Funkcja obwodu zasilania wyświetlacza ciekłokrystalicznego polega głównie na przetwarzaniu zasilania sieciowego 220 V na różne stabilne prądy stałe wymagane do działania wyświetlacza ciekłokrystalicznego oraz na zapewnianiu napięcia roboczego dla różnych obwodów sterujących, obwodów logicznych, paneli sterowania itp. na wyświetlaczu ciekłokrystalicznym i jego stabilność pracy. Ma to bezpośredni wpływ na to, czy monitor LCD może działać normalnie.
1. Struktura obwodu zasilania wyświetlacza ciekłokrystalicznego
Obwód zasilania wyświetlacza ciekłokrystalicznego generuje głównie napięcie robocze 5 V, 12 V.Wśród nich napięcie 5 V zapewnia głównie napięcie robocze dla obwodu logicznego płyty głównej i lampek kontrolnych na panelu operacyjnym;napięcie 12 V zapewnia głównie napięcie robocze dla płyty wysokiego napięcia i płyty sterownika.
Obwód mocy składa się głównie z obwodu filtra, obwodu filtra prostownika mostkowego, obwodu wyłącznika głównego, transformatora przełączającego, obwodu filtra prostownika, obwodu zabezpieczającego, obwodu miękkiego startu, sterownika PWM i tak dalej.
Wśród nich rola obwodu filtra prądu przemiennego polega na eliminacji zakłóceń o wysokiej częstotliwości w sieci zasilającej (obwód filtra liniowego składa się zazwyczaj z rezystorów, kondensatorów i cewek indukcyjnych);rolą obwodu filtra mostka prostowniczego jest konwersja napięcia 220 V AC na napięcie 310 V DC;obwód przełączający Zadaniem obwodu filtra prostowniczego jest przetwarzanie prądu stałego o napięciu około 310 V przez lampę przełączającą i transformator przełączający na napięcia impulsowe o różnych amplitudach;funkcją obwodu filtra prostowniczego jest zamiana impulsowego napięcia wyjściowego transformatora przełączającego na napięcie podstawowe 5V wymagane przez obciążenie po prostownictwie i filtrowaniu oraz 12V;Funkcją obwodu ochrony przepięciowej jest zapobieganie uszkodzeniu rurki przełączającej lub zasilacza impulsowego spowodowanego nieprawidłowym obciążeniem lub innymi przyczynami;funkcją sterownika PWM jest sterowanie przełączaniem lampy przełączającej i sterowanie obwodem zgodnie z napięciem zwrotnym obwodu zabezpieczającego.
Po drugie, zasada działania obwodu zasilania wyświetlacza ciekłokrystalicznego
Obwód zasilania wyświetlacza ciekłokrystalicznego zazwyczaj przyjmuje tryb obwodu przełączającego.Ten obwód zasilania przekształca napięcie wejściowe 220 V prądu przemiennego na napięcie prądu stałego poprzez obwód prostowniczy i filtrujący, a następnie jest odcinany przez lampę przełączającą i obniżany przez transformator wysokiej częstotliwości w celu uzyskania napięcia fali prostokątnej o wysokiej częstotliwości.Po wyprostowaniu i filtrowaniu na wyjściu pojawia się napięcie prądu stałego wymagane przez każdy moduł wyświetlacza LCD.
Poniżej przedstawiono przykład wyświetlacza ciekłokrystalicznego AOCLM729 w celu wyjaśnienia zasady działania obwodu zasilania wyświetlacza ciekłokrystalicznego.Obwód zasilania wyświetlacza ciekłokrystalicznego AOCLM729 składa się głównie z obwodu filtra prądu przemiennego, obwodu prostownika mostkowego, obwodu łagodnego rozruchu, obwodu głównego wyłącznika, obwodu filtra prostownika, obwodu zabezpieczenia przed przepięciem i tak dalej.
Fizyczny obraz płytki drukowanej zasilania:
Schemat ideowy obwodu mocy:
- Obwód filtra prądu przemiennego
Zadaniem obwodu filtra prądu przemiennego jest filtrowanie szumu wprowadzanego przez linię wejściową prądu przemiennego i tłumienie szumu sprzężenia zwrotnego generowanego wewnątrz zasilacza.
