JSK4260-050晶辰電源板原理與維修

概要：本文主要講述JSK4260-050晶辰電源板的原理和維修方法，從該電源板的命名規(guī)則到原理和實(shí)物圖，詳細(xì)講解了該款電源板的檢修技巧，本文因出自海爾官方培訓(xùn)手冊(cè)，故暫時(shí)分類到本網(wǎng)海爾彩電維修頻道。

一、功能特點(diǎn)

JSK4260-050是海爾平板電視普遍采用的一款電源板，擁有24V、16.5V、12V、5V共四路輸出，該電源板有以下特點(diǎn)：1）、高安全性；2）、保護(hù)齊全；3）、電路簡(jiǎn)單；4）、性價(jià)比高。

適用機(jī)型:海爾L40R1,LU42R1,L42R1A,LR42T1,LU40R1(AX68),L52A18-AKD,LU42K1,LU42W1,L40A11-AK,LU52W1,LU37T1,LU52T1,LD42W1,LU42T1,L37A8A-A1,LK42K1,L42A8A-A1,LU40K1,LK40K1等。

二、工作原理及維修

1、電源板原理框圖

2、JSK4260-050電源正面視圖：

電源板接口定義

3、JSK4260-050主電源反面視圖：

4、主要集成電路功能簡(jiǎn)介

l6562d：PFC前置調(diào)節(jié)器，ST公司生產(chǎn)

L6599:主電源IC，ST公司開發(fā)的一款高性能固定脈寬電流模式控制器，工作頻率最高可達(dá)500KHz,具有管腳少，外圍電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

ICE3B0565:負(fù)電源IC，英飛凌公司生產(chǎn)，具有性能穩(wěn)定，外圍設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)。

M393:雙路差分比較器

5、電源板工作原理

JSK4260-050由EMI輸入、副電源電路、PFC功率因素補(bǔ)償電路、主電源電路、開待機(jī)電路、保護(hù)電路6大部分組成。

EMI輸入電路： 開關(guān)電源是把工頻交流整流為直流后，通過(guò)振蕩電路變?yōu)楦哳l交流，再整流為直流的一種電源，這種工作模式會(huì)產(chǎn)生很大的射頻干擾。干擾信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)供電線路輻射出去，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到線路中其它電子設(shè)備的正常工作。要想使其得到更廣泛的應(yīng)用，滿足電磁兼容性的有關(guān)指標(biāo)，就需要有效地抑制開關(guān)電源的干擾，因此在電源輸入電路中增加了EMI濾波電路，如下圖所示：

從結(jié)構(gòu)上很容易看出，該電路實(shí)際是一低通濾波器，LF1、LF2、LF3為共模扼流線圈，它是繞在同一磁環(huán)上的三組獨(dú)立的線圈，圈數(shù)相同，繞向相反，在磁環(huán)中產(chǎn)生的磁通相互抵消，磁芯不會(huì)飽和，主要抑制共模干擾，電感值越大對(duì)低頻干擾濾除效果越好。增加這樣的濾波電感對(duì)消除共模干擾的能力有很大提高。CY3、CY4、CY5、CY6為共模電容，主要抑制差模干擾，即火線和零線分別與地之間的干擾。電容值越大對(duì)低頻干擾抑制效果越好，CX1、CX3為差模電容，主要抑制共模干擾，即抑制火線和零線之間的干擾。電容值越大對(duì)低頻干擾抑制效果越好。R2、R3、R4、R5 對(duì)該電路中的電容起泄放作用，在關(guān)機(jī)后迅速泄放CX1、CX3中存儲(chǔ)的電荷，防止帶電損壞元件或?qū)θ嗽斐呻姄魝Α?/P>

電源工作原理:

待機(jī)電路的核心器件為英飛凌公司生產(chǎn)的ICE3B0565，內(nèi)部集成了自激振蕩、穩(wěn)壓控制、保護(hù)電路、開關(guān)MOS管等器件，由于集成度比較高，外圍所需原件很少，該集成電路引腳功能如下:

