创维5800-P32EXM-00/0200电源板电路原理与故障维修

2024-11-2

创维5800-P32EXM-00、580P32EXM-0200型一体化电源板(IP板)基本相同，都是由主电源、5V电源和LED背光灯供电电路构成的。主电源的市电电压输人范围为100~240V，它输出两种电压: 一种是24V电压，最大电流为2A;另一种是12V 电压，最大电流为3A。5V电源输出5V电压，最大电流为0.5A，LED背光灯电源输出的电压范围为34 -250V。

一、实物图解、电路组成

1.实物图解

创维5800-P32EXM-0200型LIPS板的实物构成如图3-35所示。

2.电路构成

创维5800-P32EXM-O200型LIPS板电路由主电源、5V 电源、待机控制电路、LED供电电路等构成，如图3-36所示。

二、市电输入、300V供电电路

参见图3-37，接通市电后，AC220V市电经熔断器FI01输入到LIPS板，利用负温度系数热敏电阻THI01限流、cx101滤波后，第-路送给主电源的启动电路和市电过零检测电路;第二路经互感线圈LF101、LF102， Y电容CY101、CY102 和x电容CX102组成的EMI滤波器滤波后，再利用D101~D104整流，通过C103、C104滤波产生310V左右的直流电压。该电压经开关变压器T101的一次绕组(2-7 绕组)为开关管Q201的D极供电。

市电输人回路两端并联的TNR101是压敏电阻，用于市电电压过压和防雷电窜人保护。当市电正常、没有雷电窜人时，TNR101相当于开路，不影响电源电路正常工作;一旦因市.电过压、雷电窜入等因素导致TNRI01两端的峰值电压达到470V时它击穿短路，使F101过电流熔断，切断市电输入回路，避免了后级电路的元器件过电压损坏。

三、主电源

该机的主电源以绿色电源控制芯片IC100 (TEA1733P)、开关管Q201、开关变压器T101为核心构成，如图3-37 所示。该电源输人市电电压后就会工作，不仅为主板电路等负载供电，而且为5V电源、LED背光灯的电源电路供电。

1. TEA1733P简介

TEA1733P是恩智浦新推出的GreenChip系列低功率AC-DC转换控制芯片中的首款产品，高集成度的特点使其完全能够满足日益增长的低成本、紧凑型电源需求，并且它适用于绝大部分功耗不超过75W的开关电源，所以广泛应用在液晶彩电、液晶显示器和上网本、LCD监视器、打印机的适配器等电路内。该控制器支持断续导通模式(DCM) 和连续导通模式(CCM)。高输出功率下的固定频率(65kHz) 操作结合低输出功率下的降频运行，可以降低功耗，提高开关电源的工作效率。另外，它内置过功率保护(OPP)、输入欠压保护(UVP)、过压保护(OVP)和过热保护(OTP)。 TEA1733P内部构成如图3-38所示。

因TEA1733P内置的频率抖动功能可以降低电磁千扰(EMI)，所以由它为核心构成的电源电路不需要设置PFC电路，不仅简化了电路结构，而且降低了成本和IP板的故障率。TEA1733P引脚功能和维修参考数据如表3-10所示。

[提示]电压数据采用优利德UT61B型数字万用表直流电压挡在强制开机状态，未接背光灯时测得;阻值数据由DT9205L型数字万用表的20k电阻挡测得，有“关”标记的数值有充放电现象。后面表内的数据也是采用这两种型号的万用表测量的。

