《认识频率合成式高频调谐器.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《认识频率合成式高频调谐器.doc（26页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、三星屏S42AX-YD05电源原理一、 慨述该屏为三星公司2008年投放市场的产品，其物理分辨率为：1024768（XGA/60HZ），主要应用于长虹公司PS20、PS20A机芯上，其代表型号：PT42618NHD(P06)、PT42600NHD、PT42700NHD(P03)、PT42618NHD。该三星屏结构主要由：PDP显示屏、电源板、逻辑板、Y驱动板（通常称Y板）、Y扫描板（通常称Y缓冲板）、X驱动板（通常称维持板）、寻址板等组成。为单面板，在设计方面也做了部分精简，所以这给电路分析和维修都带来了方便。屏结构实物图如下所示：二、 S42AX-YD05电源原理分析1、 结构三星屏S42A
2、X-YD05电源板（PBA：LJ92-01555A，PCB：LJ41-05700A）上的电路主要由：进线抗干扰电路、桥式整流电路、PFC电压形成电路、待机5V-STB电压形成电路、VS/VA电压形成电路、VG/12V/VAMP/D5V电压形成电路以及保护电路等组成，输出VS、VA、VG、D5V、A12V、VAMP和5VSB电压，而相关电压形成电路的上电时序则是受电源管理芯片BU8001(7FLIT58FOM)控制。2、 电源板实物图简介3、 电源板电压工作流程框图4、 电源板输出电压介绍 4.1.输出电压参数屏电源板所产生的电压如下表所示电压标识电压(V)电流(A)电压标识电压(V)电流(A)
3、 VS2002101.2A12V121VA52550.7VAMP240.5VG15V0.35VSB5.20.45D5V5.244.2.电源插座输出示意图5、 电源板电压形成工作原理分析5.1.进线抗干扰电路及待机5VSB电压形成电路 5.1.1.工作原理AC-220V通过插座CN8001进入后，首先经过保险F8001(250V/8A)送入VR8001、C8001、R8001、C8034、C8035、L8001、C8003、C8004、C8002、C8036、L8002等组成的过压保护电路以及两级进线抗干扰电路。经该电路滤除交流纹波干扰信号后，再通过TH8002、D8001、D8002、F800
4、2、C8006整流滤波后，形成不稳定的300V直流电压(HV)。该300V直流电压(HV)首先经过保险F8002(1A/250V)，开关变压器T8001的初级绕组1脚输入，产生感应电动势，再从初级绕组2脚输出，加至待机电压形成块U8001（VIPER22A）的5、6、7、8脚(漏极)；同时在开关变压器T8001的另一初级绕组3、4脚，也产生感应电动势，一路经过D8005、C8032整流滤波，给U8001（VIPER22A）的4脚提供一个持续的工作电压，形成U8001的供电VDD，U8001在4脚得到供电后，内部电路开始振荡并进入工作状态；一路经过D8008、C8021整流滤波后，为Q8001（
5、A1281）的发射极提供一个待命电压，此时Q8001由于基极没有电流注入而处于截止状态。由于开关变压器互感的作用，T8001次级绕组产生的感应电压，经过D8006、C8013、C8033整流滤波后形成5VSTB电压。此电压提供给插板J8002上的电源管理芯片BU8001的2脚、继电器RLY8002、RLY8001以及主板的待机电路，同时还通过R8020为光藕PC8003提供待命电压。由R8010、R8011、U8002（LM431）、R8016组成反馈支路，通过光藕PC8001控制和稳压二极管ZD8001稳压，反馈于U8001的3脚，使其产生稳定的5VSTB电压，整机处于待机状态。由U8002
6、、R8016、R8014、R8015、R8002、C8016、R8013、C8017组成待机取样电路，以稳定5VSTB电压的输出。5.1.2.待机5VSTB电压形成电路如下图15VSTB电压形成电路5.1.3.待机电压形成芯片VIPER22A (U8001)简介该芯片是一低功耗开关电源，具有固定开关频率60KHZ，宽电压范围938V，电流模式控制，辅助欠压锁定，高电压启动电流，超温、过流、过压保护等特点。其内部结构电路见下图2图2 VIPER22A内部结构电路5.1.4. 芯片U8001(VIPER22A)引脚功能及参考电压见下表15.2.待机控制及PFC电路5.2.1待机控制电路当整机发出开
