海尔平板电视P32R1电源板原理与维修

一、P32R1电源介绍

海尔2008年推出的P32R1等离子电视，分辨率1024*720，32寸LG模组使用的电源，与早期三星模组使用电源相比：输出电压不同，原理基本相同，此电源主要由待机STB_5V形成电路，功率因素校正电路，VS、VA电压形成电路，5V、9V、16V电压形成电路、CPU电路及保护电路等组成。 二、P32R1电源外观图： 1、电源板正面图片，如图一所示：

2、电源板反面图片，如图二所示：

三、P32R1电源原理介绍：

1、方框图

2、EMI滤波电路

EMI滤波器又称电磁干扰滤波器，它滤除电网输入设备的干扰和电子设备产生的噪声返回电网。从噪声特点来看，噪声干扰分为差模干扰和共模干扰两种。差模干扰是两条电源线之间的噪声；共模干扰则是两条电源线对地的噪声。因此，EMI滤波器应对差模干扰和共模干扰都有滤波作用。

P32R1机器的EMI滤波电路是由C101、F101、C105、C104、LF102组成双π型滤波网络，滤除电网或电自身产生的对称干扰信号。在共模干扰时，干扰电路在共模线圈内产生的磁通相反，对共模信号产生抑制作用。而对差模干扰并没有抑制作用。EMI滤波电路图如下：

3、待机开关电源电路

这部分电路使用的开关集成电路为IC151（NCP1271），它是安森美新一代固定频率PWM电流模式的发激振荡器。该器件集成高压启动软跳过模式，实现了较低的待机功耗。 从图一可以看出， IC151（NCP1271）第6脚（VCC）是VCC供电脚，第8脚（HV）是启动电路。当300V电压经R152，送到IC151第8脚内部高压恒流源电路向IC151第6脚外接电路C154充电。当C154充电电压逐渐升高至5.8V时内部振荡器开始工作，从IC151第5脚（DRV）输出PWM驱动脉冲，经灌流电路R154、R156、D151加到场效应管Q151,使Q151导通，300V不稳定直流电压经T201的第6、7脚绕阻，场效应Q151的漏极

（D）/源极（S）及R158到地,使T201第6、7脚绕阻储存能量；当场效应Q151截止时，T201第6、7脚绕阻储存的磁能经次级绕阻感应放电，次级绕阻感应产生的脉冲经整流输出不同的直流电压。当IC151正常工作时，经过D156整流，C156滤波，Q152、R161、ZD153稳压后，再经D154隔离，C154滤波后加到IC151第6脚，提供正常的12.6V电压。当加到IC151第6脚电压12.6V时,开关电路停止工作，起到保护作用。

因Q151场效应开关管的耐压低于1000V左右时，为了防止场效应开关管关闭，此时T201产生的自感脉冲将场效应开关管击穿，在场效应开关管的负载中设置了吸收电路。该电路由R153、C151、D152组成，此吸收电路又称为阻尼电路。 待机电源的稳压控制电路是由电压比较控制器U206（KIA431），光耦PC201及外围取样电路组成，U206(KIA431)是一个专门为稳定控制电路设计的精密基准电压控制的比较器，内部包含运算放大器、输出管及一个精密的2.5V基准电源。U206(KIA431)把取样电路的取样参考电压和本身的基准电压进行比较，输出一个控制电压。U206(KIA431)参考极（R）的设定电压为2.5V，当参考极（R）电压发生微小变化时，由内部三极管的放大作用，阴极（K）电压迅速降低，使得阳极（A）和阴极（K）之间产生较大的电流变化。

在本电路中开关变压器T201次级输出的5V电压经过R223、R222、R221分压后，在R221上形成稳定的2.5V电压。该电压加到U206（KIA431）参考电压控制极（R），在正常状态下，由于U206（KIA431）的控制极电压为2.5V，所以形成稳定的K-A极电流，给光耦PC201提供固定的工作电流。若因某种原因导致5V输出电压升高时，该电压经过分压电路分压后加到U206（KIA431）参考极（R）上的电压也随之升高，引起U206（KIA431）导通程度加大，K-A极之间导通电流迅速加大。光耦PC201第1、2脚内部二极管导通电流加大，

