SERWISELEKTRONIKI

BudowaidziałaniezasilaczawodbiornikuLCDLGserii3000

BudowaidziałaniezasilaczawodbiornikuLCDLGserii3000KarolŚwierc

Kolejnyukładktórychcemyrozpracowaćnałamach„SE”,tozasilaczodbiornika

LCDLGmodel32LG3000,chassisLD84A.Tobardzopopularnyodbiorniknanaszymrynkuiukładzkategorii„utajnionych”jeślichodziodokumentację.W„BPS”dostępnajestinstruk-cjaserwisowa,niezawierajednakschematuaniinwertera,anizasilacza–płyt,którenaj-częściejulegająuszkodzeniu.Producenttychschematównieudostępnia,aznaprawamitrzebasobieradzić.Autorpodjąłżmudnezada-nie„rozgryzienia”układu„znatury”.Tapraca,wpostaciskondensowanejzaprezentowanazostaławartykule.Podanostrukturęzasilaczainajistotniejszefragmentyschematuideowego–oczywiście,najważniejszedlapracserwiso-wych.Zaprezentowanowynikipomiarów,acz-kolwiekzkoniecznościograniczaniaobjętościmateriału,zrezygnowanozoscylogramów.Bardzopobieżnieprzybliżonopracęzastoso-wanychukładówscalonych.Wypracowano

natomiastnajważniejszewnioskidlanaprawiuruchamianiapłyty„solo”.Ogólneinforma-cjenatematzasilaczadlaodbiornikachassisLD84Awwersjiekranów42”publikowanebyłyjużwartykulew„SE”10i11/2011.

1.StrukturazasilaczaNa rysunkach1a i1bzamieszczono fotografieobu

stronpłyty zasilacza z zaznaczeniemnajważniejszychelementów.

Na rysunku2pokazanoschematblokowy tegoza-silacza.

Schemat blokowy pokazanow niedużym stopniuuszczegółowienia.Wyodrębniono3przetwornicezza-znaczeniemnapięćwejściowychiwyjściowych.KluczK1totranzystorQ205włączającynapięcie+12V.Pochodziono z zasilaczaStandby, zaś kluczwłączany jestwa-runkiemobecnościnapięcia24V,obecnegowtedy,gdypracujeprzetwornicagłówna.DiodaD601uwidacznia,iżnawetwtedy,gdyniepracujePFC,napięcienajegowyjściu(choćzaniżone)jestobecne.Zaznaczonotakże

Rys.1a.FotografiastronyApłytyzasilacza

24

16 15 14

3

19

18

20

17

9 7

6

1

11

12

25

2

410

13

5

SERWISELEKTRONIKI

innesygnaływejścioweiwyjściowezasilacza.SygnałemwejściowymjestON/OFF.Pochodzizmikrokontroleraiwłącza/wyłączaprzetwornice:głównąiPFC.SygnałemwyjściowymjestACD(ACDetect).InformacjapochodzisprzedprzetwornicyPFC.Stanaktywny(+5V)jestobec-ny,gdytylkoukładjestprawidłowozasilanynapięciemAC(niezależnieodtegoczyzasilaczpracujewtrybieON,czyStandby).Narysunku2zaznaczonotakżelinieizo-

lacjigalwanicznej.Wprzetwornicach:głównejiStandbyrealizujątotransformatory,naliniachPOWER-ONiADCizolacjajestoptyczna.

Wdalszejkolejności,woparciuorysunki1i2zostanązidentyfikowanenajbardziejistotneelementypłyty.Poniż-szanumeracjaodnosisiędopunktówzaznaczonychnafotografiipłyty:(1)–indukcyjnośćPFC;(2)–transformatorzasilacza głównego; (3) – transformator przetwornicy

BudowaidziałaniezasilaczawodbiornikuLCDLGserii3000

PFC STBY

PRZETWORNICAGŁÓWNA

230VAC

D601

+400V+5.2V

+12V

+24V

+16.5V

ACD

POWER-ON

Q205

K1

Rys.1b.FotografiastronyBpłytyzasilacza

Rys.2.SchematblokowyzasilaczaLGP32-08H

6

21

7 22 924

16

13

25

12

10234

3

14

18

19

20

17

SERWISELEKTRONIKI

Standby;(4)–prostownikGraetza;(5)–kondensatorynawyjściuPFC;(6)–kluczeobwoduPFC(2tranzystoryMOSFET);(7)–diodaprzekazującaładunek;(8)–diodabocznikującaaktywnyobwódPFC;(9)–kluczzasilaczaStandby;(10)–kluczepółmostkaprzetwornicyrezonan-sowej(lewy–dolny,prawy–górny);(11)–kondensatorobwodurezonansowego;(12)–diodyprostownicze+24V;(13)–diodaprostowniczanapięcia+16.5V;(14)–diodyprostowniczenawyjściuzasilaczaStandby +5.2V;(15)–diodaprostowniczanapięcia+12V;(16)–klucznapięcia+12V;(17)–transoptorfeedbacku Resonant Convertera;(18)– transoptor feedbacku zasilaczaStandby; (19)–transoptorizolującynaliniiPOWER-ON;(20)–transoptorizolacjiliniiACD;(21)–kontrolerPFC;(22)–kontrolerzasilaczaStandby;(23)–kontrolerResonant Converte-ra;(24)–złączepłytygłównejodbiornika;(25)–złączeinwertera.

