精讲电源+背光灯板原理

TCL 40-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板实物图解如图5-1所示，电路组成框图如图5-2所示。其主要电路由进线滤波和交流220V整流滤波电路、PFC电路、待机电源、背光灯驱动电路等几大部分组成。

1.副开关电源

TCL 40-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板副开关电源电路如图5-3所示。它以内含振荡驱动电路和MOSFET（开关管）的厚膜电路FSQ510（UB1）、开关变压器TB1为核心组成，一是产生3.3V/0.2A电压，为主板控制系统供电；二是产生VCC电压，经开关机VCC电路控制后，产生VC电压，为PFC驱动电路UF1和开关机继电器控制电路K1和QB2供电；三是产生VBB电压，经开关机电路控制后，产生VB电压，为主电源兼背光灯驱动电路UC1供电。

（1）FSQ510简介

FSQ510是一款绿色模式开关电源厚膜电路，内部电路框图如图5-4所示。它内含PWM控制器和大功率MOSFET（开关管），最大工作电压为500V，D脚最大电压为700V，VCC最大电压为20V，SYNC脚电压为0.3～6.5V，VFB脚电压为-0.3～6.5V，功耗为1.38W。FSQ510引脚功能和维修数据见表5-1。

（2）启动工作过程

电源开关接通后，交流220V经熔丝F1、限流电阻TH1、抗干扰电路LX1、CX1流程干扰后，分为两路：一路送到开关机继电器K1，经K1控制后，送到主电压抗干扰和整流滤波电路；另一路经THB1限流、LXB1滤除干扰脉冲、压敏电阻过电压保护后，送到DB1～DB4组成的全桥整流电路，整流后经CB1滤波，产生300V直流电压。该电压分为两路：一路经RB1～RB3加到UB1的8脚，作为UB1内部电路的启动电压；另一路经RB31、RB32、

图5-1 TCL 4O-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板实物图解

TB1的7-6绕组加到UB1的7脚，作为集成块内部开关管的工作电压。UB1的8脚得电后，内部的脉冲振荡电路开始振荡，产生的振荡脉冲信号经其内部的驱动电路处理、开关管放大后从7脚输出，然后在TB1的一次侧形成变化的电流，并通过互感作用从二次侧输出脉冲信号。

（3）整流滤波电路

其中，TB1的2脚输出的脉冲信号经RB9限流、DB8整流、CB7、CB8滤波后，输出VCC电压，作为QB1的输入电压。3脚输出的脉冲电压分为两路：一路经RB5限流、DB6整流、CB4、CB5滤波后，得到的直流电压直接加到UB1的5脚，作为UB1稳定工作时的供电电压；另一路经RB6、RB7加到UB1的4脚，作为UB1内部准谐振电路的同步控制信号。11脚输出的脉冲信号经DB12整流、CB11～CB14、LB2滤波后，输出3.3V/0.2A电压，为主板控制系统供电。10脚输出的脉冲信号经DB13整流、CB19滤波后得到的直流VBB电压直接加到QB3的E极，作为QB3的输入电压。

（4）稳压控制电路

稳压控制电路由取样电路RB18～RB20、误差放大器UB4（TL431）、光耦合器UB2（PS2561）组成，对输出3.3V/0.2A电压取样后，经UB4比较放大后产生误差电压，通过光耦合器UB2对UB1的3脚内部振荡频率或脉宽进行控制，稳定输出电压。

图5-2 TCL 40-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板电路组成框图

（5）开关机控制电路

开关机控制电路如图5-3下部所示，由光耦合器UB3、QB1～QB4组成，采用控制主电源AC 220V输入继电器和PFC电路UF1、主开关电源兼背光灯板驱动电路UC1供电的方式。

图5-3 TCL 4O-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板副开关电源电路

图5-4 FSQ510内部电路框图

表5-1 FSQ510引脚功能和维修数据

接通市电电源后副电源首先工作，产生VCC电压和3.3V/0.2A、VB电压，其中3.3V/0.2A电压为控制系统提供电源，二次开机后主板向开关机控制电路输入PS-ON高电平，QB4、光耦合器UB3、QB1和QB3均导通，一是QB1导通将副电源热地端产生的VCC电压变为VC电压，送到开关机继电器K1和其控制电路QB2的B极，QB2导通，继电器K1吸合，将AC 220V送到主电源电路，同时VC电压还为PFC驱动电路UF1，PFC电路启动工作，将供电电压提升到380V，为主电源兼背光灯输出电路开关管供电；二是QB3导通将副电源冷地端产生的VBB电压输出，产生VB电压送到主电源兼背光灯板振荡驱动控制电路UC1，主电源和背光灯板启动工作，为主板等负载电路提供18V和24V供电，为背光灯提供近千伏的交流电压，将背光灯点亮，进入开机状态。

