等離子電視原理

1、等離子電視原理三星V2 屏開關電源原理- 連載（一）待機電源部分V2 屏開關電源原理- 連載（一）待機電源部分詳解郝銘一、 V2 屏開關電源概述特點； 由于等離子電視屏的特點，需要多驅動電源供電，并且各供電電源必須保證嚴格的時序關系，所以其開關電源供電比較復雜。該電源采用多電源組合供電，并且具有PFC功能。該開關電源的供電范圍包括； 小信號供電部分： 12VAMP、 33V 、 VG15V、 A12V、 D12V、 A6V、 D6V 、 3.3V 。屏驅動供電部分：VS VA VSCAN VSET VE下圖 1 1 所示；為開關電源總框圖；圖 11圖 11 中；EMI；抑制電磁干擾的濾波器PF

2、C；功率因素校正，是改善電路的電流波形失真，迫使電流波形追蹤電壓波形變化而變化的電路，由 L1 Q1 Q2 D10 IC1等組成。待機電源； 待機時向 CPU及存儲器供電， 接受 CPU的指令完成開、 關機任務。輸出其他電源的啟動 VCC并執(zhí)行保護檢測電路送來的保護關機控制，T3S IC2 Q11 Q12 等組成。VS電源；產(chǎn)生等離子屏所需的VS掃描驅動供電壓，由T1S T2S Q6 Q8 等組成。VA電源；產(chǎn)生等離子屏所需的VA地址驅動供電壓，由T8S IC35 等組成。小信號電源；產(chǎn)生整機除等離子屏以外其他所有電路多種電壓的供電，由VE電源；產(chǎn)生等離子屏 X 擦除電路的供電壓，由 T6S

3、IC17 組成。VSET電源；產(chǎn)生等離子屏 Y 擦除電路的供電壓，由 T5S IC16 組成。VSCAN電源；產(chǎn)生等離子屏地址驅動電路的供電壓，由 T6S IC7 組成。T4S IC7等組成開機啟動過程;接通電源等離子電視機處于待機狀態(tài)，當CPU給出開機信號 PS-ON（由高電平轉為低電平）待機電源繼電器吸合， 向 PFC電源提供 220V，PFC電源開始工作并輸出B PFC（ 380V, 該 BPFC作為 VS、 VA 及小信號電源的供電源），B PFC的工作使 VA及小信號電源開始工作輸出 VA電壓及多種小信號電源， VA 電壓輸出去等離子屏驅動電路并且VA 電壓又作為 VSCAN開關電源

4、的供電源， VSCAN開關電源也開始工作。在VA電源工作的同時小信號電源也開始工作， 小信號開關電源輸出前端電路、小信號電路，及邏輯板電路供電源，邏輯板電路正常工作后向 VS開關電源發(fā)出 VS電源啟動信號VS-ON（高電平啟動） ，VS電源啟動向等離子屏驅動電路提供 VS 電源，該 VS電源同時又作為VE、 VSET開關電源的供電壓， VS產(chǎn)生后 VE、VSET開關電源開始工作，向等離子屏提供X、 Y 擦除電壓。時序；PS-ONPFC電源啟動輸出 BPFC小信號電源啟動、VA電源啟動 VSCAN電源啟動、邏輯板輸出 VS-ONVS 電源啟動 VSET、 VE電源啟動。以上幾種電壓的上電時序關系

5、如下圖12 所示；（ PS-ON 是 CPU開關機控制信號 待機高電平，開機低電平）圖 12（1） 在 T0 T1 時間接通電源，待機電源開始工作，處于待機狀態(tài)，此時PS-ON是高電平（2） 在 T1 時間； CPU送來該機信號PS-ON （由高電平轉為低電平），此時待機電源向PFC電源輸出220V。（3） 在 T1 時間； PFC電源開始工作，輸出B+PFC（ 380V）。（ 4） 在 T2 時間；小信號電源及 VA 電源由 PFC電源提供 380V 供電開始工作，向小信號電路提供電源及 VA 驅動電路提供電源（ VA 電源也是 VSCAN電源的供電源）。（5） T3 時間； VSCAN電源