Płyta pokazana na fotografiach 1a i 1b umożliwiawykonaniezasilaczawdwuwersjach.LGP37-08Hdlaodbiorników zmatrycą o przekątnej 37” oraz LGP32-08Hdlaodbiorników32-calowych.Przerabianamocwpierwszejwersjisięga200W,wLGP32-08Hok.160W.Różnicesąniewielkieipolegająnainnejobsadzienie-wielkiejliczbyelementów.Płytapokazananafotografii1,towersja32-calowa.

Zasilaczmabudowę, której konstrukcjaprzechodzijużdoklasyki.Trzyprzetwornice:PFC,Standbyigłównapracującawkonfiguracjirezonansowej.Scharakteryzuje-myjebardzokrótkowkolejnychpunktach,posiłkującsięschematemblokowymzrysunku2orazuproszczonymischematami zrysowanymi także „z natury”.Uzyskanenapięciaimocesąnastępujące:+24Vdlainwerteramożedostarczaćprąd4Awwersji32” i5.5Awwersji37”.Zzasilacza głównego pozyskane jest jeszcze napięcie+16.5Voobciążalności1.3A.Towsumie120 lub150watów.Cociekawe,przetwornicaStandby,takżeniejest„małejmocy”.5.2Vmożnaobciążyćczteremaamperami,

a12V-2.25A.Towsumieblisko50W.Nieoznaczatooczywiście,żetyleczerpanejestwstanieczuwaniaod-biornika.+12Vjestwyłączanezupełnie,gdyniepracujeResonant Converter.Pobórprąduz5.2Vdyktujepłytagłówna.WtrybieStandbyjestonzredukowanydomocynapoziomie1W.Pozaaktywnymiobwodami,wypraco-wanyminapięciamiisygnałami,płytazasilaczaprzenosikilkasygnałówmiędzypłytągłównąainwerterem(jestwtymzakresie jedynie „przedłużaczem”upraszczającym„okablowanie” odbiornika).To sygnały: INV(erter)ON/OFF,PWM-DIM(ming),BRI(ghtness)iERROR.

2.PFCNa rysunku 3 „zdjęto” schemat tej przetwornicy z

zaznaczeniemnajistotniejszychelementów.Liniąprze-rywaną zaznaczono elementy, których brakwwersjiLGP32-08H, awystępująwLGP37-08H.Zaznaczonotakże,czybrakto„brak”,czy„zwora”.

AktywnyPFCwykonanonasterownikuSG6961.To„scalaczek” z rodzinyCritical Conduction Mode PFC Controller.Darujemy sobie opis jegobudowy i działa-nia.Jestonzgodnyzwielokrotnieprezentowanymijużkonkurentami.Zwrócimynatomiastuwagęnaelementyfizycznejpłyty.GłównymielementamiprzetwornicyPFCoprócz kontrolera są: główna indukcyjność to LP101,tranzystorykluczującesądwa:Q601iQ602.Przelicze-niemocyizdolnościprądowychtranzystorówMOSFETprowadzidowniosku, iż jedenpowinien„daćradę”.Tojednakpowszechnapraktykastosowaniewtymmiejscudwupracującychrównoleglekluczy.Diodaprzekazującaenergiędokondensatorówbulk toD602(nawspólnymradiatorze).Owekondensatory(rozdzieloneodprostow-nikaGraetzaobwodemPFC)to:C608iC609.Oilew„zwykłych”zasilaczachstosowałosiękondensatorynanapięcie400V, tugdziepracujePFC trzebawięcej.W

BudowaidziałaniezasilaczawodbiornikuLCDLGserii3000

BD101

STBY

PRZETWOR-NICA

GŁÓWNA

D502 D503

BRAK

D501

LP101

ZCD

Q601602

GD

INV

CS

SG6961

7

1

4

MOT3

5

R606 R608

R613R614

R609R610R611R612

D602 F101

D501

ZWORA

+310//400V

+400V

C502C503

BRAK

23

0V

AC

RL101

ZWORA

ON/OFF

Rys.3.UproszczonyschematprzetwornicyPFC

SERWISELEKTRONIKI

LGP32-08HC608iC609to2×68µF/450V.Dopierozładunkutychkondensatorówenergięczerpiąpozostałeprzetwornice.

