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1.4 电源板单元电路识图与工作原理 开关电源的识图，一是在电路原理图中弄清楚整个电路的作用，电路组成，各个单元电路的关系，单元电路的工作原理；二是在电路板上找到相关电路的位置、电路元件的实物，维修时找到测量电压和电阻的测试点。实现理论分析与维修实践的结合，在工作原理的指导下，快速准确在电路板实物上进行检测和维修。 本节以图1-25、图1-26、图1-27所示的海信LED液晶彩电采用的RSAG7.820.2264型PFC十副电源＋主电源＋背光灯二合一板为例，介绍开关电源单元电路的工作原理、识图技巧和易发故障及维修提示。 液晶彩电的开关电源均采用它激式并联型开关电源。 1.4.1抗千扰电路识图与工作原理 （1）电路作用 在电源板市电输入电路中，设有抗干扰电路，电路原理如图1-28所示，由EMI（电磁干扰）滤波器、浪涌电流限制电路、浪涌电压抑制电路组成。  抗干扰电路的作用：一是滤除市电电网干扰信号，防止干扰信号影响液晶彩电的正常工作；二是滤除彩电自身产生的干扰，阻止开关电源产生的干扰信号窜人电网，防止其进入到电源线，造成对电网的污染；三是防止开机浪涌电流和浪涌电压对开关电源电路的冲击。 （2）工作原理 EMI（电磁干扰）滤波器由并联电容器C807、C802、C803、C804和串联滤波电感L807、L806组成两级共模抗干扰电路，对非对称性和对称性干扰脉冲进行抑制。电容器将高频干扰脉冲旁路掉，滤波电感（扼流圈）阻止高频脉冲的进入和输出。 浪涌电流限制电路由限流电阻RT801组成，限制开机浪涌电流，特别是限制开机瞬间整流滤波电路中的大滤波电容器充电电流。 浪涌电压抑制电路由压敏电阻RV801组成，市电电压过高时将RV801击穿，烧断保险丝或限流电阻，整机断电保护。 （3）识图技巧 抗干扰电路在电路板上实物如图1-29所示，位于电源进线附近，保险丝之后。电容器和电感的体积较大，安装于电路板的正面，便于识别。电容器通常选用高频特性好的高压薄膜电容器或陶瓷电容器，容量在0.005～0.1砰之间，注意其耐压必须满足要求；滤波电感多采用共模扼流圈，在一个闭合高磁导率铁芯上，绕制两个绕向相同的线圈。  （4）易发故障 抗干扰电路易发电容器C807、C802、C803、C804击穿故障，烧断保险丝或限流电阻；当市电电压过高时，击穿压敏电阻RV801；开关电源发生短路、击穿故障时，烧断限流电阻NR801。扼流圈由于线径较粗，一般很少损坏。 （5）维修提示 维修抗干扰电路通常采用电阻测量法，测量抗干扰电路元件两端的电阻值，即可快速准确的判断故障范围。电容器C807、C802、C803、C804或压敏电阻RV801击穿两端电阻值很小，限流电阻NR801烧断时阻值变大或开路。 上述元件损坏时，应按照原件的规格、参数更换，实在没有参数完全符合的元件，可在10％元件参数范围内挑选元件代换。电容器一定注意选择耐压高于原参数的元件代换。 1.4.2市电整流滤波电路识图与工作原理 （1）电路作用 AC 220V市电经过抗干扰电路滤除干扰脉冲后，送到市电整流滤波电路，电路原理如图1-28右侧所示，由整流全桥（或4个整流二极管）VD801、滤波电容器C807、C808、滤波电感L805等元件组成。其中滤波电路有的电源板只用一个滤波电容器，有的采用一个电感和一个电容器组成LC滤波电路；有的采用两个电容器和一个电感线圈组成二式滤波电路。 整流滤波电路的作用：将交流220V市电整流滤波，产生约＋300V直流电压。无PFC校正电路的电源板，滤波电容器设计的容量较大，一般在100～330μF，整流滤波后产生约＋300V稳定的直流电压，为主副开关电源供电；设有PFC校正电路的电源板，滤波电容器设计的较小，一般在0.47～1μF之间，整流滤波后产生约300V的100Hz的脉动直流电压，待机时负载电流较小，该电压接近300V，开机后负载电流增大时，降为230～250V左右，为PFC校正电路供电。 （2）工作原理 市电整流滤波电路采用全桥整流的方式，由4只二极管组成全桥方式，利用二极管的单方向导电特性，将交流电变换为单向脉动电压，再经滤波电容器的充电、放电作用，平滑整流后输出的脉动成分，变为直流电压或脉动直流电压。工作原理示意图如图1-30所示。  