海信Genesis机芯液晶电视开关电源原理及故障检修（一）
海信tlm3277、tlm4277、tlm3737、tlm4777等系列液晶电视均采用genesis机芯，电源部分是一块独立的电路板组件，图1为tlm4277型机电源板，tlm3277型机电源采用厚膜块str -w5667，tlm4277、tlm4777等型机则采用厚膜块str-x6769。这两种电源电路除个别元件位号不同外，其工作原理基本相同。
图1 tlm4277型机电源板
该电源由主电源和待机电源两部分组成，其中主电源又分为pfc电源、pwm电源和背光灯电源三部分，原理框图如图2所示。主电源的供电取白整流后未滤波的脉动直流，背光灯的+b高压及vcc启动电压均由主电源的pfc电路提供，只有主电源工作，背光灯才能工作。待机电源为cpu及主电源供电控制继电器je501供电，该开关电源有较宽的电压适应范围（ac85v～265v）。该机共有5路输出电压：（1）12v/3a.为液晶屏逻辑电路、驱动电路及伴音前端电路供电。（2）5vmi3a，为小信号电路及视频前端电路供电。（3）14v/3a，为伴音功放输h1部分供电：以上3路供电均由主电源供电，输出功率约60w。（4）背光电源24v/8a，为背光灯驱动电路供电，这一路供电的输出功率约180w。（5）待机电源5v/2a.为cpu、存储器及flash供电，这一路输出功率约10w。由于该电路采用了有源pfc技术，其功率因数可达99%。
图2 原理框图
一、待机电源电路分析
ac220v电压经电源开关及保险feo01后，先由ce001、ce102、ce101、ce002滤除差模干扰（大小相等、方向相反的干扰信号），le00l、le002滤除共模干扰（大小相等、力向相同的干扰信号）后，再经de521、ce521整流滤波输出+300v的直流电压，通过te004⑤~⑥绕组加到ze521（str-a6351）⑧脚内部所接的场效应管漏极上，如图3所示同时，ac220v电压通过de521的一个桥臂整流后，再经re524降压后加到ze521③脚，给ze521内部电路提供启动电压，内部开始振荡，该部分电路进入开关状态，te004⑦~⑧绕组的感应电压经re523限流及de521、ce524整流滤波后，给③脚提供稳定的电压，电路持续工作。
图3
电路工作后，电流从te00⑤～⑥绕组及ze521⑦、⑧脚进入集成块内部，然后从①脚流出，通过re521到地①脚输出的电流在re521上产生与漏极电流成正比的压降，此电压通过re525加到ze521④脚。
ce522、re522、de522用于吸收开关电路振荡时产生的尖峰脉冲，避免ze521内部的开关管过压击穿。在开关管截止期间，te004次级储存的电能通过de561整流、ce562滤波后输出5v-s电压，供给cpu电路。
该电路的稳压控制由三端精密稳压器ne503，电阻re566、re561，及光耦ze504及ze521④脚内部电路元件来完成。当5v电压升高时，ne503②脚电位下降，则ze504②脚电位下降，光耦①、②脚内的发光二极管发光强度变大，流过光耦③、④脚的电流变大，ze521根据④脚电压的变化，从而控制内部振荡器翻转，使输出电压下降，维持5v电压不变。当5v电压下降时，其稳压过程与上述相反。
cpu发出开机指令后，三极管ve561导通，常开继电器j501闭合，ac220v交流电送入主电源电路。
二、主电源电路分析
1.主电源组成
主电源电路以集成块sma-e1017（ne001）为核心，由pfc及pwm两部分电路组成，如图4所示其中。ne001的⑦～（11）、（15）脚内外电路为1-fc电路，②～⑤脚内外电路为pwm电路。⑥脚为公共地，①脚为pwm电路vcc供电。pfc电路工作在非连续导通模式，即dcm方式。
图4 主电源电路图
2.工作原理分析
ac220v电压通过继电器je50l后，经过be00l整流后变为脉动的300v直流电，一路经二极管de014及电容ce031滤波后加到ne001（12）脚，使电路启动；一路通过储能变压器te001、te002初级线圈加到qe001、qe002漏极；第三路通过re003、re004与re007分压后加到ne00⑦脚（⑦脚为ac220v电压正弦基准输入端），启动后。te003次级线圈的感生电势经de007整流、ce022滤波后给ne00l①脚提供vcc电压，正常工作时，①脚电压为22v~24v。