Paręuwag serwisowych.Doświadczenie pokazuje,żeo ilekondensatorybulkw tradycyjnychzasilaczachuszkadzałysięsporadycznie,wukładachwyposażonychwPFCowieleczęściej.Toefektimpulsowegoładowaniatych kondensatorów.Wartowymienić je „bez zastano-wienia”,gdystwierdzimyzwarteklucze.Klucze,mimożesądwa,ateoretyczniewystarczyłbyjeden,itakulegająuszkodzeniuwparze.Kłopotliwawymiana jestQ602,ponieważLP101 zasłania śrubkęmocującą tranzystordo radiatora.W razie stosowania zamiennikównależyzwrócićuwagęna(pomijanyczęsto)parametrpojemnościbramka-źródło.SG6961radzisobiezprzeładowywaniempojemnoścido1nF.Jegodriverdedykowanyjestfaktycz-niedosterowania(bezpośrednio)jednymtranzystoremMOSFET.Tu,obwódpośredniczącymiędzykontroleremakluczamiskładasięjedyniezbiernychelementów.Wraziezwarciakluczy,ulegająoneteżczęstouszkodzeniu,co łatwoprzeoczyć, jako że toelementySMD.WśródelementówaplikacjiobwoduPFCnależyzwrócićuwagęnarezystordokonującypomiaruCurrent Sense.ToR608.„Szoku”doznaje,gdykluczezewrą,natomiastwymianatranzystorówMOSFETzuszkodzonymR608prowadzidouszkodzeniakontrolera.Napięcienawyjściudriveraosiągawtedybardzodużąwartość.Wartoteżzmierzyćrezystoryfeedbacku,tooporySMDR609,R610,R611iR612.NaprawaprzetwornicyPFCwyglądapodobniejakinnychpracującychwtrybieCurrent Mode.Jestwmiaręprosta,gdy„przeżył”RSENSE.Gdy„rozwarł”(wkonsekwen-cji zwarcia kluczy), uszkodzenia bywająwtedybardzorozległe.DlategowartorezystorR608zmierzyćnasamympoczątku.Wrazienaprawypracochłonnej,wartowpierwsprawdzićsprawnośćpozostałychprzetwornic,anawetresztęodbiornika.Możnatozrobić.OTVbezPFCbędziepracował,aczkolwiekwarunkipracyprzetwornicygłównejulegnązdecydowanejzmianie.WarunkipracyzasilaczaStandby teżulegnązmianie,aczkolwiek ten jestna tęewentualnośćzaprojektowany.WobrębieprzetwornicyPFCwartozwrócićuwagęnadiodęD501.Toonaprzej-mujefunkcjęładowaniakondensatorówelektrolitycznych,gdyprzetwornicaniekluczuje,konfigurującstandardowerozwiązaniedwupołówkowegoprostowanianapięciasie-ciowego.Dlatego,dlarezygnacjizPFCwystarczywylu-towaćjegoklucze.Czasemtejdiodybrak.Niekoniecznietrzebająwlutowywać.JejfunkcjęprzejmieD602.NależyjednakwtedyzewrzećuzwojenieindukcyjnościgłównejLP101.Todośćistotneipotrzebętegozabiegumożnaprzeoczyć.BezniegoitaknaC608iC609otrzymamyok.310Vszczytuwyprostowanejsinusoidysieci.Jednakźródło zasilania będziewykazywało dużą impedancję,coniejestkorzystne(wwarunkachzmianobciążenia).

3.ZasilaczStandbyTęprzetwornicętakżescharakteryzujemykrótko,nie

wnikającwszczegółyjejpracy,astarającsięwyciągnąćmaksimuminformacjiużytecznychdlanapraw.Niemniej,

powiemyparęsłówokontrolerze.NCP1207A to bardzo ciekawy układ i należymu

się parę słów uwagi.PWM Current-Mode Controller for Free Running Quasi-Resonant Operation.Modanaukładyrezonansowetrwa.CzyprzetwornicawykonananaNCP1207toResonant Converter?ToobwódQuasi-Resonant Free-Running.Niepracujewoparciuodobrzepoznanąjużideęobwodurezonansowego,alewykorzy-stujerezonansowecechyobciążeniadlawłączaniakluczawwarunkachMinimum-Voltage. ZVS –Zero Voltage Switching niejestosiągalne,leczkontrolerwłączaklucz,kiedynaturalnaoscylacjanadrenietranzystoraMOSFETwykazujeminimum(dołek).Tonadalprzetwornicatypuflyback zewszystkimicechami tejkonfiguracji. JednaktotakżeCurrent Mode,awięcjejpracęnadzorujądwiepętle:napięciowaiprądowa.Częstotliwośćkluczowaniajestzmienna,musidostosowaćsiędoquasi-rezonansuobwodu obciążenia, i cowięcej,musi sięw tym celuzmieniaćwsposóbdyskretny.Alepokolei.Narysunku4zrysowanonajistotniejszeelementyaplikacjiNCP1207womawianymzasilaczu,będącejednocześniekluczowymielementamizasilaczaStandby.

Omówimyaplikacjęzgodniezfunkcjamiwyprowadzeńukładuscalonego.Nóżka1toDEMAG(Demagnetisation Detect).TusterownikrozpoznajeBorderline/Critical Con-duction Mode.Core Reset Detection (rozpoznaniedema-gnetyzacjirdzenia)rozpoznawanejestnapoziomie50mV.TutakżeukładscalonyrealizujeOVP,gdypotencjałnóżki1przekroczypróg7.2V.ElementyR528-C514działająnietylkojakofiltr,R528wyznaczatakże(oboksamegouzwojenia)prógzadziałaniazabezpieczenianadnapię-ciowego.Wpodstawowejaplikacjiuzwojeniedodatkowetransformatorapełnitylkotedwiefunkcje(Demag Detect iOVP).Naogół służyono także jako źródło zasilaniasterownika(postarcie).NCP1207maszereginnowacjiiauxiliary supply(zasilaniazewnętrznego)niepotrzebuje.Jestwstaniezadowolićsięzasilaniemstartowegoźródłaprądowego,aczkolwiektracinatododatkoweok.0.5Wmocy.Todośćdużo,jakna„scalaczek”SMDo8nóżkach.Dlategowzasilaczuodbiornika32LG3000auxiliary supply zrealizowano.Wyodrębnionoteelementynarysunku4.KondensatorzasilaniaC508matupojemność10µF,iwtymprzypadkunie jest tak, iż „czymwięcej tym lepiej”(cowartowiedziećwpracachserwisowych).Zasilanie„scalaka” bezwspomagania dodatkowymuzwojeniem„chodzipohisterezie”między10i12V.Zapewniatowłą-czanie/wyłączanieźródłaprądowegoznóżki8(HV).Tupanujepełne300/400-woltowezasilanie(rezystoryR526iR527sąmałejmocy imajądrugorzędneznaczenie).W32LG3000VCCpodniesionejestdo13.5V(toistotnypomiarnawetpouruchomieniuzasilacza).

