LED开关电源中各部分电路的原理与维修分析
时间：2020-09-07 15:35:04
1 引言
本 LED 开关控制电源是采用不同电源组成部分与LED 驱动发展部分功能二合一的方案。由交流100V~240V 电压进行输入，电源管理部分有3 路输出，外加LED 驱动系统电源。
启动时，由100V-240V 交流系统电压进行输入，首先将企业待机状态电源可以启动，5V 输出给CPU 供电，由CPU 根据研究整机模型设定不同情况以及发出ON/OFF（PS-ON）开机操作指令给电源控制电路，通过信息反馈一个回路将主电接通，100V-240V交流平台电压经整流技术输出，通过PFC 电路将整流后的电压温度升到380V 左右，通过LLC 电路，经变压器结构转换数据输出12V 和LED 驱动模块电源（LED 点亮时约200V 到210V）。同时，主板将根据实际情况分析输出SW 信号和BRI 信号，电源板接到公司这两个数字信号后，LED 驱动发展开始学习工作，背光点亮。
动力结构框架如下图所示：
2 各部分分解说明
2.1 待机电源部分
主电源管理芯片的STR-6059H备用电源部分，内置MOS 650V，变压器T901，STR-6059H准谐振控制芯片，这是一个启动过程：后100V?240V的AC输入电压被整流器整流桥，通过T901变压器次级输出20V的端电压输入N831（STR-6059H）5英尺（VCC）终端，47uf的外部旁路电容器，用于存储所述开始电压，当芯片使能电平达到Vcc的电平，N831开始工作。 （以上的数字指代的部件和原理图位）当备用5V（5V_S）没有正常的输出，与所述第一电源Vcc示波器检测是否正常STR-6059H，出现作为电源Vcc锯齿，请打开检测开关是否电源。
本待机部分产生待机5V（5V_S）电压，当主板发过来STB 为高电平时，5V_S 通过光耦N833 来打通主电路，即只有待机电压正常工作，其它电路才能工作。
STR-6259H 的各个模块引脚进行功能分析如下：
STR-6259H具有过电压保护、过电流保护和过热关断保护电路。
2.2 PFC 部分
PFC（Power Factor Correction）即功率因数校正，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。该部分的作用为能够是输入电流跟随输入电压的变换。
从电路上讲为，整流桥后大的滤波电解的电压将不再需要随着信息输入输出电压的变化而变化，而是通过一个具有恒定的值。
PFC的主要部分的部分采用NCP33262，NCP33262临界模式PFC控制器安森美半导体。
2.3 LLC 部分
随着电子开关控制电源的发展，软开关信息技术得到了一个广泛的发展和应用，已研究分析出了我国不少企业高效率的电路进行拓扑，主要为谐振型的软开关拓扑和PWM 型的软开关拓扑。近几年来，随着中国半导体器件制造科学技术的发展，开关管的导通电阻，寄生电容和反向恢复工作时间问题越来越小了，这为谐振变换器的发展学生提供了又一次机遇。对于谐振变换器来说，如果我们设计方法得当，能实现软开关变换，从而提高使得开关电源管理具有相对较高的效率。
LLC谐振电路是LLC谐振半桥电路的常用名称。 因为有两个L和一个C谐振，所以称为LLC电路。 因此，它不是三个英语单词首字母的缩写。
图3 和图4 分别给出了LLC 谐振变换器的电路图和工作波形。图3 中包括两个功率MOSFET（S1 和S2），其占空比都为0.5；谐振电容Cs，副边匝数相等的中心抽头变压器Tr，Tr 的漏感Ls，激磁电感Lm，Lm 在某个时间段也是一个谐振电感，因此，在LLC 谐振变换器中的谐振元件主要由以上3 个谐振元件构成，即谐振电容Cs，电感Ls 和激磁电感Lm；半桥全波整流二极管D1 和D2，输出电容Cf。
LLC 变换器的稳态工作基本原理进行如下
