海信TLM40V68P液晶電視開關(guān)電源(1673板)電路分析及圖表

海信采用 1673開關(guān)電源板的機(jī)型

TLM37E29、37E29X、37P69D、37V68、37V86K、37V88P、40E69PK、40V66PK、40V68PK、 40V68P、40V69PK、40V69P、40V86PK、4236P、42V66PK、42V66PKY、42V67PK、42V67PKY、 42V68P、42V68PA、42V68PK、42V68PKA、42V68PM、42V86PK、42V86PKV、47P69DP、47V88PK

海信TLM40V68P液晶電視開關(guān)電源電路分析

一、概述

海信TLM40V68P液晶電視機(jī)采用了序列號(hào)為“1673板”的開關(guān)電源；圖1.1所示是該開關(guān)電源原理圖；該開關(guān)電源由4部分組成；

圖1.1

1、 CPU系統(tǒng)供電：輸出5V_S（0.5A）

2、 PFC功率因數(shù)校正：輸出+380V及LLC開關(guān)電源的VCC（18V）電源

3、 DC~DC低壓降壓開關(guān)電源：輸出5V_M（4A）把12V降壓至5V向主板數(shù)字電路供電

4、 LLC開關(guān)電源：由PFC+380V供電輸出24V（背光供電）、12V（數(shù)字電路供電）、18V（伴音功放供電）

圖1.2所示是開關(guān)電源框圖

圖1.2

圖1.2框圖電路分析；

電源接通后，220V交流市電經(jīng)過整流橋堆VB901整流濾波后，向待機(jī)電源提供+B電源， 待機(jī)電源由開關(guān)電源集成電路LNK564完成，向主板CPU電路提供5V_S電源。

CPU發(fā)出ON/OFF開機(jī)命令，繼電器J801吸合，220V市電經(jīng)過VB801整流（不濾波）加到PFC功率因素校正電路，PFC電路由PFC 激勵(lì)集成電路N811 NPC33262及PFC開關(guān)管V811 20N60組成。PFC功率因數(shù)校正電路向主電源電路LLC開關(guān)電源提供輸出+380V電壓，并且還提供LLC主開關(guān)電源激勵(lì)集成電路的18V VCC電壓。

LLC開關(guān)電源由LLC激勵(lì)集成電路N831 NCP1396、功率開關(guān)管V832 V833及開關(guān)變壓器T831組成，LLC開關(guān)電源向背光板提供24V（8A）電源、向伴音功放提供18V（2A）電源及向主板數(shù)字電路提供12V（2A）電源。

LLC開關(guān)電源輸出的12V（2A）電源經(jīng)過由N904 NCP1579、V905 NTMD4820N、L902組成的低壓降壓型DC~DC開關(guān)電源降壓后；輸出主板數(shù)字電路用的5V_M（4A）電源。

LLC開關(guān)電源輸出的12V電壓進(jìn)入DC~DC開關(guān)電源，DC~DC開關(guān)電源是一個(gè)降壓型的開關(guān)電源，它是由振蕩激勵(lì)部分和功率開關(guān)部分組成，振蕩 激勵(lì)部分N904 NCP1579是一個(gè)脈沖寬度調(diào)制方波輸出振蕩電路，V905 NTMD4820是一塊，由兩個(gè)功率MOS管組成的功率開關(guān)電路，L902是DC~DC開關(guān)電源的儲(chǔ)能元件。

二、電路分析：

1、 市電輸入電路：

圖2.1所示市電輸入部分等效電路。

圖2.1

220V交流市電經(jīng)電源開關(guān)進(jìn)入輸入電路后分兩路進(jìn)入VB901、VB801兩只整流橋堆電路，一路直接進(jìn)入VB901；經(jīng)過整流及C903濾波后送入5V_S待機(jī)開關(guān)電源作為+B供電。另一路經(jīng)過繼電器J801進(jìn)入VB801整流后（未經(jīng)整流）送入PFC開關(guān)電源作為PFC開關(guān)電源的+B供電，繼電器控制電路由V901組成；受CPU送來的ON/OFF信號(hào)控制。

圖2.2所示是市電輸入部分電路原理圖。

圖2.2

在圖2.2中C801、L801、C803、C804、C805、L802是抗干擾元件，RV801是壓敏電阻；當(dāng)出現(xiàn)供電電壓異常過壓時(shí)；RV801則擊穿；保險(xiǎn)絲F801熔斷保護(hù)了整機(jī)電路的安全。

整流橋堆VB801的300V輸出是未經(jīng)濾波的脈動(dòng)直流（饅頭波），送往PFC功率因數(shù)校正電路，VB801的輸出端連接的電容器C808、C807、C806電容量極??；分別為470P、1000P、1000P起到抗高頻干擾作用（并非濾波）。

2、 待機(jī)5V_S開關(guān)電源電路：

圖2.3所示是待機(jī)開關(guān)電源部分的電路原理圖。

圖2.3

圖2.3中N901是開關(guān)電源模塊型號(hào)是LNK564(圖中誤為：LINK564),這是一塊專門為待機(jī)電源設(shè)計(jì)的低功耗、低功率開關(guān)電源模塊，內(nèi) 置MOS開關(guān)管，輸出功率僅為3W，只能為CPU提供5V 0.5A左右的VCC電源，本機(jī)采用的LNK564采用DIP-8B封裝（LNK564還有一款SMD-8B貼片封裝），外形及尺寸圖2.4所示。

