开关电源板protel 99SE PCB设计技巧

首先从开关电源的设计及生产工艺开始描述吧，先说说印制板的设计。开关电源工作在高频率，高脉冲状态，属于模拟电路中的一个比较特殊种类。布板时须遵循高频电路布线原则。

1、布局： 脉冲电压连线尽可能短，其中输入开关管到变压器连线，输出变压器到整流管连接线。脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接 近开关电源输入端，输入线应避免与其他电路平行，应避开。Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。共摸电感应与变压器保持一定距离，以避免磁偶合。如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽，以上几项对开关电 源的EMC性能影响较大。

输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子，可影响电源输出纹波指标，两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容保持一定距离，以延长整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离，电解之间也须留出散热空间，条件允许 可将其放置在进风口。

控制部分要注意：高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路，在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样信号电路，特别是电流控制型电路，处理不好易出现一些想不到的意外，其中有一些技巧，现以3843电路举例见图(1)图一效果要好于图二，图二在满载时用示波器观测电流波形上明显叠加尖刺，由于干扰限流点比设计值偏低，图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路，开关管驱动电阻要靠近开关管，可提高开关管工作可靠性，这和功率MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关。

下面谈一谈印制板布线的一些原则。

线间距： 随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高，一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0.1mm已经不存在什么问题，完全能够满足大多数应用场合。考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺，一般双面板最小线间距设为0.3mm，单面板最小线间距设为0.5mm，焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔，最小 间距设为0.5mm，可避免在焊接操作过程中出现“桥接”现象。，这样大多数制板厂都能够很轻松满足生产要求，并可以把成品率控制得非常高，亦可实现合理的布线密度及有一个较经济的成本。

最小线间距只适合信号控制电路和电压低于63V的低压电路，当线间电压大于该值时一般可按照500V/1mm经验值取线间距。

鉴于有一些相关标准对线间距有较明确的规定，则要严格按照标准执行，如交流入口端至熔断器端连线。某些电源对体积要求很高，如模块电源。一般变压器输入侧线间距为1mm实践证明是可行的。对交流输入，(隔离)直流输出的电源产品，比较严格的规定为安全间距要大于等于6mm，当然这由相关的标准及执行方法 确定。一般安全间距可由反馈光耦两侧距离作为参考，原则大于等于这个距离。也可在光耦下面印制板上开槽，使爬电距离加大以满足绝缘要求。一般开关电源交流输入侧走线或板上元件距非绝缘的外壳、散热器间距要大于5mm，输出侧走线或器件距外壳或散热器间距要大于2mm,或严格按照安全规范执行。

常用方法： 上文提到的线路板开槽的方法适用于一些间距不够的场合，顺便提一下，该法也常用来作为保护放电间隙，常见于电视机显象管尾板和电源交流输入处。该法在模块电源中得到了广泛的应用，在灌封的条件下可获得很好的效果。

方法二： 垫绝缘纸，可采用青壳纸、聚脂膜、聚四氟乙烯定向膜等绝缘材料。一般通用电源用青壳纸或聚脂膜垫在线路板于金属机壳间，这种材料有机械强度高，有有一定抗潮湿的能力。聚四氟乙烯定向膜由于具有耐高温的特性在模块电源中得到广泛的应用。在元件和周围导体间也可垫绝缘薄膜来提高绝缘抗电性能。

注意：某些器件绝缘被覆套不能用来作为绝缘介质而减小安全间距，如电解电容的外皮，在高温条件下，该外皮有可能受热收缩。大电解防爆槽前端要留出空间，以确保电解电容在非常情况时能无阻碍地泻压.

谈一谈印制板铜皮走线的一些事项：

走线电流密度： 现在多数电子线路采用绝缘板缚铜构成。常用线路板铜皮厚度为35μm，走线可按照1A/mm经验值取电流密度值，具体计算可参见教科书。为保证走线机械强度原则线宽应大于或等于0.3mm(其他非电源线路板可能最小线宽会小一些)。铜皮厚度为70μm线路板也常见于开关电源，那么电流密度可更高些。

补充一点，现常用线路板设计工具软件一般都有设计规范项，如线宽、线间距，旱盘过孔尺寸等参数都可以进行设定。在设计线路板时，设计软件可自动按照规范执行，可节省许多时间，减少部分工作量，降低出错率。

