在創(chuàng)維55英寸系列LED酷開(kāi)液晶電視中，開(kāi)關(guān)電源采用臺(tái)灣虹冠電子(Champion)提供的CM6900+CM6510C芯片方案。該方案是一款通用于LED背光(側(cè)光式)液晶屏的電源方案，是近兩年較為流行的高性價(jià)比方案。在此方案中，主要用到的芯片有:諧振加同步整流二合一(SRC&SR)芯片CM6900 (U10);PFC 控制芯片CM6510C(U1);低功耗(0.25W)、大功率(20W/AC220V )開(kāi)關(guān)電源控制芯片TOP253 EN (U904); 24V轉(zhuǎn)12V 的DC/DC控制芯片AP3843GM(IC201)。此電源輸入電壓范圍為AC110V~AC250V，采有由PI公司的TOP253EN組成的待機(jī)開(kāi)關(guān)電源電路( 副開(kāi)關(guān)電源電路)輸出+5V/3A電壓，供CPU、USB及IPTV(寬帶有線電視網(wǎng)絡(luò))電路以及遙控接收頭。主開(kāi)關(guān)電源電路輸出24V/6A電壓供LED背光;24V/1.5A電壓供伴音功放;12V/5A電壓供主板和屏上電路，其組成框圖如圖1所示。

值得一提的是，與常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)電源電路相比，該開(kāi)關(guān)電源電路采用同步整流控制芯片CM6900，分別控制電源初次級(jí)共四只開(kāi)關(guān)管，由此組成串聯(lián)諧振加同步整流二合-電路，使整機(jī)效率高達(dá)90%。

一、主要芯片簡(jiǎn)介

1.PFC控制芯片CM6510C

CM6510C是一款適用于高密度交流適配器的節(jié)能PFC控制器，其引腳功能見(jiàn)表1。

該芯片的工作電壓Vcc在10V~18V之間。CM6510C的PFC電路工作頻率為67.5kHz，它利用輸人電流整形技術(shù)來(lái)調(diào)整PFC脈沖寬度，使其在連續(xù)工作升壓模式和斷續(xù)工作升壓模式之間切換，其內(nèi)部的峰值電流限制電路起增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的作用。當(dāng)負(fù)載突然減小時(shí)，PFC過(guò)壓保護(hù)比較器會(huì)讓PFC電路停止工作。另外，CM6510C內(nèi)部還設(shè)置有1V基準(zhǔn)電壓限制、PFC開(kāi)/關(guān)檢測(cè)比較器等電路，并具有Voc過(guò)壓保護(hù)功能。

2.諧振加同步整流二合一芯片CM6900

CM6900是一款通過(guò)串聯(lián)諧振及同步脈沖控制技術(shù)達(dá)到能量需求的高效率離線式DC-DC芯片，其引腳功能見(jiàn)表2。工作時(shí)，芯片通過(guò)轉(zhuǎn)換控制方式，即由頻率調(diào)制模式(FM)轉(zhuǎn)換到脈寬調(diào)制模式(PWM)，來(lái)實(shí)現(xiàn)重載和輕載的轉(zhuǎn)換。該芯片的工作電壓在10V~18V之間，典型工作電壓為13V， 欠壓鎖定電壓為10V。另外，該芯片在過(guò)流或者過(guò)壓保護(hù)時(shí)會(huì)進(jìn)人自鎖狀態(tài)。

二、電路工作原理

分析在此電路中，副電源電路采用內(nèi)置開(kāi)關(guān)管的脈寬調(diào)制穩(wěn)壓模塊TOP253EN (U904)，如圖2所示。R50、R57、U8、U9等元件組成穩(wěn)壓誤差取樣控制電路，其誤差信號(hào)送往U904的③腳，通過(guò)其內(nèi)部電路，控制開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比，從.而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。正常工作時(shí)，輸出的5VSB電壓實(shí)測(cè)為5.25V。

