TLM3229G系列液晶电视电源板维修指南

weixiu · 发表于 2011-2-10 12:01:37

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为避免触电危险，维修时建议使用隔离变压器

总体介绍：

本机开关电源电路是由85V-264V交流电压输入，共有5路输出。

启动时，由85V-264V交流电压输入,首先将待机电源启动，5V输出给CPU供电，由CPU根据整机设定情况发出ON/OFF开机指令给电源电路，通过反馈回路将主电接通，85V-264V交流电压经整流输出，通过PFC电路将整流后的电压升到380V左右，此电压分成两路：一路通过双管正激，经变压器转换输出24V、28V（或者14V），24V又经过DC/DC控制芯片输出12V；另一路经过待机电源控制电路，经变压器转换输出5V_S，5V_S经过一个开关电路输出5V_M,12V电压作为控制5V_M的控制电压，因此只有在12V正常输出后， 5V_M才能正常输出，5V_M的输出端接发光二极管。因此只要发光二极管正常发光，说明该电源板的5V_S、5V_M 、24V、12V电源都是正常输出的。（电源结构框架图见图1）

weixiu · 发表于 2011-2-10 12:06:37

各个功能模块的介绍：
1）       待机电源部分
待机电源部分主控电源管理芯片采用安森美公司的NCP1207A，外置800V 3A的MOS管FQPF3N80C，变压器为T803,NCP1207A为准谐振控制芯片，其启动过程为：交流85V～264V输入电压经整流桥整流后，经整流二极管VD811、VZ805、R826进入N803（NCP1207A）的8脚(HV)端，在NCP1207
A的内部通过一直流源电路给6脚（VCC）充电，当Vcc电平达到芯片启动电平时，NCP1207A开始工作。（以上元器件及其位号请参考原理图）
当待机5V(5V_S)无正常输出时，首先用示波器检测NCP1207A的Vcc供电是否正常，如Vcc供电出现锯齿波，请检测开关电源是否开路。
本待机部分产生待机5V（5V_S）电压和主5V（5V_M）电压，待机5V（5V_S）电压与主5V（5V_M）电压通过一开关V813连接，12V输出作为主5V的开关控制。
NCP1207A的各个引脚功能如下：
管脚       符号       名称       功能描述
1       Dmg       去磁检测、过压检测       检测磁芯复位信号，并且设定过压检测值为7.2V
2       FB       设置峰值电流设置点       通过将一个光耦合器连到该引脚，可随输出功率的需求来调整峰值电流设置点
3       CS       电流检测输入       用于检测初级电流并通过一个L.E.B将其送入内部比较器
4       Gnd       集成电路接地端       过电流检测信号/定电压控制信号输入
5       Drv       驱动脉冲       驱动器至外部MOSFET的输出
6       Vcc       集成电路电源       该引脚连接一个典型值为10μF的外部电容
7       NC       空脚
8       HV       从交流线路上产生Vcc       该引脚连到高压干线上，可向Vcc电容注入一恒定电流
NCP1207具有过压保护、过流保护、以及过热关断等保护电路。
2）       PFC部分
   PFC（Power Factor Correction）即功率因数校正,主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。该部分的作用为能够是输入电流跟随输入电压的变换。从电路上讲为，整流桥后大的滤波电解的电压将不再随着输入电压的变化而变化，而是一个恒定的值。
PFC部分主控部分采用安森美公司的NCP1653A，NCP1653为定频、电流模式PFC控制器，为有效驱动需要中高功率（100W至3kW）的连续导电模式（CCM）升压转换器而设计。除通常的固定输出电压控制外，它还以输出电压跟踪输入电压的形式工作，称为跟随升压。NCP1653尽管结构简单（8引脚封装），但具有许多较复杂控制器所含的功能：平均电流模式或电压模式控制、软启动、Vcc滞后欠压闭锁、欠压、过压和过载保护以及滞后热关机等。