ne001内部pfc电路启动后，当ne001（15）脚输出pfc脉冲正半周时，经re011限流及de002、re010、re008整形后加到qe00l、qe002的栅极；与ne001（15）脚输出pfc脉冲的负半周时时ve00l、re011、de003组成灌流电路，此时ve00l因基极为低电位而导通，则qe001、qe002栅极储存的电荷被快速泄放掉电路振荡后，在qe001、qe002导通期间，te00l、te002初级线圈储能；在qe001、qe002截止期间，te001、te002初级储存的电能通过de004整流变为直流+375v，为主电源开关管qe003提供电压。
ne001（11）脚为pfc电源部分的过零检测端，用来控制qe001、qe002是否在过零点时导通。⑩脚为功率管qe001、qe002的电流检测端，当流过qe0011、qe002的电流过大时，re014、re013两端的压降较大，此电压通过r012加到⑩脚、n00l内部停止振荡，从而保护qe001、qe002。
+380v电压通过te003初级线圈加到场效应管qe003漏极。ce020、ce021、re020、re021组成尖峰高压脉冲吸收电路ncitj1②脚输出pwm驱动脉冲，通过re039、ve00l、de015加到qe003的栅极de015为qe003栅极的放电二极管存qe003导通期问，re024上的压降通过re026加到ne001④脚进行过流检测。在qe003截止期间。te003中存储的电能通过de50l整流、ce502滤波后，输出l2v电压，一路直接供给小信号处理电路，如图5所示；一路通过ne552（lm2576-5.0小型开关集成电路）输出5v电压；还有一路通过ne551变换输出5v-m电压。
图5
当12v电压升高时，取样集成电路ne50l（sen12n）①脚电压升高，②脚输m电压下降，光耦ne002①，②脚内部发光二极管发光增强。ne002③、④脚间电流变大。则n001③脚电压下降，n001输出的pwm脉冲变窄，从而使qe003导通时问变短。12v输出电压下降，达到稳压的目的。
te003反馈绕组的感应电压通过de006限流，re028、re027分压后加到ne00l⑤脚，使电路工作于准谐振状态，让qe003在振荡波形的最低处导通，使之功耗最小。
3.de014的作用
在电源开关接通瞬间，加到电感te00l、te002上的是交流正弦波的任意瞬时值，如果是在正弦波的过零点附近，那么te001、te002中电流的增长比较缓慢，te001、te002上的自感电动势也较低te00l、te002；如果是正弦波的最大值蜂点附近，那么给电感所加的是一个突变的电压，会引起电感上产生极大的自感电动势，该电动势会大于所加电压的两倍，并形成较大的电流对后面的电容充电，轻则引起输入电路的保险丝熔断，重则引起滤波电容及斩波管qe00l、qe002击穿。设置de014后，在接通电源的瞬间，由de014导通并对ce019充电，使流过teo01、te002的电流大大减小，产生的自感电动势也要小得多，对滤波电容和斩波管的危害也小得多，在正常r作时，南于de017负极电压比正极高，de017呈反偏截止状态。
【提示】de014（在32英寸机电源板上的住号为de017）在开机瞬间导通，+300v脉动直流电通过te003初级绕组加到qe003漏极。电路正常工作后，de014因负端电压高于正端电压而截止。另外，在开机瞬间，teo01产生的感生电动势通过de014释放，从而起到保护qeoo1和qe002的作用。
4.sma-e1017引脚功能介绍
⑦脚：pfc部分正弦半波波形取样输入端（multfp）。这个脚输入的是全波整流后的电压的分压，其波形是对整机电流进行正弦化的必需波形。该脚接在串联分压电阻re003、re004、re007的分压点上，其分压点上的电压波形即是整流桥堆输出的波形。
因整流后无滤波电容，波形是正弦半波。
ne001内部的激励电路以此波形为依据控制斩波管qeo01、qe002，使斩波电流的包络和此电压波形的形状相同。
