您好,欢迎访问迅维职业技能培训中心

18823306610

全国咨询热线

电源工作原理分析

更新时间:2016-01-06 11:34:29


  由于液晶是低直流电压工作电器,而电网提供的是110V或220V的交流电压,所以需要在显示器上专门配有电源,其作用就是将电网的220V交流电压转换成12V、5V的直流电压向整液晶显示器供电。在液晶显示器中电源供电采用的是开关电源设计方法。开关电源具有体积小、重量轻、变换效率高等优点,因此被广泛应用于现代电子产品中,特别是脉宽调制(PWM)型的单片开关电源。PWM型开关电源的特点是固定开关频率,改变脉冲宽度来调节占空比,实现电压调节。其基本工作原理:交流220V输入电压经过整流滤波电路变成直流电压,再由开关功率管斩波和高频变压器降压,得到高频矩形波电压,经整流与滤波电容后获得所需要的直流输出电压。脉宽调治器是开关电源的核心,它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制开关功率管的导通与截止时间,来调节输出电压的高低,达到稳定输出电压的目的。
 
 
电源结构:由交流输入端、抗干扰电路(EMI)、300形成电路、启动
 
 
  电路、脉宽调制控制器(PWM)、直流12V、5V输出整流电路、反馈电路、过流检测等。

 


 
  各组成电路作用
 
  抗干扰电路:该部分的主要作用是用于防止由交流输入线的干扰进入电源,影响机器稳定工作。抑制电源内部产生的高频干扰反回到市电中。该滤波器被设计成为电磁兼容(EMI)滤波器。  干扰分为共模干扰和差模干扰。对于单相电源,输入侧有2根交流电源线和1根地线。在电源输入侧2根交流电源线与地线之间产生的噪声为共模干扰;2根交流电源线之间产生的噪声为差模干扰。这就要求在电源输入侧接入的EMI滤波器要滤除这两类干扰。

 
  桥式整流及滤波:当220V交流输入经桥式整流输出后经滤波电容滤波后生成一高压的直流电压其大小为1.414VAC,整流桥后面大电容起滤除高频电磁干扰用。

 


 
  启动电路:给PWM芯片提供启动工作的电压、是PWM芯片工作的第一个工作条件。一般300V直流电经过大电阻降压限流之后直接送到PWM芯片的启动脚让PWM芯片开始工作。
 
  脉宽调制控制器:交流220V输入电压经过整流滤波电路变成直流电压、再由开关功率管斩波和高频变压器降压、得到高频矩形波电压、经整流滤波后获得所需要的直流输出电压。脉宽调制器是这类开关电源的核心、它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号、控制开关功率管的通断状态、来调节输出电压的高压、达到稳压的目的。常用的芯片有:SG6841、LD7575、NP1200等等。
 

 
  输出整流滤波:高频变压器次级感应到的高频交流电压经过二极管整流电容滤波后输出为稳定12V、5V的直流电压相高压板、驱动板、屏电路供电。
 

 
  电压取相反馈:输出电压有没在正常范围内电压过高或过低。经过一个取相电阻取样后反馈给PWM芯片的反馈端进行比较、比较后改变PWM输出的驱动方波控制开关的开跟管的时间从而达到稳压的电压输出。
 
 
  PWM控制器SG6841工作分析
 
  SG6841属于电流型单端PWM可调器、具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点、可精确地控制占空比、实现稳压输出、还拥有低待机功耗和众多保护功能。
 
  常见的SG6841有8脚DIP和SO两种封装、其各引脚功能分别如下图所示:
 
 

SG6841内部方框图


 

 

    1、300V的形成 
 
      交流 220V经过保险 F901,再经过负温度系数热敏电阻NR901(防止开机浪电流对全桥损坏) ,再经过 R901、R902、L902、C904 共同组成低通滤波器,使低频220v 加到整流全桥,形成 300V直流供电,再经过大滤波电容,再经过开关变压初级加到开关管的 D极 。
 
     2、启动电压的供应
 
    300V 的直流电经过 R906、R907 启动电阻把电压降到 14V 左右加到SG6841的3脚,SG6841D 开始工作。产生的振荡信号从 8脚输出,加到 Q903 的G极,开关管的导通和截止,使开关变压器 T901 初级储能,使初级输出储能供 12V和 5V给次级电路。 ( SG6841采用了欠压锁定比较器来保证输出级被驱动之前,集成电路已完全可用。锁定以防止在通过它们各自的门限时产生错误的输出动作。它的开启电压为 16V,关闭电压为10V。)
 