圖2.4

N901 LNK564 引腳功能：

引腳 符號(hào) 功能

3腳 BP 5.8V VCC供電

5腳 D 內(nèi)部MOS的漏極

4腳 FB 穩(wěn)壓控制輸入端

1、2、7、8 S 內(nèi)部MOS管源極及接地。

LNK564 內(nèi)部框圖如圖2.5所示；

圖2.5

從圖2.5可以看出；引腳BP是VCC供電腳，引腳D是MOS管的輸出腳，在BP腳和D腳之間有一個(gè)降壓的恒流源電路REGULATOR 5.8V , 在開機(jī)的瞬間經(jīng)過這個(gè)電路;向3腳外面的C906 22微法電容器充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到5.5V以上時(shí)電路啟動(dòng)，電路開始工作，T901的1、2繞組感應(yīng)電壓經(jīng)過VD902整流及C906濾波后向N901 的3腳（BP）提供一個(gè)穩(wěn)定的VCC供電。

待機(jī)電源的穩(wěn)壓控制：

穩(wěn)壓控制電路由基準(zhǔn)電源比較控制的N903 KA431AZ、光耦N902 PC817、取樣電路元件R906、R908、R909及光耦輸入供電的R904、R905組成。

N903 KA431AZ 是一個(gè)專門為穩(wěn)壓控制電路設(shè)計(jì)的精密基準(zhǔn)電壓控制比較電路，它是一個(gè)內(nèi)部包含運(yùn)算放大器、輸出管及一個(gè)精密的2.5V基準(zhǔn)電源組成。外形像一TO-92封裝的普通小三極管，圖2.6所示KA431的符號(hào)，圖2.7是內(nèi)部等效電路

KA431是一個(gè)具有運(yùn)算放大器的集成電路，具有極高的開環(huán)增益，在電路板上位置不當(dāng)、排列不當(dāng)極易引起自激振蕩現(xiàn)象（故障為穩(wěn)壓失控），所以在具體應(yīng)用中，在設(shè)計(jì)電路時(shí)：均增加防自激振蕩的負(fù)反饋電路，圖2.3中的C909、C910、R907即為防振元件。

N901內(nèi)部的MOS開關(guān)管的Vds為700V,為了防止T901異常的自感電勢脈沖擊穿，在MOS管的輸出負(fù)載T901的4、6繞組設(shè)置了防止 MOS管關(guān)斷是自感脈沖吸收電路，VD901、C905、R901（由于一般的MOS開關(guān)管的Uds電壓均不超過900V，所以一般用MOS管作開關(guān)管的 開關(guān)電源都有此吸收電路也稱為阻尼電路）。

此待機(jī)開關(guān)電源由于最大輸出功率不超過3W所以也只能輸出一個(gè)供CPU使用的VCC供電，其它電路的VCC供電要另外設(shè)法提供了。

一般的CPU系統(tǒng)稱為：system所以 CPU部分的VCC供電就標(biāo)注為 5V_S。

該電路的C906容量不足或引起電路啟動(dòng)困難。

3、 PFC電路

圖2.8所示是PFC部分電路原理圖

圖2.8

圖2.8中由V811、L811、VD812、N811 組成一個(gè)并聯(lián)型的開關(guān)電源,圖2.9是PFC開關(guān)電源的等效電路（PFC電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為：Boost變換器類型，其輸出電壓等于開關(guān)電源的自感電勢+輸 入電壓的峰值。特點(diǎn)是：有輸入電感，可減小對輸入濾波的要求；輸入電壓可以是220V整流不經(jīng)過濾波的脈動(dòng)直流電壓；開關(guān)器件的電壓不超過輸出電壓值;容 易驅(qū)動(dòng)等特殊優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用最為廣泛）。

此電路的主要功能是用不經(jīng)過濾波的脈動(dòng)直流電壓作為+B供電，產(chǎn)生穩(wěn)定的+380V電壓輸出作為其它電路的+B供電電源。并且該P(yáng)FC電路還要產(chǎn)生 其它電路的VCC（18V）供電（圖2.29中L2繞組、VD813、VD814、C811、C812組成的倍壓電路輸出18V的VCC電壓)。

L811儲(chǔ)能電感上的L1繞組是N811激勵(lì)集成電路的過零檢測取樣繞組，過零取樣信號(hào)加到N811的zcd端，控制開關(guān)管V811工作在斷續(xù)導(dǎo)通模式工作狀態(tài)。

圖2.9

在圖2.9中由L811、V811、VD812組成一個(gè)并聯(lián)型的開關(guān)電源，此并聯(lián)型的開關(guān)電源供電是由輸入電路的整流橋堆VB801供電，VB801整流后的電壓是不經(jīng)過濾波的脈動(dòng)直流電壓，波形像“饅頭”狀，俗稱“饅頭波”直接作為這個(gè)并聯(lián)開關(guān)電源的+B供電。

