，可以随负蒙电流大小面变化，在负载软轻时为300V左右，在负载较重时可降到230V左右。
2. PFC电路

     PFC电路如图1-28所示，它由振荡控制芯片FAN7530 (N802)、 开关管V801.储能电感L803、整流二极管VDB11和滤波电容C810等组成，具有提高功率因数、抵制请波电流的作用，同时将市电整流滤波得到的约300V电压提升到380V左右，为电源部分DC/DC转换电路即主电源供电，同时还为逆变器的升压输出电路供电。
     (1) FAN7530简介
     FAN7530是一款高性能的有源功率因数校正芯片，该芯片的最大特点是电压控制临界工作模式。它内含锯齿波发射器、误差放大器、零电流检测电路、驱动输出电路等。芯片内部提供了多种保护功能，器件中的误差放大器和乘法器的内部门限可在电路出现过载时阻断输出，以进行限流操作，同时也可以防止负载突然断开造成的危害。该芯片的工作频率是变化的，本电源设定的最低工作频率是27kHz。FAN7530 的引脚功能和维修数据见表1-2。

      (2) 校正过程
      市电整流滤波后产生的脉动直流电压VAC (待机状态为300V左右，开机状态为230V左右)经储能电感L803的一次绕组送到PFC电路开关管V801的D极;二次开机后，受控电压vCC(18V左右)送到N802的8脚，此时N802得电后启动进人工作状态，产生振荡脉冲信号，经内部的驱动电路放大后，从7脚输出PWM信号，经R808、R809和VD812加到V801的G极，V801工作于开关状态。V801导通时，有导通电流流过   

    （3) 导通损耗大抑制
     开关管V801截止期间，L803的二次绕组产生左负、右正的电动势，该电动势通过R805对N802的5脚外接电容C812充电，当C812两端电压高于1. 4V时，N802 内的零电流检测器输出控制信号，通过内部RS触发器使7脚无激励信号输出，确保V801截止。随着L803一次绕组为C810提供的能量逐渐减小，L803 二次绕组感应的电压也逐渐减小，当其感应的电压使C812两端电压低于1.4V后，N802的7脚即可输出激励信号，V801再次导通，降低了V801的导通损耗，避免了V801因导通损耗大而损坏。
     (4)稳压控制
       N802的1脚为PFC输出电压采样输人端，PFC电路输出380V电压经R813~R816、R818与R817// R860分压后作为取样电压送到N802的1脚。N802的2脚内接锯齿波发生器，5脚为电感电流过零检测脚。L803 的二次绕组感应电压一路经R804送到N802的2脚，作为误差信号，另一路经R805送到N802的5脚，作为过零检测信号。上述取样和检测电压以N802内部比较、放大、对比与运算，对7脚输出的脉冲G空比进行控制，维持输出电压的稳定。当市电电压升高或负载变轻引起PFC电压升高后，通过分压电阻取样，为N802的1脚提供的取样电压升高，经它内部的误差放大器放大后，使7脚输出的激励脉冲的占空比减小，开关管V801导通时间缩短，L803 存储能量减小，输出电压下降到正常值。反之，控制过程相反。
    (5)保护电路
     ①过电压、欠电压保护电路。FAN7530 (N802) 的8脚为VCC供电端，内部设有电压检测电路，当该脚电压过低或过高时，内部保护电路启动，切断IC内部供电，达到保护的目的。该脚输入的启动电压低于12V时，不能启动;若启动后，输入的电压低于8.5V，其内部的欠电压保护电路动作，FAN7530会再次停止工作，以免开关管因激励不足而损坏，实现欠电压保护FAN7530的1脚为PFC输出电压取样输人端，内设误差放大器和电压比较保护OVP电路，该点正常电压在2.5V左右。当输入到1脚的取样电压低于0.45V或者高于2. 675V时，PFC电路关断。
       ②过电流保护电路。FAN7530 的4脚为电流检测输入端，通过R810对开关管V810的源极电阻R812两端电压进行检测。R812 为电流取样电阻，其两端电压降反映了PFC电路电流的大小。当V801的电流过大时，R812 两端的电压降随之增大，FAN7530 的4脚电压升高，当该脚电压超过0.8V时，内部保护电路启动，PFC电路就会停止工作。
3.主电源
       主电源电路如图1-29 所示，由开关电源控制芯片FAN7602 (N801)、 大功率开关管V802、开关变压器T801等元器件构成。