TOP253EN屬于TOPSwitch-HX系列芯片中的一種。該系列芯片內(nèi)置700V的功率MOSFET管、高壓開(kāi)關(guān)電流源PWM控制器、振蕩器、熱關(guān)斷保護(hù)等電路，其型號(hào)主要有TOP252- 262。 這些芯片的內(nèi)部電路基本相同，僅輸出功率有所差異，一般來(lái)說(shuō):TOP后面的數(shù)字越大，輸出功率就越大。該類芯片有DIP-8C(簡(jiǎn)稱P)，SDIP-10C(簡(jiǎn)稱M)TO-220-7C (簡(jiǎn)稱Y)、eSIP-7C(簡(jiǎn)稱E)eSIP- 7F(簡(jiǎn)稱L)等多種封裝形式，引腳總數(shù)與各腳功能也不完全相同，為便于維修時(shí)參考，特列出TOPSwitch-HX系列芯片引腳與功能對(duì)照表，見(jiàn)表3。本電源電路所用TOP253EN采用eSIP-7C封裝。

由于采有TOP253EN組成的關(guān)電源較為常見(jiàn)，其工作原理在報(bào)刊中也多次刑登過(guò)，在此不再重復(fù)。該機(jī)主開(kāi)關(guān)電源電路主要由市電輸人電路與整流濾波電路，PFC(功率因數(shù)校正)校正與控制電路和+24V、+12V整流穩(wěn)壓電路三大部分組成。
1.市電輸入與濾波電路
C7、LF1、C4、LF2、C11、C11、RT3、RT4組成的濾波電路主要是防止外界的雜訊信號(hào)對(duì)電源造成干擾，同時(shí)也防止該電源工作時(shí)產(chǎn)生的雜訊信號(hào)對(duì)電網(wǎng)造成干擾。此部分電路就是常稱的EMI抑制電路。
AC220V市電經(jīng)上述EMI抑制電路后，一路經(jīng)全橋BD1整流后轉(zhuǎn)變成脈動(dòng)直流電壓，送給PFC電路，如圖3所示;另一路送至副開(kāi)關(guān)電源的整流全橋BD2進(jìn)行整流。

2.PFC校正與控制電路

接通電源后，副電源電路工作，變壓器T2輸出12VCC、15VS及5VSB電壓，參見(jiàn)圖2。其中，12VCC電壓不受開(kāi)/待機(jī)信號(hào)(ENABLE)控制，給PFC芯片CM6510C供電;15VS電壓(受ENABLE信號(hào)控制)，既給DC-DC芯片CM6900供電，又給12V輸出電路中的芯片AP3843GM電路供電。PFC 芯片CM6510C得到12V供電后，開(kāi)始工作，即升壓(BOOST)電路工作，輸出約為385V的電壓。

待機(jī)時(shí)，ENABLE信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑琎11截止，副開(kāi)關(guān)電源輸出的5VSB電壓使場(chǎng)效應(yīng)管Q12和光電耦合器U6導(dǎo)通，此時(shí)SD信號(hào)和Tifault信號(hào)均為低電平，PFC控制芯片CM6510C和主芯片停止工作;同時(shí)，副開(kāi)關(guān)電源中的Q13截止(參見(jiàn)圖2)，則Q9.Q8均截止，無(wú)15VS電壓輸出，CM6900和AP3843GM停止工作，無(wú)24V和12V輸出，系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)。反之，當(dāng)主板發(fā)出開(kāi)機(jī)信號(hào)后，ENABLE信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖?約為3.3V)，Q11飽和導(dǎo)通，Q12和U6截止，Trfault 信號(hào)和SD信號(hào)均為高電平，芯片CM6510C開(kāi)始工作;副開(kāi)關(guān)電源中的Q13導(dǎo)通，Q9Q8也隨之導(dǎo)通，輸出15VS電壓，CM6900和AP3843GM工作，輸出24V和12V電壓;同時(shí)，高電平的ENABLE信號(hào)還使副開(kāi)關(guān)電源板上的三極管Q32導(dǎo)通，其c極為低電平，則P溝道MOSFET管Q10A導(dǎo)通，輸出+5V電壓，供給主板，整機(jī)進(jìn)人開(kāi)機(jī)狀態(tài)。
CM6900正常工作時(shí)13、14腳會(huì)輸出一組異步脈沖，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的控制;同時(shí)11、12腳輸出一組同步脈沖，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管Q26~Q29用于對(duì)+24V電壓的同步整流，如圖4所示。

