В этом материале рассматривается схемотехника блоков питания BN44-00209 и BN44-00214, которые используются в 32-дюймовых ЖК телевизорах SAMSUNG со светодиодной (LED) краевой подсветкой панели. Аналогичные по схемотехнике блоки BN44-00191 и BN44-00192 используются в 26- и 32-дюймовых телевизорах SAMSUNG. Надеемся, что материал поможет провести грамотную диагностику этих узлов, определить дефектные элементы и восстановить работоспособность блока питания и телевизора.
Применяемость блоков питания и конструктивные особенности
Блоки питания BN44-00209 и BN44-00214 используются в 32дюймовых ЖК телевизорах "Samsung LN32A450C1D".
Аналогичные с BN44-00209 по схемотехнике блоки BN44-00191 и BN44-00192, за исключением обозначений выходных разъемов, используются в 26- и 32-дюймовых телевизорах SAMSUNG, в частности, в моделях "Samsung LE-26/32S81B, "Samsung LE-26/32R82BX".
Блок питания BN44-00209
Конструктивно все элементы блока питания BN44-00209 размещены на одной плате, внешний вид которой приведен на рис. 1.
Рис. 1. Внешний вид платы блока питания BN44-00209
Рассматриваемый блок питания функционально можно разделить на следующие узлы:
- корректор коэффициента мощности (ККМ или PFC - Power Factor Corrector);
- дежурный источник питания (ИП);
- рабочий (или основной) ИП;
Рассмотрим схемотехнику этих узлов более подробно.
Корректор коэффициента мощности
ККМ служит для повышения КПД источника питания за счет уменьшения реактивной составляющей нагрузки питающей сети. На рис. 2 приведена принципиальная электрическая схема ККМ и дежурного ИП.
ККМ реализован по схеме повышающего преобразователя (Boost). в составе которого дроссель (индуктор) LP801, силовой ключ - MOSFET-транзистор QP801S (VD=600 В, ID=11 А) и управляющий контроллер ICP801S типа FAN7530 фирмы Fairchild Semiconductor. Микросхема FAN7530 работает в режиме критической проводимости CRM (Critical Conduction Mode), т.е. на границе прерывистого и непрерывного токов через индуктор. Подробное описание этого режима приведено в [1]. Силовой MOSFET-транзистор включается при переходе тока в индукторе через нулевое значение, а выключается сигналом, который вырабатывается при сравнении пилообразного напряжения внутреннего генератора ИМС с напряжением усилителя сигнала ошибки, на входе которого присутствует выходное напряжение ККМ. Таким образом, время включения силового ключа фиксировано, а время выключения можно регулировать.
Микросхема FAN7530 обеспечивает защиту от высокого напряжения на выходе (OVP), от обрыва обратной связи, токовую защиту силового ключа (OCP) и защиту от низкого напряжения питания (UVL). При напряжении питания 14,5 В (выв. 8) в рабочем режиме потребляемый ИМС ток равен 1,5...2 мА. Выходной тотемный каскад ИМС обеспечивает ток (выв. 7) +500/-800 мА. Назначение выводов FAN7530 приведено в таблице 1.
Таблица 1. Назначение выводов FAN7530
Вывод | Обозначение | Описание |
1 | INV | Инвертирующий вход усилителя сигнала ошибки. К нему подключается выход повышающего конвертора через резистивный делитель, понижающий напряжение до 2,5 В |
2 | MOT | Вывод для установки крутизны спада пилообразного напряжения (ПН) внутреннего генератора, через резистор подключается к "земле". Ток через резистор пропорционален крутизне спада ПН. Напряжение на выводе стабилизировано на уровне 2,9 В |
3 | COMP | Выход усилителя сигнала ошибки, компоненты цепи компенсации подключаются между этим выводом и "землей" |
4 | CS | Вход компаратора узла токовой защиты OCP. Напряжение, пропорциональное току через силовой MOSFET-транзистор, снимается с резистивного датчика, установленного между истоком MOSFET и "землей", и подается на этот вывод |
5 | ZCD | Вход детектора нулевого тока через индуктор. При уменьшении напряжения на этом выводе от 1,5 до 1,4 В MOSFET-транзистор открывается |
6 | GND | Сигнальная и силовая "земля" |
7 | OUT | Выходной сигнал драйвера, пиковые значения вытекающего и втекающего токов равны соответственно +500 и -800 мА |
8 | VCC | Напряжение питания ИМС (11...21 В) |
В рассматриваемом блоке питания ККМ работает только в рабочем режиме телевизора (ТВ). Этот узел включается сигналом PWR-ON/OFF, который формируется управляющим микроконтроллером ТВ и подается на контакт 1 разъема CNM802 (см. рис. 6), активный уровень сигнала - низкий. Этим же сигналом основной источник питания ТВ (см. описание ниже) переключается из де-журного режима в рабочий. Сигнал Power ON/OFF открывает ключ на транзисторе QB851, через светодиод оптрона PC801S течет ток (его анод подключен к дежурному напряжению 5 В (ST-BY5.2V на рис. 2), фототранзистор оптрона открывается и включает стабилизатор напряжения 14,5 В на элементах QB802, ZDB805, от
которого питается контроллер ICP801S (выв. 8). Вход стабилизатора QB801 ZB801 подключен к дежурному ИП - к обмотке 1-2 импульсного трансформатора
TB801S через выпрямитель DB803 СВ806. От этого же стабилизатора QB802 ZDB805 питается и контроллер основного ИП ICM801 (рис. 3).
