电源板原理及应用详解

长虹FSP368-4M01电源板上面元器件实物图解如图2-21所示；电源板下面元器件实物图解如图2-22所示；电源板电路组成框图如图2-23所示。

图2-22 长虹FSP368-4M01电源板下面元器件实物图解

图2-23 长虹FSP368-4M01电源板电路组成框图

该电源板由三部分组成：一是以集成电路NCP1653A（IC5）为核心组成的PFC电路，将整流滤波后的市电校正后提升到390V为主开关电源供电。二是以集成电路TEA1532A（IC201）为核心组成的副开关电源，产生+5VS/1A和VCC电压，其中+5VS/1A电压为主板控制系统供电，经待机电路控制后，为主板小信号处理电路供电；VCC电压经待机电路控制后，为主开关电源和PFC驱动电路供电。三是以集成电路L6598（IC101）为核心组成的主开关电源，产生+24V/12A、+24VA/2.5A电压，为主板和逆变器板供电。

1.副开关电源电路

长虹FSP368-4M01电源板市电输入抗干扰电路和整流滤波电路如图2-24所示；副开关电源电路如图2-25所示。副开关电源主要由集成块IC201（TEA1532A）、开关管Q201、变压器T3、稳压控制电路ZC201、光耦合器IC2等组成，一是为主板控制系统提供+5.2VS/1A工作电压；二是产生VCC电压，经开/关机电路控制后，为PFC驱动电路和主开关电源驱动电路供电。

图2-24 长虹FSP368-4M01电源板市电输入抗干扰和整流滤波电路

（1）TEA1532A简介

TEA1532A是飞利浦公司推出的绿色变频开关电源控制器，其内部电路框图如图2-26所示。它内设振荡器、逻辑电路、反馈补偿电路和电源复位电路、电源管理电路等，具有完善的保护电路，其中包括去磁保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护、芯片过热保护电路及保护动作后的安全软启动电路等。TEA1532A引脚功能和维修数据见表2-13。

（2）启动和振荡电路

接通电源后，交流220V输入电压经插座CN1、熔断电阻F1（熔断器）、过电压保护电阻、抗干扰电路LC等元器件构成的抗干扰电路滤除干扰脉冲后，再经BD1、C2、C3整流滤波，在A点产生100Hz的脉动直流电压。该脉动电压经限流电阻NTC2限流后，再经PFC电路的D2二次整流、PFC大滤波电容滤波后，形成待机状态+300V的VB直流电压（该电压PFC电路启动后，上升到+390V），首先为副开关电源供电。

VB电压经开关变压器T3的1-3绕组加到开关管Q201的D极；市电整流滤波后A点形成的100Hz脉动直流电压经D203整流、R221、R208降压、C203滤波后，为IC201的8脚提供启动电压，经8脚内的启动电流源电路对1脚外接的电容C206进行充电。当C206两端电压上升到4V以上电压时，IC201内部的振荡电路开始振荡，从7脚输出驱动脉冲，通过R205、D202//R204加到开关管Q201的G极，控制Q201工作在开关状态，副开关电源开始工作。

开关电源工作后，开关变压器T3的4-5绕组将感应出交变电压，经D204整流、C208滤波，Q202和ZD201稳压后，产生VCC电压，一是为IC201的1脚提供完成启动后的工作电压，维持副开关电源正常工作；二是送到开/关机控制电路。

图2-25 长虹FSP368-4M01电源板副开关电源电路

图2-26 TEA1532A内部电路框图

表2-13 TEA1532A（IC201）引脚功能和维修数据

（3）二次输出电路

副开关电源开关变压器T3的二次8//9-10//11绕组输出的脉冲电压经整流、滤波后形成+5VS/1A电压，一是通过连接器提供给主板微处理器控制系统使用；二是经QS201控制后，为主板小信号处理电路提供+5.2V/3A电压。

