(仅供参考)LED电源维修指导
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1947系列LED电视电源板维修指南一. 总体介绍:本LED开关电源是采用电源部分与LED驱动部分二合一的方案。
由交流100V~240V电压输入,电源部分有3路输出,外加LED驱动电源。
启动时,由100V-240V交流电压输入,首先将待机电源启动,5V输出给CPU供电,由CPU根据整机设定情况发出ON/OFF(PS-ON)开机指令给电源电路,通过反馈回路将主电接通,100V-240V 交流电压经整流输出,通过PFC电路将整流后的电压升到380V左右,通过LLC电路,经变压器转换输出12V和LED驱动电源(LED点亮时约200V到210V)。
同时,主板将根据情况输出SW信号和BRI信号,电源板接到这两个信号后,LED驱动开始工作,背光点亮。
电源结构框架如下图所示:二. 各部分分解说明1.待机电源部分待机电源部分主控电源管理芯片采用的STR-6059H,内置650V的MOS,变压器为T901, STR-6059H为准谐振控制芯片,其启动过程为:交流100V~240V输入电压经整流桥整流后,经变压器T901副边输出端输出电压20V进入N831(STR-6059H)的5脚(Vcc)端,外接47uF的旁路电容,用于储存启动电压,当Vcc电平达到芯片启动电平时,N831开始工作。
(以上元器件及其位号请参考原理图)当待机5V(5V_S)无正常输出时,首先用示波器检测STR-6059H的Vcc供电是否正常,如Vcc供电出现锯齿波,请检测开关电源是否开路。
本待机部分产生待机5V(5V_S)电压,当主板发过来STB为高电平时,5V_S通过光耦N833来打通主电路,即只有待机电压正常工作,其它电路才能工作。
STR-6259H的各个引脚功能如下:管符号名称功能描述脚1S/O C P S/O C P端子M O S F E T S o u r c e/过电流保护2B R B R端子B r o w n I n/O u t保护输入检测3G N D G r o u n d端子G r o u n d4F B/O L P反馈端子定电压控制/过负载保护信号输入5VCC 电源端子控制电路电源电压输入6——N CD/S T D/S T端子M O S F E T D r a i n/启动电流输入78STR-6259H具有过压保护、过流保护、以及过热关断等保护电路。
2.PFC部分PFC(Power Factor Correction)即功率因数校正,主要用来表征电子产品对电能的利用效率。
功率因数越高,说明电能的利用效率越高。
该部分的作用为能够是输入电流跟随输入电压的变换。
从电路上讲为,整流桥后大的滤波电解的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。
PFC部分主控部分采用安森美公司的NCP33262,NCP33262临界模式PFC控制器,管脚符号功能描述1F B反馈引脚,该引脚接受一个正比于P F C输出电压的电压信号,该电压用于输出调整、输出过压保护、输出欠压保护。
2C O M P软启动端,该引脚端为低电平时,芯片驱动无输出3I n输入电压检测4C s输入电流检测5Z C D过零点检测6G N D芯片的地7D R V芯片的驱动输出端。
8V C C芯片的供电脚。
供电范围为:8.75V—18V,启动电压为13.25V。
3.LLC部分随着开关电源的发展,软开关技术得到了广泛的发展和应用,已研究出了不少高效率的电路拓扑,主要为谐振型的软开关拓扑和PWM型的软开关拓扑。
近几年来,随着半导体器件制造技术的发展,开关管的导通电阻,寄生电容和反向恢复时间越来越小了,这为谐振变换器的发展提供了又一次机遇。
对于谐振变换器来说,如果设计得当,能实现软开关变换,从而使得开关电源具有较高的效率。
LLC谐振电路,是我们现在所说的LLC谐振半桥电路的一个通俗的叫法,由于谐振时由于有两个L及一个C发生谐振,故称LLC电路,因此并非是三个英文单词首字母的缩写。
图3和图4分别给出了LLC谐振变换器的电路图和工作波形。
图3中包括两个功率MOSFET(S1和S2),其占空比都为0.5;谐振电容Cs,副边匝数相等的中心抽头变压器Tr,Tr的漏感Ls,激磁电感Lm,Lm在某个时间段也是一个谐振电感,因此,在LLC谐振变换器中的谐振元件主要由以上3个谐振元件构成,即谐振电容Cs,电感Ls和激磁电感Lm;半桥全波整流二极管D1和D2,输出电容Cf。
LLC变换器的稳态工作原理如下。
1、〔t1,t2〕当t=t1时,S2关断,谐振电流给S1的寄生电容放电,一直到S1上的电压为零,然后S1的体二级管导通。
此阶段D1导通,Lm上的电压被输出电压钳位,因此,只有Ls和Cs参与谐振。
2、〔t2,t3〕当t=t2时,S1在零电压的条件下导通,变压器原边承受正向电压;D1继续导通,S2及D2截止。