        (1) FAN7602简介

       FAN7602是飞兆公司开发生产的专用于反激PWM的控制器，是一 款绿色电流模式脉宽调制控制器，内设振荡电路、误差放大电路、驱动输出电路等，具有欠电压保护、过电流保护功能。FAN7602的引脚功能和维修参考数据见表1-3。

        (2) 功率变换

     如图1-28、 图1-29所示，PFC电压经VD810、开关变压器T801的一次绕组(12绕组) 加到开关管V802 的D极，作为它的工作电压，同时经R917、R826、R827限流降压后，加到电源控制芯片N801 (FAN7602) 的8脚。N801的8脚内的高压恒流源对6脚外接电容C822进行充电，当6脚的电压高于12V时，N801内的振荡器等电路开始工作，从5脚输出PWM驱动脉冲，通过R830、R831、 VD807驱动V802的导通与关断。V802导通期间，T801 存储能量; V802截止期间释放能量。其中，它的3-4绕组产生的感应电压经R829限流、VD806整流、C822滤波后，输出约16V电压加到N801的6脚，取代启动电路为N801 供电。5-6 绕组产生的脉冲电压经R836限流、VD808 整流、C828 滤波后得到+22V电压加到V805的集电极和R839上， 作为V805和N806的工作电压。7-8绕组产生的脉冲电压经R850限流，VD820、C841 整流滤波后得到+19.5V电压加到V817的发射极，作为控制管V817 的工作电压。T801 的9- 10绕组产生的脉冲电压经VD821整流和C843、L804、C844滤波后得到+13.2V 电压，加到v812的D极，作为单管稳压器V812的输人电压。11-12绕组产生的脉冲电压经VD822整流，再经C849、L805、 C850滤波后得到+5.2V电压，分为两路:一路直接从接插件XP802的10、11脚(标为+5V_ S)输往主板，作为主板中控制系统电路的待机工作电压;另-路加到+5V_ M控制管V813的D极，为它供电。
      (3) 稳压电路
      电源的稳压电路主要由R862、 R863、N808、N805、R835和电源控制芯片FAN7602的3脚内部电路组成。取祥电路R862、R863对C849两端的5V电压取样，对FAN7602的3脚电压进行控制当开关电源输出的+5V电压升高时，取样后输人到N808的R极电压升高，经比较放大后产生误差电压，使得流过光耦合器N805内部发光二极管的电流加大而发光增强，N805中的光敏晶体管导通增强，使FAN7602的3脚电压升高，经内部电路处理后，从5脚输出的驱动脉冲宽度变窄，开关管V802导通时间缩短，从而使输出的+12V、+5V 电压下降到正常值。当开关电源输出的+5V电压降低时，上述稳压控制电路向相反方向变化，使输出电压上升到正常值
      (4)保护电路
       ①市电电压欠压保护。FAN7602 (N801)的1脚为市电电压欠压保护端，通过分压电阻R818、R819、R820、R821 对AC220V市电整流滤波后的VAC电压进行分压，分得电压送到FAN7602的1脚。当市电电压过低时，整流滤波后的电压经分压电路送到FAN7602的1脚的电压降低，当此脚电压低于2V时，芯片内部保护电路起控，FAN7602停止工作。
      ②过压保护和过流保护。FAN7602的3脚为稳压控制端，不但旦外接稳压控制环路，该板还巧妙地利用3脚的稳压功能，设置了过电压保护和过电流保护电路。过电压保护电路由晶体管V815、+5VS过电压检测电路的VZ806和VD823、+ 12V过电压检测电路的VZ807和VD824等组成。
      当+5VS输出电压超过5.6V时，5.6V 稳压管VZ806击穿，通过隔离二极管vD823向V815的基极送人高电平，当+12V输出电压升高达15V时，15V 稳压管vZ807击穿，通过隔离二极管VDB824向V815 的基极送人高电平。V815 导通，使稳压控制电路中的光耦合器N805导通，向N801 的3脚送入高电平，使N801停止工作
      FAN7602的3脚通过R836与开关管V802 的源极电阻R837相连接，用于检测开关管V802的D极电流。当负载电流增大或整流滤波电路短路等原因引起V802电流增大时，电流在源极电阻R837上的电压降增大，经R836加到N801的3脚，使3脚电压升高，当该脚电压达到设计保护值时，N801过电流保护，停止输出激励脉冲。
4.待机控制电路
       该电源+逆变板的待机控制电路由两部分组成:一是由 V814、光耦合器N806、v805组成的VCC控制电路;二是由V812、V817、N807、V810、 V813组成的十12V、+5v M电压输出控制电路。
      (1) 待机状态
      为减少待机功耗， 本机采用了在待机状态下切断+12V、+5V_ M电压输出和PFC电路停止工作的方式。待机状态时，主板上微处理器控制电路通过连接器XP802的12脚送到电源+逆变板的开/关控制信号STB为低电平，该低电平分为两路:-路经R868送到VCC控制电路中的V814，使V814和开/关机光耦合器N806截止，V805 的基极因无偏置电压而截止，不能为PFC控制芯片N802的8脚提供vCC工作电压，PFC电路不工作，主电源电路和逆变电路的升压输出电路电源电压只有300V;另-路经R848送到电源输出控制电路的V810基极，V810和V817截止，+12V稳压电路V812的基极无偏置电压而截止，无+ 12V输出电压提供给主板上的负载电路，此时，V813的G极也无偏置电压，故V813截止，无+5V M电压输出，主板上的小信号处理电路停止工作，进入待机状态。此时电源十逆变板只有+5V_S电压输出到主板，维持主板的控制系统供电。
       (2)开机状态
       二次开机后，主板送到电源+逆变板的开/关控制信号sTB变为高电平，该高电平进入电源+逆变板后分为两路:一路经电阻R868加到V814基极;另一路经电阻R848加到V810基极。V814 基极为高电平后导通，光耦合器N806导通，向V805的基极提供正向偏置电压，V805 导通，向PFC控制芯片N802的8脚提供vcc工作电压，PFC电路进人工作状态，向主电源电路和逆变器电路的升压输出电路提供380V左右的电源电压。加到V810基极上的STB电压使V810 饱和导通，进而使V817导通，向+12V稳压电路V812的G极提供高电平(约14.5V)，V812 导通。V812 的G极还接有KA431(N807)，与其共同组成隆压稳压电路，把13.2V电压(T801 的9-10绕组产生的脉冲电压经VD821整流和C843、L804、C844 滤波后得到)稳压成+12V电压后，从V812的源极输出。同时，输出的+12V电压经R856加到V813的G极，V813因+ 12V电压加至栅极而导通，输出+5V_ M电压，为整机正常工作提供电源。整机负载获得供电开始工作，进入开机收看状态。