路图如下所示：

（2）并联型开关电路

本电源的Q602、Q603、L601、D605、D604、IC601组成一个并联型的开关电源，此开关电源的供电是由220V市电输入电路的整流桥D101提供的。D101整理后的电压是不经过滤波的脉动电流、电压，波形类似“馒头”形状，又称为馒头波，该电压直接作为这个并联开关电源的+B供电。 当开关管Q602、Q603导通时，+B电源经L601、Q602、Q603形成电流，此时由于L601内部的自感电势，UL方向为左正右负和+B的电势正好方向，以上电路形成的方向电流对抗L601内部电流的快速上升，这样流经L601、Q602、Q603的电流只能缓慢与

逐步的上升，并以磁能的形式存储在L601内部。如下图等效电路所示：

当开关控制管Q602、Q603断开时，流经L601、Q602、Q603的电流被切断，此时，L601内部的磁能无法继续保存，则转换为自感电势UL，其方向为左负右正方向的自感电势，与+B同一方向。因此，+B电压叠加上UL电压，再经D605\\C617、C618滤波后输出。由于220V市电整流后的峰值为310V。而L601产生的自感电势UL峰值为70V左右。所以，D605整流输出的电压为310+70V=380V，这就是PFC电路的标准输出电压。如果测量PFC输出电压为310V左右，则说明这个PFC的开关电源没有正常工作，也就没有UL电压产生。此时，只有脉动电流的峰值经过D605整流，C617、C618滤波后输出电压。 （3）PFC激励电路

综上介绍的并联型开关电源中，开关器件Q602、Q603必须有专门的激励电路，在P32R1机器的电源中，MOSEFT开关管Q602、Q603的激励电路是由一块主要的PFC激励集成电路IC601（FA5501）完成。FA5501AN是日本富士电机生产的PFC主用集成控制芯片，工作模式为临界模式。同时，采用升压电路方式工作，输出电路可以恒定，也可以跟随输入电源变化而变化。该芯片内部提供多种保护功能,如：开路/短路保护、欠压保护、过压保护等。 当IC701第19脚输出的PFC_ON信号为低电平，光耦PC153第1、2脚有电流经过，光耦PC153内部的光敏三极管等效电阻变小，VCC1电压经R605、PC153第3、

4脚加到16V稳压二极管ZD601负端，使Q601导通，输出约14V的VCC3电压，再加到IC601（FA5501AN）第8脚后，内部振荡电路开始工作。并从IC601第7脚输出PFC激励信号，经Q605、Q604轮流导通后，经灌流电路限流电阻R601、R602和放电二极管D602、D603加到开关管Q602、Q603栅极。Q602、Q603的源极经过取样电阻R620、R619接地，电阻上的电压大小反映了流经Q602、Q603的电流大小。该电压作为Q602、Q603过流检测信号输入到IC601第4脚，即过流保护检测输入端。当出现负载电流过大时，R620、R619上的电压上升后，此电压从IC601第4脚传给IC601，并在芯片内部和阀值电压进行比较。如果高于阀值电压，芯片IC601就会停止工作，同时IC601第7脚也不再有激励信号输出。

IC601第1脚是PFC输出电压的稳压控制端，PFC电压取样电阻R614、R615、R616、R617、R611、R612分压在R611上形成2.5V左右的反馈取样电压，传送给IC601第1脚后，分别进入芯片内部的误差放大器和过压比较器。在误差放大器中，反馈电压与基准电压2.5V进行比较，产生的误差电压经放大器放大后，调整开关激励信号的导通时间，从而控制开关电源输出稳定的PFC电压。在过压比较器中，如果反馈电压超过380V，比较器就输出高电平的控制信号，控制IC601第7脚不输出PFC激励信号，此时IC601停止工作。 IC601第2脚是内部误差运算放大器的输出负载端，第2脚外接由C605、R60、C614组成的低通滤波器，起软启动的作用，改变低通滤波器的时间参数，可以改变稳压控制器的响应速度及平均度。 (4）临界模式

