摘要:长虹电源板JCL50D,2SF560运行在大屏幕液晶电视65D8K系列产品上,该电源板电路具备典型性及参考性,对实践培修有指点作用,长虹电源板JCL50D,2SF560重要用在65D8K系列产品上,图1、图2为实物图,该电源板输入的19V,一路为主板
长虹电源板JCL50D- 2SF560运行在大屏幕液晶电视65D8K系列产品上。该电源板电路具备典型性及参考性,对实践培修有指点作用。长虹电源板JCL50D-2SF 560重要用在65D8K系列产品上,图1、图2为实物图。该电源板输入的19V,一路为主板提供电压;一路经过升压电路为屏灯条供电,灯串电流为恒定的560mA。
1、电源信号流程
此电源组件重要由交换滤波整流电路、PFC电路(管理芯片FAN7930C)、LED驱动管理电路(管理芯片BD94121F)、19V(管理芯片LD7538)输入电路、包全管理电路等组成。其信号流程如图3所示。
2、交换抗搅扰电路
220V交换电经过插座CON1,经保险管F1和压敏电阻VR1,LF1.LF2的两级滤波抗搅扰,再经过BD1桥式整流输入约300V直流电压,提供应后级PFC电路。关系电路如图4所示。
交换抗搅扰电路驳回两级EMI(搅扰)低通滤波器,把50Hz的电源功率毫无衰减地传输到零件,包全零件免受电源进线的搅扰,同时,又能有效地管理零件自身发生共模搅扰信号,防止它们进入电网,污染电磁环境,危害其余设施。
当瞬间高电压或有雷电进入时,压敏电阻VR1两端电压升高,超越包全电压值560V时,漏电电流增大凑近短路,使F1保险管因过流而熔断,对后级电路起到包全作用。
LF1、LF2为共模扼流圈,它是绕在同一磁环上的两只独立线圈,圈数相反绕向相反,在磁环中发生的磁通相互对消,磁芯不会饱和,重要克服共模搅扰。
CY3、CY4为共模电容;CX1、CX2为差模电容,重要克服共模搅扰,即前线和零线区分与地之间的搅扰。
3、PFC电路
PFC电路重要由ICI(FAN7930C )管理芯片、三极管Q5.Q6,开关管Q7、Q8,升压二极管D2,滤波电容C3组成。PFC电路的上班频率很高,大概60kHz。PFC电路的特点是不论交换电处于波峰,还是处于波谷,延续的从电网吸取电能为零件供电,关系电路如图5所示。
3.1芯片FAN7930C
FAN7930C是飞兆半导体公司推出的一款有源功率因数校对(PFC)管理器,用于在临界导通形式(CRM)下运转的升压PFC运行。它经常使用电压形式PWM,将外部斜坡信号与误差加大器输入启动比拟,发生MOSFET关断信号。由于CRMPFC管理器不须要整流后的交换线路电压消息,所以节俭了CRMPFC管理器所需的输入电压感应网络的功率损耗。
FAN7930C提供过电压包全(OVP)、开路反应包全、过电流包全(OCP)、输入电压缺失检测,以及欠压锁定包全(UVLO)。PFC引脚可用于在PFC输入电压到达带有通畅的正确水平时触发其余功率级。假设INV引脚电压低于0.45V,且运转电流降至十分小时,则可以禁用FAN7930C。经过经常使用新型的可变导通时期管理方法,THD低于传统的CRM升压PFC集成电路。
(1)芯片FAN7930C引脚配置
1脚IVN:为误差加大信号输入端,具备输入定电压管理、输入过电压管理以及输入开环管理配置。此引脚反常上班为2.5V,当该脚电压超越2.675V时,芯片将一一脉冲关断;当输入开环,此脚电压低于0.45V时,振荡中止,上班处于待机形式。
2脚RDY:该引脚用于检测PFC输入。当输入电压到达额外输入电压的89%时,该引脚被拉高,为(开漏)输入类型。
3脚COMP:为芯片外部的跨导误差加大器输入脚。此引脚具备误差加大器相位校对补救配置。
4脚CS:为过电流检测信号输入端。此引脚具备过电流包全以及电感(MOSFET)电流检测配置。
5脚zCD:为零电流检测端。在反常上班中,若此引脚电压由1.5V降低于1.4V以下时,芯片将关上MOSFET。
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6脚GND:为芯片的接地端。
7脚oUT:为门极驱动输入端。输入驱动才干为+ 500mA/-800mA,可以直接驱动中心电路。
8脚Vcc:为芯片提供电源。
(2)FAN7930C芯片外部上班电路简明剖析
