夏普LCD46LX440A型液晶彩電電源電路工作原理

印健健

（江蘇商貿職業學院，江蘇南通，226007）

0 引言

由于該型彩電屏幕尺寸大，整機功耗大于100W，因此按國家規定應設計PFC 電路，該機PFC 電路芯片U7004采用的是FAN7530，主開關電源芯片U7001 采用的是FAN7602。為防止PFC 開關管Q7005 過流燒毀及保證PFC電路的工作穩定，PFC 電路設計有過流保護和穩壓電路。該機沒有專用的待機副電源，而是將主開關電源和待機電源合二為一，即待機時主開關電源作為待機電源使用，同時主開關電源輸出的UR13V 降到7.8V，為主板內的微處理器供電。該機的主開關電路設有過載保護、市電欠壓保護、芯片供電過壓保護（雙重保護）等多重保護電路。

1 PFC 電路工作過程

PFC 電路由U7004（FAN7530）、儲能電感L7002、大功率開關管Q7005 等主要元件組成。待機狀態時，由于主電源不工作，FAN7530 不供電，PFC 電路不工作；正常開機狀態時，主電源14V 電壓加到FAN7530 的⑧腳，PFC電路才處于正常工作狀態。

1.1 PFC 電路基本工作原理

圖1 夏普46LX440A 彩電電源電路圖

220V 經BD7001 整流后加到儲能電感L7002 主繞組的左端，主繞組的右端和開關管Q7005 的D 極相連。D7007 是續流二極管，C7023 是濾波大電解電容。C7023兩端輸出的385 伏PFC 電壓給主開關電源電路供電。當FAN7530 的⑦腳輸出PFC 正驅動脈沖時，Q7005 導通，并給儲能電感L7002 充電。電流回路為：BD7001 正極→L7002 →Q7005 的D 極→S 極→R7052 →地→BD7001負極。把220V 電能儲存在L7002 中；當FAN7530 的⑦腳輸出為0V 時，Q7005 截止，L7002 改為右正、左負的感應電壓，電流回路從L7002 的右端→D7007 →C7023 →地→BD7001 的負極→BD7001 的正極→L7002 左端，L7002 儲存的電能釋放后給負載供電。

1.2 PFC 開關管Q7005 過流保護

Q7005 電流經R7052 到地，該電阻上就會產生與Q7005 電流成正比的電壓，作為Q7005 電流取樣電壓加到FAN7530 ④腳。當Q7005 的電流過大，使④腳電壓升到0.8V時，FAN7530 內部的過流保護電路動作，切斷⑦腳的驅動輸出，以防元件燒毀。

1.3 PFC 穩壓電路

PFC 取 樣 電 路 為R7081、R7024～R7026、R7030、地，在R7030 上產生的壓降作為PFC 取樣誤差電壓加到FAN7530 ①腳。當PFC 輸出電壓超過385V 時，①腳電壓也同時上升，⑦腳輸出驅動脈沖的寬度減小，Q7005 導通時間變短、L7002 儲能變小，使PFC 輸出電壓又降回到385V。

2 主開關電源電路

主電源電路主要由U7001（FAN7602）振蕩芯片、Q7003 開關管、T7001 變壓器、U7003 穩壓光耦、U7002開機光耦等組成。

2.1 過載保護

當主電源負載電流過大時，主電源輸出電壓必定下降，經取樣、誤差放大后，反饋給 FAN7602 ③腳電壓也下降。當③腳電壓下降到低于50mV 的時間連續超過22ms 時，⑤腳輸出的開關管驅動信號被切斷，主開關電源工作停止，以防開關電源長時間過載燒毀。

2.2 市電欠壓保護電路

當220V 降低較多時，Q7003 電流變得很大極易燒壞。PFC 電路沒啟動前，220V 經D7015 整流得到半波脈動電壓，此電壓經R7085 、R7086 、R7087、J7014 加到FAN7602 ①腳。當①腳的取樣電壓降至2V 以下時，內部欠壓保護電路啟動，切斷⑤腳的驅動輸出，Q7003 停止工作，從而保護Q7003 不被燒毀。