待机时，PS-ON变为低电平，光耦合器UB3、QB1～QB4均截止，切断VC和VB电压，继电器K1、PFC电路和主电源、背光灯板均停止工作，只有副电源工作，为主板控制系统提供电源。

2.PFC电路

TCL 40-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板PFC电路如图5-5所示。它以集成电路L6562D（UF1）、开关管QF1、储能电感L1为核心组成，将整流滤波后的市电校正后，将供电电压和电流的相位校正为同相位，提高开关电源的功率因数，并将供电电压提升到380V左右，为主开关电源和背光灯板升压输出电路供电。

（1）L6562D简介

L6562D是一款电流模式PFC控制电路，是在L6561的基础上改良的版本，在性能上有所改善。L6562D内部电路如图5-6所示，内含乘法器控制电路，稳压器、过电压检测、零电流检测、驱动电路等；具有除能（Disable）和保护功能，可将系统关闭，降低损耗，有较高的驱动功能，电压输入范围宽。L6562D引脚功能和维修数据见表5-2。

（2）启动工作过程

二次开机后，开关机VCC控制电路输出的VC电压，一是送到开关机继电器K1和其控制电路QB2的B极，QB2导通，继电器K1吸合，AC 220V电压经K1送到主电源抗干扰和整流滤波电路，先经CX2、CY1、CY2、LX2、CX3组成的抗干扰电路滤除干扰脉冲后，再经全桥D1整流、C1滤波，产生100Hz的脉动电压，经储能电感L1送到PFC电路开关管QF1的D极；二是VC电压经DF2、RF21为UF1的8脚提供VCC工作电压，PFC电路启动工作，UF1内部的振荡电路开始振荡，产生约70kHz的脉冲信号。振荡电路产生的脉冲信号经其内部电路处理后从7脚输出，经RF13加到开关管QF1的G极，使QF1工作在开关状态。QF1导通时，将能量储存在L1中，QF1截止时，L1中储存的能量通过D2向C2充电，这样在C2上就得到了约380V的VBUS电压，作为主电源兼背光灯升压输出电路中开关管的工作电压。

（3）稳压控制电路

UF1的3脚和1脚分别为PFC电路中输入、输出取样电压输入脚。通过对输入电压（VAC）和输出电压（VBUS）的取样，对UF1的7脚输出的激励脉冲宽度和相位进行调整，实现VBUS电压的稳定，使其不随市电和负载电压的变化而变化。QF2为过零检测放大管。

3.主电源兼背光灯板电路

TCL 40-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板的主开关电源，还兼任背光灯电路，其前置驱动控制电路如图5-7和图5-8所示，主电源和背光灯板输出电路如图5-9所示。它由驱动控制电路74HC4538（UC1）、控制保护电路小板P3、推动变压器TD1、推动电路QD8、QD9、半桥式输出电路QD1、QD2、输出变压器TY1、升压变压器THV1、THV2等组成，一是产生18V电压和24V电压，为主板等负载电路供电；二是产生近千伏的交流电压，将显示屏背光灯点亮。

（1）74HC4538简介

74HC4538是开关电源和背光灯振荡驱动控制电路，内部电路框图如图5-10所示，内含振荡器、误差放大器、基准电压产生电路、驱动输出电路和保护电路。其引脚功能和维修数据见表5-3。

图5-5 TCL 4O-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板PFC电路

图5-6 L6562D内部电路框图

表5-2 L6562D引脚功能和维修数据

（2）激励脉冲形成电路(www.xing528.com)

QC3、UC3等元器件组成5VMCU电压形成电路，二次开机后，QB3的C极输出的VB电压经RC6、RC7加到QC3的C极，经由QC3、UC3等元器件组成的单管稳压器稳压后，从其E极输出5VMCU电压供整机其他电路使用。

