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液晶顯示器電源電路的主要功能是將220伏市電轉換成液晶所需的各種穩定的DC電流。,為L(cháng)CD中的各種控制電路、邏輯電路、控制面板等提供工作電壓,其運行的穩定性直接影響液晶顯示器能否正常運行。
一、液晶顯示器電源電路的結構
液晶電源電路主要產(chǎn)生+5V、+12V的工作電壓。其中,+5V電壓主要為主板的邏輯電路、操作面板的指示燈提供工作電壓。+12V電壓主要為高壓板、驅動(dòng)板等提供工作電壓。
電源電路主要由濾波電路、橋式整流濾波電路、主開(kāi)關(guān)電路、開(kāi)關(guān)變壓器、整流濾波電路、保護電路、軟啟動(dòng)電路、 PWM控制器等組成。
其中,交流濾波電路是為了消除市電中的高頻干擾(線(xiàn)性濾波電路一般由電阻、電容和電感組成);橋式整流濾波電路的作用是把220伏交流電變成310伏左右的DC;開(kāi)關(guān)的作用是在通過(guò)開(kāi)關(guān)管和開(kāi)關(guān)變壓器后,將約310伏的DC轉換成不同幅度的脈沖電壓;整流電路的作用是將開(kāi)關(guān)變壓器輸出的脈沖電壓整流濾波成5V和12V的基本電壓負載需要,過(guò)壓保護電路的作用是盡可能避免因負載異?;蚱渌蛟斐砷_(kāi)關(guān)管或開(kāi)關(guān)電源的損壞;PWM控制器的作用是控制開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān),根據保護電路的反饋電壓控制電路。
二、液晶顯示器電源電路的工作原理
液晶顯示器的電源電路一般采用開(kāi)關(guān)電路方式,通過(guò)整流濾波電路將交流220伏輸入電壓轉換成DC電壓,再通過(guò)開(kāi)關(guān)管斬波和高頻變壓器降壓,得到高頻矩形波電壓,最后經(jīng)過(guò)整流濾波,輸出液晶顯示器各模塊所需的DC電壓。
下面以AOCLM729液晶顯示器為例,說(shuō)明液晶顯示器電源電路的工作原理。AOCLM729液晶顯示器的電源電路主要由交流濾波電路、橋式整流電路、軟啟動(dòng)電路、主開(kāi)關(guān)電路、整流濾波電路、過(guò)壓保護電路等組成。
1. 交流濾波電路
交流濾波電路的作用是濾除交流輸入線(xiàn)引入的噪聲,抑制電源內部產(chǎn)生的反饋噪聲。
電源內部噪聲主要包括兩種:共態(tài)噪聲和正態(tài)噪聲。對于單相電源,輸入側有2條交流電源線(xiàn)和1條接地線(xiàn)。兩條交流電源線(xiàn)和電源輸入側的地線(xiàn)之間產(chǎn)生的噪聲為共態(tài)噪聲;兩條交流電源線(xiàn)之間產(chǎn)生的噪聲是正態(tài)噪聲。交流濾波電路主要用于濾除這兩種噪聲,此外還起到電路過(guò)流保護和過(guò)壓保護的作用。其中保險用于過(guò)流保護,壓敏電阻用于輸入電壓過(guò)壓保護。
2. 橋式整流濾波電路
橋式整流濾波電路的作用是將220V交流電經(jīng)全波整流后轉換成DC電壓,再經(jīng)濾波后轉換成市電電壓的兩倍。
橋式整流濾波電路主要由橋式整流器DB901和濾波電容C905組成。
橋式整流器由四個(gè)整流二極管組成,濾波電容為400V電容。20伏交流市電經(jīng)濾波后進(jìn)入橋式整流器。交流電網(wǎng)全波整流后,橋式整流器變成DC電壓。然后,DC電壓被濾波電容器C905轉換成310V的DC電壓。
3. 軟啟動(dòng)電路
軟啟動(dòng)電路的作用是防止電容器上的瞬時(shí)沖擊電流,從而保證開(kāi)關(guān)電源的正??煽窟\行。在輸入電路導通的瞬間,電容上的初始電壓為零,會(huì )產(chǎn)生很大的瞬時(shí)沖擊電流,往往會(huì )導致輸入保險絲熔斷,因此需要設置軟啟動(dòng)電路。軟啟動(dòng)電路主要由啟動(dòng)電阻、整流二極管、濾波電容等組成。
4. 主開(kāi)關(guān)電路
主開(kāi)關(guān)電路的作用是通過(guò)斬波開(kāi)關(guān)管,用高頻變壓器降壓,獲得高頻矩形波電壓。
主開(kāi)關(guān)電路主要由開(kāi)關(guān)管、 PWM控制器、開(kāi)關(guān)變壓器、過(guò)流保護電路、高壓保護電路等組成。
SG6841為PWM控制器,是開(kāi)關(guān)電源的核心,它可以產(chǎn)生頻率固定、脈沖寬度可調的驅動(dòng)信號,并控制開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài),從而調節輸出電壓,達到穩壓的目的。Q903為開(kāi)關(guān)管,T901為開(kāi)關(guān)變壓器,穩壓管ZD901、電阻R911、三極管Q902和Q901、電阻R901等組成的電路為過(guò)壓保護電路。
