海信液晶電視RSAG7.820.4555電源板電路原理與故障維修

RSAG7.820.4555板(HLL2637WB)是海信公司LED彩電上使用的電源及LED背光恒流驅(qū)動(dòng)電路于一體的一款電源板。 LED背光恒流供電 部分采用AP3843方案，采用此方案的同類電源板比較多，常見的有RSAG7.820.5023、RSAG7.820.4800、RSAG7.820.4885、RSAG7.820.4737等。此方案設(shè)計(jì)新穎，綠色節(jié)能，被廣泛用于中小屏幕led液晶電視中，社會(huì)擁有量較大?，F(xiàn)以RSAG7.820.4555板為例，對其原理維修進(jìn)行分析講解( 本板的實(shí)物圖解參見海信RSAG7.820.4555電源板故障維修圖解)。
一、主電源部分
HLL2637WB板因其消耗功率不大，小于75W，因此沒有PFC功率因數(shù)校正部分。主要由市電輸入，和主電源產(chǎn)生兩部分組成。

1.市電輸入和整流濾波電路

見圖1。為了防止干擾信號通過電網(wǎng)對本機(jī)造成影響，同時(shí)也為了減少本機(jī)產(chǎn)生的電磁通過電網(wǎng)干擾其他電器設(shè)備，在輸入端都增加了交流抗干擾(EMI)電路，C801 、L806、C802、L807構(gòu)成共模抑制電路，濾除電源和電網(wǎng)產(chǎn)生的對稱干擾信號，C803、C804是差模抑制電容濾除電源和電網(wǎng)產(chǎn)生的非對稱干擾信號。R801、R802、R803是泄放電阻，在關(guān)機(jī)后泄放掉c803、C804上儲(chǔ)存的電荷。RV801 是壓敏電阻，在市電異常升高時(shí)，擊穿短路燒斷F801，起到保護(hù)后級電路的作用。RT801為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，開機(jī)瞬間溫度低阻抗大，其作用是防止開機(jī)瞬間浪涌電流的沖擊，對電路造成損壞。
二極管VD805、VD806、VD807、VD808組成全橋電路，對輸入的220V市電整流，經(jīng)過C810濾波后得到300V左右的直流電壓。

2.主電源部分

主電源電路如圖2所示，由振蕩驅(qū)動(dòng)電路N801(NCP1271)、開關(guān)變壓器T802、功率管V801和升壓電路N807、N808等元件組成，產(chǎn)生12V和100V電壓，其中12V送到主板，再經(jīng)過多個(gè)DC-DC電路轉(zhuǎn)換成主板需要的各種電壓，12V同時(shí)為伴音電路供電，100V電壓主要是為LED背光部分提供供電。NCP1271 是安森美公司新一代固定頻率電流反激變換式PWM控制芯片，特點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單，外圍元件少，在待機(jī)時(shí)能進(jìn)入跳周期模式(SkipCycleMode)，使待機(jī)功耗大大降低，本芯片同時(shí)采用頻率抖動(dòng)技術(shù)，減少了EMI，其各腳功能見表1。

