A função do circuito de fonte de alimentação do display de cristal líquido é principalmente converter a energia da rede elétrica de 220 V em várias correntes diretas estáveis necessárias para a operação do display de cristal líquido e fornecer tensão de trabalho para vários circuitos de controle, circuitos lógicos, painéis de controle, etc. . na tela de cristal líquido e sua estabilidade de funcionamento Afeta diretamente se o monitor LCD pode funcionar normalmente.
1. A estrutura do circuito de fonte de alimentação do display de cristal líquido
O circuito de fonte de alimentação do display de cristal líquido gera principalmente tensão de trabalho de 5V, 12V. Dentre eles, a tensão de 5V fornece principalmente tensão de trabalho para o circuito lógico da placa principal e as luzes indicadoras no painel de operação; a tensão de 12 V fornece principalmente a tensão de trabalho para a placa de alta tensão e a placa do driver.
O circuito de potência é composto principalmente de circuito de filtro, circuito de filtro retificador de ponte, circuito de chave principal, transformador de comutação, circuito de filtro retificador, circuito de proteção, circuito de partida suave, controlador PWM e assim por diante.
Entre eles, o papel do circuito de filtro CA é eliminar interferências de alta frequência na rede elétrica (o circuito de filtro linear é geralmente composto por resistores, capacitores e indutores); a função do circuito do filtro retificador de ponte é converter 220 Vca em 310 Vcc; circuito de comutação A função do circuito do filtro de retificação é converter a potência DC de cerca de 310V através do tubo de comutação e do transformador de comutação em tensões de pulso de diferentes amplitudes; a função do circuito do filtro de retificação é converter a tensão de pulso de saída do transformador de comutação na tensão básica de 5V exigida pela carga após retificação e filtragem e 12V; A função do circuito de proteção contra sobretensão é evitar danos ao tubo de comutação ou à fonte de alimentação de comutação causados por carga anormal ou outros motivos; a função do controlador PWM é controlar a comutação do tubo de comutação e controlar o circuito de acordo com a tensão de feedback do circuito de proteção.
Em segundo lugar, o princípio de funcionamento do circuito de alimentação do display de cristal líquido
O circuito de alimentação do display de cristal líquido geralmente adota o modo de circuito de comutação. Este circuito de fonte de alimentação converte a tensão de entrada CA 220V em tensão CC através de um circuito de retificação e filtragem e, em seguida, é cortado por um tubo de comutação e reduzido por um transformador de alta frequência para obter uma tensão de onda retangular de alta frequência. Após a retificação e filtragem, a tensão DC exigida por cada módulo do LCD é emitida.
A seguir, tomamos o display de cristal líquido AOCLM729 como exemplo para explicar o princípio de funcionamento do circuito de alimentação do display de cristal líquido. O circuito de alimentação do display de cristal líquido AOCLM729 é composto principalmente de circuito de filtro CA, circuito retificador de ponte, circuito de partida suave, circuito de chave principal, circuito de filtro retificador, circuito de proteção contra sobretensão e assim por diante.
A imagem física da placa de circuito de potência:
Diagrama esquemático do circuito de potência:
- Circuito de filtro AC
A função do circuito de filtro CA é filtrar o ruído introduzido pela linha de entrada CA e suprimir o ruído de feedback gerado dentro da fonte de alimentação.
O ruído dentro da fonte de alimentação inclui principalmente ruído de modo comum e ruído normal. Para fonte de alimentação monofásica, existem 2 fios de alimentação CA e 1 fio terra no lado da entrada. O ruído gerado entre as duas linhas de energia CA e o fio terra no lado da entrada de energia é um ruído comum; o ruído gerado entre as duas linhas de energia CA é um ruído normal. O circuito de filtro AC é usado principalmente para filtrar esses dois tipos de ruído. Além disso, também serve como proteção contra sobrecorrente do circuito e proteção contra sobretensão. Entre eles, o fusível é utilizado para proteção contra sobrecorrente e o varistor é utilizado para proteção contra sobretensão de tensão de entrada. A figura abaixo é o diagrama esquemático do circuito do filtro AC.
Na figura, os indutores L901, L902 e os capacitores C904, C903, C902 e C901 formam um filtro EMI. Os indutores L901 e L902 são usados para filtrar ruído comum de baixa frequência; C901 e C902 são usados para filtrar ruído normal de baixa frequência; C903 e C904 são usados para filtrar ruído comum de alta frequência e ruído normal (interferência eletromagnética de alta frequência); os resistores limitadores de corrente R901 e R902 são usados para descarregar o capacitor quando o plugue de alimentação é desconectado; o seguro F901 é usado para proteção contra sobrecorrente e o varistor NR901 é usado para proteção contra sobretensão de tensão de entrada.
