松下P50UT30C液晶电视电源板的电路原理与维修

松下P50UT30C型液晶电视是2013年上市的3D电视，其电源板的板号为N0AE6KK00009。该电源板的内部组成为:以Z601为核心的PFC电路、以Z401为核心的5V待机电源电路、以Z301为核心的F15V电源电路、以Z201为核心的VUSS VDA电源电路、以Z701为核心的电源板微处理器电路。

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PFC振荡芯片Z601的型号是R2A20117SP，这是功率因数校正专用IC。各引脚功能:①脚:主变换器零电流检测输入，输入6VP的正脉冲，宽度2us，相邻脉冲间隔:1us;②脚:副变换器零电流检测输入，输入6VP的正脉冲，脉冲宽度1us，相邻脉冲间隔:1us;③脚:软启动定时设定，9V直流电压;④脚:IC内部5V基准电压输出;⑤脚:振荡频率设定，实测2.5V;⑥脚:锯齿电压波形设置，正向锯齿波电压，0.2VPP，周期2us;⑦脚:A路误差放大器输出，实测1.4V;⑧脚:B路误差放大器输出，实测1.4V;⑨脚:PFC误差放大器输入，实测2.5V ;10脚:定时器锁存时间设定，外接定时电容，实测0V;11脚:变换器过流检测输入，实测0V;12脚:主变换器过流检测输入，实测0V ;13脚:副变换器功率管驱动输出，15VPP正脉冲，宽度0.3us，周期:2.3us;14脚:接地脚;15脚:主变换器功率管驱动输出，15VPP正脉冲，宽度:0.5us，周期:2.3us;16脚;供电脚，14V。Z601的15脚和13脚输出大功率MOS开关管G极驱动脉冲(15脚输出的是主路开关管G极驱动正脉冲，13脚输出的是副路开关管G极驱动正脉冲)，本机的PFC电路是双路开关管交替导通工作。这两路正脉冲在时间上是交替的，即当13脚输出正脉冲时，15脚是低电平;而当15脚输出正脉冲时，13脚是低电平。

220V市电经P9电源插座进入P板，见图1。先经过保险丝F101、F102、压敏电阻NR101(用于吸收市电的浪涌电压，如雷电等，防止浪涌电压损坏P板)，再经过L101、C101、C105组成的第一级抑噪电路，共模扼流圈L102、L103组成的第二级抑噪电路，NR103是第二级浪涌电压吸收电阻，再经过保险电阻R104、电源继电器RL102的触点短接X2-X3触点，把220V的市电加到整流桥RC101、RC102的交流输入端。

图1中的RC103没有安装零件，也就是说全桥整流实际上是采用了RC101 RC102两只整流桥并联工作，整流桥输出的脉动电压加到C602两端，因为C602的容量很小只有1uF，对于整流后的100Hz脉动电压并没有滤波作用，只是滤除高频尖脉冲干扰。C602上的脉动电压向后加到PFC变压器的输入端。

图2中，L601为主路PFC开关电源变压器，L602为副路PFC开关电源变压器。Q603、 Q605两只大功率MOS管并联，作为主路PFC并关管，Q602、Q604并联作为副路PFC开关管。Z601的15脚输出的主路驱动脉冲GD-M经Q607缓冲后，同时加到并联的Q603、Q605的G极，这两只大功率MOS管同步导通，产生导通电流流过L601的初级①-③绕组(注:因为MOS管具有正温度特性，A.B两只MOS并管，在工作中当A管流过的电流大于并联的B管时，A管的温度高于并联的B管，由于具有正温度特性，A管的内阻大于B管，这将自动减小A管的电流，使之与B管电流均等，因此MOS管具有自动均流的作用，所以在提供功率大的环境中常采用大功率的MOS管并联运用。而普通双极型大功率管具有负温度特性，当A管的电流大时，A管的温度会高于B管，因为有负温度特性，A管的电阻会小于B管，这将使A管的电流更大，结果A管的电流越来越大，B管的电流越来越小，A管因为不堪过载而烧坏。因此，在实际电路中没有见到两只双极型的大功率管并联运用)。

Q603、Q605产生的主路PFC导通电流如下:C602的上引脚一L601的初级①脚和③脚+Q603、Q605的D极->S极->R611->地->C602的下引脚。上述电流流过L601的初级时，L601线圈把电流转化成磁能，储存在L601内。当Z601输出的正脉冲变成0V时，Q603、Q605的G极变为0V，两个管子同时截止，L601产生的感生电压③脚为正、①脚为负，③脚的正电压将使续流二极管D607导通，电流如下:L601的③脚->D607正极->D607负极->C617、C619正极->C617、C619负极(给大电解电容C617、C619充电上引脚为正下引脚为负)->地->整流桥的负极->整流桥的正极->L603的①脚。上述电流构成闭合回路，在C617、C619上得到PFC输出电压390V。从上述可看出:开关管导通时，市电给储能线圈L601充电，当开关管截止时，储能线圈L601向电容供电。

