萬(wàn)能led升壓板 -3 4-3什么意思

前沿拓展：

1、概述

二合一電源板(OB5269CP+AP3041方案)主要運(yùn)用在長(zhǎng)虹32J2000、43J2000、LED42538N等機(jī)型上。為方便闡述，下面以32J2000為代表進(jìn)行分析，其電源板型號(hào)代碼901211243707509211。電源輸出12V/2A、DC5V/1.5A、DC5VSB/1.0A三路及LED驅(qū)動(dòng)電壓120V、LED驅(qū)動(dòng)電流280MA/單路/50W。增加少量元器件即可擴(kuò)展到6路LED驅(qū)動(dòng)，滿足大屏幕背光要求。

2、電源實(shí)物圖解

32J2000電源板實(shí)物正面圖解如圖1所示，電源板實(shí)物背面圖解如2所示。

3、工作原理精要

接通電源后，整機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，指示燈亮，這時(shí)電源板輸出兩路電壓：一路5VSB電壓給主板供電，主板CPU控制系統(tǒng)上電后，按照預(yù)先設(shè)置好的程序進(jìn)入待機(jī)工作狀態(tài)；一1路24V電壓輸出到LED驅(qū)動(dòng)電路，等待開(kāi)機(jī)后通過(guò)開(kāi)關(guān)電路形成驅(qū)動(dòng)LED燈串電壓60V。

通過(guò)遙控器或者按鍵開(kāi)機(jī)后，主板CUP控制系統(tǒng)輸出開(kāi)機(jī)信號(hào)PSNO（高電平），高電平分三路控制信號(hào)輸出：一路PSNO信號(hào)經(jīng)Q103控制輸出5V電壓供主板；一路PSNO信號(hào)經(jīng)Q10控制輸出11.5V電壓給LED驅(qū)動(dòng)IC（AP3041）供電；一路PSNO信號(hào)經(jīng)U11(MP1584)控制輸出12V給主板供電。電源LED驅(qū)動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，主板得到12.3V、5V，整機(jī)正常開(kāi)啟，下圖3為電源工作流程簡(jiǎn)圖。

4、單元電路解析

1）電源EMI電路及整流電路

交流電通過(guò)兩級(jí)抗干擾電路加到整流二極管，經(jīng)整流濾波后形成300V的直流電壓。其中，由扼流圈電感L1、L2和共模電容CY1、CY 2，差模電容CX1、CX12組成共模抗干擾電路，濾除電源進(jìn)線和電源自身產(chǎn)生的共模干擾脈沖；電阻RXA/B/C/D對(duì)抗干擾電容起泄放作用，關(guān)閉電源后看迅速放掉CX上存儲(chǔ)的電能，防止帶電損壞電路上的器件；NTC為壓敏電阻，當(dāng)電壓超過(guò)他的閾值電壓時(shí)，漏電電流增大，接近短路狀態(tài)，導(dǎo)致保險(xiǎn)管F1因過(guò)流而熔斷，起到保護(hù)后級(jí)電路的作用。整流電路由D1、D2、D3、D4、EC8組成，經(jīng)四只二級(jí)管整流EC8濾波后形成300V的直流電壓供電源后級(jí)使用，如圖4所示。

2）5VSB、24V形成電路

5VSB、24V形成電路主要由U1（OB5269CP）、Q27、Q29、D23、次級(jí)電路D13、D14、D15、D16組成。300V直流電壓分兩路：一路輸出到開(kāi)關(guān)變壓器T1A的(1211)腳，形成上正下負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；一路通過(guò)電阻R257、R258降壓輸出到U1控制芯片的8腳作為芯片的高壓?jiǎn)?dòng)電壓。由R3、C02、R4、D5組成尖峰吸收電路,當(dāng)功率U1MOSFET開(kāi)關(guān)管截止瞬間，T1A初級(jí)繞組瞬間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很高的尖峰脈沖，該尖峰脈沖使D5導(dǎo)通，經(jīng)R3、C02回到電源，使尖峰脈沖降低，保護(hù)了芯片在功率MOSFET開(kāi)關(guān)管在截止瞬間不過(guò)壓損壞。C02主要用于吸收功率MOSFET管轉(zhuǎn)換瞬間的尖峰干擾，如圖5所示。

