液晶ディスプレイ電源回路の機能は主に、220V主電源を液晶ディスプレイの動作に必要なさまざまな安定した直流電流に変換し、さまざまな制御回路、ロジック回路、コントロールパネルなどに動作電圧を供給することです。液晶ディスプレイの . とその動作の安定性 液晶モニターが正常に動作できるかどうかに直接影響します。
1. 液晶ディスプレイ電源回路の構造
液晶ディスプレイ電源回路は主に 5V、12V の動作電圧を生成します。このうち、5V 電圧は主にメインボードのロジック回路と操作パネルのインジケーターライトに動作電圧を提供します。 12V 電圧は主に高電圧ボードとドライバーボードの動作電圧を提供します。
電源回路は主にフィルター回路、ブリッジ整流フィルター回路、メインスイッチ回路、スイッチングトランス、整流フィルター回路、保護回路、ソフトスタート回路、PWMコントローラーなどで構成されています。
その中で、AC フィルタ回路の役割は、主電源の高周波干渉を除去することです (線形フィルタ回路は通常、抵抗、コンデンサ、インダクタで構成されます)。ブリッジ整流器フィルター回路の役割は、220V AC を 310V DC に変換することです。スイッチ回路 整流フィルタ回路の機能は、約 310V の DC 電力をスイッチング管とスイッチングトランスを介して異なる振幅のパルス電圧に変換することです。整流フィルタ回路の機能は、スイッチングトランスによって出力されたパルス電圧を、整流およびフィルタリング後に負荷が必要とする基本電圧5Vおよび12Vに変換することです。過電圧保護回路の機能は、異常な負荷またはその他の理由によるスイッチング管またはスイッチング電源の損傷を回避することです。 PWM コントローラーの機能は、スイッチング管のスイッチングを制御し、保護回路のフィードバック電圧に従って回路を制御することです。
第二に、液晶ディスプレイ電源回路の動作原理
液晶ディスプレイの電源回路は、一般にスイッチング回路方式が採用されています。この電源回路は、AC220Vの入力電圧を整流・フィルタ回路を経て直流電圧に変換し、スイッチング管でカットし、高周波トランスで降圧して高周波の矩形波電圧を得る回路です。整流とフィルタリングの後、LCD の各モジュールに必要な DC 電圧が出力されます。
以下では、AOCLM729 液晶ディスプレイを例にして、液晶ディスプレイ電源回路の動作原理を説明します。 AOCLM729液晶ディスプレイの電源回路は主にACフィルター回路、ブリッジ整流回路、ソフトスタート回路、メインスイッチ回路、整流フィルター回路、過電圧保護回路などで構成されています。
電源回路基板の物理的な画像:
電源回路の概略図:
- ACフィルター回路
AC フィルタ回路の機能は、AC 入力ラインによって導入されるノイズをフィルタリングし、電源内部で発生するフィードバック ノイズを抑制することです。
電源内部のノイズには主にコモンモードノイズとノーマルノイズがあります。単相電源の場合、入力側にAC電源線が2本、アース線が1本あります。 2 本の AC 電源ラインと電源入力側のアース線の間に発生するノイズはコモンノイズです。 2 本の AC 電源ライン間で発生するノイズは通常のノイズです。 AC フィルター回路は主にこれら 2 種類のノイズを除去するために使用されます。さらに、回路の過電流保護と過電圧保護としても機能します。このうちヒューズは過電流保護に、バリスタは入力電圧の過電圧保護に使用されます。下図はACフィルタ回路の概略図です。
図において、インダクタＬ９０１、Ｌ９０２、およびコンデンサＣ９０４、Ｃ９０３、Ｃ９０２、およびＣ９０１は、ＥＭＩフィルタを形成する。インダクタ L901 および L902 は、低周波共通ノイズをフィルタリングするために使用されます。 C901 と C902 は、低周波の通常ノイズをフィルタリングするために使用されます。 C903 と C904 は、高周波の一般的なノイズと通常のノイズ (高周波の電磁干渉) をフィルタリングするために使用されます。電流制限抵抗 R901 および R902 は、電源プラグが抜かれているときにコンデンサを放電するために使用されます。過電流保護には保険用F901が使用され、入力電圧の過電圧保護にはバリスタNR901が使用されます。
液晶ディスプレイの電源プラグをコンセントに差し込むと、AC220Vはサージ衝撃防止用のヒューズF901とバリスタNR901を通り、コンデンサC901、C902、C903、C904、抵抗器 R901、R902、およびインダクタ L901、L902。干渉防止回路の後にブリッジ整流回路を入力します。
2. ブリッジ整流フィルタ回路
ブリッジ整流フィルタ回路の機能は、全波整流後に 220V AC を DC 電圧に変換し、フィルタリング後にその電圧を主電源電圧の 2 倍に変換することです。
ブリッジ整流器フィルタ回路は主にブリッジ整流器 DB901 とフィルタ コンデンサ C905 で構成されています。.