2.功率变换

该机输人220V市电电压，经线路滤波器滤波后分两路输出:一路经D201、D202全波整流，利用R202、R202A: R203、R203A、R204 分压，再经C202滤波，加到主电源控制芯片IC100 (TEA1733P)的5脚，为其提供市电过零检测信号;第二路通过R101~ R104分压，再经R201限流，利用C209和D103、D104构成整流滤波回路，对IC100的1脚外接的C209充电，在它两端建立启动电压。当C209两端达到21V时，IC100的1脚内部稳压电源等电路启动，为振荡器、触发器等电路供电。振荡器获得供电后产生振荡器脉冲，它控制触发器产生矩形脉冲。该脉冲经驱动电路放大后从3脚输出，通过R207、R208、 D206 使开关管Q201工作在开关状态。Q201 导通期间，T101存储能量; Q201 截止期间，T101的次级绕组输出脉冲电压。其中，3-4绕组输出的脉冲电压经R215限流、D207整流、C209滤波后得到19.15V左右的直流电压，该电压取代启动电路为IC100供电; 11-13绕组输出的脉冲电压经D301整流，C301 ~C303、L301 滤波产生24V电压，不仅为背光灯电源供电，而且通过CN300输出，为其他电路板上的负载供电; 13-16绕组输出的脉冲电压经D302整流，C309~C312、L302 滤波产生12V电压，不仅为5V电源供电，而且为Q300等构成的受控12V电压形成电路供电。

开关管Q201的G极所接的D206在IC100的3脚输出低电平脉冲时导通，可快速将Q201的G极存储的电压泄放，以免存储效应导致它不能及时关断，进而导致Q201因关断损耗大而损坏。

市电过零检测信号的作用是确保开关管Q201在市电过零处导通，不仅减小了电磁干扰，而且避免了Q201因导通损耗大而损坏。

R210、D205和C210组成的尖峰脉冲吸收回路，用于防止开关管Q201在截止瞬间被过高的反峰电压击穿。

稳压管 ZD202、ZD205 是为了防止电源控制芯片IC100过压击穿而设置的。当Q201击穿时，ZD202 和ZD205迅速击穿，将300V供电对地短路，使F101过流熔断，避免了R213过流烧断，导致IC100、R207 等元件被300V电压过压损坏。但实际维修中，Q201 击穿仍会导致R213开路(炸裂)，进而导致IC100的4脚内部电路过压损坏(反向阻值通常低于10k)。

3. 稳压控制

稳压控制电路主要由三端误差放大器IC300 (TL431)、光耦合器IC101 (PC817C) 及电源控制芯片IC100 (TEA1733P)构成。电路见图3-37。

当市电电压降低或负载变重引起主电源输出电压下降时，滤波电容C310两端下降的电压通过R312为光耦合器IC101的1脚提供的电压降低，同时C312两端下降的电压通过R313、R316、 R316A 取样的电压低于2.5V，再经三端误差放大器IC300放大后，使IC101的2脚电位升高。此时，IC101 内的发光二极管因导通电压减小而发光减弱，致使IC101内的光敏管因受光照減弱而导通程度下降，使IC100的7脚的电位升高，被IC100内部电路处理后，使开关管导通时间延长，开关变压器T101存储的能量增大，开关电源输出电压升高到正常值，实现稳压控制。反之，稳压控制过程相反。

当该电源空载时，IC100 的3脚输出电压为3. 5mV，而在CN400的“LED1+”引脚对地接100W灯泡(白炽灯)作假负载时，3脚电压增大为270mV，说明它的占空比随负载加重时是增大的。

4. 保护电路

电源控制芯片IC100 (TEA1733P) 内部设置了输入电压过压/欠压保护、输出电压过压保护、过载保护、过热保护等保护电路。这些保护功能可以实现安全重启或闭锁保护。要实现安全重启，芯片首先进人省电模式，当所有条件都满足时再恢复运行。省电模式运行时，8脚上的电压迅速充至4.5V，随后缓慢降至1.2V。启动闭锁保护时，IC100同样先进入省电运行模式，但VCC电压被钳位电路控制在6V。要解除闭锁保护功能，需要断电让vCC电压降至5V后才能实现。6V钳位电压仅略高于闭锁保护后快速重启的电压要求。

