康佳KPS+L120C3-01電源板電路原理與故障維修

康佳LED液晶彩電采用的KPS+L120C3-01型電源內(nèi)部編號(hào)為34007988 ，版本號(hào)為35016308。集成電路采用FAN7930C+FAN6755WW+FSFR1700L組合方案，輸出+53Vsb、+24V、+12.2V電壓，為主板和背光燈板供電。應(yīng)用于康佳LED46X500OD、LED42MS11PD、LED4715988PDE、LED42R7000PDE等LED液晶彩電。

一、電源板電路原理

電源板實(shí)物圖解見(jiàn)圖1所示，該電源板由三部分組成:一是以集成電路FAN7930C(NF903 )為核心組成的PFC(功率因數(shù)校正)電路，將整流濾波后的市電校正后提升到+380V，為主、副開(kāi)關(guān)電源供電:二是以集成電路FAN6755W( NB905 )為核心組成的副開(kāi)關(guān)電源，產(chǎn)生+5.3Vsb 電壓，為主板控制系統(tǒng)供電;三是以集成電路FSFR1700L(NW920)為核心組成的主開(kāi)關(guān)電源，產(chǎn)生+24V、+12.2V電壓，為主板和背光燈板供電。

1、抗干擾和整流濾波電路

(1)抗干擾電路

康佳KPS+L120C3-01電源板市電輸入和抗干擾電路、整流濾波電路如圖2所示，RV901為壓敏電阻，市電過(guò)壓達(dá)到規(guī)定電壓時(shí)迅速導(dǎo)通，將保險(xiǎn)絲F901燒斷，斷電保護(hù)電源板。CX901、CX902、CY901~CY906和L901~L903組成共模和差模電路，一是濾除市電的干擾脈沖，二是減少開(kāi)關(guān)電源對(duì)電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾，以滿足EMC標(biāo)準(zhǔn)的要求。R902~R907為泄放電阻，在交流輸入關(guān)斷時(shí)，對(duì)CX901.CX902電容放電，以滿足安全電壓要求。

(2)市電整流濾波電路

濾除干擾脈沖的AC220V交流電壓，通過(guò)橋堆BD901和CF901、CF902整流濾波，產(chǎn)生約100Hz的脈動(dòng)直流電壓Vac，由于濾波電路電容CF901、CF902容量較小，該電壓負(fù)載較輕時(shí)為300V左右;在負(fù)載較重時(shí)為230V左右。100Hz 的300V脈動(dòng)直流電壓Vac經(jīng)儲(chǔ)能電感LF902送到PFC開(kāi)關(guān)管VF901的D極。

2、PFC電路

(1)啟動(dòng)校正過(guò)程

300V脈動(dòng)電壓Vac經(jīng)儲(chǔ)能電感LF902送到PFC電路VF901的D極;二次開(kāi)機(jī)后，開(kāi)關(guān)機(jī)控制電路送來(lái)的VCC1電壓，經(jīng)RF923加到NF903的⑧腳，為其提供工作電壓，NF903啟動(dòng)工作，產(chǎn)生鋸齒波脈沖電壓，經(jīng)內(nèi)部電路處理后，從⑦腳輸出激勵(lì)脈沖，開(kāi)關(guān)管VF901工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

當(dāng)VF901飽和導(dǎo)通時(shí)，市電整流濾波后的300V脈動(dòng)電壓Vac經(jīng)電感LF902、VF901的D-S極到地，形成回路，在電感LF902兩端產(chǎn)生左正、右負(fù)的感應(yīng)電壓;當(dāng)VF901截止時(shí)，300V脈動(dòng)電壓Vac經(jīng)電感LF902、VDF902//VDF903、CF903、CF904到地，對(duì)CF903、CF904充電，同時(shí)，流過(guò)LF902的電流呈減小趨勢(shì)，電感兩端必然產(chǎn)生左負(fù)右正的感應(yīng)電壓。這一感應(yīng)電壓與300V脈動(dòng)電壓的直流分量疊加，在濾波電容CF903、CF904正端形成380V左右的PFC電壓。