理论状况下电源电压(Vcc)是由电感副绕组供应,从而被称为启动电源。假设没有这种启动电源,辅佐绕组可用于电源的零电流检测。一旦电源电压Vcc超越12V外部启动,而启动电压降低到8.5V时就会封锁,关系电路如图6所示。
INV引脚嵌入了许多配置:跨导加大器、输入OVP比拟器、禁用比拟器和输入UVLO比拟器。关于输入电压管理,经常使用跨导加大器替代传统的电压加大器。跨导加大器(电压管理电流源)有助于成功OVP和禁用配置。加大器的输入电流依据加大器的反相和非反相输入的电压差而变动。
为了消弭线路输入电压对功率因数校对的影响,PFC的有效管理照应比线路频率慢,这与管理器的瞬态照应相抵触。两极零型补救可用于满足这两个要求。
3.2PFC电路剖析
BD1整流的100Hz脉动直流电压,经过储能电感L1的高级3-6绕组送到PFC功率因数校对电路Q7、Q8的D极。
开机(PS-ON)输入的高电平(3V左右)经RS16、RS2分压后在QS3的b极电压约为0.65V,使其导通,+19VS经过光耦IC4A导通电流增强,IC4B内光电三极管导通,Q4也导通,Z2稳压15V,防止VCC1电压过高造成后续电路损坏。
开关变压器T1高级副绕组TIF的6-5端电流经二极管D11整流、C18滤波后输入22V电压,经过Q4的c-e极构成vcC1给PFC管理芯片FAN7930C的8脚供电(见图7)。
在图5中,芯片FAN7930C 得电后开局上班,当7脚输入驱动信号,Q5导通,Q6截止,驱动信号使开关管Q7.Q8导通,300V电压经电感L1、Q7/Q8(D-S)、R62、R45到地构成回路;当7脚中止输入驱动信号,Q5截止,Q6导通,开关管Q7、Q8截止,300V电压不可经电感L1、Q7/Q8 (D-S)、R62、R45到地构成回路,那么流过L1电流呈减小趋向,电感两端肯定发生左负、右正的感应电压。这一感应电压与300V电压的直流分压叠加,在滤波电容C3正端构成390V左右的VDC直流电压。该电压岂但提高了电源的应用率,而且使得流过L1的电流波形和输入电压的波形趋于分歧,从而到达提高功率因数的目标。
PFC过压电路:输入电压的变动经R7、R8、R9与R44分压后作为VDC取样电压,由IC1的1脚输入;L1的次级4-5绕组感应电压经R40送到IC1的5脚,作为过零检测信号,输入PFC(VDC)取样电压和过零检测电压,经外部比拟加大后,启动对比与运算,确定输入端7脚的脉冲占空比,维持输入电压的稳固。在肯定的输入功率下,当输入电压降低时,IC1的7脚输入的脉冲占空比变大,开关管Q7.Q8的导通时期延伸,输入电压升高到反常值;当输入电压升高时,IC1的7脚输入的脉冲占空比变小,开关管Q7、Q8的导通时期缩短,输入电压降低到反常值。
过压、欠压包全电路:FAN7930C的8脚vCC1为供电送入端,并设有电压检测电路。当该脚电压过低或过高时,外部包全电路启动,切断IC外部供电,到达包全目标。FAN7930C的1脚输入电压取样输入端,内设误差加大器和采样点关断电路,该点反常电压在2.5V左右。当输入到1脚的取样电压低于0.45V或许高于2.675V时,PFC校对电路关断。
过流包全电路:FAN7930C的4脚为电流检测输入端,经过电阻R42对Q7/Q8的D极电阻R62、R45两端电压启动检测。R42两端的电压降反响了PFC电路电流的大小,当Q7/Q8电流过大,R42两端的电压降随之增大,4脚电压超越0.8V时PFC就会中止输入。
4、LED驱动管理电路 电热水器外部结构图高清大图
4.1LED驱动管理电路剖析
LED驱动管理电路重要由管理芯片BD94121F,处罚变压器T3、T2、Q13、Q14、Q2、Q3、二极管DL,VCC管理电路,FAIL电路,LED包全电路等组成。
BD94121F是一款经常使用频率管理LED电流的电流谐振型白光LED驱动器,具备低功耗的特点,上班电流的典型值为2.3mA,可以满足各类运行的低功耗须要。它的上班电源电压范畴为9.0V~18.0V,上班温度范畴为-40°C~+85°C。
BD94121F有多种配置,比如从脉冲到直流的转换配置,经过驱动频率成功电流和电压反应,经过外部PWM信号成功突发管理,经过外部直流信号成功模拟调光;还可以经过STB端子切换到保留形式和FAIL端输入失误信号。BD94121F集成了多种针对缺点条件的包全配置,包含过压包全、IC电源线的欠压检测LED短路包全和LED开路包全。