一般对可靠性要求比较高的线路或布线线密度大可采用双面板。其特点是成本适中，可靠性高，能满足大多数应用场合。

模块电源行列也有部分产品采用多层板，主要便于集成变压器电感等功率器件，优化接线、功率管散热等。具有工艺美观一致性好，变压器散热好的优点，但其缺点是成本较高，灵活性较差，仅适合于工业化大规模生产。

单面板，市场流通通用开关电源几乎都采用了单面线路板，其具有低成本的优势，在设计，及生产工艺上采取一些措施亦可确保其性能。

谈谈单面印制板设计的一些体会，由于单面板具有成本低廉，易于制造的特点，在开关电源线路中得到广泛应用，由于其只有一面缚铜，器件的电器连接，机械固定都要依靠那层铜皮，在处理时必须小心。

为保证良好的焊接机械结构性能，单面板焊盘应稍微大一些，以确保铜皮和基板的良好缚着力，而不至于受到震动时铜皮剥离、断脱。一般焊环宽度应大于0.3mm。焊盘孔直径应略大于器件引脚直径，但不宜过大，保证管脚与焊盘间由焊锡连接距离最短，盘孔大小以不妨碍正常查件为度，焊盘孔直径一般大于管脚直径0.1-0.2mm。多引脚器件为保证顺利查件，也可更大一些。

电气连线应尽量宽，原则宽度应大于焊盘直径，特殊情况应在连线于与焊盘交汇必须将线加宽(俗称生成泪滴)，避免在某些条件线与焊盘断裂。原则最小线宽应大于0.5mm。

单面板上元器件应紧贴线路板。需要架空散热的器件，要在器件与线路板之间的管脚上加套管，可起到支撑器件和增加绝缘的双重作用，要最大限度减少或避免外力冲击对焊盘与管脚连接处造成的影响，增强焊接的牢固性。线路板上重量较大的部件可增加支撑连接点，可加强与线路板间连接强度，如变压器，功率器件散热器。

单面板焊接面引脚在不影响与外壳间距的前题条件下，可留得长一些，其优点是可增 加焊接部位的强度，加大焊接面积、有虚焊现象可即时发现。引脚长剪腿时，焊接部位受力较小。在台湾、日本常采用把器件引脚在焊接面弯成与线路板成45度 角，然后再焊接的工艺，的其道理同上。今天谈一谈双面板设计中的一些事项，在一 些要求比较高，或走线密度比较大的应用环境中采用双面印制板，其性能及各方面指标要比单面板好很多。

双面板焊盘由于孔已作金属化处理强度较高，焊环可比单面板小一些，焊盘孔孔径可 比管脚直径略微大一些，因为在焊接过程中有利于焊锡溶液通过焊孔渗透到顶层焊盘，以增加焊接可靠性。但是有一个弊端，如果孔过大，波峰焊时在射流锡冲击下部分器件可能上浮，产生一些缺陷。

大电流走线的处理，线宽可按照前帖处理，如宽度不够，一般可采用在走线上镀锡增加厚度进行解决，其方法有好多种

1， 将走线设置成焊盘属性，这样在线路板制造时该走线不会被阻焊剂覆盖，热风整平时会被镀上锡。

2， 在布线处放置焊盘，将该焊盘设置成需要走线的形状，要注意把焊盘孔设置为零。

3， 在阻焊层放置线，此方法最灵活，但不是所有线路板生产商都会明白你的意图，需用文字说明。在阻焊层放置线的部位会不涂阻焊剂。

线路镀锡的几种方法如上，要注意的是，如果很宽的的走线全部镀上锡，在焊接以后，会粘接大量焊锡，并且分布很不均匀，影响美观。一般可采用细长条镀锡宽度在1~1.5mm，长度可根据线路来确定，镀锡部分间隔0.5~1mm双面线路板为布局、走线提供了很大的选择性，可使布线更趋于合理。关于接地，功率地与信号地一定要分开，两个地可在滤波电容处汇合，以避免大脉冲电流通过信号地连线而导致出现不稳定的意外因素，信号控制回路尽量采用一点接地法，有一个技巧，尽量把非接地的走线放置在同一布线层，最后在另外一层铺地线。输出 线一般先经过滤波电容处，再到负载，输入线也必须先通过电容，再到变压器，理论依据是让纹波电流都通过旅滤波电容。

