松下MD-42S9NJ(C)B等离子屏(简称S9屏)配用松下村田电源,电源板型号为MPF7434,用于长虹PT4288、PT42600等型号等离子彩电中。由于资料较少,下面就此屏电源原理及检修作一详细介绍,供参考。
一、交流输入与进线抗干扰电路
这部分电路如图1所示,L001、L002组成两级共模输入,R001、CO01、C002、C004、C005组成差模输人。L001、L002主要作用有两个:一是滤除电网输入的高频信号对电路的干扰,二是防止电源自身产生的高频信号对电网污染。RO01 、C001、CO02、c004、C005的作用是滤除不平衡的高频杂波千扰。Z001和Z002为压敏电阻,防止交流输入过高时损坏后续电路。电阻R003~R005在电路中的作用是防止开机时瞬间冲击电流过大而损坏全桥整流堆D001。电源电路启动后,利用继电器短接这几个电阻,以减小电源自身的功率消耗。继电器RLOO2受待机CPU控制。
二、待机电压形成及稳压电路
1、待机5V电压形成及稳压电路
AC220V电压经过电阻R003~R005进人全桥整流堆D001整流,经电容C016滤波后得到+300V左右的脉动直流电压。此电压经开关变压器T101的初级绕组加到开关管A101的漏极,如图2所示开关管A101工作状态受集成电路IC101 控制。IC101内部设置了大量比较器电路,通过比较器输人的基准电压不同,完成欠压过流、过载过压等保护。
该电源在整机工作前只产生保证电源二次启动的5V电压,并且等离子屏正常工作的工作电压受到严格的电源时序控制,若时序不正常。等离子屏将停止工作。待机5V电压形成于其他电压之前,即IC101 必须首先启动。IC101⑧脚启动电压由AC220V经D002 D003整流及R102~R104降压后得到(约204V)。该电压通过IC101内部高压恒流源,对其⑥脚外围电容C114进行充电,充电时间由电容C114的容量来决定。随着充电的进行⑥脚电压上升,当该电压上升到10.5V 时,IC101内部电路开始正常工作,从⑤脚输出开关脉冲,去控制开关管Q101工作,T101初级绕组中有感应电流流过,各次级绕组便产生感应电压。其中,一个绕组产生的感应脉冲经D103整流、C114滤波后,,得到18.5V 的工作电压,经电阻R1078加至IC101⑥脚,为IC101提供正常工作时的工作电压。⑥脚得到18.5V电压后,其内高压电流源被立即切断,IC101的供电便由⑥脚输人的电压供给。
T101次级绕组感应电动势经D151整流和C152~C155滤波后得到15.2V待机电压,此电压分为6路输出,一路经过可调电阻VR161、R165、R164分压取样加到精密误差放大器IC101的取样输入端;第二路经光电耦合器PC101加至IC101的输出端,这两路形成待机5V电压的稳压电路:第三路电压为MOS管Q151提供偏置电压,作为形成STB5V电压;第四路电压为Q171提供偏置电压,作为形成5VA电压;第五路电压为IC181提供偏置电压,作为形成3.3V电压,待机时,CPU未发出开启控制信号,MOS管Q151、Q171和IC181均处于截止状态,无电压输出;第六路电压为光电耦合器PC003 PC202 PC502和PC181提供偏置电压,作为控制电路的回路形成电压。同时,待机5V工作电压经D189隔离后,为待机CPU( IC170, H4246AT19AC84UG -615 )①脚提供5V工作电源,IC170得到5V电压后,CPU工作,电源按CPU内部预先写人的程序进人待机工作状态。
T101次级绕组的感应电压经D109整流、C103滤波后得到18.8V 电压(STB-Vcc1), 送到Q103和Q102的发射极,另经电阻R141、R134、R139分压后加在Q103的基极,使Q103导通能力增强。由于Q103的集电极与Q104的基极相连,Q104、Q102也随之导通,于是18.8V的STB-Vcc1电压经过Q102的e、c极及R102 D102加到IC101 ①脚,作为软启动的门限开关电压。STB-Vcc1还为Q080、Q050、IC051、Q092、P003提供偏置电压,作为PFC的启动工作电压,电源板.能输出这些电压.说明待机5V电压形成电路进人了正常工作状态。
2.STB5V电压形成电路
当电源板连接在等离子屏电路上时,插座P12的10脚电压变为低电平。
