三星等离子V3屏电源电路原理与维修资料.docx

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三星等离子V3屏电源电路原理与维修资料

海信使用的三星V3屏等离子电视，社会拥有量很大。

随着时间的推移，该系列产品正逐渐进入维修期。

等离子彩电上的主板和AV板由于大家经常接触，都比较熟悉，这里不作介绍。

由于等离子电源是和屏电路一起由三星公司成套提供，维修配件和维修资料都相对匮乏，给维修人员地检修带来了相当大的难度。

由于各厂家换板的周期长，并且还不一定能申领到备件，这就导致了我们必须要对电源进行元器件的维修。

下面主要介绍一下，该系列机型用的三星V3屏等离子电源的工作原理与常见故障的检修。

　　整机电源电压产生流程方框图：

图1等离子V3屏电源方框图

　　上面是根据检修经验所得而绘制成的电压产生方框图，从上图可以看出，每一个电源电压的产生，都是需要有前提条件的。

也就是说，后级电压的产生，都是建立在前级工作正常的条件下的。

如果前级电压不能正常产生，后级的电压肯定不正常。

大家只要明白了某一路电压的产生条件，就会准确找到相应的故障部位。

　　一、进线抗干扰电路及VSB（待机5V）电压形成电路：

　　AC220V经插座CN8001进入后，经F8001进入SA8001、R8005、C8004、C8096、L8002、RA8001、R8004、C8003、C8008、C8006组成的过压保护电路和前级进线抗干扰电路。

滤除干扰信号后的交流电压分成两路，一路送到由L8003等元器件组成的下一级抗干扰电路，如图2所示：

图2二级进线抗干扰电路

　　另一路经F8002、D8007、C8017整流滤波后，形成不稳定的300V直流电压。

该电压经过T8001的＃2脚～＃1脚绕组加到IC8003（TOP223PN）的＃5脚。

TOP223PN的内部方框图如图3所示，5VSB形成电路如图4所示：

图3TOP223P内部方框图

图45VSB电压形成电路

　　IC8003进入工作状态，从T8001的次级绕组整流滤波（D8014、C8018）后，形成VSB（+5V）电压，给主板CPU 供电。

该电压还经D8015隔离后，产生F/B-VCC电压给后级电路的稳压部分供电；同时，VSB电压经过R8035使LED8003点亮（绿色）。

T8001的另一组绕组感应出的信号，经D8006、C8016整流滤波后，形成18V的电压加到Q8012的发射极，Q8012处于截止状态。

　　稳压部分：

5VSB输出电压经R8055、VR8002、R8061、R8060分压取样后，加到精密误差放大集成电路IC8006（KA431）的控制端；同时，5VSB电压还经R8049、光耦IC8004内部的发光二极管，加到IC8006的控制输出端。

当某种原因使5VSB电压升高时，经R8055、VR8002、R8061、R8060分压取样后的电压上升，IC8006的控制脚电压上升。

光耦IC8004内部的发光二极管发光强度增加，IC8004内部的光敏三极管的等效电阻变小，D8013整流、C8021滤波后，通过IC8004加到IC8003的＃4脚（F/B）电流升高，经内部转换后的脉宽时间减少。

T8001的储能时间减少，经D8014整流、C8018滤波后的5VSB电压降低；当某种原因使5VSB降低时，送入IC8003的＃4脚电流减小，IC8003输出的脉宽时间增加，T8001的储能增加，5VSB电压升高，从而实现了5VSB电压的稳定输出。

　　电压输入过高保护电路：

经桥式整流块D8007和C8017滤波后，形成的300V不稳定直流电经R8040、R8048、R8052、R8057分压后，加到Q8014的基极；同时，300V不稳定直流电还经R8056、R8062、光耦IC8007的＃1脚、＃2脚加到Q8014的集电极。

