海信TLM3277液晶電視開關(guān)電源原理及電路分析（下篇）

二、背光燈24V供電介紹及工作原理
電路特點(diǎn)；由一塊日本三肯公司的STR-W5667 （原理圖位號(hào)；NE003）圖1為背光燈部分原理圖，圖2為比較容易分析的簡(jiǎn)化圖。
TLM-3277的液晶屏背光部分是由16根CCFL（冷陰極熒光燈）組成，所需功率約130W。所以該24V背光燈供電源的功率輸出約大于140W。 該電路的供電由主電源的B+PFC（380V）提供。STR-W5667的啟動(dòng)Vcc由主電源PFC部分蓄能電感TE001的付線圈產(chǎn)生的感生電勢(shì)經(jīng)DE001整流后提供，該Vcc的大小于主電源的負(fù)載小信號(hào)電路的工作電路成正比，當(dāng)小信號(hào)電路不正常，該Vcc可能不正常，該背光燈電源也無(wú)法正常啟動(dòng)，這也保證了只有小信號(hào)電路正常工作，背光燈才能點(diǎn)亮的時(shí)序關(guān)系。

圖1 24V背光燈供電源原理圖


圖2 背光燈原理簡(jiǎn)化圖

(1）腳 內(nèi)部MOS管漏極（D） （3）腳 內(nèi)部MOS管源極（S） （5）腳 接地 （6）腳Vcc供電 啟動(dòng)電壓為 16V 正常工作電壓22V 大于34V進(jìn)入過壓保護(hù) （7）腳穩(wěn)壓控制及準(zhǔn)諧振控制 （7）腳電壓上升，輸出電壓下降 (7)腳是受控腳，有三路控制信號(hào)對(duì)其控制及一路反饋輸入控制， 是電路狀態(tài)的關(guān)鍵受控腳（下面要逐一詳細(xì)介紹） 1．穩(wěn)壓控制；通過光耦N004控制。 2．準(zhǔn)諧振延遲控制；通過DE010 RE032 CE015 DE012控制。 3. 小信號(hào)故障背光燈自動(dòng)關(guān)閉控制；通過VE002 RE035 RE036控制。 4．鋸齒波反饋MOSFET截止控制；由RE039取樣，RE038、CE026積分后控制。

啟動(dòng)過程
當(dāng)主電源工作后，主電源向該24V背光燈電源提供啟動(dòng)Vcc（40V～50V）和工作電源B+PFC（380V） Vcc經(jīng)過RE037、DE011加到NE003（6）腳，由于RE037阻值較大及CE024的充電作用，NE003（6）腳電壓逐步上升，當(dāng)上升到閾值電壓16V時(shí)，NE003內(nèi)部的電路開始啟動(dòng)，NE003（6）腳電流也開始大幅上升，由于RE037較大NE003啟動(dòng)后，流入（6）腳的電流迅速上升，會(huì)在RE037上形成很大的壓降，（6）腳電壓會(huì)下降到很低的水平，此時(shí)由于電路的啟動(dòng)（弱振狀態(tài)），TE003的感生電勢(shì)經(jīng)DE009整流CE024濾波，及時(shí)的施加于NE003（6）腳使電壓上升并為持在22V～23V左右（如果DE009不能及時(shí)向（6）腳提供VCC電源，則電路啟動(dòng)失?。珺+PFC電壓經(jīng)TE003的初級(jí)加于NE003 （1）腳，背光燈24V開始正常工作。 （NE003（6）腳電壓大于34V則進(jìn)入過壓保護(hù)，（6）腳最小維持電壓為11V）