Nóżka2toFB(FeedBack)–zamknięciepętlinapięcio-wej.JakprzystałonapracęwtrybieCurrent Mode ustala„Peak Current Setpoint”(maksymalnyprądklucza).Nanóżce2możnatakżezrealizowaćwyłączaniezasilaczasygnałem logicznym.Tu takżemonitorowane jest na-pięciedlacelówzabezpieczeniaOCP.Zabezpieczenienadprądowe realizowane jest z dużą starannością, copredysponujeukładscalonydostosowaniawewszelkich„Wall Adapterach”,gdzieczęstowyjściezasilaniaalbo

BudowaidziałaniezasilaczawodbiornikuLCDLGserii3000

SERWISELEKTRONIKI

„wisiwpowietrzu”,alboulegazwarciu.Poustaniuprze-ciążeniaukładsam„wstaje”donormalnejpracy,natomiastzabezpieczenieOVPjesttypuLatchiwymagaodłączeniazasilania,abyVCCmogłoopaśćponiżejustalonegodol-negoprogu(ok.5.3V).

Nóżka3–Current Sense.Tunastępujepomiarprąduklucza,uzwojeniapierwotnegotransformatora.R520niepełnifunkcjifiltru(LEB–Leading Edge Blanking znajdujesięw „scalaku”).Ustala onpoziommocy, przy którymzasilacz przechodzi do trybuburst, opuszczając cyklekluczowania.Takpracujewstaniewyłączenia/Standby.

Nóżka5 towyjściedrivera kluczującego tranzysto-raMOSFET.W charakterze członu optymalizującegoprzeładowanie pojemności bramki, kilka rezystorów idiod(czegonarysunku4jużnierozrysowano).Opróczaplikacjisterownika,wobrębiezasilaczaStandbyjesz-czekilkaobwodówjestwartychuwagi(wszystkieistotnepokazano naRys. 4).Uzwojenie dodatkowe, choćwpodstawowejaplikacjipełnidośćubogąrolę,tudołożonomujeszczedwiefunkcje.OpróczzasilaniaNCP1207jesttakżeźródłemzasilaniakontrolerówprzetwornicyrezo-nansowejiPFC.WtymobwodziewidzimykluczQ505.Jestonwłączanysygnałem logicznymPOWER-ON (zmikroprocesora),zaśsampodajenapięcienadodatko-wystabilizatorzQ504iZD504.ZasilaniepozyskanenaC512wynosi18V,zaśdodatkowystabilizatorzapewniastabilnezasilanieww.kontrolerównapięciem14.5V.Po-miarnapięćwobrębiekluczaQ505iQ504jestjednymzpodstawowychpostroniegorącejzasilacza.Copostroniezimnej?Samaklasyka.Feedbackstandardowy,kontroluje+5.2V.DodatkowykluczQ205włącza/wyłącza+12Vw

trybachON/OFF,choćon/offodbywasiętuwsposóbbar-dzo„pośredni”.Wcharakterzeuwagserwisowych,opróczelementów,naktórezwróconojużuwagę,należydodaćD507,R529,C509 (snubber) orazdiodyprostowniczepostroniewtórnej.Na+5.2Vpracująaż4równolegleiumieszczonesąnaradiatorze,amimotoulegająuszko-dzeniu.WarunkipracykluczowegoelementujakimjesttranzystorMOSFETQ502są typowe jakdlaflybacka.JednakQuasi Resonatsprawia,żeturn-on losses(stratymocynawłączanieklucza)sązminimalizowane.

Warunki pracy zasilaczaStandby zdeterminowanesąjegoobciążeniem,atakżenapięciemzasilania.Ob-ciążeniejestzdecydowanieróżnewtrybieONiStandby.Naczuwaniuznikaobciążeniez12woltów,któretona-pięciejestodłączanetranzystoremQ205pracującymwtymprzypadku jakokluczwłączany„warunkiem”pracyzasilacza głównego.Tym samym, napięcie +12V jestobecnewtedy,gdypracujeResonant Converter,leczniepochodzizniego.WarunkipracyprzetwornicyStandbysątakżeróżnewobutrybachzjeszczeinnejprzyczyny–naczuwaniuniepracujePFC.Napięcienaswoimwyjściu„produkuje”,alezaniżone(względemnominalnego400V).ZasilaczStandbymusiwtakimrazieumieć(bezpieczniepracując)przyjąć300lub400V.Sytuacjawyglądatakżeróżniewwersjach płyty LGP32-08H i LGP37-08H.Wwersji37-calowej„obsadzony”jestprzekaźnik.Wyłącze-nie zasilaczagłównego jest pełne.NastępujeodcięciezasilaniajużprzedmostkiemGraetza.ZatemnawyjściuPFCnapięcienietylkospadaz400do300V,alezanikazupełnie.Standbymusi pracować imusi być zasilany.Pozyskanojenajprostszązmożliwychdróg–prostowa-

+300/400V

D5

07

R5

29

T5

01

D504

D506

R501

R517

R528

R518

R523

C505

C208

C512

C508

R527

R526Q501

8

6 1

Vcc DEMAG

HV

NCP1207A

GND FB

4 2

DRV

CS

5

3 R520

R207

D509 R521

R.C.D.

