探究项目2开关电源电路的独特结构设计

液晶显示器的开关电源电路主要是由交流输入、整流滤波、开关振荡、二次输出和稳压控制等部分构成。图7-2所示为明基Q9T4型液晶显示器开关电源电路的基本结构。

由图7-2可知，明基Q9T4型液晶显示器开关电源电路主要是由熔断器、热敏电阻、互感滤波器、桥式整流堆、滤波电容器、开关晶体管、开关集成电路、光耦合器、开关变压器等元器件构成的。

（1）熔断器

熔断器是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。当该液晶显示器的电路发生故障或异常时，电流会不断升高，而升高的电流有可能损坏电路中的某些重要元器件，甚至可能烧毁电路。这时熔断器就起到了重要的作用，它会在电流异常升高到一定的强度时，自身熔断切断电路，从而起到保护电路的作用。图7-3所示为液晶显示器开关电源电路中熔断器的实物外形和电路符号。

在电路图中，熔断器通常用字母“F”表示，读者可根据电路板中的相关标识进行识别，如图7-3中熔断器的字母符号为“F601”。

【知道更多】

在液晶显示器的电路中，其采用的熔断器外形多种多样。图7-4所示为液晶显示器中典型熔断器的实物外形。

图7-2 明基Q9T4型液晶显示器开关电源电路的基本结构

图7-3 液晶显示器开关电源电路中熔断器的实物外形和电路符号

图7-4 液晶显示器中典型熔断器的实物外形

（2）热敏电阻

热敏电阻相当于是一个热传感器，在电路中起保护作用。通常，液晶显示器开机时，220V交流电压经熔断器、热敏电阻、桥式整流堆后变成直流电为电容进行充电。该电容器的容量较大，因而其瞬间充电电流也较大，从而可能产生浪涌电流，对前级电路中的桥式整流堆、熔断器等带来冲击，造成损坏。

为了提高电源工作的安全系数，通常在熔断器之后加入热敏电阻进行限流，如图7-5所示。

在电路图中，热敏电阻通常用字母“TR”表示，读者可根据电路板中的相关标识进行识别，如图7-5中热敏电阻的字母符号为“TR601”。

【专家热线】

Q：请问一下专家，通过上面的学习，我们知道热敏电阻是用于保护液晶显示器的一种元器件，那如果是损坏后，我们该以什么标准去选择呢？

A：一般热敏电阻器的电阻值选用大一些，则限流效果好，但是电阻本身消耗的电能也会增加，开关电源起动后，限流电阻已没有作用，反而浪费电能。为了达到较好的限流效果而又省电，在开关电源经常采用负温度系数热敏电阻作限流使用。

图7-5 热敏电阻的实物外形

负温度系数热敏电阻（NTC）的特性为：温度越高，电阻越小。常温时，电阻一般是8～10Ω，比较大，开机时起到较好的限流作用。电源起动后，工作电流经过热敏电阻，使其发热，热敏电阻阻值大幅下降（下降为1～2Ω），使热敏电阻在电源起动后，电能消耗降到最低。

相反正温度系数热敏电阻（PTC）特性为温度越高，电阻越大，它在电冰箱的压缩机起动等场合有应用。

（3）互感滤波器

互感滤波器由两组线圈对称绕制而成，它的作用是通过互感作用消除外电路的干扰脉冲进入液晶显示器，同时使显示器的脉冲信号不会对其他电子设备造成干扰。图7-6所示为互感滤波器的实物外形和电路符号。在电路中，互感滤波器通常用字母“LF”或“L”表示。

图7-6 互感滤波器的实物外形和电路符号

（4）桥式整流堆

桥式整流堆的主要作用是将交流220V电压整流输出约＋300V的直流电压。图7-7所示为桥式整流堆在液晶显示器中的位置、电路符号及背部引脚。

图7-7 桥式整流堆在液晶显示器中的位置、电路符号及背部引脚

由图7-7可知，桥式整流堆有4个引脚，当检测直流输出电压时，应测量两端引脚正端和负端。检测交流输入电压时，应测量中间的两个引脚。

（5）滤波电容

滤波电容主要用于对桥式整流堆送来的300V直流电压进行滤波。图7⁃8所示为300V滤波电容的实物外形和电路符号。在电路中该器件是最容易识别的器件之一，通常它是电路中最大的电容器。