松下公司为了满足待机电源功耗小于3W这一要求,在维持扫描板(SS板)上加装了手动开关,在待机时开关断开,此时电源板只产生待机5V电压,不产生后级的其他电压;开机时,开关闭合,除产生待机5V电压外,还产生STB5V电压。本机将手动开关换成了短接线,即让开关一只处于闭合状态, IC170 28脚也变为低电平,IC170上的CPU检测到此低电平信号后,从14脚输出1.1V的STB-REM电压,经R155 R154分压后加至Q152的基极,Q152导通,此时Q152的集电极和发射极相当于接地,使Q151的源极经电阻R152接地。Q152导通后,待机5V电压经Q151的漏极和栅极输出STB5V电压,送给逻辑板和主板,为主板CPU提供待机所需要的工作电压。当二次开机后,主板输出的开机高电平通过逻辑板送到插座P25 17脚,经R411和R412使Q411导通,其c极变为低电平,IC170 29脚也变为低电平,其内部电路开始工作,输出相应的开机控制电压。二次开机后, IC1704 18脚输出高电平, Q402导通,继电器RL0O2中的5V电压通过Q402的c.e极对地形成电流回路,继电器吸合,电阻R003~R005被短路,以降低等离子彩电电源的功率消耗。IC170工作后,17脚输出2.78V电压使Q403导通,5V电压使光电耦合器PO03内的发光二极管发光强度增大,光敏三极管的导通能力增强,对STB-Vcc1分流,Q092 截止,不再对功率因数校正电路中的IC051②脚分流,功率因数校正电路开始工作。
3.待机5V电压形成电路中的保护电路
该电源待机5V电压形成电路中设置了大量的保护电路,如尖峰吸收电路过流保护电路、过压保护电路等。尖峰吸收电路由R191、R192、D191、DEA104、C191组成,当开关管Q101从饱和状态转人截止状态时,由于电感两端的电流不能突变,Q101漏极产生的接近电源两倍的尖峰电压,经BEA104 D191、R192形成的回路泄放掉,使Q101的漏极电压大大降低,从而避免开关管在关断瞬间因过压而损坏。过流保护电路是通过检测IC101③脚取样电阻R131~R133.上的电流来完成保护的。当Q101的工作电流过大时,IC101③脚检测到这一信号,经内部电流比较器比较后,停止输出PWM方波信号,Q101进入截止状态。过压保护:IC101⑥脚是电压输入端,同时也是过压保护检测输人端,当输入电压高于30V时,其内部高压电流源会将所有的输人电压切断,使IC101因无工作电压而停止工作。
三、5VA、 3.3V 电压形成电路
二次开机后,SUB模块IC170 20脚输出1.1V 的LVREM信号,经R175使Q172饱和导通,待机5V电压经Q171漏极及R172和Q172的c、e极到地,Q171饱和导通,输出D5V电压,为屏逻辑板供电。D5V电压通过L171和C171组成的LC滤波网络后,形成5VA电压,为信号板和伴音电路提供工作电压。D5V还作为3.3V稳压集成电路IC181的控制电压,3.3V电压的形成由IC181完成。待机5V电压经R196~R199送到IC181输人端,在未产生D5V电压时,IC181的控制脚因无控制电压而截止,无3.3V电压输出。当产生D5V电压后,IC181控制脚得到5V控制电压而进入正常工作状态,输出3.3V电压,为主板提供工作电压。3.3V 电压经电阻R185及R187~R189分压反馈到IC181的adj脚,作为IC181内部的稳压控制信号,稳定3.3V电压输出。
四、控制电 路和开机启动过程
这部分电路由suB模块IC170和其外围元件组成,主要有电源开/待机控制、电压形成、电源保护等电路,参见图2。
1.开/待机控制电路
开/待机控制电路主要由IC170 29脚、28脚组成,只有IC170进人正常的开机状态,才能输出各种控制信号。开机时,28脚必须为低电平,本机把该脚接地,当29脚输人高电平时,电源处于待机状态;输出低电平时,电源处于开机状态。
[提示]单独对该电源板进行检修时,必须将28脚、29脚均接地,因电源待机时只产生待机与5V和STB5V电压。其中STB5V电压是为主板提供5V工作电压的。
2.各种电压形成电路的控制电
各种电压形成电路的控制电路由IC170 1、15、16、17、18、20脚组成,接通电源后,产生的待机5V电压经二极管D189整流.C189滤波后为待机CPU(IC170)及外围电路供电,此电压还为各种电路中的光.电耦合器提供偏置电压。同时,IC170在28脚输人低电平时,其14脚便输出1.1V控制电压以形成STB5V电压,为信号板供电。二次开机后,IC170 18脚、17脚及20脚首先输出高电平,18脚的高电平使继电器RIO02工作,减小电源的自身功耗。17脚、20脚输出的高电平通过外部电路,让400V左右的PFC电压和5VA电压先形成。待上述电压形成后,16脚输出高电平开启24V、12V等低电压形成电路,形成各种低电压供给TV板;最后15脚输出高电平,让VSUS电压形成电路工作。以上控制均在CPU的时钟控制下进行,输出的电压有一定的时间顺序,若因某种原因造成时序混乱,电源板会停止工作而进人保护状态。
