夏普32英寸液晶電源板主開關電源電路原理分析說明

　　夏普32LX335、 32A15DA、 32LX235 、 32BX350 、32N-X1 55A、 32NX230A、 32LX150A型LED平板彩電所用的電源板基本相同。該電源板在社會上擁有量大，但在夏普維修手冊中因為沒有該電源板的電路圖，使得維修極為困難，為此，根據(jù)實物畫出該電源板的電路圖，以解決該電源板維修之急需。該機的電源板是主開關電源與LED背光電路二合一板，因為是32英寸平板彩電，整機耗電量小，故220V整流之后的300V脈動電壓直接加給主開關電源電路，沒有PFC電路。主開關電源芯片采用8腳雙列直插MIP004，背光電路采用14腳雙列貼片MP24830。

主開關電源電路見下圖所示。

主開關電源芯片MIP004各引腳功能：⑤腳：振蕩啟動電壓輸入端。AC220V整流濾波成300V后經(jīng)大阻值電阻限流降壓加到此腳，經(jīng)IC內部恒流源為IC啟動振蕩供電。因為串聯(lián)的限流電阻阻 值大，使此啟動電路供給的電能很小，僅能維持芯片振蕩1s左右。如果芯片②腳不能得到來自外部電路更大的電能供電，僅憑⑤腳輸入的啟動電壓，IC會處在微 弱的間歇振蕩狀態(tài)。正常工作時，⑤腳電壓為320V。②腳：在開關電源沒有啟動工作前，由⑤腳提供啟動電壓加到②腳內部振蕩電路，開關電源因此得以啟動振 蕩。開關電源進入正常工作狀態(tài)后，開關電源變壓器輔 助繞組產生的感應電壓經(jīng)整流后得到20V，加到②腳為振蕩電路提供足夠的供電，使芯片持續(xù)工作。正常工作時②腳電壓為20V。④腳：有兩個功能，一是開關 電源的誤差電壓輸入端，一是開關電源AC檢測電路產生的保護電壓也加到該腳。當220V市電電壓下降到100V以下時，為了防止開關電源管過流損壞，此時 把高電平加到④腳關閉振蕩。④腳正常電壓為5.7V。①腳：開關管驅動脈沖輸出接大功率MOS開關管的G極，實測是（NO⑧腳：開關管過流檢測輸入端。大功率MOS開關管S極到地一般串聯(lián)一只0.25Ω的電流取樣電阻， 在其上產生的壓降加到⑧腳，當開關管過流時⑧腳的輸入電壓會升高，觸發(fā)IC內部的過流保護電路動作，關閉開關電源的振蕩，以防止燒壞零件。⑧腳正常為 0V。⑦腳：接地。③腳：開關管導通觸發(fā)輸入端。與開關電源變壓器的輔助繞組相連，當MIP004芯片的①腳輸出正脈沖電壓時，MOs開關管導 通，+300V電壓經(jīng)開關變壓器的初級繞組和開關管的D-S到地，該電流把市電的電能儲存到開關變壓器中。當開關管截止時，開關變壓器的次級產生正的方波 電壓，經(jīng)整流二極管整流和大電解電容濾波得到的直流電壓為整機供電，把開關變壓器中儲存的市電電能向負載供 電（把變壓器中儲存的電能向負載釋放）。與此同時，輔助繞組產生正相脈沖電壓加到IC芯片的③腳，經(jīng)IC內部電路的作用維持①腳輸出0V（維持開關管的截 止），讓變壓器在開關管截止期間持續(xù)為負載供電。當開關變壓器中儲存的電能向負載釋放完畢時，開關變壓器各繞組感應電壓變成0V，輔助繞組產生的感應電壓 也下降到0V，輔助繞組感應電壓下降到0V的瞬間加到③腳的脈沖電壓由正變成0V，稱此為“過零點”，芯片內部的過零檢測電路據(jù)此觸發(fā)IC內部數(shù)字電路狀 態(tài)翻轉，使①腳輸出由0電平翻轉到高電平加到開關管的G極，開關管再次導通，為開關變壓器再次充入市電的電能，進入下一周期的工作過程。

主開關電源的工作流程：220V交流電經(jīng)全橋D整流、L7002和C7079濾波得到300V脈動直流電壓，經(jīng)開關變壓器T7001的L1繞組加到開關 管Q7001的D極，L1并聯(lián)的R7006、 C7107、 D7003、 C7016用于吸收當開關管由導通到關閉轉換時刻產生的尖鋒電壓，防止此尖峰電壓擊穿開 關管。Q7001的S極到地接有四只并聯(lián)的1Ω電阻（R7011、 R7152、 R7153、 R、7154），用于限制開關管的峰值電流。開關管在導通時，S極的電流流過這四只電流取樣電阻，轉化成反映開關管電流成正比的電壓，經(jīng)R7009加到 IC的過流保護輸入端⑧腳。當開關管過流時，⑧腳的電壓同比升高超過電流保護的門限，引發(fā)IC內部的過流保護電路動作，關閉①腳的驅動脈沖輸出，以防止燒 壞零件。

①腳輸出開關管驅動脈沖：①腳到開關管的G極之間，接有D7004 、 R7007 、 R7008阻值很小，僅68Ω） 、用于產生較大的開關管G極驅動電流，讓開關管快速從截止狀態(tài)轉換到飽和導通狀態(tài)，以降低開關管的開啟損耗。R7007、 D7004反向接在IC的①腳與開關管的G極之間，目的是加速開關管從導通到截止的轉換速度，降低開關管的關斷功耗。當IC的①腳輸出從高電平跳變到低電 平時，會關斷開關管，因為有D7004的導通，開關管G極存儲的電荷可以同時經(jīng)R7007 、 D7004 、R7008、 IC的①腳泄放到地，這就加快了開關管關斷的速度。