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图7-8 300V滤波电容器的实物外形和电路符号

由图7⁃8可知，该电容器是一种电解电容器，因为电容器上标有正、负极性，即电容器外壳上标注有“－”的引脚为负极性引脚，用以连接电路的低电位。通常情况下，300V滤波电容在电路中用字母“C”或“CE”表示。

（6）开关晶体管

在该液晶显示器中，开关晶体管是一个场效应晶体管，其主要作用是将直流电流变成脉冲电流。该场效应晶体管工作在高反压和大电流的条件下，因而安装在散热片上。图7⁃9所示为开关晶体管的实物外形、电路符号及背部引脚。

图7-9 开关晶体管的实物外形、电路符号及背部引脚

在该开关晶体管的表面是不标注源极S、漏极D和栅极G的，但为了检测时方便，需要进行判别，这时可顺电路图，根据各引脚外接元器件判断出引脚名称。

图7-10 开关集成电路的实物外形和背部引脚

（7）开关集成电路

开关集成电路是将开关振荡和控制电路集成在其中。它工作时，为开关晶体管提供驱动脉冲，读者可根据其集成电路型号进行查找和区分。图7-10所示为开关集成电路的实物外形和背部引脚。

【特别提示】

在对开关集成电路进行学习时，若是知道该器件的型号，可以通过其内部结构及引脚功能进一步学习。如通过图7-10，我们可知该开关集成电路的型号为1200AP40，通过查询找到该开关集成电路的内部功能框图，这样就有助于我们对该元器件的学习，如图7-11所示。

图7-11 开关集成电路1200AP40的内部功能框图

（8）光耦合器

光耦合器的主要作用是将开关电源输出电压的误差反馈到开关集成电路上。图7-12所示为光耦合器的实物外形、电路符号及背部引脚。由电路符号可知，光耦合器是由一个光敏晶体管和一个发光二极管构成的。

（9）开关变压器

图7-13所示为开关变压器的实物外形及背部引脚。它是一种脉冲变压器，其工作频率较高（1k～50kHz），芯片使用铁氧体，脉冲变压器的一次侧绕组与开关晶体管构成振荡电路，二次侧与一次侧绕组隔离，主要的功能是将高频高压脉冲变成多组高频低压脉冲。

图7-12 光耦合器实物外形、电路符号及背部引脚

图7-13 开关变压器的实物外形及背部引脚

开关变压器是开关电源电路中具有明显特征的器件，它的一次侧是开关振荡电路的一部分，二次侧输出的脉冲信号经整流滤波后变成多组直流输出，为显示器各单元电路及元器件提供工作电压。

（10）双整流二极管

在该液晶显示器开关变压器的二次电路中，整流电路中采用了两个双整流二极管进行整流。图7-14所示为双二极管的实物外形和电路符号，其主要作用是将开关变压器输出的各路交流电压整流成直流电压。

图7-14 双二极管的实物外形和电路符号

【特别提示】

通过图7-14可知，该双二极管的形状类似于三极管或场效应晶体管，但功能与三极管和场效应晶体管不同，因此在维修液晶显示器时，一定要观察好哪些是双二极管，哪些是三极管或场效应晶体管，以防止维修时的误操作。

对于双二极管的识别，可通过电路板上的字母标识进行判别，通常用字母“D”表示，而且通过参考电路图上的符号，就可以认清哪些是双二极管了。

图7-15 输出接口插件的实物外形及各引脚标识

（11）输出接口插件

开关电路将交流220V转换成直流电压后是通过接口插件将该电压输送到各电路中，通常情况下，在电路板中一般采用字母“CN”进行标识。图7-15所示为输出接口插件的实物外形及各引脚标识。