U1是一個(gè)高性能的電流模式PWM控制控制器，集成了高壓?jiǎn)?dòng)，高性能，低待機(jī)功耗和成本效益的離線反激式轉(zhuǎn)換器，其主要特點(diǎn)及內(nèi)部框圖如下圖6所示：

OB5269CP特點(diǎn)：

● 高電壓?jiǎn)?dòng)電路；

● 超低待機(jī)功耗；

● 電源，軟啟動(dòng)，減少M(fèi)OSFET的VDS應(yīng)力 ；

● 為EMI的頻率抖動(dòng) 擴(kuò)展突發(fā)模式（Burst Mode）控制以提高效率和最低的待機(jī)功耗設(shè)計(jì) ；

● 固定的65kHz開(kāi)關(guān)頻率；

● VDD與滯后欠壓鎖定（UVLO）；

● 循環(huán)周期過(guò)流閾值設(shè)置為恒定輸出功率限制在通用輸入電壓范圍；

● 自動(dòng)恢復(fù)過(guò)載保護(hù)（OLP）；

● 過(guò)溫保護(hù)（OTP），鎖存關(guān)閉 ；

● VDD過(guò)電壓保護(hù)（OVP），鎖存關(guān)閉；

● 通過(guò)外部穩(wěn)壓可調(diào)過(guò)壓保護(hù)（OVP）。

引腳功能：

關(guān)鍵腳工作原理分析：

⑧腳：開(kāi)機(jī)時(shí)300V電壓經(jīng)過(guò)電阻R257、R258分壓輸入到U1OB5269的8腳，內(nèi)集成了高壓?jiǎn)?dòng)電路，并提供了大約2.8 mA電流給VDD引腳充電，供電來(lái)自于 HV引腳。當(dāng)VDD上限電壓高于UVLO(關(guān)閉),電荷電流關(guān)閉，這時(shí)候OB5269VDD電容器提供的電流由輔助繞組的主變壓器為IC提供工作電流。

⑥腳：開(kāi)關(guān)變壓器輔助繞組7～8端提供感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)R248/0Ω歐電阻、整流二極管D23、濾波電容EC9后，形成20V直流電壓，加載到由穩(wěn)壓二極管D27/18v、Q27/MMBT2222、電阻R249/1.5KΩ組成的18V基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路，給6腳提供供電電壓。

在6腳內(nèi)設(shè)置了欠壓壓保護(hù)電路，當(dāng)輸入電壓低于8.3V～10.3V時(shí)，此時(shí)UVLO電路開(kāi)啟，IC停止輸出；當(dāng)輸入電壓高于14.3V～16.5V時(shí)，UVLO電路關(guān)閉，不影響芯片的正常工作。

還設(shè)置了過(guò)壓保護(hù)電路（OVP），當(dāng)輸入電壓高于24V～26V且FB反饋電壓為3V時(shí)，過(guò)壓保護(hù)電路啟動(dòng)被閂鎖，芯片停止工作。

OB5269內(nèi)部有一個(gè)4ms的軟啟動(dòng)軟電路，主要用在電源啟動(dòng)的過(guò)程中，在通電時(shí)被激活按時(shí)序進(jìn)行。當(dāng)VDD達(dá)到UVLO（OFF）時(shí)，CS峰值電壓從0V逐漸增加到最大時(shí)，每次重啟都將重新執(zhí)行軟啟動(dòng)，來(lái)保護(hù)后級(jí)電路不被大電流損壞。

②腳：OB5269提供綠色能模式下控制方式，以減少在輕負(fù)載和無(wú)負(fù)載條件下開(kāi)關(guān)頻率。VFB電壓是從反饋回路得到被取作參考值，一旦VFB小于閾值電壓（Vref綠色2V）下，開(kāi)關(guān)頻率被連續(xù)地降低到22KHz的最小綠色模式頻率。

在輕載或空載情況下，F(xiàn)B輸入降至突發(fā)模式的閾值電壓(Vref_burst_L)，芯片進(jìn)入突發(fā)模式控制；門(mén)驅(qū)動(dòng)器輸出開(kāi)關(guān)只有在FB電壓高于閾值電壓(Vref_burst_H)輸出一個(gè)狀態(tài)。只有這樣?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器保持在關(guān)閉狀態(tài)，可減少開(kāi)關(guān)損耗和降低待機(jī)功耗。