2.3 芯片供電過壓保護（雙重保護）

2.3.1 FAN7602 ⑥腳過壓保護

當開關電源、穩壓電路失控等原因使FAN7602 ⑥腳供電超過19V 時，自動切斷⑤腳的驅動輸出，以防零件擊穿。

2.3.2 FAN7602 ②腳過壓保護

當主開關電源工作正常時，T7001 輔繞組產生的感應電壓，經R7039 、R7040 、D7006、C7020 整流濾波得到18.5V 的電壓，經R7077、ZD7006（25V 穩壓管）加到FAN7602 的②腳。因18.5V 小于ZD7006 的導通電壓25V，所以ZD7006 截止，芯片的正常工作不受影響。當開關電源失控導致輸出電壓升高至使C7020 上電壓超過25V時，ZD7006 齊納擊穿，FAN7602 ②腳電壓超過4V 時，自動切斷⑤腳的驅動輸出，以防零件擊穿。

2.4 主開關電源芯片FAN7602 ⑥腳供電電路

T7001 輔 繞 組 經D7006 整 流、C7020 濾 波 得 到 的18.5V 電壓，先經Q7013、ZD7008 組成的穩壓電路，產生17.5V 電壓，再加到Q7001、ZD7004 組成的穩壓電路；產生15V 的電壓，加到FAN7602 的⑥腳。

2.5 PFC 芯片FAN7530 ⑧腳供電電路

U7002 是PFC 電路的啟動開機光耦，其④腳由Q7001 e 極15V 電源供電，①腳由UR13V 供電。當來自主板的電源開機指令PS-ON 為高電平時，經D7011(0Ω 電阻代）、R7070 加到Q7009 的基極使其導通，U7002 發光，其③腳輸出高電平送到Q7002 的基極使其導通。來自Q7001e極輸出的15V 為Q7002 的c 極供電，從而Q7002 的e 極輸出14V 電壓，為PFC 芯片FAN7530 的⑧腳VCC 供電，PFC 電路開機啟動。

2.6 主開關電源的穩壓過程

T7001 次級感應電壓，經D7010、C7031/C7035 整流濾波得到UR13V 電壓給整機供電。UR13V 電壓經R7060 為U7003 ①腳供電，Q7001 e 極輸出的15V 經R7022 為光耦U7003 ④腳供電。UR13V 經R7061、R7065 分壓取樣，R7065上端的取樣電壓送到誤差放大管U7006 的輸入端（R 極），當UR13V電壓超過標準值時，R7065上的取樣電壓相應升高，加到U7006 控制極（R 極）電壓也升高，光耦U7003 內發光強度增加，其③腳電壓也隨之升高。FAN7602 ③腳反饋電壓也升高，⑤腳輸出正脈沖寬度變窄，Q7003 導通時間變短，T7001 儲能變少，使UR13V 降回到標準值。

2.7 主開關電源的開機、待機控制

主板發出待機的指令時，PS-ON 從3.3V 降到0V經D7011(0Ω 電阻代），Q7009 的基極為0V 而截止，Q7012、Q7010 也截止，R7064 對地開路，此時分壓取樣的下電阻只由R7065 一個電阻組成，取樣電壓較高，U7006 控制極電壓也升高，導通電流變大，U7003 內阻變小，其③腳電壓升高，FAN7602 ⑤腳輸出正驅動脈沖變窄，Q7003 導通時間變短，T7001 儲能變少，UR13V 降到7.8V。

而當PS-ON 是高電平3.3V 時，經D7011(0Ω 電阻代），Q7009、Q7012、Q7010 均導通，R7064 下端通過Q7010接地，R7064 與R7065 并聯，取樣電阻變小分壓取樣電壓降低，U7006 控制極電壓下降，U7006 電流變小，U7003內阻變大，U7001 的③腳電壓降低，⑤腳輸出的正驅動脈沖增寬，Q7003 導通時間變長，T7001 儲能增多，次級輸出電壓由待機時的7.8V 升高到標準值13V。

3 結束語

FAN7530 芯片②腳外接的電阻，用于設定PFC 電路驅動脈沖的工作頻率，⑤腳是過零檢測輸入端。當開關管截止、儲能電感L7002 向負載放電時，L7002 的副繞組感應電壓為左正右負，左端正電壓經R7043 加到⑤腳，通過FAN7530 內部邏輯電路的作用，維持⑦腳輸出低電平，保持開關管的截止，確保L7002 中存儲的電荷能連續不斷地向負載供電。當L7002 中存儲的電荷向負載釋放完畢時，L7002 副繞組左端正電壓下降到0V，該電壓恰好下降到零點時，經⑤腳內部邏輯電路的作用，⑦腳再次輸出正驅動脈沖前沿（脈沖上跳沿）加到Q7005 的G 極，讓開關管Q7005 再次導通。由于開關管的導通時刻發生在L7002 中電流為零的時刻，所以Q7005 的開啟損耗最低，從而使PFC 電路的工作效率提高，Q7005 的功耗降至最低。