5.逆变电路
       海信RSAG7.820. 1646型电源+逆变板的背光灯逆变供电电路如图1-30所示。它主要由以FAN7313 (N803) 为核心的背光控制电路，以及由V904~ v907、T802、V803、V804、T803、T804~T807 等构成的激励与升压电路两大部分组成，产生背光灯所需要的正弦波脉冲电压，将背光灯点亮。

(1)FAN7313简介
       FAN7313是飞兆公司开发的道变器振荡控制芯片，内含振荡电路、BDIM 控制器、计时器、参考电压电路、频率扫描电路、输入逻辑控制电路、输出逻辑控制电路、驱动输出电路等。其特点是:宽电源供电，4.5~25. 5V;具有模拟调光和PWM数字调光两种亮度控制方式，以适应不同的主板输出;亮度控制平滑、细致;外围元件少;具有两路相位相反的激励信号输出，不适合作为全桥功率放大电路的激励控制，但是特别适合作为半桥架构及推挽架构功率放大电路的激励驱动;具有输出过压保护、短路保护及背光灯管断路保护功能;具有开机软启动及欠压锁定功能;精确的基准工作电压使各项工作、控制误差在2%以内。FAN7313 的引脚功能和维修参考数据见表1-4。

     (2)背光灯控制电路
      二次开机后，主电源二次侧输出的十12V电压经R871、 R872降压变成VCC1电压，送到FAN7313 (N803) 的11脚，为其供电。二次开机后，!主板控制系统输出的背光开关控制信号(SW) 为高电平，该信号送到电源十逆变板连接器XP802的5脚，经R880送人N803的7脚(ENA，使能控制端)。N803在得到正常供电，且ENA脚加上高电平后启动工作，芯片内部的振荡电路启动产生振荡脉冲信号，经内部的PWM形成电路形成两个相位相反的PWM信号，分别从芯片的9、13脚输出。
     (3) 推挽驱动电路
     推挽驱动电路 主要由V906、V907 和V904、V905 两组对管、耦合变压器T802 (也叫输人变压器)组成。该电路采用十5V供电。T802主要起信号耦合与“冷/热地”隔离作用。C913为隔直电容。在N803的9、13脚输出的交替式PWM方波激励脉冲作用下，V906、V907和V904、V905工作在推挽状态，以此在T802的两个二次绕组中得到两组激励脉冲。这两组激励脉冲是两个相位相反、幅度相等的激励信号。
      (4) 功率放大电路
      功率放大电路采用推挽架构， 由输人变压器、功放管V803和V804、输出变压器T803等组成。该电路采用PFC电路输出的380V高电压、大电流供电。输入变压器 T802二次侧产生的两组激励脉冲，分别驱动V803、V804 交替导通与截止，放大的脉冲信号由输出变压器T803耦合到高压输出电路。
      (5) 高压输出电路
      该板的高压输出电路主要由高压变压器T804~T807组成。采用每个CCFL灯管配一个高压变压器、4个高压变压器的一次绕组并联的方法来解决多灯管点亮的问题。每个高压变压器的一次绕组分别接有电容C900~C903，此电容的作用是与变压器一次绕组形成串联谐振，将方波信号转换成正弦波信号。正弦波信号经高压变压器次级绕组升压后，送往背光灯管点亮各个灯管。
      当高压变压器 T804输出的电压升高时，VD829 中一个二极管负端输出电压就会升高，升高的电压经R898、R877 和R876分压，再经R881送到N803 (FAN7313) 的反馈脚4脚，通过内部误差放大器进行放大后送到PWM调整电路，调整PWM的占空比，最终稳定T804输出电压的幅度。