此机型的电源板保护电路比较简单,保护电路对所有电压进行取样,再将误差电压送到IC170,由它来完成对电源的保护。取样电压分别从IC170的7、8、10、11、12、25、27脚输人。
(1)STB 5V过流保护电路
IC170 11脚输人的误差电压来自于STB5V电压。正常工作时,11脚外接的Q470在STB 5V的作用下处于饱和状态,11脚为低电平(0V)。当出现过流时,电阻R482~R485分压后的电压不能使Q470 处于饱和状态,Q470的集电极不再是正常的低电平(OV),IC170 11脚电平升高,内部电路启动进入保护状态,IC170控制各脚均无控制信号输出,停止产生各组输出电压。
(2)3.3V、12V、33V、24V、15.7V输出电压过压保护电路
这些电压分别经过稳压管D479、D477、D492、D486、D475后送至三极管Q430的基极。正常工作时,Q430截止,IC170 25脚为5V高电平,当某一路电压升高时,相应的稳压管导通,Q430也随之导通,其集电极的低电压加到IC170 25脚,IC170内部电路启动,各电压形成控制脚便停止输出信号,各组电压无输出,保护电源板上的元器件不被损坏。
(3)VSUS和VDA电压过压保护电路
VSUS电压经电阻R455/R456、二极管D473/D472、电阻R433/R434、二极管D430、电阻R431加到Q430的基极,正常工作时,Q430截止,IC170 25脚为5V高电平,当由于各种原因导致VSUS电压升高时,二极管D472 D430反向击穿,Q430导通,其集电极的低电平加至IC170 25脚,其内部保护电路启动,使各路电压无输出。VDA电压经R452、D470、D471、R433、D430、R431加在Q430的基极。正常工作时,Q430截止,当VDA电压因某种原因升高时,二极管D471、D430反向击穿,Q430导通,集电极的低电平加到IC170 25脚,其内部保护电路启动,使各组电压无输出。
(4)3.3V、12V、D5V、24V、15.7V、33V保护电路
该保护电路是通过IC170的⑧脚来控制。正常工作时,D463~D465D467D491因反偏而截止,15.7V电压经R461R460分压加在Q460的基极, Q460导通,IC170的⑧脚为0.58V的低电平。当某路电压过流或无电压输出时,对应二极管导通,Q460的基极电压被分流,Q460截止, IC170⑧脚变为高电平,内部CPU检测到该信号,启动内部电路进人保护工作状态。
(5)VSUS和VDA电压过流保护电路
此项保护是由IC170 10脚和12脚来完成的。正常工作时,VSUS电压经R454~R456 R470、R479分压后,加在Q451的基极,Q451导通,IC170 10脚为低电平。当VSUS电压过流或无电压时,Q451截止,IC170 10脚变为高电平,IC170内部检测到10脚的高电平后进入保护状态。
VDA电压过流保护电路,正常工作时,VDA电压经R451~R453、R469分压后加在Q450基极,Q450导通,IC170的12脚为低电平。当VDA过流或无电压时,Q450截止,12脚变为高电平,IC170内部检测到12脚的高电平后进入保护状态。
(6)VSUS和VDA高压断路保护电路
VSUS和VDA高压断路保护电路主要是由Q452和IC170 27脚组成。正常工作时,15.7V电压经R457~R459分压后加在Q452基极使其导通, IC170 27脚为低电平。当VSVU电压对地短路时,15.7V电压经R554及隔离二极管D554/D553接到短路的VSVU电压上,Q452基极变为低电平,Q452截止,IC170 27脚变为高电平,IC170内部检测到27脚的高电平后进人保护状态。当VDA对地短路时,15.7V电压经电阻R544及隔离二极管D354/D353加到短路的VDA电压上,Q452的基极电压变为低电平,Q452截止,IC170⑦脚变为高电平,其内部检测到这一高电平后进入保护状态。
(7)AC220V过压保护电路
此是由R080 ~R085、Q080、PC004和IC170⑦脚组成。正常工作时,IC170⑦脚为0.13V(低电平)。当输人AC220V电压过高时,形成的+300V脉冲直流电压上升,通过R080~R085分压使Q080左边三极管导通能力增强,右边三极管导通能力也随之增强,通过光电耦合器PC004内的发光二极管的电流增加,发光强度增大,其次级光敏三极管导通能力也随之增强,等效电阻减小,IC170⑦脚电压降低,内部电路得到此信号后,停止输出各种控制信号,整个电源板进入保护状态。
4.开机启动流程
