海信液晶电视RSAG7.820.4555电源板电路原理与故障维修

RSAG7.820.4555板(HLL2637WB)是海信公司LED彩电上使用的电源及LED背光恒流驱动电路于一体的一款电源板。 LED背光恒流供电 部分采用AP3843方案，采用此方案的同类电源板比较多，常见的有RSAG7.820.5023、RSAG7.820.4800、RSAG7.820.4885、RSAG7.820.4737等。此方案设计新颖，绿色节能，被广泛用于中小屏幕led液晶电视中，社会拥有量较大。现以RSAG7.820.4555板为例，对其原理维修进行分析讲解( 本板的实物图解参见海信RSAG7.820.4555电源板故障维修图解)。
一、主电源部分
HLL2637WB板因其消耗功率不大，小于75W，因此没有PFC功率因数校正部分。主要由市电输入，和主电源产生两部分组成。

1.市电输入和整流滤波电路

见图1。为了防止干扰信号通过电网对本机造成影响，同时也为了减少本机产生的电磁通过电网干扰其他电器设备，在输入端都增加了交流抗干扰(EMI)电路，C801 、L806、C802、L807构成共模抑制电路，滤除电源和电网产生的对称干扰信号，C803、C804是差模抑制电容滤除电源和电网产生的非对称干扰信号。R801、R802、R803是泄放电阻，在关机后泄放掉c803、C804上储存的电荷。RV801 是压敏电阻，在市电异常升高时，击穿短路烧断F801，起到保护后级电路的作用。RT801为负温度系数热敏电阻，开机瞬间温度低阻抗大，其作用是防止开机瞬间浪涌电流的冲击，对电路造成损坏。
二极管VD805、VD806、VD807、VD808组成全桥电路，对输入的220V市电整流，经过C810滤波后得到300V左右的直流电压。

2.主电源部分

主电源电路如图2所示，由振荡驱动电路N801(NCP1271)、开关变压器T802、功率管V801和升压电路N807、N808等元件组成，产生12V和100V电压，其中12V送到主板，再经过多个DC-DC电路转换成主板需要的各种电压，12V同时为伴音电路供电，100V电压主要是为LED背光部分提供供电。NCP1271 是安森美公司新一代固定频率电流反激变换式PWM控制芯片，特点是电路结构简单，外围元件少，在待机时能进入跳周期模式(SkipCycleMode)，使待机功耗大大降低，本芯片同时采用频率抖动技术，减少了EMI，其各脚功能见表1。

