液晶顯示器電源電路的功能主要是將220V市電轉(zhuǎn)換成液晶顯示器工作需要的各種穩(wěn)定的直流電，為液晶顯示器中的各種控制電路、邏輯電路、控制面板等提供工作電壓，其工作的穩(wěn)定性直接影響液晶顯示器能否正常工作。

一、液晶顯示器電源電路的結(jié)構(gòu)

液晶顯示器電源電路主要產(chǎn)生+5V、+12V的工作電壓。其中，+5V電壓主要為主板邏輯電路、操作面板指示燈等提供工作電壓；+12V電壓主要為高壓板、驅(qū)動(dòng)板等提供工作電壓。

電源電路主要由濾波電路、橋式整流濾波電路、主開關(guān)電路、開關(guān)變壓器、整流濾波電路、保護(hù)電路、軟啟動(dòng)電路、PWM控制器等組成。

其中，交流濾波電路的作用是消除市電中的高頻干擾（線性濾波電路一般由電阻、電容和電感組成）；橋式整流濾波電路的作用是將220V交流電變成310V左右的直流電；開關(guān)電路的作用是將310V左右的直流電通過開關(guān)管和開關(guān)變壓器后，變成不同幅度的脈沖電壓；整流濾波電路的作用是將開關(guān)變壓器輸出的脈沖電壓經(jīng)過整流和濾波后變成負(fù)載需要的基本電壓5V和12V；過壓保護(hù)電路的作用是盡量避免因負(fù)載異常或其他原因?qū)е碌拈_關(guān)管損壞或開關(guān)電源損壞；PWM控制器的作用是控制開關(guān)管的切換，根據(jù)保護(hù)電路的反饋電壓控制電路。

二、液晶顯示器電源電路的工作原理

液晶顯示器的電源電路一般采用開關(guān)電路方式，此電源電路將交流220V輸入電壓經(jīng)過整流濾波電路變成直流電壓，再由開關(guān)管斬波和高頻變壓器降壓，得到高頻矩形波電壓，最后經(jīng)整流濾波后輸出液晶顯示器各個(gè)模塊所需要的直流電壓。

下面以AOCLM729液晶顯示器為例講解液晶顯示器電源電路的工作原理。AOCLM729液晶顯示器的電源電路主要由交流濾波電路、橋式整流電路、軟啟動(dòng)電路、主開關(guān)電路、整流濾波電路、過壓保護(hù)電路等組成。

電源電路板實(shí)物圖：

電源電路原理圖：

1．交流濾波電路

交流濾波電路的作用是用于濾除由交流輸入線引入的噪聲，抑制電源內(nèi)部產(chǎn)生的反饋噪聲。

電源內(nèi)部的噪聲主要有共態(tài)噪聲和正態(tài)噪聲兩種。對(duì)于單相電源，輸入側(cè)有2根交流電源線和1根地線。在電源輸入側(cè)2根交流電源線與地線之間產(chǎn)生的噪聲為共態(tài)噪聲；2根交流電源線之間產(chǎn)生的噪聲為正態(tài)噪聲。交流濾波電路主要用于濾除這兩類噪聲，另外，還要起到電路過流保護(hù)和過壓保護(hù)。其中，保險(xiǎn)用于過流保護(hù)，壓敏電阻用于輸入電壓過壓保護(hù)。下圖為交流濾波電路原理圖。

圖中，電感L901、L902，電容C904、C903、C902、C901組成了EMI濾波器。電感L901、L902用于濾除低頻共態(tài)噪聲；C901和C902用于濾除低頻正態(tài)噪聲；C903和C904用于濾除高頻共態(tài)和正態(tài)噪聲（高頻電磁干擾）；限流電阻R901、R902用于拔下電源插頭時(shí)對(duì)電容起放電作用；保險(xiǎn)F901用于過流保護(hù)，壓敏電阻NR901用于輸入電壓過壓保護(hù)。

當(dāng)液晶顯示器的電源插頭插入電源插座后，220V交流電經(jīng)過保險(xiǎn)管F901、壓敏電阻NR901防浪涌沖擊后，通過由電容C901、C902、C903、C904，電阻R901、R902，電感L901、L902組成的抗干擾電路后進(jìn)入橋式整流電路。

2．橋式整流濾波電路

橋式整流濾波電路的作用是將220V交流電經(jīng)過全波整流后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷?，再?jīng)過濾波后將電壓變?yōu)槭须婋妷旱?倍。

橋式整流濾波電路主要由橋式整流器DB901，濾波電容C905組成。

圖中，橋式整流器由4個(gè)整流二極管組成，濾波電容為400V電容。當(dāng)220V交流市電經(jīng)過濾波后，進(jìn)入橋式整流器。橋式整流器對(duì)交流市電進(jìn)行全波整流后，變?yōu)橹绷麟妷?。接著此直流電壓再?jīng)過濾波電容C905將電壓轉(zhuǎn)換為310V的直流電壓。