  3、持续供电和供应
 
  由于启动电能是短暂或弱, 还需要一个持续稳定的能量, 由于启程电路工作后, T901的初级储能释放给 T901的 5、6 脚,再经过 R908 降压限流,再经过 D902 整流,C907 滤波加到 SG6841D 的 7 脚。为电源芯片提供持续的供电能量。 
 
  4、过压保护 
 
  当持续供电电压过高时(交流供电超 260V使持续供电过高)会使 D901击穿(22V)导通,使 Q901、Q902共同工作后,使 4 脚电压通过 D903、Q902 到地,4 脚对地的阻值越大,振荡器的振工作频率就会越低,4 脚对地的阻值越小。震荡器的振工作频率就会越高,4 脚的正常频率为 54~56KHz,一旦超过 56KHZ 时内部振荡器就关闭起到保护作用。 
 
  5、过流保护 

  当某种原因导致 Q903 导通时间过长,导通电流过大时,R919 取这个电压加到芯片 6脚,通过芯片内部震荡器关闭,从而起到保护作用 。一般此脚电压超过0.8V芯片进入保护状态。6、5 脚是温度保护脚,也叫高温保护脚。SG6841的Pin5 RT端恒定输出一电流,RT端可串联一负温度系数的热敏电阻(NTCR)接地,RNTC随温度上升而降低,这时当 5脚电压<0.65V时启动过温保护功能。当 RT端电压略低于 0.65V,PWM脉冲的占空比会减少,从而降低电源输出电压来降低温度;当环境 温度过高,RT端电压大大低于 0.65V时,PWM脉冲的占空比会减少至零,从而使电源完全停止输出。同时我们可以利用 SG6841的该功能实现电源的高压保护。 

 
  7、稳压控制过程 
 
  当次级的 12V和 5V有高和低时,分别通过 R924、R925、R928 到达 TL431 的 G极(控制极) ,使 KA的导通程度有高和低,使光耦的 2 脚电压也有高低。发光二极管两端的电压也有高低。发光强度也有高低,对面光电三极管的导通程度也有高和低,最终使 2 脚到地的程度也有高低(2 脚是稳压控制脚) 。再经过芯片的内部处理加到开关管的 G极,可以使开关变压器初级线圈储能高时,开关管的导通时间短,反之亦然,最终使开关变压器的初级线圈储能稳定。次级也恒定,使 12V、5V稳定的供给后级电路。
 
  8、次级的过压保护 
 
  当次级的 12V和 5V瞬间电压过高时,会通过 ZD902、ZD903、R927,TL431 芯片第2脚使内部振荡关闭,起到保护作用 以 SG8641D为主的电源易损说明 。
 
  1、启动供电电阻、易烧断。外表看不出来必须吸开一个引脚用大阻值电阻档(2M 欧)测量。代换阻值要求不严格,只要相差不大(比如 800K、680K、560K或者说 750K欧相差 200K左右都没问题) 。
 
  2、电源管 Q903 容易击穿,引起炸电源故障。同时易损坏的元件还有 R919、、R917 保险和芯片本身。R919 可以用 2W、0.33 欧通代,开关管可以用 10N60A通代。 
 
  3、ZD901 过压保护稳压二极管。 容易击穿引起电源没有输出。 SG6841D 的 3脚 7脚的电压也会有跳变。多数情况下软击穿,万用表测不出其损坏,引起电源时而工作,时而不工作。电源工作时一切正常,一会黑屏。Q901、Q902、D903 三个元件容易性能不良,无法测出好坏。引起的故障和 ZD901相同,三个元件必须同时更换也可以拆下来不装。、光耦和 TL431 属于一个整体,必须同时更换。用万用表测不出来,引起输出电压低而且跳变故障。

  使用LD7575电源控制芯片,AOC203VW电源工作原理分析
 

  LD7575芯片引脚定义:

 


 

 
 
  输入交流滤波
 
  由共态扼流圈L902,跨接线路电容C903以及线路高通滤波电容C901和C902构成。其中 L902用于滤除低频共态噪声,C903用于滤除低频正态噪声,C901和C902用于滤除高频共态和正态噪声。图中R901、R903用于拔掉电源时对电容起放电作用。
 

 
 
  桥式整流及滤波
 
  当220V交流输入经桥式整流输出后经滤波电容C905滤波后生成一高压的直流电压其大小为1.414倍VAC,C905起滤除高频电磁干扰用。

 

 