(1)启动工作过程:接通电源后，220V交流电通过整流滤波电路后得到的300V左右的电压，通过开关变压器T802初级③-①绕组加至V801的D极，作为Q801的工作电压;同时220V交流电通过VD804.R810送到N801的⑧脚，通过内部的电流源给接在⑥脚vCC端的电容c861充电，当充电电压达到12.6V 时，芯片内部开始工作，⑤脚输出PWM脉冲到V801的G极，V801在PWM脉冲的控制下导通截止，开关变压器T802内部①-③绕组有交变电流流过，T802各个绕组产生感应电压，电路开始工作。
T802的初级侧⑤-⑥辅助绕组输出的感应电压经过R813、R817限流， VD800整流，C845、C866滤波后，再经过V946、VZ801组成的稳压电路稳压后，给N801提供工作电压。
T802 的次级⑦-⑨绕组输出的感应电压通过VD816、C859、C853、C930整流滤波后得到100V电压，为LED背光电路提供供电。
T802的10-11-12绕组通过VD817整流，C851、C858、L805、C854、C852组成的滤波电路滤波后，得到12V电压，送往主板。
(2)稳压控制电路:该电路的稳压控制主要由三端精密稳压器N807，光耦N808，12V取样电阻R860、R856、R855等元件组成反馈电压对N801的②脚进行控制。
当12V输出电压升高时，取样电压也随之升高，加到三端稳压器N807的R端，N807的K端电压下降，光耦N808的①、②脚内部发光二极管发光增强，使N808的③、④脚间的光敏三极管导通程度加深，其c-e 间等效电阻减小，使N801的②脚电压隆低，经过②脚内部比较控制后，调整⑤脚输出WM脉冲的占空比变窄，缩短v801的导通时间，使输出电压降低，达到正常值，保持输出电压的稳定不变。当输出电压变低时，控制过程与此相反。
(3)过流保护电路:R847为过流检测取样电阻，对流过功率管V801的电流进行检测，当某种原因引起v801电流过大时，R847上的压降也随之增大，这个电压反馈到N801的③脚，当升高至内部设置值( 1V )时，芯片停止输出，等待下一个周期到来。
(4)功率管V801保护电路:R835、VD813、C848组成RDC尖峰脉冲吸收保护电路，防止在开关管截止瞬间，T802初级绕组产生的尖峰脉冲把V801击穿;稳压管VZ802为V801的栅极保护二极管，R849为V801的栅极储存电容泄放电阻，在关机后泄放掉极间电容所储存的电荷，防止在下次开机上电瞬间，V801过流击穿。
(5)待机节能控制:在待机时sw开关信号为低电平，V916截止，1VD826导通，N801的R端电压升高，光耦导通增强，拉低N801②脚电压，芯片工作模式变为跳周期模式，降低待机功耗。
二、LED灯条背光恒流供电(恒流源)部分
LED升压部分是把电源部分产生的100V电压，升为150V左右电压(因为为LED灯条提供的是恒流供电，电压值根据所配液晶屏型号不同电压也不同，本文按150V为例分析)，为LED灯条恒流供电。LED背光供电升压电路，在PWM调光信号的控制下同步工作，为LED灯条间歇供电。这部分主要有LED升压电路，PWM亮度控制电路，LED恒流控制及保护电路几部分组成。
1.LED背光升压电路

LED背光升压部分由集成电路N901( AP3843CP)及其外围元件组成，AP3843CP是一款高性能固定频率电流模式控制电路。

其内部框图如图3所示。N901各脚详细功能如表2所示。

LED背光升压电路的工作过程:LED背光12V供电电路如图4所示，当主板发出背光开启信号后，4V的sW电压一路通过电阻R983加到V931的基极，V931导通集电极电压降低导致V932饱和导通，为背光升压部分提供12VCC供电。

V914和V912组成与非门电路，只有当主板送来的背光开启电压sw(4V)及PWM亮度控制电平都为高电平(3V )时，两个三极管导通进入工作状态，此时DIM2端为低电平，V942处于截止状态，对芯片N901①脚没有任何影响，升压电路处在正常工作状态，当PWM亮度控制信号为低时，DIM2端为高电平，V942饱和导通，N901⑦脚被拉低至0.7V，N901停止工作。

LED灯条供电二次升压恒流源电路如图5所示，正常工作时N901产生频率固定脉宽可调的激励脉冲，从⑥脚输出推动功率管V902的导通和截止，当⑥脚的激励脉冲为高电平时，通过灌流电阻R979加到v902的栅极，V902导通，90V电压通过储能电感L906及导通的V902流通到地，此时电感处于储能状态，L906上的自感电势极性为左正右负;当⑥脚为低电平时，通过灌流电路的VD923、R978迅速拉低v902栅极电压使v902进入截止状态，因电感中的电流不能突变，此时电感中的自感电势极性变为左负右正，与90V电压相叠加，经过升压隔离二极管VD902整流，c909、C931滤波后得到150V左右电压，为LED灯条提供恒流供电。

2. LED灯条恒流供电电压自动钳位(过压保护)电路

灯条供电过压(限压)保护电路如图6所示，恒流电路为了保持电流的恒定不变，会根据负载的变化在一定的范围内自动调整输出电压的高低。为了防止(恒流源负载回路开路时电压会无限制升高)输出电压超出安全范围，特设有最高电压自动钳位电路。