(1)啟動(dòng)工作過程:接通電源后，220V交流電通過整流濾波電路后得到的300V左右的電壓，通過開關(guān)變壓器T802初級③-①繞組加至V801的D極，作為Q801的工作電壓;同時(shí)220V交流電通過VD804.R810送到N801的⑧腳，通過內(nèi)部的電流源給接在⑥腳vCC端的電容c861充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到12.6V 時(shí)，芯片內(nèi)部開始工作，⑤腳輸出PWM脈沖到V801的G極，V801在PWM脈沖的控制下導(dǎo)通截止，開關(guān)變壓器T802內(nèi)部①-③繞組有交變電流流過，T802各個(gè)繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓，電路開始工作。
T802的初級側(cè)⑤-⑥輔助繞組輸出的感應(yīng)電壓經(jīng)過R813、R817限流， VD800整流，C845、C866濾波后，再經(jīng)過V946、VZ801組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，給N801提供工作電壓。
T802 的次級⑦-⑨繞組輸出的感應(yīng)電壓通過VD816、C859、C853、C930整流濾波后得到100V電壓，為LED背光電路提供供電。
T802的10-11-12繞組通過VD817整流，C851、C858、L805、C854、C852組成的濾波電路濾波后，得到12V電壓，送往主板。
(2)穩(wěn)壓控制電路:該電路的穩(wěn)壓控制主要由三端精密穩(wěn)壓器N807，光耦N808，12V取樣電阻R860、R856、R855等元件組成反饋電壓對N801的②腳進(jìn)行控制。
當(dāng)12V輸出電壓升高時(shí)，取樣電壓也隨之升高，加到三端穩(wěn)壓器N807的R端，N807的K端電壓下降，光耦N808的①、②腳內(nèi)部發(fā)光二極管發(fā)光增強(qiáng)，使N808的③、④腳間的光敏三極管導(dǎo)通程度加深，其c-e 間等效電阻減小，使N801的②腳電壓隆低，經(jīng)過②腳內(nèi)部比較控制后，調(diào)整⑤腳輸出WM脈沖的占空比變窄，縮短v801的導(dǎo)通時(shí)間，使輸出電壓降低，達(dá)到正常值，保持輸出電壓的穩(wěn)定不變。當(dāng)輸出電壓變低時(shí)，控制過程與此相反。
(3)過流保護(hù)電路:R847為過流檢測取樣電阻，對流過功率管V801的電流進(jìn)行檢測，當(dāng)某種原因引起v801電流過大時(shí)，R847上的壓降也隨之增大，這個(gè)電壓反饋到N801的③腳，當(dāng)升高至內(nèi)部設(shè)置值( 1V )時(shí)，芯片停止輸出，等待下一個(gè)周期到來。
(4)功率管V801保護(hù)電路:R835、VD813、C848組成RDC尖峰脈沖吸收保護(hù)電路，防止在開關(guān)管截止瞬間，T802初級繞組產(chǎn)生的尖峰脈沖把V801擊穿;穩(wěn)壓管VZ802為V801的柵極保護(hù)二極管，R849為V801的柵極儲(chǔ)存電容泄放電阻，在關(guān)機(jī)后泄放掉極間電容所儲(chǔ)存的電荷，防止在下次開機(jī)上電瞬間，V801過流擊穿。
(5)待機(jī)節(jié)能控制:在待機(jī)時(shí)sw開關(guān)信號為低電平，V916截止，1VD826導(dǎo)通，N801的R端電壓升高，光耦導(dǎo)通增強(qiáng)，拉低N801②腳電壓，芯片工作模式變?yōu)樘芷谀Ｊ?，降低待機(jī)功耗。
二、LED燈條背光恒流供電(恒流源)部分
LED升壓部分是把電源部分產(chǎn)生的100V電壓，升為150V左右電壓(因?yàn)闉長ED燈條提供的是恒流供電，電壓值根據(jù)所配液晶屏型號不同電壓也不同，本文按150V為例分析)，為LED燈條恒流供電。LED背光供電升壓電路，在PWM調(diào)光信號的控制下同步工作，為LED燈條間歇供電。這部分主要有LED升壓電路，PWM亮度控制電路，LED恒流控制及保護(hù)電路幾部分組成。
1.LED背光升壓電路

LED背光升壓部分由集成電路N901( AP3843CP)及其外圍元件組成，AP3843CP是一款高性能固定頻率電流模式控制電路。

其內(nèi)部框圖如圖3所示。N901各腳詳細(xì)功能如表2所示。

LED背光升壓電路的工作過程:LED背光12V供電電路如圖4所示，當(dāng)主板發(fā)出背光開啟信號后，4V的sW電壓一路通過電阻R983加到V931的基極，V931導(dǎo)通集電極電壓降低導(dǎo)致V932飽和導(dǎo)通，為背光升壓部分提供12VCC供電。

V914和V912組成與非門電路，只有當(dāng)主板送來的背光開啟電壓sw(4V)及PWM亮度控制電平都為高電平(3V )時(shí)，兩個(gè)三極管導(dǎo)通進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)DIM2端為低電平，V942處于截止?fàn)顟B(tài)，對芯片N901①腳沒有任何影響，升壓電路處在正常工作狀態(tài)，當(dāng)PWM亮度控制信號為低時(shí)，DIM2端為高電平，V942飽和導(dǎo)通，N901⑦腳被拉低至0.7V，N901停止工作。