当插上交流插头后,AC220V电压经进线抗干扰电路后送入PFC电路,由于PFC电路中IC051此时未进人工作状态,所以整流滤波后的直流电压为300V。300V电压加在T101初级绕组上,由T101、IC101组成的待机5V电压形成电路工作,产生待机5V电压,为IC170提供工作电压。当插座P12的10脚(也就是IC170 28脚)输人低电平时,IC170 14脚输出高电平的控制信号,Q152输出STB5V电压,给主板CPU供电。主板CPU得电工作,后,按预定程序执行待机/开机命令,工作指示灯点亮。CPU发出开机指令后,插座P25的17脚变为高电平,经Q411倒相后使IC170 27脚变为低电平。IC170 检测到开机信号后,PFC电路开始进人工作状态,输出380V的PFC电压。
为了避免正常工作时R003~R005自身消耗的功耗过大,IC170从18脚发出继电器吸合信号,继电器RL0O2吸合,R003~R005被短路,減少了电源模块的自身损耗。PFC电路正常工作后,IC170的16脚便发出低电压电路开启信号,T201、IC701进入工作状态,输出24V、33V、12V等低电压。同时,从IC170 20脚输出5V 5VA电压控制信号,使其电路进入到正常工作状态。低电平输出正常后,IC170从15输出高电压开启控制信号,VSUS和VDA电路工作,输出VSUS和VDA工作电乐。至此,整机进入正常工作状态。电源的时序均围绕待机CPU(IC170)工作,当其中某一电源电路工作失常时,应重点对电源管理CPU的检测信号进行检查。据实修经验,上 述保护电路故障最多。
5.保护电路的检修
路比较简单,怀疑保护电路有问题时,重点检测IC170的7、8、10~12、25、27脚输人的取样电压。IC170 的⑦脚为AC220V过压保护端,正常时,此脚电压为0.13V,保护时电压为OV。⑧脚为过流检测或某路电压无输出保护端,正常时为0.58V,保护时为5V。IC170 10脚和12脚为VSUS和VDA电压过流保护端,正常工作时为0V低电平,保护时为5V高电平。IC170 11脚为STB 5V电压过流保护端,正常工作时此脚为0V低电平,保护时为5V高电平。IC170 25脚为低电压,VSUS和VDA电压过低保护端,正常工作时为0V低电平,保护时为5V高电平。通过对上述各种保护端高、低电平的测查,即可发现所保护电压形成电路及保护电路本身是否有故障。
五、功率因数校正(PFC)电路
此电源的PFC电路是由集成电路IC051(FA5501AN) 、Q003、Q005、Q061、Q062等元器件组成,如图3所示。
1.PFC开机控制电路
当待机5V电压产生后,T101次级绕组产生的STB-Vcc1(18.5V电压送到ICO51⑧脚,为其提供工作电压;二次开机后,主板CPU输出2.8V高电平,通过插座P25的17脚使Q411导通,待机CPU 29脚变为低电平)待机CPU执行开机工作程序,从IC170 17脚输出2.78V电压使Q403导通,光电耦合器PCO03内部的发光二极管发光,其次级光敏管导通增强,等效电阻降低,经电阻R065~R067分压后的电压大幅降低。Q062截止,Q062不再把IC051②脚输出电流短接到地,IC051②脚通过R038向C032、C022充电,当充电电压达到其内部启动时, IC051开始工作,其⑦脚输出PEC控制信号,经Q006放大后驱动Q003、Q004工作,控制电感L005对300V脉动直接电流的储能和泄能,再经电容C016滤波形成400V左右的直流PFC电压。
400V直流电压分为四路:一路供5V电压形成电路;第二路供VSUS电压形成电路;第三路供VDA电压形成电路;第四路供低电压形成电路。
电阻R041 ~R046和电容C027组成PFC输出电压的反馈检测电路,检测电压送到IC051①脚,在IC051内部与标准2.5V电压进行比较,输出误差信号经②脚外围补偿网络C022、C023、R038补偿后,送人乘法器MUL的一一个输人端。同时,100Hz脉动直流电压经R020~R026组成的电阻分压网络分压后,形成一个0.9V的脉动直流电压,加至IC051的③脚,由其内部电路处理后输出控制信号,和④脚输人的电流检测信号比较后,再和⑤脚输人的从电感L005上检测的零点电压相比较,输出的比较电压,控制⑦脚输出的脉宽控制信号,以达到功率因数校正和稳定输出PFC电压的目的。
2.PFC电路中的保护电路
此电源PFC电路中设置有过流过压和欠压保护电路。过流保护是IC051的④脚通过对MOS管过流检测来完成的。当流过MOS管Q003、Q004的电流过大时,流过检测电阻R070、R078上的电流增大,压降增大,经R036、R037分压后的电压升高,IC051④脚电压也随之升高,达到其内部的起控电压时,内部比较器翻转,⑦脚无脉冲驱动信号输出,从而保护MOS管不会因过流而损坏。C026 为抗干扰电容。