6、由 VA供電開始工作，輸出VSCAN電源。（ 6） T6 時間；邏輯板向 VS電源發(fā)出啟動信號 VS-ON（高電平啟動）。（ 7）在 VS-ON啟動下，T6 時間 VS電源開始工作， 并輸出 VS 電源（ VS電源也作為 VE 及 VSET的供電源）。（8） 在 T7 時間由于 VS 的供電， VE及 VSET 開關電源開始工作，輸出VE 及 VSET電源。由于屏的特性，要求啟動時間；VA 為 200Ms、 VS為 450mS 1200mS、 VSCAN為 200mS。VE、 VSET的啟動滯后 VS 400mS。并且向 VA電源及小信號電源提供啟動VCC （ VC-S-R、 VC-S-F）以

7、下各組成電源介紹；1、 待機電源；提供 STD-5V， （ CPU及存儲器供電）輸出 VCC-S-R （受控 CPU, PFC 部分 MOS FET灌流驅動電路供電）輸出 VC-S-R 18V穩(wěn)壓 （受控 CPU PFC啟動，小信號供電開關電源啟動，VA開關電源啟動供電，開機繼電器觸發(fā)供電）輸出 VC-S-F 18V ( 向開機繼電器提供開機啟動電壓，向VA電源提供 Vcc 啟動電壓，開機后PFC異常 VC-S-F消失繼電器斷開 )由一塊集成電路IC2（ ICE2A280Z）及開關變壓器 T3S組成，開機 / 待機由 CPU控制 Q14 、Q11完成。2、 B+PFC 及 VS 電源該電源由兩

8、部分組成， PFC開關電源及 PWM電源（ VS 電源）組成。電路特點； 由兩個開關電源組成，其驅動控制部分由一塊集成電路（ IC1 ML4824）完成。 PFC開關電源實際是一個斬波器1、 PFC 開關電源；具有 PFC功能并輸出 B+PFC（ 380V），B+PFC電源作為整機的供電源 （供VS VA VE VSET VSCAN VS 待機的電源）。2、 PWM開關電源；產(chǎn)生等離子屏的維持電源VS （占整機功率70）3、 小信號電源VG、 12VAMP、 VT33V、 A12V 、 D12V、 A6V、 D6V、 D3.3V該電源向整機小信號電路，前端電路提供電源12V AMP 伴音供電V

9、T 33V 調諧電壓VG15V 等離子屏驅動部分供電A12V/D12V/A6V/D6V/D3.3V前端數(shù)字及模擬供電由一塊集成電路IC7 (KAIM0880) 作為開關電源模塊完成，另一塊集成電路IC34（ PQICG203）是一塊低壓 DCDC開關集成電路，把 A12V轉換成 V5A (5V) 它采用 PWM開關電源技術，效率很高，其中 D80 為開關續(xù)流管， L45 為蓄能元件。4、 VA/VE/VSCAN/VSET電源該電源由四個模塊組成VA模塊；由 IC35 （KAIM0880）完成，由 B+PFC供電， VC-S-F 作為 Vcc 啟動 輸出 VA 地址電壓。VSET模塊；由 IC1

10、6（ KAIL0380 ）完成 由 VS 供電 輸出 VSET Y 擦除電壓VE模塊；由 IC17 （ KAIL0380）完成 由 VS 供電 輸出 VE X 擦除電壓VSCAN模塊；由 IC18 （ KAIL0380）完成 由 VA供電 輸出 VSCAN尋址電壓5、 保護電路開機有比較完善的保護電路 VS VA 過流保護，小信號電源過壓、過流保護由 IC39 （KA399） Q23組成。詳細電路分析；二、待機電源部分：待機部分電原理圖如圖2 1 所示；圖 21圖 2 2 是待機部分框圖；圖 22圖 2 3 所示是待機部分 控制電路框圖圖 23圖 2 4 所示是待機控制部分的原理圖圖 24三星