Quando o plugue de alimentação do display de cristal líquido é inserido na tomada, os 220 Vca passam pelo fusível F901 e pelo varistor NR901 para evitar impacto de sobretensão e depois passam pelo circuito composto pelos capacitores C901, C902, C903, C904, resistores R901, R902 e indutores L901, L902. Entre no circuito retificador da ponte após o circuito anti-interferência.
2. Circuito de filtro retificador de ponte
A função do circuito do filtro retificador de ponte é converter 220 V CA em tensão CC após a retificação de onda completa e, em seguida, converter a tensão em duas vezes a tensão da rede após a filtragem.
O circuito do filtro retificador de ponte é composto principalmente pelo retificador de ponte DB901 e pelo capacitor de filtro C905..
Na figura, a ponte retificadora é composta por 4 diodos retificadores e o capacitor do filtro é um capacitor de 400V. Quando a rede elétrica de 220 Vca é filtrada, ela entra na ponte retificadora. Depois que a ponte retificadora realiza a retificação de onda completa na rede elétrica CA, ela se torna uma tensão CC. Em seguida, a tensão CC é convertida em uma tensão CC de 310 V através do capacitor de filtro C905.
3. Circuito de partida suave
A função do circuito de partida suave é evitar o impacto instantâneo da corrente no capacitor para garantir a operação normal e confiável da fonte de alimentação chaveada. Como a tensão inicial no capacitor é zero no momento em que o circuito de entrada é ligado, uma grande corrente de inrush instantânea será formada, e essa corrente muitas vezes fará com que o fusível de entrada queime, portanto, um circuito de partida suave precisa ser definido. O circuito de partida suave é composto principalmente de resistores de partida, diodos retificadores e capacitores de filtro. Conforme mostrado na figura está o diagrama esquemático do circuito de partida suave.
Na figura, os resistores R906 e R907 são resistores equivalentes de 1MΩ. Como esses resistores possuem um grande valor de resistência, sua corrente de trabalho é muito pequena. Quando a fonte de alimentação chaveada acaba de ser iniciada, a corrente de trabalho inicial exigida pelo SG6841 é adicionada ao terminal de entrada (pino 3) do SG6841 após ser reduzida pela alta tensão de 300 Vcc através dos resistores R906 e R907 para realizar a partida suave . Uma vez que o tubo de comutação entra no estado normal de funcionamento, a tensão de alta frequência estabelecida no transformador de comutação é retificada e filtrada pelo diodo retificador D902 e pelo capacitor de filtro C907, e então se torna a tensão de trabalho do chip SG6841, e o start- o processo de inicialização terminou.
4. Circuito do interruptor principal
A função do circuito de comutação principal é obter uma tensão de onda retangular de alta frequência por meio do corte do tubo de comutação e da redução do transformador de alta frequência.
O circuito de comutação principal é composto principalmente de tubo de comutação, controlador PWM, transformador de comutação, circuito de proteção contra sobrecorrente, circuito de proteção de alta tensão e assim por diante.
Na figura, SG6841 é um controlador PWM, que é o núcleo da fonte de alimentação chaveada. Ele pode gerar um sinal de acionamento com frequência fixa e largura de pulso ajustável e controlar o estado liga-desliga do tubo de comutação, ajustando assim a tensão de saída para atingir o objetivo de estabilização de tensão. . Q903 é um tubo de comutação, T901 é um transformador de comutação e o circuito composto pelo tubo regulador de tensão ZD901, resistor R911, transistores Q902 e Q901 e resistor R901 é um circuito de proteção contra sobretensão.
Quando o PWM começa a funcionar, o 8º pino do SG6841 emite uma onda de pulso retangular (geralmente a frequência do pulso de saída é 58,5kHz e o ciclo de trabalho é de 11,4%). O pulso controla o tubo de comutação Q903 para realizar ações de comutação de acordo com sua frequência operacional. Quando o tubo de comutação Q903 é continuamente ligado/desligado para formar oscilação autoexcitada, o transformador T901 começa a funcionar e gera uma tensão oscilante.
