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[新手报到] 如何维修等离子电源

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  • TA的每日心情
    开心
    2020-2-10 21:13
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2020-2-10 22:06:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    等离子彩电电源板电路解析与检修技法一、PDP 彩电电源板电路解析 1.电源板电路的基本组成 PDP 彩电的电源板电路十分复杂,令不少PDP 彩电维修初学者望而生畏,其实,仔细分析就会发现,其实并非“十分复杂”,而是由几个简单的开关电源组合而成,如图1 所示。从图1 可以看出,PDP 彩电的电源板电路主要由以下三部分电路组成: 图1 PDP 彩电的电源板电路的基本组成框图 (1)待机电源电路待机电源电路是一个简单的开关电源,主要作用是为MCU 提供工作时所需的电压(一般为5 V),并为其他几个开关电源提供启动电压。只要打开电源开关,待机电源就会工作,PDP 彩电处于待机状态时,待机电源也应工作,否则,MCU 将因失电而无法“唤醒”。 (2)PFC(功率因素校正)电路PFC 电路的主要作用是:减少谐波对交流电网的污染,提高有用功率,减小无功功率消耗。此部分电路可有可无,不过,目前大部分PDP 彩电电源板均设有此部分电路。 (3)开关电源电路开关电源电路一般由多个简单的开关电源组成,分别输出不同的电压,为PDP 彩电显示屏驱动电路、逻辑控制电路和主板电路供电。 需要说明的是:不同的PDP 彩电,其电源板电路虽然基本组成相同,但输出电压可能有较大差别。 PDP 彩电的电源电路一般安装在两块或两块以上的电路板上。例如,康佳PDP4218 彩电的电源电路就安装在两块电路板上,其中,一块电路板安装在为主板(模拟板和数字板)供电的开关电源电路,称为小电源板(也称副电源板);另一块电路板安装在PFC 和另外几个开关电源电路,称为大电源板(也称主电源板),如图2 所示。 图2 康佳PDP4218 彩电的大电源板和小电源板实物图 图3 所示是LG 102 cm(40 英寸)PDP彩电的电源电路元器件安装示意图。从图3 可以看出,该电源电路安装在一块电源板上。 图3 LG 102cm(40 英寸)PDP 彩电的电源电路元器件安装示意图2.开关电源的分类 开关电源因其控制器件工作在导通(ON)和截止(OFF)状态而得名,其实质是通过改变电路中控制器件的导通时间来改变输出电压的大小,达到维持输出电压稳定的目的。开关电源示意图及输入/ 输出波形如图4 所示。 图4 开关电源示意图及输入/ 输出波形图 在图4 中,Ui 为整流后的不稳定的直流电压;UO 为经过斩波后的输出电压;K 为开关控制器件;RL 为负载;T 为开关启闭周期;Ton 为开关闭合时间,即导通时间;Toff 为开关关断时间,即截止时间。 开关电源的类型很多,而且可以按不同的方法来分类: (1)按开关控制器件的连接方式分。 按开关控制器件的连接方式,开关电源可分为串联式和并联式。 串联式开关电源的开关控制器件和脉冲变压器串联在输入电路和负载之间。这样会导致开关电源的底板带电,不方便安装接口电路。因此,PDP 彩电不采用串联式开关电源,而全部采用并联式开关电源。并联式开关电源结构示意图如图5 所示。 图5 并联式开关电源结构示意图 并联式开关电源的控制器件与输入电压和输出电压并联。通过不同的脉冲变压器“二次”绕组抽头,产生几组不同的直流电压输出,以满足不同的电压要求。图5 中的光电耦合器有的电路采用,有的电路则不采用。 并联式开关电源优点:①开关变压器的一次侧、“二次”侧是完全隔离的;“二次”电路与一次电路不共地。这不但提高了安全性,而且方便安装接口电路;②稳压范围宽,只要略微改变一下开关脉冲的占空比,便能达到输出电压的稳定。 并联式开关电源存在的缺点:①开关管(控制器件)截止时,其集电极承受的最高峰值电压为Ui+Uo;开关管饱和时,“二次”侧整流管承受的最高峰值电压也为Ui+Uo,所以对电源开关管及开关变压器“二次”侧所接的整流管的耐压要求较高。 ②负载发生短路时,开关变压器各绕组呈现低阻。这有可能导致开关管因开启损耗大而损坏。 ③开关管饱和时开关变压器储存能量,开关管截止时开关变压器向负载释放能量。 所以要求开关变压器的电感量要足够大,才能满足负载在一个周期内所需要的能量。 ④在开关管饱和期间,开关管集电极电流几乎是线性增长的,开关管基极电流随着电容C 的充电而逐渐下降。为了保证截止前瞬间仍能饱和,正反馈脉冲电压必须达到规定值,否则在开关管饱和后期,开关管会因激励不足而损坏。 鉴于以上缺点,并联式开关电源除了由启动电路、振荡电路、误差取样放大电路和脉宽调节电路组成的常规电路外,为了保证开关电源和负载电路可靠地工作,还设置了许多附属电路。例如:①为防止开关管因开启损耗大或关断损耗大而损坏,设置了开关管恒流激励电路;②为防止负载短路使开关管因过电流损坏,而设置了开关管过电流保护电路;③为防止开关管和负载元器件因过电压损坏,而设置了过电压保护电路;④为防止开关管因“二次”击穿损坏,而设置了尖峰吸收电路;⑤为防止市电过低,使开关管因开启损耗大而损坏,设置了欠电压保护电路。 这些附属电路的加入使电源电路工作的安全性及可靠性大大提高,但同时也使电路的结构更加复杂,元器件数量大大增多,从而导致检修难度加大。 (2)按激励脉冲产生方式分 不管何种开关电源,开关管必须工作在开关状态,所以开关管基极所加的激励电压是脉冲电压,按激励脉冲的产生分类,有自激式和他激式两种。自激式开关稳压电源是:利用电源电路中的开关管、高频变压器构成正反馈环路,来完成自激振荡。这种振荡电路虽然简单,但不易控制,因此,PDP 彩电一般不采用自激式开关电源,而采用他激式开关电源。图5 所示的并联式开关电源采用的就是他激式振荡电路(图见上期),因此,也称为他激式并联开关电源。 他激式开关稳压电源电路的开关管不参与激励脉冲的振荡过程,必须附加有启动电路和振荡器。振荡器产生开关脉冲,来控制电源开关管的导通与截止,让电源电路开关工作而有直流输出电压。在实际电路中,振荡器一般集成在电源控制IC 中(电源控制IC,一般具有:振荡、脉宽调制、过电流保护、过电压保护、欠电压保护等功能;有些还集成有开关管)。 专家点拨:对于开关管激励脉冲,要求有足够的驱动功率。也就是说,在开关管饱和期间,要求有足够大的基极电流,以维持开关管的饱和导通,这时基极电流应满足Ib>Icp>β(Icp 为开关管集电极的峰值电流)的条件,否则,开关管就会因激励不足而不能完全饱和,而压降增大,功耗增大,开关管过热,容易造成损坏;而在开关管由饱和变为截止时,基极必须加反向电压,形成足够的基极反向电流,使开关管急剧地截止,以缩短开关管截止转换时间,减小其关断损耗。 ( 3) 按稳压控制方式分 一般开关电源都要经过稳压措施,来保证开关电源输出端电压的稳定。否则,当市电电压或负载电流发生变化时,将导致输出端电压发生变化,稳压控制电路最终是通过控制开关管的导通时间来实现稳压控制的。按稳压控制方式分,开关电源可分为脉冲调宽式、脉冲调频式、脉冲调频调宽式三种。 通过计算可以得出,开关电源输出电压UO 的计算公式为: 由公式可知,改变Ton 或T,就可以控制输出直流电压的大小。若只改变Ton,而保持T 不变,称为“脉冲调宽式调制法”;若只改变T,而保持Ton 不变,称为“脉冲调频式调制法”;若同时改变Ton 和T,则称为“脉冲调频-调宽式调制法”。 上述三种稳压控制方式,PDP 彩电的开关电源都有采用,其中“脉宽式调制法”应用较多。 3. 并联式开关电源基本原理 图6 所示为PDP 彩电并联式开关电源的基本原理图。当激励脉冲为高电平时,使V 饱和导通,则T 的一次绕组的磁能因V 的集电极电流逐渐升高而增加,由于“二次”绕组感应电压的极性为“上负、下正”,所以整流二极管VD 截止,电能便以磁能的形式储存在T 中。 V-开关管(NPN型晶体管或N沟道场效应管);T-开关变压器; VD-整流二极管; C-滤波电容; RL-负载电路。 图6 PDP彩电并联式开关电源的基本原理图。 当V 截止期间.T 各个绕组的脉冲电压反向,则“二次”绕组的电压变为“上正、下负”,整流二极管VD 导通,T储存的能量经VD 整流后,向C 与负载释放,产生了直流电压,为负载电路提供供电电压。 由以上分析可知,并联式开关电源是反激励式开关电源,即开关管导通期间,整流二极管VD 截止;在开关管V 截止期间,整流二极管VD 导通,向负载提供能量。所以,不但要求开关变压器T 的电感量、滤波电容C 的容量大,而且开关电源的内阻较大。4. 开关电源组成电路介绍 PDP 彩电的开关电源主要由交流抗干扰电路、整流、滤波电路、功率因数校正电路(多数机型有此电路)、启动和振荡电路、开关电源控制电路、稳压电路、保护电路等几部分构成。 (1)交流抗干扰电路 开关电源两根交流进线上存在共模干扰(两根交流进线上接收到的干扰信号,相对参考点大小相等、方向相同,如电磁感应)和差模干扰(两根交流进线上接收到的干扰信号相对参考点大小相等、方向相反,如电网电压瞬时波动)。