升压后的电压经过电阻R926、R940、R944与电阻R937串联分压，分压点OVP为过压保护取样点，此点的分压决定了升压电路最高值。当某种原因(如V905开路时)引起升压电路异常，电压超过设置安全电压值时，取样电压也随之升高大于5.6V( vbe tvref)时，V917由截止状态变为导通，V917集电极电压变低导致V945、V943也随之导通饱和，cOM端电压拉低至0V，N901①脚COMP端降低为0.7V，芯片停止工作，输出电压降低，当降至设置最高安全电压以下时，V917截止，N901再次进入工作状态，使输出电压不会超过最高电压，钳位在设定值。
3.LED灯条恒流供电恒流源过流保护电路
升压部分过流保护部分原理图如图7所示，R922、R941、R921、R923为升压回路中电流检测电阻，当电路电流过大时，检测电阻上的压降也相应增大，这个电压送到N901③脚，当该脚电压大于1V时，芯片内保护电路动作减小输出PWM脉冲波的占空比，让输出电压变低，电流减小。

4.LED灯条亮度控制电路
LED灯条亮度控制电路如图8所示，亮度控制均采用PWM方式实现，利用人眼的视觉惰性(视觉的暂留)，采用一定的频率给LED灯条断续供电点亮，这个断续的频率远远超过人眼的临界闪烁频率47Hz，我们看到的就是平均亮度，而不是LED的闪烁。通过控制PWM不同的占空比就可以很方便得到不同的亮度，这相当于用改变LED导通的时间来改变亮度，而每次导通所达到的正向电流是不变的，所以其色谱也就不会改变。

主板送来的PWM脉冲调光信号，通过v912和V930两级倒相后，再经过由V933、V934组成的图腾柱电路放大后形成DIM1电压，加到亮度调制管v905的柵极，通过调整V905的导通时间，来达到调整LED灯串亮度的目的。
5.LED灯条恒流控制部分

LED灯条恒流控制部分原理图如图9所示，电阻R934为恒流设置检测电阻，这个电阻上的压降反馈到N901②脚， N901根据这个反馈电压的高低，与内部的2.5V基准电压进行比较来调整③脚输出脉冲的占空比，在一定范围内调整LED灯条供电电压的高低，达到为LED灯条提供恒流的目的。我们可以通过调整这个电阻的大小，来设计调整LED灯串恒流电流值的大小(当R934取值为20Ω时，2.5V/202=0.125A )。
6.LED灯条开路保护电路
灯条开路保护电路如图10所示，当LED灯条开路或者亮度调整管V905损坏击穿后，亮度控制管V905的G极MOS-D端电压(正常电压为5V左右)变为ov低电平，V937的基极电压低于发射极的3.9V 电压，V937导通，DIM4端变为高电平，导致V942饱和导通，最终拉低N901①脚cOMP端降低为0.7V，芯片停止工作，进入保护状态。