PFC部分的并聯(lián)型開關(guān)電源的工作原理如圖2.10、圖2.11所示；

當(dāng)開關(guān)管V811閉合，+B電流經(jīng)過L811、V811流通，圖2.10所示；此時(shí)由于L811內(nèi)部的自感電勢UL方向?yàn)樽笳邑?fù)，和+B是反反 向，它對抗+B電勢引起的L811內(nèi)部電流的上升，這樣流經(jīng)L811、V811的電流只能緩慢的逐步上升，并且以磁能的形式存儲(chǔ)在L811內(nèi)部，電流在 L811內(nèi)部的流通使磁能得以保存。

圖2.10

當(dāng)開關(guān)V811斷開時(shí)；經(jīng)流通L811、V811的電流被切斷，圖2.11所示；此時(shí)L811內(nèi)部保存的磁能無法繼續(xù)保存，則轉(zhuǎn)換為自感電勢 UL(能量守恒定律)其方向?yàn)?；左?fù)右正，這個(gè)左負(fù)右正的自感電勢和+B是同方向，則 +B電壓加上UL電壓經(jīng)VD812整流并經(jīng)C810濾波后輸出，由于220V整流后的峰值為310V,L811產(chǎn)生的自感電勢UL的峰值為70V所 以；VD812的整流輸出為310V+70V=380V。這個(gè)輸出的+380V就是PFC電路的標(biāo)準(zhǔn)輸出（在國內(nèi)外各種電視機(jī)的中PFC電路輸出都 是+380V）不同原理圖上是標(biāo)注的輸出電壓的符號(hào)并不相同，一般為；“B+PFC”、“PFC輸出”、“+380V”等，含義一樣。如測量此電壓為 310V則這個(gè)PFC的并聯(lián)開關(guān)電源就沒有工作，沒有UL產(chǎn)生；只有饅頭波的峰值經(jīng)過VD812經(jīng)C810濾波輸出。

圖2.11

PFC激勵(lì)電路：

上面介紹了PFC開關(guān)電源的儲(chǔ)能元件L811、開關(guān)元件V811、整流元件VD812的工作原理。正常工作開關(guān)管V811還必須有專門的激勵(lì)電路， 開關(guān)管V811的激勵(lì)是由一塊專門設(shè)計(jì)的PFC激勵(lì)集成電路完成的，圖2.9中N811 NCP33262就是開關(guān)管V811的激勵(lì)集成電路。

本機(jī)的PFC激勵(lì)采用安森美公司生產(chǎn)的NCP33262專用集成控制芯片，并使其工作于斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM)，同類產(chǎn)品還有美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的MC33262專用集成控制芯片可以采用。圖2.12是外形及引腳排列。

圖2.12

引腳功能介紹：

引腳 符號(hào) 功能

1 VFB 穩(wěn)壓控制電壓反饋輸入端。

2 COMP 內(nèi)部誤差放大器負(fù)載，外接時(shí)間常數(shù)補(bǔ)償電路。

3 MULTI 輸入脈動(dòng)電壓波形（饅頭波）取樣輸入端。

4 CS 過流保護(hù)檢測輸入端。

5 ZCD 過零檢測輸入端。

6 GND 接地。

7 DRI 激勵(lì)輸出端。

8 VCC VCC供電端。

圖2.13是PFC電路的等效電路圖。

N811 NCP33262內(nèi)部框圖。

圖2.13

圖2.14所示是PFC部分的等效電路

圖中N811是激勵(lì)控制集成電路，7腳是PFC激勵(lì)輸出,經(jīng)過灌流電路限流電阻R818和放電二極管VD815連接于開關(guān)MOS管V811的柵極。 V811的源極經(jīng)過0.1歐姆取樣電阻接地，電阻上的壓降大小反映了流過V811電流的大小，V811上面的壓降作為V811過流取樣信號(hào)輸入到N811 的過流保護(hù)檢測輸入端N811的4腳，當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載電流過大時(shí)；R820上的壓降上升，此電壓進(jìn)入N811的4腳，經(jīng)過和閾值電壓進(jìn)行比較，以便在出現(xiàn)負(fù)載 過重時(shí)；7腳關(guān)閉激勵(lì)輸出。

圖2.14

N811的1腳是PFC輸出電壓的穩(wěn)壓控制端，外接取樣電阻R823（實(shí)際電路是R823、R824、R825、R826、R830組成的分壓取樣電路）N811的作用相同于普通開關(guān)電源的FB端子。

N811的2腳是內(nèi)部穩(wěn)壓控制運(yùn)算放大器的輸出負(fù)載端，2腳外接由C819、R827、C820組成的低通濾波器電路，改變此低通濾波器的時(shí)間常數(shù)，可以改變穩(wěn)壓控制的反映速度及平均度。

該P(yáng)FC電路工作在DCM模式，也就是開關(guān)管V811工作在斷續(xù)導(dǎo)通模式，當(dāng)輸入的饅頭波的振幅為零時(shí)；開關(guān)管截止停止工作，當(dāng)輸入的饅頭波幅度大時(shí)；開關(guān)管工作頻率高，當(dāng)輸入的饅頭波幅度小時(shí)；開關(guān)管工作頻率低。

