分享夏普46LX430电源板背光电路原理剖析及检修j技巧

维修迷

该机的维修手册没有电源板及背光部分的电路图，而该电路又工作在高电压、大功率下，是故障的高发部位，因此给维修造成很大困难。为此，笔者实绘了该机电源板及部分电路的电路图，供大家维修时参考。
    因为该机的屏幕尺寸大，整机耗电量超过100W，因此按国家规定设计有PFC电路，PFC电路U7001芯片采用了8脚FAN7530，主开关电源U7002芯片为FAN7602，背光芯片U7003为BD9211F。

（见图1）

    1. PFC电路
    PFC电路主要由U7004 （FAN7530）、储能电感L7002、大功率开关管Q7005组成。在待机状态时，因为主开关电源不工作，FAN7530的⑧脚VCC端没有供 电，PFC电路不工作；在电视机正常开机状态时，主开关电源产生14V电源电压加到FAN7530的⑧脚，PFC电路进入工作状态。
    220V市电经BD7001桥式整流得到100Hz的全波脉动电压，加到储能电感L7002主绕组的左端，主绕组的右端接开关管Q7005的D极。 D7007是续流二极管，C7021 /C7023是滤波大电解电容。C7021两端输出385V的PFC电压加到主开关电源电路。FAN7530的⑦脚输出PFC驱动脉冲，经Q7001放大 加到Q7005的G极。当加到G极的是正脉冲时开关管导通，给储能电感L7002充入电能。电流的回路：整流桥正端→L7002主绕组→Q7005的D极 →S极→电流取样电阻R7052→地→整流桥的负极。上述电流把220V市电的电能储存在L7002中；FAN7530的⑦脚输出的正驱动脉冲下跳到0V 时，Q7005的G极同步为0V，开关管进入截止状态，由于L7002储能极性发生变化，变成右端为正、左端为负的感应电压，此时产生的电流回 路：L7002的右端→D7007→C7021/C7023→地→整流桥的负极”整流桥的正极→L7002主绕组的左端，通过该电流把L7002储存的电 能泄放后提供给负载。上述电流给PFC大电解C7021 /C7023充电后为上正下负的385V电压，为后面的主开关电源供电。
    当FAN7530的⑦脚输出高电平时，经电阻R7042（22Ω）、D7008加到Q7005的G极，因为R7042阻值小、D7008导通时内阻更小，因此⑦脚可以给Q7005的
G极提供很大的灌电流，很快地打开Q7005，使开关管的开启损耗很小。当芯片的⑦脚输出低电平时，⑦脚外接的Q7001饱和导通，e-c极间的内阻很 小，Q7005的G极分布电容上存储的电荷通过R7049、Q7001的e-c极到地，快速泄放，从而快速关断开关管，减小开关管的关断损耗。
    开关管的过流保护：Q7005的电流流经R7052到地，在该电阻上产生与开关管电流成正比的电压，作为开关管电流取样电压加到FAN7530的过流保护 CS端④脚。当开关管的电流过大，④脚的电压上升到0.8V时，芯片内部的过流保护电路动作，关断⑦脚的驱动输出，防止烧坏零件。
    PFC电路的输出电压加到PFC取样电路：R7081、R7024～R7026、R7030，在R7030上产生的压降作为PFC取样误差电压加到反相输 入端芯片的①脚。当PFC输出电压高于385V时，①脚的取样电压也同比升高，在芯片内部经过误差电压放大后经接在③脚外部的R、C元件的频率补偿提高 PFC电路工作的稳定性，在芯片内部减小⑦脚输出驱动脉冲的宽度，Q7005导通宽度变窄、L7002储存的电能变少，从而使PFC输出电压降回到标准 值。
    芯片②脚外接的电阻，用于设定PFC电路驱动脉冲的工作频率。
    芯片的⑤脚是过零检测输入端。在开关管截止、储能电感L7002向负载放电时，L7002的辅助绕组左端感应电压为正，经R7043加到⑤脚，通过芯片内 部逻辑电路的作用，维持⑦脚输出低电平，保持开关管的截止，让L7002中储存的电能连续地向负载供电。当L7002中储存的电能向负载泄放完成 时，L7002辅助绕组左端的正极性感应电压要消失下降到0V，该电压恰好下降到。点时，⑤脚内部的过零点检测电路检测到芯片内部的逻辑电路，将从⑦脚再 一次输出正驱动脉冲的前沿（脉冲的上跳沿）加到Q7005的G极，让开关管再次导通。因为开关管的导通时刻是发生在L7002中电流为零的时刻，因此开关 管的开启损耗最小，从而提高了PFC电路的效率，降低了开关管的功耗。