7、机指令PS-ON后，CPU板插座J8002的6脚得到一个低电平控制信号，通过电源管理芯片BU8001(7FLIT158FOM)内部MCU控制、数据存储、模数转换处理，从其17、16脚输出高电平信号，送至插座J8002的11、17脚，然后经过电阻R8022、R8024分别送至三极管Q8002、Q8003的基级，使其饱和导通，一路送至RLY8001、RLY8002，控制继电器吸合，完成待机控制；另一路由光藕PC8003隔离后，经过电阻R8019使Q8001的基级得到低电平，致使Q8001导通，输出受控的17V电压。该电压再经过U8003（KIA7815）稳压后得到15V，而15V电压又分3路：一路
8、经过R8151限流为U8101(L4981A)PFC模块的19脚提供供电，一路送至低压产生电路U8301(MR4030)的4脚，一路为Q8004提供一个待命电压。5.2.2.PFC电压的形成二次开机后，220V交流电压通过继电器RLY8002、RLY8001控制，送至桥堆D8101和电容C8101整流滤波，得到不稳定的300V直流电压，而后加至储能电感L8101上，同时该电压还经过R8110、R8111、R8112、R8113、R8114和R8103、R8104、R8105、R8106、R8107分压为PFC模块U8101 (L4981A)的7、4脚提供交流检测信号。当PFC驱动芯片U8101
9、(L4981A)的19脚得到工作电压15V后，PFC模块内部开始振荡工作，从20脚输出驱动脉冲信号，使三极管Q8106导通，从而控制MOS管Q8101、Q8102轮流导通，在储能电感L8101上进行储能和释能，再经D8103、D8104、C8103、C8134整流滤波，产生PFC电压390V。由电阻R8135、R8136、R8137、R8138、R8139组成PFC电压取样反馈电路，送入PFC模块的14脚，同时从PFC模块的13脚输出误差电压放大信号，通过C8115、C8116、R8133也反馈至14脚，致使PFC电压(384V)稳定输出。PFC电压由电阻R8141、R8142、R8143、R
10、8144、R8145、R8150、R8148分压后，输入至U8101(L4981A)的3脚，提供给PFC模块内部过压检测电路。PFC电压驱动电路见下图3 图3 PFC电压驱动电路5.2.3. PFC电压驱动芯片L4981A简介L4981A主要具有：平均电流模式PWM控制，最小噪音灵敏度，低启动电流0.3mA，欠压滞后锁定，过压过流保护，软启动等特点。其内部结构电路见下图4图4 L4981A内部结构电路5.2.4. PFC驱动芯片L4981A引脚功能及参考电压见下表25.2.5. CPU板接口见下图5图5 CPU板接口电路5.2.6. 电源管理芯片ST7FLIT15BFOM(BU8001)简介S
11、T7FLIT15BFOM主要具有：8bit单电压闪存MCU，数据存储器，模数转换器，5路定时器和SPI串行接口数据传输等特点。其内部结构电路见下图66 ST7FLIT15BFOM内部结构电路5.2.7.电源管理芯片ST7FLIT15BFOM引脚功能及参考电压见下表3表35.3.VAMP/A12/VG/D5V低电压的形成电路5.3.1.VAMP电压 二次开机正常工作后，PFC电路形成的384V直流电压经过开关变压器T8301初级绕组，加至串联谐振电压形成模块U8301(MR4030)的9脚，而4脚则是经过开关变压器T8001另一初级绕组外接二极管D8008、电容C8021整流滤波产生17V的直流
12、电压，提供给三极管Q8001的射极，由于光耦PC8003的次级光敏三极管发光增强，致使Q8001饱和导通，此时再由U8003(KIA7815)三端稳压得到15V电压持续稳定的供给，使U8301进入工作状态。而后再从T8301的一路次级绕组产生感应电压，经D8306、C8308、C8309、C8328整流滤波后，得到VAMP电压24V。 由电阻R8307、R8308、精密稳压可控器U8302、R8312组成VAMP电压的反馈支路，通过光耦PC8301的电流控制，反馈于U8301(MR4030)的2脚，使开关变压器T8301次级稳定的输出电压。5.3.1.1.串联谐振电压形成模块MR4030 (U
