夏普LCD46LX440A型液晶彩电电源电路工作原理

印健健

（江苏商贸职业学院，江苏南通，226007）

0 引言

由于该型彩电屏幕尺寸大，整机功耗大于100W，因此按国家规定应设计PFC 电路，该机PFC 电路芯片U7004采用的是FAN7530，主开关电源芯片U7001 采用的是FAN7602。为防止PFC 开关管Q7005 过流烧毁及保证PFC电路的工作稳定，PFC 电路设计有过流保护和稳压电路。该机没有专用的待机副电源，而是将主开关电源和待机电源合二为一，即待机时主开关电源作为待机电源使用，同时主开关电源输出的UR13V 降到7.8V，为主板内的微处理器供电。该机的主开关电路设有过载保护、市电欠压保护、芯片供电过压保护（双重保护）等多重保护电路。

1 PFC 电路工作过程

PFC 电路由U7004（FAN7530）、储能电感L7002、大功率开关管Q7005 等主要元件组成。待机状态时，由于主电源不工作，FAN7530 不供电，PFC 电路不工作；正常开机状态时，主电源14V 电压加到FAN7530 的⑧脚，PFC电路才处于正常工作状态。

1.1 PFC 电路基本工作原理

图1 夏普46LX440A 彩电电源电路图

220V 经BD7001 整流后加到储能电感L7002 主绕组的左端，主绕组的右端和开关管Q7005 的D 极相连。D7007 是续流二极管，C7023 是滤波大电解电容。C7023两端输出的385 伏PFC 电压给主开关电源电路供电。当FAN7530 的⑦脚输出PFC 正驱动脉冲时，Q7005 导通，并给储能电感L7002 充电。电流回路为：BD7001 正极→L7002 →Q7005 的D 极→S 极→R7052 →地→BD7001负极。把220V 电能储存在L7002 中；当FAN7530 的⑦脚输出为0V 时，Q7005 截止，L7002 改为右正、左负的感应电压，电流回路从L7002 的右端→D7007 →C7023 →地→BD7001 的负极→BD7001 的正极→L7002 左端，L7002 储存的电能释放后给负载供电。

1.2 PFC 开关管Q7005 过流保护

Q7005 电流经R7052 到地，该电阻上就会产生与Q7005 电流成正比的电压，作为Q7005 电流取样电压加到FAN7530 ④脚。当Q7005 的电流过大，使④脚电压升到0.8V时，FAN7530 内部的过流保护电路动作，切断⑦脚的驱动输出，以防元件烧毁。

1.3 PFC 稳压电路

PFC 取 样 电 路 为R7081、R7024～R7026、R7030、地，在R7030 上产生的压降作为PFC 取样误差电压加到FAN7530 ①脚。当PFC 输出电压超过385V 时，①脚电压也同时上升，⑦脚输出驱动脉冲的宽度减小，Q7005 导通时间变短、L7002 储能变小，使PFC 输出电压又降回到385V。

2 主开关电源电路

主电源电路主要由U7001（FAN7602）振荡芯片、Q7003 开关管、T7001 变压器、U7003 稳压光耦、U7002开机光耦等组成。

2.1 过载保护

当主电源负载电流过大时，主电源输出电压必定下降，经取样、误差放大后，反馈给 FAN7602 ③脚电压也下降。当③脚电压下降到低于50mV 的时间连续超过22ms 时，⑤脚输出的开关管驱动信号被切断，主开关电源工作停止，以防开关电源长时间过载烧毁。

2.2 市电欠压保护电路

当220V 降低较多时，Q7003 电流变得很大极易烧坏。PFC 电路没启动前，220V 经D7015 整流得到半波脉动电压，此电压经R7085 、R7086 、R7087、J7014 加到FAN7602 ①脚。当①脚的取样电压降至2V 以下时，内部欠压保护电路启动，切断⑤脚的驱动输出，Q7003 停止工作，从而保护Q7003 不被烧毁。