⑧脚：pfc电压、电流相位调整端（comp）。这个脚的作用是pfc的相位校正，其外接元件是用于凋整电压和电流的波形之间的相位，使电流略滞后于电压，这样有利于控制电路稳定工作。当电源出现启动不良或工作不稳定时，可通过改变其外接低通滤波电路的时间常数来改善。
⑨脚：b+pfc电压检测及稳压控制端。
这个脚输入的是b+pfc电压（380v）的分压，类似于开关稳压电源的控制信号，其电位决定了380v电压的高低。该脚接在取样电阻re017、re018、re019的分压点上，分压点电位的变化直接反映b+pfc,的变化，ne001内部电路根据⑨脚电压的变化来调整（15）脚的激励输出脉冲宽度，使b+pfc电压趋于稳定。该电路类似于普通开关电源的稳压控制电路。
⑩脚：斩波管源极电流检测输入端（cs）、该端电压即为斩波管qe001、qe002的源极电阻re013、re014上的取样电压。
当斩波管过流时，该取样电压上升，ne001根据⑩脚电压的大小控制斩波管激励脉冲，使斩波电流得以控制。
（11）脚：过零检测输入（zcd）端。sma-e1017的pfc采用临界电流检测方式，pfc开关在过零点时打开。teo01.te002是pfc部分的储能电感。由于该pfc电路工作于非连续导通模式（dcm），所以在电路中必须对被斩波电压进行过零识别；以控制pfc激励脉冲的开启和停止。te001、te002次级线圈的感应电压经re005、re006输出，向sma-e1017（11）脚提供一识别信号，以控制neoo1内部pfc部分振荡器在过零时的“启”和“停”。re005、re006是限流电阻。
（15）脚：斩波管qe001、qe002激励脉冲输出（pfcoutpfc）端。
第（15）脚输出斩波激励脉冲经过灌流电路激励qeo01、qe002工作，ve001、de002组成灌流电路，如图6所示re011是限制qeo01、qe002栅-源极初始充电的限流电阻，de003是一只放电二极管，在激励脉冲下降沿促使栅一源极迅速放电。该灌流电路的工作过程如下：在激励脉冲上升沿期间（ti），veo01截止，de002导通，对栅-源极充电，形成栅一源电场，斩波管迅速导通。在激励脉冲平顶持续期间（t7～t2），由于也场的作用，斩波管维持导通，但此时导通呈阻性。在激励脉冲f降沿（t3）期间。ve00l导通、de002截止，所充电衙通过ve001迅速放电，斩波管迅速关断，完成一个斩波周期。
图6
总之，灌流电路的作用是保证容性输入特性的场效应管迅速导通或截止。
②脚：pwm激励输出（ddout）。这个脚输出的是pwm激励信号，激励开关管qe003工作。re039是qe003输入限流电阻。de015、ve001组成放电电路，在输入脉冲下降沿时，迅速将qe003g极的电荷放掉。
re023为pwm开关管qe003的g-s极泄放电阻：由于qe003是mos管，输入为容性，关机后g、s极间所充的电荷必须释放，否则，在开机瞬问，由于g、s极问电荷产生的电场会使mos管还没工作就瞬间短路烧坏。
③脚：pwm稳压控制（dfp）端，这个脚输入pwm稳压反馈信号，用于控制开关稳压电源的输出，该脚外接基准电源ne501、re502、re503、n002。ne501中间的端子是基准电压端，精确选择re502、re503的阻值，可以控制流过n002的电流，使输出电压为标准值。
④脚：pwm部分过流检测（ocp）端。
这个脚输入的是mosfet的源极限流电阻上的压降，ocp阈值电压（vocp）为0.62v：当pwm输出管过流时，vocp电压上升，电路保护，②脚停止输出，避免开关管及后级电路损坏。
re024是qe003源极电阻。该电阻上的电压经re026送到ne001（4）脚，作为过流检测（ocp）信号⑤脚：pwm部分准谐振检测（bd）端根据输出开关变压器的初级电感及分布电容，适当的调整re027、re028的分压比，使pwm开关管在准谐振的振铃形底部才开始导通。
【提示】为了提高开关电源的效率，ne001的pwm部分以准谐振方式工作。
由于“振铃”的频率由te003的初级电感及其分布电容决定，频率高、周期短，难以保证开关管在低谷区域内再次导通。因此，在实际电路中，常采取加大分布电容的办法来降低频率，延长低谷区域的时间，使开关管的再导通始终在低谷区域。