3.+24V、+12V整流穩(wěn)壓電路

主開(kāi)關(guān)電源輸出24V和12V電壓，伴音+24V電壓(24V2)采用傳統(tǒng)的全波整流方式，而背光的+24V供電采用同步整流方式，如圖5所示。

背光+24V電壓形成電路的核心部件為U10。該芯片位于電源板次級(jí)，控制位于次級(jí)的低壓MOS管Q14、Q15、Q19、Q20，并通過(guò)隔離變壓器T6控制位于初級(jí)(熱地側(cè))的高壓MOS管Q16、Q18，實(shí)現(xiàn)同步整流，輸出背光+24V電壓。這種同步整流方式在提高效率的同時(shí)，還具有降低輻射的效果。在主電路中，變壓器T4、T5采用初級(jí)串聯(lián)、次級(jí)并聯(lián)的方式連接。
+12V電壓是由背光+24V電壓轉(zhuǎn)換而來(lái)。該轉(zhuǎn)換電路以IC201(AP3843GM)作為DC/DC控制芯片，采用降壓式變換(Buck)電路，將背光+24V通過(guò)降壓的方式穩(wěn)壓至+12V，為主板和屏供電，如圖6所示。

IC201 的⑥腳輸出脈沖，驅(qū)動(dòng)圖，騰柱Q202、Q203，能量通過(guò)變壓器TR1耦合到級(jí)次，再驅(qū)動(dòng)由MOS管Q206及電感L201L202組成的降壓式變換電路，從而輸出+12V電壓，在此電路中，L201為儲(chǔ)能電感，Q206為低壓開(kāi)關(guān)管，D206為復(fù)合續(xù)流肖特基二極管。