Hałas wewnątrz zasilacza obejmuje głównie szumy trybu wspólnego i szumy normalne.W przypadku zasilania jednofazowego po stronie wejściowej znajdują się 2 przewody zasilające prądu przemiennego i 1 przewód uziemiający.Hałas generowany pomiędzy dwiema liniami zasilania prądem przemiennym a przewodem uziemiającym po stronie wejścia zasilania jest szumem powszechnym;szum generowany pomiędzy dwiema liniami zasilania prądem przemiennym jest normalnym hałasem.Obwód filtra prądu przemiennego służy głównie do odfiltrowywania tych dwóch rodzajów szumów.Ponadto służy również jako zabezpieczenie nadprądowe obwodu i zabezpieczenie przeciwprzepięciowe.Wśród nich bezpiecznik służy do zabezpieczenia nadprądowego, a warystor służy do zabezpieczenia przed przepięciem napięcia wejściowego.Poniższy rysunek przedstawia schemat ideowy obwodu filtra prądu przemiennego.
Na rysunku cewki indukcyjne L901, L902 i kondensatory C904, C903, C902 i C901 tworzą filtr EMI.Cewki indukcyjne L901 i L902 służą do filtrowania szumu wspólnego o niskiej częstotliwości;C901 i C902 służą do filtrowania normalnego szumu o niskiej częstotliwości;C903 i C904 służą do filtrowania szumu zwykłego i normalnego o wysokiej częstotliwości (zakłócenia elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości);rezystory ograniczające prąd R901 i R902 służą do rozładowywania kondensatora po odłączeniu wtyczki zasilania;Ubezpieczenie F901 służy do zabezpieczenia nadprądowego, a warystor NR901 służy do zabezpieczenia przed przepięciem napięcia wejściowego.
Po włożeniu wtyczki zasilania wyświetlacza ciekłokrystalicznego do gniazdka elektrycznego napięcie 220 V AC przechodzi przez bezpiecznik F901 i warystor NR901, aby zapobiec uderzeniom udarowym, a następnie przechodzi przez obwód złożony z kondensatorów C901, C902, C903, C904, rezystory R901, R902 i cewki indukcyjne L901, L902.Do obwodu mostka prostowniczego należy wejść za obwodem przeciwzakłóceniowym.
2. Obwód filtra mostka prostowniczego
Zadaniem obwodu filtra mostka prostowniczego jest konwersja napięcia 220 V AC na napięcie prądu stałego po prostownictwie pełnookresowym, a następnie konwersja napięcia na dwukrotność napięcia sieciowego po filtrowaniu.
Obwód filtra mostka prostowniczego składa się głównie z mostka prostowniczego DB901 i kondensatora filtrującego C905.
Na rysunku mostek prostowniczy składa się z 4 diod prostowniczych, a kondensator filtrujący to kondensator 400 V.Gdy sieć 220 V AC zostanie przefiltrowana, trafia ona do prostownika mostkowego.Gdy prostownik mostkowy wykona prostowanie pełnookresowe w sieci prądu przemiennego, staje się ono napięciem stałym.Następnie napięcie stałe jest przekształcane na napięcie stałe 310 V poprzez kondensator filtrujący C905.
3. obwód miękkiego startu
Funkcja obwodu miękkiego startu polega na zapobieganiu chwilowemu prądowi udarowemu na kondensatorze, aby zapewnić normalne i niezawodne działanie zasilacza impulsowego.Ponieważ początkowe napięcie na kondensatorze wynosi zero w momencie włączenia obwodu wejściowego, wytworzy się duży chwilowy prąd rozruchowy, który często powoduje przepalenie bezpiecznika wejściowego, dlatego należy zastosować obwód miękkiego startu być ustawione.Obwód miękkiego startu składa się głównie z rezystorów rozruchowych, diod prostowniczych i kondensatorów filtrujących.Jak pokazano na rysunku, przedstawiono schemat ideowy obwodu miękkiego startu.