N811的5腳是過零點(diǎn)檢測取樣信號(hào)輸入端，此信號(hào)就是控制開關(guān)管停止工作的取樣信號(hào)。

接在L811的次級(jí)L1上，因而檢測到的是電感電流，即外電源流入L811的電流。當(dāng)電感電流為零時(shí)，ZCD的輸出翻轉(zhuǎn)，將內(nèi)部的RS觸發(fā)器置 “1”，7腳輸出高電平，使V811導(dǎo)通。外電源通過橋式整流，使變壓器一次側(cè)和V811導(dǎo)通，電流流過變壓器一次側(cè)，將電能儲(chǔ)存于電感中。當(dāng)電感電流增 大到一定值時(shí)，V811又關(guān)斷，這也是通過RS觸發(fā)器進(jìn)行控制的。

PFC開關(guān)電源輸出的380V經(jīng)過取樣電阻R811（實(shí)際電路是R811、R812、R813、R814分壓取樣）進(jìn)入N811的1腳穩(wěn)壓控制輸入 端；此輸入端內(nèi)部接一個(gè)運(yùn)算放大器（Error Amp），根據(jù)1腳輸入電壓的變化，控制輸出電壓基本穩(wěn)定在+380V。N811的2腳是連接于1腳內(nèi)部運(yùn)算放大器的輸出端 圖2.13所示。

N811的3腳是電源整流橋堆VB801輸出波形取樣輸入端,此輸入的信號(hào)為交流波形整流后的脈動(dòng)直流電壓（饅頭波形），由于DCM模式的PFC電 路，開關(guān)管的開關(guān)頻率隨輸入饅頭波的幅度變化而變化，N811的3腳則提供一個(gè)波形的基準(zhǔn)，如果3腳沒有波形輸入，則PFC電路則不工作。

開機(jī)瞬間浪涌電流保護(hù)控制；

VD811的作用；

每次在開機(jī)電源開關(guān)接通的瞬間；此時(shí)，加到電感L811上的可以是交流正弦波的任意瞬時(shí)值，圖2.15所示；如果是在正弦波的過零點(diǎn)附近，圖A所示 (Vsinωst)，那么在電感L811上電流的增長將是比較緩慢，其L811上的自感電勢也比較低。如果在電源開關(guān)接通的瞬間是在正弦波的最大值峰點(diǎn)附 近；B圖所示（Vcosωst），那么給電感所加的是一個(gè)突變的電壓，通過L811、VD812并形成較大的電流對C810充電，瞬間電流值較大，會(huì)引起 電感上產(chǎn)生極大的自感電勢，該電勢會(huì)大于所加電壓的幾倍，并對后面的電容充電，輕則引起輸入電路的保險(xiǎn)絲熔斷，重則引起濾波電容及斬波管擊穿。設(shè)置 VD811后，圖2.16所示；在接通電源的瞬間，由VD811首先導(dǎo)通并對C810充電，使流過L811的電流大大減小，產(chǎn)生的自感電勢也要小得多，對 濾波電容和開關(guān)管的危害及保險(xiǎn)絲的熔斷可能要小得多（在開機(jī)正常工作時(shí)，由于VD811右面為B+PFC，電壓比左面高，VD811呈反偏截止?fàn)顟B(tài)）。

圖A 圖B

圖2.15

圖2.16

VCC倍壓整流電路：

此PFC開關(guān)電源不同于以前的PFC開關(guān)電源；只輸出+380V的電壓，它還要向LLC開關(guān)電源提供18V的啟動(dòng)工作電壓VCC，圖2.17所示；在圖2.17中L811上面增加一個(gè)L2繞組，

圖2.17

L2繞組的感生電壓經(jīng)過VD814、VD813、C811、C812組成的倍壓整流輸出18V的VCC供電。

圖2.18及是其倍壓整流電路的等效電路，圖中的U為L2的感生電壓。

倍壓整流電路工作原理：

圖2.18

當(dāng)L811的L2感生電壓U為T1時(shí)間；圖2.19所示，L2電壓為 上正下負(fù) ；此時(shí)電流經(jīng)過L2、VD813流通并對C811充電，C811上面的充電電壓UC811電壓幅度為 U （此時(shí)VD814反偏截止）

圖2.19

當(dāng)L811的L2感生電壓U為T2時(shí)間；圖2.20所示，L2電壓為 上負(fù)下正 ；此時(shí)電流經(jīng)過L2、VD814流通并對C812充電，C812上面的充電電壓UC812電壓幅度為 U （此時(shí)VD813反偏截止）。

結(jié)果整流電路的輸出電壓是；C811和C812兩個(gè)電容器上面的電壓疊加即為：UC811+UC812=2U。

圖2.20

PFC電路的啟動(dòng)：

此PFC電路的啟動(dòng)方式也不同于前期的PFC電路，PFC激勵(lì)集成電路的VCC供電是依靠自身的倍壓整流輸出18V供電。那么在開機(jī)的瞬間PFC電 路啟動(dòng)工作時(shí)是沒有VCC 18V電壓提供的，此時(shí)的啟動(dòng)供電是依靠300V的饅頭波經(jīng)過R810、R815對C814充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到14V以上時(shí)，C814電容器上面的電壓 經(jīng)過、R828對PFC激勵(lì)集成電路N811的VCC供電8腳；瞬時(shí)提供一個(gè)較大的電流（>20MA）啟動(dòng)內(nèi)部的振蕩激勵(lì)電路，在經(jīng)過L811、 V811由L2輸出；經(jīng)過倍壓整流后供電。