當PWM開(kāi)始工作時(shí),SG6841的第八引腳輸出一個(gè)矩形脈沖波(輸出脈沖的頻率為58.5kHz,占空比為11.4%)。脈沖控制開(kāi)關(guān)管Q903根據其工作頻率進(jìn)行切換。當開(kāi)關(guān)管Q903持續通斷形成自激振蕩時(shí),變壓器T901開(kāi)始工作,產(chǎn)生振蕩電壓。
當SG6841的第8引腳的輸出端處于高電平時(shí),開(kāi)關(guān)管Q903導通,然后電流流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器T901的初級線(xiàn)圈,導致頂部為正電壓,底部為負電壓;同時(shí)變壓器的次級產(chǎn)生下正上負的感應電動(dòng)勢,然后次級上的二極管D910關(guān)斷,即為儲能階段。當SG6841引腳8的輸出端為低電平時(shí),開(kāi)關(guān)管Q903關(guān)斷,開(kāi)關(guān)變壓器T901初級線(xiàn)圈上的電流瞬間變?yōu)?,初級線(xiàn)圈的電動(dòng)勢為下正上負,次級線(xiàn)圈上感應出上正下負電動(dòng)勢,此時(shí),二極管D910導通,輸出電壓開(kāi)始。
(1)過(guò)流保護電路
過(guò)流保護電路的工作原理如下。
開(kāi)關(guān)Q903導通后,電流將從開(kāi)關(guān)管Q903的漏極流向源極,并在R917產(chǎn)生電壓。電阻R917為電流檢測電阻,其產(chǎn)生的電壓直接施加到PWM控制器SG6841芯片的過(guò)流檢測比較器的同相輸入端(即第6腳),只要電壓超過(guò)1V,PWM控制器SG6841內部的電流保護電路就會(huì )啟動(dòng),使第8引腳停止輸出脈沖波,開(kāi)關(guān)管和開(kāi)關(guān)變壓器停止工作,從而實(shí)現過(guò)流保護。
(2)高壓保護電路
高壓保護電路的工作原理如下。
當電網(wǎng)電壓上升到最大值以上時(shí),變壓器反饋線(xiàn)圈的輸出電壓也會(huì )上升。電壓將會(huì )超過(guò)20V。此時(shí)穩壓管ZD901發(fā)生故障,電阻器R911上出現電壓降。當電壓降為0.6V時(shí),晶體管Q902導通,然后晶體管Q901的基極變高,使得晶體管Q901也導通。同時(shí),二極管D903也導通,導致PWM控制器SG6841芯片的第四引腳接地,產(chǎn)生瞬時(shí)短路電流,使得PWM控制器SG6841快速關(guān)斷脈沖輸出。
此外,三極管Q902導通后,脈寬調制控制器SG6841第7腳的15V基準電壓通過(guò)電阻R909、三極管 Q901 直接接地。這樣,PWM控制器SG6841芯片的電源端電壓變?yōu)?,PWM控制器停止輸出脈沖波,開(kāi)關(guān)管和開(kāi)關(guān)變壓器停止工作,從而實(shí)現高壓保護功能。
5. 整流濾波電路
整流濾波電路的作用是對變壓器輸出的電壓進(jìn)行整流濾波后,獲得穩定的DC電壓。由于開(kāi)關(guān)變壓器的漏電感和輸出二極管反向恢復電流引起的尖峰,形成潛在的電磁干擾。因此,為了獲得純凈的5V和12V電壓,開(kāi)關(guān)變壓器輸出的電壓必須經(jīng)過(guò)整流濾波處理。
整流濾波電路主要由二極管、濾波電阻、濾波電容、濾波電感等組成。
6. 12V/5V 穩壓控制電路
由于220V交流市電在一定范圍內變化,當市電上升時(shí),供電電路變壓器輸出的電壓也會(huì )上升,為了獲得穩定的5V和12V電壓,通常在電源電路中設計一個(gè)穩壓電路。
12V/5V穩壓電路主要由精密穩壓器(TL431)、光耦合器、 PWM控制器、分壓電阻等組成。
7. 過(guò)壓保護電路
過(guò)壓保護電路的功能是檢測輸出電路的輸出電壓,當變壓器輸出電壓異常升高時(shí),PWM控制器關(guān)閉脈沖輸出,達到保護電路的目的。
過(guò)壓保護電路主要由PWM控制器、光耦合器、穩壓器等組成。電路原理圖中的電壓調節器ZD902或ZD903用于檢測輸出電壓。
當開(kāi)關(guān)變壓器二次輸出電壓異常升高時(shí),穩壓管ZD902或ZD903會(huì )被擊穿,導致光耦合器內部發(fā)光管亮度異常升高,導致PWM控制器第2腳通過(guò)光耦合器內部的光敏三極管接地,PWM控制器快速關(guān)閉第8腳的脈沖輸出,開(kāi)關(guān)管和開(kāi)關(guān)變壓器立即停止工作,達到保護電路的目的。
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