13、8301)内部结构电路见下图7图7 MR4030内部结构电路5.3.1.2.串联谐振电压形成模块U8301(MR4030)引脚功能及参考电压见下表4表45.3.2. A12电压VAMP电压24V经U8305(MC33167)DC-DC转换后得到A12电压。5.3.2.1. DC-DC转换块MC33167 (U8305) 简介MC33167是一块电源开关调节器，其具有：内部温度补偿，固定频率振荡器，闭锁单脉冲测量，高增益误差宽度调制放大器，高电流输出开关，周期电流限制，欠压锁定和热关断等特点。其内部结构电路见下图8图8 MC33167内部结构电路5.3.2.2. DC-DC转换块U8305(MC
14、33167)引脚功能及参考电压见下表5表55.3.3. VG电压 从T8301的一路次级绕组产生感应电压，经D8304、C8326整流滤波，产生17V电压，再经U8304(KIA7815)三端稳压后，得到稳定的VG(15V)电压。 5.3.3.1. KIA7815内部结构电路见下图9图9 KIA7815内部结构电路5.3.3.2. KIA7815引脚功能及参考电压见下表6表6 5.3.4. D5V电压T8301的一路次级绕组产生感应电压，经D8305、C8314、C8315整流滤波后，产生VCC(9.4V)电压送到MOS管Q8301的漏极；同时VCC(9.4V)送入PWM同步控制块U8303(
15、IRU3037)的2脚，使U8303快速进入工作状态。而后从U8303的5、3脚分别输出高低两个驱动控制信号HD(7.23V)、LD(3.56V)，送至MOS管Q8301、Q8302的控制极。在第一个周期的时候，U8303的5脚输出高驱动控制信号HD，此时Q8301导通，Q8302截止，电感L8302被充电；下一个周期到来的时候，U8303的3脚输出低驱动控制信号LD，此时Q8301截止，Q8302导通(Q8301和Q8302始终处于交替导通状态)，而电感L8302开始释放能量，经过电容C8323、C8324滤波后得到D5V电压。由电阻R8321、R8322、R8320组成D5V反馈检测电路，
16、控制U8303的1脚，使其产生稳定的D5V电压(此电压供给主板和逻辑板)。 5.3.4.1. 同步控制块IRU3037(U8303)简介IRU3037是一块PWM同步控制器，其具有：内部200KHZ的振荡器，软启动功能，固定频率电压模式，500mA峰值输出驱动能力，MOS管短路保护检测输出等特点。其内部结构电路见下图10图10 IRU3037内部结构电路5.3.4.2. IRU3037引脚功能及参考电压见下表7表75.3.5. VAMP/A12V/VG/D5V低电压形成电路见下图11图11 低电压形成电路5.4. VS/VA电压的形成电路5.4.1.VS/VA电压的形成VAMP、A12、VG、
17、D5V电压正常输出后，由D5V给逻辑板提供工作电压，逻辑板开始工作，输出VS-ON高电平控制信号送至CPU板插座J8002的12脚，后经MOS管BQ8001饱和导通后，加至电源管理芯片BU8001(ST7FLIT15BFOM)的18脚，再经内部数据存储处理后，从其15脚输出一个高电平至插座J8002的15脚，通过光耦PC8006隔离控制，致使Q8004导通，而后15V电压通过Q8004的E、C极给高性能振荡控制器U8201(MC33067)15脚和Q8203、Q8204、Q8205、Q8206组成的两路推挽功率放大电路提供工作电压。由于该芯片在此应用电路中的1、2脚处于短接状态，所以U8201
18、在得到工作电压后，芯片的12脚和14脚输出相位相同、极性相反的两个矩形波脉冲控制信号，激励两路推挽功率放大电路，使Q8203、Q8204和Q8205、Q8206轮流交替导通，加至激励变压器T8202的初级绕组。当U8201的12脚输出高电平驱动控制信号，14脚输出低电平驱动控制信号时，两路推挽功率放大电路Q8205、Q8204导通，Q8206、Q8203截止，电路工作流向为：15V-Q8205C、E极-T8202初级绕组-C8210-Q8204E、C极。而后在T8202初级绕组形成下正上负的感应电压，由于互感的作用，在T8202的次级绕组感应电压使MOS管Q8201导通，Q8202截止，此时P
19、FC电压经Q8201的D-S极，再经开关变压器T8201初级绕组至电感L8201、电容C8203、C8202、R8231到地，给C8203、C8202进行充电。当U8201的12脚输出低电平驱动控制信号，14脚输出高电平驱动控制信号时，两路推挽功率放大电路Q8205、Q8204截止，Q8206、Q8203导通，电路的工作流向为：C8201-T8202初级绕组-Q8206E、C极-地。而后在T8202初级绕组形成上正下负的感应电压，由于互感的作用，在T8202的次级绕组感应电压使MOS管Q8201截止，Q8202导通，此时电容C8202、C8203经电感L8201、T8201初级绕组-Q8202