在開關管截止時，當開關變壓器中儲存的電能向負載泄放完時，開關變壓器 T7001的輔助繞組L2上端的脈沖電壓由正跳到0V，形成觸發(fā)脈沖的下降沿（稱為過零脈沖），該下降沿電壓經(jīng)R7010、R7012分壓后加到IC的③ 腳，通過③腳內部電路的作用，從①腳輸出正脈沖的前沿，接通開關管，讓開關變壓器再次充入市電的電能，開啟下一周期開關電源的工作。

　　IC的持續(xù)供電：開關變壓器輔助繞組L2產生的脈沖電壓經(jīng)D7005整流、C7017濾波后提供20V供電。②腳外電路中穩(wěn)壓管D7008、Q7002組成穩(wěn)壓電路，為IC提供一個穩(wěn)定的供電。D7008的穩(wěn)壓值是20.5V、L2次級經(jīng)D7005整流得到的22V電壓，經(jīng)R7016、D7008串聯(lián)穩(wěn)壓，得到穩(wěn)定的20.5V接Q7002基極，從發(fā)射極輸出經(jīng)穩(wěn)壓的20V加到IC②腳。

IC的過壓保護：當開關電源穩(wěn)壓異常，開關電源輸出的電源電壓過高時，L2繞組經(jīng)D7005整流后的電壓也同比升高，穩(wěn)壓管D7006、D7007就會擊穿導通，把異常升高的電壓加到IC的②腳，②腳內部的過壓保護電路就會啟動，關斷①腳的驅動輸出，防止損壞零件。

AC檢測電路：AC檢測電路的目的，是為了防止當市電電壓過低時，引起開關管過流損壞。當AC220V供電降低時，為了保持開關電源輸出給整機的供電電 壓穩(wěn)定不變，就要增大開關管的導通寬度，增大開關管的峰值電流，以此來維持開關電源輸出的電壓不隨AC220V下降而同步下降。當AC220V市電低于 100V時，開關管的峰值電流會變得很大，開關管易出現(xiàn)過流損壞，為此，設置了AC檢測電路。本機的AC檢測電路由穩(wěn)壓管D7011、D7010、 Q7006、Q7005組成。輸入的AC220V市電，經(jīng)D7025、R7024和D7026-R7021整流后合并成一路，得到全波脈動電壓，再經(jīng) R7090、R7091、28V穩(wěn)壓管D7011、R7020、R7022、R7023分壓電路分壓，在R7022上分得的電壓再經(jīng)12V穩(wěn)壓管 D7010加到Q7006的基極。當市電電壓高于AC100V時，加在上述串聯(lián)電路的電壓足夠高，引起兩個穩(wěn)壓管D7011、D1010導通，高電平加到 Q7006的基極，Q7006導通，Q7005、D7038截止，不影響IC芯片④腳的電壓，IC正常振蕩工作；當市電電壓降低到AC100V時，穩(wěn)壓管 D7011、D7010截止，Q7006截止，Q7005導通，該管發(fā)射極輸出的高電平經(jīng)D7038加到IC芯片的④腳，引起IC內部保護電路動作，關斷 ①腳的驅動輸出，開關電源停止工作，防止損壞開關管。

開關電源的穩(wěn)壓過程：開關變壓器T7001次級L4繞組產生的感應電壓，經(jīng) D7012整流，C7073、L7004、C7031濾波，得到UR13.5V電源電壓為主板供電。該電壓經(jīng)下述分壓取樣電路進行取樣：在R7036上分 得的取樣電壓加到誤差放大器IC7005的控制端，誤差放大器的輸出端接穩(wěn)壓隔離光禍IC7002的②腳（發(fā)光管負極）；同時，UR13.5V電壓經(jīng) R7043限流加到IC7002的①腳（發(fā)光管正極）。當開關電源的輸出電壓UR13.5V比標準值升高時，R7036上分得的電壓也同比升 高，IC7005控制極電壓升高，IC7002內發(fā)光管發(fā)光變強，④、③腳間內部阻值變小，電流變大，④腳電壓升高，引起開關電源塊①腳輸出的正方波變 窄，開關管導通變窄，T7001初級繞組電流變小，儲能變少，引起次級輸出電壓降回到正常值。

電源板的開／關機控制：主板微處理器對 電源板發(fā)出電源開、關的控制電壓PS-ON，加到電源板P7002的⑦腳，對Q7008、Q7007、Q7009進行開／關機控制。當主板對電源板發(fā)出開 機指令PS-ON為高電平3.3V時，經(jīng)R7158、R7034加到Q7008的基極，Q7008導通，集電極為低電平，PNP的 Q7007導通，集電極輸出高電平，Q7009導通，把R7037/R7038左端接地。穩(wěn)壓電路的下取樣電阻由87036、87037、87038組 成，這使得取樣電路的下取樣電阻阻值變小，分壓也降低，加到誤差放大IC7005控制極電壓下降，IC7002電流變小，④和③腳間的內阻變大，③腳加到 開關電源塊④腳的電壓下降，①腳輸出的正脈沖寬度變寬，開關管導通寬度變寬，開關變壓器儲能變多，次級輸出電壓升高到開機時的標準值13.5V。而當主板 發(fā)給電源板的PS-ON為低電平0v時，因為Q7008截止，Q7007、Q7009截止，R7037、R7038到地開路，此時下取樣電阻僅由 87036構成。因為沒有電阻的并聯(lián)，下取樣電阻R7036上取樣電壓升高，導致IC7005控制極電壓升高，IC7002電流變大，④和③腳間內阻變 小，開關電源IC的④腳電壓升高，開關電源的輸出降低到7.8V。