QC1、QC2、QC6等元器件组成的电路，为激励脉冲形成电路的供电电路。电视机二次开机后，来自控制保护电路小板P3的14脚的PC-ON电压（高电平）加到QC1的B极，QC1、QC6、QC2导通。QC2导通后，VB电压经RC5、QC2加到UC1的13、15脚。UC1得电后，其内部的脉冲振荡电路开始工作，产生（100～400）kHz的脉冲信号经内部相关电路处理后，形成A、B两路信号分别从集成块的11、14脚输出，然后送往输入变压器TD1的一次侧，并由其耦合到功率放大电路。

图5-7 TCL 4O-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板主电源与背光灯驱动控制电路

图5-8 TCL 4O-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板主电源与背光灯驱动控制电路

图5-9 TCL 4O-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板主电源与背光灯输出电路

表5-3 74HC4538（UC1）引脚功能和维修数据

（3）功率放大和输出电路

QD1、QD2组成半桥功率放大器。TD1二次侧输出的激励脉冲经激励控制电路QD8、QD9和MOSFET（开关管）QD1、QD2放大后，其脉冲电流在TY1中产生感应电压，TY1二次侧的感应电压，一是经DD4、DD5整流、CD17滤波后，得到18V电压，为主板供电的同时，送到24V升压输出电路；二是经补偿电路LD1、CD18、CD6送到升压变压器THV1、THV2的一次侧，经二次高压绕组升压后，产生高频高压，然后通过CH1～CH10接口电路Z1～Z10输往背光灯管。

（4）24V电压形成电路

24V电压形成电路如图5-11所示，主要以驱动控制集成电路UC3843BN、MOSFET（开关管）QD05、储能电感LD7、续流管DD5、DD6和升压滤波电容CD11、CD10为核心组成。它将主电源输出的18V电压提升到24V，为负载电路供电。

图5-10 74HC4538内部电路框图

UC3843BN是UC384×系列新型开关电源PWM驱动电路的一种，内部电路框图如图5-12所示。它主要由基准电压发生器、VCC欠电压保护电路、振荡器、PWM闭锁保护电路、推挽放大电路、误差放大器及电流比较器等组成，属于电流模式类开关电源控制电路。UC3843BN引脚功能和对地电压见表5-4。

图5-11 TCL 40-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板24V电压形成电路

图5-12 UC3843BN内部电路框图

表5-4 UC3843BN引脚功能和对地电压

主电源输出的18V电压，一是经储能电感LD7为开关管QD5的D极供电；二是经QD11、ZD1稳压后输出17.3V电压，为UD1的7脚供电。UD1启动工作，从6脚输出激励脉冲，推动开关管QD5工作于开关状态。QD5导通时，18V经储能电感LD7、QD5的D-S极、RD30、RD31到地，在LD7中储能；QD5截止时，18V和LD7中存储的能量叠加后，经续流二极管整流、CD11、CD10滤波，产生24V电压，为负载电路供电。

QD5的S极外接的RD30、RD31并联为过电流取样电阻，两端电压直接反映了QD5电流的大小，产生电流的取样电压，经RD28反馈到UD1的3脚电流检测输入端。当QD5电流过大，反馈到UC1的3脚电压达到保护设计值时，UD1内部过电流保护电路启动，停止输出激励脉冲，24V升压电路停止工作。

4.调整与保护电路

（1）背光灯电流稳定电路

图5-13 TCL 40-IPL37A-PWE1XG电源+背光灯板背光灯电路

背光灯驱动电路中的电流稳定电路如图5-9和图5-13所示。它主要由图5-9所示的电流互感器THV3、THV4和图5-13的运算放大器LM358（UC2）等电路组成。电流互感器THV3、THV4二次感应电压与灯管电流成正比，经整流滤波后产生电流取样电压IS1、IS2，IS1、IS2分别送到UC2的2脚和6脚两个运算放大器的反相输入端。当灯管电流增大时，IS1、IS2电压就会上升，升高的电压经UC2比较放大后，从1、7脚输出调整和保护电压，经DC5、DC6和RC24对振荡驱动电路UC1的6脚内部电路，通过对激励脉冲占空比的控制实现背光灯电流稳定。