PFC输出过压和欠压保护电路由电阻分压网络R041~R046和IC051的①脚内部电路组成。当PFC电压过低时,分压后加到IC051①脚电压变低,当低于0.3V时,IC501内部比较器翻转,输出低电平的SP保护控制信号,关断⑦脚的脉冲驱动信号。当PFC输出电压过高时,分压后加到IC051①脚电压变高,当高于1.09V时, IC501内部比较器翻转,输出低电平OVP保护控制信号,关断⑦脚的脉冲驱动信号,以达到保护的目的。
3.交流检测电路
该电路是由R080~R085、Q080、PC004和IC170的⑦脚内部电路组成。
正常时,输入的AC220V电压经整流桥堆D001形成100Hz脉动直流电压,通过RO80~R085分压后使Q080左边二极管导通,即分压后的电压高于D-81的击穿电压,Q080右边三极管也导通,光电耦合器PC004内的发光二极管有电流流过,其次级光敏三极管等效电阻减小,IC170⑦脚电压降低,电源管理CPU判断交流电压输入正常。当交流输入电压过低时,分压后的电压不能使Q080左边的三极管导通,光电耦合器PCO04内的发光二极管便没有电流流过,不发光,IC170⑤脚输出的电压经R492、R491加到IC170⑦脚,电源管理CPU判断交流输入电压异常,停止输出各种信号,整个电源进人保护状态。
这部分电路主要由开关变压器T201、IC701、Q701~Q703及PC201、PC202等元器件组成,如图4所示。
1.24V电压形成电路24V电压形成电路由Q703、IC701、T201组成,控制电压来自IC170的16脚。当电源组件处于待机状态时,虽然产生了STB-Vcc1的启动电压,但是由于三极管Q702基极的光电耦合器PC202未工作,则Q702基极呈高电平,Q702截止,IC701因无工作电压而没有驱动信号输出。二次开机后,PFC形成电路正常工作,400V左右的直流电压通过开关变压器T201的初级绕组加至开关管Q701和Q703的漏极。在5V电压形成电路中T101次级产生的18.5V(STPB -Vcc1)电压经保险电阻BEA706加到三极管Q702发射极。此时,SUB模块IC17016脚输出0.72V的高电平,使Q404饱和导通,光电耦合器PC202内的发光二二极管发光,次级的光敏三极管c、e极等效电阻变小,Q702饱和导通,18.5V的工作电压经Q702的发射极、集电极加到IC701⑥脚和⑧脚, IC701 开始工作,⑤脚输出开关脉冲,控制开关管Q701和Q703工作在开关状态。T201 的初级绕组中产生交变电流,次级绕组产生感应脉冲,经D251 D252整流,电容C252~C254滤波形成24V电压,给信号板的伴音电路提供工作电源。
IC701①脚为软启动门限电压端,刚通电时,先对①脚外接电容C706、C715进行充电,当电容两端充得电压达到设定值时,IC701才开始启动。改变其外部电容大小就可以改变IC701的启动时间。IC701③脚为开关管过流检测端,当过流开关管Q701的电流过大时,IC701通过检测③脚输人电流大小来使IC701停止工作,以防止开关管过流损坏。
2.12V电压形成电路
12V电压形成电路是由IC261( BD9702T)及外围电路形成,24V电压经过DC/DC转换后形成12V电压。24V电压分为两路:"一路直接送到IC261的输人端,另一路经电阻R269加到IC261的控制脚上。当IC261控制脚有高压电平信号输人时,其内部开关电路便开始工作,输出PWM脉冲,经L261、C267滤波后,形成12V电压。D291为DC/DC转换电流的续流二极管。输出的12V电压由R261~R264 分压取样后,送到IC261的稳压端,经内部的比较电路处理后,使输出的PWM脉冲占空比得到改变,从而稳定12V电压。12V电压主要提供给主板,作为工作电压,并给33V电压形成电路供电。
3.15.7V电压形成电路
主要由比较器IC290(NJM 2903M)、Q272~Q275等元件组成。15.7V电压还设置有延时工作电路,主要由Q275 IC290内部比较器及外围元器件组成。
24V电压经电阻R272、R273送到Q272的源极,作为15.7V电压形成电路的输入电压。开机瞬间,24V电压经Q275的eb极及R278向C279充电,Q275饱和导通,+24V电压通过D275D273、R295、R296分压后,加到IC290的②脚,于是②脚电压升高,其内部比较器A截止,不再对Q273和Q274的基极分流,Q272的栅极因无放电回路而截止。随着C279两端电压的升高,Q275逐渐由饱和导通状态进人截止状态,不再影响IC290②脚电压,IC290①脚输出正常的驱动脉冲,这样可以防止开机瞬间24V电压形成电路过流。
