创维168P-L5L015-00电源板电路工作原理分析

2022-12-02 18:53:40  阅读 182 次 评论 0 条
摘要:

该型电源电路主要用在创维55E3500、E6000、E6200等电视中,其框图如图1所示。IC100(TEA1716T)是PFC、半桥功率输出控制集成电路,其引脚功能见表1。Q9、U3、IC1及其外围元件

      该型电源电路主要用在创维55E3500、E6000、E6200等电视中,其框图如图1所示。IC100(TEA1716T)是PFC、半桥功率输出控制集成电路,其引脚功能见表1。Q9、U3、IC1及其外围元件组成待机控制电路,此电路控制IC100的工作状态。220V交流电经EMI滤波、桥式整流滤波后送往主电源电路,主电源电路开始工作,随即PFC电路正常工作,输出380V的PFC供电,后半桥功率输出电路正常工作,输出+12V (为主板电路供电)和VLED电压(为背光电路供电)。

创维168P-L5L015-00电源板电路工作原理分析 第1张

创维168P-L5L015-00电源板电路工作原理分析 第2张

1、EMI滤波电路

     该电路中F1是保险丝,TINR1是压敏电阻,CY3、CY4是共模滤波电容,LF1、LF2是共模电感,CX2、CX3是差模电容,R55、R56是泄放电阻,如图2所示。

创维168P-L5L015-00电源板电路工作原理分析 第3张

2、开/关机控制电路
     Q9、U3、IC1等元件组成开/关机控制电路。在刚开机时,电源电路工作在BURST(突发)模式,输出的10V电压经主板上DC-DC变换,为CPU供电。CPU正常工作后,输出ON_OFF开机信号(高电平),于是Q9饱和导通,R102与R103并联接地,10V经分压取样,送给U3一个较低的电压,U3输出的误差电压经IC1控制后,使IC100的21、20脚电压升高。当IC100的21脚电压超过4.1V时,IC100的20脚(BURST,模式控制)的电压会超过3.5V,IC100 切换到正常工作模式,电源电路输出正常的12V、VLED电压。
     待机时,CPU为电源电路送来STB待机信号(低电平),Q9截止,R103开路,U3的①脚电压升高,②脚电压降低,IC1内的发光二极管发光增强,其光敏三极管的导通程度加深,IC100的21脚的电压被拉低(低于3.5V),iC100 切换到BURST模式,电源电路输出10V、VLED 电压(低功耗输出)。