    PFC电路正常工作时，FAN7530各脚电压：①脚：2.4V ；②脚：2.8V；③脚：1.5V；④脚：0V；⑤脚：3.3V；⑥脚：0V；⑦脚：4.2V；⑧脚：14V。
    2.主开关电源电路
    主开关电源电路主要由振荡芯片U7001（FAN7602）、开关管Q7003、变压器T7001、稳压光耦U7003、开机光耦U7002等组成。
    FAN7602 ；①脚：LUVP市电欠压保护，当220V电源电压低于150V时停止芯片的振荡，开关电源停止工作，防止烧坏开关管。②脚：LATCH/PLIMIT锁 定、功率限制，该脚外接主开关电源变压器的辅助绕组整流后的电压，如果开关电源变压器过压，则辅助绕组产生的电压也同步升高，引起②脚的电压超过4V时芯 片内部的锁定电路启动，关断⑤脚的驱动输出，开关电源停止工作，防止击穿零件。只有当芯片⑥脚的VCC供电下降到低于5V时，这个保护才会自行消除。③ 脚：CS/FB。③脚有两个功能，一是开关管过流检测输入，二是稳压反馈输入端。④脚：芯片的接地脚，也是控制信号电路的地。⑤脚：DR，大功率开关管的 驱动输出。当这个脚输出正驱动脉冲时可以输出450mA灌电流，快速接通开关管Q70030⑥脚：VCC供电端，为芯片内部电路供电。⑦脚：空脚。⑧ 脚：VSTR或称HV。在芯片启动期间，外部电路提供的启动电流从⑧脚进入IC，为IC内部的电路供电。启动之后⑧脚内部的开关断开，⑧脚被悬空。
    （1）开关电源的启动
    在IC的⑧脚、⑥脚内部有一个专门用于启动的开关，启动期间开关闭合。PFC电路输出的385V电压，经过R7013、R7014、R7015加到⑧脚 VSTR启动端，给芯片⑥脚VCC端外接的221μF电解电容以0.9mA的电流充电，使⑥脚的电压逐渐升高，作为芯片内部振荡电路的供电电压。芯片启动 15ms后，22μF电容上的VCC电压达到12V，开关电源进入常态工作，⑧脚内部的启动开关断开，开关电源变压器T7001辅助绕组产生的感应电压经 R7040、R7039、D7006整流，C7020滤波得到的18.5V供电经Q7013、Q7001稳压得到15V供电，为⑥脚内部电路供电。辅助绕 组供电的电流远远大于启动电路0.9mA的电流，因此能保证芯片长期稳定的工作。如果辅助绕组不能为⑥脚供电，而启动电路因为串联限流电阻R7013、 R7014、R7015（约30kΩ）阻值太大，提供给芯片的启动电流太小（仅0.9mA），不足以维持芯片的长期工作，一旦芯片内部电路开始工作就会把 ⑥脚的VCC电压逐渐拉低，当低于8V时芯片就停止振荡，随后因为⑧脚启动电路对⑥脚外接的22μF电容的充电，⑥脚电压又开始逐渐升高到12V、IC又 开始振荡，如此反复，这就是维修人员在检修时发现⑥脚电压不停波动的原因。
    FAN7602的工作频率是65kHz。在待机状态时，主开关电源的负载很轻，开关电源不必要工作在大电流模式，为了降低功耗，让芯片进入低功耗的间歇振 荡状态，此时测量主开关电源的输出电压是波动的。当⑥脚外接的22μF电容容量变小或失效时，主开关电源就会变得启动困难或不能启动，此时测得⑥脚电压为 周期性的波动。
    （2）过载保护
    当主开关电源出现负载电流过大时，必然会引起开关电源输出电压下降，经过输出电压的取样和误差放大后加到③脚的反馈电压也同比下降。当③脚的电压低于 50mV时，③脚内的比较器输出高电平加到22ms定时器，如果在22ms时间内③脚反馈电压持续偏低，定时器输出过载保护OLP信号，停止芯片⑤脚输出 开关管的驱动信号，开关电源变压器停止工作，从而防止长时间过载烧坏开关电源。
    （3）市电欠压保护电路
    当市电220V电源电压降低时，为了保持开关电源输出给主板和背光电路的电源电压不下降，开关电源就要增加开关管的导通时间宽度，因为开关管的负载是开关 变压器的初级绕组，是一个大电感，因此开关管的电流是随导通时间宽度呈线性增长的。当220V市电降低较多时，开关电源中Q7003电流会变得很大，会烧 坏开关管。为此，应当在220V下降到一定值时停止开关电源的工作，防止过流损坏开关管。在电视机通上220V电源，PFC电路还没有启动前，220V的 市电经D7002整流和C7021、C7023滤波得到全波脉动电压，此电压经D7015 、R7085 、R7086 、R7087加到芯片U7001的欠压检测输入端①脚。当①脚的取样电压低于2V时，比较器输出高电平启动欠压保护电路，关断芯片⑤脚输出的驱动，让开关 电源停止工作，从而防止烧坏Q7003的可能性。
（4）芯片供电过压保护
