FSP107-2PS01二合一电源板电路分析

　　FSP107-2PS01二合一电源组件主要配用LG26英寸屏，直接驱动CCFL灯管，其实物如图1所示。若配合其余厂家（如三星、AU等）的屏时，只有屏上带有平衡板的才可使用，否则不能使用。

图1 FSP107-2PS01二合一电源实物图

　　一、电源部分原理分析

　　该组件电源部分采用FAN6961+STR-W6252组合方案，其电路如图2所示。

图2 采用FAN6961+STR-W6252的电源电路图

　　该电源输出两组电压：一是12V电压，为伴音集成电路、上屏供电电路等供电，且倍压后为中放一体化高频头电路供电；二是5VSTB（1A）电压，给主板待机部分和小信号处理部分供电。

　　1.滤波抗干扰电路

　　抗干扰电路由Fl01、RV101、TH101、C102-C105、Rl01-R103、L102、L103共同组成，其作用是增强电视机的电磁兼容性。该电路具有双向性，一方面它可以抑制高频干扰进入电视，确保电视机正常工作，另一方面它可抑制开关电源产生的高频干扰进入电网，干扰其他电器设备。

　　L101、L102为共模扼流圈，是绕在同一磁环七的两只独立线圈，圈数相同，绕向相反，在磁环中产生的磁通相互抵消，磁芯不会饱和，主要抑制共模干扰，电感值愈大对低频干扰抑制效果愈佳。电容C102,C103主要抑制火线和零线之间的干扰，电容值愈大对低频干扰抑制效果愈佳。

　　2、功率因数校正（PFC）电路

　　功率因数校正（PFC）电路采用西门子公司生产的新型功率因数校正控制器FAN6961（IC120），8只引脚封装，能准确调整输出的直流电压，从而达到功率因数校正的目的。该IC的电源供电电压可高达25V,启动电流低于25μA,工作电流可低于6mA,能进行零电流检测和逐个周期限流，其引脚功能和实测电压见表1。

表1FAN6961 引脚功能和实测电压

　　二次开机后，插件CN201的①脚（STB）从主板得到一个高电平，Q262导通，光耦PC700导通，Q700导通，其e极输出的+15.07V电压，加到IC120的⑧脚。IC120得电后内部电路开始工作，从IC120⑦脚输出MOSFET驱动信号，经Q121激励后加到Q120的栅极，使其工作在开关状态。+300V直流电压经PFC电感L120加至开关管Q120的D极，由于L120的储能作用，振荡的开关脉冲经D120整流后，在C610上获得约400V的直流电压。

　　IC120①脚内接电压放大器反相输入端，其同相输入端接2.5V基准电压。PFC输出电压通过电阻R120~R123与R124分压后同IC120①脚相连，实现对PFC输出电压的检测。

　　1C120②脚为内部电压放大器的输出端，通过反馈积分网络（电容C124、C123及电阻R133）（1）开关电源的启动、振荡PFC电路产生的4CXN电压，通过变压器T600的①一④绕组加到U601内部MOS管的漏极，经内部软启动电路向④脚外接电容C606充电，当电容C606两端的电压升到8.9V时，U601开始振荡，T600的①-④绕组中有电流通过，此时T600③-⑤绕组通过互感产生感应电动势，经D700整流、C700滤波后得到18.69V电压（待机时为18.83V），一路通过D701整流、C606滤波、ZD602稳压后加到U601④脚，形成二次启动供电；另一方面，该电压加到Q700,经Q700控制后加到IC120的⑧脚，为PFC振荡IC提供工作电压。当U601内部得到一个稳定的启动供电后，内部振荡器持续进行振荡，T600次级⑥-⑩绕组、⑦-⑨绕组及⑧-⑩绕组上将产生电动势。

