TCL王牌LCD40A71
开关电源电路以ICl(NCP1650)、IC6(NCP1377)和IC2(NCP1217)为核心构成，其中，NCP1650为功率因数校正电路，NCP1377为12V电压电源控制芯片，NCP1217为24V电压电源控制芯片。下图所示为开关电源电路原理图。1.整流滤波电路220V左右的交流电压先经延迟保险管Fl，然后进入由Rl、Ll、CX1、LF1、CX2、CY1、CY2、LF2组成的交流抗干扰电路，滤除市电中的高频干扰信号，同时保证开关电源产生的高频信号不窜入电网。电路中，ZV1为压敏电阻，即在电源电压高于250V时，压敏电阻ZV1击穿短路，保险管Fl熔断，这样可避免电网电压波动造成开关电源损坏，从而保护后级电路。经交流抗干扰电路滤波后的交流电压送到由BD1、C3组成的整流滤波电路。220V市电先经BD1桥式整流后，再经C3滤波，形成一直流电压。由于滤波电路电容C3储能较小，所以在负载较轻时，经整流滤波后的电压为310V左右;在负载较重时，经整流滤波后的电压为230V左右。2.功率因数校正(PFC)电路PFC电路以ICl(NCP1650)为核心构成。NCP1650是美国安森美半导体公司推出的PFC集成电路芯片，可适应85～265V宽的交流输入电压范围，NCP1650是一个开关频率固定、采用平均电流型控制环的脉宽调制器，能精确地设定输入功率和输出电流的极限值;构成lkW以下功率因数校正器时，功率因数可达0.95～0.99。NCP1650内部电路框图如右图所示，引脚功能如下表所示。脚位引脚名功能1VCC电源2Vref6.5V基准输出电压3ACCOMPAC基准放大器频率补偿4ACREF交流误差放大器的参考电压输出端5ACIN基准乘法器输入端6FB/SD反馈／掉电引脚，当该脚电压低于0.75V时，禁止芯片输出7LOOPCOMP电压误差放大器输出端8PCOMP功率误差放大器外接补偿电容连接端9Pmax输出功率设定端10IAVG外接电阻，用于设定最大平均电流1lIAVGFIL外接滤波电容12Is-负极性感测电流输入端13RAMPCOMP(RC)斜率补偿电路外接补偿电阻连接端14CT振荡器定时电容15GND地16OUT(DVR)驱动脉冲输出端NCP1650的工作频率为70kHz左右，输入电压的变化经R2、R3分压后加到NCP1650的(5)脚，输出电压的变化经R12、R13、R14、R15分压后由NCP1650的(6)脚输入，NCP1650内部根据这些参数进行对比与运算，确定输出端(16)脚的脉冲占空比，维持输出电压的稳定。在一定的输出功率下，当输入电压降低，NCP1650的(16)脚输出的脉冲占空比变大;当输入电压升高，NCP1650的(16)脚输出的脉冲占空比变小。在一定的输入电压下，输出功率变小，NCP1650的(16)脚输出的脉冲占空比变小;反之亦然。
驱动管Ql在NCP1650的(16)脚驱动脉冲的控制下工作在开关状态。当Ql导通时，Dl截止;当Ql截止时，Dl导通。也就是说，Ql与Dl交替导通，这样，使桥式整流管的输出电流经L2连续流动，使桥式整流管在交流电源电压的半个周期内，导通角趋于180°，使交流电源整流输入电流跟随整流全波电压的变化，整流输入电流的平均值接近正弦波，如左图所示，因而系统的功率因数被提升至接近1。图中，VDC是整流全波电压，i是整流输入电流。
PFC电路分两段工作，90～132V(交流)为低压输入段，PFC电路输出电压为260V(直流)：180～264V(交流)为高压输入段，PFC电路输出电压为390V(直流)。切换段为140～165V(交流)。切换由比较器IC10(LM393)完成，当输入电压处在高端输入时，IC10的(3)脚电位高过(2)脚电位，Q21导通，使NCP1650的(6)脚采样到的电压变低，使PFC电路的输出电压升高到390V(直流)。
3.12V开关电源电路12V开关电源电路以IC6(NCP1377)为核心构成，其作用是将PFC电路输出的400V直流电压变换为12V/4A稳定直流电压。NCP1377是美国安森美半导体公司推出的准谐振电源控制芯片，内部采用了电流模式调制器，在电源负载空载的情况下具有最小的控制漏极开/关切换的驱动能力，NCP1377内部还设有过压锁定保护、自动恢复短路保护、过热保护等电路。下图所示是NCP1377内部电路框图，其引脚功能如下表所示。脚位引脚名功能1DMG磁复位信号与7.2V过压保护检测输入2FB输出电压反馈信号3CS电流检测4GND地5DRV驱动脉冲输出端6VCC电源7NC空8HV高压端，向Vcc引脚的电容注入电流，保证正常的启动(1)启动电路当接通电源时，从PFC电路输出的高压HV从NCP1377的(8)脚引入，芯片内部电流源(典型值4mA)向NCP1377的(8)脚外接电容器C34充电，当电压Vcc达到12.5V时，电流源关断。这一过程还会激活Ims软启动功能，使启动变得较缓慢。NCP1377启动后，内部电路开始工作，并从(5)脚输出开关脉冲，加到大功率MOS开关管Q5的G极，使Q5工作在开关状态。开关电源启动后，开关变压器T2自馈绕组感应的脉冲电压经D13整流C34滤波后产生直流电压，加到NCP1377的(6)脚，取代启动电路，为NCP1377提供启动后的工作电压。