正常时，Q8014不能导通，光耦IC8007内部的等效电阻很大，AC-DET输出高电平；当电源电压过高时，Q8014的基极电压升高，Q8014导通，光耦IC8007内部的等效电阻变小，AC-DET变为低电平，整机保护，但本机没有使用电压输入过高保护功能。

　　二、PFC电路工作原理：

　　如图5所示，当我们发出二次开机指令后，RELAY信号由高电平变为低电平，此时Q8009导通，Q8013也跟着饱和导通，Q8013的集电极变为低电平。

一路被送到HIC8002，做为一个PS-ON的检测信号；另一路通过光耦（IC8005）隔离后，经过R8058使Q8012的基极变为低电平，Q8012饱和导通，输出受控的18V电压。

图5开机信号输入控制电路

　　该电压一路经IC8009（7815A）稳压后，产生15V的PFC-VCC电压，为PFC膜块HIC8001供电；另一路送到Q8010的发射极待命。

同时，Q8013集电极电压的降低，还使Q8004、Q8006饱和导通，继电器RLY8001吸合，LED8002点亮（绿色）。

AC220V经C8006、C8007、L8003、RLY8001、R8009、R8010、C8001、C8009、L8004、C8002、C8010、C8005组成的二次、三次进线抗干扰电路后，送入D8003得到100Hz的脉动直流电，加到PFC电路。

此时，通过R8037、R8038、R8039和R8044、R8045，为PFC膜块HIC8001提供检测信号。

　　下面介绍一下彩色电视机中不常用的APFC 电路原理，以帮助大家理解。

提到PFC电路，就不得不提功率因数校正。

功率因数是衡量电器设备性能的一项重要指标，功率因数低的电器设备，不仅不利于电网传输功率的充分利用，而且往往这些电器设备的输入电流谐波含量较高。

实践证明，较高的谐波会沿输电线路产生传导干扰和辐射干扰，影响其它用电设备的安全经济运行。

例如：

对发电机和变压器产生附加功率损耗，对继电器、自动保护装置、电子计算机及通讯设备产生干扰，造成误动作或计算误差。

因此，防止和减小电流谐波对电网的污染，抑制电磁干扰，已成为全球性普遍关注的问题。

国际电工委员会对与之相关的电磁兼容法规，对电器设备的各次谐波都做出了限制性的要求，世界各国尤其是发达国家已开始实施这一标准。

随着减小谐波标准的应用推广，更多的电源设计结合了功率因数校正（PFC）功能。

许多新型元器件和PFC拓扑相继涌现，有助于电网传输功率的充分利用和减少谐波对电线路产生的干扰，功率因数校正电路分为无源功率因数校正电路和有源功率因数校正电路。

　　为什么在一般的电路中功率因数较低呢？

有很多因素的影响，其中，影响功率因数的主要原因是这些电器的整流电源普遍采用电容滤波型桥式整流电路（图6电流滤波桥式整流电路）。

图6电容滤波桥式整流电路

　　这种电路的基本工作过程：

在交流输入电压的正半周，D1、D3导通，交流电压通过Dl、D3对滤波电容C充电，若Dl、D3的正向电阻用r表示，交流电源内阻用R表示，则充电时间常数可近似表示为：