(2)穩(wěn)壓過(guò)程

PFC電壓經(jīng)RF901~RF904與RF905//RF906分壓后，作為取樣電壓從NF903的①腳輸入;儲(chǔ)能電感LF902的次級(jí)感應(yīng)電壓作為過(guò)零檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)RF919送到NF903的⑤腳。上述取樣和檢測(cè)電壓經(jīng)內(nèi)部比較放大后，進(jìn)行對(duì)比與運(yùn)算，確定輸出端⑦腳的脈沖占空比，維持輸出電壓的穩(wěn)定。(3)過(guò)流保護(hù)電路

FAN7930C的④腳為電流檢測(cè)輸入端，通過(guò)RF914對(duì)MOSFET開(kāi)關(guān)管VF901的S極電阻RF913兩端電壓進(jìn)行檢測(cè)。RF913 兩端的電壓降反映了PFC電路電流的大小，若流過(guò)VF901的電流過(guò)大，則RF913兩端的電壓降隨之增大，當(dāng)NF903的④腳電壓超過(guò)0.8V時(shí)，PFC就會(huì)停止輸出。

3.副電源電路

康佳KPS+L120C3-01電源板副電源電路如圖3所示，主要由NB905、大功率MOSFET開(kāi)關(guān)管VB901、變壓器TB901、穩(wěn)壓電路誤差放大器NB952 (TL431)、 光耦NW950( PC817B )為核心組成。

(1)啟動(dòng)工作過(guò)程

PFC電路啟動(dòng)和待機(jī)狀態(tài)輸出的+300V電壓PFC，通過(guò)TB901的②-④初級(jí)繞組為VB901供電;市電整流濾波后產(chǎn)生的Vac脈動(dòng)電壓經(jīng)RB906、RB907向NB905的⑧腳提供啟動(dòng)電壓，通過(guò)內(nèi)部恒流源向⑥腳外接電容器CB919充電，當(dāng)⑥腳電壓達(dá)到16V時(shí)，開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)工作，NB905從⑤腳輸出激勵(lì)脈沖，推動(dòng)VB901工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其脈沖電流在輸出變壓器TB901中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，其中⑥-⑦繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，經(jīng)RB916限流、VDB916整流.CB916濾波后產(chǎn)生vCC直流電壓，再經(jīng)VDB917、VB918、VDB918組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，一是經(jīng)RB919產(chǎn)生VDD電壓，送到NB905的⑥腳，取代NB905的⑧腳內(nèi)HV啟動(dòng)電壓為控制電路NB905供電，此時(shí)內(nèi)部恒流源啟動(dòng)電路關(guān)閉;二是送到開(kāi)/關(guān)機(jī)控制電路，控制后為PFC和主電源驅(qū)動(dòng)電路供電。

(2)次級(jí)整流濾波電路

TB901的次級(jí)10~11~12繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓經(jīng)雙二極管VDB951整流，CB969、CB952、LB951、CB955組成的π式濾波后，輸出+5.3Vsb電壓，為主板控制系統(tǒng)供電。

(3)穩(wěn)壓控制電路

當(dāng)副電源輸出的+5.3Vsb電壓升高時(shí)，經(jīng)過(guò)取樣電路分壓，使NB952的采樣輸入端電壓升高，比較放大后NB952的電流增加，經(jīng)過(guò)光電耦合器NB951使NB905的②腳電壓降低，NB905輸出的脈沖變窄，開(kāi)關(guān)管VB901的導(dǎo)通時(shí)間變短，開(kāi)關(guān)電源輸出電壓降到正常值。當(dāng)開(kāi)關(guān)電源輸出電壓降低時(shí)，穩(wěn)壓過(guò)程與上述相反。

(4)開(kāi)關(guān)管過(guò)流保護(hù)電路

NB905的③腳為電感電流檢測(cè)輸入端，通過(guò)RB912對(duì)大功率開(kāi)關(guān)管VB901的S極電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)VB901的電流過(guò)大時(shí)，芯片進(jìn)入OCP保護(hù)狀態(tài)，停止輸出激勵(lì)脈沖。③腳的保護(hù)閾值與①腳電壓有關(guān)，①腳電壓為1V時(shí)，③腳過(guò)流保護(hù)閾值為0.85V;當(dāng)①腳電壓為3V時(shí)，③腳過(guò)流保護(hù)閾值為0.7V。這個(gè)特性為恒功率輸出控制，自動(dòng)適應(yīng).市電AC100V~250V的供電需要。