管脚       符号       功能描述
1       FB/SD       反馈引脚，该引脚接受一个正比于PFC输出电压的电流信号，该电流用于输出调整、输出过压保护、输出欠压保护。
2       Vcontrol       软启动端，该引脚端为低电平时，芯片驱动无输出
3       In       输入电压检测
4       Cs       输入电流检测
5       VM       芯片的复用脚，如果在该引脚对地接一电容，则芯片工作在平均电流模式；如果未接电容则芯片工作于峰值电流模式。
6       GND       芯片的地
7       DRV       芯片的驱动输出端。
8       VCC       芯片的供电脚。供电范围为：8.75V—18V，启动电压为13.25V。

weixiu · 发表于 2011-2-10 12:13:21

3）双管正激部分
双管正激部分为本电源的主电源部分，主要输出Inverter供电24V，伴音供电28V（或者14V），24V又经过DC/DC变化器LM2576转变为12V。其主控芯片为安森美公司的NCP1217A，由于NCP1217A只有一路驱动输出，而双管正激架构需要两个驱动输出以来驱动两个MOS管，所以由驱动变压器T804及其外围电路构成一驱动电路，将NCP1217A的驱动脉冲由一个驱动脉冲，由一路经变压器的两路输出变为两路。
双管正激的工作原理为：以主输出24V输出为例，两个MOS管V805、V806同时导通或者同时截至，在V805、V806两个MOS管同时导通时，电源电压（PFC的输出电压380V）加到变压器T801的原边绕组上，由于MOS管导通，原边绕组很快有了感应电动势，通过变压器耦合，次级电感也感应出感生电动势，次级二极管VD817导通，通过L807向电解C854充电。在截至的工作状态下，由于上一个工作周期时电感L807已经建立的电流通过VD816导通，构成了负载的续流电路。（以上元器件及其位号请参考原理图）
NCP1217A的管脚功能为：
管脚符号名称功能
1 Adj 调整起跳峰值电流该引脚用来调整开始跳周期工作的电平
2 FB 设置峰值电流设置点通过将一个光耦合器连到该引脚，可随输出功率的需求来调整峰值电流设置点
3 CS 电流检测输入用于检测初级电流并通过一个L.E.B将其送入内部比较器
4 Gnd 集成电路接地端过电流检测信号/定电压控制信号输入
5 Drv 驱动脉冲驱动器至外部MOSFET的输出
6 Vcc 集成电路电源该引脚连接一个典型值为10μF的外部电容
7 NC 空脚
8 HV 从交流线路上产生Vcc 该引脚连到高压干线上，可向Vcc电容注入一恒定电流

weixiu · 发表于 2011-2-10 12:15:26

4）
* [! |( [6 T) m8 d8 Q( m保护电路部分

- R; c4 _+ D! O
本电源板除芯片自身具有的保护功能外，还具有次级的短路的短路保护、过压保护、原边的欠压保护等保护功能。

次级短路、过压保护

上述电路的开关控制是通过控制光藕的电流实现的，高电平时，三极管V816导致，光藕导通主电源处于工作状态。低电平时，三极管V816截至，光藕无电流通过，主电源处于停止工作状态。本电路用V810和V811两个PNP和NPN三极管构成一具有可控硅功能的电路。当V811三极管基极出现一高电平时，该电路将被触发，将会使光藕发光二极管阳极拉低，光藕将停止工作，主电源停止工作。
（1）/ q0 \: O  ?' s! i- D% |9 W) j2 e; E
当24V 、28V、12V输出任何一路出现过压时，稳压二极管VZ811、VZ812、VZ813三个稳压二极管都会被相应的导通，通过电阻分压和RC延迟，从而V811三极管基极出现高电平，保护电路触发。
（2）
) q2 \0 i, o" [4 e当主电源处于正常工作时，三极管V822的基极为低电平，V822饱和导通，如果饱和导通压降为0.2V，则V822的集电极电平为4.8V。正常工作时，三极管V823的基极电平为高电平状态，V823为截至状态，当24V、28V、12V任何一路电源出现对地短路时，由于V823基极出现低电平，三极管V823导通，从而触发三极管V811基极出现高电平。保护电路触发。