3、PFC与半桥功率输出电路

     IC100是一款将功率因数和半桥谐振转换控制的专用集成电路,L1为PFC升压电感,Q1为PFC功率开关管,D10为PFC升压二极管,R3为过流检测取样电阻,C2、C3为PFC滤波电容,Q20、Q3为半桥LlC谐振电路功率开关管,T1为脉冲开关变压器,ZD14为33V稳压二极管,R88、C49用于防止寄生振荡。
(1)工作过程
     上电后,当IC100的②脚电压经内部欠压检测电路检测为正常时,IC100的12脚通过内部开关电路给IC100的⑥脚外围电容充电。当充电达到启动电压时,IC100内部的PFC启动,振荡器产生的PWM信号经栅极驱动放大后从⑦脚输出,经R57、R69、D16送到开关管Q1的控制栅极,Q1导通,形成电流(脉动电压VD->L1->Q1->R3->地),在L1上产生感应电动势(L1储能)。随着电路工作的进行,通过Q1的电流会逐渐增大,取样电阻R3.上的压降也会增大。当IC100的④脚输入的电压达到典型关断电压0.45V时,过流保护电路会强制PFC振荡器停振,Q1截止,L1上的感应电动势开始反转(释放能量),其感应电压与输入电压叠加,经D10整流、C2、C3滤波后得到PFC电压。当L1流过的电流降为零时,IC100的③脚无法从辅助绕组得到电压,即零电流检测比较器的正相输入为低电平,其输出也为低电平,PWM信号又可由⑦脚输出脉冲给Q1,即PFC电路进入下一个工作周期,如此周而复始工作。
      当PFC电路正常工作后,半桥谐振(LLC)开关控制电路被激活, IC100内部振荡电路在得到正常供电后开始振荡,产生的信号经22脚外围软启动电容C26的延时后,送往栅极驱动器放大,然后分别从IC100的13脚、10脚输出,由R1、R36/D13和R54、R63/D12送到Q2、Q3的栅极,由Q2.Q3、T1.D25/D26、D33等元件组成的半桥功率输出电路对PFC电压进行DC-DC变换。当13脚输出PWM正脉冲信号(10脚输出负脉冲)时, Q2导通,Q3截止,形成电流(VH->Q2->T1的①-③绕组->C1->R24->地),脉冲开关变压器T1的①-3初级绕组感应到电动势(为①正3负),T1储能。当IC1的10脚输出PWM正脉冲信号(13脚输出负脉冲),Q3导通,Q2截止,形成电流(T1的①脚->Q3->地->R24->T1的②脚);T1释放能量,次级各绕组感应到相应的电动势,经整流、滤波电路后得到VLED、+12V供电,分别供给恒流板和主板电路。
(2)稳压工作
       当输出的+12V或VLED电压偏高时,在U3的作用下,IC1内部发光二极管通过的电流加大,光敏三极管导通程度加深,IC100的21脚电压降低,开关管的导通时间变短,T1上的各感应电压降低,输出电压恢复到正常值。当输出电压偏低时,其稳压过程与前述相反。
(3)过压保护
       当输出电压高过一定值时,偏高的电压会齐纳击穿ZD2、ZD1、ZD3、ZD5等稳压二极管,这时Q8因基极为高电平而饱和导通,Q10也饱和导通,Q10的集电极为低电平,IC1的②脚电压被拉低,IC1内部光敏三极饱和管通,IC100的21脚电压快速降到保护门限电压,内部振荡器停振,整个电源电路停止工作,从而实现过压保护。
(4)芯片内欠压保护
      当IC100的②脚供电电压降到欠压锁定电压时,欠压保护电路起控,强制振荡器停振,功率开关管因无法得到驱动信号而被关断,从而实现欠压保护。
(5)过流保护
      当由于某些原因使得功率输出回路的电流过大时,此过大的电流经取样电阻取样后反馈到IC内部,过流保护电路起控,强制振荡器停振,从而实现过流保护。
(6)过载保护过程
   当12V、VLED电压负载过载时,IC100的21脚的反馈电压会升高。当21脚电压超过典型电压6.4V时,过载保护电路起控,强制振荡器停振,从而实现过载保护。
(7)过热保护
       当由于某些原因使得IC100芯片基板温度超过关断温度时,过热保护电路起控,强制振荡器停振,从而实现过热保护。
4、恒流电路
      168P -L5L015-02电源板的恒流电路由Buck(降压变换)电路(将输入的110V电压变换成约80V,供给各路灯条)和恒流控制电路组成,如图3所示,其电压变换电路有多组,下面以LED4组为例进行分析。

创维168P-L5L015-00电源板电路工作原理分析 第4张
      US2为多通道大电流LED恒流控制芯片(OZ9906GN),其引脚功能见表2。L404 为储能电感,C404为滤波电容,Q404为功率开关管,D400、D401为整流二极管,R420~R422为取样电阻,R404为隔离电阻。

创维168P-L5L015-00电源板电路工作原理分析 第5张
(1)Buck电路工作原理
       二次开机后,VLED电压经保险管F3加到Buck电路,US2的⑨脚得到12V供电,US2的②脚得到高电平使能电压,US2的内部的振荡电路起振,振荡信号经栅极驱动电路后,从US2的11脚输出,经R434、R404隔离送到功率开关管Q404的栅极,Q404导通,形成电流回路(VLED->F3->C404->L404->Q404->R420//R421//R422->地),在L404上产生一个上+下-的电动势(即L404储能)。通过Q404的电流会逐渐增大,取样电阻R420~R422的压降也会增大。当US2的18脚的电压达到典型门限关断电压时,US2内部的过流保护电路起控,强制振荡器停振,Q404截止,L404上的感应电动势开始反转(变为上-下+),此时电流回路如下:L404下端->D400、D401->LB5、LB8->C404->L404上端,此时C404两端有一定电压。一会儿后,US2内部的振荡器又开始振荡,如此循环往复工作,最终使LED4两端电压稳定在80V左右。
(2)LED恒流控制电路
      在LED灯供电升压电路正常工作后,恒流控制电路开始工作,US2内部的取样电路会对回路电流进行取样,经误差放大、电流比较后得到一个反馈信号,送到PWM谐振比较器,控制PWM输出信号的占空比,从而控制LED灯供电升压电路的输出电压,以实现恒流控制。

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