电源板原理详解

FSP205-4E01C电源板上面元器件大多被散热板覆盖，上面元器件的实物图解如图2-1所示；电源板下面元器件实物图解如图2-2所示；电源板电路组成框图如图2-3所示。

FSP205-4E01C电源板由三部分组成：一是以集成电路UCC28051（U1）为核心组成的PFC电路，将整流滤波后的市电校正后提升到380V为主开关电源供电，二是以集成电路NCP1013AP06（U4）为核心组成的副开关电源，产生+5VS电压，为主板控制系统供电；三是以集成电路L6599D（IC1）为核心组成的主开关电源，产生+24V、+12V电压，为主板和逆变器板供电，其中+12V电压经以集成电路UC3843（U2）为核心组成的电路，产生+5V电压，为主板小信号处理电路供电。待机采用控制PFC电路UCC28051和主开关电源L6599D驱动电路供电的方式，在待机状态下，只有以NCP1013AP06为核心组成的副开关电源电路工作，提供+5VSB待机电压。

1.副开关电源电路

长虹FSP205-4E01C电源板副开关电源电路如图2-4所示。副开关电源主要由集成块U4（NCP1013AP06）、变压器T3、稳压控制电路U5（AZ431）、光耦合器PC2等组成，为整机控制系统电路提供待机和正常工作所需要的5V电压。待机时，主开关电源不工作，处在节能状态，整机功率在10W左右。

（1）NCP1013AP06简介

副开关电源的振荡和脉冲放大驱动电路由NCP1013AP06内部相关电路及其5脚外部相关电路组成。NCP1013AP06是一块准谐振PWM控制器，工作在临界（准谐振）模式，内部电路框图如图2-5所示。它内置振荡器、驱动电路、MOSFET（开关管）等，设有过载、过电压保护电路；稳压调整采用电流模式控制；能根据负载自动调整输出脉冲的占空比；可用TNY264、TNY266替换。NCP1013AP06引脚功能和维修数据见表2-1。

图2-1长虹 FSP205-4E01C电源板上面元器件实物图解

图2-2长虹 FSP205-4E01C电源板下面元器件实物图解

图2-3长虹 FSP205-4E01C电源板电路组成框图

表2-1 NCP1013AP06引脚功能和维修数据

（2）启动供电过程

AC220V市电经延迟熔丝管F1和由NTC1、WAR1、LF1、CX1、CY1、CY2、LF2组成的二级低通滤波网络，滤除市电中的高频干扰信号后，经BD1全桥整流后，输出约300V左右的脉动HV电压，该电压一路送往副开关电源电路，一路送往PFC电路。

经整流、滤波电路产生的300V电压，通过D31、D17、C45及变压器T3的2-1绕组加到5V待机振荡集成块U4的5脚，进入U4内部电路后分为两路：一路加到内部MOSFET的D极；另一路经U4内部的恒流源充电电路向1脚外接电容C46进行充电，当C46上充得的电压达到7.5V以上时，内部的准谐振电路启动进入振荡状态，产生振荡脉冲信号，内部MOSFET工作于开关状态，在T3的1-2绕组中将有电流通过，产生感应电压。其中T3的3_-4绕组产生的感应电压经R75限流、D18整流、C46滤波后分为两路：一路经R100加到U4的1脚形成二次供电，U4内部得到一个稳定的供电后，持续进行振荡；另一路送到Q12的c极，经Q12、D29组成的稳压控制电路后，输出一个稳定的电压。

T3的5-6绕组上将产生感应电压，通过D20整流及C49、L7、C50滤波得到5VSB电压，通过接口电路CNS1送往信号处理板上控制系统电路，作为电视机工作在待机状态时，控制系统电路的工作电压。

图2-4长虹 FSP205-4E01C电源板副开关电源电路

图2-5 NCP1013AP06内部电路框图

T3的1-2一次绕组并联的C47、D19、R73、R74组成尖峰吸收回路，保护U4内部的MOSFET。

由整流、滤波电路产生300V的HV电压，经R70、R95、R96与R97分压，D28整流，C61滤波后，加到三端精密稳压器U3的R端（2脚），以便二次开机后PC3工作，进而使Q11导通。R70、R95、R96、C60、R97、D28、C61、R98的作用是降低D18、Q12等元器件的功耗。

（3）稳压控制电路

稳压控制电路由三端精密稳压器U5（AZ431）和光耦合器PC2组成，经R103、R102从开关电源输出端+5VSB分压取样，对开关电源一次侧U4的4脚内部电路的脉冲占空比进行调整，达到稳压的目的。