　　到地，其目的是有效地抑制输入整流电压纹波中的二次谐波。为了使输出电压稳定，电压放大器的输出信号直接输往乘法器，以获取电流检测比较器的信号。

　　IC120（3）脚为频率调整输入端，外接阻容网络R127、C128,以调整内部锯齿波发生器的频率。

　　IC120④脚为开关管过流保护检测输入脚，连接IC内部的电流比较器，R125是取样电阻。

　　3、由STR-W6252组成的电源电路

　　电源电路主要由开关变压器T600、集成块U601（STR-W6252）及相关电路组成。

　　上二电后，该部分电路一直工作，提供一个5VSTB电压给控制系统；二次开机后，该电源再输出12V电压，供整机使用。U601引脚功能及实测电压见表2。

表2 U601引脚功能及实测电压

　　（1）开关电源的启动、振荡

　　PFC电路产生的4CXN电压，通过变压器T600的①一④绕组加到U601内部MOS管的漏极，经内部软启动电路向④脚外接电容C606充电，当电容C606两端的电压升到8.9V时，U601开始振荡，T600的①-④绕组中有电流通过，此时T600③-⑤绕组通过互感产生感应电动势，经D700整流、C700滤波后得到18.69V电压（待机时为18.83V），一路通过D701整流、C606滤波、ZD602稳压后加到U601④脚，形成二次启动供电；另一方面，该电压加到Q700,经Q700控制后加到IC120的⑧脚，为PFC振荡IC提供工作电压。当U601内部得到一个稳定的启动供电后，内部振荡器持续进行振荡，T600次级⑥-⑩绕组、⑦-⑨绕组及⑧-⑩绕组上将产生电动势。

　　（2）次级整流滤波电路

　　T600次级⑦-⑨绕组中产生的电动势，经D210整流、C211、L210、C213滤波后，输出5VSTB电压，处理后从插座CN2Ⅲ的⑦脚输出，供主板微控制系统使用。T600次级⑥-⑩绕组中产生的电动势，经D230整流、C230滤波后输出18V电压。

　　该电压加到Q221的e极，作为12V电压的开关电压。

　　T6CK）次级⑧-⑩绕组中产生的电动势，经D220整流、C221滤波后，输出的电压加到Q220的D极，Q220的G极受开/待机信号控制。二次开机后，CN201的①脚（STB）从主板得到一个高电平，Q262导通，Q261导通，由D230整流、C230滤波产生的18V电压，经Q211串联稳压后加到Q220的G极，Q220导通，在精密器件IC220控制下产生12V电压，经C223滤波后从CN201的③、④脚输出，供给主板上的伴音电路。

　　（3）稳压电路

　　+5V和+12V电压分别经电阻R251、R252与R254分压后，加到三端精密稳压器IC250的控制极。当输出电压升高时，控制极的电压也跟着升高，则K极电压下降，从PC600②脚输出的电流加大，光耦PC600内发光二极管的发光增强，其内部光敏三极管导通增强，U601⑥脚电压升高，U601内部的振荡电路降低输出脉冲的占空比，从而使输出电压下降，达到稳压的目的。

　　（4）过压保护电路

　　当+5VSTB、+12V电压升高很多时，ZD261、ZD260雪崩击穿，IC260导通，B点电压直接到地，关断12V电压，使其无输出，从而有效地保护后级电路。

　　二、逆变部分各单元电路分析与检修

　　本机的逆变电路的控制芯片采用LX16921DW（U301），如图3所示。

图3 采用LX16921DW（U301）的逆变电路图

　　LX16921DW的引脚功能及实测电压如表3所示。

表3 LX16921DW的引脚功能及实测电压

　　1.振荡启动

　　U301的供电及使能控制电路由Q302、Q301、ZD301组成。背光开/关控制信号（ONIOFF）加到Q301的基极，Q301导通，Q302导通，12V电压经R302降压后加到Q302的发射极，经过稳压二极管ZD301后产生稳定的5V电压，加到U301的（20）脚和⑥脚。

　　2.PWM脉宽调制与输出

　　该组件中的逆变电路提供五种可选择调光模式，见表4。本电路采用的是外部数字PWM控制模式。从主信号处理板上的CPU送来的亮度控制信号（V_PWM）加在U301⑨脚，⑦脚输入固定电平VDDA.