一个[T1，T2]当t = t1时，S2被断开时，谐振电流放电S1，S1的寄生电容直到在零上的电压，然后将S1体二极管导通。此阶段D1导通时，在输出电压钳位Lm的电压，因此，只有参与共振Ls和Cs中。
b〔t2，t3〕当t=t2 时，S1 在零电压的条件下导通，变压器原边承受能力正向影响电压；D1 继续导通，S2 及D2 截止。此时Cs 和Ls 参与其中谐振，而Lm 不参与各种谐振。
C [ t3，t4]当 t3，s1仍在，d1和 d2关闭，tr 端与电路断开，lm，ls 和 cs 参与共振。 因此，在实际电路中，激励电流和谐振电流在这一阶段都可以认为是恒定的。
d〔t4，t5〕当t=t4 时，S1 关断，谐振工作电流给S2 的寄生系统电容进行放电，一直到S2 上的电压为零，然后S2 的体二级管导通。此阶段D2 导通，Lm 上的电压被输出电压钳位，因此，只有Ls 和Cs 参与其中谐振。
e〔t5，t6〕当t=t5 时，S2 在零电压的条件下导通，Tr 原边承受进行反向工作电压；D2 继续导通，而S1 和D1 截止。此时仅Cs 和Ls 参与其中谐振，Lm 上的电压被输出一个电压输入箝位，而不参与各种谐振。
F [T6，T7] T6当时间t = 1，S 2保持接通，而在关闭状态时，Tr和次级侧电路的D1和D2被脱开，此时用参与共振LM，Ls和Cs中。因此，一个实际电路中，可以在这个阶段的激励电流和谐振电流是不变的考虑。
LLC 谐振变换器是通过进行调节开关频率来调节输出一个电压的，也就是在企业不同的输入电压下它的占空比保持稳定不变，与不对称半桥相比，它的掉电维持发展时间管理特性比较好，可以得到广泛地应用技术在对掉电维持学习时间基本要求比较高的场合。
2.4？ LED驱动部分
电源的 led 驱动部分采用 buck 恒流元件和六路 led 驱动输出。
1）和内部驱动芯片OZ9986如下的框图：
各管脚进行功能主要介绍如下表：
2）恒定电流控制驱动部分的原理
a 当 MOSFET 3N40 导通时，在电感L902 中感应设计出上“+”下“－”的感应产生电动势，续流二极管VD901 关闭。LED 的供电系统电压可以通过LED 灯串后，通过一个电感L902，经MOSFET 3N40 后经电阻进行接地，形成控制回路。导通过程中，电感中电流以及线性关系上升（见右上图）。
当MOSFET3N40闭合时，电感L902中感应上“-”和下“的感应电动势，连续电流二极管VD901导通。 电流为L902，由电感二极管VD901，LED灯串组成电路。 在此过程中，电感电流呈线性下降。
当LED灯串中的电流达到250mV时，驱动脉冲被关闭，MOS结束。 电路进入连续状态。 因为芯片是通过固定的频率工作的。 在下一个工作周期，高脉冲再次打开MOS，从而进入下一个工作周期。
d LED串的电流计算为：
ILED（毫安）= 250 /增加（Ω）（其中R927和R928并联连接RISEN）
e OZ9986A 正常进行工作时，需要ENA、BRI 处于一个高电平有效状态。
F 因为26英寸只使用4路驱动，所以芯片5,6路高电平。
克为26英寸机，LED电源电平是大约145V。整个灯条电压为120V左右。
h 由于0Z9986 的驱动控制脉冲为5V 的驱动，而电路中MOS 的驱动信号电平是否需要10V 左右，所有在电路中需要进行一个有效电平变换系统电路，如下图数据所示。
工作原理为：
1. CM1 接OZ9986 芯片的COMP1 引脚，输出数据驱动控制脉冲。
2. CMP1 引脚进行输出一个低电平时， V901 2N7002 导通，将V902 2222 的基极通过电位拉低使其发展截止，此时V903 2907 导通，输出信号低电平控制脉冲。
图3。 Cmp1引脚输出高电平，v9012n7002切断，v902222基极电位拉起并使其开启，然后 v9032907切断，输出高电平脉冲。
此驱动部分的控制原理仅为原理介绍，其元件位号可能与原理图不符，但原理图中的驱动方式与此是一一对应的，在此仅以一路作为原理介绍，实际原理图中应用为六路。