ICE3B0565內(nèi)部框圖

副電源不受開關(guān)機(jī)控制,當(dāng)AC220V接通后,通過(guò)整流橋堆得到+300V直流電壓VDC,VDC通過(guò)保險(xiǎn)電阻FB2送至開關(guān)變壓器T2的初級(jí)繞組4腳，由開關(guān)變壓器5腳引出，接電源模塊IC6第5腳后分兩路，一路到MOS管漏極，此時(shí)MOS管源漏極間阻值接近無(wú)窮大，開關(guān)變壓器初級(jí)繞組無(wú)電流通過(guò)，另一路經(jīng)過(guò)分壓對(duì)IC6第1腳外接電容C36進(jìn)行充電，當(dāng)C36兩端電壓達(dá)到4.3V時(shí)，IC6內(nèi)部振蕩電路開始工作，輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)到MOS管柵極，此時(shí)MOS管工作在開關(guān)狀態(tài)，源漏極導(dǎo)通時(shí)間受內(nèi)部脈寬調(diào)整電路控制，開關(guān)變壓器初級(jí)繞組有交流電流通過(guò)，次級(jí)繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓，開關(guān)變壓器2腳輸出電壓經(jīng)過(guò)D16整流后，給IC6第7腳提供14V供電，此時(shí)軟啟動(dòng)電路停止工作，IC6轉(zhuǎn)為正常工作模式；

穩(wěn)壓過(guò)程： 當(dāng)+5V輸出電壓升高時(shí)，經(jīng)過(guò)RS41、RS42 分壓得到的電壓也會(huì)升高，ICS2導(dǎo)通變深，光耦I(lǐng)C5第3、4腳阻值變小，IC6第2腳電壓下降，內(nèi)部脈寬控制電路輸出PWM變寬，導(dǎo)致+5V輸出下降，反之過(guò)程則相反；IC6第3內(nèi)部也分2路，1路直接接在MOS管源極，1路進(jìn)入過(guò)流保護(hù)電路，當(dāng)3腳輸出電流過(guò)大時(shí)R65和R78兩端壓降升高，此電壓高于0.7V時(shí)，內(nèi)部過(guò)流保護(hù)電路起動(dòng)作，IC6停止工作。副電源共3組輸出：+5V_STB、14V、15V。

功率因素校正電路（ PFC）： 功率因素補(bǔ)償：在上世紀(jì)五十年代，已經(jīng)針對(duì)感性負(fù)載的交流用電器電壓和電流不同相而造成供電效率低下，提出了改進(jìn)方法（由于感性負(fù)載的電流滯后所加電壓，電壓和電流的相位不同，使供電線路的負(fù)擔(dān)加重，導(dǎo)致供電線路效率下降)，這就要求在感性用電器具上并聯(lián)一個(gè)電容器，用以調(diào)整該用電器具的電壓、電流相位特性，利用電容上電流超前電壓的特性，用以補(bǔ)償電感上電流滯后電壓的特性，使總的特性接近于阻性，從而改善效率低下的方法叫做功率因素補(bǔ)償 ( P F C ） 。

PFC分無(wú)源和有源兩種類型,比較常用的是有源PFC,因此液晶電源板也均采取此種方案,有源PFC電路是基于功率因數(shù)控制IC和有源PFC電路組成一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器，將該轉(zhuǎn)換器放在開關(guān)電源的整流輸出電路和濾波電容之間。它的工作原理和我們常見(jiàn)的開關(guān)電源類似,有源PFC變換器幾乎全部采用升壓型式，主要是在輸出功率一定時(shí)有較小的輸出電流，從而可減小輸出電容器的容量和體積，同時(shí)也可減小升壓電感元件的繞組線徑。因此經(jīng)過(guò)有源PFC轉(zhuǎn)換之后輸出的電壓可以達(dá)到380V-400V。

晶辰JSK4260-050 PFC電路工作原理:

JSK4260-050 PFC電路的核心元件為IC1（L6562D)，該芯片腳位功能如下：

C1的8腳有15V左右供電時(shí)，集成電路才會(huì)工作，該電壓來(lái)自副電源，由待機(jī)控制電路的Q5進(jìn)行控制。IC1第7腳輸出PFC校正信號(hào)，由Q6進(jìn)行放大送到Q1的柵極，驅(qū)動(dòng)Q1工作在開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)L1A通過(guò)300V將電能轉(zhuǎn)換為磁能進(jìn)行存儲(chǔ)，此時(shí)電壓的極性為左正右負(fù)，IC1第5腳通過(guò)L1B檢測(cè)到L1A在進(jìn)行磁能存儲(chǔ)，另一路300V經(jīng)過(guò)D8和TH1對(duì)負(fù)載供電并對(duì)C6進(jìn)行充電，C6兩端充電電壓為300V，當(dāng)Q1截止時(shí)，L1A中存儲(chǔ)的磁能以電能形式開始釋放此時(shí)的極性為左負(fù)右正，正極通過(guò)D9對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電并對(duì)C6進(jìn)一步充電，充電電壓=B+PFC約等于400V，D8反向截止，IC1第5腳檢測(cè)到磁場(chǎng)消失時(shí)，IC1進(jìn)入下一個(gè)工作周期；