未完待续
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图1 tlm4277型机电源板
该电源由主电源和待机电源两部分组成，其中主电源又分为pfc电源、pwm电源和背光灯电源三部分，原理框图如图2所示。主电源的供电取白整流后未滤波的脉动直流，背光灯的+b高压及vcc启动电压均由主电源的pfc电路提供，只有主电源工作，背光灯才能工作。待机电源为cpu及主电源供电控制继电器je501供电，该开关电源有较宽的电压适应范围（ac85v～265v）。该机共有5路输出电压：（1）12v/3a.为液晶屏逻辑电路、驱动电路及伴音前端电路供电。（2）5vmi3a，为小信号电路及视频前端电路供电。（3）14v/3a，为伴音功放输h1部分供电：以上3路供电均由主电源供电，输出功率约60w。（4）背光电源24v/8a，为背光灯驱动电路供电，这一路供电的输出功率约180w。（5）待机电源5v/2a.为cpu、存储器及flash供电，这一路输出功率约10w。由于该电路采用了有源pfc技术，其功率因数可达99%。
图2 原理框图
一、待机电源电路分析
ac220v电压经电源开关及保险feo01后，先由ce001、ce102、ce101、ce002滤除差模干扰（大小相等、方向相反的干扰信号），le00l、le002滤除共模干扰（大小相等、力向相同的干扰信号）后，再经de521、ce521整流滤波输出+300v的直流电压，通过te004⑤~⑥绕组加到ze521（str-a6351）⑧脚内部所接的场效应管漏极上，如图3所示同时，ac220v电压通过de521的一个桥臂整流后，再经re524降压后加到ze521③脚，给ze521内部电路提供启动电压，内部开始振荡，该部分电路进入开关状态，te004⑦~⑧绕组的感应电压经re523限流及de521、ce524整流滤波后，给③脚提供稳定的电压，电路持续工作。
图3
电路工作后，电流从te00⑤～⑥绕组及ze521⑦、⑧脚进入集成块内部，然后从①脚流出，通过re521到地①脚输出的电流在re521上产生与漏极电流成正比的压降，此电压通过re525加到ze521④脚。
ce522、re522、de522用于吸收开关电路振荡时产生的尖峰脉冲，避免ze521内部的开关管过压击穿。在开关管截止期间，te004次级储存的电能通过de561整流、ce562滤波后输出5v-s电压，供给cpu电路。
该电路的稳压控制由三端精密稳压器ne503，电阻re566、re561，及光耦ze504及ze521④脚内部电路元件来完成。当5v电压升高时，ne503②脚电位下降，则ze504②脚电位下降，光耦①、②脚内的发光二极管发光强度变大，流过光耦③、④脚的电流变大，ze521根据④脚电压的变化，从而控制内部振荡器翻转，使输出电压下降，维持5v电压不变。当5v电压下降时，其稳压过程与上述相反。
cpu发出开机指令后，三极管ve561导通，常开继电器j501闭合，ac220v交流电送入主电源电路。
二、主电源电路分析
1.主电源组成
主电源电路以集成块sma-e1017（ne001）为核心，由pfc及pwm两部分电路组成，如图4所示其中。ne001的⑦～（11）、（15）脚内外电路为1-fc电路，②～⑤脚内外电路为pwm电路。⑥脚为公共地，①脚为pwm电路vcc供电。pfc电路工作在非连续导通模式，即dcm方式。
图4 主电源电路图
2.工作原理分析
ac220v电压通过继电器je50l后，经过be00l整流后变为脉动的300v直流电，一路经二极管de014及电容ce031滤波后加到ne001（12）脚，使电路启动；一路通过储能变压器te001、te002初级线圈加到qe001、qe002漏极；第三路通过re003、re004与re007分压后加到ne00⑦脚（⑦脚为ac220v电压正弦基准输入端），启动后。te003次级线圈的感生电势经de007整流、ce022滤波后给ne00l①脚提供vcc电压，正常工作时，①脚电压为22v~24v。