由于R810、R815的阻值較大（100K）只能提供約5MA的電流，N811的8腳所需的20MA電流完全依靠以C814的放電獲得，所以C814的容量大小對PFC電路能否正常啟動(dòng)十分重要。

DC～DC降壓開關(guān)電源：

現(xiàn)代的平板電視大量的運(yùn)用大規(guī)模數(shù)字集成電路；數(shù)字集成電路的供電特點(diǎn)是；低壓大電流，一般采用5V、3.3V、1.8V甚至更低至1.2V以下供 電。雖然供電低壓降低了，但是供電的功率并不降低，也就是供電的電流大大的上升了。開關(guān)電源的輸出（一般為12V）對這種低壓供電需經(jīng)過降壓電路降壓后； 再向數(shù)字電路提供。前期傳統(tǒng)的降壓方式一般采用阻性降壓器件供電，例如7805等降壓元件，使用非常方便。但是這種阻性的降壓器件把所降的低壓變成熱量消 耗掉了，特別是在大電流供電的情況下；電源消耗加大、熱量上升、導(dǎo)致故障率上升。所以目前的平板電視的數(shù)字電路的低壓供電都采用低壓降壓型的開關(guān)電源供 電，也稱為：DC～DC降壓開關(guān)電源。

圖2.21

本機(jī)采用的降壓型DC～DC降壓開關(guān)電源不同于前期的DC～DC降壓開關(guān)電源。前期普片采用的DC～DC降壓開關(guān)電源，是屬于一塊模塊就完成了，本 機(jī)的DC～DC降壓開關(guān)電源采用了激勵(lì)振蕩和開關(guān)控制由兩塊模塊來完成，此種方式的好處是，可以變通的應(yīng)用到各種不同的電流需求電路中，只要變化開關(guān)模塊 就可以適應(yīng)不同的電壓及功率需求。

圖2.21所示，就是本機(jī)的DC～DC降壓開關(guān)電源原理圖。

圖中；N904 NCP1579 是激勵(lì)集成電路，V905是功率開關(guān)模塊（內(nèi)含兩只N溝道的MOS開關(guān)管），L902是開關(guān)電源的儲(chǔ)能電感，圖2.22清楚的顯示了N906和V905及電路的組合結(jié)構(gòu)。

圖2.22

圖2.22中 N904是開關(guān)電源的振蕩激勵(lì)集成電路，2腳和4腳輸出相位反相的激勵(lì)控制信號(hào)，加到功率開關(guān)模塊V905的Q1和Q2的柵極，促使Q1、Q2輪流導(dǎo)通。 12V電壓經(jīng)過Q1、Q2輪流導(dǎo)通；向負(fù)載供電，L902是能量存儲(chǔ)元件。N904的6腳是穩(wěn)壓控制腳，連接于5V輸出端。根據(jù)輸出電壓的變化改變2腳和 4腳輸出信號(hào)的占空比。

DC～DC降壓開關(guān)電源工作原理：

圖2.23

圖2.23所示；是輸出等效電路；

工作原理如下：

在T1時(shí)間；激勵(lì)集成電路的2腳輸出為正；4腳輸出為負(fù)時(shí)；圖2.24所示；Q1導(dǎo)通Q2斷開；12V電壓經(jīng)過Q1、L902流通，對負(fù)載供電，流 過L902的電流逐步上升；輸出電壓即逐步上升至5V,此時(shí)；L902流過的電流產(chǎn)生的自感電勢方向?yàn)樽笳邑?fù)，并以磁能的形式存儲(chǔ)。當(dāng)輸出電壓達(dá)到5V 時(shí)，輸出經(jīng)過取樣反饋進(jìn)入N904的6腳，控制激勵(lì)輸出信號(hào)相位反轉(zhuǎn)；進(jìn)入T2時(shí)間。圖2.25所示：

圖2.24

在T2時(shí)間；激勵(lì)集成電路的4腳輸出為正；2腳輸出為負(fù)時(shí)；圖2.25所示；Q1斷開Q2導(dǎo)通；L902的自感電勢方向?yàn)樽筘?fù)右正，此自感電勢經(jīng)過 負(fù)載及Q2流通，繼續(xù)對負(fù)載供電，L902逐步釋放存儲(chǔ)的能量，當(dāng)輸出電壓低于5V時(shí)，輸出經(jīng)過取樣反饋進(jìn)入N904的6腳，控制激勵(lì)輸出信號(hào)相位反轉(zhuǎn)； 進(jìn)入T3時(shí)間。

圖2.25

圖2.22電路中的VD907、C913為改變Q1激勵(lì)信號(hào)直流電平的自舉升壓二極管和自舉升壓電容。

主開關(guān)電源部分：

液晶電視機(jī)的主要供電；24V/8A背光板供電，12V/2A信號(hào)處理電路供電，18V/2A伴音功放供電；一個(gè)LLC開關(guān)電源提供，其組成是由 N831 NCP1396振蕩激勵(lì)集成電路和V832、V833組成的單端功率輸出開關(guān)電路及輸出開關(guān)變壓器T831、輸出整流電路組成。圖2.26所示，是此部分 的電路原理圖。電路具有穩(wěn)壓控制、輸出過壓保護(hù)、供電380V欠壓保護(hù)，及輸出短路保護(hù)。

