虹欧4000电源原理与维修

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虹欧4000模组电源原理与维修虹欧4000系列是长虹推出新一代等离子模组,屏尺寸分别有42寸/50寸。

屏型号为:PM42H4000/PM50H4000。

42寸电源板型号为R-HS210B-5HF01、R-HS210B-5HF02;50寸电源板型号03状态(能效加53%滤光膜)为R-HS310B-5HF01,05/06状态(能效高仙气体加53%滤光膜)为R-HS210B-5HF02,线路大部分一样,区别只在于VS部分功率不同。

虹欧4000模组性价比较高,被大量的用于长虹等离子电视,电视机型号分别有:3D42A3700IV(P37)、3D50A3700IV(P37)、3D50A3000i、3D50A3000iV、3D50A3600i、3D50A3600I、3D50A3600iV、3D50A3700iV、3D50A3700i、3D50A3038、3D50A3039、 3D42A3000i、3D42A3000iV、3D42A3600i、3D42A3600I、3D42A3600iV、3D42A3700iV、3D42A3700i、3D42A3038、3D42A3039 、3D42A3000i(P36)、3D42A3000iv(P36)、3D42A3600i(P36)、3D42A3600i(P36)、3D42A3600iV(P36)、3D42A3700iV(P36)、3D42A3700i(P36)、3D42A3038(P36)、3D42A3039(P36)等。

一直以来,等离子维修技术由于资料的匮乏,对等离子接触少的维修人员维修起来非常吃力。

由于不了解等离子的工作原理,很难达到熟练维修的程度。

自从虹欧3000模组推出以来,扫描板和维持板共用能量回收电路,更是打破传统等离子维修思维,维修难度进一步升级,对维修人员造成相当大的困扰。

在整个等离子模组中,其中电源板故障率相对较高,为了让维修人员掌握新一代等离子维修技术,特对虹欧4000电源模组进行一个原理简析,并根据本人对多块电源的维修经验,与大家做一些案例分享。

一、电源整体结构虹欧4000电源板结构相对简单,主要由进线抗干扰电路、待机及15V形成电路、PFC产生电路、VS/VA形成电路、保护电路等组成,整体方案由NCP1271、SSC2102、NCP1393构成,结构简图如图一、图二:图一、电路结构简图二、 单元电路分析1、 进线抗干扰、整流滤波电路交流220V 进入电源板CNO1插座,经过保险丝F101,送入由压敏电阻RV1、L102、R101、R102、R103、C101、继电器K1、热敏电阻NTC1、继电器K2、L101、CY103、CY104、C105、L103组成的过压保护和抗干扰电路。

其中RV1为防止交流高压,CY103、CY104为共模电容,抑制非对称性干扰;C101、C105为差模电容抑制对称性干扰。

滤除高频干扰信号的交流电通过BD101桥式整流后形成一个不稳定的300V 左右的直流电压。

图三、进线抗干扰、桥式整流2、 待机及15V 形成电路待机及15V 形成电路主要由NCP1271、Q301、T301等组成,OnSemi 公司的NCP1271是一款最新的固定频率电流模式PWM 开关控制器,具有为低级声频噪声提供可调节的Soft-Skip 待机操作模式,为节省待机功耗内部集成高压启动,过载故障检测定时器,内部锁保护功能特性。

A 、 引脚功能图及实测电压:图二、外观结构图图四、引脚功能图脚位符号功能待机电压工作电压1 skip/latch 过压保护0.4 0.462 FB 反馈0.4 0.023 CS 过流检测0.02 0.024 GND 接地0 05 Drv 调制脉冲输出0.03 0.146 VCC 供电12.1 13.68 HV 高压启动输入310 402表一、引脚实测电压B、内部框图图五、NCP1271内部框图C、工作过程简析:220V交流利用桥堆3-4脚在AC2与地之间形成大约99V(220V*0.45=99V)左右的直流电压,经过D307隔离、C312滤波后得到大约310V左右的不稳定直流电压(220V*1.414=311.08V),该电压通过T301的1-3绕组送入开关管Q301漏极。

同时该电压通过R302限流送入NCP1271第8脚高压启动输入端。

Z301第8脚得到的高压通过Z301内部恒流源给Z301第6脚外部电容C302进行充电,当C302两端的充电电压达到门限值时,Z301开始启动工作。

Z301第5脚输出方波脉冲驱动送入Q301的栅极,Q301、T301开始工作.(如图六)。

从T301的4-6脚绕组产生的感生电压经过D312、C309整流滤波后,得到16V左右的直流电压,此电压经过由Q315、ZD305等组成的稳压调整电路得到稳定的14V左右的电压,给Z301第6脚提供持续的工作电压。

从T301的5-6脚绕组产生的感生电压经过D311、C308整流滤波后得到18V左右的AC-DET-P 直流电压送入Q303的E 级待命,二次开机后为PFC 、VS/VA 部分提供工作电压。

5V-H 产生电路:从T301的8-9脚绕组产生的感生电压经过D310、C325整流,得到5V-H 电压。

15V-H 产生电路:从T301的10-11脚绕组产生的感生电压经过D308、C316整流滤波后得到15V-H 电压。

图六、待机部分电路图七、取样反馈电路 反馈取样网络(如图七):由D313、C326、R361、R351、U306、R357、R356、R355、C351、R354组成的取样反馈网络通过PC301隔离控制Z301第2脚,达到5V-H 稳定输出的目的。

