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1 产品综述 1.1 机芯概述 此液晶电源输入电压范围为AC100～240，输出电压情况为5V／0.9A、24V/4A(背光)+24V/1A（功放）、12V/3A三组直流电源.具体的电源规格描述如附件一。 此电源采用FAIRCHILD公司的PFC控制芯片FAN7930C与主芯片FSFR1700XSL，主芯片为LLC半桥谐振控制芯片, 待机芯片采用ST公司的VIPER17L。 1.2 主要技术规格 5V/0.8A、24V/2.5A（背光）+24V/1A(功放)、12V/2.5A 2 电路介绍 机芯电路介绍 本电源板电路大致由四大部分组成. 1．市电输入电路与整流滤波电路。由电感、电容组成的低通滤波器组成。 2．PFC（功率因数校正）校正电路，由FUJI控制芯片5591组成。 Ａ：副电源（+5待机开关稳压电路）；由ST公司的VIPER17L组成。 此电路为反激式电路，ST公司的VIPER17L为小功率厚膜集成块。 Ｂ： +24V、12V主开关稳压电路。FAIRCHILD芯片FSFR1700XS，其内置两个主开关MOSFET, 此IC为LLC半桥谐振式电路厚膜集成块。 4．各控制电路输出侧整流稳压电路。 输出整流电路由二极管组成的半波整流电路。 3 主要信号流程介绍 3.1 信号流程图
3．2基本工作过程介绍 EMI防护与滤波电路 交流输入与EMI滤波电路。基本工作过程为，市电经由F1、RT1、RV1、CX1、LF1、CX2、CY3、CY4、LF2等组成的整流滤波电路后转变成脉动直流. F1、RT1、RV1、CX1、LF1、CX2、CY3、CY4、LF2等组成的整流滤波电路主要是防止外界的杂讯信号对电源的干扰以及电源的开关杂讯对电网产生的干扰。此部份电路的作用就是我们熟称为的EMI抑制电路。
经整流后的脉动电压分别送入后面两路独立的开关稳压电源 一路给待机控制电路. 一路给主电路，其中主电路需经PFC电路．PFC电路是将整流后的脉动电压转换380-400V的直流电压。主电路将380Ｖ-400Ｖ的直流电压变换成主板各种需求的电压. 只要我们接上电源插座，待机电路将开始工作。待机电路工作的目的是给主板中的待机芯片供电，以及遥控接受器供电。同时还给电源本身的变换器的控制芯片供电。 其主电路受控于待机控制信号，由主板中的待机控制芯片发出控制信号，来控制主电源控制芯片的 Ｖcc，即芯片的工作电压，用以达到控制主电压的有无。 当遥控接受到开机信号后，由主板待机CPU给输出一个开机的高电平，此高电平将使Q5导通，经光耦IC10A,使Q5、Q4导通．从而为IC2,IC3提供工作电压，使它们开始工作。IC3工作后，将经过升压二极管D9输出一个稳定的380Ｖ-400Ｖ的直流电压，此电压给LLC半桥变换器，半桥变换器再将此电压变换成一个稳定的24Ｖ．12V输出电压． 1、 待机控制过程为： A：本电源由TR1，IC1，IC8，IC9，D8等组成一个简单的反激电路，此电路将市电经整流后的电压转换成一个稳定的+5V输出电压. 此电压只要将交流电源接上就应有输出，它主要给主板中的CPU提供一个工作电压，使它维持在工作状态，以便接受遥控开关机信号。 B：控制方式：本电源为高电平控制方式，即高电平时输出+24V与+12V，低电平时不输出电压，它主要控制IC2与IC3的Vcc电压（IC的工作电压）。 控制过程，当CPU接到一个开机信号时将输出一个高电平到Q5的基极，此电压使Q5饱和导通，经IC10，使Q5、Q4导通，从而IC2先开始工作，IC2工作正常后，IC3才开始工作，于是将提供一个+24V与+12V的输出电压。 当IC2工作后，IC3输入的电压是一个稳定的380-400Ｖ的电压. 以上为整个控制过程。 4 主要芯片介绍 4.1 主芯片VIPER17L、 5591 、FSFR1700XS 4.2芯片介绍 1．待机电路 此待机芯片为ST公司的VIPER17L，它是一个集成块，里面集成了控制芯片与开关管。它的外形 图如图8-5所示
待机电路由待机控制芯片IC1（VIPER17L）与TR1以及D8等元器件组成一个反激式电路。 此电路输出一个稳定的5V电压。它能够带动一个0.8A的负载。 交流输入的电压经过桥堆整流后再经D5/D6隔离，经C9储能，经变压器TR1到IC1里面的开关管，从而形成一个开关回路。与输出整流电路构成一个反激式电源电路。此反激式电路输出一个稳定的5V电压 ，此5V电压主要给LED主机上的待机CPU供电。使整机处于待命状态中。在该电源中，IC1为一集成有开关管的脉宽调制稳压模块. 此待机芯片为FAIRCHILD公司的芯片，里面集成了控制电路与开关管。此芯片在输入宽电压范围内最大功率可做到7Ｗ。内部方框图如图8-6。
