عملکرد مدار منبع تغذیه نمایشگر کریستال مایع عمدتاً تبدیل برق شبکه 220 ولت به جریان های مستقیم ثابت مختلف مورد نیاز برای عملکرد صفحه نمایش کریستال مایع و ارائه ولتاژ کاری برای مدارهای کنترل مختلف، مدارهای منطقی، تابلوهای کنترل و غیره است. در نمایشگر کریستال مایع و پایداری کار آن مستقیماً بر اینکه مانیتور LCD می تواند به طور معمول کار کند تأثیر می گذارد.
1. ساختار مدار منبع تغذیه صفحه نمایش کریستال مایع
مدار منبع تغذیه صفحه نمایش کریستال مایع عمدتاً ولتاژ کاری 5 ولت و 12 ولت تولید می کند.در میان آنها، ولتاژ 5 ولت عمدتاً ولتاژ کاری را برای مدار منطقی برد اصلی و چراغ های نشانگر روی پانل عملیات فراهم می کند.ولتاژ 12 ولت عمدتاً ولتاژ کاری را برای برد ولتاژ بالا و برد درایور فراهم می کند.
مدار قدرت عمدتا از مدار فیلتر، مدار فیلتر یکسو کننده پل، مدار کلید اصلی، ترانسفورماتور سوئیچینگ، مدار فیلتر یکسو کننده، مدار حفاظتی، مدار شروع نرم، کنترل کننده PWM و غیره تشکیل شده است.
در میان آنها، نقش مدار فیلتر AC حذف تداخل فرکانس بالا در شبکه است (مدار فیلتر خطی معمولاً از مقاومت ها، خازن ها و سلف ها تشکیل شده است).نقش مدار فیلتر یکسو کننده پل تبدیل 220 ولت AC به 310 ولت DC است.مدار سوئیچ عملکرد مدار فیلتر یکسوسازی تبدیل توان DC حدود 310 ولت از طریق لوله سوئیچینگ و ترانسفورماتور سوئیچینگ به ولتاژهای پالسی با دامنه های مختلف است.عملکرد مدار فیلتر یکسوسازی تبدیل ولتاژ پالس خروجی توسط ترانسفورماتور سوئیچینگ به ولتاژ پایه 5 ولت مورد نیاز بار پس از یکسوسازی و فیلتر کردن و 12 ولت است.عملکرد مدار حفاظت از اضافه ولتاژ جلوگیری از آسیب لوله سوئیچینگ یا منبع تغذیه سوئیچینگ ناشی از بار غیرعادی یا دلایل دیگر است.عملکرد کنترلر PWM کنترل سوئیچینگ لوله سوئیچینگ و کنترل مدار با توجه به ولتاژ فیدبک مدار حفاظتی است.
دوم، اصل کار مدار منبع تغذیه صفحه نمایش کریستال مایع
مدار منبع تغذیه نمایشگر کریستال مایع به طور کلی حالت مدار سوئیچینگ را اتخاذ می کند.این مدار منبع تغذیه ولتاژ ورودی 220 ولت AC را از طریق مدار یکسوسازی و فیلتر به ولتاژ DC تبدیل می کند و سپس توسط یک لوله سوئیچینگ قطع می شود و توسط یک ترانسفورماتور فرکانس بالا پایین می آید تا یک ولتاژ موج مستطیلی فرکانس بالا بدست آید.پس از یکسوسازی و فیلتر کردن، ولتاژ DC مورد نیاز هر ماژول ال سی دی خروجی می شود.
در زیر صفحه نمایش کریستال مایع AOCLM729 را به عنوان مثال برای توضیح اصل کار مدار منبع تغذیه صفحه نمایش کریستال مایع آورده شده است.مدار قدرت صفحه نمایش کریستال مایع AOCLM729 عمدتا از مدار فیلتر AC، مدار یکسو کننده پل، مدار شروع نرم، مدار کلید اصلی، مدار فیلتر یکسو کننده، مدار حفاظت از اضافه ولتاژ و غیره تشکیل شده است.
تصویر فیزیکی برد مدار برق:
نمودار شماتیک مدار قدرت:
- مدار فیلتر AC
عملکرد مدار فیلتر AC فیلتر کردن نویز وارد شده توسط خط ورودی AC و سرکوب نویز بازخورد تولید شده در منبع تغذیه است.