本PFC电路工作在临界模式，就是开关管Q602、Q603工作在断续导通模式，当IC601第3脚输入的“馒头”波形振幅为零时，开关管Q602、Q603截止；当输入的“馒头”波形振幅小时，开关管工作频率低，而当输入的“馒头”波形振

幅大时，开关管工作频率高。 IC601第5脚是过零检测取样信号（ZDC）输入端，此信号用于控制开关管停止工作的取样信号，该脚接在L601的次级绕阻上。因而检测到的是电感电流，即外电源流入L601的电流。当电感电流为零时，IC601内部过零检测电路输出翻转，将RS触发器置1，第7脚输出高电平PFC脉冲，使Q602、Q603导通。此时，从D101整流后出来的脉动直流电压，即“馒头”型波形流过变压器L601的初级绕阻，并将电能在储存电感中。当电感电流增大到一定值时，Q602、Q603关闭。这也是通过RS触发器进行控制的，而当电感电流再次为零时，ICD电路控制Q602、Q603再次导通。 IC601第3脚是脉动直流电压波形(馒头波形)取样输入端，由于临界模式的PFC电路，其开关管的开关频率是随输入脉动直流电压（馒头波形）变化而变化。因此，从IC601第3脚送入一个波形的基准。如果第3脚没有波形输入，则PFC电路就无法工作。 每次开机时，在电源开关接通的瞬间，可以是交流正弦波的任意瞬间值。如果在正弦波的过零点接通，那么在电感L601电流的增长将比较缓慢，L601的自感电势也比较低。如果电源开关接通的瞬间在正弦波的峰峰值，那么开机时给电感L601所加的就是一个突变的电压。此电压再通过L601、D605形成较大的电流，即开关浪涌电流，对C618、C617充电。由于瞬间电流较大，会引起电感上产生极大的自感电势，该电势会大于所加电压的好几倍，并对后面的电容充电，极易引起电容损坏，进而引起开关管过流取样电路及保险丝损坏。

由于上述原因，在电路中设置了二极管D811，在接通电源的瞬间，电流首先通过D811对C810进行充电，从而使流过L601的电流减小，产生的自感电势也随之减小，消除了开机瞬间有可能出现的大电流。所以，该电路又被称为浪涌电流保护电路。PFC电路正常工作后，由于D611正极电压为360V，负极电压为380C，D611呈反偏截止状态，对电路没有影响。 9、VS电压形成电路 (1)、电路简介

VS开关电源电路主要由振荡激励集成电路IC801(NCP1207)、单端输出的开关电路Q803、Q801、开关变压器T801及整流输出电路等部分组成。电路还设计了稳压输出过压保护等控制电路，最终产生197V的VS电压。 （2）、VS电路工作原理

当VCC3电压加到IC801第6脚时，内部电路启动后从IC801第5脚输出。PWM为高电平时，PWM脉冲信号分为两路，一路经R803限流电阻和放大二极管D801加到Q801栅极；另一路经限流电阻R812和放大二极管D804加到Q803的栅极，Q801和Q803同时导通，PFC信号经R801、T801第9、6脚绕阻、Q801和Q803的漏极和源极通过R816到地形成电流。此时T801第9、6脚产生自感电势，T801第9脚为正，第6脚为负。当PWM脉冲信号为低电平时，Q801、Q803截止，T801第9、6脚绕阻的电流被截止。此时T801第9、6脚内部的磁能无法继续保存，则转换为自感电势。其方向为9负、6正。由于第9、6脚绕阻感应电势方向，T801第13、18脚次级绕阻产生的感应电流经D851整流与C857、C856、C854、C860滤波形成190V的VS电压，D802、D803、C801、R800、R802是尖峰吸收回路。随着T801第9、6脚放电，T801的储能减小，T801第4脚减小下降到门限压时，比较触发被重置，IC801第5脚输出PWM信号，开始下一个周期。此部分电路如下图五:

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