  软启动电路

  图中的电阻R为R931.R904.R938为4.7K的等效电阻,由于这电阻存在能起来到限流作用。刚启动开关电源时,LD757PS所需要的启动工作电流由 +300V直流高压经过R降压后加至LD7575PS的输入端HV实现了软启动。一旦开关功率管转入正常的工作状态,自馈线圈1-2端上所建立的高频电压经R902、D902.C906、C908、C912整流滤波后,就作为芯片的工作电压,至此启动过程结束。
 
 

 

  开关功率管及限流电路
 
  U1#5脚输出脉冲波,该脉冲控制功率管Q903的按其工作频率进行开关动作。这样变压器就开始工作,电流从Q903的漏极流向源极,在R910上产生电压。R910为电流检测电阻,由它产生的电压直接加U1的过流检测比较器的同相输入端,只要该电压超过0.8V,将使U1内部的电流保护电路启动,使#5关闭,实现过流保护。这就是限流电路的工作原理。
 
 
  直流变换回路(变压器T901)
 
  当U1 5#输出脉冲波时,Q903做开关状态, T901开始工作,在高电平Q903导通,T901的初级线圈有电流流过,产生上正下负的电压,则次级产生下正上负的感应电动势,这时次级上的二极管D908、D909截止,此阶段为储能阶段;而低电平时,开关管截止,初级线圈上的电流在瞬间变为0,初级的电动势为下正上负,在次级上感应出上正下负的电动势,此时D908、D909导通,有电压输出。再经过整流滤波后即可输出。T901的次级输出端的二极管上并接了一RC(R9934.R935.R906.C931)回路,用于吸收二极管D908上产生的浪涌电压。
 
  当关机时T901的初级线圈还有电流,此时Q903已截止,D901.R905.C930即形成放电回路,同时该回路还起滤除高频谐波的作用防止线路引起高频啸叫。

 


 
  输出整流滤波回路:
 
  ①、 12V整流滤波输出回路 :D908.C9936.C904.C923.L903.C937.R916构成了整流回路和LC滤波器。使得输出为稳定直流12V后输出至升压板及提供PANEL的电源控制电路供电
 

 
 
  ②、5V整流滤波输出回路: D909. C935.C912.L9904和C911构成了整流回路和LC滤波器。使得输出为稳定直流5V 后提供主板各相关电路供电。
 

 
 
  电压取样和反馈回路
 
  电压取样和反馈回路的IC903为TL431芯片。内部有一个电压比较器,该电压比较器的反相输入端接内部基准电压,该基准电压提供一个基准的比较电压,该电压为2.495V±2%。该比较器的同相输入端接外部控制电压,比较器的输出用于驱动一个NPN的晶体管,使晶体管导通,电流就可以从负端流向正端。
 
  12V.5V分别经过电阻R925.R923.R922限流后直接加到TL431的R端,由电路上的电阻参数可知该电压正好能使TL431导通。这样就有电流流向光电耦合器IC902至此完成电压的取样.如果电网电压升高导致输出电压随之升高,这样流过IC02光电耦合器的电流也就随之增大,光电耦合器内部发光管的亮度越大,光敏三极管的内阻就越小,则光敏三极管端的导通程度加强,U1#2端电压下降,该电压加到U1内部误差放大器的反相输入端,从而控制IC901输出脉冲的占空比,降低输出电压。这样就构成了过压输出反馈回路,达到稳定输出的作用,能使输出电压稳定在12V和5V输出左右。

 

 

  晶电源电路的维修思路、维修方法、技巧 
 
  A、电源无输出的维修 
 
  1、首先观查电源部分是否有明显断线、虑焊和烧糊元件。
 
  220V 的交流输入接口容易板列断线,220V 的电源插坐、低通滤波电路、300V 的大滤波电容、开关管、电源变压器容易虚焊。220V 保险、压敏电阻(两端电压超过自身所承受的电压就会击穿,从而使保险烧断,保护后级电路) 、开关管 S极和 G极外围到震荡芯片之间的元件和芯片本身烧糊炸列。
 
  2、测 220V保险是否烧断,如果烧断要查:压敏电阻、整流全桥、开关管是否击穿、300V大滤波电容是否鼓包漏电、电源次级各路输出的整流二极管是否击穿。如果开关管击穿,要查开关管的 S 极 G 极相连元件,及振荡器芯片本身(即当炸机处理)。 
 