电压反馈取样，为避免大电流通过走线的影响，反馈电压的取样点一定要放在电源输出最末梢，以提高整机负载效应指标。

走线从一个布线层变到另外一个布线层一般用过孔连通，不宜通过器件管脚焊盘实现，因为在插装器件时有可能破坏这种连接关系，还有在每1A电流通过时，至少应有2个过孔，过孔孔径原则要大于0.5mm，一般0.8mm可确保加工可靠性。

器件散热，在一些小功率电源中，线路板走线也可兼散热功能，其特点是走线尽量宽大，以增加散热面积，并不涂阻焊剂，有条件可均匀放置过孔，增强导热性能。

谈谈铝基板在开关电源中的应用和多层印制板在开关电源电路中的应用。

铝基板由其本身构造，具有以下特点：导热性能非常优良、单面缚铜、器件只能放置在缚铜面、不能开电器连线孔所以不能按照单面板那样放置跳线。

铝基板上一般都放置贴片器件，开关管，输出整流管通过基板把热量传导出去，热阻很低，可取得较高可靠性。变压器采用平面贴片结构，也可通过基板散热，其温升比常规要低，同样规格变压器采用铝基板结构可得到较大的输出功率。铝基板跳线可以采用搭桥的方式处理。铝基板电源一般由由两块印制板组成，另外一块板放 置控制电路，两块板之间通过物理连接合成一体。

由于铝基板优良的导热性，在小量手工焊接时比较困难，焊料冷却过快，容易出现问题现有一个简单实用的方法，将一个烫衣服的普通电熨斗(最好有调温功能)，翻过来，熨烫面向上，固定好，温度调到150℃左右，把铝基板放在熨斗上面，加温一段时间，然后按照常规方法将元件贴上并焊接，熨斗温度以器件易于焊接为宜，太高有可能时器件损坏，甚至铝基板铜皮剥离，温度太低焊接效果不好，要灵活掌握。

最近几年，随着多层线路板在开关电源电路中应用，使得印制线路变压器成为可能，由于多层板，层间距较小，也可以充分利用变压器窗口截面，可在主线路板上再加一到两片由多层板组成的印制线圈达到利用窗口，降低线路电流密度的目的，由于采用印制线圈，减少了人工干预，变压器一致性好，平面结构，漏感低，偶合 好。开启式磁芯，良好的散热条件。由于其具有诸多的优势，有利于大批量生产，所以得到广泛的应用。但研制开发初期投入较大，不适合小规模生。

开关电源分为，隔离与非隔离两种形式，在这里主要谈一谈隔离式开关电源的拓扑形式，在下文中，非特别说明，均指隔离电源。隔离电源按照结构形式不同，可分为两大类：正激式和反激式。反激式指在变压器原边导通时副边截止，变压器储能。原边截止时，副边导通，能量释放到负载的工作状态，一般常规反激式电源单管 多，双管的不常见。正激式指在变压器原边导通同时副边感应出对应电压输出到负载，能量通过变压器直接传递。按规格又可分为常规正激，包括单管正激，双管正激。半桥、桥式电路都属于正激电路。

正激和反激电路各有其特点，在设计电路的过程中为达到最优性价比，可以灵活运用。一般在小功率场合可选用反激式。稍微大一些可采用单管正激电路，中等功率可采用双管正激电路或半桥电路，低电压时采用推挽电路，与半桥工作状态相同。大功率输出，一般采用桥式电路，低压也可采用推挽电路。

反激式电源因其结构简单，省掉了一个和变压器体积大小差不多的电感，而在中小功率电源中得到广泛的应用。在有些介绍中讲到反激式电源功率只能做到几十瓦，输出功率超过100瓦就没有优势，实现起来有难度。本人认为一般情况下是这样的，但也不能一概而论，PI公司的TOP芯片就可做到300瓦，有文章介绍反激电源可做到上千瓦，但没见过实物。输出功率大小与输出电压高低有关。

反激电源变压器漏感是一个非常关键的参数，由于反激电源需要变压器储存能量，要 使变压器铁芯得到充分利用，一般都要在磁路中开气隙，其目的是改变铁芯磁滞回线的斜率，使变压器能够承受大的脉冲电流冲击，而不至于铁芯进入饱和非线形状态，磁路中气隙处于高磁阻状态，在磁路中产生漏磁远大于完全闭合磁路。

变压器初次极间的偶合，也是确定漏感的关键因素，要尽量使初次极线圈靠近，可采用三明治绕法，但这样会使变压器分布电容增大。选用铁芯尽量用窗口比较长的磁芯，可减小漏感，如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。