    在供电的⑥脚内部有一个OVP过压比较器，当芯片的供电超过19V时，输出过压保护高电平OVP关断芯片⑤脚的驱动输出，开关电源停止工作，防止击穿零 件。当开关电源失控、不稳压时，才会出现开关电源变压器T7001辅助绕组提供给芯片⑥脚的供电过压。因此，该电路也能有效地防止T7001次级输出过压 损坏主板的可能性。
    开关电源正常工作时，在开关变压器T7001的辅助绕组上产生的感应电压，经R7040 、R7039 、D7006、C7020整流滤波得到18.5V的电压，经R7077、25V稳压管ZD7077加到芯片的②脚。因为该电压低于25V、因此 ZD7077不导通，不影响芯片的正常工作。当开关电源失控输出电压异常升高时，辅助绕组整流后的电压也同步升高，C7070上电压超过25V 时，ZD7077齐纳击穿，芯片②脚电压超过4V，启动保护电路关断⑤脚的驱动脉冲输出，防止击穿损坏零件。
    （5）主开关电源芯片U7001的供电
    T7001辅助绕组经D7006整流、C7020滤波得到的18.5V电压，先经Q7013、ZD7008稳压电路，从e极输出17.5V电压，加到 Q7001、ZD7004组成的稳压电路；从e极输出15V的电源电压，加到主开关电源芯片U7001的⑥脚为VCC供电。
    （6） PFC芯片U7004的供电
    光耦U7002是启动PFC电路的开机光耦，其④脚供电来自Q7001 e极输出的15V电源，①脚的供电来自于开关电源变压器次级输出的UR13V。当主板送到电源板的电源开指令PS-ON为高电平时，经D7011、 R7070加到Q7009的基极，该管导通，光耦发光，从③脚输出高电平加到Q7002的基极，Q7002导通。Q7002的c极是来自Q7001。极输 出的15V电源，从Q7002的e极输出14V电源电压，为PFC芯片U7004的⑧脚VCC端供电，PFC电路进入工作。
    由上分析可看出，PFC电路的工作受控于主板送来的PS-ON指令：一是受控于主板来的开机指令，当主板来的PS-ON为高电平时，Q7009导通，光耦 U7002导通，Q7002导通，为PFC芯片U7004供电，开启PFC电路；二是受控于主开关电源，因为PFC芯片的供电14V来自于主开关电源辅助 绕组产生的15V供电。如果主开关电源T7001不工作，那么PFC电路L7002肯定也不工作。
    （7）主开关电源的稳压过程
    主开关电源变压器的次级产生的感应电压，经D7010、C7031 /C7035整流滤波得到UR13V电源电压给整机供电。该电压经R7061、R7065分压电阻取样，R7065上端分得的取样电压加到误差放大器 U7.006的输入端，控制稳压光耦U7003内发光管的电流，从而达到稳压反馈的目的。T7001输出的UR13V电源电压，经R7060为光耦 U7003内发光管正极供电，Q7001 e极输出的15V通过R7022为光耦U7003光敏管④脚供电。当UR13V输出电压高于标准值时，R7065上的取样电压同比升高，U7006控制极 电压升高，光耦U7003内发光变强，其③脚电压升高。U7001的③脚反馈电压升高，⑤脚输出驱动正脉冲宽度变窄，开关管Q7003导通变 窄，T7001储能变少，次级输出的UR13V降回到标准值。
    （8）主开关电源的开机、待机控制
    该机型没有专门的待机用副电源，主开关电源兼做待机电源，即在待机时由主开关电源作为待机电源使用，此时主开关电源输出的UR13V降到7.8V，为主板 内的微处理器供电。其控制过程是：当主板发出待机的指令时，PS-ON从开机时的3V降到0V加到D7011的正极，Q7009的基极为0V而截 止，Q7012、Q7010截止，R7064下端到地开路，此时分压取样的下电阻仅由R7065一个电阻构成，分得的取样电压高，U7006控制极电压升 高，导通电流变大，U7003内阻变小，U7001的③脚电压升高，芯片⑤脚输出正驱动脉冲宽度变窄，Q7003导通变窄，T7001储能变少，次级输出 的UR13V降到7.8V。而当PS-ON是高电平3.3V时，D7011导通，Q7009、Q7012、Q7010导通，R7064下端通过Q7010 接地，R7064与R7065并联，取样电阻变小分压取样电压降低，U7006控制极电压下降，U7006电流变小，U7003内阻变大，U7001的③ 脚电压降低，⑤脚输出的正驱动脉冲增宽，开关管导通时间增宽，T7001储能增多，次级输出电压由待机时的7.8V升高到标准值13V。