作者:吴善龙
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标题:夏普46LX620A电源板电路分析
L6598各脚名称、功能:
1脚:CSS 外接软启动定时电容,通电后内部基准电压通过恒流源给该电容慢慢充电,该脚电压慢慢升高,随之同步:芯片内进入软启动阶段,此时芯片输出到外接功率MOS对管的驱动脉冲频率,称为最大频率,远高于开关电源大功率L C串联电路的固有谐振频率,因为不谐振,流过L C串联电路的电流较小,在L的次级输出的电压低,因此,此时开关电源处于轻载状态,开关电源功率MOS管功耗很小,称之为软启动。而当该脚电压达到5V以后,开关电源结束软启动,把开关电源的振荡频率切换到谐振频率附近(最小频率),此时L C串联电路因为发生了串联谐振,流过L C串联电路的电流最大,在L的次级输出电压达到最高,给负载提供很大的功率,带动LED屏幕发光,显示图像和伴时。
2脚:Rfstart 该脚到地接有一个电阻,与3脚到地外接的电容,共同用于设定软启动期间开关电源的工作频率,因为软启动期间开关电源的工作频率最高:120KHZ,因此又称为最大振荡频率设定端。 3脚:Cf 振荡频率设定脚,与2脚和4脚外接的电阻共同设定软启动期间最大振荡频率和正常工作期间最小振荡频率。
4脚:Rfmin 最小频率设定脚,与3脚外接的电容,共同设定开关电源正常工作期间的最小振荡频率:60KHZ。 5脚:OPout 检测用运算放大器输出端,该运算放大器用于发生过流、过压时,关断稳压环路的控制,进行保护。 6脚:OPon- 运算放大器反相输入端。 7脚:OPon+ 运算放大器同相输入端。
8脚:EN1 半桥锁定使能输入端。当该脚为0V时,芯片从11和15脚输出半桥上管与下管的驱动脉冲,当该脚上升到0.6V以上时,启动芯片内部的半桥驱动闭锁功能,此时11和15脚输出端同时闭锁到0V,无输出。
9脚:EN2 半桥解锁输入端。该脚与8脚的功能正好相反,芯片正常工作时,该脚电压为0V,对芯片当前状态没有影响,当该脚电压上升到超过1.2V时,可以解除半桥驱动的闭锁,从11和15脚正常输出半桥上下脚的驱动脉冲。
10脚:GND 接地脚。
11脚:LVG,半桥下管的驱动脉冲输出端。
12脚:供电脚,内部到地有齐纳稳压二极管,当该脚的供电高于16V时,为保护芯片不因过压供电而损坏,内部的齐纳稳压二极管导通,对该脚的供电电压进行钳位。
13脚:NC 空脚。是为了加大芯片高压电路与低压电路的间隔距离。
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14脚:OUT。半桥上管驱动的基准电压。 15脚:HVG。半桥上管驱动输出端。
16脚:Bboot 。半桥上管驱动的自举升压端。
L6598的8脚和9脚对驱动输出的控制时序说明:见下图。
上图中,HVG是L6598:15脚半桥上管驱动的脚出。LVG是半桥下管的驱动输出,EN1是8脚输入的驱动输出锁定电压,EN2是9脚输入的解锁电压。当8脚输入一个高电平信号时,11和15脚就停止了半桥驱动的输出。当9脚输入一个高电平信号时,11和15脚又恢复了半桥的驱动输出。
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上图说明了9脚输入的解锁电压,是怎样控制1脚的软启动电压和半桥驱动振荡器频率的。从上图可看见:当9脚输入高电平信号时,把1脚的软启动电压VCss复位到0V,把振荡频率Fout恢复到软启动频率---------最高频率。9脚的高电平消失后,芯片内部的恒流源给1脚外接的软启动定时电容充电,1脚电压逐渐升高,振荡频率逐渐降低,软启动阶段结束后,进入到正常振荡频率------Fmin。
芯片的3脚到地接有用于振荡的充放电电容,3脚的振荡波形是三角波,在三角波的下降沿,经过内部电路加工处理,得到半桥上管的驱动输出正脉冲HVG,从芯片的15脚输出。在三角波的上升沿,经过内部电路的加工处理,得到半桥下管驱动输出的正脉冲LVG,从芯片的11脚输出。从上图可见:上管的驱动脉冲与下管的驱动脉冲正好是反相180度,这就从逻辑上保证了上管与下管的交替导通,而不会出现上管与下管的同时导通。
从上图看出:上管截止的同时,下管导通:这样做从逻辑上是正确的,但实际上这样做会出现烧坏半桥上管与下管的可能。这是因为当给上管的正脉冲驱动变为低电平时,因为大功率MOS管G-S极间有较大的分布电容,D---S极间也有较大的分布电容,功率MOS管并不会随着G极正脉冲电压的消失而立即截止,而是在分布电容的作用下,还要继续导通一短暂的时间,如果此时给下管G极加上正脉冲驱动,就会出现半桥上管与下管的同时导通,在此瞬间390V的PFC电压被同时导通的上管与下管短路,产生极大的短路电流,瞬间烧坏上管与下管。因此,要在上管与下管正驱动脉冲之间插入一短暂的低电平,称为死区时间td,td时间内可保证上管与下管同时保持截止,待当前导通的管子可靠的截止后,再启动另一个管子的导通。这是任何半桥驱动电路的常识。
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下图给出了td的时间图,T1是半桥驱动脉冲周期,Tperiod是上管或下管单路驱动脉冲周期。
IC4731:L6598各脚电压:
1 2 3 4 5 6 7 8 5V 2V 2.56V 0.1V 2V 2V 2V 0V
9 10 11 12 13 14 15 16 0V 0V 5.4V 12V 空 204V 208V 213V
故障实例:通上交流电源220V后,电源板待机电源工作正常,有待机5V输出,但PFC电路和主开关电源不工作。PFC电路输出端大电解电容C4707 ( 120uf 450V)上只有310V输出。主开关电源的13.5V电源和82V电源,输出为0V。
分析与检修:PFC输出大电解上电只有310V,说明PFC电路没有工作,输出的310V电压是由交流220V电压直接整流而得。只有PFC电路工作正常时,才会把310V升压到390V输出。结合主开关电源的13.5V和82V两路电源都没有输出,即PFC电路和主开关电源同时没有工作,应当从这两个芯片的供电入手进行检测。
下图中,Q721是为PFC芯片和主开关电源芯片供电的开关管,测量该脚的C极有22V电压,但E极没有16.5V输出,再测量B极也没有电压输入,向前查PC723没有导通--------PC723的1脚(光耦内发光管正极)为0V------测R769上端有5V电压-------检测Q5711已导通------Q5712已导通-------IC5711(TL431)已导通---------G极升高到了2.56V-------检测发现TH5701内部已开路。更换TH5701,开机,OK。
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