关于反激电源的占空比，原则上反激电源的最大占空比应该小于0.5，否则环路不容易补偿，有可能不稳定，但有一些例外，如美国PI公司推出的TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的条件下。 占空比由变压器原副边匝数比确定，本人对做反激的看法是，先确定反射电压(输出电压通过变压器耦合反映到原边的电压值)，在一定电压范围内反射电压提高则工作占空比增大，开关管损耗降低。反射电压降低则工作占空比减小，开关管损耗增大。当然这也是有前提条件，当占空比增大，则意味着输出二极管导通时间缩 短，为保持输出稳定，更多的时候将由输出电容放电电流来保证，输出电容将承受更大的高频纹波电流冲刷，而使其发热加剧，这在许多条件下是不允许的。占空比增大，改变变压器匝数比，会使变压器漏感加大，使其整体性能变，当漏感能量大到一定程度，可充分抵消掉开关管大占空带来的低损耗，时就没有再增大占 空比的意义了，甚至可能会因为漏感反峰值电压过高而击穿开关管。由于漏感大，可能使输出纹波，及其他一些电磁指标变差。当占空比小时，开关管通过电流有效值高，变压器初级电流有效值大，降低变换器效率，但可改善输出电容的工作条件，降低发热。

如何确定变压器反射电压(即占空比)

有网友提到开关电源的反馈环路的参数设置，工作状态分析。由于在上学时高数学的比较差，《自动控制原理》差一点就补考了，对于这一门现在还感觉恐惧，到现在也不能完整写出闭环系统传递函数，对于系统零点、极点的概念感觉很模糊，看波德图也只是大概看出是发散还是收敛，所以对于反馈补偿不敢胡言乱语，但有有 一些建议。如果有一些数学功底，再有一些学习时间可以再把大学的课本《自动控制原理》找出来仔细的消化一下，并结合实际的开关电源电路，按工作状态进行分析。一定会有所收获，论坛有一个帖子《拜师求学反馈环路设计、调式》其中CMG回答得很好，我觉得可以参考。

接着谈关于反激电源的占空比(本人关注反射电压，与占空比一致)，占空比还与选择开关管的耐压有关，有一些早期的反激电源使用比较低耐压开关管，如600V或650V作为交流220V输入电源的开关管，也许与当时生产工艺有关，高耐压管子，不易制造，或者低耐压管子有更合理的导通损耗及开关特性，像这种线路反射电压不能太高，否则为使开关管工作在安全范围内，吸收电路损耗的功率也是相当可观的。 实践证明600V管子反射电压不要大于100V，650V管子反射电压不要大于120V，把漏感尖峰电压值钳位在50V时管子还有50V的工作余量。现在 由于MOS管制造工艺水平的提高，一般反激电源都采用700V或750V甚至800-900V的开关管。像这种电路，抗过压的能力强一些开关变压器反射电压也可以做得比较高一些，最大反射电压在150V比较合适，能够获得较好的综 合性能。PI公司的TOP芯片推荐为135V采用瞬变电压抑制二极管钳位。但他的评估板一般反射电压都要低于这个数值在110V左右。这两种类型各有优缺点：

第一类：缺点抗过压能力弱，占空比小，变压器初级脉冲电流大。优点：变压器漏感小，电磁辐射低，纹波指标高，开关管损耗小，转换效率不一定比第二类低。

第二类：缺点开关管损耗大一些，变压器漏感大一些，纹波差一些。优点：抗过压能力强一些，占空比大，变压器损耗低一些，效率高一些。

反激电源反射电压还有一个确定因素

反激电源的反射电压还与一个参数有关，那就是输出电压，输出电压越低则变压器匝数比越大，变压器漏感越大，开关管承受电压越高，有可能击穿开关管、吸收电路消耗功率越大，有可能使吸收回路功率器件永久失效(特别是采用瞬变电压抑制二极管的电路)。在设计低压输出小功率反激电源的优化过程中必须小心处理，其 处理方法有几个：

1、 采用大一个功率等级的磁芯降低漏感，这样可提高低压反激电源的转换效率，降低损耗，减小输出纹波，提高多路输出电源的交差调整率，一般常见于家电用开关电源，如光碟机、DVB机顶盒等。

2、如果条件不允许加大磁芯，只能降低反射电压，减小占空比。降低反射电压可减小漏感但有可能使电源转换效率降低，这两者是一个矛盾，必须要有一个替代过程才能找到一个合适的点，在变压器替代实验过程中，可以检测变压器原边的反峰电压，尽量 降低反峰电压脉冲的宽度，和幅度，可增加变换器的工作安全裕度。一般反射电压在110V时比较合适。