3．軟啟動(dòng)電路

軟啟動(dòng)電路的作用是防止電容器上的瞬時(shí)沖擊電流，以保證開關(guān)電源正常而可靠地運(yùn)行。由于在輸入電路接通電源瞬間，電容器上的初始電壓為零會(huì)形成很大的瞬時(shí)沖擊電流，此電流往往會(huì)導(dǎo)致輸入保險(xiǎn)絲燒斷，因此需要設(shè)置軟啟動(dòng)電路。軟啟動(dòng)電路主要由啟動(dòng)電阻、整流二極管、濾波電容等組成。如圖所示為軟啟動(dòng)電路原理圖。

圖中，電阻R906、R907為1MΩ的等效電阻，由于這些電阻的阻值很大，所以其工作電流很小。剛啟動(dòng)開關(guān)電源時(shí)，SG6841所需要的啟動(dòng)工作電流由+300V直流高壓經(jīng)過電阻R906和R907降壓后加至SG6841的輸入端（第3腳）實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。一旦開關(guān)管轉(zhuǎn)入正常的工作狀態(tài)，開關(guān)變壓器上所建立的高頻電壓經(jīng)整流二極管D902、濾波電容C907整流濾波后，就作為SG6841芯片的工作電壓，至此啟動(dòng)過程結(jié)束。

4．主開關(guān)電路

主開關(guān)電路的作用是通過開關(guān)管斬波和高頻變壓器降壓，以得到高頻矩形波電壓。

主開關(guān)電路主要由開關(guān)管、PWM控制器、開關(guān)變壓器、過流保護(hù)電路、高壓保護(hù)電路等組成。

圖中，SG6841為PWM控制器，它是開關(guān)電源的核心，它能產(chǎn)生頻率固定而脈沖寬度可調(diào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制開關(guān)管的通斷狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)輸出電壓的高低，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。Q903為開關(guān)管，T901為開關(guān)變壓器，穩(wěn)壓管ZD901、電阻R911、三極管Q902和Q901、電阻R901等組成的電路為過壓保護(hù)電路。

SG6841芯片各個(gè)引腳的功能

當(dāng)PWM開始工作后，SG6841的第8腳輸出一個(gè)矩形脈沖波（一般輸出的脈沖的頻率為58.5kHz，占空比為11.4%）。該脈沖控制開關(guān)管Q903按其工作頻率進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，在開關(guān)管Q903不斷地導(dǎo)通/截止形成自激振蕩時(shí)，變壓器T901就開始工作，產(chǎn)生振蕩電壓。

當(dāng)SG6841的第8腳輸出端為高電平時(shí)，開關(guān)管Q903導(dǎo)通，接著開關(guān)變壓器T901的初級(jí)線圈有電流流過，產(chǎn)生上正下負(fù)的電壓；同時(shí)，變壓器的次級(jí)產(chǎn)生下正上負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這時(shí)次級(jí)上的二極管D910截止，此階段為儲(chǔ)能階段；當(dāng)SG6841的第8腳輸出端為低電平時(shí)，開關(guān)管Q903截止，開關(guān)變壓器T901初級(jí)線圈上的電流在瞬間變?yōu)?，初級(jí)的電動(dòng)勢(shì)為下正上負(fù)，在次級(jí)上感應(yīng)出上正下負(fù)的電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)二極管D910導(dǎo)通，開始輸出電壓。

（1）過流保護(hù)電路

過流保護(hù)電路的工作原理如下。

在開關(guān)管Q903導(dǎo)通后，電流會(huì)從開關(guān)管Q903的漏極流向源極，并在R917上產(chǎn)生電壓。電阻R917為電流檢測(cè)電阻，由它產(chǎn)生的電壓直接加到PWM控制器SG6841芯片的過流檢測(cè)比較器的同相輸入端（即第6腳），只要該電壓超過1V，將使PWM控制器SG6841內(nèi)部的電流保護(hù)電路啟動(dòng)，使第8腳停止輸出脈沖波，開關(guān)管及開關(guān)變壓器停止工作，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。

（2）高壓保護(hù)電路

高壓保護(hù)電路的工作原理如下。

當(dāng)電網(wǎng)電壓升高超過最大值時(shí)，變壓器反饋線圈輸出的電壓也將升高。該電壓將會(huì)超過20V，此時(shí)穩(wěn)壓管ZD901被擊穿，電阻R911上產(chǎn)生壓降。當(dāng)這個(gè)壓降有0.6V時(shí)，三極管Q902導(dǎo)通，接著三極管Q901的基極變?yōu)楦唠娖?，使三極管Q901也導(dǎo)通。同時(shí)，二極管D903也導(dǎo)通，致使PWM控制器SG6841芯片第4腳接地，產(chǎn)生瞬間短路電流，使PWM控制器SG6841迅速關(guān)斷脈沖輸出。