نویز داخل منبع تغذیه عمدتاً شامل نویز حالت معمول و نویز معمولی است.برای منبع تغذیه تک فاز، 2 سیم برق AC و 1 سیم زمین در سمت ورودی وجود دارد.نویز ایجاد شده بین دو خط برق AC و سیم زمین در سمت ورودی برق، نویز معمولی است.نویز ایجاد شده بین دو خط برق AC نویز معمولی است.مدار فیلتر AC عمدتا برای فیلتر کردن این دو نوع نویز استفاده می شود.علاوه بر این، به عنوان حفاظت از جریان بیش از حد مدار و حفاظت از اضافه ولتاژ نیز عمل می کند.در میان آنها، فیوز برای حفاظت از اضافه جریان و وریستور برای حفاظت از اضافه ولتاژ ولتاژ ورودی استفاده می شود.شکل زیر نمودار شماتیک مدار فیلتر AC است.
در شکل، سلف های L901، L902 و خازن های C904، C903، C902 و C901 یک فیلتر EMI را تشکیل می دهند.سلف های L901 و L902 برای فیلتر کردن نویز معمولی فرکانس پایین استفاده می شوند.C901 و C902 برای فیلتر کردن نویز معمولی فرکانس پایین استفاده می شود.C903 و C904 برای فیلتر کردن نویز معمولی فرکانس بالا و نویز معمولی (تداخل الکترومغناطیسی فرکانس بالا) استفاده می شود.مقاومت محدود کننده جریان R901 و R902 برای تخلیه خازن در زمانی که دوشاخه برق از برق جدا می شود استفاده می شود.بیمه F901 برای محافظت در برابر جریان اضافه و وریستور NR901 برای حفاظت از اضافه ولتاژ ولتاژ ورودی استفاده می شود.
هنگامی که دوشاخه برق نمایشگر کریستال مایع به پریز برق وارد می شود، جریان متناوب 220 ولتی از فیوز F901 و وریستور NR901 برای جلوگیری از ضربه برق عبور می کند و سپس از مدار متشکل از خازن های C901، C902، C903، C904 عبور می کند. مقاومت های R901، R902، و سلف های L901، L902.بعد از مدار ضد تداخل وارد مدار یکسو کننده پل شوید.
2. مدار فیلتر یکسو کننده پل
عملکرد مدار فیلتر یکسو کننده پل این است که ولتاژ 220 ولت متناوب را پس از یکسوسازی تمام موج به ولتاژ DC تبدیل می کند و پس از فیلتر کردن، ولتاژ را به دو برابر ولتاژ شبکه تبدیل می کند.
مدار فیلتر یکسو کننده پل عمدتاً از یکسو کننده پل DB901 و خازن فیلتر C905 تشکیل شده است..
در شکل، یکسو کننده پل از 4 دیود یکسو کننده تشکیل شده است و خازن فیلتر یک خازن 400 ولتی است.هنگامی که شبکه AC 220 ولت فیلتر می شود، وارد یکسو کننده پل می شود.پس از اینکه یکسو کننده پل یکسوسازی تمام موج را در شبکه AC انجام داد، به ولتاژ DC تبدیل می شود.سپس ولتاژ DC از طریق خازن فیلتر C905 به ولتاژ 310 ولت DC تبدیل می شود.
3. مدار شروع نرم
عملکرد مدار استارت نرم جلوگیری از جریان ضربه لحظه ای بر روی خازن برای اطمینان از عملکرد عادی و قابل اطمینان منبع تغذیه سوئیچینگ است.از آنجایی که ولتاژ اولیه خازن در لحظه روشن شدن مدار ورودی صفر است، جریان هجومی آنی زیادی تشکیل می شود و این جریان اغلب باعث می شود فیوز ورودی منفجر شود، بنابراین یک مدار شروع نرم باید تنظیم شود.مدار شروع نرم عمدتاً از مقاومت های راه اندازی، دیودهای یکسو کننده و خازن های فیلتر تشکیل شده است.همانطور که در شکل نشان داده شده است نمودار شماتیک مدار شروع نرم است.
در شکل، مقاومت های R906 و R907 مقاومت هایی معادل 1MΩ هستند.از آنجایی که این مقاومت ها مقدار مقاومت بالایی دارند، جریان کاری آنها بسیار کم است.هنگامی که منبع تغذیه سوئیچینگ به تازگی راه اندازی می شود، جریان کار راه اندازی مورد نیاز SG6841 پس از پایین آمدن توسط ولتاژ بالا 300 ولت DC از طریق مقاومت های R906 و R907 به ترمینال ورودی (پایین 3) SG6841 اضافه می شود تا شروع نرم شود. .هنگامی که لوله سوئیچینگ به حالت کار عادی تبدیل می شود، ولتاژ فرکانس بالا ایجاد شده بر روی ترانسفورماتور سوئیچینگ توسط دیود یکسو کننده D902 و خازن فیلتر C907 یکسو شده و فیلتر می شود و سپس تبدیل به ولتاژ کاری تراشه SG6841 و شروع به کار می شود. روند بالا به پایان رسیده است
4. مدار کلید اصلی
عملکرد مدار کلید اصلی به دست آوردن ولتاژ موج مستطیلی با فرکانس بالا از طریق قطع کردن لوله سوئیچینگ و پایین آمدن ترانسفورماتور فرکانس بالا است.