Q505C514

C5

09

PO

WE

R-O

N

PC503

R513ZD504

Zasilaniekontrolerów PFCi Resonant Converter

ZD506

PC502

U201

FE

ED

BA

CK

D203

D204 +5.2V

+12V

C205D202

C203

FB203

R221

Q205

+24V(z przetwornicy głównej)

Q502

Q504

BudowaidziałaniezasilaczawodbiornikuLCDLGserii3000

Rys.4.UproszczonyschematzasilaczaStandby

SERWISELEKTRONIKI

niemjednopołówkowym.RealizująjediodyD502,D503(nieobsadzonewpłycienafotografii),afiltrujeoddzielnykondensatorC502iC503.WtejwersjiStandbypracujecałyczasna300woltach.JeślijednakjestzamontowanadiodaD501(nafotografiijejbrak)itak,powystartowaniuPFC,onprzejmujezasilanieprzetwornicyStandby.Oczy-wiście,niezalecasiężadnychzmiankonstrukcyjnychwodbiorniku.Współczesneukładysąnaogółzaprojekto-wanedobrze,ijeśliniemakonkretnejprzyczyny,pracująbezawaryjnieprzezwielelat.Niezaszkodzijednakmiećświadomość, iżw razie szczególnych kłopotów z czę-stym(niewyjaśnionym)uszkadzaniemsięprzetwornicyStandby,możeonacałyczaspracowaćna300woltach,tj.zpominięciemPFC.Jednaklepiej,abyzasilaniebyłopozyskaneprostowaniemdwupołówkowymsieci. Jed-nopołówkoweprzypełnymobciążeniumożedawaćzbytdużetętnienia.

4.Przetwornicagłówna–Resonant ConverterDotradycjiprzechodzi,iżgłównąprzetwornicębuduje

sięwkonfiguracjirezonansowej.Niebędziemyrozpisy-waćsiędlaczego,jakiezalety(ijakiewady).Przyglądamysiętemu,cozrealizowanowodbiornikuLG.Narysunku5, pokazujemy co najważniejsze; fragment schematuideowegonarysowany„znatury”.

Ogólnastrukturaprzetwornicy–typowa.Sterownik,półmostek,rezonansowystopieńmocy,stronawtórnaifeedback. Sterownik –NCP1396.Czy „nowoczesny”?Ma16nóżek.Dużo.Dużo jaknastandardynowocze-snychsterowników,jednakdziękitemuumożliwiaprostąaplikację iwiele pomocniczych funkcji.Natomiast jakwiadomo,powierzchnianapłytcePCBzajmowanaprzez16-pinowyukładscalonySMDjestbardzoniewielkai„sięopłaca”.PominiemyopisbudowysterownikaNCP1396.Przechodzimyodrazudojegoaplikacji.

Nóżka 1 toSoft Start. Zasilacz startuje zawsze zsekwencjąstartową,którawprzetwornicyrezonansowejpoleganaprzestrajaniuczęstotliwościodfMAXdofMIN.Nan.1 podwiesza się kondensatorwyznaczający nachy-leniezboczategoprocesu.W„międzyczasie”powinna„załapać”pętlaregulacji.Jeśli tegonieuczyni, reagująobwodyzabezpieczeń.

Nóżka2–turezystorprogramujefMAX.Nóżka3–CTIMER.Tupodwieszasiękondensatorwy-

znaczającyopóźnienie(zwłokę)zadziałaniaSlow Fault’u (tujestjedynykondensatorelektrolityczny,opróczzasila-nia,wobrębiestronygorącejprzetwornicyrezonansowej).RównoległyrezystorstanowiostałejczasowejzCTIMER,będącejczasemwznowieniapracy.

Nóżka4–RT.Turezystorprogramujeczęstotliwośćpracywewnętrznegooscylatora(bezpodstrajania).Kon-densator jestwewnętrzny (brakmożliwości obejrzeniapracyoscylatoraoscyloskopem).Oscylatorukładusca-

NCP1396

VC

O

R128

C111 + C116

R125

R126

C117

R127

R129

R130R131

Vcc

1216

BOOT

HB

15

14

Vcc

7DT

4RT

3TIMER

2

FMAX

5BO

1CSS

R110+R111+R112+R113+R114

R115 ZD111

Q504

+18Vz ST-BY

ON/OFF

+400V z PFC

8 6F.FAULT

FB

11

10

9S.FAULT

R124

R122 R132C121 C122

C112

D114Vcc

C124

+16.5V

+24V

D201

D251

D252

C251C252C253

FB101

T101

C201

R119

R120

R140

R141

D116

D117

Q11

0Q

111

C114

C115

R1

23

D113D112

R251 R252

R253 R259

R258

PC110

R139ZD115

VccR138

C258R255

C257

R256+

R257

R133

U251

BudowaidziałaniezasilaczawodbiornikuLCDLGserii3000

Rys.5.Przetwornicagłówna

SERWISELEKTRONIKI

lonegoNCP1396możepracowaćwzakresie100kHzdo1MHz,cooznaczaczęstotliwośćpracystopniarezonan-sowegoprzetwornicy50kHzdo500kHz.