另外，三極管Q902導(dǎo)通后，使PWM控制器SG6841第7腳的15V基準(zhǔn)電壓通過電阻R909、三極管Q901直接接地。這樣PWM控制器SG6841芯片的供電端電壓變?yōu)?，PWM控制器停止輸出脈沖波，開關(guān)管及開關(guān)變壓器停止工作，達(dá)到高壓保護(hù)作用。

5．整流濾波電路

整流濾波電路的作用是將變壓器輸出的電壓經(jīng)過整流濾波后，得到穩(wěn)定的直流電壓。因?yàn)殚_關(guān)變壓器的漏感和輸出二極管的反向恢復(fù)電流造成的尖峰，都形成了潛在的電磁干擾。因此要得到純凈的5V和12V電壓，開關(guān)變壓器輸出的電壓必須經(jīng)過整流濾波處理。

整流濾波電路主要由二極管、濾波電阻、濾波電容、濾波電感等組成。

圖中，開關(guān)變壓器T901的次級(jí)輸出端的二極管D910和D912上并接的RC濾波電路（電阻R920和電容C920，電阻R922和電容C921）的作用是吸收二極管D910和D912上產(chǎn)生的浪涌電壓。

二極管D910、電容C920、電阻R920、電感L903、電容C922和C924構(gòu)成的LC濾波器，可以過濾變壓器輸出12V電壓的電磁干擾，輸出穩(wěn)定的12V電壓。

二極管D912、電容C921、電阻R921、電感L904、電容C923和C925構(gòu)成的LC濾波器，可以過濾變壓器輸出5V電壓的電磁干擾，輸出穩(wěn)定的5V電壓。

6．12V/5V穩(wěn)壓控制電路

由于220V交流市電是在一定范圍內(nèi)變化的，當(dāng)市電升高，電源電路的變壓器輸出的電壓也會(huì)隨之升高，為了得到穩(wěn)定的5V和12V電壓，在電源電路中一般都會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓電路。

12V/5V穩(wěn)壓電路主要由精密穩(wěn)壓器（TL431）、光耦合器、PWM控制器、分壓電阻等組成。

圖中，IC902為光耦合器，IC903為精密穩(wěn)壓器，電阻R924和R926為分壓電阻。

當(dāng)電源電路工作時(shí)，+12V輸出直流電壓經(jīng)過電阻R924和R926分壓后，在R926上產(chǎn)生電壓，該電壓直接加到TL431精密穩(wěn)壓器上（加到R端），由電路上的電阻參數(shù)可知該電壓正好能使TL431導(dǎo)通。這樣+5V電壓就可以流過光耦合器和精密穩(wěn)壓器，當(dāng)電流流過光耦合器發(fā)光二極管，光耦合器IC902開始工作，完成電壓的取樣。

當(dāng)220V交流市電電壓升高導(dǎo)致輸出電壓隨之升高時(shí)，流過光耦合器IC902的電流也就隨之增大，光耦合器內(nèi)部發(fā)光二極管的亮度也隨之增強(qiáng)，光耦合器內(nèi)部的光敏三極管的內(nèi)阻同時(shí)也變小，這樣則光敏三極管端的導(dǎo)通程度也會(huì)加強(qiáng)。光敏三極管導(dǎo)通程度加強(qiáng)的同時(shí)，PWM電源控制器SG6841芯片的第2腳端的電壓同時(shí)會(huì)下降。由于該電壓加到SG6841內(nèi)部誤差放大器的反相輸入端，從而控制SG6841輸出脈沖的占空比，降低輸出電壓。這樣就構(gòu)成了過壓輸出反饋回路，達(dá)到穩(wěn)定輸出的作用，能使輸出電壓穩(wěn)定在12V和5V輸出左右。

提示：

光耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。

7．過壓保護(hù)電路

過壓保護(hù)電路的作用是檢測(cè)輸出電路的輸出電壓，當(dāng)變壓器輸出電壓異常升高時(shí)，通過PWM控制器關(guān)斷脈沖輸出，到達(dá)保護(hù)電路的目的。

過壓保護(hù)電路主要由PWM控制器、光耦合器、穩(wěn)壓管等組成，如上圖所示電路原理圖中的穩(wěn)壓管ZD902或ZD903就是用來檢測(cè)輸出電壓的。

當(dāng)開關(guān)變壓器次級(jí)輸出的電壓異常升高時(shí)，穩(wěn)壓管ZD902或ZD903將會(huì)被擊穿，從而將導(dǎo)致光耦合器內(nèi)部發(fā)光管的亮度異常加大，致使PWM控制器第2腳通過光耦合器內(nèi)部的光敏三極管接地，PWM控制器迅速關(guān)斷第8腳的脈沖輸出，開關(guān)管和開關(guān)變壓器立刻停止工作，達(dá)到保護(hù)電路的目的。
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