什么是恒流源呢?在我们的日常维修中,接触到的开关稳压电源基本都是恒压源,不管负载开路还是负载电流在一定的范围内变化,输出电压保持稳定不变。而恒流源则是在负载变化的情况下,能相应调整自己的输出电压,输出电压不是一个固定值,而是一个范围,使得流过负载上的电流保持恒定不变。恒流源的开关电源实际上就是在恒压源的基础上,在输出负载回路上,加上一个阻值较小的电流取样电阻,反馈给电源控制部分,形成一个闭环调节回路,电路保证这个取样电阻上的压降不变,来实现恒流输出;要注意的是恒流源不能开路工作,一旦开路,由于输出电流为零,内部电路会不断调整加大输出,造成输出电压过高击穿某些元件,因此所有恒流源必须设有输出过压检测和保护电路,当检测到电压过高时,保护电路动作,限制电压的继续上升;或者保护电路动作,锁定电路停止工作,以保证电路的安全。
下面通过分析在海信电视中大量采用的一款由芯片AP3843CP组成的LED背光恒流供电电路来认识恒流源,如图1所示。
1.LED背光供电的启动
2.电路工作过程
正常工作时AP3843CP产生频率固定脉宽可调的激励脉冲,从⑥脚输出推动功率管V902的导通和截止,当⑥脚的激励脉冲为高电平时,通过灌流电阻R979加到V902的栅极,V902导通,90V电压通过储能电感L906及导通的V902流通到地,此时电感处于储能状态,L906上的自感电势极性为左正右负;当⑥脚的激励脉冲为低电平时,通过灌流电路的VD923、R978迅速拉低V902栅极电压使V902进入截止状态,因电感中的电流不能突变,此时电感中的自感电势极性变为左负右正,与90V电压相叠加,经过升压隔离二极管VD902整流,C909、C931滤波后得的电压,为LED灯条供电。
3.LED背光供电升压电路
过流保护电路R922、R941、R921为升压回路中电流检测电阻,当电路电流过大时,检测电阻上的压降也相应增大,这个电压送到N901的③脚,当这个电压大于1V时,芯片内保护电路动作,减小输出PWM脉冲波的占空比,让输出电压变低,电流减小。
4.LED恒流控制部分
5.LED灯条回路异常输出过压保护(限压)电路
通过上面介绍我们知道,恒流源会根据负载的变化自行调整输出电压的高低,来达到恒流的目的,恒流源的负载不允许开路,为了防止LED灯条回路出现异常,输出电压过高对电路造成损坏,必须设有限压保护电路。
当LED灯条开路或插座接触不良,及V905变质损坏造成回路出现异常时,输出电压会出现异常升高,当达到设定的最高值时,电阻R926、R940、R944、R937分压取样后的OVP点的电压,也随之升高到5.6V(Vbe+Vref),V917由截止状态变为导通,V917集电极电压变低导致V945、V943也随之导通饱和,把cOM端电压拉低至0V , N901的①脚COMP端降低为0.7V,芯片停止工作,当电压降至最高电压保护值以下时,v917截止,芯片再次进入工作状态,让输出电压保持在设置的最高电压值上,限制电压继续上升。二次升压过压保护电路如图4所示。
在现实维修中,许多经验不多的师傅遇到ED背光不亮或者LED背光闪一下就黑屏的故障感到无从下手,对于这样的故障,很难判定是屏内灯条出现问题还是背光恒流供电部分出现问题,如果判断错误,造成误开屏检查内部灯条,带来风险。还有的维修师傅只能靠购置新的电源板代换来确定故障部位,再有针对性地进行维修,这样无疑增加了维修成本。当我们了解了恒流源的特性后,我们就可以自己制作简易的假负载来代替工装,配合万用表方便直观地来进行故障部位的判断,和进行恒流板的脱机维修。
本人自制的LED背光假负载,照明用的LED灯条如图5所示, 100W/1500Ω可调电阻如6所示。
我们可以按图5、图6所示多准备几个相同的灯芯和大功率电阻,把一个灯条和一个大功率电阻串联,作为一路LED灯条的假负载,以方便在维修时满足多路输出的LED背光恒流板的需要,如果遇到电压、电流参数不相符的恒流板,还可以灵活运用串并联的方法解决。
具体使用方法:在遇到故障机时 ,首先查看LED背光板上或者图纸给出的恒流电流值和电压参考值,如图7所示。根据电路板上的电压参考值,再根据自己所备的灯条正常工作时的压降,通过简单的计算,来调节可调电阻的阻值( 此值不一定要精确允许有误差),代替LED液晶电视的灯条来进行故障部位判断和脱机维修。
7.利用假负载修机两例
例1:康佳LED32E2900CE(版号:35017012)液晶彩电,故障现象是开机屏幕微闪一下,声音正常。检修过程;开机检测N701(OZ9902的12V供电和为LED灯条升压电路供电100V电庄均正常,测试二次升压电压,在开机瞬间有上升,随即降为100V,判断为过压保护电路动作,首先判断是否因灯条不良引起的过压保护,参考图纸,估算并调整假负载电阻阻值,接入电路,开机灯条亮度正常,测试电压为稳定的170V,断定问题出在屏内LED灯条。小心拆屏后,发现底部灯条挨近插座的第一颗灯珠变黑。因手头无合适的灯条和灯珠更换,考虑只有-颗灯珠损坏并且其所处位置对屏亮度影响不明显,于是应急修理将第一颗灯珠用导线短接后,接.上电源板试机,灯条点亮装机交付使用。
例2:海信LED32T36 (电源板板号:RSAG7.820.4511)液晶彩电,故障现象为开机背光闪一下后黑屏,声音正常检修过程:首先测量N901(NCP1252)的⑦脚供电电压12V和背光供电100V均正常,主板送来的SW和PWM电压也正常,背光闪一下就黑屏,说明LED背光恒流供电电路部分能够瞬间工作,后因电路不正常造成进入保护状态;测试V914的基极为0.6V,显然是过压保护电路动作导致电路停止工作,证明判断正确。接下来判断是升压电路部分引起的过压还是屏内部灯条异常引起电压升高。
按照上述方法,查看电路板标示输出电压范围,估算调整可调电阻值,制作两路相同假负载接电源板开机(注意连接极性),假负载的LEd灯串依然是闪亮一下就灭,确定故障在电源板上,接下来对升压电路的过压保护取样部分进行检测,在路测试发现R993阻值不稳定,用风枪将其吹下后测试阻值正常,怀疑R933下面红胶漏电,经过刮干清洗后,焊上R933,通电两路假负载的灯条全部点亮。拆除假负载电源板装机测试,故障排除。
提示:对于电路板和图纸没有标示输出参考电压值的机型,我们可以按照原理图,查看电路部分的过压取样点OVP的起控电压值,如例1中,芯片N701(OZ9902C)的13脚OVP达到3V时起控保护,例2中海信4511板OVP端达到16.6V时,保护电路起控保护锁定,再参考电源板OVP取样分压电阻的实际阻值,反算一下即可得出安全工作电压的范围,以此来调整假负载可调电阻的阻值。
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