Quando o terminal de saída do pino 8 do SG6841 é de alto nível, o tubo de comutação Q903 é ligado e, em seguida, a bobina primária do transformador de comutação T901 tem uma corrente fluindo através dele, o que gera tensões positivas e negativas; ao mesmo tempo, o secundário do transformador gera tensões positivas e negativas. Neste momento, o diodo D910 no secundário é cortado, e este estágio é o estágio de armazenamento de energia; quando o terminal de saída do pino 8 do SG6841 está em nível baixo, o tubo de comutação Q903 é cortado e a corrente na bobina primária do transformador de comutação T901 muda instantaneamente. é 0, a força eletromotriz do primário é positiva inferior e negativa superior, e a força eletromotriz do positivo superior e negativo inferior é induzida no secundário. Neste momento, o diodo D910 é ligado e começa a emitir tensão.
(1) Circuito de proteção contra sobrecorrente
O princípio de funcionamento do circuito de proteção contra sobrecorrente é o seguinte.
Depois que o tubo de comutação Q903 for ligado, a corrente fluirá do dreno para a fonte do tubo de comutação Q903 e uma tensão será gerada no R917. O resistor R917 é um resistor de detecção de corrente, e a tensão gerada por ele é adicionada diretamente ao terminal de entrada não inversor do comparador de detecção de sobrecorrente do chip SG6841 do controlador PWM (ou seja, pino 6), desde que a tensão exceda 1V, ele fará com que o controlador PWM SG6841 interno O circuito de proteção de corrente seja iniciado, de modo que o 8º pino pare de emitir ondas de pulso, e o tubo de comutação e o transformador de comutação parem de funcionar para realizar a proteção contra sobrecorrente.
(2) Circuito de proteção de alta tensão
O princípio de funcionamento do circuito de proteção de alta tensão é o seguinte.
Quando a tensão da rede aumenta além do valor máximo, a tensão de saída da bobina de realimentação do transformador também aumentará. A tensão ultrapassará 20V, neste momento o tubo regulador de tensão ZD901 está quebrado e ocorre uma queda de tensão no resistor R911. Quando a queda de tensão é de 0,6V, o transistor Q902 é ligado, e então a base do transistor Q901 fica de alto nível, de modo que o transistor Q901 também é ligado. Ao mesmo tempo, o diodo D903 também é ligado, fazendo com que o 4º pino do chip do controlador PWM SG6841 seja aterrado, resultando em uma corrente de curto-circuito instantânea, que faz com que o controlador PWM SG6841 desligue rapidamente a saída de pulso.
Além disso, após o transistor Q902 ser ligado, a tensão de referência de 15V do pino 7 do controlador PWM SG6841 é aterrada diretamente através do resistor R909 e do transistor Q901. Desta forma, a tensão do terminal de alimentação do chip SG6841 do controlador PWM torna-se 0, o controlador PWM para de emitir ondas de pulso e o tubo de comutação e o transformador de comutação param de funcionar para obter proteção de alta tensão.
5. Circuito de filtro retificador
A função do circuito do filtro de retificação é retificar e filtrar a tensão de saída do transformador para obter uma tensão CC estável. Devido à indutância de vazamento do transformador de comutação e ao pico causado pela corrente de recuperação reversa do diodo de saída, ambos formam uma interferência eletromagnética potencial. Portanto, para obter tensões puras de 5V e 12V, a tensão de saída do transformador chaveador deve ser retificada e filtrada.
O circuito do filtro retificador é composto principalmente de diodos, resistores de filtro, capacitores de filtro, indutores de filtro, etc.
Na figura, o circuito de filtro RC (resistor R920 e capacitor C920, resistor R922 e capacitor C921) conectado em paralelo ao diodo D910 e D912 na extremidade de saída secundária do transformador chaveador T901 é usado para absorver a tensão de surto gerada no diodo D910 e D912.
O filtro LC composto por diodo D910, capacitor C920, resistor R920, indutor L903, capacitores C922 e C924 pode filtrar a interferência eletromagnética da saída de tensão de 12V do transformador e produzir uma tensão estável de 12V.
O filtro LC composto por diodo D912, capacitor C921, resistor R921, indutor L904, capacitores C923 e C925 pode filtrar a interferência eletromagnética da tensão de saída de 5V do transformador e produzir uma tensão estável de 5V.
6. Circuito de controle do regulador 12V/5V
Como a alimentação da rede elétrica de 220 Vca muda dentro de uma certa faixa, quando a alimentação da rede elétrica aumenta, a tensão de saída do transformador no circuito de alimentação também aumentará de acordo. Para obter tensões estáveis de 5V e 12V, um circuito Regulador.