此電路應(yīng)用的是半橋諧振單電感加單電容（LLC）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有一系列的優(yōu)勢，能夠提升能效、降低電磁干擾（EMI）信號(hào)，并且提供更 好的磁利用。在這種架構(gòu)中，NCP1396用于實(shí)現(xiàn)半橋諧振LLC轉(zhuǎn)換器的最有效控制方案。NCP1396是安森美半導(dǎo)體推出的一款內(nèi)置上橋端與下橋端 MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的高性能諧振模式控制器（利用自舉升壓改變上橋電路的直流份量）。

NCP1396可以外部設(shè)定最低開關(guān)頻率且精度高，通過專有高電壓技術(shù)支持，這款控制器應(yīng)用在能夠接受高達(dá)600 V本體電壓半橋式應(yīng)用的自舉MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路上。同時(shí)確保開關(guān)管在有負(fù)載情況下的零電壓轉(zhuǎn)換（ZVS），提升了開關(guān)輸出的效率及大大降低開關(guān)管的損壞率。

圖2.26

NCP1396是16腳雙列封裝；引腳的功能如下：

1 CSS 軟啟動(dòng)控制 外接軟啟動(dòng)控制電容

2 Fmax 最大頻偏限制

3 Ctimer 振蕩定時(shí)電容

4 RT 振蕩定時(shí)電阻

5 BO 輸入欠壓保護(hù)

6 FB 穩(wěn)壓控制

7 DT 間歇時(shí)間設(shè)定

8 FF 保護(hù)控制輸入

9 SF 延遲保護(hù)控制輸入

10 GND 地

11 Mlower 激勵(lì)輸出，下功率輸出管

12 VCC 集成電路供電

13 空

14 HB 上功率管 信號(hào)零電位端

15 Mupper 激勵(lì)輸出，上功率輸出管

16 Vboot 上功率激勵(lì)電路供電端（自舉升壓端）

LLC諧振型開關(guān)電源的原理及基本電路；

所謂LLC諧振型開關(guān)電源是指，開關(guān)電源的功率輸出電路是一個(gè)諧振電路，在正常工作是；其諧振電路的諧振頻率就是激勵(lì)振蕩電路的振蕩頻率，這樣就能保證開關(guān)電源有最大的功率輸出。

圖2.27所示， 就是此LLC開關(guān)電源的等效電路，圖中開關(guān)變壓器T831的初級(jí)L和電容器C842組成一個(gè)串聯(lián)諧振電路，此串聯(lián)諧振電路連接于功率輸出管V832、V833的輸出端A。

圖2.27

電路所以稱為LLC開關(guān)電源是因?yàn)?，早期的此類開關(guān)電源的電感L是由兩只電感組成，一只電感L主要參與諧振，一只電感L主要參與能量存儲(chǔ)及輸出，另 有一只電容器C是串聯(lián)的諧振電容，故稱為：LLC諧振型開關(guān)電源。在圖2.27的電路中，已經(jīng)演變?yōu)橛靡恢浑姼蠰代替兩只電感，既起到諧振的作用又起到能 量存儲(chǔ)及輸出的作用。在整個(gè)的開關(guān)電源電路中，我們可以把振蕩部分N831和功率輸出部分看成為一個(gè)“它激型的振蕩器”。一般的開關(guān)電源的開關(guān)管工作在 “開關(guān)”狀態(tài)，輸出也是方形波。

而根據(jù)振蕩器特性的理論:振蕩器是輸出取決于負(fù)載，如果負(fù)載是諧振電路，那么輸出必定是正弦波（條件是諧振電路必須和輸出頻率產(chǎn)生諧振）。在這個(gè)電路中設(shè)計(jì)成基本上L和C842的諧振頻率約等于N831的振蕩頻率。

這種LLC諧振型的開關(guān)電源到底有什么好處呢？

1 由于輸出是正弦波，就沒有一般開關(guān)電源的自感電勢脈沖，也就沒有電磁干擾EMI的弊病。

2 由于沒有自感電勢的脈沖開關(guān)管可以選用低電壓（Uds）的MOS管，低電壓開關(guān)管具有更低的飽和壓降，有利于進(jìn)一步的提升電路的效率。

3 由于輸出是正弦波，確保開關(guān)管在有負(fù)載情況下的零電壓轉(zhuǎn)換（ZVS），也就是開關(guān)管在由導(dǎo)通轉(zhuǎn)換到截止、由截止轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通，均在正弦波的過零點(diǎn)處進(jìn)行，大大的提升了開關(guān)輸出的效率及大大降低開關(guān)管的損壞率。

LLC開關(guān)電源的穩(wěn)壓控制：

一般的開關(guān)電源，其穩(wěn)壓控制是控制開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間；即稱為：PWM控制方式。而LLC開關(guān)電源，輸出在正弦波狀態(tài)，正弦波的正負(fù)半周是對稱的，也 就不存在控制開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間問題。LLC開關(guān)電源是控制頻率來達(dá)到控制輸出電壓的目的，即是控制振蕩器的振蕩頻率和輸出諧振電路的頻偏大小達(dá)到控制輸出 電壓的目的。

