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LED电视电源板维修指南
 1 引言

  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/OFFPS-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 LED 驱动电源(LED 点亮时约200V 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:


2
各部分分解说明


  2.1 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 MOS,变压器为T901, STR-6059H 为准谐振控制芯片,其启动过程为:交流100V240V 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N831STR-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5V5V_S)无正常输出时,首先用示波器检测STR-6059H 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5V5V_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:

  STR-6259H 具有过压保护、过流保护、以及过热关断等保护电路。

  2.2 PFC 部分

  PFCPower 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NCP33262NCP33262 临界模式PFC 控制器。

  2.3 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MOSFETS1 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TrTr 的漏感Ls,激磁电感LmLm 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 D2,输出电容Cf

  LLC 变换器的稳态工作原理如下

  at1t2〕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 Cs 参与谐振。

  bt2t3〕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 D2 截止。此时Cs Ls 参与谐振,而Lm 不参与谐振。

  ct3t4〕当t=t3 时,S1 仍然导通,而D1 D2 处于关断状态,Tr 副边与电路脱开,此时LmLs 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。

  dt4t5〕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 Cs 参与谐振。

  et5t6〕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 D1 截止。此时仅Cs Ls 参与谐振,Lm 上的电压被输出电压箝位,而不参与谐振。

  ft6t7〕当t=t6 时,S2 仍然导通,而D1 D2 处于关断状态,Tr 副边与电路脱开,此时LmLs 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。

  2.4  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:

  2) 驱动部分恒流控制的原理

a 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)。

  b 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VD901LED 灯串形成回路。在此过程中,电感中电流线性下降。

  c 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。

  d LED 灯串电流的计算公式为:

  ILED mA = 250/RISEN(Ω) (其中RISEN R927 R928 并联)

  e OZ9986A 正常工作时,需要ENABRI 处于高电平状态。

  f 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。

  g 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。

  h 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。

  工作原理为:

  1. CM1 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。

 

 

 

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