（4）稳压控制电路

稳压控制电路由误差放大电路ZC201、光耦合器IC2及IC201的4脚内部电路构成。

当副开关电源输出的5V电压升高时，经过取样电路RS208、RS210取样、ZC201比较放大后，IC2内部发光二极管电流增大，内部光敏晶体管内阻降低，使IC201的4脚电压升高，经内部误差放大电路处理后，控制7脚输出的PWM脉冲宽度变窄，开关管Q201提前截止，输出的电压下降到正常值；当副开关电源输出的5V电压降低时，上述电路向相反方向动作，输出电压上升到正常值。

（5）待机控制电路

待机控制电路如图2-27所示。它由晶体管QS203、光耦合器IC4和晶体管Q203组成，对副开关电源向PFC电路和主开关电源驱动电路提供的工作电压进行控制。

图2-27 长虹FSP368-4M01电源板待机控制与保护电路

1）遥控开机时，主板微处理器控制系统输出POWER ON高电平开机控制信号，QS203饱和导通，光耦合器IC4导通，其光敏晶体管的导通将PNP型晶体管Q203的b极电压拉低而导通，将副开关电源输出的VCC电压输出，经D206～D208变为VCC1～VCC3电压。其中VCC1电压为PFC电路IC5的8脚供电，PFC电路启动工作，PFC电路输出电压VB由待机状态的+300V上升到+390V，一是将主、副开关电源的开关管供电提升到+390V；二是如图2-24所示，+390V的VB电压经R19、R27、R28与R29分压取样，送到IC6B的3脚，使IC6B的1脚电压翻转变为高电平，Q6导通，继电器RL1吸合，将限流电阻NTC2短接，减小开机后的损耗；三是如图2-30左侧VCC2控制电路所示，+390V的VB电压经R134、R133、R132、R313与R126分压取样，送到IC102（TSM103A）的5脚，7脚输出高电平，使Q107、Q106导通，将VCC2电压送到主开关电源驱动电路IC101的12脚，主开关电源启动工作，输出+24V/12A、+24VA/2.5A电压，为主板和逆变器板供电，同时+24VA/2.5A电压经ZDS206为MOSFET（开关管）QS201的G极提供正向偏置电压，QS201导通，输出+5.2V/3A电压，为主板小信号电路供电，整机进入开机状态。

VCC2控制电路IC102采用的集成电路TSM103A为双运算放大器，其引脚功能和维修数据见表2-14。

表2-14 TSM103A（IC102）引脚功能和维修数据

2）遥控关机时，主板微处理器控制系统输出POWER OFF低电平待机控制信号，QS203截止，光耦合器IC4也截止，Q203的b极电压升高而截止，切断了PFC电路和主开关电源驱动电路的工作电压，PFC电路和主开关电源停止工作，无+24V/12A、+24VA/2.5A电压输出，同时QS201因无+24VA/2.5A输出而截止，停止输出+5.2V/3A电压，整机进入待机状态。

2.PFC电路

长虹FSP368-4M01电源板PFC电路如图2-28所示。PFC控制器IC5采用NCP1653A，与激励脉冲放大管Q4、Q5、大功率场效应晶体管Q1～Q3和变压器储能电感L1等外部元器件，组成并联型PFC电路。

图2-28 长虹FSP368-4M01电源板PFC电路

（1）NCP1653A简介(www.xing528.com)

NCP1653A是安森公司继NCP1650/1652之后推出的经济型PFC控制器，其内部电路框图如图2-29所示。它的内部集成了基准电压源、OSC振荡器、电流镜像比较器、误差放大器、PFC调制器、零电流检测器、RS锁存器、MOSFET驱动级、过电压保护、过电流保护、过热保护以及欠电压锁定等功能电路。它是一个宽电压PWM控制驱动器，既可以工作在不连续导电模式（DCM，频率固定），又能工作在临界导电模式（CRM，频率变化），其运行于67kHz或100kHz固定开关频率的随动激励或恒定输出电压下。与前几种NCP系列芯片相比，NCP1653A的最大特点是将原芯片16只引脚缩减了1/2，不仅简化了电路结构，降低了成本，而且也提供了可靠性。NCP1653A采用8引脚PDIP和SOP两种封装结构。NCP1653A引脚功能和维修数据见表2-15。