图8-6 VIPER17L内部方框图
每个脚的功能如下。 1） Pin1脚为芯片的接地脚。 2） Pin2脚为Vcc脚，此脚为芯片的能源供应脚。 3） Pin3脚为控制脚，用做输出OVP保护。 4） Pin4为反馈脚，将输出的电流情况通过此脚反馈给芯片，从而去控制开关 管的导通时间，来达到输出电流变化时达到输出电压恒定的作用，即不管 输出负载怎么变化，输出电压始终会保持一个恒定的电压范围，从而达到稳压作用。在线路图中通过光电耦合器传递给反馈脚。如线路图中的IC1。 5） Pin5 BROWNOUT引脚，本应用中接地处理，功能未使用。
6） Pin7、8脚为IC内部开关MOSFET的漏极脚(连接到高压输入) 2．主电源电路： 主电路由PFC电路（IC2与L1等组成PFC）与半桥谐振变换器（IC3与TR2组成半桥电路）两部份构成. 由PFC电路（是一个升压电路）输出后的稳压的380V-400Ｖ的直流电压送至（由IC3/TR2组成的）半桥式开关稳压电源，经变压器TR2后输出稳定的 +24V／3.5A和+12V／2.5A 两组电压。 A: PFC电路 此有源ＰＦＣ的控制芯片为FUJI公司的5591 它是电流临界导通模式的PFC控制芯片,采用电压控制模式。
图8-7 FUJI 5591外形图
图8-8 ，5591内部方框图
具体脚位功能如下 1） Pin1脚为输出电压控制信号输入端子，具有输出定电压控制、输出过电压控制以及输出开环控制功能。此引脚正常工作为2.5V，当输出电压上升使此引脚电压超过2.7V，芯片将逐个脉冲关断。当输出开环时，此脚电压低于0.3V时，振荡停止，变成待机模式。 2） Pin2脚为芯片内部的跨导误差放大器输出脚，此引脚具有误差放大器相位校正补偿功能。。 3） Pin3脚为最大导通时间设定。 4） Pin4脚为设置零电流延迟时间端子。 5） Pin5脚为过电流检测信号输入端子，此引脚具有过电流保护以及电感(MOSFET)电流检测功能。 6） Pin6脚为芯片的接地脚。 7） Pin7为门极驱动输出端子，输出驱动能力为+1000mA/-500mA，可以直接驱动外围电路 8） Pin8为Vcc端子，为芯片提供电源，13V以上开始工作，9.6V停止工作。 B：主芯片采用FAIRCHILD的FSFR1700XS，高效LLC半桥谐振变换器电源控制芯片，控制器FSFR1700XS简介： FSFR1700XS是由FAIRCHILD公司开发的一款高性能半桥谐振LLC的零电压转换(ZVS)模式控制器，专为离线和DC-DC变换器应用而设计。它属于单端PFM调制器，具有管脚数量少、外围电路简单、可明显降低生产工艺、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点，可精确地控制占空比，实现稳压输出，固定死区时间(350nS)、具有OCP、AOCP、OVP、TSD等众多保护功能，所以，为设计人员提供只需最少的外部元件就能获得成本效益高的解决方案，在实际中得到广泛的应用。 FSFR1700XSL有以下性能特点： 1） 内置Soft Start功能，电源起动时减小功率管MOSFET管的应力。 2） 固定死区时间(350nS)。 3） 最大工作频率 300KHz。 4） 采用快恢复体二极管实现高效率ZVS。 5） 丰富的保护功能，Vcc过压保护、过电流保护、过负载保护以及过热保护等。 6） 无负载或轻负载时，二次侧光耦电流增大，由芯片RT端流出的电流增大，通过芯片内部的频率控制，实现定电压控制，输出稳定。 7） 具有过电流检测功能。当输出过负载或者输出短路等异常状态发生时，过电流保护动作，开关频率上升，有效控制输出功率，使系统更稳定，可靠。 8） 采用厚膜工艺，降低成本并能提高生产效率。 下面我们就来详细的了解FSFR1700XS这个芯片的功能，各引脚的作用以及外围电路主要参数。 各引脚功能说明 引脚1：VDL ----- IC内部上开关管(MOSFET)的漏极脚 该脚位直接连接至PFC输出总线电压 (380~400Vdc) 引脚2：AR-----软启动设置脚；另当保护电路动作后，此脚电压低于0.2V时IC将重新启动 该脚采用的关键参数为对地电容22uF/50V，与3脚(RT)之间串联一个2.2K/0805电阻， 引脚3：RT-----定电压控制检测端子 该脚采用的关键参数为对地电容680pF/0805、对地电阻7.5K欧，与光耦串联电阻为3.9K欧。 引脚4：CS------过电流检测端子 该脚位采用的关键参数为对地电容220F/50V，该引脚与侦测电阻脚之间电阻为1K欧。 引脚5：SG ----- 信号地引脚 该脚为芯片内部控制信号部分接地脚。 引脚6：PG ----- 功率地引脚 该脚为芯片内部功率信号部分接地脚。 引脚7：LVcc----控制器电源输入端子 该脚位采用的关键参数为对地滤波电解电容4.7uF/50V和贴片电容0.1uF(104)/50V 引脚9：HVcc -----上管门极驱动电源供应端子 该脚位采用的关键参数为与Pin10脚VCTR间连接的电容0.1uF/50V。 引脚10：VCTR-----上下管中点输出电压即高端门极驱动浮动地 该脚位为自举电路浮动地，与上下管中间点相连。