τ=（2r+R）C

　　由于二极管的正向电阻r和交流电源内阻R很小，故电阻很小。

滤波电容C很快被充电到交流输入电压的峰值，当交流电源输入电压小于滤波电容C的端电压时，Dl、D3就处于截止状态；同理，可分析负半周D2、D4的工作情况。

由分析不难看出，当电路达到稳态后，在交流输入电压的一个周期内，二极管导通时间很短，输入电流波形畸变为幅度很大的窄脉冲电流（图7畸变电流波形）。

图7畸变电流波形

　　由上图可分析出，这种畸变的电流含有丰富的谐波成分，严重影响电器设备的功率因数。

由理论推导也可以证明，功率因数与电流总谐波含量的近似关系为：

　　因此，降低电器设备的输入电流谐波含量是提高功率因数的根本措施。

　　为了提高效率，减少谐波畸变率，必须进行功率因数校正。

为了减少成本，在低功率的条件下，采用无源功率因数校正电路，这种功率因数校正电路适合在小功率、低损耗，成本低的条件下使用。

　　由于三星V3屏等离子对屏电源要求功率大，不适合采用无源功率因数校正电路，所以使用了APFC型有源功率因数校正电路。

功率因数校正基本原理：

利用功率因数校正技术，使交流输入电流波形完全跟踪交流输入电压波形的变化，使输入电流呈纯正正弦波，并且和输入电压同相位。

使电流基波与电压基波之间的相位差趋于零，使余弦值等于1，从而实现功率因数校正。

　　下图是APFC电路工作原理方框图：

图8APFC电路工作原理方框图

　　输出电压与参考电压比较后，经电压环控制器得到输出值，并与输入整流后的电压值相乘，得到电流基准信号。

输入电流与基准信号比较后，经电流环控制器，其输出信号再通过PWM发生器产生控制信号来控制开关管的通断。

因为控制信号是占空比周期性变化的信号，所以得到的输入电流波形跟随输入电压整流后的波形。

当开关频率比输入电压频率高得多时，输入电流具有与输入电压相同的电压波形，因此达到提高功率因数的目的。

　　三星V3屏等离子PFC电源实际电路如图9所示，HIC8001的内部电路如图10所示。

图9三星V3屏等离子PFC电源实际电路

图10HIC8001的内部电路图

　　当IC8009输出的PFC-VCC电压加到膜块HIC8001的＃3脚和＃10脚后，HIC8001内部的振荡电路开始工作，从HIC8001的＃11脚输出PWM信号，经R8128加到Q8003的基极，经Q8003射随后，分别加到Q8001和Q8002的栅极。

Q8001和Q8002同时导通，脉动直流电经L8001、Q8001和Q8002、限流电阻R8023和R8026回到桥堆D8003的负极输出，电感L8001储能。

一段时间后，Q8001和Q8002截止，脉动直流电和L8001上储存的电能经过D8002整流，C8012、C8013滤波后，形成约400V的PFC电压。

为防止Q8001和Q8002截止期间过高的反峰电压，损坏Q8001和Q8002，故本电源增加了两只旁路二极管D8001和D8046。

输出的PFC电压经R8002、R8008、R8013、R8017、R8024、VR8001分压后，送入膜块HIC8001的＃16脚（F/B），调整HIC8001的PWM脉冲输出（改变Q8001和Q8002的导通时间），使L8001的储能时间改变，从而稳定PFC的输出电压。

调整可调电位器VR8001，就可以改变PFC输出电压的高低。

经R8023、R8026取样后，经R8152送入HIC8001的＃12脚，作为PFC控制电路的过零电压检测信号，防止Q8001和Q8002在脉动直流电的过零点导通，损坏场效应管。

同时，PFC模块HIC8001还输出高电平的RELAY-ON信号和低电平的PFC-OK信号。

RELAY-ON信号使光耦IC8002内部的发光二极管导通，IC8002内部的光敏三极管等效电阻变小，Q8005、Q8006导通。

指示灯LED8001点亮，继电器RLY8002吸合，R8009和R8010被短路，减小了PFC电路自身的功耗。

如果继电器RLY8002不能吸合，长时间通电会损坏R8009和R8010。

低电平的PFC-OK信号经R8071加到Q8010的基极，Q8010导通，输出DC-VCC电压为副电源板和后级供电。

　　此时，AC220V经桥式整流块D8003整流出的脉动直流电，经R8001、R8007、R8012、R8022、C8014分压滤波后的电压加到Q8007的基极，Q8007导通，光耦IC8001内部的发光二极管截止，IC8001内部的光敏三极管等效电阻很大，不能将IN-SC信号接到地上，IN-SC信号为4V的高电平。