5V-H 电压经过R357、R356、R355电阻分压后加到精密电压比较器U306(TL431)R 端,当某种原因导致5V-H 电压升高时,U306导通增强,光耦(PC301)内部发光二极管导通电流增大,光敏三极管随之导通增强,反馈到Z301第2脚的电压降低,改变内部振荡器的振荡频率,促使MOS 管Q301导通时间缩短,开关变压器T301传送的能量减少,5V-H 电压降低,反之亦然。

如此不断调整,达到稳压的目的。

5VSTB 形成(见图八):待机电路开始工作后,5V-H 电压通过FB601、D603为电源管理芯片U601提供工作电压,U601开始工作,从U601第4脚输出的高电平指令通过R358、R359分压、限流后送入Q317基极。

Q317导通,Q312基极电位被强行拉入低电平,Q312截止。

T301的10-12脚绕组产生的感生电压经过D309、C320整流滤波后得到31V 左右的直流电压,该电压通过R329、R330分压后得到12V 左右的电压送入Q307的栅极。

Q307导通,Q307源极输出5VSTB电压为整机主板提供待机供电。

图八、5VSTB产生电路3、开待机控制电路及低压产生电路A、继电器控制(见图九):二次开机后,从主板送来的PS-ON低电平信号通过R619送入U601第15脚,从U601第1脚输出的高电平指令通过R625、R617、R618限流分压后送入Q612基极,Q612导通,继电器K2吸合,交流220V送入后级。

图九、继电器控制B、D15V产生电路(见图十):从U601第2脚输出的高电平指令通过R657、R346、R347限流分压后送入Q313基极,Q313导通,拉低Q306基极电位,Q306随即导通;从T301的10-12脚绕组输出31V左右的直流电压通过Q306的E-C极,D315隔离后送入Q305的栅极,Q305导通,输出D15V电压。

由R322、R323、R324、Z305、R320、R321、C315组成15V反馈电路,作用是防止前级电压异常升高而烧坏后级负载电路,达到保护后级负载电路的目的。

图十、D15V产生电路C、D5V产生电路(见图十一):从U601第3脚输出的高电平指令经过R622、R301、R309限流分压后送入Q302的基极,Q302导通,拉低Q304基极电位;D15V-H经过R367、Q304的E-C送入Q309的栅极,该电压通过与R314分压后,在Q309栅极形成12V的直流电压。

Q309导通,输出D5V电压。

图十一、D5V形成电路D、PFC-VCC形成(见图十二):从U601第18脚输出的高电平指令通过R628、R669、R670限流分压后送入Q604基极,Q604导通,PC302开始工作,强行拉低Q303基极电位,Q303导通。

从T301的5-6脚绕组产生的18V左右的AC-DET-P直流电压通过Q303的E-C极,进入由Q316、ZD306。

R307组成的稳压电路,在C306两端得到一个稳定的15.3V的PFC-VCC电压,为后续电路供电。

图十二、PFC-VCC 形成4、PFC 电路PFC 电路由U202(SSC2102)、Q218、Q219、L205、L206等组成(见图十四)。

为满足IEC61000-3-2谐波电流的限值标准,许多开关电源都采用了BOOST 功率因数校正(PFC)电路,从而有效控制了电网的低频谐波电流成分。

随着单相有源PFC 技术的成熟和功率等级的进一步提高,原有单路BoostPFC 方案的使用受到限制。

因为功率的增加,单路BoostPFC 的开关器件(功率开关、升压二极管、升压电感等)必然要承受过高的瞬间电压和电流应力,选择器件困难,成本较高,而且还将增大电路中的du /dt (电压变化率)和di /dt (电流变化率),造成严重的辐射和传导EMI 。

交错并联BoostPFC 电路具有降低功率器件的耐压、耐流要求和输入电流纹波;能成倍增加输出功率的等级,减少单个电感的容量,在具有良好校正效果的前提下,可大幅度减少整个功率电路的成本,因此交错BoostPFC 非常适合用于大电流、高功率的电源。

交错运行技术是并联运行技术的一种改进,是指两路的工作信号频率一致,相位互相错开一定的角度,即所谓的移相驱动。

对于两个Boost 电路交错运行而言,第一个控制周期对一个Boost 电路进行控制,第二个控制周期控制第二个Boost 电路,不断重复上述步骤。

即交错控制方法实质是每两个周期对其中一个Boost 电路的电流控制一次。

采用这种方法后,有效提高了放大倍数,调节了占空比,减小了电流纹波。

三肯公司的SSC2102是一款最新的交错并联BoostPFC 开关控制器,外部只需很少的元件,就可实现控制与保护功能,有效的提高了电源利用率。

A 、 引脚功能图及实测电压1221DCB ACOMP VIN VFB VCCISOUT1GND OUT212345678SSC2102图十三、SSC2102引脚功能图脚位 符号 功能工作电压 1 COMP 电压比较器输出 0.31V2 VIN 采样信号输入 2.08V3 VFB 取样反馈 3.344 VCC 供电15.23V5 OUT2 栅极驱动输出2 0.11V6 GND 地0V7 OUT1 栅极驱动输出1 0.28V8 IS 电流检测0.01V表二、SSC2102引脚实测电压图十四、PFC电路B、工作过程二次开机后,继电器K1、K2吸合,交流220V送到BD101整流后输出100HZ的脉动直流电压分别加到储能电感L205、L206上,同时该100HZ的脉动直流电压还通过R275、R229、R277、R290、R278分压后为U202第2脚提供输入信号采样;PFC-VCC为U202第4脚提供15V左右的工作电压,当U202有工作电压和采样信号时,U202开始工作。