NE003（STR-W5667）內(nèi)部振蕩器的工作：
IC內(nèi)部振蕩器是通過對(duì)C1的充放電形成振蕩脈沖的。放電時(shí)間常數(shù)C1R1（約50μS）決定了MOSFET的關(guān)斷時(shí)間，在PRC工作狀態(tài)下，穩(wěn)壓過程是由固定的截止時(shí)間（Toff），通過改變導(dǎo)通時(shí)間（Ton）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖3表明了沒有穩(wěn)壓控制控制信號(hào)輸入時(shí)，內(nèi)部振蕩器的工作波形。當(dāng)MOSFET導(dǎo)通時(shí)，電容C1被充電到6.5V，同時(shí)漏極電流Id流過電阻RE039，在RE039上產(chǎn)生方形波電壓Vd，Vd經(jīng)RE038、CE026積分后并饋送至IC（7）腳OCP/FB端口。當(dāng)（7）腳電壓上升到閾值0.73V時(shí)，集成電路內(nèi)部電壓比較器1翻轉(zhuǎn)，控制振蕩器輸出反相的低電平，并通過驅(qū)動(dòng)電路迫使MOSFET截止。MOSFET截止后，電容C1通過內(nèi)部電阻R1放電， 電容C兩端電壓按恒定的放電時(shí)間常數(shù)C*R線性下降。當(dāng)C1兩端電壓下降到3.7V時(shí)，振蕩器輸出再次反相，為高電平，使MOSFET再次導(dǎo)通，C1兩端的電壓再次跳升到6.5V，振蕩器開始下一周期工作。放電時(shí)間常數(shù)C*R決定（約為50us）決定了MOSFET的截止時(shí)間，而（7）腳電壓上升的快慢決定了MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間，至于什么時(shí)間開始再導(dǎo)通，由準(zhǔn)諧振方式?jīng)Q定。準(zhǔn)諧振方式就是使MOSFET在VDS（振零）的諧振周期的半周處導(dǎo)通。

圖3 波形圖

鋸齒波形成及反饋；NE003 （3）腳是NE003內(nèi)部MOSFET的源極，兩端電壓波形；當(dāng)MOSFET導(dǎo)通時(shí)為高電位，當(dāng)MOSFET截止時(shí)為低電位（RE039為波形取樣電阻），該波形為方形波，經(jīng)過RE038及CE026組成的積分電路后，變成鋸齒波并加于（7）腳（形成鋸齒波電壓的斜率由RE038和CE026的時(shí)間常數(shù)決定）圖4。

圖4 鋸齒波形成電路

穩(wěn)壓控制 穩(wěn)壓控制原理是以固定開關(guān)管的截止時(shí)間(約50us)調(diào)節(jié)其導(dǎo)通時(shí)間的方式進(jìn)行的，即上面講的PRC工作方式。由圖 2 可知，當(dāng)變壓器TE003次級(jí)輸出電壓(+B)上升時(shí)，經(jīng)過取樣、比較后，流過光耦N004（1）（2）腳的電流增大，光電耦合器中光敏三極管的內(nèi)阻減小，輸出電流增大，NE003（7）腳電壓上升，導(dǎo)致輸出電壓下降。

準(zhǔn)諧振原理； 因NE003(7)腳電壓上升的快慢決定開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短而NE003內(nèi)C1放電的快慢決定開關(guān)管截止時(shí)間長(zhǎng)短，開關(guān)管截止時(shí)，其源極與漏極間有較大的脈沖電壓，該脈沖電壓的后沿在下降到低電平之前，因NE003內(nèi)C1放電使開關(guān)管已進(jìn)人導(dǎo)通狀態(tài)，這樣開關(guān)管就會(huì)有較大的導(dǎo)通損耗，為減少這種損耗就要在漏極和地間在MOSFET管關(guān)斷時(shí)自感電勢(shì)和分部電容產(chǎn)生的振零波形的“谷點(diǎn)”要落在MOSFET再次導(dǎo)通點(diǎn)的時(shí)間上。 但是為實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)目的需要如下兩個(gè)條件：
（1）在漏極和地之間要有一個(gè)合適的電容CE027存在，由他和初級(jí)電感構(gòu)成LC振蕩回路，以便形成漏--源極之間振零電壓諧振波形有一個(gè)略寬的適當(dāng)范圍。由此可見這個(gè)CE027電容非常關(guān)鍵。
（2）在柵極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)中要有一個(gè)合適的延遲時(shí)間，以保證當(dāng)準(zhǔn)諧振信號(hào)下降到0.73V以下、MOSFET開始導(dǎo)通時(shí)恰好處于振零波形的最低處。 從原理圖中可知開關(guān)變壓器TE003初級(jí)繞組①②與電容CE027組成一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路,CE027接在開關(guān)管的漏極（NE003(1)腳）與地之間，在開關(guān)變壓器向次級(jí)放完能量后，電容CE027經(jīng)初級(jí)繞組①②放電CE027與初級(jí)繞組發(fā)生諧振CE027的兩端產(chǎn)生諧振電壓， 若在該諧振電壓的最低點(diǎn)（即諧振開始后的1／2周期處）使開關(guān)管導(dǎo)通，則可將開關(guān)管的導(dǎo)通損耗降至最?。ㄟm當(dāng)選取CE027的大小，可使開關(guān)管再次導(dǎo)通時(shí)其位置正好在諧振曲線的谷點(diǎn)，此時(shí)損耗會(huì)降至最?。?。
為達(dá)到開關(guān)管在CE027兩端電壓最低時(shí)才導(dǎo)通的目的，電路中還采用了延遲導(dǎo)通措施。延遲導(dǎo)通電路由DE010、RE032、CE025、DE012、CE026等組成，這樣在CE027與TE003初級(jí)繞組①②發(fā)生諧振時(shí)，繞組①②上的諧振電壓會(huì)感應(yīng)到驅(qū)動(dòng)繞組TE003③④繞組，其感應(yīng)電壓經(jīng)DE010、RE032、DE012對(duì)CE025、CE026充電，使得NE003（7）腳的電壓，在TE003能量放完后不會(huì)立即下降到0.73V以下，開關(guān)管便一直處于截止?fàn)顟B(tài)；只有當(dāng)CE025、CE026放電，使NE003（7）腳電壓降到0.73V以下后，開關(guān)管才導(dǎo)通，適當(dāng)選擇CE025、CE026大小，延遲MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間，使開關(guān)管正好在CE027端電壓最低時(shí)導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)降低開關(guān)管導(dǎo)通損耗的目的，這就目前開關(guān)電源為了降低損耗、提高效率而廣范應(yīng)用的準(zhǔn)諧振技術(shù)的原理。