O circuito regulador de tensão 12V/5V é composto principalmente por um regulador de tensão de precisão (TL431), um optoacoplador, um controlador PWM e um resistor divisor de tensão.
Na figura, IC902 é um optoacoplador, IC903 é um regulador de tensão de precisão e os resistores R924 e R926 são resistores divisores de tensão.
Quando o circuito da fonte de alimentação está funcionando, a tensão CC de saída de 12 V é dividida pelos resistores R924 e R926, e uma tensão é gerada no R926, que é adicionada diretamente ao regulador de tensão de precisão TL431 (ao terminal R). Pode ser conhecido pelos parâmetros de resistência do circuito. Essa tensão é suficiente para ligar o TL431. Desta forma, a tensão de 5V pode fluir através do optoacoplador e do regulador de tensão de precisão. Quando a corrente flui através do LED do acoplador óptico, o acoplador óptico IC902 começa a funcionar e completa a amostragem de tensão.
Quando a tensão da rede elétrica de 220 V CA aumenta e a tensão de saída aumenta de acordo, a corrente que flui através do optoacoplador IC902 também aumentará de acordo, e o brilho do diodo emissor de luz dentro do optoacoplador também aumentará de acordo. A resistência interna do fototransistor também se torna menor ao mesmo tempo, de modo que o grau de condução do terminal do fototransistor também será reforçado. Quando o grau de condução do fototransistor é reforçado, a tensão do pino 2 do chip controlador de potência PWM SG6841 cairá ao mesmo tempo. Como esta tensão é adicionada à entrada inversora do amplificador de erro interno do SG6841, o ciclo de trabalho do pulso de saída do SG6841 é controlado para reduzir a tensão de saída. Desta forma, o loop de feedback de saída de sobretensão é formado para atingir a função de estabilizar a saída, e a tensão de saída pode ser estabilizada em torno de 12V e 5V de saída.
dica:
Um optoacoplador usa luz como meio para transmitir sinais elétricos. Tem um bom efeito de isolamento nos sinais elétricos de entrada e saída, por isso é amplamente utilizado em vários circuitos. Atualmente, tornou-se um dos dispositivos optoeletrônicos mais diversos e amplamente utilizados. Um optoacoplador geralmente consiste em três partes: emissão de luz, recepção de luz e amplificação de sinal. O sinal elétrico de entrada aciona o diodo emissor de luz (LED) para emitir luz de um determinado comprimento de onda, que é recebido pelo fotodetector para gerar uma fotocorrente, que é posteriormente amplificada e emitida. Isso completa a conversão elétrico-óptico-elétrica, desempenhando assim o papel de entrada, saída e isolamento. Como a entrada e a saída do optoacoplador são isoladas uma da outra e a transmissão do sinal elétrico possui características de unidirecionalidade, ele possui boa capacidade de isolamento elétrico e capacidade anti-interferência. E como a extremidade de entrada do optoacoplador é um elemento de baixa impedância que opera no modo de corrente, ele possui uma forte capacidade de rejeição de modo comum. Portanto, pode melhorar muito a relação sinal-ruído como elemento de isolamento terminal na transmissão de informações de longo prazo. Como um dispositivo de interface para isolamento de sinal na comunicação digital do computador e controle em tempo real, pode aumentar significativamente a confiabilidade do trabalho do computador.
7. Circuito de proteção contra sobretensão
A função do circuito de proteção contra sobretensão é detectar a tensão de saída do circuito de saída. Quando a tensão de saída do transformador aumenta anormalmente, a saída de pulso é desligada pelo controlador PWM para atingir o objetivo de proteger o circuito.
O circuito de proteção contra sobretensão é composto principalmente por um controlador PWM, um optoacoplador e um tubo regulador de tensão. Conforme mostrado na figura acima, o tubo regulador de tensão ZD902 ou ZD903 no diagrama esquemático do circuito é usado para detectar a tensão de saída.
Quando a tensão de saída secundária do transformador de comutação aumenta anormalmente, o tubo regulador de tensão ZD902 ou ZD903 será quebrado, o que fará com que o brilho do tubo emissor de luz dentro do optoacoplador aumente anormalmente, fazendo com que o segundo pino do controlador PWM passar pelo optoacoplador. O fototransistor dentro do dispositivo é aterrado, o controlador PWM corta rapidamente a saída de pulso do pino 8 e o tubo de comutação e o transformador de comutação param de funcionar imediatamente para atingir o objetivo de proteger o circuito.
Horário da postagem: 07/10/2023