(1) 过压保护

过压保护电路以IC100 (TEA1733P)的6脚内部电路、稳压管ZD204 为核心构成。IC100 的6脚可提供32pA输出电流，107pA的吸收电流。如果6脚电压处于0.5~0.8V，电路可正常工作;若6脚电位低于0.5V或高于0.8V，电路会进入保护状态。通常情况下，内部电路将6脚电压设置在0.66V左右。若稳压控制电路异常，导致D207整流、C209滤波产生的vCC电压太高，稳压管ZD204击穿导通加强，内部电路无法将6脚电压拉低到0.8V以下，则确定为输出过压，保护电路输出控制信号使IC100的3脚不再输出激励信号，开关管Q201截止，避免了Q201和负载元器件过压损坏。

另外，当主电源输出电压升高后，Q302、 Q303的e极电位升高，比它们b极上的参考电压高于0.6V后，Q302 或Q303导通，从它们c极输出的电压经R300、R326 限流，使稳压管ZD303击穿导通，通过D304、R327 使Q304导通，将IC101的2脚电位拉低。此时，IC101内的发光二极管因导通电压升高而发光加强，致使IC101内的光敏管因受光照增强而导通程度加强，将IC100的7脚的电位拉低，被IC100内部电路处理后，使开关管导通时间缩短，开关变压器T101存储的能量下降，开关电源输出电压下降，避免了负载元器件过压损坏。因该电路是通过IC101实现的，所以IC101、R312 异常引起的输出电压升高时，该保护电路是不起作用的。

(2)过流保护

过流(超载)保护电路以IC100内部电路和取样电阻R213为核心构成。当负载异常等原因导致开关管Q201过流，在R213两端产生的峰值压降超过400mV，被IC100检测后，IC100通过8脚输出1luA电流对外接的C205充电，超载计时器开始计时。若长时间超载，使8脚电压超过2.5V后，过载保护电路动作，使开关管Q201停止工作，以免过流损坏;若短时间超载，使8脚电压达到2.5V之前，R213 两端电压降为400mV以下，C205会立即放电，保护电路不动作。改变C205和R206的参数值可以调节过流运行时间。

四、5V电源

5V电源以稳压器IC301 (图标SY8162，实物为AEW1SA或AEW1QA)为核心构成，如图3-37所示。该电源为主板上的系统控制电路供电。AEWISA的引脚功能和维修参考数据如表3-11所示。

1.电压变换

主电源输出的12V直流电压经C327、C328 滤波后，不仅加到IC301 (AEW1SA)的2脚(SY8162 的7脚)，而且通过R319加到IC301的8脚，使IC301内的稳压器开始工作，从IC301的6脚输出5V电压(图标为+5V 0.5A，电路板标为+5VSB)。该电压经L303、C321、C332滤波后，通过连接器输出，为主板的系统控制电路供电。

2. 稳压控制

稳压控制电路主要由IC301 (AEW1SA) 和取样电阻构成。当负载变重引起IC301输出电压下降时，C332两端下降的电压通过R319与R323、R323A取样后，为IC301的1脚提供的电压减小，被IC301内的误差放大器等电路处理后，使IC301的5脚输出的电压升高到正常值，实现稳压控制。输出电压升高时，稳压控制过程相反。

3.过压保护

5V电源的过压保护功能需要通过主电源完成。当IC301异常使C332两端电压超过设置值后，稳压管ZD304击穿导通，通过D305、R327 使Q304导通，将IC101的2脚电位拉低。此时，IC101内的发光二极管因导通电压升高而发光加强，致使IC101内的光敏管因受光照增强而导通程度加强，将IC100的7脚的电位拉低，被IC100内部电路处理后，使开关管导通时间缩短，开关变压器T101存储的能量下降，开关电源输出电压下降，为IC301提供的电压减小，也就使它输出的电压下降，避免了负载元器件过压损坏。

五、开/待机控制电路

开/待机控制电路主要以P沟道场效应管Q300 (40PO301)、 Q301 和主板上的微处理器(或称微控制器)电路为核心构成。

二次开机后，来自主板的开/待机控制信号PS. ON (电路板上标为ON/OFF)转为高电平。该控制电压经R307、R306 限流后使Q301导通，进而通过R305使Q300导酒。Q300导通后，从它的D极输出的12V电压(实测11.97V) 经C314 滤波后，为背光灯驱动电路、主板上负载电路供电，整机电路开始工作，该机进入收看状态。当控制信号PS. ON转为低电平时，Q301 截止，Q300 相继截止，无12V受控电压输出，整机负载停止工作，进入待机状态。待机期间，因负载电流极低，主电源芯片IC100自动进入低功耗模式，进一步降低了待机期间的功耗。因此，该机不需要单独设置待机电源。