(5)尖峰吸收保護(hù)電路

大功率開(kāi)關(guān)管VB901的D極與VDB910、CB910、RB910組成的尖峰脈沖吸收電路相連接。當(dāng)開(kāi)關(guān)管VB901截止時(shí)，在TB901的②-④初級(jí)繞組產(chǎn)生較高的反峰壓，該反峰壓經(jīng)尖峰吸收電路吸收釋放，避免開(kāi)關(guān)管截止期間將開(kāi)關(guān)管VB901擊穿。

(6)市電過(guò)壓、欠壓保護(hù)電路

NB905的①腳內(nèi)設(shè)電壓檢測(cè)和保護(hù)電路，該腳電壓正常時(shí)在0.9V~5V之間，當(dāng)①腳電壓低于0.7V或高于5.2V時(shí)，保護(hù)電路啟動(dòng)，NB905停止工作。市電整流濾波后產(chǎn)生的脈動(dòng)Vac電壓經(jīng)RB901~RB904與RB905分壓后，送到NB905的①腳。當(dāng)市電電壓過(guò)高或過(guò)低，達(dá)到保護(hù)設(shè)計(jì)閾值時(shí)，NB905保護(hù)電路啟動(dòng)，開(kāi)關(guān)電源停止工作。市電整流濾波后產(chǎn)生的脈動(dòng) Vac電壓還經(jīng)RB924~RB927與RB928分壓后送到VB928的b極，市電電壓正常時(shí)VB928導(dǎo)通，VB929截止，對(duì)VCC穩(wěn)壓電路VB918不產(chǎn)生影響;當(dāng)市電電壓過(guò)低時(shí)，VB928截止，VB929導(dǎo)通，將vCC穩(wěn)壓電路VB918的b極電壓拉低，VB918截止，停止輸出vcC電壓，副電源和PFC電路、主電源因供電過(guò)低停止工作。

(7)輸出過(guò)壓保護(hù)電路

當(dāng)開(kāi)關(guān)電源輸出的+5.3Vsb電壓達(dá)到6.2V時(shí)，擊穿穩(wěn)壓管VDB961，迫使VB957導(dǎo)通，光耦NB953導(dǎo)通，其內(nèi)部光敏三極管導(dǎo)通，從③腳輸出高電平經(jīng)RB922、RB923向NB905的①腳和③腳注入高電平，NB905據(jù)此進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)電源停止工作。

(8)光耦開(kāi)路保護(hù)

NB905的②腳為穩(wěn)壓FB控制輸入端，具有光耦開(kāi)路保護(hù)功能OLP。當(dāng)外接穩(wěn)壓光耦NB951開(kāi)路，②腳電壓上升到4.6V時(shí)，芯片進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，并自鎖在5.3V高電平。當(dāng)該腳電壓低于2.4V時(shí)，芯片自動(dòng)進(jìn)入綠色節(jié)能狀態(tài);當(dāng)工作頻率降到23kHz，負(fù)載增加，致使該腳電壓上升到3V時(shí)，芯片自動(dòng)轉(zhuǎn)到正常模式，工作頻率為65kHz。

4.主電源電路

該電源板中主電源電路如圖4所示。

(1)FFR1700L簡(jiǎn)介

FFR1700L 是集成了MOSFET管和LIC半橋諧振控制功能的芯片，通過(guò)對(duì)頻率的控制達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的作用，可以方便地調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)。該芯片內(nèi)含振蕩器、計(jì)數(shù)器、延遲移相、高低端驅(qū)動(dòng)和高低端MOSFET開(kāi)關(guān)管等，設(shè)有OVP/OCP/OTP等保護(hù)功能，其引腳功能見(jiàn)表1。