図では、ブリッジ整流器は 4 つの整流ダイオードで構成され、フィルタ コンデンサは 400V コンデンサです。 220V AC 主電源がフィルタリングされると、ブリッジ整流器に入ります。ブリッジ整流器が AC 主電源に対して全波整流を実行した後、DC 電圧になります。次に、DC 電圧はフィルタ コンデンサ C905 を介して 310V の DC 電圧に変換されます。
3. ソフトスタート回路
ソフトスタート回路の機能は、コンデンサにかかる瞬間的な衝撃電流を防止し、スイッチング電源の正常かつ信頼性の高い動作を確保することです。入力回路の電源投入時はコンデンサの初期電圧がゼロであるため、瞬間的に大きな突入電流が発生し、入力ヒューズが切れることが多いため、ソフトスタート回路を設ける必要があります。設定されます。ソフトスタート回路は主に起動抵抗、整流ダイオード、フィルタコンデンサで構成されています。図にソフトスタート回路の回路図を示します。
図では、抵抗 R906 と R907 は 1MΩ の等価抵抗です。これらの抵抗器は抵抗値が大きいため、動作電流は非常に小さくなります。スイッチング電源の起動直後は、SG6841 が必要とする起動動作電流を抵抗 R906、R907 を介して DC300V の高電圧で降圧し、SG6841 の入力端子 (3 ピン) に加算し、ソフトスタートを実現します。 。スイッチング管が通常の動作状態になると、スイッチングトランスに確立された高周波電圧が整流ダイオード D902 とフィルタコンデンサ C907 によって整流およびフィルタリングされ、SG6841 チップの動作電圧となり、起動します。アッププロセスが終了しました。
4. メインスイッチ回路
メインスイッチ回路の機能は、スイッチング管のチョッピングと高周波トランスの降圧により高周波の矩形波電圧を取得することです。
メインスイッチング回路は主にスイッチング管、PWMコントローラー、スイッチングトランス、過電流保護回路、高電圧保護回路などで構成されています。
図中、SG6841はスイッチング電源の中核となるPWMコントローラです。固定周波数と調整可能なパルス幅を持つ駆動信号を生成し、スイッチング管のオン/オフ状態を制御することで、出力電圧を調整して電圧安定化の目的を達成できます。 。 Ｑ９０３はスイッチング管、Ｔ９０１はスイッチングトランスであり、定電圧管ＺＤ９０１、抵抗Ｒ９１１、トランジスタＱ９０２、Ｑ９０１、抵抗Ｒ９０１で構成される回路が過電圧保護回路である。
PWM が動作し始めると、SG6841 の 8 番ピンから矩形パルス波が出力されます (通常、出力パルスの周波数は 58.5kHz、デューティ サイクルは 11.4%)。パルスはスイッチング管 Q903 を制御し、その動作周波数に従ってスイッチング動作を実行します。スイッチング管Q903がON/OFFを繰り返して自励発振すると、トランスT901が動作し、発振電圧を発生します。
SG6841の8ピン出力端子がハイレベルになると、スイッチング管Q903がオンし、スイッチングトランスT901の1次コイルに電流が流れ、正負の電圧が発生します。同時に、変圧器の二次側が正と負の電圧を生成します。このとき、二次側のダイオード D910 は遮断され、この段階はエネルギー貯蔵段階になります。 SG6841の8番ピンの出力端子がローレベルのとき、スイッチ管Q903が遮断され、スイッチングトランスT901の1次コイルの電流が瞬時に変化します。が 0 の場合、一次側の起電力は下側がプラス、上側がマイナスとなり、上側がプラス、下側がマイナスの起電力が二次側に誘起されます。このとき、ダイオードD910がオンし、電圧を出力し始めます。
(1)過電流保護回路