六、背光灯供电电路

该机的LED背光灯供电电路通常由电源电路、输出电路、保护电路(包括过电压、过电流、短路保护电路)等组成。LED背光灯供电电路的工作状态受主板输出的背光开/关控制信号(俗称点灯信号，用ENA表示)和亮度控制信号(ADJ) 控制。该电路的核心元器件是OZ9967，电路如图3-39所示。

1.OZ9967的实用资料

OZ9967 (实物为OZ9967GN)是凹凸(OZMicro) 公司生产的LED背光控制专用集成电路，它是6路LED驱动芯片，内含振荡器、关断延时定时器、软启动、相移可变调光控制、系统同步控制、过电流和过电压保护等多个模块电路。0Z9967GN 具有如下特点:工作频率恒定，且工作频率可被外部信号所同步;内置同步式PWM亮度控制电路，亮度控制范围宽:具有过电流、过电压和短路保护功能。

OZ9967GN的内部构成如图3-40所示，它的引脚功能和维修参考数据如表3-12所示。

其中，电压数据是在接LED灯条时，强制开机后测得的。

2. 电源电路

电源电路以LED背光灯控制芯片OZ9957(IC400)、电源开关管Q411(P8008BD)、储能电感L401、整流管D401~D404为核心构成。图3-39中的Q412实际未安装，D403、D404与D401并联，在该图中未画出。

遥控开机后，受控12V电源输出的12V电压经R409限流、C404 滤波后加到IC400的供电端18脚，同时来自微控制器的背光灯开/关电压ON/OFF(电路板上标为ENA)经R412限流、C405 滤波后，加到IC400 (OZ9967) 的19脚，使IC400内部的5V基准电压发生器工作并输出5V电压。5V电压不仅为内部电路供电，而且从14脚输出后，经R407对定时电容C403充电，在IC400的15脚内部振荡器作用下形成振荡脉冲，通过PWM调制器形成矩形脉冲。该脉冲经20脚外接软启动电容C405的控制，形成占空比逐渐增大到正常的激励脉冲，再经驱动电路放大后从13脚输出。当13脚输出的激励信号为高电平时，通过R401限流，使开关管Q411导通，此时主电源输出的十24V电压经储能电感L401、Q411的D/S极、R403~R405//R405A到地构成导通回路，在L401两端产生左正、右负的电动势。当13脚输出的激励信号为低电平时，Q411 截止，流过L401的导通电流消失，于是L401通过自感产生左负、右正的电动势，C401A滤波后产生34V电压，通过连接器CN400为LED灯条供电。

若IC400 没有ON/OFF信号输入，它14脚内的5V基准电压发生器不能工作，无5V 电压输出，升压开关电源也就不能工作。

3.背光灯供电开关电路

背光灯供电开关电路以开关管Q400~Q405、芯片IC400为核心构成。电路板未安装Q401，所以使用了5路供电开关电路。IC400 工作后，从它的1、5、7、9、11脚输出5路LED灯条供电驱动信号，使Q400、Q402~Q405工作在开关状态。Q400、 Q402~Q405 导通期间，灯条LED1~LED5的负极通过R423、R424，R431、R432，R435、R436，R439、R440 (图上误标为R430)，R443、R444接地接通。这样，C401、C401A两端的电压就可以通过CN400为灯条LED1~LED5供电，使它们发光，为液晶屏提供光源。当Q400、Q402~Q405截止时，LED灯条熄灭。因Q400、Q402~Q405 导通/关断的频率极高，所以人眼无法看到其闪烁。