% `! _5 p' q7 e注：三极管V822的作用为是保证只有在开机状态下保护电路才会起作用，并通过RC延迟，保证在开机时，保护电路不会误触发。
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主5V独立的短路保护
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如下图所示，变压器后经整流二极管，整流滤波（电容C842、电感L811、电容C843）后，输出5V_S电压供给主芯片CPU，在CPU在正常工作状态下，使12V电源正常输出，12V电源使MOS的G极出现一高电平，MOS导通，从而在MOS的S极出现5V_M电平，供给USB供电。在正常的工作状态下，三极管V812的C极电平为5V，B极电平被三极管VZ816嵌位为3.3V，由于PN结反向偏置，故三极管V812截至。在USB出现短路故障时，由于短路其输出端电平被拉低，三极管V812导通，MOS管G极出现低电平，MOS管截至，USB供电5V自动切断。由于上拉电阻R865的存在，此时切断USB的5V供电后，从而不会影响CPU供电5V和12V的供电。在故障解除后，三极管V812截至，MOS管G极出现高电平，MOS管导通，USB供电5V自动恢复。从而实现USB供电5V的独立、自恢复的短路保护
原边的欠压、PFC过压保护
   在正常工作时，由于整流桥输出电压在310V左右，会导致VZ805导通，电源控制芯片N803，正常工作。当输入电压跌至不足以导致稳压二极管VZ805导通时，对于PNP三极管V808及V817，由于其基极出现低电平，所以三级管V808及V817都导通，V808的导通导致N803的1脚电平出现高于N803过压保护点（7.2V）一高电平, 从而导致芯片过压保护，芯片N803停止工作。三极管V817的导通，会使三极管V807的基极出现一低电平，导致三级管V807截至，由于V807的截至，导致芯片N801的供电被切断，从而N801停止工作。由于N801及N803都停止工作，所以当输入欠压时，原边电解中即使存在电量，也无法输送至次级，从而实现了欠压保护也消除屏闪现象的出现。同时电路中R907、R908、R909、R841对于输出电解电容上的电压进行检测，当R909两端的电压超过15V时，三极管V819导通，三极管V817导通，三级管V807截至。从而切断V801的供电。从而防止电解电容上的电压继续升高，而起到PFC过压保护的目的。（以上元器件及其位号请参考原理图）