保护模块HIC8002检测到此电平后，从模块的＃27脚输出高电平的PANEL-POWER信号，经R8078、R8079加到Q8015的基极，Q8015导通，5VSB电压经R8075、光耦IC8008内部的发光二极管、Q8015的C/E极到地。

IC8008内部的发光二极管发光，内部的光敏三极管等效电阻变小。

Q8011导通，输出VCC-S电压为HIC8003、IC8023供电。

　　三、VA、D5VL、D3V3电压的形成：

　　PFC电压分成三路，一路经插座CN8009送到副电源板，用以产生32V的调谐电压和12V的伴音功放电压；第二路PFC电压经F8003后，加到Q8016的漏极；第三路PFC电压经F8003，T8005的＃16脚～＃11脚绕组，加到IC8023（1M0880）的＃1脚。

1M0880的内部方框图如图11所示，VA电路部分如图12所示。

图111M0880内部方框图

图12VA部分电压形成

　　此时，由Q8011产生的VCC-S电压也加到IC8023的＃3脚，IC8023进入正常的工作状态。

T8005的次级绕组，一路经D8040整流、C8059滤波后，产生65～80V的VA电压，用于维持板的供电；另一路经D8042、C8063整流滤波后，分成三路：

一路经稳压膜块IC8022（78R15）后，产生15V的VCC电压；第二路经IC8024（2576T-ADJ）DC/DC转换后，产生3.3V的D3V3电压；第三路经IC8026（2576T-ADJ）DC/DC转换后，产生5V的D5VL电压。

D3V3和D5VL电压，主要用于给逻辑板供电及其它板子的小信号供电。

　　稳压：

F/B-VCC经R8129、光耦IC8025内部的发光二极管，加到精密稳压器IC8029（TL431）的控制输出端；同时，VA电压经R8134、R8138、R8142、VR8007加到IC8029的控制输入端。

当某种原因使VA电压升高时，光耦IC8025内的发光二极管发光强度增加，IC8023外部的分流电流加强，经IC8023转换后，使T8005的储能减小，VA电压下降；当电压下降时，稳压过程与上述过程相反。

　　四、VS电压和其它电压的产生：

　　1、VS电压的形成：

　　逻辑板得到D3V3和D5VL供电后，内部CPU进入工作状态，送出相应的信号给Y驱动板、维持板，X板。

此时，逻辑板上的指示灯LED2000闪亮；同时，给电源板返回一个高电平（3.3V）的VS-ON信号。

高电平的VS-ON信号使Q8023饱和导通，通过光耦IC8017的隔离，使HIC8003的＃4脚变为低电平，HIC8003进入工作状态。

HIC8003内部原理图如图13所示，VS电压形成电路原理如图14所示，HIC8004的内部电路如图15所示。

图13HIC8003模块内部电路图

图14VS电压的形成电路

图15HIC8004内部电路图

　　从HIC8003的＃15脚输出正向的驱动信号，使Q8019、Q8020、Q8016进入工作状态；从＃9脚输出负向的驱动信号，使Q8021、Q8022、Q8018进入正常的工作状态。

此时，由Q8016、Q8018、C8031、T8002组成的谐振开关电路正常工作起来。

次级绕组经D8021、D8022、D8029、D8030桥式整流和HIC8004、L8005、C8032、C8033滤波处理后，产生160～185V的VS电压，给等离子屏的Y驱动板和维持板供电，HIC8004为桥式整流电路的消噪声厚膜电路。

　　稳压：

F/B-VCC经R8103、光耦IC8014内部的发光二极管，加到精密稳压器IC8016（TL431）的控制输出端；同时，VS电压经R8106、R8107、R8110、VR8004、R8111加到IC8016的控制输入端。

当某种原因使VS电压升高时，光耦IC8014内的发光二极管发光强度增加，HIC8003的＃3脚（VS-F/B）电流被光耦IC8014内光敏三极管分流的电流增加，经HIC8003的内部处理后，使Q8016、Q8018的导通时间减小，T8002的储能时间减小，VS电压下降；反之亦然，所以达到了稳压VS的目的。

