1、概述。

2合1電源板(OB5269CP AP3041方案)主要用于彩虹32J2000、43J2000、LED42538N和其他型號。為了方便說明，這是代表32J2000分析的電源板型號代碼9012-112437-07509211。電源輸出12V/2A、DC5V、DC5VSB三向和LED驅(qū)動器電壓120V、LED驅(qū)動器電流280毫安/單插槽/50瓦。添加少量部件后，可以擴展到6路LED驅(qū)動器，以滿足大屏幕背光要求。

2、電源的物理示意圖。

如圖1所示，32J2000電源板的實際前圖是電源板的實際后圖，如圖2所示。

3、工作原理精密

通電后，整個設(shè)備處于待機狀態(tài)，指示燈亮起后，電源板將輸出兩種電壓。也就是說，5VSB電壓為主板供電，主板CPU控制系統(tǒng)在通電后按照預(yù)設(shè)程序進入待機狀態(tài)。1號24V電壓輸出到LED驅(qū)動電路，開機后通過開關(guān)電路形成驅(qū)動LED燈串電壓60V。

通過遙控器或鑰匙開機后，主板CUP控制系統(tǒng)輸出啟動信號PS-NO(高電平)，高電平三向控制信號輸出：所有PS-NO信號通過Q103控制輸出5V電壓供應(yīng)給主板。所有PS-NO信號都通過Q10控制輸出11.5V電壓為LED驅(qū)動的IC(AP3041)供電。PS-NO信號通過U11(MP1584)控制輸出12V向主板供電。電源LED驅(qū)動程序進入工作狀態(tài)后，主板將正常打開12.3伏、5伏、整個設(shè)備。下面的圖3是電源工作流程圖。

4、單位電路分析

1)電源EMI電路和整流電路

交流通過雙級抗干擾電路添加到整流二極管中，經(jīng)過整流濾波，形成300V的直流電壓。其中，由扼流導(dǎo)體L1、L2和共模容量CY1、CY 2、差模容量CX1、CX12組成的共?？垢蓴_電路過濾來自電源輸入線和電源本身的共模干擾脈沖。電阻RXA/B/C/D對抗干擾電容器起放電作用，關(guān)閉電源后，迅速釋放存儲在CX中的電力，防止電力損壞電路中的設(shè)備。NTC是巴里斯特，電壓超過閾值電壓時，漏電電流增加，接近短路狀態(tài)，保險管F1溶解為過電流，起到保護后級電路的作用。整流電路由D1、D2、D3、D4、EC8組成，如圖4所示，通過四個二級管整流EC8濾波器形成300伏直流電壓，用于供電后級。

2)5VSB、24V形成電路

5VSB、24V形成電路主要包括U1(OB5269CP)、Q27、Q29、D23、輔助電路D13、D14、D15、D16。300V直流電壓分為兩種方式。輸出到開關(guān)變壓器T1A的腳(12-11)形成上下負感應(yīng)電動勢。通過電阻R257、R258降壓輸出到U1控制芯片的8發(fā)被用作芯片的高壓啟動電壓。由R3、C02、R4、D5組成的最高吸收電路，在功率U1MOSFET開關(guān)結(jié)束的瞬間，T1A初級繞組瞬間通過D5，通過R3、C02返回電源，降低峰值脈沖，保護芯片不受功率MOSFET開關(guān)管的保護。C02主要用于吸收功率MOSFET管轉(zhuǎn)換瞬間的最大干擾，如圖5所示。

U1是高性能電流模式PWM控制控制器，集成了高壓啟動、高性能、低待機功耗和經(jīng)濟高效的離線反擊式轉(zhuǎn)換器，其主要功能和內(nèi)部框圖見下圖6。

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OB5269CP特點：

● 高電壓啟動電路；

● 超低待機功耗；

● 電源，軟啟動，減少MOSFET的VDS應(yīng)力 ；

● 為EMI的頻率抖動 擴展突發(fā)模式（Burst Mode）控制以提高效率和最低的待機功耗設(shè)計 ；

● 固定的65kHz開關(guān)頻率；

● VDD與滯后欠壓鎖定（UVLO）；

● 循環(huán)周期過流閾值設(shè)置為恒定輸出功率限制在通用輸入電壓范圍；

● 自動恢復(fù)過載保護（OLP）；

● 過溫保護（OTP），鎖存關(guān)閉 ；

● VDD過電壓保護（OVP），鎖存關(guān)閉；

● 通過外部穩(wěn)壓可調(diào)過壓保護（OVP）。

引腳功能：

關(guān)鍵腳工作原理分析：

⑧腳：開機時300V電壓經(jīng)過電阻R257、R258分壓輸入到U1OB5269的8腳，內(nèi)集成了高壓啟動電路，并提供了大約2.8 mA電流給VDD引腳充電，供電來自于 HV引腳。當VDD上限電壓高于UVLO(關(guān)閉),電荷電流關(guān)閉，這時候OB5269VDD電容器提供的電流由輔助繞組的主變壓器為IC提供工作電流。