4.屏幕亮度调整电路

LED背光灯型液晶屏的亮度调整和灯管式液晶彩电一样，屏幕亮度调整也是通过改变背光灯发光强弱实现的。

需要增大屏幕亮度时，来自主板的亮度调整信号ADJ (图标为PWM)占空比增大，从连接器CN300输入到IP板后，经R416、C409低通滤波得到的控制信号DIM增大。该信号从IC400的23脚输人，经内部的PWM调制器、驱动电路处理后，使13脚输出的激励信号占空比增大，使Q411导通时间延长，储能电感L401储存的能量增大，C401、 C401A两端电压升高，为LED灯条提供的导通电压增大，LED发光加强，屏幕变亮。反之，需要减小屏幕亮度时，13 脚输出的占空比减小，Q411导通时间缩短，为LED灯条提供的电压减小，LED灯发光减弱，屏幕变暗。

5.欠压保护电路

LED型背光灯供电电路的欠压保护电路较灯管式逆变器的欠压保护电路简单许多，由取样电路和芯片内的欠压保护电路UVLS构成。当12V电源或其负载异常，导致12V供电过低，被R410、R411 取样后，为IC400的22脚提供的电压低于1. 5V，IC400内部的欠压比较器输出低电平检测信号。该信号被保护模块识别后，为电流平衡控制模块提供保护信号，被该模块处理后，方面控制IC400不能输出LED灯条的供电控制信号，灯条不能发光;另一方面经PWM电流调整电路使IC400的13脚也无激励信号输出，Q411构成的升压开关电源不能工作，实现了欠压保护。

6. 灯条过压保护电路

LED型背光灯供电电路的过压保护电路较灯管式逆变器的过压保护电路简单许多，由取样电路和芯片内的过压保护电路OVP构成。当振荡器等电路异常，引起C401两端的输出电压升高，经R418、R419 取样后，为IC400的26脚提供的电压升高。当26脚输人的电压超过2.37V后下边的过压比较器为保护模块提供低电平控制信号，保护模块不仅通过PWM电流调整电路关闭13脚输出的开关管激励信号，而且通过定时器对25脚外接现过压保护。此时，C410通过内部电路放电，放电至0.1V后，电流平衡控制模块重新工作。当26脚输入的检测电压低于2.27V后，IC400的13脚会重新输出激励信号，升压电源重新工作。而26脚输人的电压超过3V，过压保护电路动作后，芯片通常不会重新启动直至切断电源。

7.LED开路保护电路

LED开路保护功能也由过压保护电路完成。如果多个灯条开路，使26脚输人的电压超过2.37V，如上所述，保护电路动作，升压电源停止工作，进人开路保护状态。但不会对25脚外接的C410充电。当25脚输人的检测电压低于2.27V后，IC400重新输出激励信号，并且忽略开路的灯条继续正常工作。

[提示] 笔者先拔掉一个灯条电路板上的插头后强制开机，结果其他灯条发光正常;后拔掉CN400，断开全部的灯条，结果测C401两端电压为44V，说明该机背光灯供电电路在空载状态下仍可以工作。而新型LED彩电背光灯供电电路的灯条开路保护电路比较灵敏，即使接了假负载，而所接的假负载不匹配时，灯条开路保护电路也会动作，导致升压开关电源仅在开机瞬间工作，随后进入保护状态，停止工作。

8.电源开关管过流保护电路

为了防止开关管Q411过流损坏，该电源设置了开关管过流保护电路。该电路由取样电路和芯片IC400内的过流保护电路构成。当开关管Q411因负载变重而过流时，过大的电流在取样电阻R403~R405、R405A两端产生的压降较大，经R406限流，为IC400的17脚提供的电压超过0. 5V后，内部的过流保护电路动作，使13脚输出的激励信号的占空比减小，Q411导通时间缩短，流过Q411的电流减小，实现过流保护控制。

9.供电开关管过流保护电路

为了防止供电开关管Q400、Q402~Q406过流损坏，该背光灯供电电路设置了供电开关管过流保护电路。因各个供电开关电路的构成相同，下面以Q400过流为例进行介绍。