20、的D、S级-R8231形成放电回路。由于MOS管Q8201和Q8202轮流交替导通工作，在开关变压器T8201的一次级绕组感应电压，经D8201/D8202桥式整流、C8208滤波后得到VS(206V)电压。在开关变压器T8201的一次级绕组感应电压，经D8203/D8204桥式整流、C8209滤波后得到VA(54V)电压。因为在正常工作期间，开关变压器T8201的初级绕组始终有正反方向电流流过，而次级绕组在正负两个周期都得到了工作电压，所以采用桥式整流电路，提高了工作效率。由D8209、C8227、R8223、R8224、U8230、C8223、R8225、R8226、R8227、R8228
21、、R8235、C8226、R8229、VR8201组成反馈信号检测电路，通过光藕PC8201的隔离，来控制U8201(MC33067)的5脚，使其输出稳定的VS、VA电压。5.4.2. 振荡控制器MC33067(U8201)简介MC33067是一款高性能振荡控制器，其主要有：高性能的零电压开关控制，采用调频恒定关断时间、死区时间控制，温度补偿，参考欠压锁定，高速故障保护功能等特点。其内部具有高增益宽带误差放大器，转向触发器，谐振模式控制器，比较器和锁存器，可编程软启动电路等。其内部结构电路见下图12图12 MC33067内部结构电路5.4.3. MC33067(U8201)引脚功能及参考电压见
22、下表8表85.4.3. VS/VA电压形成电路见下图13图13 VS/VA电压形成电路6、 保护电路6.1. 17V保护检测电路该电源的17V电压保护检测电路是由精密电压控制块U8004(LM431)、电压比较块UA(LM324)和CPU板上的电源管理MCU(BU8001)共同完成。电源正常工作后，待机电路中D8008、C8021整流滤波产生的17V电压，同时给U8004的K极提供一个工作电压，由R8030、U8004组成精密2.5V电压，而后分别通过电阻R8031、R8039隔离给UA（LM324）的2脚和6脚提供基准电压。由于某种原因17V电压升高，一路送至双电压比较块UA(LM324)的
23、反相输入2脚，与交流保护检测电压经电阻R8025R8029分压送至其正相输入3脚，经内部电压比较后从1脚输出低电平，致使光耦PC8004初级发光二极管发光增强，次级光敏三极管导通量增大而饱和导通，把CPU板插座J8002的18脚电压拉低；另一路送至UA(LM324)的反相输入6脚，与PFC保护检测电压经电阻R8034R8038分压送至其正相输入5脚，经内部电压比较后从7脚输出高电平，致使光耦PC8005初级发光二极管发光增强，次级光敏三极管导通量增大而饱和导通，把CPU板插座J8002的16脚电压拉低，促使CPU板上MCU(BU8001)的16、17脚（插座J8002的11、17脚）输出低电平
24、，Q8002、Q8003截止而回到待机状态，达到保护的目的。 6.2. AC保护检测电路由D8011、R8025、R8026、R8027、R8028、R8029组成AC保护检测电路，给双电压比较块UA(LM324)的3脚提供检测信号，经内部比较检测后，从其1脚输出信号，通过光藕PC8004隔离控制，送至CPU板插座的18脚，而后再经排组BR8006，送至BU8001的8脚。保护工作原理参见6.1所述。6.3. PFC保护检测电路由R8034、R8035、R8036、R8037、R8038组成PFC保护检测电路，给双电压比较块UA(LM324)的5脚提供检测信号，经内部比较检测后，从其7脚输出信
25、号，通过光藕PC8005隔离控制，送至CPU板插座的16脚，而后再经排组BR8005，送至BU8001的9脚。保护工作原理参见7.1所述。17V/AC/PFC保护检测电路见下图14图14 17V/AC/PFC保护检测电路6.4. D5V/A12V/VG保护检测电路由R8397、R8398、R8399、R8396组成D5V/A12V/VG保护检测电路，直接送至CPU板插座J8002的4脚，而后再经排组BR8001，送至BU8001的5脚。若D5V/A12V/VG任何一路电压升高，分别经电阻R8397/R8398/R8399和R8396分压后送至CPU板插座J8002的4脚（大于3V），致使CPU
