TCL 08-EL321C0-PW200AA型二合一板是TCL公司近些年推出的一款性能优秀的经济型二合一板,其电路结构如图1所示。该板主要由整流滤波电路、PWM电路LED背光驱动电路、反馈及保护等电路组成,开关电源输出3.3VSB、12V、60V电压,现已广泛用于TCL中、小屏幕经济型电视中。
一工作原理介绍
1.市电输入与市电整流滤波电路
市电经保险管F1、热敏电阻RN1、压敏电阻RV1后进入抗干扰滤波电路,如图2所示。
电阻RD1~RD4,电感LF1、LF2,电容CX1、CY1、CY2等构成EMC电路,以消除电网杂波进入开关电源,同时预防开关电源产生的干扰进入电网。滤除干扰后的市电经BD1~BD4全波整流,CE1、CE2滤波后输出约300V直流电压VA。该电压经开关变压器TS1初级⑥-④绕组及电感L101送至PWM电路功率管QW1的D极。
2.主电源电路
控制芯片U101及其元件构成并联调宽型开关电源。,上电后,半波整流所得电压经R105、R104、D101送至U101高压启动端④脚,IC内部的振荡器、脉宽调制器工作,⑧脚输出的开关勉励脉冲使功率QW1工作于开关状况,TS1②-①绕组产生的感应电压经D105整流、C117滤波D103稳压后,得到约17V电压送往U101⑦脚,以取代启动供电。同时,TS1次级⑦-①绕组产生的感应电压经DS2、DS3整流,C113、C114滤波后,得到60V电压送往LED驱动电路,作为升压电路的输入电源;⑨-10绕组产生的感应电压经DS1、C107、C108、L102、C109整流滤波后得到12VA电压,一路作为稳压系统的取样电压,另一路送往限流负载开关芯片U104的输入端。二次开机时,主板送来的高电平开机信号经R135送到U104的使能端⑤脚,U104的输出端⑦、⑧脚输出12V电压,彩电进入工作状况。反之,当主板送来低电平待机信号时,U104的⑦、⑧脚输出电压为0V,彩电处于待机状况。
该PWM电路的稳压系统主要由光耦PC1、基准电压比较器U102 及U101内部有关电路组成,当12VA电压减少时,PC1①脚电压减少-流过PC1①、②脚的电流降低- PC1③、④脚内阻变大-U101②脚电压上升-U101内部脉宽调制器输出的脉冲宽度增加-QW1导通时间延长-TS1的储能增加-输出电压升高,从而维持输出电压稳定。当12VA电压升高时,其稳压过程与上述相反。图2中C101、R101 ~R103、D106、D107组成尖峰电压吸收电路,减少Q101截止期间TS1初级绕组产生的感应电压峰值,以防止Q101过压击穿。
3.LED驱动电路
开机后,12V电压通过R635、R634加至LED要动控制块U601的电源端②脚:司时,开关电源输出的60V电压送到升压电务:主板上送来的背光点亮信号BL_ON、亮度通节信号P_DIM分别由R604、R611送至U601背光使能端③脚和亮度控制端⑥脚。U601内部振荡电路开始工作,15脚输出脉冲信号,升压管Q602工作于开关状况。在开关管截止瞬间,储能电惑L602、L605的自感电动势与60V供电电压叠加,经升压二极管D607、D602整流,C606、C611滤波后得到约84V电压,通过插座P2②脚加到LED背光灯串正端。LED背光灯串组的负端通过插座P2⑤脚接Q603 的D极。Q603的s极外接灯串电流测试电阻R629~R633,这类电阻两端的电压经R627送到U601的过流保护取样端10脚。当调高画面亮度时-U601⑥脚的电压升高-U601⑤脚输出的脉冲宽度增加-LED+电压升高。同时,U601①脚输出电压升高-Q603栅极电压上升-Q603导通增加-流过Q603的电流增加-屏幕亮度变亮。当U601使能端③脚为低电平常,U601内部的振荡器停振,15脚无勉励脉冲输出,升压管Q602停止工作。同时,U601的调光驱动端11脚输出电压为OV,Q603截止,LED背光灯串中无电流流过。图3中D117、D118.R180~R188.C137及Q105构成60V过压保护电路。
4.保护电路
过/欠压保护
1)市电过/欠压输入保护当市电电压高于AC260V时,RV1击穿,保险管F1熔断,切断后级电路供电,达到保护之目的。假如压敏电阻失效,此时U101⑦脚电压将升高,当超越20V时,D103齐纳击穿,U101因失电而停止工作,整机得以保护。相反,当市电电压低于AC110V时,U101工作电压将低于10V,这个时候U101内部振荡器因欠压而停振,整机得以保护。