当交流市电为正半周，使VD801的3脚为正、2脚为负时，二极管D1、D3导通，D2、D4截止；电流经D1、FB901、主副开关电源电路、D3构成回路；当交流市电为负半周，使VD801的2脚为正、3脚为负时，二极管D2、D4导通，D1、D3截止；电流经D2、L805、主副开关电源电路、D4构成回路。这样交流电的正、负半周经整流滤波后，在滤波电容0807、C808两端形成直流或脉动直流电压，为负载主、副开关电源供电。 （3）识图技巧 市电整流滤波在电路板上实物如图1-29下部所示，位于抗干扰电路附近。由于整流全桥体积较大、工作时热量较大，固定在散热片上，有4个较粗的引脚，比较容易识别和查找，顺着整流全桥的输出端即可找到滤波电容C807、C808。整流滤波电路元件较大，均安装于电路板的正面，便于识别。其中采用PFC校正电路的电源板滤波电容器容量较小，一般选用0.1～ 0.47μF的高频特性好的涤纶电容器、耐压在630V以上；无PFC校正电路的电源板滤波电容器容量较大，一般选用100～470μF的电解电容器、耐压在450V以上。 （4）易发故障 抗干扰电路易发整流全桥VD801内部二极管击穿、滤波电容器C807、C808击穿故障，烧断保险丝或限流电阻。如果发现保险丝烧断，需注意检查市电整流滤波电路元件是否发生击穿故障。 （5）维修提示 维修时通过测量滤波电容器C807、C808两端的电压即可判断抗干扰电路和整流滤波电路是否正常。采用PFC校正电路的电源板滤波电容器两端正常电压待机时为300V左右，开机后在230～250V之间；无PFC校正电路的电源板滤波电容器两端正常电压待机时为＋300V左右，开机后略有降低。如果滤波电容器两端无电压，一是市电输入抗干扰电路发生开路故障；二是抗干扰电路、整流滤波电路、电源板初级电路发生严重击穿短路故障，将保险丝或限流电阻烧断。 维修整流滤波电路通常采用电阻测量法，测量整流滤波电路VD801、C807、C808的电阻值，即可快速准确的判断故障范围。其中整流全桥VD801内部4个二极管具有正向电阻小，反向电阻很大的特性。用指针式万用表RX1挡在路测量正向电阻仅几十欧姆，用R ×10k挡在路测量反向电阻为几十千欧，拆下整流全桥测量反向电阻为无穷大。如果正反向电阻均很小，则是内部二极管击穿，如果正反向电阻均很大，则是内部二极管开路。阻值变大或开路。 在路测量滤波电容器C807、C808，阻值在几十千欧，并具有充放电现象；如果测量其阻值较小，则可判断滤波电容击穿，如果阻值较大但无充放电现象，则滤波电容失效或容量减小。拆下滤波电容测量，涤纶电容器反向电阻无穷大，电解电容器充放电完毕后，反向电阻为几百千欧以上，越大越好。 上述元件损坏时，应按照元件的规格、参数更换，实在没有参数完全符合的元件，可在10％元件参数范围内挑选元件代换。整流全桥和电容器一定注意选择耐压高于原参数的元件代换，全桥的最大电流要大于原型号全桥，电解滤波电容的容量可适当增加，以增强滤波效果。 1.4.3副电源电路识图和工作原理
（1）电路作用 完善的电源板大多设有主电源、副电源两个电源电路，将AC 220V市电整流滤波后的直流电压，作为液晶彩电需要的直流电压，为负载电路供电。液晶彩电电源板上的主电源、副电源均采用开关电源。 常见的副电源由驱动控制电路、输出MOSFET开关管（或厚膜电路）、开关变压器、次级整流滤波电路和稳压电路、尖峰脉冲吸收电路构成。将市电整流滤波后的＋300V或PFC电路输出的约370～410V直流电压转换为＋5V电压（因机型而异，有的为3.3V，有的为12V经主办DC-DC电路转换后供电），为主电路板的微处理器控制系统供电，同时产生主电源或PFC校正驱动控制电路需要的VCC电压。 （2）工作原理 开关电源因为其控制器件开关管工作于导通（开）与截止（关）状态而得名，通过控制控制器件开关管的导通（开）与截止（关）时间来改变输出电压的高低，达到稳定输出电压的目的。具有效率高、体积小、重量轻、适应输入、输出电压范围宽等特点，被广泛应用于液晶彩电中。 开关电源的种类很多，而且可以按不同的方法来分类。开关电源按控制器件的连接方式分为：串联型开关电源和并联型开关电源。按激励方式产生方式分为：自激式开关电源和它激式开关电源。按稳压控制方式分为：脉冲调宽式开关电源、脉冲调频式开关电源、脉冲调宽调频式开关电源。