在LLC開關(guān)電源的輸出電路中；L和C842組成了串聯(lián)諧振電路，在諧振時(shí)電感的感抗等于電容的容抗，電容上的壓降則等于電感上的壓降，兩個(gè)壓降的 相位反相180度。相互抵消；此時(shí)理論的總阻抗等于零，電路的電流達(dá)到最大值，也就是在諧振時(shí)電路具有最大的功率輸出，當(dāng)負(fù)載阻值不變時(shí)，則諧振是具有最 高的電壓輸出。

但是在功率進(jìn)行輸出時(shí)，隨著負(fù)載電流的變化，流過電感L的電流也不斷變化，電流的變化影響了，電感L的飽和程度，就是當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)，電感L 的電感量也隨之變化。電感量的變化；引起了L和C842組成的諧振電路諧振頻率的變化，諧振頻率的變化又會(huì)引起失諧，影響輸出能量的傳遞。 LLC諧振型開關(guān)電源就是利用這一特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)倪x取振蕩頻率和諧振電路諧振頻率一個(gè)適當(dāng)?shù)念l偏值，當(dāng)輸出負(fù)載變化引起電壓波動(dòng)時(shí)，諧振頻率的變化使能量的 傳遞也在變化，正好彌補(bǔ)了因輸出電壓變化引起的電壓變化。

圖2.28

圖2.28中顯示是L和C842組成的一個(gè)能量傳遞的曲線。

圖中 小f所示是L和C842組成的諧振電路的諧振點(diǎn)。大F是振蕩頻率?？梢钥闯鲋C振電路的諧振點(diǎn)和振蕩器的頻率不在一個(gè)頻率點(diǎn)上。存在一個(gè)頻偏，并且諧振電路 的諧振頻率低于振蕩頻率。從圖2.28的曲線可以看出。諧振電路的頻率要是增高，小f就靠近大F輸出的功率就增加（輸出的電壓就提高），反之輸出功率就下 降（輸出電壓就降低）。

下面我們來分析一下；

當(dāng)負(fù)載加重是輸出電壓下降，并且流過L的電流增大，L的電流增加促使L的電感量下降，L的電感量下降又促使L和C842組成的諧振頻率上升，L和C842組成的諧振頻率的上升使小f向右靠攏了大F，從而是輸出功率提升，即提高了輸出電壓。

反之如果負(fù)載減輕，輸出電壓上升，流過L的電流減少，L的電流減少促使L的電感量上升，L的電感量上升又促使L和C842組成的諧振頻率下降，L和C842組成的諧振頻率的下降使小f向左移動(dòng)拉大了和大F的距離，從而是使出功率下降，即降低了輸出電壓。

LLC開關(guān)電源的保護(hù)電路；

N831 NCP1396有兩個(gè)保護(hù)控制引腳，8腳（FF）及9腳(SF),這兩只腳有不同的控制功能，

8腳符號(hào)為:FF(Fast Fault)稱為：快速保護(hù)控制端，當(dāng)故障反饋電壓達(dá)到設(shè)定的閾值，電路立即進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。

9腳符號(hào)為:SF(Slow Fault)稱為：延遲保護(hù)控制端，當(dāng)故障反饋電壓達(dá)到設(shè)定的閾值，電路內(nèi)部啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，延遲一定時(shí)間后進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。（筆者估計(jì)此芯片是為專為背光板激勵(lì)控制設(shè)計(jì)的集成電路）。

功率輸出電路過壓保護(hù)：當(dāng)功率輸出電路輸出的正弦波幅度超過規(guī)定值時(shí)電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。

輸出過壓保護(hù)；當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)大幅度變化時(shí)；控制電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。

1 功率輸出電路過壓保護(hù)電路由C841、R850、R851、VD835、VD834、R852、R853、C840、N832、VZ832、R845、 V831、R846等組成。其中C841、R851、R850、VD834、VD835、C840組成半波倍壓整流電路,圖2.29所示。當(dāng)功率放大電路 出現(xiàn)異常電壓升高時(shí)；倍壓整流電路輸出電壓也升高，該電壓加到比較電路N832 TL431的控制端，N832電流增大輸出端電壓下降，并引起V831導(dǎo)通，V831的導(dǎo)通把VCC電壓經(jīng)過R844、V831加到N831的9腳，并經(jīng) 過VD832、R840加到N831的8腳這兩腳的電壓上升，內(nèi)部的激勵(lì)電路被關(guān)閉，輸出電路停止工作。

圖2.29

半波倍壓整流電路工作原理：

在T1時(shí)間；圖2.30所示；幅度為:U的正弦波負(fù)半周加到C842、VD835，VD835導(dǎo)通并對C842

圖2.30

充電，C842上面的充電為左正右負(fù)；電壓幅度為；U 。在T2時(shí)間圖2.31所示；:U的正弦波正半周加到C842上面和C842上面的充電電壓U疊加經(jīng)過VD835導(dǎo)通，輸出電壓幅度為

2U,經(jīng)過C840濾波后加到N832的控制端,經(jīng)過在N832內(nèi)部的比較控制后控制V831導(dǎo)通并經(jīng)過VD832同時(shí)加到N831的8腳及9腳，實(shí)施控制。