過電流保護回路の動作原理は次のとおりです。
スイッチ管Q903がオンになると、スイッチ管Q903のドレインからソースに電流が流れ、R917に電圧が発生します。抵抗 R917 は電流検出抵抗で、これによって発生する電圧は PWM コントローラ SG6841 チップの過電流検出コンパレータの非反転入力端子 (つまり 6 番ピン) に直接加算され、その電圧が 1V を超える限り、抵抗 R917 は電流検出抵抗として動作します。 PWMコントローラSG6841を内蔵します。電流保護回路が動作し、8番ピンのパルス波出力が停止し、スイッチング管、スイッチングトランスが動作を停止し、過電流保護を実現します。
(2) 高電圧保護回路
高電圧保護回路の動作原理は次のとおりです。
グリッド電圧が最大値を超えて増加すると、変圧器のフィードバック コイルの出力電圧も増加します。電圧が20Vを超えると、電圧調整管ZD901が故障し、抵抗R911で電圧降下が発生します。電圧降下が０．６Ｖのとき、トランジスタＱ９０２がオンし、トランジスタＱ９０１のベースがハイレベルとなり、トランジスタＱ９０１もオンする。同時にダイオード D903 もオンになり、PWM コントローラ SG6841 チップの 4 番ピンが接地され、瞬間的な短絡電流が発生し、PWM コントローラ SG6841 はパルス出力を急速にオフします。
また、トランジスタＱ９０２がオンした後、ＰＷＭコントローラＳＧ６８４１の７ピンの基準電圧１５Ｖは、抵抗Ｒ９０９、トランジスタＱ９０１を介して直接接地される。これにより、PWM コントローラ SG6841 チップの電源端子の電圧が 0 になり、PWM コントローラはパルス波の出力を停止し、スイッチング管とスイッチングトランスは動作を停止して高電圧保護を実現します。
5. 整流フィルタ回路
整流フィルタ回路の機能は、変圧器の出力電圧を整流およびフィルタリングして、安定した DC 電圧を取得することです。スイッチングトランスの漏れインダクタンスと出力ダイオードの逆回復電流によって生じるスパイクにより、両方とも潜在的な電磁干渉を形成します。したがって、純粋な 5V および 12V の電圧を得るには、スイッチングトランスの出力電圧を整流およびフィルタリングする必要があります。
整流フィルタ回路は主にダイオード、フィルタ抵抗、フィルタコンデンサ、フィルタインダクタなどで構成されます。
図では、スイッチングトランス T901 の二次出力端のダイオード D910、D912 に並列接続された RC フィルタ回路（抵抗 R920 とコンデンサ C920、抵抗 R922 とコンデンサ C921）で、スイッチングトランス T901 に発生するサージ電圧を吸収しています。ダイオード D910 と D912。
ダイオード D910、コンデンサ C920、抵抗 R920、インダクタ L903、コンデンサ C922、C924 で構成される LC フィルタは、変圧器から出力される 12V 電圧の電磁干渉をフィルタリングし、安定した 12V 電圧を出力します。
ダイオード D912、コンデンサ C921、抵抗 R921、インダクタ L904、コンデンサ C923、C925 で構成される LC フィルタは、トランスの 5V 出力電圧の電磁干渉をフィルタリングし、安定した 5V 電圧を出力します。
6. 12V/5Vレギュレータ制御回路
AC220Vの主電源は一定の範囲で変化するため、主電源が上昇すると、それに応じて電源回路内のトランスの出力電圧も上昇します。安定した5Vと12Vの電圧を得るために、レギュレータ回路が必要です。
12V/5V 電圧レギュレータ回路は、主に高精度電圧レギュレータ (TL431)、フォトカプラ、PWM コントローラ、分圧抵抗で構成されています。
