LG等離子V7屏電源功率因數(shù)校正(PFC)電路工作原理與維修(上)
出處:tyw 發(fā)布于:2011-08-31 14:11:45
為了提高本機對電源的利用率和降低干擾,LGV7黑色電源板采用了有源功率因數(shù)校正電路來降低電源的自身損耗,以達到節(jié)約能源、減少干擾的目的。
1. 采用的功率因數(shù)校正電路
本機電源的PFC 電路主要由L151(PFC 電感)、Q151(2SK3911)、Q152(2SK3911)及PFC 驅(qū)動集成電路L4981A組成。L4981A 是意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的連續(xù)電流模式PFC 控制芯片,它的引腳功能如表1 所示。
表1 L4981A 的引腳功能

?。?)當待機CPU 板(PKG4)內(nèi)的IC801(CPU)發(fā)出繼電器RLl02 吸合命令后,PKG4 的27腳(RL2)變?yōu)榈碗娖?,使繼電器RLl02 形成電流通路,RLl02 吸合,AC 220 V 電壓經(jīng)進線抗干擾電路后,通過R104、R105、RLl02 的常開觸點加到整流橋堆RCl01(RBVl506)的交流輸入端,經(jīng)RCl01 整流后,變?yōu)?00 Hz 的脈動直流電,再經(jīng)C151 濾除高頻干擾后,加到L151 的⑤、⑥腳。同時,PKG4 的18腳變?yōu)榈碗娖?,光?a target="_blank">耦合器PC181(PC123)內(nèi)的發(fā)光二極管發(fā)光,通過光電耦合隔離后,光敏三極管端的等效電阻降低,電壓經(jīng)過光電耦合器三極管端加到Q182(KTC3209)的b 極,Q182導(dǎo)通,輸出16.5 V 左右的電壓為Z151(L4981A)的19腳供電。
?。?)當Z151 的19腳得到工作電壓后,在Z151 的17、18腳的外接振蕩電阻、電容的控制下,Z151 內(nèi)部的振蕩電路起振,從Z15120腳輸出圖騰柱信號。Z151 的12腳為軟啟動控制端,由于Z151 的12腳外接電容C159 的容量比較大,充電需要一定的時間,所以20腳輸出圖騰柱信號的頻率會因為充電的進行逐漸降低到正常工作的頻率,從而避免了開機瞬間過大的電流損壞功率MOS 管Q151 和Q152。
(3)當Z151 20腳瞬間輸出高電平時,該電平經(jīng)R176加到Q154(2SA2073)和Q155(2SC5826)的b 極,Q154截止、Q155 導(dǎo)通;Q182 輸出的供電電壓經(jīng)R151、Q155的c-e 極、R172、R173 后,分別加到Q151、Q152 的柵極,使Q151、Q152 導(dǎo)通;100 Hz 的脈動直流電經(jīng)L151的⑤~11繞組、Q151 與Q152 的漏極和源極、R164 回到整流橋堆RCl01 的負電壓端,電感L151 流過的電流從零按斜率上升,L151 儲能。
?。?)當Z151 的20腳變成低電平時,Q154 導(dǎo)通、Q155截止;Q151 與Q152 的柵極電荷經(jīng)R172、R173、Q154 的e-c 極到地,Q151 與Q152 迅速截止;L151 的⑤~11繞組上所儲存的磁能與整流橋堆RCl0l 輸入的100 Hz電壓疊加后,經(jīng)L151 的⑤~11繞組、L151 的②~14繞組、L152、RCl51 整流、C169、C170 濾波后,得到約385 V的PFC-OUT 電壓,為后級其他電源供電。其具體電路如圖1 所示。

圖1 LG V7 等離子屏黑色電源板PFC 部分具體電路圖
由于PFC 的前級電路是100 Hz 的直流電,存在電壓峰峰值和零點電壓,所以,必須把交流電輸入的情況反饋至Z151,使20腳的圖騰柱輸出脈沖的寬度在交流電的峰值和零點電壓之間改變,避免在峰峰值電壓時,Q151 和Q152 導(dǎo)通時間過長,使后級電路過壓損壞。同時,也使Q151 和Q152 在交流電壓零點輸入時截止,避免Q151、Q152 在零點電壓時導(dǎo)通造成損壞。
PFC 的電流檢測在R164 上完成,檢測到的信號經(jīng)R162 反饋至Z151 的②腳內(nèi)的電流比較器的輸入端,用于電流峰峰值檢測。100 Hz 脈沖經(jīng)R154、R155、R158、R152 分壓后,把100 Hz 的電壓波形反饋至Z151⑦腳,轉(zhuǎn)換后,與Z151④腳送入的交流電流波形一起控制20腳輸出的波形,使輸出的圖騰柱信號符合PFC電路的輸入要求。
?、俟β室驍?shù)校正電路的穩(wěn)壓電路
PFC-OUT 輸出的385 V 電壓經(jīng)R181、R182、R183、R184、R185 分壓后,加到Z151 的14腳,與內(nèi)部基準電壓比較后,輸出誤差電壓控制Z15120腳輸出脈沖電壓的脈沖寬度,改變Z151 14腳外圍電阻的大小就可以改變PFC-OUT 輸出電壓的高低。Z151 13腳是誤差放大器的輸出端,它與14腳通過電阻R171、電容C160 相連,用來穩(wěn)定誤差放大器的輸出。
?、诠β室驍?shù)校正電路的保護電路
PFC-OUT 輸出的385 V 電壓經(jīng)R177、R178、R179、R180、R153 取樣分壓后,加到Z151③腳內(nèi)的比較器,與內(nèi)部的5.1 V 精準電壓比較。當輸出的PFC-OUT 電壓過高時,比較器翻轉(zhuǎn),控制內(nèi)部的觸發(fā)器停止工作,Z151 的20腳無圖騰柱驅(qū)動信號輸出,Q151、Q152 截止,Z151 工作在保護狀態(tài)。SUB 模塊PKG4 經(jīng)PFC-DET檢測電路檢測到這一異常情況后,發(fā)出保護信號,整機進入待機工作狀態(tài)。由于本機單獨使用一個副電源板來提供待機電壓,故而插座CNl01 輸入的交流電壓被關(guān)斷。
Z151 內(nèi)部還含有低壓保護電路,通過檢查輥輷訛?zāi)_輸入電壓的高低來判斷電壓是否過低。由于本機的輥輷訛?zāi)_電壓是經(jīng)待機電壓形成電路提供的穩(wěn)定電壓,故這一保護電路實際沒有使用。
2. 電源熱地部分所采用的檢測保護電路
電源的熱地部分所采用的檢測電路主要由電壓比較器Z181(KIA339P)、精密基準三端穩(wěn)壓集成電路Z171(KIA431)及SUB 模塊PKG4 組成。Z171 為一個高性價比的常用分流式電壓基準源,有很廣泛的用途。在這里,它的控制輸入端和控制輸出端短接,成為一個精準的2.5 V 基準電壓源,為Z181 提供基準電壓。
Z181 內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器,該電壓比較器的特點是:
?。?)失調(diào)電壓小,典型值為2 mV。
(2)電源電壓范圍寬,單電源為2~36 V,雙電源電壓為±1~±18 V。
(3)對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬。
?。?)共模范圍很大,為0~VO 。
(待續(xù))
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