AOC冠捷LM729液晶显示器电源电路的工作原理

AOC冠捷LM729液晶显示器电源电路的工作原理
AOC冠捷LM729液晶显示器电源电路的工作原理
液晶显示器的电源电路一般采用开关电路方式，此电源电路将交流220V输入电压经过整流滤波电路变成直流电压，再由开关管斩波和高频变压器降压，得到高频矩形波电压，最后经整流滤波后输出液晶显示器各个模块所需要的直流电压。

下面以AOCLM729液晶显示器为例讲解液晶显示器电源电路的工作原理。

AOCLM729液晶显示器的电源电路主要由交流滤波电路、桥式整流电路、软启动电路、主开关电路、整流滤波电路、过压保护电路等组成，其电源电路原理图如图b所示。

1.交流滤波电路
交流滤波电路的作用是用于滤除由交流输入线引入的噪声，抑制电源内部产生的反馈噪声。

电源内部的噪声主要有共态噪声和正态噪声两种。

对于单相电源，输入侧有2根交流电源线和1根地线。

在电源输入侧2根交流电源线与地线之间产生的噪声为共态噪声；2根交流电源线之间产生的噪声为正态噪声。

交流滤波电路主要用于滤除这两类噪声，另外，还要起到电路过流保护和过压保护。

其中，保险用于过流保护，压敏电阻用于输入电压过压保护。

如图5-3所示为交流滤波电路原理图。

图中，电感L901、L902，电容C904、C903、C902、C901组成
了EMI滤波器。

电感L901、L902用于滤除低频共态噪声；C901和C902用于滤除低频正态噪声；C903和C904用于滤除高频共态和正态噪声（高频电磁干扰）；限流电阻R901、R902用于拔下电源插头时对电容起放电作用；保险F901用于过流保护压敏电阻NR901用于输入电压过压保护。

当液晶显示器的电源插头插入电源插座后，220V交流电经过保险管F901、压敏电阻NR901防浪涌冲击后，通过由电容C901、C902、C903、C904，电阻R901、R902，电感L901、L902组成的抗干扰电路后进入桥式整流电路。

2.桥式整流滤波电路
桥式整流滤波电路的作用是将220V交流电经过全波整流后转变为直流电压，再经过滤波后将电压变为市电电压的2倍。

桥式整流滤波电路主要由桥式整流器DB901，滤波电容C905组成，如图5-4所示。

图中，桥式整流器由4个整流二极管组成，滤波电容为400V电容。

当220V交流市电经过滤波后，进入桥式整流器。

桥式整流器对交流市电进行全波整流后，变为直流电压。

接着此直流电压再经过滤波电容C905将电压转换为310V的直流电压。

3.软启动电路
软启动电路的作用是防止电容器上的瞬时冲击电流，以保证开关电源正常而可靠地运行。

由于在输入电路接通电源瞬间，电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流，此电流往往会导致输入保险丝烧断，因此需要设置软启动电路。

软启动电路主要由启动电阻、整流二极管、滤波电容等组成。

如图5-5 所示为软启动电路原理图。

图中，电阻R906、R907为1MΩ的等效电阻，由于这些电阻的阻值很大，所以其工作电流很小。

刚启动开关电源时，SG6841所需要的启动工作电流由+300V直流高压经过电阻R906和R907降压后加至SG6841的输入端（第3脚）实现软启动。

一旦开关管转入正常的工作状态，开关变压器>上所建立的高频电压经整流二极管D902、滤波电容C907整流滤波后，就作为SG6841芯片的工作电压，至此启动过程结束。

4.主开关电路
主开关电路的作用是通过开关管斩波和高频变压器降压，以得到高频矩形波电压。

主开关电路主要由开关管、PWM控制器、开关变压器、过流保护电路、高压保护电路等组成，如图5-6所示为主开关电路原理图。

图中，SG6841为PWM控制器，它是开关电源的核心，它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号，控制开关管的通断状态，从而调节输出电压的高低，达到稳压的目的。

Q903为开关管，T901为开关变压器，稳压管ZD901、电阻R911、三极管Q902和Q901、电阻R901等组成的电路为过压保护电路。

如表5-1所示为SG6841芯片各个引脚的功能。

当PWM 开始工作后，SG6841 的第8 脚输出一个矩形脉冲波（一般输出的脉冲的频率为58.5kHz，占空比为11.4%）。

该脉冲控制开关管Q903 按其工作频率进行开关动作，在开关管Q903不断地导通/截止形成自激振荡时，变压器T901 就开始工作，产生振荡电压。

当SG6841的第8脚输出端为高电平时，开关管Q903导通，接着开关变压器T901的初级线圈有电流流过，产生上正下负的电压；同时，变压器的次级产生下正上负的感应电动势，这时次级上的二极管
D910截止，此阶段为储能阶段；当SG6841的第8脚输出端为低电平时，开关管Q903截止，开关变压器T901初级线圈上的电流在瞬间变为0，初级的电动势为下正上负，在次级上感应出上正下负的电动势，此时二极管D910导通，开始输出电压。