两种干扰以不同比例同时存在。开关电源中,整流电路、开关管的交流电压快速上升或下降,电感、电容的电流也迅速变化。这些都构成了电磁干扰源。为了减少干扰信号通过电网影响其他电子设备的正常工作,也为了减少干扰信号对本机音、视频信号的影响,需要在交流进线侧加装滤波器电路,即交流抗干扰电路。常用交流抗干扰电路如图7 所示。 图7 常用交流抗干扰电路图 在图7 电路中,LF1、LF2 是共模扼流圈,在一个闭合高导磁率铁心上,绕制两个绕向相同的线圈。共模电流以相同方向同时流过两个线圈时,两线圈产生的磁通是相同方向的,有相互加强的作用,使每一线圈的共模阻抗提高,共模电流大大减弱,对共模干扰有强的抑制作用;在差模干扰信号作用下,干扰电流产生方向相反的磁通,在铁心中相互抵消,使线圈电感几乎为零,对差模信号没有抑制作用。LF1、LF2 与电容CY1、CY2 构成共模干扰抑制网络。 在图7 电路中,L1 是差模扼流圈,在高导磁率铁心上独立绕线构成,对高频率差模电流和浪涌电流有极高的阻抗,对低频(工频)电流的阻抗极小。电容CX1、CX2 滤去差模电流,与L1 构成差模干扰抑制网络。R1 是CX1、CX2 的放电电阻(安全电阻),用于防止电源线拔插时电源线插头长时间带电。安全标准规定:正在工作中的电气设备电源线拔掉时,在2 s 内,电源线插头两端的电压(或对地电位)必须小于原电压的30%。 专家提示:电容CX1、CX2 为安全电容,必须经过安全检测部门认证并标有安全认证标志。CY 电容一般采用耐压为AC 275 V 的陶瓷电容,但其真正的直流耐压高达4000 V 以上,因此,CY 电容不能随便用AC 250 V,或DC400 V 之类的电容来代用。CX 电容一般采用聚丙烯薄膜介质的无感电容,耐压为AC 250 V 或AC 275 V,但其真正的直流耐压达2000 V 以上,故不能随便用AC 250 V或DC 400 V 之类的电容来代用。 (2) 整流、滤波电路 整流、滤波电路的作用是将交流电转换成300 V左右的直流电压。开关电源电路中通常采用桥式整流和电容滤波方式,典型电路如图8 所示。 图8 整流、滤波电路图 电路中,VD1~VD4 是整流二极管,C 是300 V 滤波电容。通过桥式整流电路,可以将交流电压转换成单向脉动的直流电压。通过电容滤波,可将单向脉动的直流电压转换为平滑的直流电压。 (3)功率因数校正(PFC)电路 ①功率因数校正电路的作用 长期以来,开关型电源都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC/DC 转换的。由于滤波电容的充、放电作用,其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波。滤波电容上电压的最小值与最大值(纹波峰值)相差并不多。根据桥式整流二极管的单向导电性,只有在AC 电路电压瞬时值高于滤波电容电压时,整流二极管才会因正向偏置而导通;而当AC 输入电压瞬时值低于滤波电容电压时,整流二极管因反向偏置而截止。也就是说,在AC 电路电压的每个半周期内,只是在其峰值附近,二极管才会导通(导通角约为70°)。虽然AC 输入电压仍大体保持正弦波波形,但AC 输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲,如图9 所示。这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成分,会危害电网正常工作,使输电线上的损耗增加,功率因数降低,浪费电能。
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  • TA的每日心情
    开心
    7 小时前
  • 签到天数: 1824 天

    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2020-2-11 12:25:09 | 显示全部楼层
    把配图发上来会更明白了
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2020-3-8 12:42
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2020-3-8 18:08:19 | 显示全部楼层

                                   
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