部分引脚功能具体描述如下： SG: 信号地 PG: 功率地 RT：反馈电压输入端。用于提供PFM调节信息，PFM的频率变化就是由它控制。 CS：电流检测端。当该电压达到一个阀值时芯片会停止输出，从而实现过载保护。 LVcc：芯片电源供电端。 HVcc：芯片内部给上开关管驱动供电端。 FSFR1700XS内部结构与工作原理简介
图8-9 FSFR1700XS 内部结构图
1)振荡器 FSFR1700XS的PFM工作频率范围为30kHz~300kHz。其工作频率是在变化的，通过第3脚（RT）外接对地电容电阻的设置，起动时最高频率限制为300kHz，并且当出现过负载状态后，通过RT端子充放电时间参数变化(IC10光藕3、4脚间等效电阻变化)，提高工作频率，有效抑制输出功率。当负载变轻时反馈端RT端子流出电流增大，频率提高，使输出电压稳定；当负载变重时，反之。由于工作频率设计在共振频率附近，频率变化范围较小。 在本设计中，将FSFR1700XS的PFM满载频率设置在50～100kHz的某一数值。 2）上管自举电路 FSFR1700XS启动时LVcc输出一个14.5V的稳定电压，当下管导通时此电压给VCTR端子相连的电容C42(0.1uF/50V)供电，当下管关断后且电压共振结束后，HVcc能提供足够的电压使上管导通，进行有效的自举。 6 调试说明 6.1 电气特性 1 | | | | | | | | | | |
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| | | | | | | 额定输入，输出满载，20MHz带宽，负载端并104+10μF电容 | | | | | | | | | 电源模块在收到开机信号后（高电平），使主电源开始工作。输出+24V和+12V在收到待机信号（低电平）后，完全关断主电源，只保持副电源（+5V）的输出。 |
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| | | | | | 输入电压120Vac,满载，输出电压应保持在调整范围内 | | | | 输入电压120VAC或240VAC，满载，输出电压应保持在调整范围 | | | |
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安规及EMC特性 6.2 生产中的特殊工艺要求 7 维修说明 7.1 常见故障分析与注意事项 维修记要与案例 1．修理前先目测，细观察整个不良板有无烧器件，损坏器件、元器件虚漏焊等现象. 然后进行如下的几个流程开始检修。 A：有无5V待机输出。 B：有无待机控制电平，待机控制电平需要高于2.0V。 C：有无+12V，+24V输出。 2. 检修流程示意图
Ａ：无+5V输出
Ｂ：输入+5Ｖ电压异常。电压异常包括电压偏低与偏高。
7.2机芯配用通用功能模块 7.3 端口及连线定义 交流电输入：
屏供电（13 PIN×1） （13 PIN×1） 面朝端子缺口，从左至右依次为PIN1-PIN13
主板供电接口(14 PIN×1)
面朝端子缺口，从左至右依次为PIN1-PIN14 7.4 关键元器件及维维修备件清单 7.6 机芯存储、运输、使用条件 1、包装 包装箱上有产品名称、型号、标识、质量部门的检验合格证、制造日期等。 2、运输 适应于车、船、飞机运输，运输中应遮蓬、防晒、文明装卸。 3、贮存 产品未使用时应存放在包装箱内，仓库环境温度为-40℃—55℃，相对湿度为10％—95％，仓库内不允许有有害气体，易燃，易爆的产品及有腐蚀性的化学物品，并且无强烈的机械振动，冲击和强磁场作用，包装箱应垫离地至少20cm高，距离墙壁、热源、窗口或空气入口至少50cm，在本规定条件下的贮存期一般为2年，超过2年后应重新进行检验。
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发表于 2015-7-22 09:48
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