穩(wěn)壓過(guò)程：當(dāng)PFC輸出電壓升高時(shí)，通過(guò)R17、R18、R19、R26分壓得到的電壓也會(huì)升高，此電壓送到IC1的第1腳，在IC1內(nèi)部進(jìn)行比較，IC1第7腳輸出的PWM信號(hào)占空比變窄，使Q1導(dǎo)通時(shí)間變短，L1A儲(chǔ)能下降，最后使輸出降低，PFC輸出電壓降低時(shí)過(guò)程與此相反；[Page]

保護(hù)電路：當(dāng)交流供電電壓高于或者低于電源板的上下限值時(shí)，會(huì)通過(guò)R71、D21、R73、D22、R22、R23反應(yīng)給IC1第三腳，此時(shí)IC1便會(huì)停止工作；當(dāng)Q1源漏極電流增加時(shí)，R42兩端產(chǎn)生的壓降也會(huì)隨著升高，此電壓反映到IC1第4腳，當(dāng)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，IC1停止工作。

JSK4260-050主電源工作原理

1、LLC諧振轉(zhuǎn)換器原理： 隨著開關(guān)電源的發(fā)展，軟開關(guān)技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，已研究出了不少高效率的電路，主要為諧振型的軟開關(guān)電源和 PWM型的軟開關(guān)電源。近幾年來(lái)，隨著半導(dǎo)體器件制造技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)管的導(dǎo)通電阻，寄生電容和反向恢復(fù)時(shí)間越來(lái)越小了，這為諧振變換器的發(fā)展提供了又一次機(jī)遇。對(duì)于諧振變換器來(lái)說(shuō)，如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)變換，從而使得開關(guān)電源具有較高的效率。LLC 諧振變換器實(shí) 際上來(lái)源于不對(duì)稱半橋電路，后者用調(diào)寬型(PWM)控制，而 LLC 諧振是調(diào)頻型（PFM）。

上分別給出了LLC諧振電路的電路圖和工作波形圖，，電路中有2支功率MOS管（s1和s2）其工作的占空比分別為0.5；諧振電容 Cs，匝數(shù)相等的中心抽頭變壓器 Tr，Tr 的漏感 Ls，激磁電感 Lm，Lm 在某個(gè)時(shí)間段也是一個(gè)諧振電感，因此，在 LLC 諧振變換器中的諧振元件主要由以上 3 個(gè)諧振元件構(gòu)成，即諧振電容 Cs，電感 Ls 和激磁電感 Lm；半橋全波整流二極管 D1 和 D2，輸出電容 Cf。LLC 變換器的穩(wěn)態(tài)工作原理如下：1）、〔t1，t2〕當(dāng) t=t1 時(shí)，S2 關(guān)斷，諧振電流給 S1 的寄生電容放電，一直到 S1 上的電壓為零，然后S1 的體內(nèi)二級(jí)管導(dǎo)通。此階段 D1 導(dǎo)通，Lm 上的電壓被輸出電壓鉗位，因此，只有 Ls 和 Cs 參與諧振。2）、〔t2，t3〕當(dāng) t=t2 時(shí)，S1 在零電壓的條件下導(dǎo)通，變壓器原邊承受正向電壓；D1 繼續(xù)導(dǎo)通，S2 及D2 截止。此時(shí) Cs 和 Ls 參與諧振，而 Lm 不參與諧振。3）、〔t3，t4〕當(dāng) t=t3 時(shí)，S1 仍然導(dǎo)通，而 D1 與 D2 處于關(guān)斷狀態(tài)，Tr 副邊與電路脫開，此時(shí) Lm，Ls和 Cs 一起參與諧振。實(shí)際電路中 Lm>>Ls,因此，在這個(gè)階段可以認(rèn)為激磁電流和諧振電流都保持不變。4）、〔t4，t5〕當(dāng) t=t4 時(shí)，S1 關(guān)斷，諧振電流給 S2 的寄生電容放電，一直到 S2 上的電壓為零，然后S2 的體內(nèi)二級(jí)管導(dǎo)通。此階段 D2 導(dǎo)通，Lm 上的電壓被輸出電壓鉗位，因此，只有 Ls 和 Cs 參與諧振。5）、〔t5，t6〕當(dāng) t=t5 時(shí)，S2 在零電壓的條件下導(dǎo)通，Tr 原邊承受反向電壓；D2 繼續(xù)導(dǎo)通，而 S1 和D1 截止。此時(shí)僅 Cs 和 Ls 參與諧振，Lm 上的電壓被輸出電壓箝位，而不參與諧振。6）、〔t6，t7〕當(dāng) t=t6 時(shí)，S2 仍然導(dǎo)通，而 D1 和 D2 處于關(guān)斷狀態(tài)，Tr 副邊與電路脫開，此時(shí) Lm，Ls 和 Cs 一起參與諧振。實(shí)際電路中 Lm>>Ls，因此，在這個(gè)階段可以認(rèn)為激磁電流和諧振電流都保持不變。