ne001内部pfc电路启动后，当ne001（15）脚输出pfc脉冲正半周时，经re011限流及de002、re010、re008整形后加到qe00l、qe002的栅极；与ne001（15）脚输出pfc脉冲的负半周时时ve00l、re011、de003组成灌流电路，此时ve00l因基极为低电位而导通，则qe001、qe002栅极储存的电荷被快速泄放掉电路振荡后，在qe001、qe002导通期间，te00l、te002初级线圈储能；在qe001、qe002截止期间，te001、te002初级储存的电能通过de004整流变为直流+375v，为主电源开关管qe003提供电压。
ne001（11）脚为pfc电源部分的过零检测端，用来控制qe001、qe002是否在过零点时导通。⑩脚为功率管qe001、qe002的电流检测端，当流过qe0011、qe002的电流过大时，re014、re013两端的压降较大，此电压通过r012加到⑩脚、n00l内部停止振荡，从而保护qe001、qe002。
+380v电压通过te003初级线圈加到场效应管qe003漏极。ce020、ce021、re020、re021组成尖峰高压脉冲吸收电路ncitj1②脚输出pwm驱动脉冲，通过re039、ve00l、de015加到qe003的栅极de015为qe003栅极的放电二极管存qe003导通期问，re024上的压降通过re026加到ne001④脚进行过流检测。在qe003截止期间。te003中存储的电能通过de50l整流、ce502滤波后，输出l2v电压，一路直接供给小信号处理电路，如图5所示；一路通过ne552（lm2576-5.0小型开关集成电路）输出5v电压；还有一路通过ne551变换输出5v-m电压。
图5
当12v电压升高时，取样集成电路ne50l（sen12n）①脚电压升高，②脚输m电压下降，光耦ne002①，②脚内部发光二极管发光增强。ne002③、④脚间电流变大。则n001③脚电压下降，n001输出的pwm脉冲变窄，从而使qe003导通时问变短。12v输出电压下降，达到稳压的目的。
te003反馈绕组的感应电压通过de006限流，re028、re027分压后加到ne00l⑤脚，使电路工作于准谐振状态，让qe003在振荡波形的最低处导通，使之功耗最小。
3.de014的作用
在电源开关接通瞬间，加到电感te00l、te002上的是交流正弦波的任意瞬时值，如果是在正弦波的过零点附近，那么te001、te002中电流的增长比较缓慢，te001、te002上的自感电动势也较低te00l、te002；如果是正弦波的最大值蜂点附近，那么给电感所加的是一个突变的电压，会引起电感上产生极大的自感电动势，该电动势会大于所加电压的两倍，并形成较大的电流对后面的电容充电，轻则引起输入电路的保险丝熔断，重则引起滤波电容及斩波管qe00l、qe002击穿。设置de014后，在接通电源的瞬间，由de014导通并对ce019充电，使流过teo01、te002的电流大大减小，产生的自感电动势也要小得多，对滤波电容和斩波管的危害也小得多，在正常r作时，南于de017负极电压比正极高，de017呈反偏截止状态。
【提示】de014（在32英寸机电源板上的住号为de017）在开机瞬间导通，+300v脉动直流电通过te003初级绕组加到qe003漏极。电路正常工作后，de014因负端电压高于正端电压而截止。另外，在开机瞬间，teo01产生的感生电动势通过de014释放，从而起到保护qeoo1和qe002的作用。
4.sma-e1017引脚功能介绍
⑦脚：pfc部分正弦半波波形取样输入端（multfp）。这个脚输入的是全波整流后的电压的分压，其波形是对整机电流进行正弦化的必需波形。该脚接在串联分压电阻re003、re004、re007的分压点上，其分压点上的电压波形即是整流桥堆输出的波形。
因整流后无滤波电容，波形是正弦半波。
ne001内部的激励电路以此波形为依据控制斩波管qeo01、qe002，使斩波电流的包络和此电压波形的形状相同。
⑧脚：pfc电压、电流相位调整端（comp）。这个脚的作用是pfc的相位校正，其外接元件是用于凋整电压和电流的波形之间的相位，使电流略滞后于电压，这样有利于控制电路稳定工作。当电源出现启动不良或工作不稳定时，可通过改变其外接低通滤波电路的时间常数来改善。