Nóżka5–BOBrown Out.ZabezpieczenieBrown Out monitorujedzielnikiemrezystancyjnymlinięzasilaniapół-mostka.Możnanatymwejściutakżewykonaćdowolnezewnętrznedodatkowezabezpieczenie.

Nóżka6 toFeeddback –zamknięciepętli regulacji.Obwód pętli wykorzystuje transoptor w celu izolacji,jednak„zamknięcie”jestnietypowe.Don.6podłączasięemitertransoptora.Niecotrudniejtakiobwódsprawdzićnastolewarsztatowym„nazimno”.Intencjątakiegoroz-wiązaniajestto,iżłatwiejnawejściuFBwykonaćfunkcjęOR (sumy) od ewentualnych dodatkowych obwodównadzorujących lubzabezpieczającychpracęzasilacza.Charakterystyka regulacji oscylatoraVCOma dodat-nienachylenie (nachyleniezboczaprogramowane jestelementami zewnętrznej aplikacji) tzn. gdyUFB rośnie,fOSC teżrośnie(cooczywiście trzebawziąćpoduwagętak,abypowstałapętlabyłapętląujemnegosprzężeniazwrotnego).

Nóżka7–DT–Dead Time.Turezystorprogramujeczas,wktórymżadnezwyjśćniejestaktywne.

Nóżka8toFast Fault –wejście„szybkiegozabezpie-czenia”.Tuwaplikacji32LG3000widzimyjedyniedzielnikrezystancyjnydoFB(poziomynapięćpozwalająnatakprosterozwiązanie).Kiedypętla„niewyrobi”(np.przybar-dzosłabymobciążeniuzasilacza),kontrolęprzejmieFast Fault.Wprowadziukładwpracępodobnądoklasycznegoburstaweflybackach (zopuszczaniemcyklikluczowania).

Nóżka9–toSlow Fault.To„normalne”zabezpiecze-nieOverload implementowanewzasilaczachrezonan-sowych.Zwłokęwyznaczająelementypodwieszonenawspomnianejjużnóżce3.

Nóżka10tomasa.Wyprowadzenia11i15towyjściadriverówodpowied-

niodolnegoigórnegotranzystoraMOSFETpółmostka.Nóżka12tozasilanie„scalaka”.Ponieważwomawia-

nymzasilaczukontrolerResonant Convertera zasilanyjest zoddzielnejprzetwornicy,niewidzimy tużadnychrezystorów startowych.Włączanie/wyłączanie zasila-czaodbywasięwłaśnienanóżceVCC.Na rysunku5zaznaczono symbolicznie klucz, którym jest tranzystorSMD,włączany sygnałemPOWER-ON po przejściuprzez barierę izolacji ze strony zimnej odbiornika.Tutrudnocośzmierzyć.ZnaczniełatwiejnaQ504,któryjestdodatkowymstabilizatoremdlanapięciaVCC.

Nóżka13jestwolna,stanowiodstępdo14,15i16,na których panuje już napięcie o potencjale zasilaniapółmostka(400VzwyjściaPFC).

Nóżka14–HB–Half Bridge Connection.Tupodłą-czasięwyjściepółmostka,wcelupiedestałudladriveragórnegoklucza.

Nóżka 15 towyjścieHigh Side Drivera.NCP1396potrafisterowaćbezpośrednio„pływającym”kluczemnapotencjaledo600V.Wzupełnościzaspokajatopotrzeby400-woltowegozasilania.

Nóżka16toBootstrap.Tuwłaśnieodzyskiwanejestźródło zasilania „pływającego” (floating). Zauważmy,że konkurencyjne sterowniki, choćmoże 8-nóżkowe,