通過(guò)上面的詳細(xì)分析，對(duì) LLC 軟開關(guān)型變換器的工作原理及其特性有了一定的了解，下面 介紹利用該技術(shù)的開關(guān)電源工作原理。

L6599引腳功能：

L6599供電：

Vsb 開關(guān)變壓器 T2B 繞組電壓經(jīng) D10 整流，Q5、Z3 穩(wěn)壓后輸出 Vcc2（14V 左右），供給 PFC 芯片 工作電壓，并通過(guò) Q9、Z4 穩(wěn)壓后輸出 Vcc3 （12V 左右） 供給 L6599 第12 腳工作電壓。過(guò)流、過(guò)壓、ON/OFF 信號(hào)通過(guò)光耦 IC4 控制 Q5 的電壓是否輸出進(jìn)而控制 PFC、LLC 電路是否工作來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、開關(guān)機(jī)功能。

L6599啟動(dòng)：

12腳加上電壓后，給1腳(CSS)外接電容 C27充電，此時(shí) C13可視為短路，R57與 R61并聯(lián)，電阻減少，L6599 的振蕩頻率升高，電源功率下降， 當(dāng) C27充滿電時(shí)，此時(shí) C27可視為開路，振蕩頻率由R57決定，振蕩頻率降低，電源輸出正常，由此實(shí)現(xiàn)變頻軟啟動(dòng)功能。同時(shí)，VDC通過(guò)R7、R8、R9串聯(lián)電阻及 R45分壓輸入 7腳(Line)，R45上并聯(lián)的電容用來(lái)旁路噪聲干擾。 7腳(Line)電壓低于 1.25V 關(guān)閉 IC，高于 1.25V 低于 6V 時(shí)，IC 正常工作，通過(guò)對(duì) VDC 的電壓檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)功能。IC完成軟啟動(dòng)后，內(nèi)部振蕩器開始振蕩，在 15腳(HVG) 與11腳(LVG)輸出如圖所示的兩個(gè)占空比接近50%的脈沖， 驅(qū)動(dòng) MOS管開始工作。

穩(wěn)壓原理： 次級(jí)電壓通過(guò)取樣電阻加在光耦（IC3）內(nèi)發(fā)光管上，并與 ICS1 的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，ICS1 的穩(wěn)壓值由上偏電阻 RS25或 RS30和下偏電阻 RS26、RS27決定，穩(wěn)壓值由此公式算得：

Vo=[RS9/RS10+1]*2.5V

當(dāng)負(fù)載由滿載轉(zhuǎn)向空載時(shí)，引起輸出電壓上升，ICS1（TL431）R 點(diǎn)的電壓將上升，而 R 點(diǎn)的電 壓是穩(wěn)定在 2.5V的，這將引起 AK間流過(guò)的電流增大，光耦（IC3）內(nèi)發(fā)光管上通過(guò)的電流增大，光耦（IC3） 內(nèi)光敏管上流過(guò)的電流也增大，光耦（IC3）內(nèi)光敏管相當(dāng)于一個(gè)可變電阻，與 R58、 R59串聯(lián)起來(lái)接到4腳(RFMIN)，此時(shí)光耦（IC3）內(nèi)光敏管電阻變小，引起 IC振蕩頻率升高，使 輸出電壓下降，反之，當(dāng)負(fù)載由空載轉(zhuǎn)向滿載時(shí)，輸出電壓降低，反饋到4腳(RFMIN)導(dǎo)致 IC振 蕩頻率降低，調(diào)節(jié)輸出電壓升高，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。

L6599的SCP（過(guò)流）保護(hù)