Na rysunku rezystory R906 i R907 są równoważnymi rezystorami 1MΩ.Ponieważ rezystory te mają dużą wartość rezystancji, ich prąd roboczy jest bardzo mały.Po uruchomieniu zasilacza impulsowego początkowy prąd roboczy wymagany przez SG6841 jest dodawany do zacisku wejściowego (pin 3) SG6841 po obniżeniu go przez wysokie napięcie 300 V DC przez rezystory R906 i R907 w celu realizacji miękkiego startu .Gdy lampa przełączająca przejdzie w normalny stan pracy, napięcie wysokiej częstotliwości ustalone na transformatorze przełączającym jest prostowane i filtrowane przez diodę prostowniczą D902 i kondensator filtrujący C907, a następnie staje się napięciem roboczym układu SG6841 i start- proces podnoszenia dobiegł końca.
4. obwód wyłącznika głównego
Funkcja głównego obwodu wyłącznika polega na uzyskaniu napięcia fali prostokątnej o wysokiej częstotliwości poprzez przełączanie lamp i obniżanie napięcia transformatora wysokiej częstotliwości.
Główny obwód przełączający składa się głównie z rury przełączającej, sterownika PWM, transformatora przełączającego, obwodu zabezpieczenia nadprądowego, obwodu zabezpieczenia wysokiego napięcia i tak dalej.
Na rysunku SG6841 to kontroler PWM, który jest rdzeniem zasilacza impulsowego.Może generować sygnał sterujący o stałej częstotliwości i regulowanej szerokości impulsu oraz kontrolować stan włączenia lampy przełączającej, dostosowując w ten sposób napięcie wyjściowe, aby osiągnąć cel stabilizacji napięcia..Q903 to lampa przełączająca, T901 to transformator przełączający, a obwód złożony z lampy regulatora napięcia ZD901, rezystora R911, tranzystorów Q902 i Q901 oraz rezystora R901 to obwód zabezpieczenia przed przepięciami.
Kiedy PWM zaczyna działać, ósmy pin SG6841 generuje prostokątną falę impulsową (zwykle częstotliwość impulsu wyjściowego wynosi 58,5 kHz, a współczynnik wypełnienia wynosi 11,4%).Impuls steruje lampą przełączającą Q903 w celu wykonania operacji przełączania zgodnie z jej częstotliwością roboczą.Gdy rura przełączająca Q903 jest stale włączana/wyłączana w celu wytworzenia samowzbudnych oscylacji, transformator T901 zaczyna pracować i wytwarza napięcie oscylacyjne.
Gdy na zacisku wyjściowym pinu 8 układu SG6841 znajduje się wysoki poziom, włączana jest lampa przełączająca Q903, a następnie przez cewkę pierwotną transformatora przełączającego T901 przepływa prąd, który generuje napięcia dodatnie i ujemne;jednocześnie uzwojenie wtórne transformatora generuje napięcia dodatnie i ujemne.W tym momencie dioda D910 na uzwojeniu wtórnym zostaje odcięta i ten etap jest etapem magazynowania energii;gdy zacisk wyjściowy styku 8 układu SG6841 znajduje się na niskim poziomie, rura przełączająca Q903 zostaje odcięta, a prąd na uzwojeniu pierwotnym transformatora przełączającego T901 zmienia się natychmiast.wynosi 0, siła elektromotoryczna uzwojenia pierwotnego jest dolna dodatnia i górna ujemna, a siła elektromotoryczna górnego dodatniego i dolnego ujemnego jest indukowana w uzwojeniu wtórnym.W tym momencie dioda D910 włącza się i zaczyna dawać napięcie wyjściowe.
(1) Obwód zabezpieczenia nadprądowego
Zasada działania obwodu zabezpieczenia nadprądowego jest następująca.
Po włączeniu rurki przełączającej Q903 prąd popłynie z drenu do źródła lampy przełączającej Q903, a na R917 zostanie wygenerowane napięcie.Rezystor R917 jest rezystorem do wykrywania prądu, a generowane przez niego napięcie jest bezpośrednio dodawane do nieodwracającego zacisku wejściowego komparatora wykrywania nadprądowego układu kontrolera PWM SG6841 (czyli pin 6), o ile napięcie przekracza 1 V, to spowoduje, że kontroler PWM SG6841 będzie wewnętrzny. Uruchamia się obwód zabezpieczenia prądowego, tak że ósmy pin przestaje generować fale impulsowe, a lampa przełączająca i transformator przełączający przestają działać, aby zrealizować zabezpieczenie nadprądowe.
(2) Obwód zabezpieczający przed wysokim napięciem
Zasada działania obwodu zabezpieczającego przed wysokim napięciem jest następująca.