(2)啟動(dòng)供電過(guò)程

二次開(kāi)機(jī)后，PFC電壓加到NW920的①腳，同時(shí)NF903從②腳輸出RDY高電平，經(jīng)VDF915使vw903、vw902導(dǎo)通，輸出的vcC1電壓，向NW920的⑦腳提供LvcC供電，主電源啟動(dòng)工作。NW920振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖信號(hào)經(jīng)集成塊內(nèi)部相關(guān)電路處理后，形成相位完全相反的兩組激勵(lì)脈沖信號(hào)，推動(dòng)內(nèi)部半橋式推挽輸出電路上臂和下臂MOSFET開(kāi)關(guān)管，進(jìn)入開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，變化電流流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器TW902的初級(jí)繞組，在TW902中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。TW902次級(jí)繞組④//②-⑤//⑥-③//④腳輸出的感應(yīng)脈沖電壓經(jīng)VDW951、VDW952整流、CW951、CW952、LW951、CW953等濾波后，產(chǎn)生+24V電壓，為背光燈板等負(fù)載電路供電;TW902次級(jí)繞組⑧-⑨-①腳輸出的感應(yīng)脈沖電壓經(jīng)VDW953整流、CW956、cw957 LW952.CW958等濾波后，產(chǎn)生+12.2V電壓，經(jīng)連接器輸出，為主板等負(fù)載電路供電。

(3)穩(wěn)壓控制電路

主開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)壓電路由光電耦合器NW951、取樣誤差放大電路NW952(TL431)組成，對(duì)TW902次級(jí)輸出的+24V、12.2V電壓進(jìn)行取樣，加到誤差放大器NW952的①腳，經(jīng)NW952內(nèi)部比較放大后，產(chǎn)生誤差電壓，通過(guò)光電耦合器NW951調(diào)整FFR1700L的③腳內(nèi)部振蕩器的振蕩頻率，進(jìn)行穩(wěn)壓控制。

(4)過(guò)流保護(hù)電路

NW920的④腳為電流檢測(cè)輸入端，RW907為內(nèi)部開(kāi)關(guān)管的S極電流檢測(cè)電阻，NW920的④腳通過(guò)RW906與RW907的AGND端相連接。RW907兩端的電壓降反映了主電源電路電流的大小，當(dāng)NW920的④腳電壓超過(guò)保護(hù)設(shè)定值時(shí)，nW920就會(huì)停止工作。

5.開(kāi)/關(guān)機(jī)與保護(hù)電路

該電源板開(kāi)關(guān)機(jī)控制電路如圖5所示，并設(shè)有以模擬可控硅為核心的主電源過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路。

(1)開(kāi)/關(guān)機(jī)控制電路

開(kāi)機(jī)時(shí)，主板送來(lái)PS- ON高電平，vw979導(dǎo)通，光耦NW955導(dǎo)通，將PNP三極管vw901的b極電壓拉低而導(dǎo)通，副電源輸出的vcc電壓經(jīng)vw901輸出vCC1供電，為PFC和主電源驅(qū)動(dòng)電路供電，PFC電路和主電源啟動(dòng)工作，輸出+24V和+12.2V電壓，進(jìn)入開(kāi)機(jī)狀態(tài)。待機(jī)時(shí)PS-ON變?yōu)榈碗娖?，Vw979截止，光耦NW955截止，VW901截止，切斷vcC1供電，PFC電路和主電源停止工作，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

(2)模擬可控硅保護(hù)電路

模擬可控硅由VW972、VW973為核心組成，過(guò)壓保護(hù)電路由13V穩(wěn)壓管VDW961和27V穩(wěn)壓管VDW962，隔離二極管VDW963組成。當(dāng)主電源輸出的12.2V電壓升高到13V時(shí)，擊穿穩(wěn)壓管VDW961，經(jīng)VDW963向模擬可控硅電路vw973的b極注入高電平，模擬可控硅保護(hù)電路啟動(dòng);當(dāng)主電源輸出的24V電壓升高到27V時(shí)，擊穿穩(wěn)壓管VDW962，經(jīng)VDW963向模擬可控硅電路Vw973的b極送入高電平觸發(fā)電壓，模擬可控硅保護(hù)電路啟動(dòng)。VW973的b極得到高電平時(shí)，模擬可控硅電路導(dǎo)通，將開(kāi)關(guān)機(jī)控制電路光耦NW955的①腳電壓拉低，NW955截止，VW901截止，切斷VCC1供電，PFC電路和主電源停止工作，進(jìn)入待機(jī)保護(hù)狀態(tài)。過(guò)流保護(hù)電路由取樣電阻RW969 (見(jiàn)圖5所示)，運(yùn)算放大器NW956A (LM358) 為核心組成，RW969串聯(lián)在12.2V輸出電路中，當(dāng)12.2V負(fù)載電路發(fā)生短路故障，造成電流過(guò)大時(shí)，在RW969兩端產(chǎn)生的電壓降增大，迫使運(yùn)算放大器NW956A的①腳電壓翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，經(jīng)VDW987將15V穩(wěn)壓管VDW968擊穿，向模擬可控硅電路VW973的b極送入高電平觸發(fā)電壓，模擬可控硅保護(hù)電路啟動(dòng)。