此时Cs和Ls参与谐振,而Lm不参与谐振。
3、〔t3,t4〕当t=t3时,S1仍然导通,而D1与D2处于关断状态,Tr副边与电路脱开,此时Lm,Ls和Cs一起参与谐振。
实际电路中因此,在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。
4、〔t4,t5〕当t=t4时,S1关断,谐振电流给S2的寄生电容放电,一直到S2上的电压为零,然后S2的体二级管导通。
此阶段D2导通,Lm上的电压被输出电压钳位,因此,只有Ls和Cs参与谐振。
5、〔t5,t6〕当t=t5时,S2在零电压的条件下导通,Tr原边承受反向电压;D2继续导通,而S1和D1截止。
此时仅Cs和Ls参与谐振,Lm上的电压被输出电压箝位,而不参与谐振。
6、〔t6,t7〕当t=t6时,S2仍然导通,而D1和D2处于关断状态,Tr副边与电路脱开,此时Lm,Ls和Cs一起参与谐振。
实际电路中因此,在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。
LLC谐振变换器是通过调节开关频率来调节输出电压的,也就是在不同的输入电压下它的占空比保持不变,与不对称半桥相比,它的掉电维持时间特性比较好,可以广泛地应用在对掉电维持时间要求比较高的场合。
4.LED驱动部分本电源LED驱动部分采用降压恒流元,共六路LED驱动输出。
1)驱动芯片OZ9986内部框图以及介绍如下:各管脚功能介绍如下表:管脚 符号 功能描述1 S E L P W M 调光输入电平2 V S Y N C P W M 调光同步信号输入脚,如果不需要,则接一电阻。
3 L P F 芯片补偿脚4 R T 工作频率设定脚5 P R OT 过电压保护 6 S T A T U S 降压电路指示7 G N D A 信号地8 G N D A 功率地9 V D D P 功率电压输入10 C O M P 6 第六路电路平衡控制 11 C O M P 5 第五路电路平衡控制 12 C O M P 4 第四路电路平衡控制 13 C O M P 3 第三路电路平衡控制 14 C O M P 2 第二路电路平衡控制 15 C O M P 1 第一路电路平衡控制 16 E N A 始能端,S W 信号输入 17 I S E N 1 第一路电流检测 18 I S E N 2 第二路电流检测 19 I S E N 3 第三路电流检测 20 I S E N 4 第四路电流检测 21 I S E N 5 第五路电流检测 22 I S E N 6 第六路电流检测 23 V D D A 信号电平输入24 D I MB R I 调光信号输入2) 驱动部分恒流控制的原理143VDRV PULSEIS1上图左为一路LED 驱动电路图,右图为电感L902在MOSFET 3N40导通及关断时波形。
1.当MOSFET 3N40导通时,在电感L902中感应出上“+”下“-”的感应电动势,续流二极管VD901关闭。
LED的供电电压通过LED灯串后,通过电感L902,经MOSFET 3N40后经电阻接地,形成回路。
导通过程中,电感中电流线性上升(见右上图)。
2.当MOSFET 3N40关闭时,由于电感电流不能突变,在电感L902中感应出上“-”下“+”的感应电动势,续流二极管VD901导通。
电流经电感L902,续流二极管VD901,LED灯串形成回路。
在此过程中,电感中电流线性下降(右图中)。
3.当LED灯串中的电流达到250mV时,驱动脉冲关掉,MOS截止。
电路进入续流状态。
由于芯片通过固定的频率在工作。
在下一个工作周期时,高脉冲重新将MOS打开,从而进入下一个工作周期。
4.LED灯串电流的计算公式为:I LED (mA) = 250/R ISEN(Ω) (其中R ISEN为R927与R928并联)5、OZ9986A正常工作时,需要ENA、BRI处于高电平状态。
6、由于26寸只用到4路驱动,所以芯片的第5路、第6路电平置高。
7、对于26寸机器,LED供电电平为145V左右。
灯条两端的电压为120V左右。
8、由于0Z9986的驱动脉冲为5V的驱动,而电路中MOS的驱动电平需要10V左右,所有在电路中需要一个电平变换电路,如下图所示。
R92210K上图为12V驱动电路图,为LED驱动电路提供驱动脉冲工作原理为:1.CM1接OZ9986芯片的COMP1引脚,输出驱动脉冲。
2.CMP1引脚输出低电平时, V901 2N7002导通,将V902 2222的基极电位拉低使其截止,此时V903 2907导通,输出低电平脉冲。
3.CMP1引脚输出高电平时,V901 2N7002截止,将V902 2222的基极电位拉高并使其导通,此时V903 2907截止,输出高电平脉冲。
此驱动部分的控制原理仅为原理介绍,其元件位号可能与原理图不符,但原理图中的驱动方式与此是一一对应的,在此仅以一路作为原理介绍,实际原理图中应用为六路。