Gdy napięcie sieciowe wzrośnie powyżej wartości maksymalnej, napięcie wyjściowe cewki sprzężenia zwrotnego transformatora również wzrośnie.Napięcie przekroczy 20 V, w tym momencie ulega uszkodzeniu rurka regulatora napięcia ZD901 i następuje spadek napięcia na rezystorze R911.Gdy spadek napięcia wynosi 0,6 V, tranzystor Q902 zostaje włączony, a następnie baza tranzystora Q901 osiąga wysoki poziom, dzięki czemu tranzystor Q901 również zostaje włączony.Jednocześnie zostaje załączona dioda D903, co powoduje zwarcie 4-go pinu układu sterownika PWM SG6841, co skutkuje chwilowym pojawieniem się prądu zwarciowego, co powoduje, że sterownik PWM SG6841 szybko wyłącza wyjście impulsowe.
Dodatkowo po włączeniu tranzystora Q902 napięcie odniesienia 15 V na pinie 7 sterownika PWM SG6841 jest bezpośrednio uziemiane przez rezystor R909 i tranzystor Q901.W ten sposób napięcie na zacisku zasilania układu kontrolera PWM SG6841 wynosi 0, kontroler PWM przestaje generować fale impulsowe, a lampa przełączająca i transformator przełączający przestają działać, aby zapewnić ochronę przed wysokim napięciem.
5. Obwód filtra prostownika
Zadaniem obwodu filtra prostowniczego jest prostowanie i filtrowanie napięcia wyjściowego transformatora w celu uzyskania stabilnego napięcia stałego.Ze względu na indukcyjność rozproszenia transformatora przełączającego i skok spowodowany przez prąd zwrotny diody wyjściowej, oba tworzą potencjalne zakłócenia elektromagnetyczne.Dlatego, aby uzyskać czyste napięcia 5 V i 12 V, napięcie wyjściowe transformatora przełączającego musi zostać wyprostowane i przefiltrowane.
Obwód filtra prostownika składa się głównie z diod, rezystorów filtrujących, kondensatorów filtrujących, cewek filtrujących itp.
Na rysunku obwód filtra RC (rezystor R920 i kondensator C920, rezystor R922 i kondensator C921) podłączony równolegle do diody D910 i D912 na wtórnym końcu wyjściowym transformatora przełączającego T901 służy do pochłaniania napięcia udarowego generowanego na dioda D910 i D912.
Filtr LC składający się z diody D910, kondensatora C920, rezystora R920, cewki indukcyjnej L903, kondensatorów C922 i C924 może filtrować zakłócenia elektromagnetyczne napięcia wyjściowego 12 V z transformatora i wytwarzać stabilne napięcie 12 V.
Filtr LC składający się z diody D912, kondensatora C921, rezystora R921, cewki indukcyjnej L904, kondensatorów C923 i C925 może filtrować zakłócenia elektromagnetyczne napięcia wyjściowego 5 V transformatora i wytwarzać stabilne napięcie 5 V.
6. Obwód sterujący regulatora 12V/5V
Ponieważ napięcie sieciowe 220 V AC zmienia się w pewnym zakresie, wraz ze wzrostem mocy sieciowej wzrasta również napięcie wyjściowe transformatora w obwodzie mocy.W celu uzyskania stabilnych napięć 5V i 12V należy zastosować obwód regulatora.
Obwód regulatora napięcia 12 V/5 V składa się głównie z precyzyjnego regulatora napięcia (TL431), transoptora, kontrolera PWM i rezystora dzielnika napięcia.
Na rysunku IC902 to transoptor, IC903 to precyzyjny regulator napięcia, a rezystory R924 i R926 to rezystory dzielnika napięcia.
Kiedy obwód zasilania pracuje, wyjściowe napięcie prądu stałego 12 V jest dzielone przez rezystory R924 i R926, a na R926 generowane jest napięcie, które jest bezpośrednio dodawane do precyzyjnego regulatora napięcia TL431 (do zacisku R).Można to poznać po parametrach rezystancji w obwodzie. To napięcie wystarczy, aby włączyć TL431.W ten sposób napięcie 5 V może przepływać przez transoptor i precyzyjny regulator napięcia.Kiedy prąd przepływa przez diodę LED transoptora, transoptor IC902 zaczyna działać i kończy próbkowanie napięcia.