(2)稳压控制电路设某一时刻12V输出电压升高，经R50、R51分压后，误差放大器IC7的控制极电压升高，IC7的K极(上端)电压下降，流过光耦合器IC8中发光二极管的电流增大，其发光强度增强，则光敏三极管导通加强，使NCP1377的(2)脚电压下降，经NCP1377内部电路检测后，控制开关管Q5提前截止，使开关电源的输出电压下降到正常值;反之，当输出电压降低时，经上述稳压电路的负反馈作用，开关管Q5导通时间变长，输出电压上升到正常值。(3)过流保护电路NCP1377采用开关频率固定(lOOkHz)电流型控制模式，其(3)脚作为过流检测端，当开关管Q5的电流过大时，流经开关管Q5源极电阻R39两端的取样电压增大，使加到NCP1377的(3)脚的电压增大，当(3)脚电压增大到阈值电压时，NCP1377关断(5)脚输出。
(4)过压保护电路开关变压器T2的自馈绕组输出的电压经R35加到NCP1377的(1)脚，当NCP1377的(1)脚内部检测电路检测到的电压超过额定数值(7.2V)时，NCP1377的(5)脚停止输出驱动脉冲，使Q5截止。当检测信号撤除时，NCP1377的(5)脚再输出驱动信号，使Q5导通，继续工作。(5)同步整流电路同步整流电路由并联的SR同步整流管Q6、Q14组成，采用半波整流的驱动控制方式，通过变压器T3实现自驱动。T3的次级绕组N3与SR串联，有电流流过时产生驱动电压，经Q7、Q8、Q9组成的推挽缓冲级加在SR的G-S极间。注意，Q6和Q14是反接的，和通常作为开关管时的接法完全相反，这两个管子是N沟道MOSFET，它们是带寄生二极管的场效应管实际上，Q6、Q14的内部电路如右图所示。从图中可以看出，如果Q6、Q14接法不正常，会使寄生二极管有导通的机会，这样就破坏了SR作为整流开关管的单向导电性。右图Q6.Q14内部的寄生二极管(6)准谐振电路由NCP1377构成的开关电源为准谐振电源或最低点电源，它通过检测开关变压器T2铁芯磁复位信号(自馈绕组的回扫电压)或者开关管Q5的漏极电压的最低点来触发导通开关管Q5。NCP1377的磁复位信号引脚①(DMG)连接开关变压器T2的自馈绕组，①脚的电压高于65mV时，NCP1377的⑤脚输出低电平，开关管保持关断状态;当NCP1377的①脚电压降到低于65mV时，经NCP1377内部消隐延迟时间后，⑤脚输出高电平，驱动开关管Q5导通，开始新的变换周期，这样可使EMI(电磁噪声干扰)最小。设置消隐延迟，可防止因开关频率过高(NCP1377的开关频率固定为lOOkHz)而引起开关管误动作。
4. 24V开关电源电路24V开关电源电路以IC2 (NCP1217)为核心构成，其作用是将PFC电路输出的400V直流电压变换为24V/4A稳定直流电压。NCP1217是美国安森美半导体公司推出的电源控制芯片，内部采用了电流模式调制器，工作频率固定在65kHz。下图示是NCP1217内部电路框图，其引脚功能如下表所示。脚位引脚名功能lAdj调整跳跃峰值电流2FB输出电压反馈信号3CS(CurrentSense)电流检测4GND(Ground)地5Drv驱动脉冲输出端6VCC电源7NC空8HV高压端，向vcc引脚的电容注入电流，保证正常的启动(1)启动电路当接通电源时，从PFC电路输出的高压HV从NCP1217的⑧脚引入，芯片内部电流源向NCP1217的⑥脚外接电容器C21充电，当电压Vcc达到12.5V时，电流源关断。此后，开关变压器Tl自馈绕组感应的脉冲电压经D7整流、C21滤波后产生直流电压，加到NCP1217的⑥脚，取代启动电路为NCP1217提供启动后的工作电压。NCP1217启动后，内部电路开始工作，并从⑤脚输出开关脉冲，加到大功率MOS开关管Q2、Q17的G极，使Q2、Q17工作在开关状态。(2)稳压控制电路NCP1217通过控制脉冲信号的占空比，使得输出的电压稳定在24V。当次级输出电压超过24V时，经R27、R28分压后，误差放大器IC4的控制极电压升高，IC4的K极(上端)电压下降，流过光耦合器IC3中发光二极管的电流增大，其发光强度增强，则光敏三极管导通加强，使NCP1217的②脚电压下降，经NCP1217内部电路检测后，控制开关管Q2、Q17提前截止，使开关电源的输出电压下降到正常值;反之，当输出电压降低时，经上述稳压电路的负反馈作用，开关管Q2、Q17导通时间变长，输出电压上升到正常值。(3)过流保护NCP1217采用开关频率固定(65kHz)电流型控制模式，其(3)脚作为过流检测端，当流经开关管Q2、Q17源极电阻R20两端的取样电压增大时，加到NCP1217的(3)脚的电压增大，当(3)脚电压增大到阈值电压时，NCP1217关断(5)脚输出。(4)待机控制电路在接通交流市电的情况下，12V供电一直持续工作，电源待机电路的控制是对24V的电源进行控制。在开机状态下，待机控制信号P-ON为高电平，Q4导通，Q12截止，光耦合器IC5不工作，对NCP1217无影响。待机时，待机控制信号P-ON为低电平，Q4截止，Q12导通，光耦合器IC5工作，将NCP1217的②脚电位拉低，使NCP1217停止工作。