调整VR8004的阻值，就可以调整输入到IC8016控制输入端的电压高低，进而改变VS输出电压的平衡点，从而调整了VS电压的高低。

　　2、VSET电压形成：

　　VS输出的电压分成三路。

　　一路经F8004送到T8003的＃5脚，经T8003的内部绕组后，从＃3脚输出到IC8012（5M0380R）的＃2脚，5M0380R的内部方框图如图16所示，电路图如图17所示。

图165M0380R内部方框图

图17VSET电压形成

　　启动电压同时经R8094、C8041、C8042滤波后，加到IC8012的＃3脚，IC8012和T8003组成的开关电源正常工作，从次级D8023、C8034整流滤波得到135～165V的VSET电压；另一路经D8032整流、C8037滤波、D8033隔离后，形成F/B-VCC电压。

　　稳压：

T8003次级绕组经D8032、C8037整流滤波后，形成VSET的取样电压，经R8097、光耦IC8011内的发光二极管，加到精密稳压器IC8013（TL431）的控制输出端；同时，VSET电压经R8098、R8099、R8102、R8104、VR8003分压后，加到精密稳压器IC8013（TL431）的控制输入端。

VSET电压的高低变化经光耦IC8011隔离转换后，使IC8012的＃4脚的分流电流改变，从而改变T8003的储能时间，稳定VSET电压的输出。

　　3、VSCAN电压形成，如图18所示：

图18VSCAN电压的形成

　　第二路经F8004和T8004的＃6脚～＃3脚绕组，加到IC8019（跟IC8012一样，用的是5M0380R）的＃2脚。

启动电压经R8116、C8057、C8054整流滤波后，加到IC8019的＃3脚。

经次级的D8034、C8052负向整流滤波后，得到-70V的VSCAN电压；另一路经D8039、C8055整流滤波后，为稳压电路供电。

其稳压原理也与VSET部分一样，这里不再赘述。

　　4、VE电压形成：

　　第三路经F8005和T8006的＃5脚～＃3脚绕组，加到IC8027（1M0680B）的＃1脚，1M0680B的内部方框图如图19所示，电路原理图如图20所示。

图191M0680B的内部方框图

图20VE电压形成电路

　　VS电压经保险丝F8005、T8006的＃5脚～＃3脚绕组，加到IC8027的＃1脚；同时，VS电压经R8131、C8075、C8076整流滤波后，加到IC8027的＃3脚，IC8027和T8006组成的开关电源进入正常的工作状态。

次级的D8044、C8071整流滤波得到125～155V的VE电压，为维持板供电。

　　稳压：

T8006的另一路次级绕组经D8049、C8077整流滤波后，为稳压部分提供电压。

经R8136、光耦IC8028内的发光二极管，加到精密稳压器IC8030（TL431）的控制输出端。

VE电压经R8137、R8140、R8144、R8146、VR8008分压后，加到精密稳压器IC8030（TL431）的控制输入端。

当VE升高时，IC8030的控制输入端分得的电流升高，IC8030的输出端电压变低，光耦IC8028内的发光二极管发光强度增加，IC8027的＃4脚（F/B）电流被光耦IC8028分流的电流增加，T8006的储能时间减小，VE输出电压下降；当某种原因使VE电压降低时，稳压过程与上述过程相反。

　　五、保护电路：

　　该机的保护电路除了每级电路自身的过流、过热保护以外，还专门做了一个保护模块HIC8002。

HIC8002的内部电路如图21所示，保护电路如图22所示。

图21HIC8002内部电路图

图22保护模块电路

　　输出的各组电压都会被送到HIC8002内进行检测，当其中一路不正常时，HIC8002的＃1脚FA1L1就会输出一个高电平，使可控硅Q8017饱和导通，LED8004（红色）被点亮。