圖5 準(zhǔn)諧振控制

背光燈自動(dòng)關(guān)閉電路； 在正常收看的過程中，如果信號(hào)電路出現(xiàn)故障，則背光燈供電也會(huì)同時(shí)停止，防止出現(xiàn)討厭的“白板”現(xiàn)象。 工作原理；圖6 在正常工作時(shí)，Vcc1的電壓由TE001的付線圈經(jīng)整流濾波后提供約40V，該電壓加到串聯(lián)電阻RE035（10K）、RE036上，其串聯(lián)中點(diǎn)電壓是30.3V接VE002（PNP）基極，VE002的發(fā)射極接NE003（6）Vcc供電端，此時(shí)VE002反偏截止，當(dāng)在電視機(jī)收看過程，主電源小信號(hào)處理部分出現(xiàn)故障時(shí)，Vcc1（40V）電壓會(huì)較大幅度下降，VE002的基極電壓（30.3V）也會(huì)相應(yīng)下降，此時(shí)VE002會(huì)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，造成Vcc2（22.5V）經(jīng)VE002、RE034施加于NE003（7）腳，（（7）腳電壓上升會(huì)引其內(nèi)部振蕩器停振）使24V背光燈供電停止輸出，背光燈自動(dòng)關(guān)閉。

可見（7）腳在大于0.73V（閾值）時(shí)MOSFET關(guān)閉，（7）腳是多種電信號(hào)進(jìn)行控制，例如反饋的鋸齒波幅度如果幅度較小，但是的光耦產(chǎn)生的直流分量疊加在鋸齒波上，改變了鋸齒波的直流分量，達(dá)到0.73V即可對(duì)MOSFET的導(dǎo)通/截止進(jìn)行控制，這就是控制穩(wěn)壓的原理，那么準(zhǔn)諧振也是改變（7）腳的直流分量達(dá)到MOSFET延遲導(dǎo)通的目的,自動(dòng)關(guān)機(jī)更是大幅度提高（7）腳電壓，使之關(guān)閉。 `[Page]

圖6

液晶TLM-3277電視機(jī)，內(nèi)部采用16根背光燈管（CCFL）。隨著屏幕尺寸的增加為了保證亮度及亮度的均勻性，背光燈管的數(shù)量會(huì)增加到20～30只，其供電功率也增加，此時(shí)開關(guān)電源背光燈的24V供電部分即選用更大功率的模塊，如TLM-4277、TLM4777等采用STR-X6769,電路的基本原理沒有變。

完結(jié)...