图2-29 NCP1653A内部电路框图

表2-15 NCP1653A（IC5）引脚功能和维修数据

（续）

（2）启动工作过程

AC220V市电由全桥BD1整流和C2、C3滤波后，由于C2、C3容量小，得到100Hz的脉动电压，经过限流电阻NTC2、储能电感L1加到MOSFET（开关管）Q1～Q3的D极，遥控开机后，开关机控制电路输出的VCC1送到IC5的8脚，为其提供VCC工作电压，IC5启动工作，从7脚输出驱动脉冲，经Q4、Q5放大后，推动Q1～Q3工作于开关状态，PFC电路启动工作。L1储存的感应电压与AC220V市电整流滤波后输出的脉动直流电压相叠加，经D1整流，向C8充电，产生约+390V的VB直流电压，向主、副开关电源供电。

（3）稳压控制电路

PFC电路的调节由IC5的1、3、4脚完成：PFC电路输出VB电压经过R11～R14连接到IC5的1脚，作为PFC输出反馈，经内部电流调节单元调整和比较放大转换成控制电压加到PFC调制器的反相端；如果PFC输出电压升高，注入IC5的1脚反馈电流增大，经调节单元处理控制IC5的7脚输出方波脉冲占空比减小，PFC输出电压回落到设定值。

AC220V市电经整流桥输出的脉动直流电压经R18、R15、R4、R5降压后送到驱动控制电路IC5的3脚，给3脚电容C5充电，充电电压作为交流线电压采样加到PFC比较器同相输入端，在PFC输出电压稳定，即PFC反相端控制电压不变时，对电感L1中输入电流进行幅度调制，使电感峰值电流动态跟踪交流线电压变化，使其包络线呈正弦波。

（4）过电流保护电路

过电流保护电路由IC5的4脚内外电路组成，R7串联在整机电源供电的回路中，R7两端的电压降反映了整机的电流大小，IC5的4脚通过R6对R7的电压降进行检测。

当R7两端的电压降增大，使IC5的4脚电压升高到保护设定值时，IC5会立即关闭PFC脉冲输出，达到保护的目的。

3.主开关电源电路

长虹FSP368-4M01电源板主开关电源电路如图2-30所示。它由振荡驱动电路IC101（L6598）、半桥式推挽输出MOSFET（开关管）Q101、Q102、开关变压器T2和稳压电路光耦合器IC1、误差放大器ICS101为核心组成，二次开机后启动工作，产生+24V/12A、+24VA/2.5A电压，为主板和逆变器板供电。

图2-30 长虹FSP368-4M01

（1）L6598简介

L6598是ST公司新推出的一种适用于半桥串联谐振软开关变换器的控制芯片，其内部电路框图如图2-31所示。L6598将谐振变换和600V的高压半桥驱动器集成到同一芯片上，它采用BCD（双极-CMOSFET-DMOSFET）离线（Off Line）技术制造，干线（Rail）电压值达600V。它可用于带谐振拓扑的AC-DC适配器、DC-DC变换模块和CTV以及监视器等系统的高效电源，能取代以往由两个芯片组成的半桥谐振器，同时也可替代端谐振变换器。当这部分电路出故障时，一般会出现无电压输出及电压不稳的故障现象。L6598引脚功能和维修数据见表2-16。

（2）启动供电过程

开机后PFC电路C8产生+390V的VB电压，加到半桥式推挽输出电路Q101、Q102，+390V还使VCC2控制电路Q106导通，为主电源集成块IC101的12脚提供VCC工作电压，IC101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IC101的11、15脚输出，驱动Q101、Q102使之交替导通或截止，在D极和S极之间形成变化电流。该变化电流流过开关变压器T2的一次绕组，产生周期性的变化磁场，此变化磁场通过T2的互感作用，在其二次绕组产生感应脉冲电压，经二次侧各个绕组的整流滤波电路整流滤波后，产生+24V/12A、+24VA/2.5A电压，经连接器为主电路板和背光灯逆变器板供电。在输出端设有过电流检测取样电阻RS131、RS125和RS101。