2.3 芯片供电过压保护（双重保护）

2.3.1 FAN7602 ⑥脚过压保护

当开关电源、稳压电路失控等原因使FAN7602 ⑥脚供电超过19V 时，自动切断⑤脚的驱动输出，以防零件击穿。

2.3.2 FAN7602 ②脚过压保护

当主开关电源工作正常时，T7001 辅绕组产生的感应电压，经R7039 、R7040 、D7006、C7020 整流滤波得到18.5V 的电压，经R7077、ZD7006（25V 稳压管）加到FAN7602 的②脚。因18.5V 小于ZD7006 的导通电压25V，所以ZD7006 截止，芯片的正常工作不受影响。当开关电源失控导致输出电压升高至使C7020 上电压超过25V时，ZD7006 齐纳击穿，FAN7602 ②脚电压超过4V 时，自动切断⑤脚的驱动输出，以防零件击穿。

2.4 主开关电源芯片FAN7602 ⑥脚供电电路

T7001 辅 绕 组 经D7006 整 流、C7020 滤 波 得 到 的18.5V 电压，先经Q7013、ZD7008 组成的稳压电路，产生17.5V 电压，再加到Q7001、ZD7004 组成的稳压电路；产生15V 的电压，加到FAN7602 的⑥脚。

2.5 PFC 芯片FAN7530 ⑧脚供电电路

U7002 是PFC 电路的启动开机光耦，其④脚由Q7001 e 极15V 电源供电，①脚由UR13V 供电。当来自主板的电源开机指令PS-ON 为高电平时，经D7011(0Ω 电阻代）、R7070 加到Q7009 的基极使其导通，U7002 发光，其③脚输出高电平送到Q7002 的基极使其导通。来自Q7001e极输出的15V 为Q7002 的c 极供电，从而Q7002 的e 极输出14V 电压，为PFC 芯片FAN7530 的⑧脚VCC 供电，PFC 电路开机启动。

2.6 主开关电源的稳压过程

T7001 次级感应电压，经D7010、C7031/C7035 整流滤波得到UR13V 电压给整机供电。UR13V 电压经R7060 为U7003 ①脚供电，Q7001 e 极输出的15V 经R7022 为光耦U7003 ④脚供电。UR13V 经R7061、R7065 分压取样，R7065上端的取样电压送到误差放大管U7006 的输入端（R 极），当UR13V电压超过标准值时，R7065上的取样电压相应升高，加到U7006 控制极（R 极）电压也升高，光耦U7003 内发光强度增加，其③脚电压也随之升高。FAN7602 ③脚反馈电压也升高，⑤脚输出正脉冲宽度变窄，Q7003 导通时间变短，T7001 储能变少，使UR13V 降回到标准值。

2.7 主开关电源的开机、待机控制

主板发出待机的指令时，PS-ON 从3.3V 降到0V经D7011(0Ω 电阻代），Q7009 的基极为0V 而截止，Q7012、Q7010 也截止，R7064 对地开路，此时分压取样的下电阻只由R7065 一个电阻组成，取样电压较高，U7006 控制极电压也升高，导通电流变大，U7003 内阻变小，其③脚电压升高，FAN7602 ⑤脚输出正驱动脉冲变窄，Q7003 导通时间变短，T7001 储能变少，UR13V 降到7.8V。

而当PS-ON 是高电平3.3V 时，经D7011(0Ω 电阻代），Q7009、Q7012、Q7010 均导通，R7064 下端通过Q7010接地，R7064 与R7065 并联，取样电阻变小分压取样电压降低，U7006 控制极电压下降，U7006 电流变小，U7003内阻变大，U7001 的③脚电压降低，⑤脚输出的正驱动脉冲增宽，Q7003 导通时间变长，T7001 储能增多，次级输出电压由待机时的7.8V 升高到标准值13V。

3 结束语

FAN7530 芯片②脚外接的电阻，用于设定PFC 电路驱动脉冲的工作频率，⑤脚是过零检测输入端。当开关管截止、储能电感L7002 向负载放电时，L7002 的副绕组感应电压为左正右负，左端正电压经R7043 加到⑤脚，通过FAN7530 内部逻辑电路的作用，维持⑦脚输出低电平，保持开关管的截止，确保L7002 中存储的电荷能连续不断地向负载供电。当L7002 中存储的电荷向负载释放完毕时，L7002 副绕组左端正电压下降到0V，该电压恰好下降到零点时，经⑤脚内部逻辑电路的作用，⑦脚再次输出正驱动脉冲前沿（脉冲上跳沿）加到Q7005 的G 极，让开关管Q7005 再次导通。由于开关管的导通时刻发生在L7002 中电流为零的时刻，所以Q7005 的开启损耗最低，从而使PFC 电路的工作效率提高，Q7005 的功耗降至最低。