2)主电源输出过压保护
当PWM电路的稳压失去控制时-U101⑦脚电压大幅升高-D103击穿-U101失电而停止工作,整机得以保护。同时,12VA电压升高,当超越15V时,D115、D116齐纳击穿,Q109导通,PC2②脚接地,流过PC2①、②脚的电流大增,其③、④脚内阻大幅降低,U101内芯温度过高,保护端⑤脚电压过低,U101内部振荡电路停振,主电源输出电压为0V,整机进入保护状况。
3)LED驱动电路过压保护
A. 60V输入电压过高保护
当60V输入电压过高时,D117、D118齐纳击穿,Q105导通,12VA电压值大幅升高,D115、D116齐纳击穿,后续控制同上述,整机进入保护状况。
B.60V输入电压过低保护
当60V输入电压低于48V时,经R620、R621分压所得电压将低于3V,U601内部振荡器停振,升压电路停止工作。同时,U610 11输出低电平,Q603截止,背光不亮。
C.LED驱动电路输出过压保护
当LED驱动电路输出过压时,经R624~R626会王所得电压超越3V,U601内部过压保护电路动作,U601 15脚无勉励脉冲输出,Q602停止工作。同时,U601 11脚输出低电平,Q603截止,背光不亮。
过流保护
1)开机浪涌电流限制
在冷机开机时,因为对大容量电容CE1、CE2充电,因此会对市电整流二极管及有关元件导致过流冲击,故在市电输入回路中串入了负温度系数热敏电阻RN1。在刚开机瞬间,因为RN1温度较低,所以阻值较大,对开机时的浪涌电流有较大的限制用途。开机后,因RN1中有电流流过,温度升高,故阻值飞速降低,对输入电路的影响可忽视不计。
2)主电源电路输出过流保护
当负载短路引起输出过流时,过流保护取样电阻R110~R112两端压降增大,若经R114加至U101过流测试端⑥脚电压达到0.2V时,U101内部过流保护电路动作,其⑧脚无脉冲输出,PWM电路停止工作,整机处于保护状况。
3)12V输出限流保护
12V主电压经过U104对外输出。U104 连续输出电流为2.7A,当超越3.4A时,U104关闭输出,防止放障扩大。
4 LED驱动电路输出过流保护
当负载短路,引起LED驱动电路输出过流时-Q602源极电流增大一过流取样电阻R616~R619两端压降上升-U601 过流保护端12脚电压上开,当达到0.5V时-U601内部过流保护电路动作-Q602停止工作。同时,U601 11脚输出低电平,Q603截止,以防止问题进一步扩大。
另外,若LED驱动电路输出过流时,Q603源极电流增大过流取样电阻R629~R633两端压降上升,U601过流保护端10脚电压上升,当达到0.45V时,U601内部过流保护电路动作,Q603、Q602均停止工作,这可理解为LED输出过流保护的另一渠道。
5)LED驱动电路问题保护
当LED驱动电路输入、输出过压、过流或出现其他问题时,U601 16脚输出高电平-Q601导通-D极低电平- 流过PC2①、②脚电流大增-③、④脚内阻大幅降低-U101⑤脚为低电平-U101内部的振荡电路停止工作电源输出电压为0V-整机进入保护状况。
6)待机电源输出过流保护
该电源板的3.3VSB待机电源是通过两路输.入、四路3.3V输出专用降压限流负载开关F1输出的,每路最大输出电流0.5A。当输出过流时-F1过流保护电路动作-3.3VSB 待机电源无输出-主板上主控芯片的开/待机端输出低电平-电源无输出。
2、问题修理思路
问题现象1:U104输出端无12V电压输出。
第一检查U104⑤脚是不是有高电平输入,若没,说明问题在主板或开机信号传送电路;若有,则查U104①、②脚是不是有12V电压,假如有,说明U104损毁,假如没,则查U101⑦脚电压是不是高于15V。若U101⑦脚电压低于15V,则查CEI/CE2两端是不是有约300V电压,若没,说明市电的输入、整流滤波电路有问题;若有,测QW1漏极300V电压及栅极驱动电压是不是正常,若不正常,可断开R116一端后试机,假如U104①、②脚还是没12V电压,则说明U101内部电路损毁。假如U104①、②脚电压大于12V,表明问题系输出过压保护所致。假如断开U104⑦、⑧脚后,在开机瞬间12VA电压正常,随后变为0V,表明保护电路本身有问题。若12VA电压一直正常,则表明负载有短路现象。为便捷检修,表1列出了U101引脚功能及在路电压,供参考。有关电路见图2。