3、增强耦合，降低损耗，采用新的技术，和绕线工艺，变压器为满足安全规范会在原边和副边间采取绝缘措施，如垫绝缘胶带、加绝缘端空胶带。这些将影响变压器漏感性能，现实生产中可采用初级绕组包绕次级的绕法。或者次级用三重绝缘线绕制，取消 初次级间的绝缘物，可以增强耦合，甚至可采用宽铜皮绕制。

文中低压输出指小于或等于5V的输出，像这一类小功率电源，本人的经验是，功率输出大于20W输出可采用正激式，可获得最佳性价比，当然这也不是决对的， 与个人的习惯，应用的环境有关系。

反激电源变压器磁芯在工作在单向磁化状态，所以磁路需要开气隙，类似于脉动直流电感器。部分磁路通过空气缝隙耦合。为什么开气隙的原理本人理解为：由于功率铁氧体也具有近似于矩形的工作特性曲线(磁滞回线)，在工作特性曲线上Y轴表示磁感应强度(B)，现在的生产工艺一般饱和点在400mT以上，一般此值 在设计中取值应该在200-300mT比较合适、X轴表示磁场强度(H)此值与磁化电流强度成比例关系。磁路开气隙相当于把磁体磁滞回线向X轴向倾斜，在同样的磁感应强度下，可承受更大的磁化电流，则相当于磁心储存更多的能量，此能量在开关管截止时通过变压器次级泻放到负载电路，反激电源磁芯开气隙有两个作用。其一是传递更多能量，其二防止磁芯进入饱和状态。

反激电源的变压器工作在单向磁化状态，不仅要通过磁耦合传递能量，还担负电压变换输入输出隔离的多重作用。所以气隙的处理需要非常小心，气隙太大可使漏感变大，磁滞损耗增加，铁损、铜损增大，影响电源的整机性能。气隙太小有可能使变压器磁芯饱和，导致电源损坏。

所谓反激电源的连续与断续模式是指变压器的工作状态，在满载状态变压器工作于能量完全传递，或不完全传递的工作模式。一般要根据工作环境进行设计，常规反激电源应该工作在连续模式，这样开关管、线路的损耗都比较小，而且可以减轻输入输出电容的工作应力，但是这也有一些例外。 需要在这里特别指出：由于反激电源的特点也比较适合设计成高压电源，而高压电源变压器一般工作在断续模式，本人理解为由于高压电源输出需要采用高耐压的整流二极管。由于制造工艺特点，高反压二极管，反向恢复时间长，速度低，在电流连续状态，二极管是在有正向偏压时恢复，反向恢复时的能量损耗非常大，不利于 变换器性能的提高，轻则降低转换效率，整流管严重发热，重则甚至烧毁整流管。由于在断续模式下，二极管是在零偏压情况下反向偏置，损耗可以降到一个比较低的水平。所以高压电源工作在断续模式，并且工作频率不能太高。 还有一类反激式电源工作在临界状态，一般这类电源工作在调频模式，或调频调宽双模式，一些低成本的自激电源(RCC)常采用这种形式，为保证输出稳定，变 压器工作频率随着，输出电流或输入电压而改变，接近满载时变压器始终保持在连续与断续之间，这种电源只适合于小功率输出，否则电磁兼容特性的处理会很让人头痛。

反激开关电源变压器应工作在连续模式，那就要求比较大的绕组电感量，当然连续也是有一定程度的，过分追求绝对连续是不现实的，有可能需要很大的磁芯，非常多的线圈匝数，同时伴随着大的漏感和分布电容，可能得不偿失。那么如何确定这个参数呢，通过多次实践，及分析同行的设计，本人认为，在标称电压输入时，输出达到50%~60%变压器从断续，过渡到连续状态比较合适。或者在最高输入电压状态时，满载输出时，变压器能够过渡到连续状态就可以了。

直流电源电路分为开关电源和非开关电源两种形式，电路也大不相同。开关电源一般不使用变压器。非开关电源是传统的设计方式，电源电路里多使用变压器来变压后再整流滤波的方式。自然界产生的连续性物理自然量，将连续性物理自然量转换为连续性电信号，运算连续性电信号的电路即称为模拟电路。模拟电路对电信号的连续性电压、电流进行处理。

注：本文以海信2264电源板为例讲述。

RSAG7.820.2264板正面图

RSAG7.820.2264板背面图

图1、电源整体方框图示

一、电源输入、滤波、整流部分电路:

220V电压经过保险管F802,压敏电阻RV801过压保护,进入由L807、C802、C803、C804、L806等组成的进线抗干扰电路.滤除高频干扰信号后的交流电压通过VB801、C807、C808整流滤波后,得到一个300V左右的脉动直流电压.