　　VDDA电压由①脚内部低压降（LDO）调节器产生。

　　U301⑨脚输入的亮度控制信号（V_PWM）与③脚外接的三角波振荡频率调整电容上的电压进行比较后，输出低频PWM亮度控制信号送到电流误差放大器的同相端，对从（14）脚输入加在电流误差放大器反相端的电流检测信号进行调制，调制后的脉冲送到时序逻辑与误差检测器中，将振荡脉冲调制成断续的激励振荡脉冲，经内部驱动电路放大后输出两组激励驱动信号：一组从（19）脚输出A路激励信号，从（18）脚输出B路激励信号；第二组从U301（16）脚输出C路激励信号，从（15）脚输出D路激励信号。本方案只使用了一组驱动信号，第二组驱动信号未使用，通过电阻R311、R312到地。

　　3.高压激励驱动电路

　　U301（19）、（18）脚为驱动脉冲输出端（分别为AOUT、BOUT），交替输出高电平和低电平，经前级半桥结构组成的驱动电路放大后，送往双MOSFET管与高压变压器中，产生高压激励信号驱动灯管发光。

　　U301（19）脚输出的激励信号（直流电平约0.058V）经Q351~Q353前级放大后，通过电容C350耦合到T350的⑩脚；U301（18）脚输出的激励信号（直流电平约（J.（J56V）经Q361~Q363前级放大后，直接与T350的⑥脚相连。在U301（19）、（18）脚交替输出的高电平和低电平作用下，后级MOS管交替导通和截止。当Q352、Q363导通时，Q362、Q353截止，变压器T350初级中的电流流向为从上到下；当Q352、Q363截止时，Q362、Q353导通，T350初级中的电流流向为从下到上。通过T350的隔离，在T350的次级产生高频方波电压加到N沟道MOS管Q400、Q410的G极，在Q400、Q410的开关作用下，将高频方波电压进一步提升后加到升压变压器T420的初级，再通过变压器T420耦合，在次级感应到更高电压的高频方波，在由变压器漏感及回路电容组成的LC谐振电路的作用下产生正弦波，从而驱动冷阴极灯管发光。

　　当T402次级感应到的高频方波从低电平跳到高电平时，由于漏感有抑制作用，输出波形慢慢升到最大；当T402次级感应到的高频方波从高电平跳到低电平时，由于漏电感有抑制作用，输出波形慢慢降到最小，就这样方波变成了正弦波，加到灯管两端。

　　在开机瞬间，该电压能达到1500V;正常工作时，输出为500v左右的交流电压。

　　4.保护电路

　　（1）过电流检测输入

　　U301（11）脚外接电阻R320到地。在R320两端产生与高压变压器次级线圈电流成正比的全波交流电压，与U301（11）脚内部数字比较器的2V参考电压比较。如果峰值电压大于2V,比较器关闭输出，以防止开机瞬间的误保护；如果该脚电压持续大于2V,U301将关闭（19）脚和（18）脚的脉冲输出。

　　（2）过电压检测输入

　　U301⑩脚输入的电压与内部数字比较器的3.2V参考电压比较，产生幅度高于3.2V的峰值电压，该电压根据脉冲信号产生频率范围为30kHz~500kHz的数字逻辑脉冲。

　　升压变压器T420的取样电流分两路，一路是通过C421、C424耦合，经D323、D325整流后，在电阻R337、R338上形成取样电压，加到D322中二极管的负端；另一路通过C423、C427耦合，经D327整流，在电阻R324、R323上形成取样电压，加到U302（LM358）的⑤脚。

　　当由于某种原因引起T420输出电压过高时，D322雪崩击穿，经D321整流后加在U302③脚，与②脚输入的固定电压比较，从U302①脚输出约5v电压，再经D303降压后加在U301（13）脚，同时加在状态检测电路Q320的栅极。另一方面，加到U302⑤脚的取样电压与U302⑥脚输入的固定电压经内部比较放大后，从U302⑦脚输出约5V电压，再经D320降压后加在U301（13）脚。

　　（3）电流检测输入

　　U301（14）脚输入电压与内部数字比较器的1V参考电压比较，以产生幅度大于1V的脉冲（在点灯模式期间，电流传感输入禁用），控制数字逻辑脉冲发生器送往振荡器的脉冲数，从而改变振荡器的工作频率。U301（14）脚的输入电压与灯管电流成正比。

　　T420的取样电流分两路，一路是通过C421、C424耦合，经D323、D325整流后通过D306加到Q305的栅极；另一路经D328整流，R316、R319分压，R315限流后加到U301（14）脚。

　　（4）逆变器故障去保护

　　U301（14）脚为电流检测输入端，去保护时将外接电阻R315断开即可；U301（13）脚为过电压检测输入端，去保护时将外接电阻D320、D303断开即可；U301（11）脚为过电流检测输入端，去保护时将该脚接地即可。