按功率转换电路结构分为：单端正激式（单管）、单端反激式（单管）、推挽式（双管）、半桥式（双管）、全桥式（双管）、振铃式等。 液晶彩电开关电源大多采用并联型、它激式单端反激（单管）或半桥式（双管）开关电源。 ①串联型开关电源串联型开关电源如图1-31所示，开关器件和脉冲变压器串联在输入电路和负载电路之间，脉宽调制电路对开关器件的开／关时间和频率进行控制，输出间歇的脉冲电压，经输出滤波电容滤波后，产生直流电压，为负载电路供电。取样误差放大电路对输出电压进行取样后，产生误差电压，对脉宽调制电路的频率、脉宽进行控制，达到稳定输出电压的目的。  串联型开关电源的优点是：带负载能力强、开关器件尖峰电压低、元件少、电路简单的优点；缺点是不能输出整机所需．的多路整流电压，且输出输入端均为热地端，底板带电，不方便安装设计接口电路。因此在液晶彩电电源板的初级电路中很少采用，有时用于主板和其他负载电路的DC-DC转换电路中。 ②并联型开关电源并联型单端反激式开关电源如图1-32所示，开关器件与输入电压和输出电压并联，通过变压器将输入和输出端隔离，并传递脉冲电压，通过变压器二次绕组抽头，可产生多组整流输出电压，满足不同的电压需求。  单端是指变压器的磁芯仅工作在磁滞回路的一侧；所谓反激是指当开关器件导通时，变压器的一次绕组感应电压为上正下负，次级整流管处于截止状态，在一次绕组中储存能量；当开关器件截止时，变压器中储存的能量通过二次绕组及整流滤波电路释放，向负载电路供电。 脉宽调制电路对开关器件的开／关时间和频率进行控制，输出产生间歇脉冲电流，在变压器中产生感应电压，次级感应电压整流滤波后，产生直流电压，为负载电路供电。取样误差放大电路对输出电压进行取样后，产生误差电压，通过光耦，对脉宽调制电路的频率、脉宽进行控制，达到稳定输出电压的目的。 并联型开关电源的优点是：可输出多种直流电压，由于变压器的隔离作用，开关电源次级为冷地端，不带电，为安装设计接口电路提供方便；稳压范围宽。缺点是开关器件截止时，产生较高的反峰压，对开关器件的耐压要求较高；负载电路发生短路时，会导致开关管因损耗过大而损坏，通过变压器储存和释放能量，变压器电感量要足够大。为了避免并联型开关电源缺点造成的损害，设置了相对应的附属电路：恒流激励电路、尖峰脉冲吸收电路、过流、过压、欠压保护电路等。并联型开关电源广泛在液晶彩电电源板主电源、副电源中。 ③实物副电源工作原理海信RSAG7.820.2264型PFC＋副电源＋主电源＋背光灯二合一板副电源电路原理如图1-33所示，由厚膜电路STR-A6059H（N831）、开关变压器T901、取样误差放大电路N903、光电耦合器N832等元件组成。STR-A6059 H是开关电源专用厚膜电路，内含振荡器、稳压控制、驱动电路、保护电路和大功率MOSFET开关管。  厚膜电路STR-A6059 H内含脉宽调制电路和MOSFET开关管。市电整流滤波后的300V脉动电压，经PFC校正电路的整流滤波电路，形成PFC电压，该电压待机为＋300V，开机后PFC校正电路启动工作提升为＋380V，为副电源供电。经变压器T901初级1-3绕组为厚膜电路N831的7、8脚内部开关管D极供电，并通过7、8脚内部的启动电路为振荡电路供电，副电源启动工作，内部振荡驱动电路产生的激励脉冲，推动内部MOSFET开关管工作于开关状态，其脉冲电流在T901中产生感应电压。 在T901次级冷地端绕组产生的感应电压，经过VD833整流，C838、L831、C839组成的T型滤波器滤波后，形成5VS电压，为主板控制系统供电。T901热地端绕组产生的感应电压，经R837限流、VD832整流、C835滤波后，得到20V电压，一是经开关机三极管V832控制后，为PFC和主电源驱动电路提供VCC1供电；二是为N831的5脚提供VCC供电，作为该集成块稳定工作时的供电电压。 为保持输出＋5V电压稳定，设有N903、N832为核心的稳压控制环路。该电路对输出＋5VS电压取样后，经N903比较放大后产生误差电压，通过光耦N832对N831的4脚内部振荡频率进行控制，稳定输出电压。 在N831的7、8脚内部MOSFET开关管D极的外部，设有R834、VD831、C849、C833组成的尖峰脉冲吸收电路，当MOSFET开关管截止时，将7、8脚尖峰脉冲吸收削减，防止在MOSFET开关管截止时较高的反峰压将MOSFET开关管击穿。 