圖2.31

LLC開關(guān)電源 N+N溝道功率放大電路自舉升壓電路詳細(xì)分析：

本開關(guān)電源采用了N+N溝道單端功率放大電路作為功率輸出級(jí)，具有電路簡單、波形失真小、效率高的特點(diǎn)，也是LLC開關(guān)電源可以采用的最基本電路。 但是此電路的一個(gè)比較難以解決的問題是；上橋開關(guān)管V832和下橋開關(guān)管的激勵(lì)信號(hào)的直流電平相差達(dá)到380V電壓之高；激勵(lì)信號(hào)也必須是兩路相位反相、 幅度相同、有各自適合的直流份量的激勵(lì)信號(hào)來推到此N+N功率輸出電路工作。一般的N+P互補(bǔ)單端功率輸出電路的單信號(hào)激勵(lì)方法，在此處是不能用了。對于 兩路反相激勵(lì)信號(hào)的獲得，比較容易，只要激勵(lì)集成電路設(shè)計(jì)有兩路幅度相同、相位反相的信號(hào)輸出就可以了，而兩路激勵(lì)信號(hào)高達(dá)380的電位差是比較難以解決 的，而且此電位差還要隨開關(guān)管的工作狀態(tài)不斷的變化。

這種N+N溝道功率放大電路的激勵(lì)信號(hào)的直流份量的獲取一般采用了“自舉升壓電路”來完成。在圖2.27中，集成電路N831的16腳是上橋開關(guān)管 激勵(lì)電路的VCC供電端（Vboot）,在電路中他并沒有直接接15V的VCC供電，而是經(jīng)過二極管VD831再連接于15V VCC供電端，16腳另接一只電容器C836到上橋開關(guān)管的源極（功率輸出端），此二極管VD831稱為自舉升壓二極管；此電容器C836稱為自舉升壓電 容。圖2.32所示

圖2.32

圖 2.32 N+N溝道功率放大電路的基本工作條件之一就是N831的16腳電壓必須隨著上橋開關(guān)管V832的工作；在15V和395V之間浮動(dòng)，才能保證整個(gè)功率輸 出電路的正常工作，這個(gè)浮動(dòng)就是由VD831和C836組成的自舉升壓電路來完成的，下面對圖2.32自舉升壓電路的工作原理進(jìn)行分析。

自舉升壓原理分析：圖2.33所示

1、當(dāng)負(fù)激勵(lì)信號(hào)加到上橋開關(guān)管灌流電路Q1、Q2；正激勵(lì)信號(hào)加到下橋開關(guān)管灌流電路Q3、Q4時(shí)；N831的15腳Mupper輸出負(fù)激勵(lì)信號(hào) 控制V832截止，N831的11腳Mlower輸出正激勵(lì)信號(hào)控制V833導(dǎo)通，圖2.33所示，此時(shí)功率放大器的輸出端A點(diǎn)等效接地，為0電 位，N831的14腳HB電壓也為0V，此時(shí)VCC電壓15V經(jīng)過VD831對C836充電；充電電壓為VCC的電壓15V上正 下負(fù)（二極管VD831的壓降忽略），此時(shí)；電容兩端就保存了一個(gè)15V的上正 下負(fù)的電壓。

2、當(dāng)正激勵(lì)信號(hào)加到上橋開關(guān)管灌流電路Q1、Q2；負(fù)激勵(lì)信號(hào)加到下橋開關(guān)管灌流電路Q3、Q4時(shí)；N831的15腳Mupper輸出正激勵(lì)信號(hào) 控制V832導(dǎo)通，N831的11腳Mlower輸出負(fù)激勵(lì)信號(hào)控制V833截止，圖2.34所示，放大器的輸出端A點(diǎn)等效接+380V，電位 為+380V。此時(shí)N831的14腳HB電壓已經(jīng)由0V抬升至+380V。此時(shí)；電容器C836的負(fù)端連接在14腳（也連接于輸出端A點(diǎn)），所以電容器 C836的負(fù)端電位也被抬升至+380V，由于電容器C836在V832截止時(shí)間已經(jīng)充電保存了一個(gè)上正下負(fù)的+15V電壓，而此時(shí)C836的負(fù)端又被抬 升至380V，所以電容器C836正端的電壓就為 +395V（380V+15V=395V），電容器的上端（正端）又是連接在集成電路N831的16腳Vboot，集成電路N831內(nèi)部的上橋開關(guān)管灌流 電路的VCC供電端就上升為+395V，這樣就保證了功率放大電路的開關(guān)管不管是什么狀態(tài)；上橋開關(guān)管灌流電路Q1、Q1的VCC都維持在+15V供電， 在上橋開關(guān)管V832導(dǎo)通時(shí)，N832的16腳電壓上升至395V時(shí)，開關(guān)二極管VD831處于反偏，電流不會(huì)形成對VCC的倒灌。

前面介紹的低壓DC~DC降壓開關(guān)電源部分的自舉升壓電路（VD907、C913）的工作原理于此相同，不再贅述。

此電路的工作原理有點(diǎn)類似于CRT電視機(jī)場掃描電路自舉升壓電路的工作原理，可以參考。

圖2.33 圖2.34