potrzebująskomplikowanegoobwoduprzesunięciapo-ziomuwcelusterowaniagórnymtranzystoremMOSFET(często z transformatorkiem impulsowym).TuobwodyLevel Shifter znajdująsięwewnątrzukładuscalonego,azasilaniepozyskanejestmetodąklasycznegobootstrapuzdiodąD114iC112.Postronieizolowanejprzetwornicyrezonansowejsamaklasyka.Głównenapięcie(+24V)po-zyskanejestmetodąprostowaniasymetrycznego,nacopozwalaResonant Converter.+16.5Vjestjużprostowaneniesymetrycznie,tuobciążeniejestniewielkie.Feedback kontrolujeobanapięcia,zwiększąwagą+24V.ObwódtenrozrysowanonaRys.5,gdyżwszystkieprzyległedoU251(„431”)rezystorywartoprzemierzyć„nazimno”.Natakogólnymomówieniuzasilaczapoprzestaniemy.Paręuwagdodamy jedyniew zakresie obwodówzabezpie-czeń.Obwodyprotectionwprzetwornicyrezonansowejdziałajądwutorowo.Pierwszyetap,tozwiększenieczę-stotliwościkluczowaniadofMAX(zaprogramowanejrezy-storem).Wtedyobwódrezonansowyprzekazujeminimumenergiidowyjścia.Jeślitenetapzabezpieczeniaokażesięniewystarczający,sterownikwstrzymujekluczowanie.NCP1396wyposażonowdwawejściaprotection:fast-islow-protection orazBrown Out.Dzięki temuuznano,żeniesąpotrzebneżadnedodatkowezabezpieczeniaprzenoszoneoddzielnymtransoptoremzestronyzimnejnagorącą(częstospotykanewzasilaczachfirmkonku-rencyjnych).Slow-protection nanóżce9.,tonajbardziejtypowydlakonstrukcji rezonansowych.Monitorujeam-plitudęnapięcianakondensatorze„rezonansu”(C114).Wszystkieelementywtymobszarzewartoprzemierzyć„nazimno”.KluczowymjestC125.D112/D113odzyskująskładowąstałą,aprzyległeelementyRCtododatkowafiltracja.O rozwiązaniu obwoduQuick Protection jużpowiedzianoprzy opisie nóżki 8.Rozwiązanie proste,leczniezabezpieczaprzed (błędami) rozwarciempętli(choćituporadzonosobie,układscalonyuznajeOpen Loop,gdyUFBopadnieponiżej0.6V).Wzakresiereakcjinazabezpieczenia(wszczególnościsposóbwznowieniapracy)istniejąistotneróżnicemiędzywersjamiukładówscalonychNCP1396AiB.WbadanejpłytcezastosowanowersjęA,aczkolwiekzpotrzebyograniczaniaobjętościmateriału,autorpominąłtęczęśćinformacji.Brown Out–tozabezpieczenienakazującepracęprzetwornicyjedyniewzadanymprzedzialenapięć.PFC_OUTkontrolujestring(łańcuch) rezystorów, zaśwewnętrzneźródłoprądowepozwalanaprostą realizacjęhisterezynawejściuBO.RezystoryR110,R111,R112,R113iR114wartowpierw-szejkolejnościprzemierzyć„nazimno”(omomierzem).TooporySMDpracującenawysokimnapięciu.Rozwarciejednego z nichmoże być powodemkłopotliwych nie-spodzianekwpracyprzetwornicyipodczasjejnapraw.Ostatnim zabezpieczeniem kontroleraNCP1396 jestThermal Shutdown.Reagujepowyżej140°C,wznawiapracęzhisterezą30°.

5.UwagipraktyczneJeszcze parę porad pomocnych podczas urucha-

miania płyty zasilacza „solo”.SygnałPOWER-ON jest

BudowaidziałaniezasilaczawodbiornikuLCDLGserii3000

SERWISELEKTRONIKI

aktywny stanemwysokim i należygodoprowadzić dopinu19złączaP201.Brakjestrezystorapull-up,istan„wpowietrzu”oznaczalogiczne„0”.Jesttamdość„ciasno”iwygodniejmanipulować„ręcznymsygnałemON/OFF”wpunkcie,gdzieprzechodzizapomocązworyJ26nastronęelementówlubnasamymtransoptorze(PC503).ON to podanie +5Vna zworę (można takżewwęźlekolektoratranzystoraSMDQ202,nazworceJ9lubnakatodzie transoptora).Wygodniej jestszukaćpunktów,gdzieaktywny jeststanniski (łatwiej zwieraćdomasyaniżeli doprowadzać przez rezystor stanwysoki).DlaOFFwystarczy„nicnierobić”,lubzewrzećJ26domasy.Włączać/wyłączać zasilaczmożna takżena tranzysto-rzeQ504, który jest kluczem i zarazemstabilizatoremzasilania kontrolerówPFC iResonant Convertera.Tozalecanemiejsce,gdynasygnałypostronieizolowanejukładnie reaguje.Należy jednakmiećświadomość, iżograniczającsiędoON/OFFwtymmiejscu,sporyfrag-ment toruPOWER-ONpozostawiamyniesprawdzony.Najwygodniej zwierać/rozwierać katodę diodyD504 zkolektoremtranzystoraQ504.Możnateżzwieraćstronęwtórnątransoptora.Niepomylićsię.Sątam4transoptoryoboksiebie.Zwarciesąsiedniegooznaczarozpięciepętlisprzężeniazwrotnegowktórejśzprzetwornic.Oskutkachnietrzebawspominać.