weixiu · 发表于 2011-2-10 12:16:41

相关测试数据总结
一个正常工作的电源的的工作状态如下：
a) 上电5V-S即能正常输出
b) 将STB接至高电平（大于3V）后，电源的其他路输出（24V、28V、12V、5V_M）正常，发光二极管正常发光。
c) 正常工作时，电解C809的输出电压为380V左右，断电以后，电解C809的电压为300V左右。
TLM3229G系列液晶电视电源板，采用新的电源方案，针对车间中出现的问题，现对生产中出现的常见故障描述如下：
不开机
现车间中出现的不开机故障最多，请检修步骤如下：
（1）检测XP812的10、11脚5V_S是否工作正常
如不正常，检测交流220V供电是否正常，检测待机电源控制芯片N803（NCP1207）周围电路是否工作正常。
（2）如5V_S能够工作正常，请检测光藕N805的1脚的电平是否为0.7V，如电平为0.7V，说明电源进入保护状态。
注：正常工作时，1脚的电平为3.9V左右
（3）如电源进入保护状态，需判定是原边电路造成电源进入保护状态还是次级电路造成电源进入保护状态
（4）断开电阻R866，如电路工作正常，说明造成电源保护的原因为过压造成，检测各路电压是否存在过压现象存在。
（5）如电源仍不能启动，断开电阻R847，判断电路的保护是否由于次级电路的短路而造成，注意次级整流二极管的引脚连焊，二级VD830的插反，都能造成次级电压没有输出，而造成电源进入保护状态。
（6）如断开R866、R847的情况下，电路仍没有启动，说明电路进入保护状态是由于原边电路而造成。
（7）注意检测驱动部分是否正常，检测驱动部分是否正常时，需将高压端断开。
前期模块修理板无法修理的几块故障板的维修记录如下：
1）不开机
a）上电检测5V-S正常
b） N805的1脚电平为0.7V，判断电路进入保护状态。
c）断开R847,电压没有输出，非短路保护造成。
d）断开R866,电压没有输出，非过压保护造成。
e）所以判断为电压没有输出为原边电路没有输出造成，非次级电路造成
f）检测V805的G端的驱动波形正常，而D端（反面的焊盘处，而非MOS的引脚）为直流电平，判断D端没有接上。
g）结果发现，由于V805插件不亮，造成D端没有露出，造成次级电压没有输出
h）维修后正常，而后又发现，电路的欠压保护不动作（正常情况下，断电后，C809的电压为300V左右，如电压直接跌至零，说明欠压保护未动作），发现R824电阻对地短路，造成欠压保护未动作。
i）维修后正常。
2）不开机
a） N805的1脚电平为0.7V，判断电路进入保护状态。
b）断开R847 、R866后，发现电路启动一次马上进入保护。
c）检测发现次级整流二极管VD817引脚处短路。
d）故障解除后电路仍不动作。
e）检测发现XP806处，12V与GND短路导致保护电路动作。
f）故障解除后正常。
3）不开机
a） N805的1脚电平为0.7V，判断电路进入保护状态。
b）断开R847 、R866后，电压仍无输出判断原边故障
检测R823的驱动波形，前端正常（正常波形为PWM波形），后端无输出。
断开R847 、R866后，发现电路启动一次马上进入保护
更换R823后驱动波形正常，24V正常，但12V、5V没有输出。
c）而后发现VD830(1N5822插反)，造成12V、5V没有输出，更换后正常。
4）不开机
a） N805的1脚电平为0.7V，判断电路进入保护状态。
b）断开R847 、R866后，发现电路启动一次马上进入保护。
c）检测R827的驱动波形不正常
d）断开高压，首先调试驱动变压器的驱动部分，保证驱动部分正常
e）在断开VD804、VD806后，驱动波形仍然不正常，怀疑驱动变压器不正常造成
f）更换后正常
5） 12V输出正常，5V_M开机后缓慢上升，上升至5.4V左右，但发光二极管不亮。
a）5V_M具有独立的短路保护，所以24V、12V正常输出时，5V的短路保护并不能导致整个电源进入保护状态。
b）由于5V_S与5V_M中间只有一个开关控制，5V-S正常，5V_M不正常，所以故障范围应确定于5V_M独立的短路保护。
c）最后发现VZ809焊反，导致12V通过VZ809向电解电容充电，导致5V_M升至5.4V作用，但由于充电电流很小，所以电压虽为5.4V，但发光二极管未亮。

注意：1）由于该电源板设计有欠压保护电路，所以即使断电以后，电解C809中仍存有大量电荷（电压约300V），所以维修前请对C809放电处理（可以用电烙铁对其放电），且每次通电完毕后都需对C809进行放电处理，防止C809中的残余电荷，电击伤人。
2）在5V_M或者5V_S空载的情况下，由于N801(NCP1653A)的Vcc电平有可能不能达到芯片的启动电压而无法启动，所以对于在220V输入电压情况下，如C809电平不能达到380V，请给5V-M或者5V_S增加一负载，使5V-M或者5V_S的负载电流至少为500mA。如在5V-M或者5V_S的负载电流为500mA的情况下，C809的电平仍不能达到380V，请检查N801(NCP1653)及其外围电路是否存在故障。

weixiu · 发表于 2011-2-10 12:17:00

故障修理记录
故障原因：冷热地短路。
故障现象：输出电压不稳定，在3－4V之间来回飘动，起初一直怀疑是待机部分的原因，但在更换了环路中的一切器件后仍不能解除故障。最后发现在交流输入端用50V的直流源测试时不能正常工作，但在大电解上加上直流源后，电源能够正常工作。最后发现PFC的取样电阻R812损坏，导致其电阻值增大，电解C809中的电压不足够的高，从而导致，电源不能正常工作。更换电阻后，又发现PFC过压，最后发现电阻R808损坏。从而导致PFC输出电压达到433V左右。所以在车间检查中如PFC电压异常，应当予以修理。

jog主 · 发表于 2011-2-10 22:27:02

谢谢分享给了我们一个学习的好机会

yuanyang · 发表于 2012-4-2 01:55:37

内容不错很好的文章支持楼主发帖！

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