LED燈條供電二次升壓恒流源電路如圖5所示，正常工作時(shí)N901產(chǎn)生頻率固定脈寬可調(diào)的激勵(lì)脈沖，從⑥腳輸出推動(dòng)功率管V902的導(dǎo)通和截止，當(dāng)⑥腳的激勵(lì)脈沖為高電平時(shí)，通過灌流電阻R979加到v902的柵極，V902導(dǎo)通，90V電壓通過儲(chǔ)能電感L906及導(dǎo)通的V902流通到地，此時(shí)電感處于儲(chǔ)能狀態(tài)，L906上的自感電勢極性為左正右負(fù);當(dāng)⑥腳為低電平時(shí)，通過灌流電路的VD923、R978迅速拉低v902柵極電壓使v902進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，因電感中的電流不能突變，此時(shí)電感中的自感電勢極性變?yōu)樽筘?fù)右正，與90V電壓相疊加，經(jīng)過升壓隔離二極管VD902整流，c909、C931濾波后得到150V左右電壓，為LED燈條提供恒流供電。

2. LED燈條恒流供電電壓自動(dòng)鉗位(過壓保護(hù))電路

燈條供電過壓(限壓)保護(hù)電路如圖6所示，恒流電路為了保持電流的恒定不變，會(huì)根據(jù)負(fù)載的變化在一定的范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整輸出電壓的高低。為了防止(恒流源負(fù)載回路開路時(shí)電壓會(huì)無限制升高)輸出電壓超出安全范圍，特設(shè)有最高電壓自動(dòng)鉗位電路。

升壓后的電壓經(jīng)過電阻R926、R940、R944與電阻R937串聯(lián)分壓，分壓點(diǎn)OVP為過壓保護(hù)取樣點(diǎn)，此點(diǎn)的分壓決定了升壓電路最高值。當(dāng)某種原因(如V905開路時(shí))引起升壓電路異常，電壓超過設(shè)置安全電壓值時(shí)，取樣電壓也隨之升高大于5.6V( vbe tvref)時(shí)，V917由截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通，V917集電極電壓變低導(dǎo)致V945、V943也隨之導(dǎo)通飽和，cOM端電壓拉低至0V，N901①腳COMP端降低為0.7V，芯片停止工作，輸出電壓降低，當(dāng)降至設(shè)置最高安全電壓以下時(shí)，V917截止，N901再次進(jìn)入工作狀態(tài)，使輸出電壓不會(huì)超過最高電壓，鉗位在設(shè)定值。
3.LED燈條恒流供電恒流源過流保護(hù)電路
升壓部分過流保護(hù)部分原理圖如圖7所示，R922、R941、R921、R923為升壓回路中電流檢測電阻，當(dāng)電路電流過大時(shí)，檢測電阻上的壓降也相應(yīng)增大，這個(gè)電壓送到N901③腳，當(dāng)該腳電壓大于1V時(shí)，芯片內(nèi)保護(hù)電路動(dòng)作減小輸出PWM脈沖波的占空比，讓輸出電壓變低，電流減小。

4.LED燈條亮度控制電路
LED燈條亮度控制電路如圖8所示，亮度控制均采用PWM方式實(shí)現(xiàn)，利用人眼的視覺惰性(視覺的暫留)，采用一定的頻率給LED燈條斷續(xù)供電點(diǎn)亮，這個(gè)斷續(xù)的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人眼的臨界閃爍頻率47Hz，我們看到的就是平均亮度，而不是LED的閃爍。通過控制PWM不同的占空比就可以很方便得到不同的亮度，這相當(dāng)于用改變LED導(dǎo)通的時(shí)間來改變亮度，而每次導(dǎo)通所達(dá)到的正向電流是不變的，所以其色譜也就不會(huì)改變。