图2、进线抗干扰、整流滤波部分图示

图3、电源输入、滤波、整流电路部分原理图示

二、待机5VS电路:

图4、5VS电压形成部分方框图示

表一  N831  STR-A6059H引脚功能

1、待机5VS的形成原理：

本机5V待机电压由N831和外围元器件组成,PFC端电压通过开关变压器T901的初级绕组1-3端加到N831的第7脚和第8脚(MOS管的D极.启动电流输入端)N831开始工作.T901各个绕组产生感应电压.4端和5端绕组感应电压经过R837限流VD832整流C835滤波后,为N831第5脚提供20V直流工作电压.20V电压另外经过待机控制信号PS-ON控制三极管V832控制光耦和V916控制后为PFC电路N810的第8脚供电.

2、5V的稳压电路：

T901次级绕组经过VD833整流,C838、L831、C839组成的T型滤波器滤波后,形成5VS电压.5V稳压电路由取样电阻R843、R842、R841及N903,光耦N832组成.当5V电压升高时,分压后的电压加到N903的R端,经内部放大后使K端电压降低,光耦N832导通增强,N831的第4脚反馈控制端电压降低,经内部

电路处理后,控制内部MOS管激励脉冲变窄,使5VS降到正常

值.

3、5V的欠压和过流保护电路：

N831的第1脚是内电路MOS管源极通过外接电阻R831接地,也是内电路的过流检测端,电流大时起到保护作用.N831的第2脚是掉电欠压检测输入端,电阻R897、R899、R823、R901组成市电电压检测电路,电阻R900和R901组成20V电压掉电检测,当负载加重或者其他原因引起20V电压下降时,电阻R900和R901的分压也随之下降,当降到电路设计的阈值时,电路保护,停止工作.

图5、稳压取样回路部分图示

图6、市电检测及20V掉电检测部分图示

图7、5V待机部分电路原理图示

三、待机控制、功率因数校正PFC电路：

图8、功率因数校正PFC部分图示

表二  N810  NCP33262引脚功能

1、PFC的形成：

本机的PFC电路由储能电感L811,PFC整流管VD812,N810(NCP33262)及其外围元件组成.当主机发出开机信号后VCC经过R815限流VZ812稳压,C814、C816滤除杂波加到N801的第8脚后,经内部电路给软启动脚第2脚外接电容充电,电平升高后PFC电路进入工作状态,将整流后的300V电压变换为整机所需380V的PFC电压.

2、PFC详细工作过程：

N810的第7脚输出斩波激励脉冲经过灌流电路加到斩波管V811、V810的G极,在激励信号的正半周激励脉冲分别经过R895、VD816、R820、VD815加到两只MOS管的G极,使V811、V810导通.在激励信号的负半周,脉冲经过R836和R821加到V805、V806的B极,V805、V806导通,MOS管的G极电压快速释放,斩波管截止.VZ814和VZ811是斩波管G极过压保护二极管.R1034、R902两只电阻的作用是在关机时泄放掉MOS管G-S间的电压.经过电阻R811、R812、

R813、R814分压得到正弦波取样电压进入到N810第3脚,用

于校正第7脚输出脉冲波形.由于此电源工作在DCM状态,储

能电感L811次级绕组11-13端感应的电压经R816和R868分压后为N810第5脚提供过零检测信号,控制PFC电路内部斩波信号的开启和关断.

2、PFC电压的稳压：

电阻R826、R827、R828、R805、R829、R830组成PFC电压取样反馈电路,分压后的取样电压送到N810的第1脚,经内部误差放大电路比较后,调整第7脚激励脉冲的输出占空比,控制斩波管的导通时间,以达到稳定PFC电压的目的.

3、PFC的过流保护：

电阻R849、RR825为PFC电路过流检测电阻.如果出现电源负载异常过重时,MOS管过大的电流流经R825、R849、R825、R849上的压降就会升高,升高的电压经过R823加到N810的第4脚,N810停止工作,起到保护作用.