  3、通电测 300V的滤波电容是否有 300V左右的直流供电,如果基本为 0,查 220V的交流、300V的直流通道是否有断路性元件。
 
  4、测电源振荡芯片的启动供电电压,如果低于 10V 或基本为 0,查启动供电电阻,启动脚对地的稳压二极管(有些机子有)以及振荡芯片本身。 
 
  5、测振荡芯片的持续供电电压,一般为 14V左右,如果电压基本为 0或低于 10V,查持续供电中的整流二极管、限流电阻、滤波电容、过压保护稳压二极管、以及芯片本身。对于无极性电容和过压保护稳压二极管可以拆下不装。
 
  6、如果上诉元件都无问题,把电源电路的冷热地的过压保护稳压二极管全拆。
 
  7、如果一样,查开关管 S极对地的电流检测电阻阻值是否变大(R919) ,此电阻只有零点几欧(0.33) ,不能精确测量,直接更换(用 2W的 0.33 欧的电阻)。
 
  8、监测一下接通 220V 的瞬间,电源各路是否有一点输出,如果有就查反馈(光耦和 TL31) ,可以断开电源的负载电路,吸空光耦的 1、2 脚,通电瞬间监测电源输出是否较高。如果较高就肯定是光耦和TL31 坏了。如果依然没输出,证明反馈稳压通路没问题,故障还在热地部分,这种方法必须断开负载电路, 否则电源输出较高电压容易烧坏负载元件, 即使断开负载电路也有可能烧各路输出的稳压二极管,直接吸空稳压二极管引脚即可。 
 
  9、启动供电和持续供电电压跳变,一般都是振荡芯片或振荡芯片到开关管 G极 S之间电阻,或开关管S极对地阻值变大,或过压保护稳压二极管软击穿。
 
  B、电源输出电压低的维修 
 
  1、这种问题大多都是电源各路输出的滤波电解或 300V大滤波电容漏电鼓包引起。
 
  2、开关电源负载有短路故障(特别是 DC/DC 变换器短路或性能不良等),此时,应该断开开关电源电路的所有负载,以区分是开关电源电路还是负载电路有故障。若断开负载电路电压输出正常,说明是负载过重;或仍不正常说明开关电源电路有故障。  
 
  3、过压保护稳压二极管击穿或开关管 S 极对地的电流检测电阻阻值轻微变大,也会引起电源输出低的故障。
 
  4、 输出电压端整流二极管性能不良,可以通过二极管档测量代换法进行判断。
 
   5、开关管的性能下降,必然导致开关管不能正常导通,使电源的内阻增加,带负载能力下降。
 
  6、开关变压器不良,不但造成输出电压下降,还会造成开关管激励不足从而屡损开关管。
 
  7、持续供电当中的限流电阻,整流二极管不良,芯片本身不良。
 
  C、电源次极滤波电容漏电的通病 。
 
  1、通电按开关没反应,指示灯不亮,黑屏,不开机 。
 
  2、通电亮黄灯或绿灯黑屏(黄灯——说明没信号过来,绿灯——说明有信号过来) 
 
  3、通电指示灯闪动,黑屏(此现像 100%是次级滤波电容坏,所有液晶都是如此) 
 
  4、开机闪一下图像,马上暗屏(说明 12V滤波电容有问题) 
 
  5、开机就暗屏(说明 12v 滤波电容漏电严重) 
 
    [暗屏——多数由高压板或灯管引起] 
 
    [白屏——屏有问题或驱动板有问题] 
 
    [黑屏——驱动板问题或驱动板程序问题] 
 
  6、开机正常,使用一段时间后暗屏(说明 12V滤波电容漏电不严重) 
 
  7、开机正常,使用一段时间后屏和指示灯都一亮一灭的闪动。
 
  8、开机就出现屏和指示灯一亮一灭闪动 。
 
  D、大滤波电容坏的通病 
 
  1、轻微漏电时,机内有吱吱的叫声,屏幕图像有抖动甚至亮度偏低 。
 
  2、严重漏电时,煤保险,甚至爆电源。 
 
    更换电容时,最低耐压值 400V,容量为 68uF或100uF通代。 
 
    电容脚腐蚀掉,后果严重。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
学到熟练维修 需要多少钱?
当前水平
零基础
会拆装
会修小问题
计划学习时间
1~2个月全天上课
利用闲暇时间学习

 联系方式

培训咨询点击这里给我发消息

技术交流群迅维网官方群7

加微信,和老师沟通一下技术问题!

加微信,和老师沟通一下技术问题!

打开微信,点击右上角的“+”,

选择“扫一扫”功能,

用摄像头对准下方二维码即可。


客服老师

恭喜你,获得维修课程一节

添加老师微信,帮你一对一安排试听课

了解试听需求

安排试听时间

微信号:18823306610

复制微信号添加