15.7V电压形成电路的开关振荡由IC290的内部比较器B和外围电路组成,电阻R294的阻值大于R291的阻值。当24V电压形成后,24V电压由R290和R292分压后加在IC290⑤脚,为比较器B提供正向偏置电压。同时,24V电压经R288、R289、R293、R299、R294向电容C291充电,IC290⑥脚电位逐渐升高,比较器B输入的电流逐渐加大,其⑦脚电压下降,该电压一路经R291反馈到IC290⑤脚,另一路经R294反馈到IC290⑥脚,两脚的电压迅速接近,比较器B截止,⑦脚输出电压变为高电平,此高电平经R291加到IC290⑤脚,比较器B又翻转进人饱和状态,如此周而复始,就在IC290⑥脚上形成一个锯齿波信号。该信号被直接送到IC290的③脚内部比较器A的正端。当IC290③脚输人的脉冲电压高于②脚电压时,①脚有输人电流,经D274提升电位后使Q274导通,Q272栅极的电荷经Q274的发射极、集电极到地, Q272导通。24V电压经R272 R273.Q272 L271向电容C273充电,同时向负载供电,流过电感的电流逐渐增大,L271储能。当IC290③脚脉冲电压低于②脚电平时,①脚没有电流输人,不再对Q273基极的电流分流,Q273导通,高电平加在Q272的栅极,Q272截止。流过电感L271的电流经15.7V电压的负载回到地端,再经D271流回电感L271的右端,使L271流过的道路延续,同时电容C273向负载供电,当电容C273两端电压高于15.7V并经R284、VR271 R285、R285、R286、R298分压后,使三端精密稳压器IC291控制输人端(R)的电压升高,K极输人电流增大,则IC290②脚输入电压降低,通过内部比较器比较后,加在Q273和Q274的基极电位上升,Q273的时间延长,Q272的导通时间减少,输出的15.7V电压下降。当C273的两端电压低于15.7V时,其稳压过程与.上述过程相反。
4.33V电压形成电路
从上面分析可以看出,Q272工作在开关状态,这样就会在Q272的漏极形成脉冲幅度为0~24V之间变化的脉冲电压,此脉冲信号,送到C281~C283的下端,作为33V电压电路的脉冲输入,12V电压经二极管D281加到C281~C283的上端。当脉冲信号的低电平到来时,12V电压对C281~C283进行充电;当脉冲幅度为24V高压到来时,由于电容两端的电压不能突变,电容的正端电压被提升为36V,经D282、D283整流及R267限流后,向电容C289充电,在电容C289上形成约33V的调谐电压,供给高频头。
七、VSUS和VAD电压形成电路
1.VSUS电压形成电路
该电路采用的是半波整流电流共振电路,是针对大功率输出电源而设计的,它有电源开关损耗小,EMI小,输出功率大和充分利用开关变压器的漏感等优点。
本机电源中的VSVS电压形成电路如图5所示,主要由谐振电容C520,开关变压器T501及Q520、Q521、Q522、IC551、PC501、PC502、IC170、Q500等元器件组成。其中,Q500、PC502组成开/待机控制电陆。
当电源处于待机状态时,300V直流电压经R541~R546、R500、R503分压后,得到约0.7V的电压,Q500饱和导通,通过二极管D500 将Q501的栅极电压短接到地,Q501截止,不输出VSVS电压。二次开机后,IC170的15脚输出2.79V的高电平, Q403饱和导通,光电耦合器PC502内的发光二极管发光强度增大,从而将加在Q500基极上的电压分流,Q500截止,不再对Q501的栅极进行分流,+400V直流电压经R531~R536和R505分压后为Q501栅极提供工作电压,Q501导通, +400V电压经C520和T501的①-③绕组通过Q501到地,形成谐振回路,在T501的①-③绕组形成①正③负的感应电动势。由于T501的①、④端为同名端,则T501④端为正电压,此电压经电阻R506和R514、电容C510耦合使Q501饱和导通。同时,C510开始充电,在电容C510上形成左正右负的电压。当C510左端电压高于稳压二极管D505的反向击穿电压时,电压经R513、D505、D504、R508加到Q502基极,Q502开始导通,通过D510对D501栅极电压进行分压,Q501退出饱和进人截止状态。此时,由于Q501状态发生变化,T501的①-③绕组上的感应电压也发生变化,形成③正①负的感应电压。该电压通过同名端互感到变压器④端,于是④端上的负电压经电容C510耦合到Q501栅极,使Q501 完全进,入截止状态, T501的④端的负电压又将对电容C510充电,,作为下次Q501导通的翻转电压。当T501①-③绕组上形成①正③负的感应电压时,由于③、②端相连接,②端电压为负,此负电压经电容C521耦合,使Q520处于截止状态,以保证Q501导通时Q520截止。当Q501截止时, T501的①-③绕组上形成③正①负的感应电压,则②端为正电压,经电容C521耦合到Q520,Q520 开始导通,随后T501①-③绕组上的感应电压极性将发生反转,该电压会对电容C521充电,充得电压为左负右正,当电压达到一定值时,①端的正电压通过互感会使Q501再次导通,形成下一个振荡过程。