4、PFC市电欠压保护：

N810的第2脚是软启动端,该脚外接三极管V804接市电欠压保护电路,当市电电压过低时,由R1028、R1032、R1026、R1030组成的市电

电压分压取样电压ER电压为低电平,V804导通,4脚电平为低

电平芯片停止工作.

图9、待机控制电路部分图示

图10、PFC取样反馈电路部分图示

图11、市电输入检测部分图示

图12、PFC电路部分电原理图示

四、100V直流形成电路：

图13、NCP1396部分图示

图14、100V、12V直流形成部分图示

220V交流经过整流滤波,进行功率因数校正后得到400V左右的直流电压送入由N802(NCP1396)组成的DC-DC变换电路.PFC电压经过R874、R875、R876、R877分压后送入N802第5脚进行欠压检测,经运算放大输出跨导电流.开机同时第12脚得到VCC1供电,软启动电路工作,内部控制器对频率、驱动定时等设置进行检测,正常后输出振荡频率.第4脚外接定时电阻R880第2脚外接频率钳位电阻R878,电阻大小可以改变频率范围第7脚为死区时间控制,可以从150ns到1us之间改变.第1脚外接软启动电容C855第6脚为稳压反馈取样输入第8脚和第9脚分别为故障检测脚.

当N802的第12脚得到供电,第5脚的欠压检测信号也正常时,N802开始正常工作.VCC1加在N802第12脚的同时,VCC1经过VD839,R885供给倍压脚第16脚,C864为倍压电容,经过倍压后的电压为195V左右.

从第11输出的低端驱动脉冲通过拉电流电阻R860送入V840的G级,VD837、R859为灌电流电路.第15脚输出的高端驱动脉冲通过拉电流电阻R857送入V839的G级,VD836、R856为灌电流电路.

当V839导通时,400V的VB电压流过V839的D-S级及T902绕组、C865形成回路,在T902绕组形成下正上负的电动势,次级绕组得到的感应电压,经过VD853、C848整流滤波后得到100V直流电压,为LED驱动电路提供工作电压.次级另一路绕组经过R835、VD838、VD854、C854、C860、整流滤波后得到12V电压给主板伴音部分提供工作电压.次级另一绕组经过VD852、C851、C852、C853整流滤波后得到12V电压.

同理,当V840导通,V839截止时,在T902初级绕组形成上正下负的感应电动势耦合给次级.由R863、R864、R865、R832、R869、N842组成的取样反馈电路通过光耦N840控制N802第6脚,使其次级输出的各路电压得到

稳定,由C866、R867组成取样补偿电路。

图15、取样反馈回路部分图示

图16、PWM电路部分电路原理图示

五、LED背光驱动电路:

LED背光驱动部分采用OZMicro公司的OZ9902方案,OZ9902为双路驱动芯片,本电路采用2片OZ9902,也就是本电路采用了4路驱动.单路驱动简易图如下：

图17、LED背光驱动电路方框图示

表三   N906 OZ9902引脚功能

图18、LED背光驱动控制部分电路原理图示

1、驱动电路升压过程：

驱动芯片OZ9902第2脚得到12V工作电压,第3脚得到高电平开启电平,第9脚得到调光高电平,第1脚欠压检测到4V以上的高电平时,OZ9902开始启动工作,从OZ9902的第23脚输出驱动脉冲,驱动V919工作在开关状态.

1、电路开始工作时,负载LED上的电压约等于输入VIN电压.

2、正半周时,V919导通,储能电感L909、L913上的电流逐渐增大,开始储能,在电感的两端形成左正右负的感应电动势.

3、负半周时,V919截止,电感两端的感应电动势变为左负右正,由于电感上的电流不能突变,与VIN叠加后通过续流二极管VD926给输出电容C900进行充电,二极管负极的电压上升到大于VIN电压.

4、正半周再次来临,V919再次导通,储能电感L909、L913重新

储能,由于二极管不能反向导通,这时负载上的电压仍然高于

VIN上的电压.正常工作以后,电路重复3、4步骤完成升压过[Page]

程.

R919、R923、R929组成电流检测网络,检测到的信号送入芯片的20脚ISW11,在芯片内部进行比较,来控制V919的导通时间.

R909、R911、R914和R924是升压电路的过压检测电阻.连接至N905的第19脚的内部基准电压比较器.当升压的驱动电压升高时,其内部电路也会切断PWM信号的输出,使升压电路停止工作.