⑥腳：開關(guān)變壓器輔助繞組7～8端提供感應(yīng)電動勢，經(jīng)R248/0Ω歐電阻、整流二極管D23、濾波電容EC9后，形成20V直流電壓，加載到由穩(wěn)壓二極管D27/18v、Q27/MMBT2222、電阻R249Ω組成的18V基準穩(wěn)壓電路，給6腳提供供電電壓。

在6腳內(nèi)設(shè)置了欠壓壓保護電路，當輸入電壓低于8.3V～10.3V時，此時UVLO電路開啟，IC停止輸出；當輸入電壓高于14.3V～16.5V時，UVLO電路關(guān)閉，不影響芯片的正常工作。

還設(shè)置了過壓保護電路（OVP），當輸入電壓高于24V～26V且FB反饋電壓為3V時，過壓保護電路啟動被閂鎖，芯片停止工作。

OB5269內(nèi)部有一個4ms的軟啟動軟電路，主要用在電源啟動的過程中，在通電時被激活按時序進行。當VDD達到UVLO（OFF）時，CS峰值電壓從0V逐漸增加到最大時，每次重啟都將重新執(zhí)行軟啟動，來保護后級電路不被大電流損壞。

②腳：OB5269提供綠色能模式下控制方式，以減少在輕負載和無負載條件下開關(guān)頻率。VFB電壓是從反饋回路得到被取作參考值，一旦VFB小于閾值電壓（Vref綠色2V）下，開關(guān)頻率被連續(xù)地降低到22KHz的最小綠色模式頻率。

在輕載或空載情況下，F(xiàn)B輸入降至突發(fā)模式的閾值電壓(Vref_burst_L)，芯片進入突發(fā)模式控制；門驅(qū)動器輸出開關(guān)只有在FB電壓高于閾值電壓(Vref_burst_H)輸出一個狀態(tài)。只有這樣?xùn)艠O驅(qū)動器保持在關(guān)閉狀態(tài)，可減少開關(guān)損耗和降低待機功耗。

從圖7可以看出，F(xiàn)B反饋電壓來自由：U3、U2A、R237、R236、R231組成的基準穩(wěn)壓取樣反饋電路。24V、5VSB通過電阻R237、R236、R235、R234分壓在U3上形成標準的2.5V電壓，如果某路電壓升高時，勢必導(dǎo)致U3導(dǎo)通對地，那么5VSA通過光耦電流增大，2腳電壓被拉低到地，低于閾值電壓時，芯片進入突發(fā)控制模式，柵極停止輸出。

3）12V形成電路

開關(guān)變壓器次級繞組輸出電流經(jīng)D14/13整流EC1濾波形成的24V電壓，一路到LED驅(qū)動升壓電路，另一路到U11 DC—DC集成塊降壓形成電路，輸出12V電壓供給主板，12V形成電路圖如圖8所示。24V電壓加到U11的7腳，同時在2腳通過R240得到PS-ON高電平信號，使其內(nèi)部進入工作狀態(tài)，由1腳輸出12V電壓。

MP1584EN-LF-Z是DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器，輸入電壓范圍4.5V～28V，輸出電流3A，高達1.5MHz的可編程開關(guān)頻率，內(nèi)置軟啟動等，為8 PIN SOIC封裝，下表為MP1584引腳功能。

這是內(nèi)部浮動高邊MOSFET驅(qū)動器的電源正極。與SW通過電容連接。

芯片內(nèi)部工作原理：

A．該MP1584是一個可變頻率、非同步、降壓開關(guān)調(diào)節(jié)器，集成高邊高電壓功率MOSFET 。

是一個高度電流模式控制，有效的解決快速環(huán)路響應(yīng)，易于補償。在中高輸出電流的MP1584工作在固定頻率，通過峰值電流控制方式來調(diào)節(jié)輸出電壓。PWM周期是由內(nèi)部時鐘啟動，該功率MOSFET導(dǎo)通，并保持在直到它的電流達到所設(shè)定的值COMP電壓。當電源開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，保持關(guān)閉有100ns的周期才開始。如果在一個PWM周期中，電流在功率MOSFET到不達COMP設(shè)定電流值，功率MOSFET保持為ON ，節(jié)約了關(guān)斷操作。MP1584內(nèi)部框圖如圖9所示

B．誤差放大器，比較FB引腳電壓與內(nèi)部參考值（ REF），并且輸出一成比例的電流之間的差。輸出電流用于充電的外部補償網(wǎng)絡(luò)，以形成COMP電壓，用來控制功率MOSFET的電流。在工作期間，最小COMP電壓被鉗位至0.9V ，其最大被鉗位至2.0V 。COMP是內(nèi)部下拉至GND時為關(guān)斷模式。