在T501的次级绕组.上,电压经D551D552整流,C552滤波形成175V的VSUS电压。该电压分为两路: 一路作为屏上扫描板(常称Y板)的供电电压;另一路经VR552、R571~R576、VR551取样后,加在三端精密稳压器IC551的控制端上,控制IC551的导通能力,使光电耦合器PC501内的发光二极管发光强弱受IC551控制,即PC501次级光敏管也受到IC551控制,光敏管控制Q501源极电压输人,Q501开关的频率就会因VSUS电压的高低而改变,使输出电压保持稳定状态。
当输出的VSUS电压上升时,取样后的电压使IC551的导通能力增强,由于PC501内的发光二极管正极连接固定偏置24V和15.7V电路,发光二极管的导通能力也会增强,发光强度增大,光敏三极管导通能力随之增强,使Q501的导通时间缩短,输出电压下降。
2.VDA电压形成电路
该电路与VSUS电压形成基本相同,也采用了半桥整流谐振电路,如图6所示。待机时,SUB模块IC170无控制电压输出,光电耦合器PC502不工作,300V直流电压经R541~R546、R500、R503、R300、R303分压后,使Q300截止,经R331~R336、R305分压后,给Q301栅极提供工作电压,Q301导通工作,电容C320与T301的①-③绕组通过Q301形成回路,开始振荡,具体振荡过程与上述VSUS电压形成电路相同。T301次级输出电压经D351整流C354滤波后,形成70V的VDA电压,为维持板提供工作电压。八、电源板电路常见故障分析与检修
1.检修注意事项
等离子彩电均采用并联型开关电源,虽然主板为冷底板,但开关变压器初级电路仍为热底板,因此检修时应注意区分冷热地。在检修无输出电压故障时,由于电源不振荡,大容量滤波电容两端的电压放电会极其缓慢,用万用表测量前,要先对电容进行放电,不然易触电或损坏万用表。
2.检修电源板所需驱动信号
维修电源板可以不带负载,这在实际检修中非常方便。若要电源板各部分电路均进入工作状态,应加上相应的各种控制信号,例如,待机信号、开机控制信号VS-ON控制信号VA-ON控制信号、15V-ON控制信号及PFC电路工作控制信号等,即单独维修电源板时,必须在相应的控制点,上加上相应的高、低电平。本电源板单独工作方法如下:首先将电源板插座P25的10脚、17脚短接,再将电源板上的P12插座的10脚对地短接,然后接AC220V电压,如果电源板工作正常,每组都应有正常的电压输出。
3.电源板常见故障检修
(1)开机烧保险管此类情况主要检查交流输人与进线在相应的控制点上千扰电路及整流桥堆、滤波电容等,见图1中的C001 ~C005 、C091 ~C094、D001 ~D003及图2中Q101、C108等元件。若保险管管璧发黑,多为开关管击穿,往往还伴随负载过流检测电阻和电源控制芯片损坏。另外,负载短路也会导致保险电阻或整流二极管损坏。实修时,除输人电路外,还应检查5V电压形成电路中的开关管Q101和IC101是否损坏。
(2)保险管良好,各组电压均无输出
重点检查各种电压保护电路,电源管理CPU的各输出控制信号,以及电路保护控制信号。
(3)待机5V电压无输出
说明此路开关电源未工作或进入了保护状态。首先测量电源控制芯片IC101的启动控制端⑧脚是否有204V电压,若无此启动电压或电压过低,则检查启动电阻R102~R104是否开路或阻值变大。若有启动电压,可测量电源控制芯片⑤脚在开机瞬间是否有高、低电平的跳变,如果无跳变,则芯片或外围振荡电路有问题,可先检查外围元件,不行可试着更换电源控制芯片IC101。若IC101⑤脚有跳变电压,则多是开关管Q101或其外围元件不良所致。
(4)某一电路电压输出过低
这种情况除稳压控制电路外,还有一些原因会导致输出电压过低,例如开关电源负载有短路或者滤波电容漏电等。如果断开负载后,电压输出正常,则说明负载过重;若仍不正常,则是电源电路有故障。例如在待机5V电路中,D15、C15失效或性能变差均会造成输出电压过低。再者,开关管性能下降也会造成输出电压过低。