主板送來的PWM脈沖調(diào)光信號，通過v912和V930兩級倒相后，再經(jīng)過由V933、V934組成的圖騰柱電路放大后形成DIM1電壓，加到亮度調(diào)制管v905的柵極，通過調(diào)整V905的導(dǎo)通時(shí)間，來達(dá)到調(diào)整LED燈串亮度的目的。
5.LED燈條恒流控制部分

LED燈條恒流控制部分原理圖如圖9所示，電阻R934為恒流設(shè)置檢測電阻，這個(gè)電阻上的壓降反饋到N901②腳， N901根據(jù)這個(gè)反饋電壓的高低，與內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較來調(diào)整③腳輸出脈沖的占空比，在一定范圍內(nèi)調(diào)整LED燈條供電電壓的高低，達(dá)到為LED燈條提供恒流的目的。我們可以通過調(diào)整這個(gè)電阻的大小，來設(shè)計(jì)調(diào)整LED燈串恒流電流值的大小(當(dāng)R934取值為20Ω時(shí)，2.5V/202=0.125A )。
6.LED燈條開路保護(hù)電路
燈條開路保護(hù)電路如圖10所示，當(dāng)LED燈條開路或者亮度調(diào)整管V905損壞擊穿后，亮度控制管V905的G極MOS-D端電壓(正常電壓為5V左右)變?yōu)閛v低電平，V937的基極電壓低于發(fā)射極的3.9V 電壓，V937導(dǎo)通，DIM4端變?yōu)楦唠娖?，?dǎo)致V942飽和導(dǎo)通，最終拉低N901①腳cOMP端降低為0.7V，芯片停止工作，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。