问题现象2:电源带负载能力降低。该问题的表现是:在负载变化时,输出电压12V.60V明显降低并波动,甚至引起过流保护电路动作致使黑屏。检修这种问题应先查市电整流滤波电路输出的300V电压是不是正常,若过低,应付市电整流滤波电路进行检查,容易见到缘由有整流二极管正向电阻变大,滤波电容失容。若300V电压正常,则表明PWM电路存在问题,容易见到缘由有QW1饱和压降过大,滤波电容C107~C109/C113、C114失容,整流管DS1~DS3内阻变大等。
问题现象3:背光灯不亮。背光灯不亮,说明LED灯串的供电或控制电路存在问题。应第一检查U601②脚的12V供电,Q602漏极电压及U601③脚、⑥脚电压。若上述电压正常,则检查升压电路。下面检查驱动控制块U601⑤脚是不是有开关脉冲输出,若开机后一直没,说明U601可能损毁,可用替换法判断。假若开始有输出,但随即消失,则可能是过流保护电路动作所致,这可从U601 12脚电压是不是大于0.5V来判断。假如查得问题非过流保护所致,则问题缘由可能是输出插座P2①、②脚与插头接触不好的,引起输出过压保护。有关电路见图3。
顺便指出,无论哪种问题致使U601停止工作,都可以从U601 16脚是不是输出了高电平来确认。为了便于检修表2给出了OZ9902C引脚功能与在路实测电压,供参考。
问题现象4:开机后屏幕瞬间闪烁,随即黑屏。在LED灯串点亮瞬时测试输出电压,若明显高于84V,在输入电压60V正常的状况下,检查U601⑤脚外接频率设置电阻R609及二极管D605是不是正常。若点灯输出电压正常,则是过压保护电路本身存在问题,如取样电阻R624、R625虚焊,或它们阻值变大。至于过流保护致使黑屏,还未发现显示屏能瞬间点亮闪烁。这是由于假如过流的话,输出电压会减少很多,在背光灯还未完全亮时,过流保护电路已动作。
3、问题检修实例
例1;接通电源开关后,待机指示灯不亮,包含3.3VSB待机电压在内的12V.60V 电压均为0V。第一检查市电整流滤波后的300V电压正常。开机瞬间测得U101⑦脚电压为0V。因此脚电压与U101④、⑦脚外接元件均有关系,最后查出④脚外接启动电阻R105开路。将R105换新后试机,问题排除。
例2:问题现象同例1。
经查,市电整流后的300V电压正常,U101⑦脚电压约为17V,也正常。用示波器测得U101⑧脚有勉励脉冲输出,断电后手摸QW1无温升,说明问题不是过流保护电路动作所致。检查QW1,发现QW1的S、D极开路。换新QW1后试机,问题排除。
例3:问题现象同例1。
上电测得300V电压正常,U101⑦脚电压约为19V,⑧脚勉励脉冲输出端为0V,说明U101未工作。断开L102 通电试机,60V输出电压仍为0V。测量U101过流保护端⑥脚电压,发现超越0.5V ,判断问题可能是过流保护电路动作所致。测试过流保护取样电阻R110~R112,发现R110虚焊。补焊RI10后试机,问题排除。
例4:在调大亮度或声音时,自动关机。
该问题是电源带负载能力差的典型表现,问题缘由一般是滤波电容失容整流管性能变差 、电源开关管饱和压降变大等。第一查300V电压正常,下面监测输出12V、60V电压,发目前声音开大时,12V电压波动明显。重点对12V电压的整流、滤波元件进行检查,发现整流管DS1中的一只二极管正向电阻约为900Ω,且反向电阻更不是无穷大。更换DS1后试机,问题排除。
例5:有时正常,有时黑屏后随即无声音。试机,发目前问题出现时,LED背光灯不亮。分别对U601的②脚③脚及⑥脚电压进行测量,未发现异常。在问题出现瞬间,查升压电路的60V输入电压也正常,但没提高电压,怀疑问题系保护电路动作所致。测U601过流保护端12脚与过压保护端13脚电压,均未达到阈值。转向检查LED驱动电路,发现U601⑤脚振荡频率设置电阻R609及钳位二极管D605引脚虚焊。补焊R609及D605后试机,问题排除。
例6:开机后屏幕能瞬时点亮,随即黑屏。
依据问题现象剖析问题可能是 LED驱动电路过压保护电路动作所致。在LED灯串点亮瞬时测试输出电压,发现电压并未超越90V,查输入电压为正常的60V,判断过压保护电路本身存在问题。查U601过压保护测试输入端13脚电压,发目前过压保护电路动作前瞬时电压超越3V。对取样电阻R624~R626进行测试,发现R626一端虚焊。补焊R626后试机,问题排除。