新型背投彩电典型电源电路剖析
LG牌PT-48A82背投彩电电源电路分析(上)

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PT-48A82背投彩电采用韩国LG公司MPO15A机芯,其品牌系列机型还有PT-43A82和PT-53A82,三种机型的电源电路结构完全相同。本文以PT-48A82机型为例,分析电源电路的工作原理,并通过典型故障介绍电源电路的维修方法。

电源电路的组成

PT-48A82电源电路由主开关电源、待机电源、保护电路和行输出级供电电路4部分组成,电源电路如图1所示(行输出级供电未画出)。主开关电源的结构比较复杂,包括交流输入滤波整流方式切换、DC-AC变换、PWM脉宽调制和直流供电等功能。

图1
图1 🔍原图 (850×602)

电源电路的工作原理


1.共模滤波抗干扰电路

图1中的L808、L804、L802、L802S、C801组成第1级高通共模滤波器,L801S、C801S组成第2级高通滤波器,所有电感均采用高导磁率铁氧体高频磁芯、线包分段绕制,绕向一致对称。因此工作时流过每个电感中两个绕组的电流大小相等、方向相反,这样对于交流电网上的双线对称干扰磁场矢量可以相互抵消,得到纯净的工频电源提供给后续整流滤波电路。

电源主开关SW801S接在两级高通共模滤波器之间,即可阻断电源开关开启和闭合瞬间触点产生的电火花干扰串回电网,又可避免进入机芯干扰其他电路;并接在插头两线之间的电阻VR801在关机拔出电源插头后,为3只电容提供闭合回路,将其上的电荷全部泄放,以免触及插头金属片时触电。


2.整流滤波方式自动切换电路

交流滤波整流方式自动切换控制功能集成在膜块STR-81145A内,其任务是在交流输入电压大幅度跌落时,自动转换整流滤波方式,以提供足够幅度的直流电压,保证DC-AC变换器正常工作。

控制电路的切换电压设定在160V,在交流输入电压高于160V时,经DP805、C805整流滤波和IC802内的R1、R2分压加到DW1负端→齐纳二极管击穿→T1导通→DW2截止→T2、T3截止→双向晶闸管T4截止,D815工作在桥式整流方式。

当交流输入电压低于160V时,DP805、C805整流滤波输出直流电压下降,经R1和R2分压后不能击穿DW1→T1截止→DW2击穿导通→T2、T3导通→双向晶闸管T4控制极得到偏压导通,则桥式整流转换成倍压整流。设某时刻交流电上正下负,电流经D815中a管→(NT803//NT804)→C820→IC802③、②脚构成的闭合回路给C820充电;下半周期上负下正,电流经过IC802②、③脚→C806→地→D815中d管构成的闭合回路给C806充电。这样在交流电一个周期内,整流滤波输出的直流电压就为C820和C806上充电电压之和,其值接近交流输入电压的2倍。


3.振荡形成和稳压控制

主电源DC-AC变换器由图1中的厚膜芯片IC801(STR-F6658B)和脉冲变压器T801及相关电路组成。STR-F6658B是日本三肯公司近年来开发的准谐振开关电源STR-F66XX系列中的一种,广泛应用于新一代大屏幕彩电与背投影彩电。STR-F6658B的内部结构与常见的STR-M系列开关电源厚膜块基本相同,区别是前者只有5只功能引脚,而后者有7只功能引脚。

STR-F6658B采用混合集成技术,将OSC振荡器、稳压控制调整、MOSFET场效应大功率开关管和各种保护电路集成在同一芯片内。

交流电源经IC802控制和D815、C820、C806整流滤波后形成约300V直流悬浮电压,通过T801的初级储能S1-S2绕组加到IC801③脚内MOSFET管的漏极;同时高通共模滤波后的交流电源经R807、(R802+R803)分压和C812滤波,为IC801④脚内的小信号电路提供启动电源。当C812上的充电电压上升到16.8V时,④脚内的START电路启动,由REG稳压源对电容C1快速充电至6.5V,OSC振荡器输出高电平,MOSFET管导通;其导通时产生的漏电流ID是一个锯齿波电流,经②脚外接并联电阻(R804//R805)产生与ID波形相同的锯齿波电压,通过R815反馈到①脚内比较器Ⅱ的反向输入端。当该电压上升到①脚门限电压0.73V,比较器Ⅱ翻转,控制OSC翻转成低电平,使MOSFET管截止;并且将C1充电电路切断,C1通过电阻R1开始放电,在两端电压下降到3.7V时,振荡器再次翻转成高电平、MOSFET管重新导通,C1充电回路在MOSFET管截止时再充电至6.5V,以上过程不断循环,形成类似于张弛振荡器式的周期性振荡脉冲。

上述振荡形成过程表明,在同一周期中OSC的截止时间取决于C1的放电速率(即R1C1的时间常数),而导通时间则由IC801①脚电压上升到门限值的快慢决定。因此,STR-F6658B的稳压原理是固定振荡周期中的截止时间(R1C1,约50μs),采用在OSC振荡器的反馈支路上并接误差比较电路,通过改变IC801①脚上升到0.73V门限电压的速率,来改变振荡周期中的导通时间长短,调整开关占空比实现输出电压的稳定,可见这是一个调频调宽式开关稳压源。