4.2BD94121F引脚配置具体形容
BD94121F引脚配置见表1。
1脚为vcC,电源引脚:反常上班范畴(典型值)为9V~18V。在vCC和地之直接的CL4为旁路电容,起消弭噪音的作用。
2脚为STB,用于芯片的开关设置:关机时可作为复位经常使用。STB电压普通低于vCC电压,芯片会依据STB引脚的输入电压,切换(ON/OFF )IC的形态,但不能在0.8V~2.0V的这两种形态之间设置开关。
3脚为芯片外部接地。
4脚为RT,经过外部IC的频率设置充放电电流;过扭转RRI引脚和GND之间电阻的阻值,可以设置驱动频率。此外, 频率或许会因位于RT和FB引脚之间的电阻RADJ出现变动。
5脚为FB,是LED电流反应(IS引脚)误差加大器和开路LED电压反应(VS引脚)误差加大的输入引脚。
FB和IS之间的电容CFBIS也选择了相位补救和亮度调理所需的LED电流启动时期.B和VS之间的电容CFBVS用于误差加大器的相位补救。
6脚为IS,这是LED电流反应误差加大器的输入引脚,反常电压为(ADIM/4.4)V[Typ]。当IS引脚电压低于(ADIM/8.8)V(Typ)或高于1.0V 时,输入将中止并锁存。在突发亮度调理封锁时期,50uA (典型值)电流从IS引脚流向外部电阻,器。
7脚为VS,这是开路LED电压反应(vS引脚)误差加大器的输入引脚。当LED开路时电压为1.25V;当LED亮起时,电压为0.5V~1.0V。当VS引脚电压超越1.25V时,包全电路开局上班,假设超越CP定时器设置时期(Timer Latch),它将封锁。
8脚为PWM/COMP,此引脚电压由驱动输入N1.N2的DUTY固定,与外部IC的锯齿波比拟。该引脚具备100pA的灌/拉电流才干,当外部电容衔接在PWM/CMP和GND之间时,IC将在亮度启动阶段运转PWM。
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9脚为CP,该引脚设置从意外检测点到封锁(定时器锁存)的时期。CP脚外接电容有1nA恒流充电,电压超越2.0V时关断。在软启动时期,即使满足CP引脚充电条件(定时器锁存),cP外部电容器也不充电。
10脚为PWM_IN,经过PWM_IN引脚输入PWM脉冲信号,可以调理突发亮度(高电平:1.8V以上,低电平:0.8V以下),见表2。
11脚为ADIM,该引脚是用于模拟调光的直流信号的输入和输入引脚。依据ADIM输入电平,每个引脚的配置变动见表3。
ADIM电压的1/4.4 为IS阈值电压,具备线性个性。然而,ADIM电压低于0.44V(Typ),Is阈值电压被钳位在0.44V/4.4=0.1V( Typ );ADIM电压超越2.2V (Typ),Is 阈值电压被钳位在2.2V/4.4=0.5V(Typ)。假设要经常使用线性个性范畴时,需将ADIM电压设置为0.5V~2.1V,而脉冲信号输入到PWM2DC端, 再经过IC外部的100k电阻和衔接在ADIM端的电容器对其启动平均(这象征着脉冲到DC信号传输电路)。
12脚为SS,这是软启动时期和SDON时期设置引脚。2.0uA(典型值)电流充电到外部电容(0.01uF~0.1uF)。当SS端电压高于2.0V时,可以检测到cOMPSD;当SS端电压小于2.0V时,锁存包全电路不举措。当ss端电压高于2.5V时,软启动成功。当软启动处于运转形态时(SS引脚电压小于2.5V),CP充电时定时器锁存包全电路不会运转。
13脚为FAIL,这是IC的缺点信号输入引脚。在反常状况下,它输入低电平,并在定时器锁存后变为Open,以防检测就任何意外。Open时期的上拉电压肯定为低于FAIL引脚的额外电压5.5V。在FAIL引脚与地接有0.1uF的降噪电容。
14脚为COMPSD,这是过压包全电路比拟器的输入引脚。比拟器检测电压为4.0V(Typ),开局计数2个CLK过压检测。2个CLK计数后被定时器锁存封锁。
15脚为PWM2DC ,脉冲信号输入端,经过IC外部的100kI电阻和衔接在ADIM端的电容器对其启动平均(即脉冲到DC信号传输电路)。当高于8V (Typ)的电压强迫施加到PWM2DC端时,IC中的缓冲器输入变为高阻抗,IC配置转变为直接DC输入形式到ADIM。
16脚为PGND,这是驱动器局部输入引脚N1、N2的电源GND引脚。该引脚不与IC外部的GND引脚衔接。