三、檢修方法
本電源板主電源部分出現(xiàn)故障會(huì)引起主電源(12V和90V)無輸出或者有輸出不穩(wěn)定，LED背光供電部分出現(xiàn)故障會(huì)引起背光不亮或者亮-下隨即黑屏。
1.保險(xiǎn)絲熔斷，主電壓無輸出
保險(xiǎn)絲F801熔斷，說明電源板有短路現(xiàn)象，應(yīng)仔細(xì)檢查:RV801是否因市電升高擊穿、EMI部分的電容C801 C804、C801、C802及L806、L807有無擊穿短路;整流二極管VD805~VD808、濾波電容C809、C810有無擊穿漏電;功率管V801是否擊穿，如果V801擊穿短路，不要忽視對尖峰吸收回路C848、R835、VD813的檢測，v801擊穿往往會(huì)連帶R848、R843、VD820、vz802、R844、R847及N801( NCP1271)一同損壞，一定要仔細(xì)檢測，防止檢測不徹底，造成再次損壞功率管。
2.保險(xiǎn)絲完好主電壓無輸出
保險(xiǎn)絲完好，主電壓無輸出或輸出電壓低且不穩(wěn)，這種情況多是電源未能正常工作或者負(fù)載嚴(yán)重短路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)所致，可通過檢測關(guān)鍵點(diǎn)的電壓和對地阻值來判斷故障部位。首先檢測濾波電容C810有無300V左右電壓，如果沒有300V電壓說明前面有元器件開路;如果檢測C810上300V正常，接下來檢測N801⑤腳供電端有無工作電壓，測試次級對地阻值，依次找出損壞和失效的元器件，排除故障。
3.有電壓輸出但不穩(wěn)定
對于這種現(xiàn)象，主要檢測穩(wěn)壓部分C865.N807、N808有無不良，是否因負(fù)載電路有擊穿漏電引起過載過流而進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，此時(shí)若測得N801的⑤腳供電端電壓在11V左右波動(dòng)，不要忽視對N801提供工作電壓這一支路的檢測，檢測R813、R817、VD822、V946、VD831、R806、R807、R811有無開路變質(zhì)， C820、VD801有無漏電擊穿。另外要注意對待機(jī)節(jié)能控制三極管V916等元件的檢測。
4.LED背光部分不工作的檢修
LED背光升壓部分不工作時(shí)，檢測主板送來的sw開關(guān)電壓( 4V )和PWM亮度電壓(3V左右)是否送至電源板背光部分，N901的⑦腳供電端12V電壓及其⑧腳基準(zhǔn)電壓5V是否正常，如果12V供電正常⑧腳無基準(zhǔn)5V輸出，一般是N901損壞。仔細(xì)檢測N901及其外圍元件和v902有無損壞，即可排除故障。
5.屏亮一下，隨即黑屏
這種現(xiàn)象是LED電路工作不正常導(dǎo)致保護(hù)電路動(dòng)作造成的，主要檢測點(diǎn)是N901的①腳電壓(正常時(shí)為2.4V)，在本板中，LeD背光供電的各種保護(hù)均是通過拉低此腳的電壓來實(shí)現(xiàn)的(同時(shí)背光亮度PWM控制信號也通過控制此腳，讓背光二次升壓電路與調(diào)光部分同步工作，做到了綠色節(jié)能)。 當(dāng)測量此腳電壓為0.7V左右時(shí)，說明芯片進(jìn)入保護(hù)狀態(tài);接下來檢測保護(hù)部分動(dòng)作的原因，看是反饋回路部分元器件變質(zhì)損壞，還是LED燈條回路接觸不良開路造成。
四、檢修實(shí)例
故障現(xiàn)象1:32K300型LED液晶彩電，開機(jī)聲音正常，背光不亮有時(shí)背光閃。檢修過程:聲音正常說明主電源部分正常，背光不亮且有時(shí)閃，說明LED背光供電的亮度控制部分出現(xiàn)DIM電壓分別為4.1V和3V，均正常，接著測量燈條供電電壓，發(fā)現(xiàn)偏低且不穩(wěn)，接下來測量N901(AP3843C)⑦腳供電端，發(fā)現(xiàn)表針在8V~9V之間大幅度擺動(dòng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常工作電壓12V，懷疑12V供電部分或者N901及其⑦腳外圍元件有變質(zhì)漏電。斷電拆下電容C925、C868測試無漏電，測⑦腳對地電阻為正常值7kQ多且穩(wěn)定。接下來重點(diǎn)檢測供電部分，通電檢測V931的基極電壓低于0.7V且不穩(wěn)，因sw開關(guān)電壓正常而此點(diǎn)電壓不正常，可以判斷是V931或者C870擊穿漏電，在液晶電視中因貼片電容損壞幾率大于晶體管，首先代換C870，通電開機(jī)背光點(diǎn)亮故障排除。
故障現(xiàn)象2:32K100N型LED液晶彩電，開機(jī)聲音正常背光不亮，黑屏。檢修經(jīng)過:開機(jī)測量關(guān)鍵點(diǎn)電壓，測量背光開啟電壓SW和亮度控制電壓DIM分別為4V和3V，說明主板送來的控制信號正常。測得VD816負(fù)極電壓為130V左右，測得燈條LED+端電壓也在130V左右，說明為LED燈條提供恒流供電的二次升壓電路未能正常工作。檢測二次升壓電路關(guān)鍵點(diǎn)測得， N901的⑦、⑧腳和①腳電壓分別為12V、5V、0.7V。從測量結(jié)果可以看出①腳電壓0.7V顯然是不對的。造成①腳為0.7V電壓的原因有以下幾個(gè):一是sw電壓和DIM電壓任何一個(gè)丟失，造成DIM2為高電平，導(dǎo)致V942飽和導(dǎo)通，COM端電壓為0V;二是LED燈條回路開路造成DIM4電壓升高，導(dǎo)致V942導(dǎo)通，cOM端電壓為0V;還有一個(gè)就是二次升壓過壓保護(hù)檢測電路動(dòng)作，導(dǎo)致V943飽和導(dǎo)通，拉低COM端電壓為0V。如果保護(hù)電路動(dòng)作應(yīng)該引起燈條亮一下再滅，但本機(jī)無此現(xiàn)象，可以排除是保護(hù)電路引起。于是測量DIM2端電壓，結(jié)果為4V左右高電平且不穩(wěn)定，關(guān)機(jī)斷電用萬用表二極管擋依次測量V912、V914，結(jié)果發(fā)現(xiàn)V912 b-e結(jié)壓降增大且不穩(wěn)定，代換V912后開機(jī)，屏幕亮出現(xiàn)正常圖像，故障排除。此時(shí)測得VD816負(fù)極電壓為98V，二次升壓后為144V。