康佳液晶彩电采用的KPS+L1900C3-01型电源板,编号为34007728,版本号为35015686集成电路采用FAN7530+FSGM300+FSFR1700组合方案,输出+5.1VSB/4A、24V/4A、12V/4A电压。应用于康佳LED47IS988PD、LED42M11PD、LED46MS92DC、LED42IS988PDE、LED42X5000DE、LED55X5000DE、LED42IS95D、LED46IS95D、LED42R7000PD、LED47R7000PD、LED47IS11PD等液晶彩色电视机中。
一、电源板工作原理
康佳KPS+L1900C3-01型电源板实物图解见图1所示,电源板电路组成方框图见图2所示。
该电源板由三部分组成:一是以集成电路FAN7530 (UF902)为核心组成的PFC功率因数校正电路,将整流滤波后的市电校正后提升到380V为主、副开关电源供电;二是以集成电路FSGM300(UB902)为核心组成的副开关电源,产生+5.1VSB电压,为主板控制系统供电;三是以集成电路FSFR1700(UW902)为核心组成的主开关电源,产生24V、12V电压,为主板和背光灯板供电。
1、抗干扰和市电整流滤波电路
康佳KPS+L1900C3-01型电源板抗干扰和市电整流滤波电路见图3上部所示。
1)、抗干扰电路
AC220V市电经延迟保险管F901和L903、CX901、CY901、CY902、L901、CY903、CY904、L902、CX902组成的低通滤波网络,滤除电网的干扰脉冲,同时防止电视机产生的脉冲干扰干扰电网。
2)、整流滤波电路
滤除市电中的高频干扰信号后,经BD901全桥整流、CF901、LF901、CF902滤波后,由于CF901、CF902的容量较小,输出100Hz约300V左右的脉动VAC电压,送往PFC功率因数校正电路。电路中RV901为压敏电阻,市电过高时将RV901击穿,烧断保险丝F901,断电保护。
2、PFC功率因数校正电路
康佳KPS+L1900C3-01型电源板中的有源功率因数校正电路如图3下所示,其中UF902功率因数校正控制器采用FAN7530与大功率场效应开关管QF902和储能电感LF902等外部元件,组成并联型PFC功率因数校正电路。将220V交流电压升为+380V直流电,同时提高功率因数,抑制谐波电流,使整流桥后大的滤波电解电压将不再随着输入电压的变化而变化,而是一个恒定的值。为电源部分DC/DC转换电路和背光灯电路供电。
1)、FAN7530简介
FAN7530是飞兆(Fairchildsemi)公司开发的PFC功率因数校正电路专用集成电路,其内部电路方框图见图4所示,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,包括平均电流模式或电压模式控制、软启动、VCC滞后欠压闭锁、欠压、过压和过载保护,以及滞后热关机等。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所示。
表1 FAN7530引脚功能和维修数据
引脚 | 符号 | 功 能 | 电压/V |
1 | INV | 电压反馈,输出过压保护 | 2.5 |
2 | MOT | 开环占空比设置 | 2.9 |
3 | COMP | 内部误差放大器的输出,相位补偿 | 1.8 |
4 | CS | 开关管过流检测保护输入 | 0 |
5 | ZCD | 电感电流过零检测点 | 3.5 |
6 | GND | 接地脚 | 0 |
7 | DRV | 激励脉冲输出 | 5.2 |
8 | VCC | 供电输入 | 16.8 |
2)、启动校正过程
AC220V市电经整流滤波后产生的100Hz脉动电压,经储能电感LF902送到PFC功率因数校正电路QF902的D极;二次开机后,待机控制电路送来的VCC-PFC电压,经RF910加到UF902的8脚,为其提供工作电压,UF902启动工作,产生据此波脉冲电压,经内部电路处理后,从7脚输出激励脉冲,经DF903推动开关管QF902工作于开关状态。
当QF902饱和导通时,市电电压由整流后的300V电压经电感LF902、QF902的D-S极到地,形成回路;当QF902截止时,300V电压经电感LF902、DF902、CF913、CF919到地,对CF913、CF919充电,同时,流过LF902电流呈减小趋势,电感两端必然产生左负、右正的感应电压。这一感应电压与100Hz脉动电压的直流分量叠加,在滤波电容CF913、CF919正端形成+380V左右的PFC直流电压,不但提高了电源利用电网的效率,而且使得流过LF902的电流波形和输入电压的波形趋于一致,从而达到提高功率因数的目的。
3)、稳压过程
PFC电路输出电压经RF908、RF915、RF917、RF918与RF923、RF924分压后作为取样电压输入到UF902的1脚。LF902的次级感应电压经RF927送到UF902的2脚,作为误差信号,另一路经RF926送到UF902的5脚,作为过零检测信号。上述取样和检测电压经内部比较放大后,进行对比与运算,确定输出端7脚的脉冲占空比,维持输出电压的稳定。在一定的输出功率下,当输入电压降低,UF902的7脚输出的脉冲占空比变大,开关管QF902的导通时间延长,输出电压升高到正常值;当输入电压升高,UF902的7脚输出的脉冲占空比变小,开关管QF902的导通时间缩短,输出电压降低到正常值。
4)、过压、欠压保护电路
FAN7530的8脚VCC供电输入端,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,达到保护目的。