（2）背光灯调光电路

控制保护小板P3的6脚输出PWM-OUT调光控制脉冲电压，该脉冲信号经RC52、DC4加到UC2的2脚，通过UC2对UC1内部激励脉冲形成电路输出脉冲的控制实现调光控制。

（3）背光灯过电压保护电路

过电压保护电路如图5-9右侧所示。升压变压器THV1、THV2二次侧高压输出端，设有CH11与CH12、CH19与CH20、CH14与CH15三组分压电路，分压后经各自的二极管、电容器、分压电阻整流滤波、分压后，产生VS3～VS1取样电压。其中VS1取样电压送到控制保护小板P3的20脚，VS2、VS3经DH5整流后，经RH8产生PT电压，反馈到图5-7振荡驱动电路UC1的1脚。

当由于某种原因使背光灯驱动电路输出的正弦波脉冲电压升高时，VS3～VS1取样电压就会升高，PT端电压会随之升高，升高的VS1电压送往P3的20脚，PT电压经过RC19、RC17、RC51送到UC1的1脚，经UC1内部电路和控制系统电路处理后，输出控制信号，使背光灯驱动电路中的激励脉冲形成电路停止工作。

（4）主电源过电压、欠电压保护电路

过电压保护电路以图5-3中的右侧模拟晶闸管QB6、QB5和27V稳压管ZB5为核心组成，输出24V-OVP电压，与开关机控制QB4的B极RB23相连接；欠电压保护电路由图5-11左侧22V稳压管ZD3和QD7、QD10等元器件组成，输出24V-OCP电压，与过电压保护电路QB5的B极RB35相连接。

过电压保护原理：当电源输出的24V电压过高超过27V时，击穿稳压管ZB5，击穿电流经DB14使QB5、QB6由截止转为饱和导通。QB5、QB6饱和导通后，24V-OVP电压会急剧下降，使待机控制管QB4截止。QB4截止后，QB1的C极无VC电压输出，电源中的继电器K1释放，切断主电源供电，同时PFC电路和背光灯驱动电路都将因失去启动电源而停止工作。

欠电压保护原理：24V电压正常时，击穿22V稳压管ZD3，QD7、QD10导通，QD10的C极为低电平，DD9反偏，对过电压保护电路QB5的B极电压不产生影响；当电源输出的24V电压过低，低于22V以下时，不能击穿稳压管ZB3，QB7、QB10由饱和导通变为截止，QD10的C极变为高电平，经DD9输出高电平24V-OCP保护电压，迫使QB5、QB6饱和导通后，24V-OVP电压下降，使待机控制管QB4截止。QB4截止后，QB1的C极无VC电压输出，电源中的继电器K1释放，切断主电源供电，同时PFC电路和背光灯驱动电路都将因失去启动电源而停止工作。

（5）主电源过电流保护电路

过电流保护电路如图5-9左下侧所示，以模拟晶闸管QD3、QD4为核心组成。半桥式输出电路开关管QD1、QD2的电流经QD2的S极电阻RD7时，产生的电压降反映了主电源电流的大小，RD7上端电压降经RD17送到QD3的B极。当主电源输出电流过大，RD7上端电压降升高达0.6V以上时，模拟晶闸管QD3、QD4导通，提供DD3将QD2的G极激励脉冲对地短路，半桥式升压输出电路停止工作。

（6）单片机控制保护电路

P3小电路板内设背光灯控制电路，主板送来的点灯控制BL-ON电压经QC8放大倒相后送到P3的7脚，经P3内部处理后从P3的14脚输出P-ON开启/关闭电压，对振荡驱动电路UC1的供电电路QC1、QC2、QC6进行控制；主板送来的亮度调整DIM电压送到P3的2脚，经P3内部电路处理后，从6脚输出PWM-OUT脉冲电压，一是送到运算放大器的2脚；二是经QC7放大后对UC1的6脚内部振荡电路进行控制，达到调整亮度的目的。

在主电源兼背光灯电路控制保护小板P3中，不但设有点灯控制、亮度控制等功能，还设有过电流保护、过电压保护电路，背光灯电流检测IS1、IS2、电压检测VS1送到P3小电路板的1、19、20脚，当背光灯板输出电压过高、高压输出端拉弧、灯管电流过大时，P3内部保护电路启动，控制UC1停止输出激励脉冲，主电源和背光灯板停止工作。