26、板上MCU(BU8001)的16、17脚（插座J8002的11、17脚）输出低电平，Q8002、Q8003截止而回到待机状态，达到保护的目的。6.5. VA保护检测电路由R8292、R8299组成VA保护检测电路，直接送至CPU板插座J8002的7脚，而后再经排组BR8001，送至BU8001的5脚。若VA电压升高，经电阻R8292、R8299分压后送至CPU板插座J8002的7脚（大于1.8V），致使CPU板上MCU(BU8001)的16、17脚（插座J8002的11、17脚）输出低电平，Q8002、Q8003截止而回到待机状态，达到保护的目的。6.6. VS保护检测电路由R8298、R82
27、97、R8296组成VS保护检测电路，直接送至CPU板插座J8002的2脚，而后再经排组BR8005，送至BU8001的7脚。若VS电压升高，经电阻R8298、R8297、R8296分压后送至CPU板插座J8002的2脚（大于2.5V），致使CPU板上MCU(BU8001)的16、17脚（插座J8002的11、17脚）输出低电平，Q8002、Q8003截止而回到待机状态，达到保护的目的。D5V/A12V/VG/VA/VS保护检测电路见下图15图15 D5V/A12V/VG/VA/VS保护检测电路6.7. 精密电压比较器LM431 LM431是一款可调精密齐纳并联稳压器，具有快速开启反应、输出低
28、噪音等特点，在诸多电路中均采用。其内部结构电路见下图16图16 LM431内部结构电路6.8. LM431引脚功能及应用电路中参考电压见下表9表97、 .故障实例7.1.故障现象：待机正常，二次开机保护分析及检修：出现保护故障现象，分析应该是某一保护检测电路发生问题引起。根据经 验首先对电源板上的MOS管、保险管等进行全面检测，结果发现保险管F8201(4A/250V) 已烧坏，但此时测量电容C8103正端仍有384V的PFC电压，那么说明PFC电压形成电路是没有问题的。据此分析烧坏F8201有3种情况：1.保险自身超负荷损坏（几率很小）；2.VS/VA电压形成电路损坏；3.VAMP/12V/
29、VG/D5V低电压形成电路损坏造成。经仔细检测发现U8301（MR4030）已爆裂，并在路检测相关元件发现ZD8301、ZD8304两只稳压二极管也已击穿，最后更换相同型号的3只元件后，通电试机VAMP、12V、VG、D5V电压输出正常，二次开机不再保护。小结：通电后继电器吸合而后跳开，是因为电源管理芯片BU8001没检测到有电压反馈 于MCU，或是电压过高反馈于MCU，导致MCU发出保护指令。若遇到此类故障需对每路输出电压的瞬间进行检测，一般均能够找到问题所在。此故障部位电路见下图17所示图17 故障部位电路7.2.故障现象：待机正常，二次开机继电器不动作分析及检修：根据故障现象分析，可能是
30、以下原因导致：（1） CPU板上的电源管理芯片 BU8001没工作；（2） 没给继电器提供电压。 由于电源板是可以单独维修的，所以首先将电源板上插座CN8002的VS-ON与D5V短接，CN8003的PS-ON与地短接，而后接入交流220V，检测电源管理芯片BU8001输出的控制信号和继电器的供电，结果发现继电器没有供电，而此电压则是来自三端稳压U8003(KIA7815)。进一步检测U8003的输入端电压为17V，但输出端却只有2V(正常为15V)，在检测输出端对地阻值为500多欧，没明显短路情况下，直接更换U8003后，故障排除。小结：对于电源的维修，最重要的是熟悉和掌握电源供电时序、控制
31、信号时序。此故障部位电路见下图18所示图18 故障部位电路三、 屏自检及电源单独判断方法1、 首先断开长虹自制主板（信号板）和屏组件所有的连接线，然后将逻辑板（LJ92-01485）上的插座CN2023的3、4脚插针短接，再将电源板上的插座CN8003的8（PS-ON）和9(GND)脚短接，CN8002的2（VS-ON）脚和D5V短接，此时接通AC-220V，屏幕将会出现滚动的彩色画面，那么说明该屏及屏组件是正常的，反之，依然。2、 只需将CN8003的8（PS-ON）和9(GND)脚及CN8002的2（VS-ON）脚和D5V短接即可，不过还需在VS电压上接200W灯泡作为假负载，加电测试VS（207V）、VA（54V）、VG（15V）、B5V、D5V是否正常，从而可以单独判断电源板本身是否存在故障。3、 电源板单独维修的方法电源板本身一旦出现故障，是可以进行单独维修的，即将插座CN8002的VS-ON(2脚)与D5V(10脚)短接，插座CN8003的PS-ON与地短接即可开机检修。26