当流过供电开关管Q400的e极电流增大时，在取样电阻R423、 R424两端产生的压降增大。该电压经R422限流，为IC400的28脚提供的电压超过0.5V后，内部的过流保护电路动作，使1脚输出的激励信号的占空比减小，Q400导通时间缩短，流过Q400的电流减小，实现Q400过流保护控制。

10、LED击穿短路保护电路

LED击穿短路保护电路由芯片IC400 (0Z9967) 的27脚内外电路和LED灯条电流的检测电路构成。

5V 电压经R420、R421取样后，将IC400 的27脚电位设置在1.47V。灯条正常时，LED灯条电流的检测电压ISEN1~ISEN6低于27脚电压的4倍，被IC400内的电流平衡控制模块识别后，不影响IC400的COMPI~COMP6端子输出的驱动信号，LED 灯条可以正常发光。当灯条短路，使检测电压ISEN1ISEN3~ ISEN6其一增大并超过27脚电位4倍，被电流平衡控制模块识别，确认灯条内的LED背光灯短路后，关闭cOMPI~COMP6端子的驱动信号输出，Q400、 Q402~Q406截止，切断LED灯条的供电回路，实现了LED击穿短路的过流保护功能。

七、LIPS板的摘板维修方法

1. 强制开机的方法

该机的主电源在输人市电电压后就会工作，强制开机的方法比较简单。方法如下。如果仅需要验证待机/开机电路是否正常，仅需要用一段焊锡或导线将CN300上的开/待机控制ON/OFF脚与+5VSB脚的焊点连在-起即可。若需要点亮背光灯，则需要将CN300上的ON/OFF、+5VSB、 EN和ADJ四个脚的焊点连在一起即可。

2. 假负载的连接

摘板维修时，是不能将背光灯帶回的，所以可以通过接假负载的方法判断主电源、背光灯电源是否正常。

在CN400的“LED1+”端子对地接40W、100W灯泡(白炽灯)，正常时强制开机后灯丝微红，灯泡两端电压为44V，如图3-41所示。

若电压低于正常值，并且C304两端电压也低于24V，说明主电源带载能力差。若灯泡两端电压比C304两端电压低一个二极管的压降，则说明主电源正常，背光灯电源未工作。

[注意]新型LED彩电背光灯供电电路的灯条开路保护电路比较灵敏，即使接了假负载，而所接的假负载不匹配时，灯条开路保护电路也会动作，导致升压开关电源仅在开机瞬间工作，随后进入保护状态，停止工作。

八、LIPS板主要元器件的检测数据

为了便于维修人员的维修工作，表3-13~表3-18所测的数据都是在摘板的情况下，强制开机后测得的。

[方法与技巧]表3-13、表3-16、表3-17内的对地阻值数据是采用DT9205L型数字万用表20k电阻挡测得的，维修时，也可以采用二极管/通断测量挡(导通压降测量/通断测量挡)在路测量，若测量时数值近于0Ω且蜂鸣器鸣叫，说明被测的场效应管击穿短路。而Q201、Q300、Q411 开路或触发性能差，在路测量是无法确认的，可焊下来测量或代换检查。

九、常见故障检修

1.主电源始终无电压输出

主电源无电压输出，说明主电源没有供电或未工作。该故障的检修流程如图3-42所示。

[注意]开关管 Q201击穿后，首先要检查ZD202、ZD206、R213是否被连带损坏。若ZD202击穿后未更换，会导致更换后的开关管在开机瞬间损坏;若R213损坏后未更换会产生带载能力差的故障。Q201击穿时，还应检查尖峰脉冲吸收回路的R210、C210 和D205是否正常，限流电阻R207、R208 和芯片IC100 是否损坏，以免更换后的开关管再次损坏。为了防止误判，ZD202 应悬空一个引脚后测量。

2.主电源能启动，但不能正常工作

副电源能启动，但不能正常工作，说明主电源、5V电源电路或其负载异常，当然保护电路异常也会产生该故障。该故障的检修流程如图3-43所示。