在N905内部还有一个延时保护电路,即由N905第10脚的内部电路和外接的电容C899组成.当各路保护电路送来起控信号时,保护电路不会立即动作,而是先给C899充电.当充电电压达到保护电路的设定阈值时,才输出保护信号.从而避免出现误保护现象,也就是说只有出现持续的保护信号时,保护电路才会动作.

2、PWM调光控制电路：

调光控制电路由V920等电路组成,V920受控于7脚的PWM调光控制,当第7脚为低电平时,第18脚的PROT1也为低电平,V920不工作.当第7脚为高电平时,第18脚的PROT11信号不一定为高电平,因为假如输出端有过压或短路情形发生,内部电路会将PROT1信号拉为低电平,使LED与升压电路断开.

R920、R926、R1025组成电流检测网络,检测到的信号送入芯片的第17脚ISEN1,第17脚为内部运算放大器+输入端,检测到的ISEN1信号在芯片内部进行比较,来控制V920的工作状态.

第11脚外接补偿网络,也是传导运算放大器的输出端.此端也受PWM信号控制,当PWM调光信号为高,放大器的输出端连接补偿网络.当PWM调光信号为低时,放大器的输出端与补偿网络被切断,因此补偿网络内的电容电压一直被维持,一直到PWM调光信号再次为高电平时,补偿网络才又连接放大器

的输出端.这样可确保电路工作正常,以及获得非常良好

的PWM调光反应.

其他三路电路工作过程同上,这里不在阐述.

六、故障实例

故障现象:不定时三无

分析检修:因该机不定时出现三无现象,大部分时间可以正常工作,无规律可循,有时几天出现一次.当故障出现时,测得无5VS电压,确定故障在5V产生电路.检测5V电路,N831(STR-A6059H)检测数据如下:第1脚:0V2脚:6.2V3脚:0V4脚:开机瞬间有摆动随后0V5脚:8-10V摆动7、8脚300V.从检测结果可知N831启动后因4脚电压降低进入保护状态锁定电路无输出.能引起4脚电压降低进入保护状态的原因只有5VS稳压控制电路和4脚外围元件.对稳压控制电路相关元件在路检测正常,因为及其大部分时间能正常工作,故从故障形成机理和统计的角度看,这类故障多与原件性能参数不良或自身特性变差有

关,怀疑4脚外接电容C832不稳定漏电所致,试更换C832长

时间试机未见异常,故障排除.

故障点实物图示

故障现象:开机一分钟后屏幕二分之一处发黑

分析检修:由于故障现象是半面亮光发黑，因此判断是一组背光驱动电路异常所致。

开机检查,测得LED4+、LED4-输出端子电压为195V,而LED3+、LED3-输出端子只有108V.从电路图中可以看出,V925和V926这组输出未能正常升压形成LED所需的电压要求.什么原因会造成此故障呢?一、未有正常的驱动信号送至V925,使V925处于截止状态而形成不了升压二、开机瞬间已有驱动信号驱动了V925,并形成升压过程,但由于LED负载异样使反馈信号异常迫使驱动块保护而停止输出输出驱动信号,而使V925截止输出,升压停止.

为了验证这个问题,再次监测LED3+、LED3-电压时,发现其开机电压瞬间会达到300V!从欧姆定律不难看出,当负载减轻时,电流则会减小,电源此时处于空载状态,电压自然会上升.由此判断此故障是由于LED灯

组断路而使输出电压过高引起的保护.更换屏后故障排除。

实物检测点标示

设置为多边形覆铜；在底层露铜皮，将层切换到Bottom Solder层，用填充工具在想要露的地方进行填充即可。在Bottom Solder的填充区域内就不会有油漆了。

Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。

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刚帮你问了下，如果是2个三相2个2相的，一般家用的那种，价格大概在5000，如果你没有图纸，帮你设计，设计费在1000左右。当生产量达到10万元以上，返模具费和设计费。

我也遇到过这种情况，11年2月购买42寸液晶，12年3月刚过1年零几天就突然不开机。报修后维修人员上门，说电源板坏了，抬走后更换，说电源板是主要部件保修两年，免费更换。事隔1年多电视又突然不开机，报修后维修人员上门说还是电源板故障，更换要650元，被我拒绝了。花650元再用1年不值当，LG这货的电源板1年后还得坏。国家三包规定主要部件保三年，LG这货还违反国家规定，更不会那消费者当回事了。