11、等離子V2 顯示屏的待機電源采用了先進的COOLMOS集成電路 ICE2A280Z 組成開關電源的開關振蕩、脈沖調寬、穩(wěn)壓控制，Q14、 Q11在 CPU控制下完成待機/ 開機任務（電路故障保護電路也控制Q14進入保護性待機）。COOLMOS集成電路ICE2A280Z介紹公司的新型器件，控制器和開關管組合為一體的功率器件，它的主要特點如下：耐壓為800，導通電阻低；無需散熱器即可輸出較大的功率；該器件是具有過、欠壓保護、過熱保護、過流保護和自恢復功能；待機狀態(tài)及空載時能自動降低工作頻率，從而降低損耗；待機（輕載）工作頻率為 21.5kHz ，開機（重載）工作頻率為 100kHz；電路結構簡單，

12、 所需外部電路元件少， 可大大減少開關電源的體積和重量， 提高系統(tǒng)的可靠性。由于該系列芯片具有以上諸多特點， 因而可廣泛用于中、 低功率的開關穩(wěn)壓電源中。 使用該芯片不僅電路組成簡單， 而且可靠性很高， 所以在中、 低功率電子設備中有著廣泛的應用前景。STD-5V （ 5V） 向 CPU及存儲器供電VCC-S-R （22.5V ） 由待機電源直接生產(chǎn)向繼電器電路供電（RL35、 Q13）。PFC灌流驅動電路供電（Q3、Q4）。保護電路光耦PC7S（ TLP421）供電。VC-S-R （ 18V） 由 VCC-S-R經(jīng) Q11 控制后產(chǎn)生（ Q11 受 CPU 的 PS-ON控制）。向 PFC部

13、分 IC1 （ ML4824） VCC供電。IC30 （ IR2109 ）的 VCC供電。保護電路；光耦PC7S電源供電。光耦 PC13S電源供電。小信號電源模塊IC7（ KAIM0880） VCC供電。VC-S-F （ 18V）由 VC-S-R 經(jīng) Q11 控制后產(chǎn)生向 VA電源模塊 IC35（ KAIM0880） VCC供電。繼電器軟驅動觸發(fā)供電。VS啟動控制（接Q78基極，控制IC1 的（ 5）腳高電平啟動）。在 TPW-4211待機電源中IC2 各引腳工作電壓引腳功能待機開機1 軟啟動控制5.5 5.542 穩(wěn)壓控制0.96 1.373 內部 MOS管源極 0 0.0054 NC5 內

14、部 MOS漏極 312 3806 NC7 VCC 12 12.28 地待機電源有待機開關電源部分、開關機控制部分、保護控制組成。1、 待機開關電源部分；主要由一塊開關電源模塊IC2 （ ICE2A280Z）、開關變壓器T3S等組成。開關電源模塊 IC2 型號是 ICE2A280Z 它是新型 COOLMOS器件 , 采用雙列直插式結構，其封裝形式為 DIP-8 ， Vds 為 800V，導通電阻低；該器件是 PWM控制器和 MOSFET開關管組合為一體的 PWM+MOSFET二合一芯片的功率器件， 其突出特點是由其組成的開關電源， 在市電電網(wǎng)中工作時， 無需外加散熱器即可輸出的輸出功率； 且能自

15、動降低空載時的工作頻率， 從而降低待機狀態(tài)的損耗； 同時還具有過、欠壓保護、過熱保護、過流保護以及自恢復功能，其工作頻率在待機狀態(tài)是 21.5kHz ，開機狀態(tài)是 100kHz 其待機 / 開機的轉換是根據(jù)負載的大小來控制，在待機輕載工作頻率是節(jié)省電能。開機重載工作頻率是 100kHz 干擾小。 21.5kHz;待機開關電源部分電路特點；（1） 該待機開關電源在設計上也考慮到該部分據(jù)有PFC功能；其供電部分在待機由220V交流經(jīng)橋堆 BD2整流、 C100 濾波后經(jīng) D110 供電，開機工作后由 B+PFC（ 380V）經(jīng) D111供電，此時 D110 截止，濾波電容不再充放電，線路上的電流波