当+5VSB电压升高时，经电阻R77加到PC2的1脚的电压同样也升高。同时，5V电压经取样电阻R103、R102分压加到U5的R端，U5的K端电压下降，流过PC2的2脚的电流变大，PC2内部晶体管的导通增强，U4的4脚电压下降，U4内部的控制电路控制MOSFET提前截止，从而使输出电压下降，达到稳压的目的。

（4）过电压保护电路

过电压保护电路由稳压管D21、光耦合器PC5和R104组成，对副开关电源输出的+5VSB电压进行检测，对副开关电源驱动电路U4的1脚电压进行控制。

U4的1脚电压正常时由D18整流、C46滤波后，经R100降压后供电。当5VSB电压过高时，稳压管D21击穿导通，PC5内部二极管发光，内部光敏晶体管导通，将降压电阻R100短路，使U4的1脚电压升高，U4内部的过电压保护启动，从而关断U4的振荡，使其无输出，有效地保护其他电路。

（5）过载保护电路

过载保护是通过对反馈环节工作情况的监测来确定开关电源输出端是否出现过载的。当开关电源输出端上的负载出现短路故障导致过载时，开关电源输出端的电压必然会下降，使开关电源中的稳压电路停止工作，即稳压电路中的U5、PC2停止工作，集成块U4的4脚电压上升，升高的电压经集成块内部的比较放大电路处理后形成控制电压输往驱动脉冲形成电路使其停止工作。开关电源进入过载保护后，只有故障排除或消失才能重新启动进入正常工作模式。

（6）开/关机控制电路

主开关电源和PFC电路的启动供电电路主要由Q11、Q12、U3、D29和PC3等元器件组成，相关电路如图2-4和图2-11所示，由开/关机控制电路通过光耦合器PC3对上述电路进行控制。Q12、D29组成单管稳压电路；Q11、U3、PC3、D28组成受控稳压电路。

1）待机状态：电视机工作在待机状态时，信号处理板上的控制系统电路输出的开/待机（PS-ON）控制电压为低电平0V，Q14因b极无偏置电压截止。Q14截止后，光耦合器PC3截止，U3的K-A极之间无电流回路，U3截止，此时PNP型晶体管Q11的b极为高电平，Q11截止，c极无电压输出，主开关电源驱动集成块L6599D和PFC电路中的激励脉冲形成电路UCC28051因无启动供电电压不工作，无激励脉冲输出，主开关电源和PFC电路停止工作，电视机处于待机状态。

2）开机收看状态：用遥控器或本机键开机后，信号处理电路输出的开/待机控制电压由低电平0V变为高电平5.1V，Q14、PC3均由截止转为饱和导通，PC3饱和导通后，U3的A脚通过PC3次级接地，U3启动进入工作状态，Q11的b极由高电平变为低电平，Q11导通。单管稳压器Q12的e极输出的电压经Q11后分为两路：一路送往PFC电路中的驱动集成块U1（UCC28051）的8脚；另一路输往主开关电源中的驱动集成块IC1（L6599D）的12脚，作为PFC电路和主开关电源的启动电压。主开关电源和PFC电路启动工作，为主板等负载电路供电，进入工作收看状态。

2.PFC电路

长虹FSP205-4E01C电源板PFC电路如图2-6所示。其中功率因数校正控制器U1采用UCC28051，与激励脉冲放大管和灌流回路放电管Q1、大功率场效应晶体管Q2和变压器储能电感T1等外部元器件，组成并联型PFC电路。

（1）UCC28051简介

UCC28051是一款具有PFC功能的100W离线AC-DC电压变换器，可在输入电压AC85～265V范围内工作，稳压控制后输出380～400V直流电压。其内部电路框图如图2-7所示，内置启动、振荡、稳压、驱动电路，具有过电压、过电流保护功能。其引脚功能和维修数据见表2-2。

（2）启动工作过程

用遥控器或本机键开机后，当PFC启动电压供电电路Q11输出的+13.2V电压加到集成块U1的8脚时，集成块内部的脉冲振荡电路启动进入振荡状态，产生的振荡脉冲信号经集成块内部相关电路处理和放大后从集成块7脚输出加到Q1的b极，经Q1放大后从e极输出经电阻R7加到MOSFET（开关管）Q2的栅极，对Q2的工作状态进行控制。Q2在激励脉冲控制下工作于开关状态，在漏-源极间形成变化的电流。Q2导通时变化的电流在T1上形成左正右负的感应电压，Q2截止后，在T1两端形成右正左负的电压。此时，220V桥式整流电路输出的HV脉动电压和T1两端的脉冲电压经D3、C3组成的整流滤波电路整流滤波后，在C3两端得到约380V的直流电压，作为主开关电源中开关管的工作电压。