Uruchamianiezasilaczawartorozpocząćodspraw-dzenia/naprawyzasilaczatrybuStandby.Dlajegospraw-dzeniasygnałemON/OFFmożnasięnieinteresować(je-dyniezewzględunaobecnośćnapięcia+12V).KontrolerNCP1207jestnietypowozasilany.WygodniejezmierzyćnakondensatorzeelektrolitycznymC508.Prawdopodob-nymiuszkodzeniamizasilaczaStandbyjestzwarcieklu-czalubdiodprostowniczychpostroniewtórnej.Wiadomo,najczęściejuszkadzająsiękondensatoryelektrolityczne.Jeśliwtymzakresieniejestnicspuchnięte,wartomimowszystko zmierzyć lubpodstawić kondensatoryC508,C505.Wprzypadkuzwartegokluczakonieczniespraw-dzićjego„tłumiksnubber”(wszczególnościD507iR529)oraz poprawność pracy przetwornicyPFC.Tu bardzopomocnyjestwywiadklienta,czykluczuszkodziłsię,gdyPFCpracował(włączonyodbiornik),czynaczuwaniu.Wzakresie(uszkodzenia)PFCpierwszymipodejrzanymisąC608iC609(tenaogółniepuchną,atracąpojemność).Wzakresieprzetwornicygłównejwiadomo,kluczepół-mostkaorazdiodypostroniewtórnej.Uszkodzeniejednejznich„zdusi”przetwornicę,jednakobwodyzabezpieczeńniedopuszcządoeskalacjiuszkodzeń.Okondensatorachelektrolitycznych po stroniewtórnej, jak i pierwotnej,wiadomo,nietrzebawspominać.Płytkęzasilaczamożnawłączyćbezobciążenia.Znajdująsięnaniej rezystoryzapewniająceminimalnewstępneobciążenie.Wygodniejestjednakmiećżarówkęsamochodową(24-woltową)iobciążyćniąwyjścieprzeznaczonedlazasilaniainwer-tera.Jakamoc?Małoistotne,zasilacz„dasobieradę”zkażdątypową.Choć,jeślijesttożarówkaświatełmijania/drogowych,zalecasiępodłączyćjątak,abyobawłóknapracowałyszeregowo.Stanowiwtedyobciążenieokoło45-watowe,nienagrzewasięnadmiernie inieoślepia.W obrębieResonant Convertera jednym z głównychpodejrzanych jest takżeResonant Capacitor.To kon-

densatorC114.Pomiarymogąbyć zawodne. Zmianapojemnościwpływanaczęstotliwośćrezonansuipunktpracyobwodówsterowania(możewyjśćpozazakresfMIN– fMAX).NajlepiejkondensatorC114„podstawić”.Wartosprawdzić feedback (w każdej z przetwornic).WPFCtoprostypomiarstringurezystorów(R609,R610,R611,R612,R613iR614).Sąbardzonarażonenauszkodze-nie,aprzedeskalacją„spustoszenia”wcałymzasilaczu,chronią jedynie obwodyprotection.WprzetwornicachStandbyigłównejtakżenietrudnofeedback przemierzyć„nazimno”.Obawykonanonaduecie„431”-transoptor.W„SE”nr4/2007pisaliśmyjaktozrobić.WersjaSMD„diody431”utrudniateprace,zatemwpierwszejkolej-ności przemierzyć obwody związanebezpośrednio zestronązimnąigorącątransoptorów.Czytrzebawięcej?Zależy,czyukładwogóle„nieżyje”,czypróbkuje,czycośnawyjściu„produkuje”.Długomożnabyrozpisywaćsięnadwszelkimiewentualnościami,nicniezastąpi„lo-gicznego rozumowania” popartego znajomością pracyurządzenia.Takiepodejściezatemlansujemy.Pomiaryoscyloskopowepomocnesąwprzypadkuuszkodzeńzkategorii „trudne”.Obmierzyć (obejrzeć)należyprzedewszystkim klucze.ConaPFC, coweflybacku, co napółmostku?Ograniczając objętośćmateriału,musimyodesłaćdowieluopracowańocharakterzeteoretycznym.WzakresiepracyResonant Convertera należyprzedewszystkimzwrócićuwagęnaczęstotliwość(toodpowied-nikPWMdlaflybacków).Flyback tuzastosowany,mateżcechyrezonansowe(Quasi Resonant).Należykonieczniesprawdzić,czysąonezachowane.Momentwłączeniakluczamusinastąpićwdołkuoscylacji,któresąwynikiemrezonansuwidzianegowwęźle obciążenia klucza.Ponaprawie,szczególnieowątpliwychprzyczynachawarii,układ„wygrzać”sprawdzając(wystarczypalcem)tempe-raturępółprzewodników.Tęczynność(ocenęjakamocwktórymsięwydziela)utrudniafakt,iżpokilkaznichjestnawspólnymradiatorze.Wiadomo,wprzypadkuwymiany,koniecznie starannie posmarowaćpastą przewodzącąciepło. Przemyślanie stosować zamienniki. Z reguływszystkieparametrysą„wyżyłowane”.Niewspominamyjużotakprozaicznychprzyczynachawariijakzimneluty,którelubiąpojawiaćsięwobrębieelementównaradia-torach,mimostosowania„tulejek”.Rozsądnepodejścieipoświęcenieczasunaprzeczytanieartykułóww„SE”poświęconychanaliziedziałaniaopłacisię.Prowadzidowniosku, iżdecyzjaowymianiecałejpłyty jestbardzoczęstoniepotrzebna,podrażakosztdlaklienta,aobniżarentownośćdlaserwisanta.Naprawaz„zapleczem”teoriijestwsumieszybsza(ibardziejopłacalna),choćnajejzgłębienietrzebapoświęcićniejeden„wieczór”.Dlategonałamach„SerwisuElektroniki”przykładamywagę,abytej części (trudniej przyswajalnych) informacji nie za-niedbywać iobokwieluporadpraktycznych lansujemypodejścieocharakterzeznajomościdziałaniaurządzenia.Różnorodnośćsprzętu(tuzasilaczy)jestogromna.Mimozdecydowanychróżnicmiędzyproducentamiimodelami,dasiędostrzecwielepodobieństwiprawideł.Zgłębienieichznacznieułatwianaprawęsprzętu,szczególniewtedy,gdymusimyradzićsobiebezschematu,jakwomówionymtelewizorze32LG3000. }

BudowaidziałaniezasilaczawodbiornikuLCDLGserii3000