16、形則不會產(chǎn)生畸變，圖2 5的 D111 部分所示。圖 25（2） 為了在待機是功耗降到最小、開機時干擾降到最小，其工作頻率在待機狀態(tài)是21.5kHz ，開機狀態(tài)是100kHz，待機開關電源工作頻率的轉換是根據(jù)該集成電路負載的大小自動轉換，（在電路上為了增加開機后的負載功率，電路特設置Q12在開機后消耗部分功率，在開機時CPU發(fā)出低電平信號，通過Q88反相變成高電平經(jīng)過R164 加到 Q12的基極），圖2 5 的 Q12部分所示?，F(xiàn)將集成電路1C2 各引腳功能說明如下：腳：軟啟動設置端，設計者可通過改變外圍電路參數(shù)（C51 值的大?。┳孕性O置所需的軟啟動時間。腳： 反饋信號輸入端，在啟動瞬間，通

17、過輸出取樣電路可控制光耦的輸出電流，從而改變反饋信號的大小， 進而控制控制器的輸出占空比。該器件的最大輸出占空比為072。（C268 是濾除光耦控制電路中感應的開關電源振蕩干擾）腳： 內部 MOSFET的源極， 也是 MOSFET工作電流檢測端， 該器件可對輸出電流的大小進行實時監(jiān)測，以便在輸出電流過大時切斷信號的輸出，從而實現(xiàn)過流保護。、腳：為 MOSFET的漏極。腳：空腳。腳：內部控制器供電電源端，輸入電壓范圍為(16.5V) 。腳：電源地。（注：由于振蕩頻率和負載有關，負載輕振蕩頻率低，所以在無負載時電路不易起振）產(chǎn)生 STD-5V 供 CPU及存儲器用。VCC-S-R 23V 開關控制

18、部分的輸入電源（在CPU及保護控制下產(chǎn)生VC-S-R 及 VC-S-F）。接通電源后； 220 交流經(jīng) DB2整流、 C100 濾波后，經(jīng)D110、TS3 的初級（ 1）（ 2）繞組加到IC2 （ 5）腳 MOSFET的漏極。 IC2 （ 7）腳的啟動電壓由電源經(jīng)R67、R68 提供，電源經(jīng)R67、R68流通先對C50 充電，當電壓上升到8V 時 IC2 內部的振蕩器啟動，IC2 開始工作， 開關變壓器的付線圈（2）（ 4）繞組產(chǎn)生的感生電勢經(jīng)D27整流、 C50 濾波后對IC2 （ 7）腳供電，此時（ 7）腳電壓基本上升穩(wěn)定在11.5V12V，電路開始正常工作在待機狀態(tài)，輸出STD-5V向

19、CPU及存儲器供電，圖2 5 所示。輸出 VCC-S-R（ 23V 左右） 向 PFC的灌流電路供電及在CPU控制下產(chǎn)生VC-S-R 及 VC-S-F 向 VA 、 VG 開關電源及開機繼電器供電，圖2 6 所示。待機部分開機啟動示意；如圖2 7 的 箭頭指向所示。此時由于是待機狀態(tài)，STD-5V向 CPU及存儲器供電，消耗功率極小。VCC-S-R雖然向 PFC部分供電，由于是待機狀態(tài)，VC-S-R 及 VC-S-F 還沒有產(chǎn)生，待機/ 開機繼電器還沒有吸合，PFC部分還沒有工作電壓，PFC的激勵電路ML4824（ 15）還沒有啟動電壓（VC-S-R 18V）所以灌流電路供電的VCC-S-R還

20、不產(chǎn)生電流不消耗功率。此時整個待機電路是處于負載極小的輕載狀態(tài)，開關電源工作在低振蕩頻率的高效率狀態(tài)（ 21.5K 左右，COOLMOSFET的特性決定） 。當 CPU發(fā)出開機命令，待機電源的 23V 經(jīng) Q14 導通產(chǎn)生 VC-S-R 及 VC-S-F 向 VA VG開關電源提供啟動電壓并開機繼電器吸合， 使待機開關電源的負載加重， 又由于 Q12 的導通（原理后述） 5V 輸出經(jīng)過 R1214 流過；使待機開關電源的功率負載明顯加大，此時開關電源工作頻率自動轉換在高振蕩頻率的工作狀態(tài)（100K 左右， COOLMOSFET的特性決定），此時雖然待機開關電源的效率略有下降，但是其輻射干擾則下