图2-6 长虹FSP205-4E01C电源板PFC电路

图2-7 UCC28051内部电路框图

表2-2 UCC28051引脚功能和维修数据

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（3）稳压控制电路

U1的3脚外接电阻R38～R40为取样电阻，这三只电阻组成的电路对桥式整流滤波电路输出电压进行取样，3脚输入电流的大小直接反映了交流220V电压的变化情况。3脚输入电流与交流220V电压的变化成正比，交流220V电压越低，3脚输入电流越小。3脚输入电流的变化量经集成块U1内部电路处理后形成控制信号加到振荡电路上，通过对振荡器输出脉冲的占空比的控制，控制开关管Q2的导通时间，使电容C3正极上的电压保持恒定，不受市电波动的影响。

U1的1脚外接电阻R9～R11、R45组成的电路对C3正极上的电压进行取样，该部分电路的作用与3脚外接电路中的电阻组成的电路相同。通过对C3正极上的电压进行取样，实现电容C3正极上的电压稳定。

（4）保护电路

U1的4脚为过电流检测信号输入端，内接过电流检测电路。4脚输入的过电流检测信号来自开关管Q2的S极。当Q2的电流过大时，在取样电阻R43两端产生的电压降升高，经R8送入U1的4脚，内部保护电路启动，PFC电路停止工作。

U1的5脚为过零检测信号输入端，内接过零检测电路，过零检测输入信号来自储能电感的二次侧输出的V2电压。

3.主开关电源电路

长虹FSP205-4E01C电源板主开关电源电路如图2-8所示。它由两个相对独立的电源组成：一个是主开关电源的振荡、稳压、输出电路；另一个是二次5V电压形成电路。主开关电源的振荡、稳压、输出电路由振荡、稳压集成块IC1（L6599D）、光耦合器PC1、误差放大器U6（AZ431）、半桥式推挽输出MOSFET（开关管）Q4、Q5、开关变压器T2组成；二次5V电压形成电路由U2（UC3842）、MOSFET Q10等元器件组成。

（1）L6599D简介

L6599D是意大利半导体公司专门针对串联谐振半桥拓扑结构推出的频率可调脉冲信号发生器，有SO-16N贴片及双排直插PDIP16两种封装方式。L6599D内部电路框图如图2-9所示，内含高频振荡器（最高频率为500kHz），能效高，电磁干扰（EMI）辐射低。其引脚功能和维修数据见表2-3。

图2-8 长虹FSP205-4E01C电源板主开关电源电路

图2-9 L6599D内部电路框图

表2-3 L6599D引脚功能和维修数据

注：1.测3脚电压时，开关变压器二次侧无输出电压。

2.*表示该脚电压波动幅度较大。

（2）启动供电过程

经PFC电路产生的380V电压，一路加到半桥式推挽输出电路Q4、Q5；另一路经R13、R14、R17分压后加到IC1的7脚（启动供电端）。在用遥控器或按手动开机键开机后，主开关电源启动供电电路Q11输出的+13.2V电压一旦加到IC1的12脚，IC1内部振荡电路便启动进入振荡状态产生振荡脉冲信号。振荡电路产生的振荡脉冲信号经集成块内部相关电路（门限电路、驱动器等）处理后，形成相位完全相反（相位差180°）的两组激励脉冲信号分别从集成块的11、15脚输出，加到开关管Q4、Q5的G极，Q4、Q5在驱动电路输出的脉冲信号作用下，进入开关工作状态，在D极和S极之间形成变化的电流。该变化的电流流过开关变压器T2的7-2绕组，在T2的7-2绕组中产生周期性的变化的磁场，此变化的磁场通过T2的互感作用，在其二次侧产生感应脉冲电压，该电压经二次整流滤波电路和二次稳压电路处理后，形成整机所需要的直流电压。

（3）稳压控制电路

主开关电源的稳压电路如图2-8和图2-11所示。它由集成块IC1内部相关电路和光耦合器PC1、取样误差放大电路U6组成。

主开关电源是通过改变开关电源振荡电路的振荡频率实现稳压的。开关变压器T2的2-7绕组与电容C33组成串联谐振电路，串联谐振的中心频率由T2的2-7绕组的等效电感量和C33的电容量决定。

根据串联电路的特性，当加在T2的2-7绕组与电容C33组成的串联电路上的信号频率等于中心频率时，T2的2-7绕组与C33构成的电路中的回路电流最大，电感和电容两端的电压最高。当加在T2的2-7绕组与C33组成的串联谐振电路上的信号频率偏离中心频率时，T2的2-7绕组与C33两端的电压均会低于中心频率时的电压。