從圖7可以看出，F(xiàn)B反饋電壓來(lái)自由：U3、U2A、R237、R236、R231組成的基準(zhǔn)穩(wěn)壓取樣反饋電路。24V、5VSB通過(guò)電阻R237、R236、R235、R234分壓在U3上形成標(biāo)準(zhǔn)的2.5V電壓，如果某路電壓升高時(shí)，勢(shì)必導(dǎo)致U3導(dǎo)通對(duì)地，那么5VSA通過(guò)光耦電流增大，2腳電壓被拉低到地，低于閾值電壓時(shí)，芯片進(jìn)入突發(fā)控制模式，柵極停止輸出。

3）12V形成電路

開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)繞組輸出電流經(jīng)D14/13整流EC1濾波形成的24V電壓，一路到LED驅(qū)動(dòng)升壓電路，另一路到U11 DC—DC集成塊降壓形成電路，輸出12V電壓供給主板，12V形成電路圖如圖8所示。24V電壓加到U11的7腳，同時(shí)在2腳通過(guò)R240得到PSON高電平信號(hào)，使其內(nèi)部進(jìn)入工作狀態(tài)，由1腳輸出12V電壓。

MP1584ENLFZ是DCDC電壓轉(zhuǎn)換器，輸入電壓范圍4.5V～28V，輸出電流3A，高達(dá)1.5MHz的可編程開(kāi)關(guān)頻率，內(nèi)置軟啟動(dòng)等，為8 PIN SOIC封裝，下表為MP1584引腳功能。

這是內(nèi)部浮動(dòng)高邊MOSFET驅(qū)動(dòng)器的電源正極。與SW通過(guò)電容連接。

芯片內(nèi)部工作原理：

A．該MP1584是一個(gè)可變頻率、非同步、降壓開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，集成高邊高電壓功率MOSFET 。

是一個(gè)高度電流模式控制，有效的解決快速環(huán)路響應(yīng)，易于補(bǔ)償。在中高輸出電流的MP1584工作在固定頻率，通過(guò)峰值電流控制方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。PWM周期是由內(nèi)部時(shí)鐘啟動(dòng)，該功率MOSFET導(dǎo)通，并保持在直到它的電流達(dá)到所設(shè)定的值COMP電壓。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，保持關(guān)閉有100ns的周期才開(kāi)始。如果在一個(gè)PWM周期中，電流在功率MOSFET到不達(dá)COMP設(shè)定電流值，功率MOSFET保持為ON ，節(jié)約了關(guān)斷操作。MP1584內(nèi)部框圖如圖9所示

B．誤差放大器，比較FB引腳電壓與內(nèi)部參考值（ REF），并且輸出一成比例的電流之間的差。輸出電流用于充電的外部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，以形成COMP電壓，用來(lái)控制功率MOSFET的電流。在工作期間，最小COMP電壓被鉗位至0.9V ，其最大被鉗位至2.0V 。COMP是內(nèi)部下拉至GND時(shí)為關(guān)斷模式。

C．內(nèi)部穩(wěn)壓器：內(nèi)部的電路是從供電2.6V內(nèi)部穩(wěn)壓器獲得。該穩(wěn)壓器采用VIN輸入，工作在全VIN范圍。當(dāng)VIN大于3.0V ，輸出被全部檢測(cè)。當(dāng)VIN低于3.0V時(shí)，輸出降低。

D．使能控制：MP1584有一個(gè)專用的使能控制引腳（ EN ）。輸入電壓高時(shí)，芯片啟用，內(nèi)部EN具有禁用正邏輯關(guān)系。下降閾值是精密的1.2V，上升閾值為1.5V。當(dāng)EN被拉低低于1.2V ，芯片進(jìn)入停機(jī)電流模式。

E．欠壓鎖定（UVLO ）：欠壓鎖定（ UVLO ）工作電壓不足使其芯片保護(hù)。在UVLO上升門(mén)限約3.0V ，下限閾值2.6V。

F．內(nèi)部軟啟動(dòng)：在啟動(dòng)過(guò)程中，以防止轉(zhuǎn)換器過(guò)度轉(zhuǎn)換輸出電壓。當(dāng)芯片啟動(dòng)時(shí)，將內(nèi)部電路產(chǎn)生一個(gè)軟啟動(dòng)電壓（ SS）斜坡從0V到2.6V 。

G．熱關(guān)斷：以防止芯片工作在非常高的溫度下。當(dāng)硅晶片溫度比其上閾值越高時(shí)，關(guān)閉整個(gè)芯片。當(dāng)溫度低比其低閾值時(shí)，芯片使能再次開(kāi)啟。