误差取样比较电路由IC871和IC887组成。IC871①脚输入开关电源输出的+B115V电压,经R1与R2分压加到IC871中VT的基极,与VT发射极的基准电压进行比较放大。+B115V的变化量ΔV由IC887通过光电效应使原边发光二极管中光电流产生变化量ΔI,再转换成副边光敏三极管结内阻变化,进而在R815+(R804//R805)上转换成误差电压与IC801②脚锯齿波电压叠加,控制IC801①脚0.73V门限电压上升的速率。IC887的另一功能是执行电源二次回路与一次回路的电位安全隔离,使主基板为冷底盘。

如果某种因素使+B115V上升,则由IC871检测分压使IC871中VT基极电位升高→与基准电压比较放大使流过光电耦合器IC887①、②脚的光电流增大→IC887副边④、③脚内阻减小→IC801①脚上升到0.73V电压的速率加快,MOS-FET开关管提前截止→T801储能占空比减小,+B115V上升量被拉下来;+B115下降时电路发生与上述变化相反的物理过程,即IC887①、②脚光电流减小使④、③脚结内阻增大→IC801①脚回路电流减小,上升到门限电压的速率减慢→OSC推迟翻转→MOSFET管导通时间延长→T801储能占空比增大,输出电压恢复到标准值+B115V。


4.开关电源的供电

开关电源启动振荡,由T801的B2—B3绕组感应电压经D806、C812整流滤波,产生约18V直流电压加到IC801的④脚,作为内部小信号电路的工作电源,维持OSC电路正常振荡;+18V电压还作为IC887副边光敏三极管的工作电源,维持脉宽调制工作正常进行。

T801的B1—B3绕组、Q801和ZD801稳压源构成IC801④脚的备用电源。Q801的基极电位被齐纳二极管ZD801锁定在12.8V,在交流供电正常、T801的B2—B3绕组直流供电高于12.2V时,Q801截止,串联稳压电路不参与供电。如果IC802失效、交流电压下降使T801 B2—B3绕组直流供电低于12.2V,Q801导通,串联稳压电路工作,为IC801和IC887提供稳定的12.1V直流电压。

T801的B15-B14绕组上感应电压经D871、C872整流滤波,产生+B115V电压作为行推动、行输出级和扫描速度调制输出级的工作电源。

T801的B13-B14绕组感应脉冲经D801、C852整流滤波,产生+30V直流电压由三端稳压器IC405稳压,得到+24V电压作为动态聚焦控制级和扫描速度调制电路前级的工作电源。

T801的B12-B14绕组感应脉冲经D811、C819整流滤波,产生+33V直流电压,作为IC887原边光电二极管、主副FS(频率合成)调谐器的工作电源。

T801的B11-B10绕组感应脉冲经D837、C852、C854整流滤波,产生+40V直流电压提供给音频立体声功放模块IC601和IC602作为工作电源。

T801的B8-B9绕组感应脉冲经D856、C845整流滤波,产生+8V直流电压、+8V由三端稳压器IC409稳压得到+5.0V电压,这两组电压提供给模拟小信号处理电路作为工作电源。

T801的B7-B9绕组感应脉冲经D830、C842、C843整流滤波,产生+12V电压提供给模拟小信号电路;+12V电压经三端稳压器IC102和IC201稳压,得到+9V电压为主副FS调谐组件(中频处理在内)TU101和TU102供电。+9V电压还经IC705、IC707和IC2007三端稳压器稳压,得到+5.0V、+3.3V电压,给视频和音频数字解码、数字会聚校正信号处理系统等电路提供工作电源。

T801的B5-B6绕组感应脉冲经D832、C834、C836整流滤波,产生+28V电压;T801的B4-B6感应脉冲经D831、C833、C835整流滤波,产生-28V电压:±28V平衡电压为会聚校正功放IC2001和IC2002供电;同时-28V电压还提供给VFD多功能显示屏(与-22V电压叠加)。


5.待机电源电路

待机电源结构比较简单,它由工频降压变压器T802、DP801~DP804、CP801、CP802、ICP802等电路组成。高通共模滤波后的纯交流电经T802降压和整流滤波产生8.2V直流电压:一路由三端稳压器ICP802稳压得到+5.0V,为ON/OFF控制电路的继电器RL801、QP810、QP811供电,+8.2V的另一路经接插件P811②脚送到系统控制电路,由四端精密稳压器IC005稳压,得到ST5.0V电压;ST5V电压由三端稳压器IC006、IC007稳压得到+3.3V和+2.5V电压。这三组电压给主控微处理器IC001、闪速存储器(FLASH)、IC004和SRAM随机存取存储器IC003以及红外遥控接收器作为工作电源。


6.电源ON/OFF方式转换电路

电源ON/OFF方式转换电路由主控CPU接口、Q004、QP811、QP810和RL801组成。接通电源开关SW801S,副电源工作产生+8.2V直流电压,经控制系统的稳压器稳压为IC001、IC003、IC004供电,主控CPU得到电源、复位信号和主时钟支持,运行程序对软硬件进行检测;自检通过,调出前一次关机前的程序数据,从IC001的送出POWER低电平→Q004截止→QP811导通→QP810饱和导通→RL801的触点J吸合,主开关电源获得交流电源后进入振荡工作。

按下“POWER”键,IC001转为高电平→Q004导通→QP811截止→QP810截止→RL801的J触点断开→切断主电源的交流供电,开关电源停振,机芯由ON方式进入OFF待命方式。这时,只有副电源的ST8.0V电源提供给控制系统,待机功耗约2W。

(李其佳)