C．內(nèi)部穩(wěn)壓器：內(nèi)部的電路是從供電2.6V內(nèi)部穩(wěn)壓器獲得。該穩(wěn)壓器采用VIN輸入，工作在全VIN范圍。當VIN大于3.0V ，輸出被全部檢測。當VIN低于3.0V時，輸出降低。

D．使能控制：MP1584有一個專用的使能控制引腳（ EN ）。輸入電壓高時，芯片啟用，內(nèi)部EN具有禁用正邏輯關(guān)系。下降閾值是精密的1.2V，上升閾值為1.5V。當EN被拉低低于1.2V ，芯片進入停機電流模式。

E．欠壓鎖定（UVLO ）：欠壓鎖定（ UVLO ）工作電壓不足使其芯片保護。在UVLO上升門限約3.0V ，下限閾值2.6V。

F．內(nèi)部軟啟動：在啟動過程中，以防止轉(zhuǎn)換器過度轉(zhuǎn)換輸出電壓。當芯片啟動時，將內(nèi)部電路產(chǎn)生一個軟啟動電壓（ SS）斜坡從0V到2.6V 。

G．熱關(guān)斷：以防止芯片工作在非常高的溫度下。當硅晶片溫度比其上閾值越高時，關(guān)閉整個芯片。當溫度低比其低閾值時，芯片使能再次開啟。

E . 浮動驅(qū)動器和自舉充電:浮動功率MOSFET驅(qū)動器供電，由外部自舉電容形成。這個浮動驅(qū)動器有它自己的UVLO保護，上升門限2.2V。

F．電流比較器和限流：功率MOSFET可以準確的通過電流感應(yīng)，當感測到的電流是大于COMP高電壓時，比較器輸出為低電平，使其關(guān)斷功率MOSFET 。

關(guān)鍵引腳原理分析：

④腳電壓0.8V，無電壓輸出或者輸出不正常時，重點檢查該腳電壓，R227、R228參數(shù)在維修時不能輕易更改或者使用同規(guī)格的電阻。

③腳的補償網(wǎng)絡(luò)，參數(shù)不能輕易更改，該網(wǎng)絡(luò)可保證IC在負載、溫度等變化時間，IC工作穩(wěn)定。

②腳使能腳，高電平有效，一般直接和輸入電壓連接。

①腳L7的參數(shù)及負載電容的大小影響IC帶負載的能力，替換時須使用同規(guī)格的電感。

D140的續(xù)流二極管必須接的且規(guī)格不能輕易更換，位置靠近電源IC。

⑦腳電壓輸入腳，范圍4.5V～28V。

⑥腳外接電阻R226可以調(diào)整開關(guān)頻率，為保證整機EMC性能，不能更改該電阻。

4）VIN、開待機控制電路

（1）整機上電，二次開機后，主板給出PS-ON開機指令信號，高電平經(jīng)R198限壓到Q103的b極，Q103導(dǎo)通到地，5VSB經(jīng)電阻R221、R222分壓，Q112的G腳電壓低于S腳電壓后導(dǎo)通。5VSB經(jīng)Q112控制后C1/100UF濾波輸出5V電壓給主板供電，見圖10所示。

（2）整機上電，二次開機后，主板給出PS-ON開機指令信號，高電平經(jīng)電阻R301、R302分壓約0.7V電壓使Q10導(dǎo)通，Q9基極電壓拉低，發(fā)射極上24V電壓一路經(jīng)Q9在Z2穩(wěn)壓管上形成18V穩(wěn)壓電壓，同時與Q7組成標準的18V穩(wěn)壓電源，由Q7發(fā)射極輸出18V電壓VIN，如圖11所示。此18V電壓供給12V形成電路U11的⑦腳供電，通過U11降壓后輸出12V電壓給主板供電。VIN電壓另一路到U14（AP3041）⑤腳供電。

5、LED背光驅(qū)動電路

長虹32J2000、43J2000、LED42538N機型在背光驅(qū)動控制電路上采用了AP3041方案，機型之間區(qū)別在于LED輸出的路數(shù)不同，32英寸只用了單路驅(qū)動，而42英寸用了6路驅(qū)動輸出。

AP3041是一個電流模式 、高壓側(cè)溝道MOSFET控制器，是個理想的升壓型穩(wěn)壓器。 它包含了實現(xiàn)單端初級拓撲DC/ DC轉(zhuǎn)換器所需的全部功能。

輸入電壓范圍為5V至27V；

工作頻率可調(diào)范圍為100kHz至1MHz；

具有UVLO（欠壓鎖定）電路， 通過兩個外部電阻來設(shè)置UVLO電壓；

具有輸出過電壓保護，以限制輸出電壓，該OVP電壓可通過外部電阻設(shè)置。當輸出電壓高于過壓保護高閾值點時，驅(qū)動信號停止，系統(tǒng)被閂鎖；

LED短路保護；

過電流保護；

過溫保護等。

該AP3041是采用SOIC-16封裝。內(nèi)部原理框圖見圖12所示。

下表為AP3041引腳功能：