E . 浮動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和自舉充電:浮動(dòng)功率MOSFET驅(qū)動(dòng)器供電，由外部自舉電容形成。這個(gè)浮動(dòng)驅(qū)動(dòng)器有它自己的UVLO保護(hù)，上升門(mén)限2.2V。

F．電流比較器和限流：功率MOSFET可以準(zhǔn)確的通過(guò)電流感應(yīng)，當(dāng)感測(cè)到的電流是大于COMP高電壓時(shí)，比較器輸出為低電平，使其關(guān)斷功率MOSFET 。

關(guān)鍵引腳原理分析：

④腳電壓0.8V，無(wú)電壓輸出或者輸出不正常時(shí)，重點(diǎn)檢查該腳電壓，R227、R228參數(shù)在維修時(shí)不能輕易更改或者使用同規(guī)格的電阻。

③腳的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，參數(shù)不能輕易更改，該網(wǎng)絡(luò)可保證IC在負(fù)載、溫度等變化時(shí)間，IC工作穩(wěn)定。

②腳使能腳，高電平有效，一般直接和輸入電壓連接。

①腳L7的參數(shù)及負(fù)載電容的大小影響IC帶負(fù)載的能力，替換時(shí)須使用同規(guī)格的電感。

D140的續(xù)流二極管必須接的且規(guī)格不能輕易更換，位置靠近電源IC。

⑦腳電壓輸入腳，范圍4.5V～28V。

⑥腳外接電阻R226可以調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率，為保證整機(jī)EMC性能，不能更改該電阻。

4）VIN、開(kāi)待機(jī)控制電路

（1）整機(jī)上電，二次開(kāi)機(jī)后，主板給出PSON開(kāi)機(jī)指令信號(hào)，高電平經(jīng)R198限壓到Q103的b極，Q103導(dǎo)通到地，5VSB經(jīng)電阻R221、R222分壓，Q112的G腳電壓低于S腳電壓后導(dǎo)通。5VSB經(jīng)Q112控制后C1/100UF濾波輸出5V電壓給主板供電，見(jiàn)圖10所示。

（2）整機(jī)上電，二次開(kāi)機(jī)后，主板給出PSON開(kāi)機(jī)指令信號(hào)，高電平經(jīng)電阻R301、R302分壓約0.7V電壓使Q10導(dǎo)通，Q9基極電壓拉低，發(fā)射極上24V電壓一路經(jīng)Q9在Z2穩(wěn)壓管上形成18V穩(wěn)壓電壓，同時(shí)與Q7組成標(biāo)準(zhǔn)的18V穩(wěn)壓電源，由Q7發(fā)射極輸出18V電壓VIN，如圖11所示。此18V電壓供給12V形成電路U11的⑦腳供電，通過(guò)U11降壓后輸出12V電壓給主板供電。VIN電壓另一路到U14（AP3041）⑤腳供電。

5、LED背光驅(qū)動(dòng)電路

長(zhǎng)虹32J2000、43J2000、LED42538N機(jī)型在背光驅(qū)動(dòng)控制電路上采用了AP3041方案，機(jī)型之間區(qū)別在于LED輸出的路數(shù)不同，32英寸只用了單路驅(qū)動(dòng)，而42英寸用了6路驅(qū)動(dòng)輸出。

AP3041是一個(gè)電流模式 、高壓側(cè)溝道MOSFET控制器，是個(gè)理想的升壓型穩(wěn)壓器。 它包含了實(shí)現(xiàn)單端初級(jí)拓?fù)銬C/ DC轉(zhuǎn)換器所需的全部功能。

輸入電壓范圍為5V至27V；

工作頻率可調(diào)范圍為100kHz至1MHz；

具有UVLO（欠壓鎖定）電路， 通過(guò)兩個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置UVLO電壓；

具有輸出過(guò)電壓保護(hù)，以限制輸出電壓，該OVP電壓可通過(guò)外部電阻設(shè)置。當(dāng)輸出電壓高于過(guò)壓保護(hù)高閾值點(diǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)停止，系統(tǒng)被閂鎖；

LED短路保護(hù)；

過(guò)電流保護(hù)；

過(guò)溫保護(hù)等。

該AP3041是采用SOIC16封裝。內(nèi)部原理框圖見(jiàn)圖12所示。

下表為AP3041引腳功能：

拓展知識(shí)：