经过光耦IC8010隔离后，使Q8006的基极电压为0V，Q8006截止；RLY8001跳开，使后级的PFC供电断开，PFC后续的电路全部停止工作。

同时，HIC8002的＃27脚还输出一个低电平的PANEL-POWER信号，使Q8015截止，通过光耦IC8018的隔离，使Q8011截止。

断开VS和VA部分开关电源集成电路的供电，使VA和VS部分的开关电源集成电路退出工作状态。

　　当某一路有过流造成Q8001和Q8002温度升高时，在同一散热片上的TC8001检测到这一异常的过热情况后，通过光耦IC8018的隔离，使Q8024截止，Q8024的集电极变为高电平，通过D8035的隔离，使Q8017的“K”极变成高电平，可控硅Q8017导通。

和前面的一样，LED8004点亮，整机进入保护状态。

　　六、副电源工作原理：

　　PFC电压经插座CN8009送入副电源板后，经L9002和F9002送入T9001的＃10脚～＃4脚绕组，最后进入IC9002（KA1M0680R）的＃1脚，KA1M0680R的内部方框图如图19所示。

此时，PFC-OK信号变为低电平，Q8010导通，输出DC-VCC电压，经插座CN8009的＃5脚、R9020送入IC9002的＃3脚，IC9002和T9001组成的开关电源工作，各次级产生出相应的感应电压。

　　T9001的＃2脚～＃3脚绕组感应的电压，经D9005、F9005、C9022和R9015、R9016、C9023组成的π型滤波电路滤波后，得到33V的VT电压。

其中，ZD901和ZD902组成稳压电路，防止VT电压过高，损坏高频头。

　　T9001的＃6脚～＃7脚绕组产生的感应电压，经D9001、C9001、C9002整流滤波后，得到12V的直流电，其得到的直流电压分成四路：

第一路经L9001、C9014、L9015输出A12V电压；第二路经L9006、C9012、C9008输出D12V电压；第三路直接送到IC9005（LM2576T-ADJ）的＃1脚，经IC9005和L9003组成的DC-DC转换后，变成D6V、A6V、D6VS电压，为信号主板供电；第四路直接送到IC9006（LM2576T-ADJ）的＃1脚，经IC9006和L9005组成的DC-DC转换后，变成D3V3和D3V3S电压，为主板数字处理部分供电。

　　该部分的稳压原理也很简单，12V经R9017加到光耦IC9004的＃1脚；同时，经R9019、R90003、R9004、VR9002分压后的电压，加到IC9007（精密稳压器TL431）的控制脚。

当电压高低变化时，IC9007的控制脚会随着12V的高低而跟随变化。

IC9007的输出脚接在光耦IC9004的＃2脚，以12V电压升高为例：

当12V升高后，加到IC9007的控制脚电压上升，IC9007的输出端电压降低，光耦内部的发光二极管发光强度增加，光耦内的光敏三极管内阻会随着12V电压的升高而降低，IC9002的＃4脚电压就会下降，IC9002的输出脉宽变窄，T9001的储能下降，12V电压也跟着下降；当12V电压降低后，稳压过程与上述相反。

　　七、检修要求及提示：

（一）等离子屏自我检测：

　　1、三星V2屏和V3屏：

将电源板上的插座CN8002的＃4脚POWER-ON/OFF（有的资料叫PS-ON信号）接地，可直接用金属短接＃3脚、＃4脚；或者做一个短接开关插头，插在CN8002的插座里，拨动开关来断开或短接CN8002内的＃3脚、＃4脚；

　　2、再将逻辑板上的拔动开关SW2001，由原来的外部输入模式（1、2、4上，3下）改拨成内部处理模式（1、3上，2、4下，或者3上，1、2、4下）；

　　3、利用等离子本身的电源插头，通电试机；

　　4、如果屏幕没有任何损坏，屏上应该是纯净的白