二、維修實(shí)例

例1:三無(wú)，指示燈不亮。分析檢修:測(cè)量市電輸入電路的保險(xiǎn)絲F901未斷，測(cè)量開(kāi)關(guān)電源無(wú)電壓輸出，判斷該開(kāi)關(guān)電源電路發(fā)生故障。對(duì)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量驅(qū)動(dòng)電路NB905的⑧腳無(wú)啟動(dòng)電壓，對(duì)⑧腳外部的啟動(dòng)電路RB906、RB907進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)RB906燒斷，更換RB906后，故障排除。

例2:三無(wú)，指示燈不亮。分析檢修:測(cè)量市電輸入電路的保險(xiǎn)絲F901未斷，測(cè)量電源無(wú)5.3Vsb電壓輸出。測(cè)量C9O3//CF904兩端300V電壓和NB905的⑧腳啟動(dòng)電壓正常，測(cè)量驅(qū)動(dòng)電路NB905的①腳電壓為2.3V，⑥腳電壓僅為4V，測(cè)量電源板負(fù)載和TB901次級(jí)整流濾波電路無(wú)短路故障，外接18V電源為NB905供電，開(kāi)關(guān)電源仍不能啟動(dòng)，懷疑NB905內(nèi)部不良。試更換NB905后，故障排除。維修實(shí)踐表明，帶有高壓恒流源啟動(dòng)電路的IC容易損壞，故障原因可能是內(nèi)部電路抗高壓沖擊能力差所致。

例3:5.3Vsb電壓正常，無(wú)24V和12.2V輸出。分析檢修:判斷故障在PFC電路或主電源電路。采用脫板維修:把開(kāi)機(jī)控制腳PS -ON與5.3V端用導(dǎo)線短接強(qiáng)行開(kāi)機(jī)后，主電源仍無(wú)輸出，此時(shí)測(cè)量5.3V電壓在2.5~3.3V波動(dòng)。判斷一是副電源帶負(fù)載能力降低，二是副電源開(kāi)機(jī)后的vCC負(fù)載電路故障。測(cè)量5.3V濾波電容和負(fù)載電路未見(jiàn)異常，檢查vCC供電和負(fù)載電路，發(fā)現(xiàn)PFC校正電路NF903的⑧腳對(duì)地電阻很低，僅為10Ω，斷開(kāi)⑧腳檢查外部電路，發(fā)現(xiàn)CF923漏電擊穿，更換CF923后，故障排除。

例4:指示燈亮，不開(kāi)機(jī)。分析檢修:開(kāi)機(jī)檢測(cè)到24V輸出偏高為27.5V，可以確定是24V電壓偏高導(dǎo)致保護(hù)電路啟動(dòng)，造成不開(kāi)機(jī)故障。檢查主電源穩(wěn)壓電路，測(cè)光耦NW951的①、②腳之間的壓降為1.12V，偏高，但是測(cè)誤差放大器NW952(TL431 )的基準(zhǔn)電壓2.5V正常，可以確定穩(wěn)壓環(huán)路無(wú)故障。檢測(cè)PFC電路輸出電壓PFC，發(fā)現(xiàn)該電壓為430V明顯偏高，可以確定故障在PFC電路，測(cè)PFC取樣①腳電壓為2.5V，挨個(gè)測(cè)PFC的①腳外圍的取樣電阻，發(fā)現(xiàn)RF901的阻值變大，將其代換后PFC電壓降為380V，故障排除。