（1）过流保护电路
过流保护电路的工作原理如下。

在开关管Q903导通后，电流会从开关管Q903的漏极流向源极，并在R917上产生电压。

电阻R917为电流检测电阻，由它产生的电压直接加到PWM控制器SG6841芯片的过流检测比较器的同相输入端（即第6脚），只要该电压超过1V，将使PWM控制器SG6841内部的电流保护电路启动，使第8脚停止输出脉冲波，开关管及开关变压器停止工作，实现过流保护。

（2）高压保护电路
高压保护电路的工作原理如下。

当电网电压升高超过最大值时，变压器反馈线圈输出的电压也将升高。

该电压将会超过20V，此时稳压管ZD901被击穿，电阻R911上产生压降。

当这个压降有0.6V时，三极管Q902导通，接着三极管Q901的基极变为高电平，使三极管Q901也导通。

同时，二极管D903也导通，致使PWM控制器SG6841芯片第4脚接地，产生瞬间短路电流，使PWM控制器SG6841迅速关断脉冲输出。

另外，三极管Q902导通后，使PWM控制器SG6841第7脚的15V基准电压通过电阻R909、三极管Q901直接接地。

这样PWM控制器SG6841芯片的供电端电压变为0，PWM控制器停止输出脉冲波，开关管及开关变压器停止工作，达到高压保护作用。

5.整流滤波电路
整流滤波电路的作用是将变压器输出的电压经过整流滤波后，得到稳定的直流电压。

因为开关变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰，都形成了潜在的电磁干扰。

因此要得到纯净的5V和12V电压，开关变压器输出的电压必须经过整流滤波处理。

整流滤波电路主要由二极管、滤波电阻、滤波电容、滤波电感等
组成，如图5-7所示为整流滤波电路原理图。

图中，开关变压器T901的次级输出端的二极管D910和D912上并接的RC滤波电路（电阻R920和电容C920，电阻R922和电容C921）的作用是吸收二极管D910和D912上产生的浪涌电压。

二极管D910、电容C920、电阻R920、电感L903、电容C922和C924构成的LC滤波器，可以过滤变压器输出12V电压的电磁干扰，输出稳定的12V电压。

二极管D912、电容C921、电阻R921、电感L904、电容C923和C925构成的LC滤波器，可以过滤变压器输出5V电压的电磁干扰，输出稳定的5V电压。

6.12V/5V稳压控制电路
由于220V交流市电是在一定范围内变化的，当市电升高，电压也会随之升高，为了得到稳定的5V和12V电压，在电源电路中一般都会设计一个稳压电路。

12V/5V稳压电路主要由精密稳压器（TL431）、光耦合器、PWM控制器、分压电阻等组成，如图5-8所示为稳压电路原理图。

图中，IC902 为光耦合器，IC903 为精密稳压器，电阻R924 和R926 为分压电阻。

当电源电路工作时，+12V 输出直流电压经过电阻R924 和R926 分压后，在R926 上产生电压，该电压直接加到TL431 精密稳压器上（加到R 端），由电路上的电阻参数可知该电压正好能使TL431导通。

这样+5V 电压就可以流过光耦合器和精密稳压器，当电流流过光耦合器发光二极管，光耦合器IC902 开始工作，完成电压的取样。

当220V 交流市电电压升高导致输出电压随之升高时，流过光耦合器IC902 的电流也就随之增大，光耦合器内部发光二极管的亮度也随之增强，光耦合器内部的光敏三极管的内阻同时也变小，这样则光敏三极管端的导通程度也会加强。

光敏三极管导通程度加强的同时，PWM 电源控制器SG6841 芯片的第 2 脚端的电压同时会下降。

由于该电压加到SG6841 内部误差放大器的反相输入端，从而控制SG6841 输出脉冲的占空比，降低输出电压。

这样就构成了过压输出反馈回路，达到稳定输出的作用，能使输出电压稳定在12V 和5V 输出左右。

7.过压保护电路
过压保护电路的作用是检测输出电路的输出电压，当变压器输出电压异常升高时，通过PWM控制器关断脉冲输出，到达保护电路的目的。

过压保护电路主要由PWM控制器、光耦合器、稳压管等组成，如图5-8所示电路原理图中的稳压管ZD902或ZD903就是用来检测输出电压的。

当开关变压器次级输出的电压异常升高时，稳压管ZD902或ZD903将会被击穿，从而将导致光耦合器内部发光管的亮度异常加大，致使PWM控制器第2脚通过光耦合器内部的光敏三极管接地，PWM 控制器迅速关断第8脚的脉冲输出，开关管和开关变压器立刻停止工作，达到保护电路的目的。