稳压电路的稳压过程为：开关电源的稳压取样来自+24V，当开关电压以因某种原因导致其输出电压升高时，升高的电压经由电阻R92、R116分压后加到误差放大器U6的R极，U6的K极电位下降，光耦合器PC1初级发光二极管导通能力增强，发光强度增大，次级电流增大。IC1的5脚电位下降，5脚下降的电压经集成块内部电路处理后形成控制电压加到振荡电路上，使振荡电路的频率偏离中心频率，然后通过LC串联谐振电路的作用使开关电源输出电压下降到正常值。当开关电源因某种原因导致其+24V输出电压下降时，PC1的工作情况虽然与电压升高的情况相反，但集成块内部振荡电路的工作情况与电压升高的情况是相同的。最终结果也是使振荡电路的振荡频率偏离中心频率实现电压回归到正常值。

主开关电源二次侧有三组电压输出：其中T2二次12-13绕组的感应电压经双向整流二极管D2、D7整流，C10、C13、L3、C15等滤波后，得到24V的直流电压；二次11-13绕组的感应电压经D14、D8整流、C73滤波、D9稳压后，得到+30V左右电压，给ICS1（LM324或KIA324）供电；二次9-10绕组的感应电压经双向整流二极管D6整流，C11、L4、C39、C41等滤波后输出+12V电压，加到Q10的D极。

（4）二次稳压形成电路

在主开关电源的输出电路中，集成块U2（UC3843）和MOSFET Q10等元器件组成二次电压（+5V）形成电路。其中，U2及其外围电路组成激励脉冲形成电路；Q10为开关管。UC3843内部电路框图如图2-10所示，内含振荡、稳压、驱动输出电路，其引脚功能和维修数据见表2-4。

图2-10 UC3843内部电路框图

表2-4 UC3843引脚功能和维修数据

主开关电源启动工作后，开关变压器二次侧输出的12V电压经电感L4加到Q10的D极；24V经R62降压、C38、C35滤波后加到U2的7脚，对集成块U2供电，集成块内部的振荡电路就会启动产生振荡脉冲信号。该信号经集成块内部电路处理后从6脚输出控制信号，控制Q10的导通和截止，经双向整流二极管D16整流，L5、C43、L6、C44滤波后产生5V电压，供给信号处理板。R67、R89为5V的稳压取样电阻，将5V分压后加到U2的2脚。

4.保护电路

长虹FSP205-4E01C电源板保护电路主要由ICS1（LM324）和光耦合器组成，如图2-11所示。

LM324是四运算放大电路，其引脚功能和维修数据见表2-5。

图2-11 长虹FSP205-4E01C电源板保护电路

表2-5 LM324（ICS1）引脚功能和维修数据

（1）过电压保护电路

过电压保护检测对象为+5V、+24V输出端电压，该部分电路主要由ZD2、D25、ZD4、D27组成。

当主开关电源工作异常，导致其任一输出端电压升高到超过稳压二极管ZD2或ZD4的稳压范围时，ZD2、D25或ZD4、D27组成的电路就会导通，+5V、+24V输出端电压就会通过ZD2、D25或ZD4、D27加在Q13的b极，使Q13导通。Q13导通后，光耦合器PC4初、次级电流增大，主开关电源中的集成块IC1的8脚注入电流增大（8脚为中断控制信号输入端），当8脚增大的电流超过其设定的门限值时，集成块内部的保护电路就会启动，关闭内部的激励脉冲驱动电路，主开关电源就会停止工作。

（2）过电流保护电路

过电流保护电路主要由集成块ICS1组成。过电流保护检测对象为+5V、+24V输出端负载。主开关电源的+5V、+24V输出端分别接在比较放大器ICS1的反向输入端，当+5V、+24V输出端负载电路出现短路故障导致输出端电压瞬间下降时，ICS1的1、8脚电压就会上升而迫使Q13导通。Q13导通后，其最后结果与主开关电源输出端电压升高到超过稳压范围时的情况相同。

（3）过热保护电路

过热保护电路由集成块ICS1D和热敏电阻NTC2组成。NTC2为负温度系数热敏电阻，其性能是温度越高，所呈现的阻值越小。常温下阻值约为25kΩ，温度高时可减小到仅有几欧姆。NTC2接在比较放大器的反相输入端，安装在主开关变压器附近。当开关电源工作异常，主开关电源中的开关变压器温度超过设定的允许温度极限时，NTC2的阻值就会减小，比较放大器ICS1D的13脚电压就会下降，14脚电压就会上升，使Q13导通。Q13导通后，其最后结果与主开关电源输出端电压升高到超过稳压范围时的情况相同。