⑨脚：b+pfc电压检测及稳压控制端。
这个脚输入的是b+pfc电压（380v）的分压，类似于开关稳压电源的控制信号，其电位决定了380v电压的高低。该脚接在取样电阻re017、re018、re019的分压点上，分压点电位的变化直接反映b+pfc,的变化，ne001内部电路根据⑨脚电压的变化来调整（15）脚的激励输出脉冲宽度，使b+pfc电压趋于稳定。该电路类似于普通开关电源的稳压控制电路。
⑩脚：斩波管源极电流检测输入端（cs）、该端电压即为斩波管qe001、qe002的源极电阻re013、re014上的取样电压。
当斩波管过流时，该取样电压上升，ne001根据⑩脚电压的大小控制斩波管激励脉冲，使斩波电流得以控制。
（11）脚：过零检测输入（zcd）端。sma-e1017的pfc采用临界电流检测方式，pfc开关在过零点时打开。teo01.te002是pfc部分的储能电感。由于该pfc电路工作于非连续导通模式（dcm），所以在电路中必须对被斩波电压进行过零识别；以控制pfc激励脉冲的开启和停止。te001、te002次级线圈的感应电压经re005、re006输出，向sma-e1017（11）脚提供一识别信号，以控制neoo1内部pfc部分振荡器在过零时的“启”和“停”。re005、re006是限流电阻。
（15）脚：斩波管qe001、qe002激励脉冲输出（pfcoutpfc）端。
第（15）脚输出斩波激励脉冲经过灌流电路激励qeo01、qe002工作，ve001、de002组成灌流电路，如图6所示re011是限制qeo01、qe002栅-源极初始充电的限流电阻，de003是一只放电二极管，在激励脉冲下降沿促使栅一源极迅速放电。该灌流电路的工作过程如下：在激励脉冲上升沿期间（ti），veo01截止，de002导通，对栅-源极充电，形成栅一源电场，斩波管迅速导通。在激励脉冲平顶持续期间（t7～t2），由于也场的作用，斩波管维持导通，但此时导通呈阻性。在激励脉冲f降沿（t3）期间。ve00l导通、de002截止，所充电衙通过ve001迅速放电，斩波管迅速关断，完成一个斩波周期。
图6
总之，灌流电路的作用是保证容性输入特性的场效应管迅速导通或截止。
②脚：pwm激励输出（ddout）。这个脚输出的是pwm激励信号，激励开关管qe003工作。re039是qe003输入限流电阻。de015、ve001组成放电电路，在输入脉冲下降沿时，迅速将qe003g极的电荷放掉。
re023为pwm开关管qe003的g-s极泄放电阻：由于qe003是mos管，输入为容性，关机后g、s极间所充的电荷必须释放，否则，在开机瞬问，由于g、s极问电荷产生的电场会使mos管还没工作就瞬间短路烧坏。
③脚：pwm稳压控制（dfp）端，这个脚输入pwm稳压反馈信号，用于控制开关稳压电源的输出，该脚外接基准电源ne501、re502、re503、n002。ne501中间的端子是基准电压端，精确选择re502、re503的阻值，可以控制流过n002的电流，使输出电压为标准值。
④脚：pwm部分过流检测（ocp）端。
这个脚输入的是mosfet的源极限流电阻上的压降，ocp阈值电压（vocp）为0.62v：当pwm输出管过流时，vocp电压上升，电路保护，②脚停止输出，避免开关管及后级电路损坏。
re024是qe003源极电阻。该电阻上的电压经re026送到ne001（4）脚，作为过流检测（ocp）信号⑤脚：pwm部分准谐振检测（bd）端根据输出开关变压器的初级电感及分布电容，适当的调整re027、re028的分压比，使pwm开关管在准谐振的振铃形底部才开始导通。
【提示】为了提高开关电源的效率，ne001的pwm部分以准谐振方式工作。
由于“振铃”的频率由te003的初级电感及其分布电容决定，频率高、周期短，难以保证开关管在低谷区域内再次导通。因此，在实际电路中，常采取加大分布电容的办法来降低频率，延长低谷区域的时间，使开关管的再导通始终在低谷区域。
未完待续
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