Рис. 3. Блок-схема ИМС FSQ0365RN
Дежурный источник питания
Этот узел реализован по схеме обратноходового преобразователя (рис. 2), управляемого ШИМ контроллером FSQ0365RN (ICB801S) фирмы Fairchild Semiconductor. Микросхема имеет энергосберегающий пакетный режим (Burst Mode) и предназначена для работы в источниках с выходной мощностью до 20 Вт (в корпусе открытого типа). В данном случае на выходе источника формируется напряжение 5,2 В с током в нагрузке до 0,6 А. ИМС работает на фиксированной частоте 55...67 кГц и имеет в своем составе следующие узлы (см. блок-схему на рис. 3): генератор фиксированной частоты, схему блокировки при низком питающем напряжении, гашения переднего фронта (LEB), драйвер силового ключа, сам силовой MOSFET-транзистор, схему "мягкого" старта, прецизионный источник тока и схемы защиты. Назначение выводов ИМС в корпусе DIP-8 приведено в таблице 2.
Таблица 2. Назначение выводов ИМС FSQ0365RN
Номер вывода | Обозначение | Описание |
1 | GND | "Земля" и исток силового MOSFET-транзистора |
2 | VCC | Напряжение питания ИМС |
3 | VFB | Неинвертирующий вход ШИМ компаратора, сюда подается напряжение обратной связи |
4 | SYNC | Вход синхродетектора (компаратора) для определения моментов переключения по спаду напряжения на стоке MOSFET Пороговые уровни компаратора равны 0,7/0,2 В |
5 | VSTR | Вход высоковольтного источника тока для запуска ИМС, подключается в выходу сетевого выпрямителя |
6-8 | DRAIN | Сток силового MOSFET-транзистора |
ИМС запускается от внутреннего высоковольтного источника тока, подключенного через выв. 5 к сетевому выпрямителю через ограничитель тока RB810 RB811. Источник тока заряжает внешний конденсатор CB804 (подключен к выв. 2 (VCC) ИМС). Контроллер включается при достижении напряжения на выв. 2 уровня 12 В и выключается, если оно меньше 8 В. Режим токового управления реализуется обратной связью из шунт-регулятора ZDTB851 (KIA431A) и оптрона PC804S, формирующей напряжение обратной связи на входе компаратора ошибки FB (выв. 3). Сравнение этого напряжения с напряжением на датчике тока в цепи силового ключа (встроен в ИМС) определяет рабочий цикл схемы. Микросхемай обеспечивает режим ограничения тока через ключ в каждом рабочем цикле. Схема LEB обеспечивает гашение переднего фронта управляющего импульса в момент открытия MOSFET для исключения ошибки срабатывания схемы токового ограничения.
Для минимизации помех и потерь при коммутации в ИМС используется технология, при которой силовой ключ включается в момент, когда напряжение на стоке достигает минимума (Valley Switching Converter). Этот метод иллюстрирует рис. 4. Напряжение на стоке контролируется косвенно на обмотке импульсного трансформатора.
Рис. 4. Эпюры сигналов к описанию технологии Valley Switching Converter, где: а - напряжение Vds на стоке силового MOSFET-транзистора (выв. 6-8 ICB801S), б - напряжение на входе синхродетектора Vsync (выв. 4), в - напряжение Vgate на затворе MOSFET-транзистора
Рис. 5. Эпюры сигналов к описанию пакетного режима, где: а - напряжение VO на выходе источника питания, б - напряжение Vfb на входе обратной связи ИМС (выв. 4 ICB801S), в, г - соответственно напряжение на стоке VDS и ток ID силового MOSFET-транзистора (выв. 6-8)
Традиционно для ИМС такого типа в FSQ0365RN реализовано несколько видов защиты: от перезагрузки (OLP), токовая (OCP), от высокого напряжения (OVP) и термозащита (TSD). Срабатывание любой из них приводит к выключению силового MOSFET-транзистора, падению напряжения VCC (выв. 2) ниже 8 В и рестарту ИМС.
Энергосберегающий (пакетный) режим включается при уменьшении нагрузки. В этом случае напряжение обратной связи на выв. 3 также уменьшается, когда оно достигает уровня 350 мВ, прекращается коммутация силового ключа (см. эпюры на рис. 5). Выходное напряжение ИП падает, а напряжение обратной связи VFB растет. Когда оно достигает уровня 550 мВ, снова разрешается коммутация силового ключа и далее цикл повторяется.
Приведем параметры встроенного силового MOSFET-транзистора: VD=650 В, IDM=12 А, RDS ON=3,5...4,5 Ом (ID=0,5 A).
Продолжение следует
Автор: Павел Потапов (г. Москва)
Источник: Ремонт и сервис