N831的1脚是内电路MOSFET管的S极，也是内电路的过流检测端，通过外接电阻R831接地，电流大时起到保护作用。 N831的2脚是掉电欠压检测输入端，整流二极管VD843和电阻R897、R899、R823、R901组成市电电压检测电路，电阻R900和R901组成20V电压掉电检测，当市电电压过低或副电源负载加重等原因引起20V电压下降时，输入到N831的2脚检测取样电压降低，当降到电路设计的阈值时，电路保护，停止工作。 待机控制电路如图1-34所示。开机时，主板送来的开关机PS-ON为高电平，三极管V832导通，。极变为低电平，光耦N833导通，向三极管V916的b极送去高电平，V916导通，将副电源输出的＋20V电压从e极输出，为PFC驱动电路N810和主电源驱动电路N802提供VCC1电压，PFC电路和主电源启动工作，输出＋12V和＋100V电压，为主板和背光灯电路供电，整机进入开机状态。遥控关机时，PS-ON变为低电平，V832截止、N833截止、V916截止，V916无VCC1电压输出，PFC电路和主电源停止工作。  （3）识图技巧 副电源电路在电路板上实物如图1-35所示，由于厚膜电路位于输出变压器的一侧，多数电源板的副电源厚膜电路或MOSFET开关管装有散热片，由于该机副电源只为主板控制系统供电，电流较小，所以该电源板副电源厚膜电路未加散热片；次级整流管工作时热量较大，所以固定在散热片上，有位于输出变压器的另一侧，附近伴有几只较大的电解滤波电容器，输出端设有输出连接器。  电路板正面的两只光耦跨接在热地和冷地之间，一只是稳压控制电路光耦N832；另一只是开关机控制电路光耦N833，距离稳压光耦N832的是三端误差放大电路N903；光耦N833两侧的开关机控制电路三极管位于电路板的背部，采用贴片元件。 （4）易发故障 副电源发生故障时，三无，指示灯不亮，厚膜电路N831内部MOSFET开关管易击穿，烧断保险丝。 （5）维修提示 判断副电源是否正常，测量次级输出端C838、C839两端的＋5VS电压和初级C835两端20V的VCC电压即可，如果C838、C839两端无5VS电压，而C8351两端的VCC电压正常，则是＋5VS整流滤波电路开路，如果C838和C835两端均无电压，则是副电源未工作。 维修时先查T901的1脚是否有300V的PFC电压，无PFC电压，查市电整流滤波电路；有300V的PFC供电，查厚膜电路N831及其外部电路元件。如果测量N831的7、8脚对地电阻很小，同时保险丝烧断，则是N831内部击穿，更换N831前，应仔细检查7、8脚外部的尖峰脉冲吸收电路和4脚外部的稳压控制电路元件是否发生开路、失效、漏电故障，避免再次损坏N831。 如果测量厚膜电路N831完好，但副电源不启动，还应检查N831的2脚市电欠压保护电路，必要时断开市电欠压保护电路并试之。 对于具有启动电路和VCC供电的副电源驱动电路，应首先检查启动电路和VCC供电电路是否正常。 副电源次级的整流滤波电路滤波电容容量减小或失效，输出电压减低、纹波增大，造成控制系统工作失常，不能开机或开机后自动关机，整流二极管击穿迫使主电源过流保护停止工作。更换整流管时，需更换低压差、大功率的肖特基二极管，不能用普通整流二极管代换。MOSFET开关管、储能电感、PFC整流滤波电路组成。 PFC校正电路的作用：将供电电压和电流的相位校正为同相位，提高功率因数，减少谐波污染，并将市电整流后的电压提升到370～410V。 （2）工作原理 传统的开关电源市电整流后，直接用大容量电容器滤波产生直流电压，为开关电源电路供电，如图1-36所示。由于大容量滤波电容相当于整流滤波电路的直接负载，所以其负载为容性，电流超前电压90度，电压和电流相位不一致，电流的最大值和电压的最大值并不出现在同一时刻，所以功率的计算还需要乘以一个电路的功率因数，电源效率较低。为了提高电源供电的功率因数，液晶彩电电源板往往在市电整流滤波之后、开关电源的前面，设置了功率因数校正电路，简称PFC电路。将市电整流滤波后的电压和电流校正为同相位，并将开关电源的供电电压提升到380～400V以上，提高了开关电源的效率和带负载能力，避免市电网络干扰脉冲对开关电源的干扰和影响。  |
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