21、降到最小，注意圖2 9 Q12 的狀態(tài)所示。（ 7）腳電壓如超過 16.5V 則會進入過壓保護區(qū)，出現(xiàn)啟動困難，維修應該注意）。IC2 （ ICE2A280Z）的（ 1）腳為軟啟動控制設置端，改變其外接電容C51 容量的大小可控制其軟啟動的時間，容量大軟啟動延遲時間長。IC2 的（ 3）腳是內部 MOSFET的源極，其外接電阻既是限流電阻又是電流取樣電阻，通過取樣電阻 2 設定電流的最大值。由于2 接在 MOSFET的源極，因而可檢測MOSFET的工作電流。由于要求 2×Idspeak ，因此，在Idspeak為 2時， 2 可選在 5 以下，R2 阻值的設定可確定輸出功率的上限。I

22、C2 （ 2）腳是穩(wěn)壓控制腳，當輸出電壓上升時，穩(wěn)壓控制電路驅使（2）腳電壓下降最后使輸出電壓下降， （ 2）腳接的電容C268是濾出穩(wěn)壓控制電路感應的高頻開關信號對穩(wěn)壓電路的不良影響。由于制造上的困難， 目前 MOSFET的 Vds>1000V還沒有，該電源塊內部MOSFET的 Vds 為 800V,而該開關電源模塊的工作電壓在待機時是+311V，在開機時是由 B PFC供電，電壓為 380V，其開關變壓器的感生電勢峰值極有可能將MOSFET擊穿 ,所以對開關變壓器T3S的要求較高，在繞制時初級電感值要適當，一般在到 5之間比較合適。在反激式電路中， 磁芯應加氣隙，以調整脈沖變壓器的初

23、級電感，同時應注意變壓器的繞組排列，以盡量減少漏感，避免造成對MOSFET過大的應力。次級電路主要是選擇整流管和濾波電容。整流管應根據(jù)輸出電流和電壓來選擇，該機在低輸出電壓情況下， 可采用肖特基二極管，當開關頻率較高時，應采用超快恢復二極管作整流管，以減小其反向電流對初級的影響。該電源模塊作該機的開關模塊的Vds 是 800V，而在正常工作時電壓是B+380V， 所以在MOSFET的負載電路回路中必設置由R69、D26、C99組成的阻尼電路，以防止MOSFET由導通轉為截止時 TS3 初級產(chǎn)生的自感電勢峰值對MOSFET產(chǎn)生擊穿的危險。穩(wěn)壓控制部分采用了 KA431（ IC6 ）精密電源， V

24、R2是輸出電壓調整控制， KA431的穩(wěn)壓控制性能非常優(yōu)秀， 這也是目前國內外中高擋機采用的最多的。原理在前期本部編寫的“ HDP2908原理與維修”已詳細介紹過，這里不再敘述。3、 待機控制及保護控制開關機控制及保護控制部分待機開關變壓器（ 5）（ 6）端產(chǎn)生電壓經(jīng)D25、 C38整流濾波后得到22.5V 電壓作為 PFC部分的CPU送來低電平開機信號控制該電路；向 PFC電路提供 220V 供電、 PFC激勵 IC1 （ ML4824）啟動 VCC電源（ VC-S-R 18V）向 VA開關電源提供啟動 VCC電源（ VC-S-F）向 VG小信號供電開關電源提供啟動向開機繼電器提供吸合啟動供電（VCC電源（VC-S-F）VC-S-R）圖 26STD-5V （ 5V） 向 CPU及存儲器供電VCC-S-R （22.5V ） 由待機電源直接生產(chǎn)向繼電器電路供電（RL35、 Q13）。PFC灌流驅動電路供電（Q3、Q4）。保護電路光耦PC7S（ TLP421）供電。VC-S-R （ 18V） 由 VCC-S-R經(jīng) Q11 控制后產(chǎn)生（ Q11 受 CPU 的 PS-ON控制）。向 PFC部分 IC1 （ ML4824） VCC供電。IC30 （ IR2109 ）的 VCC供電。保護電路；光耦PC7S電源供電。光耦 PC13S電源供電。小信號電源模塊IC7（ KAIM08