图2-31 L6598内部电路框图

（3）稳压控制电路

主开关电源的稳压电路由集成块IC101的4脚内部相关电路和光耦合器IC1、取样误差放大电路ICS101组成。

表2-16 L6598（IC101）引脚功能和维修数据

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的一次绕组与电容C102组成串联谐振电路，串联谐振的中心频率由T2的一次绕组的等效电感量和C102的容量决定。

根据串联电路的特性，当加在T2的一次绕组与C102组成的串联电路上的信号频率等于中心频率时，T2的一次绕组与C102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的一次绕组与C102组成的串联谐振电路上的信号频率偏离中心频率时，T2的一次绕组与C102两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和+24VA，经分压电路加到三端取样误差放大电路ICS101的输入端。当开关电压以因某种原因导致主电源输出电压升高时，升高的取样电压经ICS101比较放大后使光耦合器IC1的初级发光二极管发光强度增大，次级光敏晶体管电流增大，将IC101的4脚电压拉低，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。当因某种原因导致主开关电源输出电压下降时，上述电路的工作情况与电压升高的情况相反，实现电压回归到正常值。

4.保护电路

长虹FSP368-4M01电源板设有过电流、过电压保护电路（见图2-27），主要由过电流检测电路ICS2（LM358）、过电压检测电路ZDS202～ZDS204和保护执行电路晶闸管SCRS201、保护光耦合器IC3组成，对副开关电源驱动电路IC201的3脚、主开关电源IC101的8脚电压和开/关机电路光耦合器IC4的1脚电压进行控制，保护电路启动时，主、副开关电源和PFC电路均停止工作。LM358引脚功能和维修数据见表2-17。

表2-17LM358（ICS2）引脚功能和维修数据

IC201（TEA1532A）的3脚和IC101（L6598）的8脚为保护检测输入端，该脚电压正常时为低电平。保护电路启动时，晶闸管SCRS201被触发导通，通过光耦合器IC3向IC201的3脚和IC101的8脚送入高电平，IC201和IC101内部保护电路启动，切断输出脉冲，主、副开关电源停止工作；同时SCRS201的导通，还将开关机光耦合器IC4的1脚供电拉低，迫使开关机电路IC4截止、Q203截止，切断PFC电路和主开关电源的VCC1、VCC2供电，PFC电路和主开关电源也停止工作，实现保护。

（1）过电流保护电路

过电流保护电路如图2-27上部所示，双运放ICS2B（LM358）的正负输入端3、2脚通过电阻与+24VA的电流取样电阻RS101相连接；双运放ICS2A（LM358）的正负输入端5、6脚通过电阻与+24V的电流取样电阻RS131//RS125相连接。+24VA或+24V负载电流正常时，在取样电阻或电感两端的电压降很小，ICS2A/B的输入端电位差很小，输出端1、7脚呈低电平；当+24VA或+24V负载发生短路漏电故障，电流过大时，在取样电阻两端的电压降增大，ICS2A/B的输入端电位差增大，输出端1、7脚变为高电平，经各自的隔离二极管DS104、DS105将稳压管ZDS205击穿，向保护执行电路晶闸管SCRS201的G极送入高电平保护触发电压，保护电路启动，主、副开关电源和PFC电路停止工作。

（2）过电压保护电路

5.2VS过电压保护电路由稳压管ZDS203和隔离二极管DS203组成；24VA过电压保护电路由稳压管ZDS204和隔离二极管DS201组成；24V过电压保护电路由稳压管ZDS202和隔离二极管DS204组成。当5.2VS或24VA、24V电压过高时，将各自的稳压管击穿，通过隔离二极管向保护执行电路晶闸管SCRS201的G极送入高电平保护触发电压，保护电路启动，主、副开关电源和PFC电路停止工作。