Kiedy napięcie sieciowe 220 V AC wzrośnie i odpowiednio wzrośnie napięcie wyjściowe, prąd przepływający przez transoptor IC902 również odpowiednio wzrośnie, a także odpowiednio wzrośnie jasność diody elektroluminescencyjnej wewnątrz transoptora.Jednocześnie zmniejsza się rezystancja wewnętrzna fototranzystora, przez co zwiększa się również stopień przewodzenia zacisku fototranzystora.Gdy stopień przewodzenia fototranzystora zostanie wzmocniony, jednocześnie spadnie napięcie na pinie 2 układu kontrolera mocy PWM SG6841.Ponieważ napięcie to jest dodawane do wejścia odwracającego wewnętrznego wzmacniacza błędu SG6841, cykl pracy impulsu wyjściowego SG6841 jest kontrolowany w celu zmniejszenia napięcia wyjściowego.W ten sposób tworzy się wyjściowa pętla sprzężenia zwrotnego przepięcia, aby osiągnąć funkcję stabilizacji wyjścia, a napięcie wyjściowe można ustabilizować na poziomie wyjścia około 12 V i 5 V.
wskazówka:
Transoptor wykorzystuje światło jako medium do przesyłania sygnałów elektrycznych.Ma dobry efekt izolacji wejściowych i wyjściowych sygnałów elektrycznych, dlatego jest szeroko stosowany w różnych obwodach.Obecnie stało się jednym z najbardziej różnorodnych i powszechnie stosowanych urządzeń optoelektronicznych.Transoptor składa się zazwyczaj z trzech części: emisji światła, odbioru światła i wzmocnienia sygnału.Wejściowy sygnał elektryczny napędza diodę elektroluminescencyjną (LED) w celu wyemitowania światła o określonej długości fali, które jest odbierane przez fotodetektor w celu wygenerowania fotoprądu, który jest dalej wzmacniany i wysyłany na wyjściu.Na tym kończy się konwersja elektryczno-optyczno-elektryczna, pełniąc w ten sposób rolę wejścia, wyjścia i izolacji.Ponieważ wejście i wyjście transoptora są od siebie odizolowane, a transmisja sygnału elektrycznego ma charakterystykę jednokierunkowości, ma dobrą zdolność izolacji elektrycznej i zdolność przeciwzakłóceniową.A ponieważ końcówka wejściowa transoptora jest elementem o niskiej impedancji, który działa w trybie prądowym, ma on dużą zdolność tłumienia sygnału wspólnego.Dlatego może znacznie poprawić stosunek sygnału do szumu jako element izolacji terminala w długotrwałej transmisji informacji.Jako urządzenie interfejsowe do izolacji sygnałów w cyfrowej komunikacji komputerowej i sterowania w czasie rzeczywistym, może znacznie zwiększyć niezawodność pracy komputera.
7. obwód zabezpieczający przed przepięciem
Zadaniem obwodu zabezpieczenia przed przepięciem jest wykrywanie napięcia wyjściowego obwodu wyjściowego.Gdy napięcie wyjściowe transformatora wzrasta nienormalnie, wyjście impulsowe jest wyłączane przez kontroler PWM, aby osiągnąć cel ochrony obwodu.
Obwód zabezpieczenia przepięciowego składa się głównie ze sterownika PWM, transoptora i rurki regulatora napięcia.Jak pokazano na powyższym rysunku, rurka regulatora napięcia ZD902 lub ZD903 na schemacie obwodu służy do wykrywania napięcia wyjściowego.
Gdy wtórne napięcie wyjściowe transformatora przełączającego wzrośnie nienormalnie, rurka regulatora napięcia ZD902 lub ZD903 zostanie uszkodzona, co spowoduje nienormalny wzrost jasności lampy emitującej światło wewnątrz transoptora, powodując drugi pin kontrolera PWM przejść przez transoptor.Fototranzystor wewnątrz urządzenia jest uziemiony, sterownik PWM szybko odcina wyjście impulsowe na pin 8, a lampa przełączająca i transformator przełączający natychmiast przestają działać, aby osiągnąć cel ochrony obwodu.
Czas publikacji: 7 października 2023 r