AP3843GM是AP384X系列高性能電流模式PWM控制器中的一種。該系列控制器專為離線式AC-DC和DC-DC變換器設(shè)計(jì)，外圍元件少，內(nèi)置UVLO及過(guò)電流保護(hù)電路，具有啟動(dòng)電流小、圖騰柱輸出電流強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
三、保護(hù)電路工作原理分析
在該電源電路中，保護(hù)電路設(shè)計(jì)得比較完善，這也是實(shí)際維修中的關(guān)鍵檢測(cè)點(diǎn)，下面進(jìn)行重點(diǎn)分析。
1.CM6510C保護(hù)電路的特點(diǎn)
若PFC輸出電壓超過(guò)工作限值，或PFC反饋電路發(fā)生故障，這極易造成電源嚴(yán)重?fù)p壞。為此，在CM6510C內(nèi)部設(shè)計(jì)有一個(gè)保護(hù)電
路，對(duì)PFC電壓進(jìn)行檢測(cè)，以判斷PFC電壓反饋支路有無(wú)開(kāi)路、短路或浮地電路(floating-circuit)有無(wú)故障，這種功能常稱作為三重故障檢測(cè)(Trifault Detect)。
CM6510C通過(guò)⑤腳(VFB)、⑥腳( Trifault)進(jìn)行檢測(cè)，參見(jiàn)圖3。一旦⑤腳、⑥腳電壓達(dá)到設(shè)定閾值，芯片內(nèi)部保護(hù)電路起控，關(guān)斷PFC驅(qū)動(dòng)脈沖，從而達(dá)到保護(hù)的目的。當(dāng)⑤腳電壓高于2.5V時(shí)，芯片進(jìn)人過(guò)壓保護(hù)狀態(tài);當(dāng)⑥腳電壓低于(vCC-1.4V)/2時(shí)，芯片進(jìn)人故障保護(hù)狀態(tài)。
CM6510C⑤腳與PFC電路輸出電壓采樣端口相連，當(dāng)采樣VSEN電壓高于2.5V時(shí)，芯片判斷PFC電壓過(guò)高，從而進(jìn)人保護(hù)狀態(tài)。
CM6510C⑥腳電壓由以下兩路控制:(1)當(dāng)變壓器T2輸出的12VCC電壓過(guò)高時(shí)，會(huì)使得LM358(u2 )③腳電壓隨之升高，誤差放大器U2A的①腳輸出高電平，開(kāi)關(guān)管Q10導(dǎo)通，從而將CM6510C的⑥腳電位拉低，進(jìn)而關(guān)斷PFC電路。(2)當(dāng)主板送來(lái)的ENABLE電壓為低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管Q11截止，將D10的陰極電位拉低，從而使光耦U6導(dǎo)通，CM6510C的⑥腳電位下降，從而關(guān)斷PFC電路。
2.CM6900保護(hù)電路的特點(diǎn)
CM6900的②腳(VFB)是+12V與+24V輸出電壓的過(guò)壓檢測(cè)端，參見(jiàn)圖4，當(dāng)該引腳電壓大于2.5V時(shí)，CM6900會(huì)關(guān)斷驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。CM6900⑦腳為FM/PWM軟啟動(dòng)的控制輸入端(SD)，內(nèi)接控制器的反相輸入端的基準(zhǔn)電壓為1V，當(dāng)正向輸人端為高電平時(shí)，CM6900工作正常;當(dāng)正向輸入端為低電平時(shí)，CM6900關(guān)斷驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。誤差放大器U2B控制著CM6900⑦腳的電位，當(dāng)VSEN電壓高于2.5V時(shí)，光耦U5截止，CM6900的⑦腳電位變低，CM6900進(jìn)人保護(hù)狀態(tài)。
3.12V、24V過(guò)壓保護(hù)電路
當(dāng)12V或者24V中任何一組電壓大幅升高時(shí)，誤差放大器U11A (LM339)②腳會(huì)輸出高電平，如圖7所示，二極管D22導(dǎo)通，使得輸出點(diǎn)B變成高電平，可控硅U12導(dǎo)通，Q30導(dǎo)通(參見(jiàn)圖5)， CM6900⑦腳的電位下降，CM6900關(guān)斷驅(qū)動(dòng)脈沖輸出，實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。

4.12V、24V過(guò)流保護(hù)
當(dāng)24V電流過(guò)大時(shí)，U11B的14腳輸出高電平，D20導(dǎo)通，則B點(diǎn)變成高電平，可控硅U12導(dǎo)通，Q30導(dǎo)通，CM6900的⑦腳的電位下降，CM6900關(guān)斷驅(qū)動(dòng)脈沖輸出，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。
另外，5V的過(guò)流保護(hù)控制與上述相同，當(dāng)電流過(guò)高時(shí)，U14A①腳輸出高電平，D19導(dǎo)通，使B點(diǎn)變成高電平，后續(xù)控制同上。
四、 常見(jiàn)故障檢修
檢修該電源板時(shí)，應(yīng)首先檢測(cè)待機(jī)開(kāi)關(guān)電源輸出的5.25V電壓(5VSB )是否正常?開(kāi)/待機(jī)控制電平是否高于3.3V?只有這兩者正常，主關(guān)電源電路才能正常工作。實(shí)修時(shí)，可摘下該板單獨(dú)進(jìn)行檢修，其方法是將待機(jī)5.25V電壓通過(guò)一只2k的電阻與電源板上的開(kāi)/待機(jī)控制端相連。該電源板常見(jiàn)故障的檢修流程如圖8~12所示。