図において、IC902 はフォトカプラ、IC903 は高精度電圧レギュレータ、抵抗 R924 と R926 は分圧抵抗です。
電源回路が動作している場合、12V 出力 DC 電圧は抵抗 R924 と R926 によって分圧され、R926 に電圧が生成され、TL431 精密電圧レギュレータ (R 端子) に直接加算されます。回路上の抵抗パラメータから知ることができます。この電圧は、TL431 をオンにするのにちょうど十分です。このようにして、5V 電圧がフォトカプラと高精度電圧レギュレータを流れることができます。フォトカプラ LED に電流が流れると、フォトカプラ IC902 が動作を開始し、電圧サンプリングが完了します。
220V AC主電圧が上昇し、それに応じて出力電圧が上昇すると、フォトカプラIC902に流れる電流もそれに応じて増加し、フォトカプラ内の発光ダイオードの輝度もそれに応じて増加します。同時にフォトトランジスタの内部抵抗も小さくなるため、フォトトランジスタ端子の導通度も強くなります。フォトトランジスタの導通度が強化されると、同時に PWM パワー コントローラ SG6841 チップの 2 番ピンの電圧が低下します。この電圧が SG6841 内部エラーアンプの反転入力に加算されるため、SG6841 の出力パルスのデューティ比が制御され、出力電圧が低下します。これにより、過電圧出力のフィードバックループが形成され、出力を安定化する機能を実現し、出力電圧を12V付近および5V出力付近で安定させることができます。
ヒント：
フォトカプラは、電気信号を伝達する媒体として光を使用します。電気信号の入出力間の絶縁性に優れているため、様々な回路で広く使われています。現在、最も多様で広く使用されている光電子デバイスの 1 つとなっています。フォトカプラは一般に発光、受光、信号増幅の3つの部分から構成されます。入力電気信号により発光ダイオード (LED) が駆動されて特定の波長の光が放射され、その光が光検出器で受信されて光電流が生成され、さらに増幅されて出力されます。これにより、電気-光-電気変換が完了し、入力、出力、絶縁の役割を果たします。フォトカプラは入力と出力が絶縁されており、電気信号の伝達は単一方向性の特性を持つため、優れた電気絶縁性と耐干渉性を備えています。また、フォトカプラの入力端は電流モードで動作する低インピーダンス素子であるため、強力なコモンモード除去能力を備えています。したがって、長期にわたる情報伝送における端末絶縁要素として、信号対雑音比を大幅に向上させることができます。コンピュータのデジタル通信やリアルタイム制御における信号絶縁のためのインターフェースデバイスとして、コンピュータ作業の信頼性を大幅に向上させます。
7.過電圧保護回路
過電圧保護回路の機能は、出力回路の出力電圧を検出することです。トランスの出力電圧が異常に上昇した場合、回路保護の目的でPWMコントローラーによりパルス出力をオフにします。
過電圧保護回路は主に、PWM コントローラー、フォトカプラ、電圧調整管で構成されています。上図に示すように、回路図の定電圧管 ZD902 または ZD903 を使用して出力電圧を検出します。
スイッチングトランスの二次出力電圧が異常上昇すると、定圧管ZD902またはZD903が故障し、フォトカプラ内の発光管の輝度が異常に上昇し、PWMコントローラの2番ピンが故障します。フォトカプラを通過させます。デバイス内のフォトトランジスタは接地され、PWMコントローラは8ピンのパルス出力を即座に遮断し、スイッチング管とスイッチングトランスは回路を保護する目的を達成するために即座に動作を停止します。
投稿時間: 2023 年 10 月 7 日