當(dāng) T1 次級(jí)短路時(shí)，引起輸出電壓降低，這一電壓變化通過(guò)光耦 IC3反饋到 L6599 的 4腳(RFMIN)，引起 L 6599 振蕩頻率降低，由于此時(shí)光耦（IC3）內(nèi)光敏管的電阻相當(dāng)于開路，振蕩頻率大大偏離 LLC 諧振電路的諧振點(diǎn)，C8上的振蕩電壓急劇增大，通過(guò) C19、R46、，D12、D13 全波整流輸入到6 腳 (Isen)，當(dāng) Isen>0.8V 時(shí)，2腳(Delay)對(duì) C28 充電，C28 也對(duì) R54 放電， 同時(shí) IC 內(nèi)部對(duì) 1腳(VSS)軟啟動(dòng)電容放電，導(dǎo)致工作頻率上升（功率下降），2腳(Delay)反饋電壓急速上升到 3.5V，內(nèi)部關(guān)閉對(duì)電容充電同時(shí)芯片關(guān)閉振蕩，停止開關(guān)工作，延遲保護(hù)時(shí)間由2 腳 (Delay)外接電阻 R54（Rdelay）和外接電容 C28（Cdelay）決定。 Cdelay 電容上從 2V 到 3.5V 時(shí)的持續(xù)時(shí)間：

Tmp =10*Cdelay

delay 上從 3.5V 放電到 0.3V 的時(shí)間（從保護(hù)到重新工作的時(shí)間）：

TSTOP=Rdelay*Cdelay*ln(3.5/0.3）≈ 2.5Rdelay * Cdelay

C28 通過(guò) R54放電到 0.3V 時(shí)，L6599 會(huì)重新工作，由于2腳（Delay)不斷在 3.5V 和 0.3V 變化，C 在 保護(hù)與正常工作間跳動(dòng)，輸出也會(huì)一閃一閃的，即間隔保護(hù)模式（在次級(jí) OCP一直沒(méi)有啟動(dòng)的情況下，才會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，L6599的 SCP保護(hù)是不鎖定的，只要其2腳（Delay)放電到 0.3V 時(shí)又會(huì)重新工作。 [Page]

次級(jí)的OCP（過(guò)流）保護(hù)及OVP（過(guò)壓）保護(hù)

次級(jí)的過(guò)流延時(shí)電路在 L6599靠前次檢測(cè)到過(guò)流時(shí)，過(guò)流保護(hù)運(yùn)放（ICS3）通過(guò)RS19和RS20檢測(cè)到過(guò)流，運(yùn)放輸出對(duì) CS36充電，同時(shí)通過(guò) RS16和 RS17分壓后給 CS34充電，由于 L6599靠前次檢測(cè)到過(guò)流時(shí)，2 腳 (Delay)設(shè)定的延時(shí)時(shí)間很短，電容 CS36、CS34上沒(méi)有積累足夠的能量，QS3不能導(dǎo)通，OCP保護(hù)電路沒(méi)有啟動(dòng)。在 L6599 第2腳(Delay)從 3.5V通過(guò) R54 放電到 0.3V 時(shí)，L6599重新工作，過(guò)流檢測(cè)電路再次對(duì)CS36、CS34充電，此時(shí)電容上已經(jīng)積累足夠能量，QS3導(dǎo)通，QS2也導(dǎo)通，將光耦（IC4）內(nèi)發(fā)光管供電拉到低電位， 使發(fā)光管無(wú)電流流過(guò)，光耦（IC4）光敏管電阻相當(dāng)于無(wú)窮大，Q5因無(wú)基極偏壓而無(wú)輸出，關(guān)閉 L6599 的 VCC 電壓，使主電路關(guān)閉，達(dá)到自鎖保護(hù)目的。在測(cè)試時(shí)，有時(shí)會(huì)看到輸出一閃，然后再保護(hù)，因?yàn)榇渭?jí)的 OCP電路要在 L6599 的 SCP電路第二次動(dòng)作后才實(shí)現(xiàn)保護(hù)，所以次級(jí)的 OCP電路在保護(hù)時(shí)間上要滯后于 L6599的 SCP電路（大概相差 40mS 左 右，由其外接的延時(shí)電阻電容來(lái)決定具體時(shí)間），精確的過(guò)流點(diǎn)將由次級(jí)的 OCP電路來(lái)決定。 次級(jí)OVP（過(guò)壓）保護(hù)電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，利用Z2、Z3、Z4三支穩(wěn)壓二極管分別監(jiān)測(cè)24V、16.5V、12V，當(dāng)其中任意一路輸出電壓升高時(shí)，相應(yīng)的穩(wěn)壓二極管便會(huì)反向擊穿，啟動(dòng)保護(hù)電路動(dòng)作并鎖死。