17脚为N2低侧外部场效应管的栅极驱动输入引脚。普统统过约10Ω的电阻将其衔接到FET栅极,目标是为了降噪。栅极经过1k~10k的电阻下拉至源极。18脚为N1低侧外部NchFET的栅极驱动输入引脚。普统统过约10Ω的电阻将其衔接到FET栅极,作用降噪。栅极经过1kΩ~10kΩ的电阻下拉至源极。
4.3实践电路运用
4.3.1 LED驱动实践电路(如图8所示)
(1)芯片中心电路剖析零件输入开机信号PS-ON高电平4.5V,经电阻RS16.RS2分压后在三极管QS3的基极电压为0.65V,使其导通,使加载在电阻RS1的19V电压经光耦IC4.QS3(c-e极)到地,光耦电流增强,在X1接点上的电压为0V,并衔接在DL19二极管的负端,造成三极管QL1的b极为低电平,使其导通,电压19V经过QL1(e-c极)到QL5的c极,由于QL5的b极接了反相稳压二极管ZL3,b极电压稳固在13V,QL5将导通,使19V电压输入到芯片ICL1的1脚作为供电电压;另一路作为VCC3到LED1+、LED2+过压包全电路。
零件开启时输入背光开关信号BL- ON,经电阻RL62、RL63分压,直接输入到芯片ICL1的2脚STB,作为芯片封锁/开启管理输入。电阻RL64的阻值为基本频率设定,RL65的阻值为驱动频率设定。在芯片的5、6脚间的电容CL2设定相位补救和亮度调理所需的LED电流启动时期。电容CL9用于芯片内误差加大器的相位补救。
PWM信号经过电阻RL61、RL68作为芯片PWM调光管理,在11脚接电容CL14到地封锁了模拟调光。
CL17为软启动充电电容,当充电电压到2.5V时开局启动。反常上班时小于2.5V,容量大小选择软启动时期。CL41为FAIL的降噪电容。
VCC电压其中一路经RL57、RL58分压到芯片的15脚,经过施加在该脚上的电压大小扭转调光形式是直流还是脉冲。
芯片的14脚接过压包全电路(见图9),当LED1+和LED2+其中恣意一路电压过高时, 区分经分压电阻RL13、RL17、RL21,二极管DL11和RL14、RL18、RL22,二极管DL12,最后在二极管上的反相电压过压时,三极管QL2的b极电压回升,造成其截止coMPSD无输入,与芯片外部基准电压4V比拟后,芯片中止上班。
(2)功率转换驱动电路(如图10所示)
T3为处罚变压器,T2为功率输入变压器。处罚变压器为功率加大级的前置推进级,由于加大器不能一次性把功率放到很大,肯定分几级成功。用变压器来成功阻抗婚配和把功率传输到最后级的输入端。运行处罚变压器成功电压脉冲变换和隔离。
处罚变压器的设计与普通脉冲变压器类同,由于处罚占空比的要素,理论状况下纯磁化电感不能很大。由主绕组发生正负电能,感应到次级输入线圈也是发生正负的电能,处罚线圈也会感应到正负的电压,来管理开关管的导通时期,管理输入电压的高下。
处罚变压器T3有两个次级,反相驱动两个功率开关MOS管Q2和Q3。驱动该变压器的高级、次级输入两路脉冲信号驱动开关管,由芯片外部输入两路N1、N2驱动信号,经稳压管ZL1限位为22V ,再经CL12电容隔离直流后,经过驱动变压器T3的高级绕组->电阻RL27->CL13->RI29->地,在T3构成处罚驱动信号,再经包全二极管D3、栅极串联电阻R13向栅极输入处罚驱动信号使Q2导通,从而进入饱和区成功开经环节,VDC电压经过Q2、T2向C38充电;当变压器输入低电往常,三极管Q13导通、Q2栅极经电阻R14拉低,使Q2极速由导通转为关断形态(变压器T3提供驱动信号N1原理相反)。
(3)整流输入LED+电路剖析(如图11所示)
T2功率变压器输入的电流,一路经滤波电容CL20滤除比工频稍高的一些搅扰( 如火花搅扰,日光灯搅扰等),而后送至二极管DL1整流;一路经二极管DL4整流,电容CL31、CL30滤波后区分输入LED1+、LED2+电压。
LED1-、 LED2-电流流经恒流电阻RL32、RL31、RL41、RL43,因此调理恒流电阻值可以扭转灯串的电流。该电源经RL38限流,再经RL40、RL44、RL45分流送入芯片BD94121F的6脚,用来检测灯串开路或短路时造成的电流意外。当电流大于0.5V时,芯片关断输入,中止上班。
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