FAN7530的1脚PFC输出电压取样输入端,内设误差放大器和采样点关断电路,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校正电路关断。
5)、过流保护电路
FAN7530的4脚为电流检测输入端,通过RF925对MOSFET开关管QF902的S极电阻RF911两端电压进行检测。RF911两端的电压降反映了PFC电路电流的大小,当MOSFET开关管QF902电流过大,RF911两端的电压降随之增大,FAN7530的4脚电压超过0.8V,PFC就会停止输出。
3、副电源电路
康佳KPS+L1900C3-01型电源板中的副电源如图5所示。副开关电源主要由厚膜电路UB902(FSGM300)、变压器TB901、稳压控制电路UB952(TL431)、光电耦合器UB951(PC817B)等元件组成,为整机控制系统电路提供待机和正常工作所需要的5.1VSB电压。
1)、FSGM300简介
FSGM300是仙童公司生产的开关电源厚膜电路,内部电路见图6所示,集成了MOSFET开关管和驱动控制电路,直接驱动外接变压器。其特点是:带抖频功能,能有效降低EM;有OLP、OVP、AOCP、TSD、OSP等保护功能;轻载自动进入间歇工作状态(Burst Mode),从而有效降低待机功率;具有软启动功能(15ms);重启模式保护。FSGM300N引脚功能和维修数据见表2。
表2 FSGM300引脚功能和维修数据
引脚 | 符号 | 功能 | 电压/V |
1 | GND | 芯片内部控制地 | 0 |
2 | VCC | 供电输入 | 15.8 |
3 | FB | 反馈稳压输入 | 0.6 |
4 | NC | 空脚 | 0 |
5 | VSTR | 启动电压输入 | 194 |
6 | DRAIN | 内部OMS开关管的D极 | 392 |
7 | DRAIN | 内部OMS开关管的D极 | 392 |
8 | DRAIN | 内部OMS开关管的D极 | 392 |
2)、启动供电过程
经整流、滤波电路产生的100Hz约300V左右的脉动VAC电压再经PFC电路的储能电感LF902、DF902向PFC滤波电容CF913、CF919充电,产生待机状态+300V的PFC直流电压,为副电源供电。开机后PFC电路启动工作,该电压提升到+380V。
PFC输出电压经变压器TB901的6-7绕组加到厚膜电路UB902的6、7、8脚,进入集成块UB902内部电路后分为两路:一路加到内部MOSFET开关管的D极,另一路经内部的恒流源充电电路向2脚外接电容C907进行充电。当C907上充得的电压达到7.7V以上时,内部的准谐振电路启动进入振荡状态,产生振荡脉冲信号,内部MOSFET开关管工作于开关状态,其脉冲电流在TB901中产生感应电压。其中TB901的9-10绕组产生的感应电压经RB913限流、DB902整流、CB909/CB906滤波、QB903、ZDB902稳压后,产生VCCP电压。VCCP电压分为两路:一路经RB908加到UB902的2脚形成二次供电,UB902内部得到一个稳定的供电后,持续进行振荡;另一路电压送到开关机VCC控制电路QB901的e极。
TB901的1-4绕组产生的感应电压,通过DB951整流及CB951、CB953、CB958、CB957滤波得到5.1VSB电压,为主板控制系统供电。
TB901的6-7初级绕组并联的DB901、CB901、RB914组成尖峰吸收回路,保护UB902内部的MOSFET开关管。
3)、稳压控制电路
稳压控制电路由三端精密稳压器UB952(TL431)和光电耦合器UB951(PC817B)组成。5.1V电压经RB953、RB955、RB956分压,从开关电源输出端+5.1VSB分压取样,对开关电源初级UB902的3脚内部电路的脉冲占空比进行调整,达到稳压的目的。
当+5.1VSB电压升高时,经电阻RB951加到光耦UB951的1脚的电压同样也升高。同时,5.1V电压经取样电阻RB953、RB955、RB956分压加到UB952的1脚,UB952的3脚电压下降,流过UB951的1-2脚内部发光二极管电流变大,UB951内部三极管的导通增强,UB902的3脚电压下降,UB902内部的控制电路控制MOSFET管提前截止,输出电压下降到正常值。 当+51VSB电压降低时,上述电路向相反方向变化,输出电压上升到正常值。
4)、市电欠压保护电路
该保护电路由驱动电路UB902的3脚内电路和外接QB902、QB903为核心组成,对副电源驱动电路UB902的3脚FB电压进行控制。
UB902的3脚内设电压检测和保护电路。当3脚电压低于或高于正常值时,保护电路启动,UB902停止工作。市电整流滤波后产生的脉动VAC脉动电压经RB901~RB903与RB904分压后,送到QB902的b极,市电电压正常时QB902导通,QB904截止,对UB902的3脚电压不产生影响;当市电电压过低时,QB902截止,QB904导通,将UB902的3脚电压拉低,UB902据此进入保护状态,副电源停止工作。
5)、输出过压保护电路
过压保护电路由5.6V稳压管ZD954、Q957、光耦U957为核心组成,对副电源驱动电路UB902的3脚FB电压进行控制。当开关电源输出的+5.1VSB电压达到5.6V以上时,击穿5.6V稳压管ZD954,迫使Q957导通,光耦U957导通,其内部光敏三极管导通,从3脚输出高电平,向UB902的3脚注入高电平,UB902据此进入保护状态,开关电源停止工作。
海南 孙德印