Z601的13脚输出的副路驱动脉冲GD-S经Q606缓冲放大后，加到并联的大功率MOS管Q602、Q604的G极，这两只大功率MOS管同步导通，产生导通电流，流过副路PFC变压器L602的①-③脚，为L602储入电能。当Q601的13脚正脉冲过后变成0V时，Q602、Q604同步截止，L602的③脚产生正极性电压，①脚产生负极性电压，该电压经续流二极管D608向C617、C619充电，在C617、C619上得到PFC电压。

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因为主路开关管和副路开关管是交替、轮流导通，因此，在市电的一个周期中，D607、D608轮流给C617、C619充电，这使C617、C619上的PFC电压纹波较小。

开关管的过流保护:主路开关管的电流流过S极的电流取样电阻R611(0.03Ω)，副路开关管的电流流过s极的过流取样电阻R605 (0.03Ω)， R611、R605把开关管的电流转化成电压，分别加到Z601的①脚和①脚。当开关管过流时， Z601的12脚或11脚电压升高，会启动Z601内部的过流保护电路，关断15脚或13脚的驱动脉冲输出，防止损坏元件。

PFC电压的取样和稳压:C617、C619上的PFC输出电压，加到PFC分压取样电路:R619~R626、R633、R627、R628，在R627上端分得的取样电压作为稳压反馈电压FB加到Z601的⑨脚，经过IC内部的控制电路，自动调节13、15脚输出驱动脉冲的宽度，从而达到稳定PFC输出电压的目的。

储能线圈电流的过零点检测:当开关管截止时，储能线圈通过续流二极管向负载供电，当储能线圈中储存的电能负载放完电的瞬间，储能线圈中的电流会下降到零。我们应当设计一个电路，能检测到这个电流的零点，当零点到来时，说明储能线圈中的电能没有了，此时应当再次开启开关管导通，给储能线圈再次充电。L601、L602的次级线圈⑤-⑦，就是用来检测储能线圈电流零点的。在开关管截止后储能线圈通过续流二极管向负载放电时，次级线圈产生的感应电压⑦脚为正、⑤脚为负，主路和副路变压器⑦脚产生的正电压分别加到Z601的①脚、②脚，该正电压维持Z601 :15脚、13脚输出0V，主路开关管和副路开关管的截止。当储能线圈中的电能向负载放电刚好放完时，储能线圈次级的感应电压极性发生转变:⑦脚为负、⑤脚为正，主路和副路储能线圈次级⑦脚的负极性电压分别加到Z601的①脚、②脚，该下跳电压会触发Z601内部的控制电路翻转，使Z601的15脚、13脚输出电压上跳到15VP的正脉冲，开启主路开关管和副路开关管，再次为储能线圈L601 L602充电。这样的开关电源称为"准揩振工作模式"。

Z601的供电:16脚是VCC供电脚，加到该脚的供电最大值不能超过24V。超过24V时，IC内部的过压保护电路动作，关闭PFC的振荡电路。其典型值是14V。当16脚的电压高于10.5V时，IC开始启动工作;当低于9.3V时，IC内部的欠压保护电路动作，关闭驱动输出GD-M、GD-S。

14V从16脚进入Z601内部后，加到5V基准电压产生电路，产生的5V基准电压一方面为IC内部振荡电路供电，另一方面可从IC的④脚输出，为外部电路供电。④脚到地接有高频滤波电容C609(0.1uF)。

Z601的⑦脚和⑧脚外接有PFC电路开、关控制电路。来自P板微处理器Z701的10脚PFC-ON2低电平指令，加到光耦PC601的④脚，光耦内部发光管导通发光，光耦内部光敏管随之导通，从PC601的③脚输出15V高电平，加到Z802的11脚(运放的正输入端)，10脚(运放的负输入端)接的是基准电压2.5V。因为运放的正端电压高于负端，因此输出端13脚输出高电平1.4V，加到Z601的输入端⑦脚和⑧脚，使Z601内部的PFC电路正常工作。光耦PC601的③脚输出15V高电平，同时加到了16V电源开关管Q601的b极，该管导通，把来自待机电源电路的16V电源电压从e极输出14V，为Z601的16脚供电。