     (6)保护电路
       以T804这一组背光灯升压变压器保护原理为例，其他三组原理相同。
       ①灯管开路保护(OLP)。 当灯管开路时，高压变压器T804输出的高频交流电压会升高，下部绕组产生的感应电压会升高，经VD829整流，再经R896、C877 滤波，形成的OLP3检测电压升高，通过R884加到FAN7313的20脚。当电压高于设定的保护阈值时，芯片将停止输出电压，防止因背光灯开路而引起升压变压器线圈打火烧坏。
       ②短路保护(SCP)。 FAN7313 的19脚既是第4路灯管开路保护，又兼为各升压变压器的短路保护脚。背光灯升压变压器T804的二次绕组匝间短路，将导致输出的高频交流电压降低，C874、C875 分压电容中点电压就会降低。此时，将导致VD831中的一个二极管负极电位降低，使集成块FAN7313的19脚电压降低，当19脚电压低于1V时，内部保护电路起控，FAN7313停 止振荡，以免功率放大元器件过流损坏，实现短路保护。
       ③热稳定性保护(TSD)。当芯片温度超过150°C时，FAN7313内的过热保护电路起控，使振荡器等电路停止工作，实现过热保护。
机状态下PFC停止工作，主电源工作于窄脉冲状态，+5V_ M和十12V供电被切断，只有+5V_S电压为主板控制系统供电。
        海信RSAG7.820.1646型电源+逆变板电路组成方框图如图1-26所示。接通电源后，交流220V输入电压经抗干扰电路滤除干扰后，再经市电整流滤波，产生约300V的VAC脉动直流电压。该电压经PFC电路的储能电感和二极管为主电源电路供电，主电源电路PWM控制芯片FAN7602启动工作，主电源产生十5V S电压，为主板控制系统提供5V待机电压，控制系统工作后为电源板送人STB开机控制电压，待机控制电路动作: 一是将主电源输出VCC电压，经待机控制电路为PFC控制芯片提供vCC工作电压，PFC电路启动工作，将市电整流滤波后的VAC电压校正后提升到约380V，产生的PFC电压为主电源供电，同时还供给逆变器高压变换电路，主电源工作于宽脉冲状态，输出功率提升;二是将主电源输出的+12V电压经待机控制和稳压后输出，为主板和电源+逆变板的背光灯逆变电路提供+12V电源，以及为主板提供+5V_M电压。主板在得到十5V_ M、+12V电压后，输出逆变器“打开”控制信号(SW为高电平)和亮度控制信号(BRI) 给电源+逆变板，逆变电路工作，输出高频高压交流电驱动液晶面板的CCFL背光灯发光，整机进入开机收看状态。
L803，L803中电流呈斜坡线性增加，电流经V801和R812到地构成回路，L803 进行储能。V801截止期间，L803的感应电动势反转，为左负、右正，该感应电动势与桥式整流输出的电压相叠加，通过整流管VD81l、滤波电容C810构成回路，在C810上形成约380V的直流电压，作为主电源和背光灯驱动电路中的功率输出电路的工作电压。这样，不但提高了电源利用电网的效率，而且使得流过L803的电流波形和输入电压的波形趋于一-致，从而提高了功率因数。VD810是防开机浪涌电流的保护二极管。

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