另外,开关变压器不良同样也会造成输出电压下降,并且还会导致开关管激励不足引起屡损开关管。滤波电容性能不良或电容不足,均会造成电源带载能力差,接负载后输出电压下降,检修时须特别注意。
该电源板主要电压形成电路控制芯片及电源管理芯片的引脚功能及实测数据见表1~表5,供维修时参考。
九、检修实例
故障现象1:通电后开机,三无。分析检修:拆机检查,发现VDA电压滤波电容C354炸裂,此现象说明VDA电压输出有过压故障,怀疑VDA电压的稳压反馈电路可能存在问题。参见图6,VDA电压.的稳定电路主要由VR351 C302、R302 R351~R354、IC301及光电耦合器PC301等组成。仔细检查这部分电路中的有关元器件,最后发现PC301性能变差,将电容C354和PC301换新后试机,故障排除。
故障现象2:通电开机后,指示灯不亮,二次开机后三无。分析检修:指示灯不亮,二次开机无动作,说明5V电压未加到主板CPU上,则主板CPU没有控制电压送给指示灯。测量电源板上的STB5V无输出,而测量电源板待机电压正常,因此判断电源板上的STB5V电压形成电路有故障。当电源板连接到等离子屏电路上时,插座P12的10脚电压为低电平,IC170的28脚也变为低电平,IC170中的CPU检测到此低电平信号后,从其14脚输出1.1V 的STB -REM电压,该电.压经R155、R154分压后加到Q152的基极,Q152导通,其c、e极相当于接地,Q151的源极电阻R152接地,Q151导通,待机5V电压经Q151的漏极和栅极后,输出STB5V电压,送给逻辑板和主板,为主板CPU供电。
测量IC170的28脚为0V电平,正常,再测量其14脚也有1.1V的STB-REM电压,检查R151 R152等元件,结果发现Q152的c、e极间已开路,更换Q152后,通电测量STB5V电压恢复正常,故障排除。
故障现象3:通电开机,指示灯亮,二次开机后能听到继电器吸合声,然后呈待机状态。分析检修:指示灯亮,说明电源板STB5V电压正常,怀疑故障出在信号板及屏电路上。拆开机器对屏电路进行检查,发现电源板STB5V电压正常,其他电压均无输出,此现象说明故障出在电源板上。取下电源板检修,测量其各组电压对地电阻均正常,将插座P12的10脚和IC170的29脚对地短路,通电瞬间测量各组电压发现有输出,但马上又进入保护状态。测量待机CPU(IC170)的电压保护脚电压,发现其25脚电压为0V,正常时应为4.98V。25脚为VSUS和VDA电压过压保护端,这说明电源板无输出是因VSUS和VDA两路电压的某路电压过压保护。再次测量各组电压瞬间输出,发现VSUS电路瞬间输出电压很高,判断是VSUS电路中的稳压电路有问题。测量此稳压电路时,发现三端精密稳压器控制脚无电压输入,检查与之相关的元器件R572~R575、VR552、VR551,最后发现VR551和R575开路损坏,换新后故障排除。
故障现象4:二次不能开机,但可听到继电器RL002的吸合与断开声。分析检修:检查电源板未发现有明显异常和损坏的元件,通电开机后可听到继电器RL0O2吸合,随后又马.上断开。测量D001输出的300V电压异常,故而怀疑PFC电路有问题。
二次开机后,整机主板CPU输出2.8V高电平,通过插座P25的17脚使Q411导通,待机CPU(IC170)29脚为低电平,执行开机工作程序,从IC170 17脚输出2.78V 电压,使Q403导通,光电耦合器PC003内的发光二极管发光强度增加,其次级光敏管的等效电阻降低,经电阻R605~R607分压后的电压被PC003内的光敏管短接到地,Q602因无基极电压而截止,Q062不再把IC051的②脚输出电流短接到地,IC051的②脚通过R038向电容C023、C022充电,当充电达到设定要求时,IC051工作,其⑦脚输出PFC控制信号,经R027送给Q006进行放大,驱动Q003、Q004工作,控制电感L005对300V脉动直流电的储能和泄能,再经过电容CO162滤波形成400V左右的PFC电压。重点检查IC170的17脚是否有2.78V的电压,经查有此电压,并且Q062基极.电压在通电开机瞬间也有变化,上述情况说明Q062基极以前的电路均基本正常。经查IC051的⑦脚无PFC控制信号输出。说明IC051没有工作或其外围电路有问题。检查IC051外围元件未发现异常,试着更换IC051后故障依旧,继续检查IC051②脚外围元件C032 C022、R038 R060.Q062,最后发现Q062的c、e极间已击穿短路,换新后故障排除。
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