三、检修方法
本电源板主电源部分出现故障会引起主电源(12V和90V)无输出或者有输出不稳定，LED背光供电部分出现故障会引起背光不亮或者亮-下随即黑屏。
1.保险丝熔断，主电压无输出
保险丝F801熔断，说明电源板有短路现象，应仔细检查:RV801是否因市电升高击穿、EMI部分的电容C801 C804、C801、C802及L806、L807有无击穿短路;整流二极管VD805~VD808、滤波电容C809、C810有无击穿漏电;功率管V801是否击穿，如果V801击穿短路，不要忽视对尖峰吸收回路C848、R835、VD813的检测，v801击穿往往会连带R848、R843、VD820、vz802、R844、R847及N801( NCP1271)一同损坏，一定要仔细检测，防止检测不彻底，造成再次损坏功率管。
2.保险丝完好主电压无输出
保险丝完好，主电压无输出或输出电压低且不稳，这种情况多是电源未能正常工作或者负载严重短路进入保护状态所致，可通过检测关键点的电压和对地阻值来判断故障部位。首先检测滤波电容C810有无300V左右电压，如果没有300V电压说明前面有元器件开路;如果检测C810上300V正常，接下来检测N801⑤脚供电端有无工作电压，测试次级对地阻值，依次找出损坏和失效的元器件，排除故障。
3.有电压输出但不稳定
对于这种现象，主要检测稳压部分C865.N807、N808有无不良，是否因负载电路有击穿漏电引起过载过流而进入保护状态，此时若测得N801的⑤脚供电端电压在11V左右波动，不要忽视对N801提供工作电压这一支路的检测，检测R813、R817、VD822、V946、VD831、R806、R807、R811有无开路变质， C820、VD801有无漏电击穿。另外要注意对待机节能控制三极管V916等元件的检测。
4.LED背光部分不工作的检修
LED背光升压部分不工作时，检测主板送来的sw开关电压( 4V )和PWM亮度电压(3V左右)是否送至电源板背光部分，N901的⑦脚供电端12V电压及其⑧脚基准电压5V是否正常，如果12V供电正常⑧脚无基准5V输出，一般是N901损坏。仔细检测N901及其外围元件和v902有无损坏，即可排除故障。
5.屏亮一下，随即黑屏
这种现象是LED电路工作不正常导致保护电路动作造成的，主要检测点是N901的①脚电压(正常时为2.4V)，在本板中，LeD背光供电的各种保护均是通过拉低此脚的电压来实现的(同时背光亮度PWM控制信号也通过控制此脚，让背光二次升压电路与调光部分同步工作，做到了绿色节能)。 当测量此脚电压为0.7V左右时，说明芯片进入保护状态;接下来检测保护部分动作的原因，看是反馈回路部分元器件变质损坏，还是LED灯条回路接触不良开路造成。
四、检修实例
故障现象1:32K300型LED液晶彩电，开机声音正常，背光不亮有时背光闪。检修过程:声音正常说明主电源部分正常，背光不亮且有时闪，说明LED背光供电的亮度控制部分出现DIM电压分别为4.1V和3V，均正常，接着测量灯条供电电压，发现偏低且不稳，接下来测量N901(AP3843C)⑦脚供电端，发现表针在8V~9V之间大幅度摆动，远远低于正常工作电压12V，怀疑12V供电部分或者N901及其⑦脚外围元件有变质漏电。断电拆下电容C925、C868测试无漏电，测⑦脚对地电阻为正常值7kQ多且稳定。接下来重点检测供电部分，通电检测V931的基极电压低于0.7V且不稳，因sw开关电压正常而此点电压不正常，可以判断是V931或者C870击穿漏电，在液晶电视中因贴片电容损坏几率大于晶体管，首先代换C870，通电开机背光点亮故障排除。
故障现象2:32K100N型LED液晶彩电，开机声音正常背光不亮，黑屏。检修经过:开机测量关键点电压，测量背光开启电压SW和亮度控制电压DIM分别为4V和3V，说明主板送来的控制信号正常。测得VD816负极电压为130V左右，测得灯条LED+端电压也在130V左右，说明为LED灯条提供恒流供电的二次升压电路未能正常工作。检测二次升压电路关键点测得， N901的⑦、⑧脚和①脚电压分别为12V、5V、0.7V。从测量结果可以看出①脚电压0.7V显然是不对的。造成①脚为0.7V电压的原因有以下几个:一是sw电压和DIM电压任何一个丢失，造成DIM2为高电平，导致V942饱和导通，COM端电压为0V;二是LED灯条回路开路造成DIM4电压升高，导致V942导通，cOM端电压为0V;还有一个就是二次升压过压保护检测电路动作，导致V943饱和导通，拉低COM端电压为0V。如果保护电路动作应该引起灯条亮一下再灭，但本机无此现象，可以排除是保护电路引起。于是测量DIM2端电压，结果为4V左右高电平且不稳定，关机断电用万用表二极管挡依次测量V912、V914，结果发现V912 b-e结压降增大且不稳定，代换V912后开机，屏幕亮出现正常图像，故障排除。此时测得VD816负极电压为98V，二次升压后为144V。