مدار سوئیچینگ اصلی عمدتا از لوله سوئیچینگ، کنترل کننده PWM، ترانسفورماتور سوئیچینگ، مدار حفاظت جریان اضافه، مدار حفاظت ولتاژ بالا و غیره تشکیل شده است.
در شکل SG6841 یک کنترلر PWM است که هسته منبع تغذیه سوئیچینگ است.این می تواند یک سیگنال رانندگی با فرکانس ثابت و عرض پالس قابل تنظیم تولید کند و وضعیت روشن و خاموش لوله سوئیچینگ را کنترل کند، در نتیجه ولتاژ خروجی را برای رسیدن به هدف تثبیت ولتاژ تنظیم می کند..Q903 یک لوله سوئیچینگ است، T901 یک ترانسفورماتور سوئیچینگ است، و مدار متشکل از لوله تنظیم کننده ولتاژ ZD901، مقاومت R911، ترانزیستورهای Q902 و Q901 و مقاومت R901 یک مدار حفاظت از اضافه ولتاژ است.
هنگامی که PWM شروع به کار می کند، پین هشتم SG6841 یک موج پالس مستطیلی شکل را خروجی می دهد (به طور کلی فرکانس پالس خروجی 58.5 کیلوهرتز و چرخه کاری 11.4٪ است).پالس لوله سوئیچینگ Q903 را برای انجام عمل سوئیچینگ با توجه به فرکانس کاری آن کنترل می کند.هنگامی که لوله سوئیچینگ Q903 به طور مداوم روشن/خاموش می شود تا نوسان خود تحریکی ایجاد کند، ترانسفورماتور T901 شروع به کار می کند و یک ولتاژ نوسانی تولید می کند.
هنگامی که ترمینال خروجی پایه 8 SG6841 در سطح بالایی قرار دارد، لوله سوئیچینگ Q903 روشن می شود و سپس سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور سوئیچینگ T901 جریانی از آن عبور می کند که ولتاژهای مثبت و منفی ایجاد می کند.در عین حال، ثانویه ترانسفورماتور ولتاژهای مثبت و منفی تولید می کند.در این زمان دیود D910 روی ثانویه قطع می شود و این مرحله مرحله ذخیره انرژی است.هنگامی که ترمینال خروجی پایه 8 SG6841 در سطح پایین باشد، لوله سوئیچ Q903 قطع می شود و جریان روی سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور سوئیچینگ T901 فورا تغییر می کند.0 است، نیروی الکتروموتور اولیه مثبت پایین و منفی بالایی است و نیروی الکتروموتور مثبت بالا و منفی پایین بر ثانویه القا می شود.در این زمان دیود D910 روشن می شود و شروع به ولتاژ خروجی می کند.
(1) مدار حفاظت از اضافه جریان
اصل کار مدار حفاظت از اضافه جریان به شرح زیر است.
پس از روشن شدن لوله سوئیچ Q903، جریان از درن به منبع لوله سوئیچ Q903 می گذرد و ولتاژی روی R917 ایجاد می شود.مقاومت R917 یک مقاومت تشخیص جریان است و ولتاژ تولید شده توسط آن مستقیماً به ترمینال ورودی غیر معکوس مقایسه کننده تشخیص اضافه جریان تراشه کنترلر PWM SG6841 (یعنی پایه 6) اضافه می شود، تا زمانی که ولتاژ از 1 ولت بیشتر شود. کنترلر PWM SG6841 را داخلی می کند. مدار حفاظت جریان شروع می شود، به طوری که پایه 8 خروجی امواج پالس را متوقف می کند، و لوله سوئیچینگ و ترانسفورماتور سوئیچینگ برای تحقق حفاظت از جریان بیش از حد کار نمی کنند.
(2) مدار حفاظت از ولتاژ بالا
اصل کار مدار حفاظت ولتاژ بالا به شرح زیر است.
هنگامی که ولتاژ شبکه فراتر از مقدار حداکثر افزایش می یابد، ولتاژ خروجی سیم پیچ بازخورد ترانسفورماتور نیز افزایش می یابد.ولتاژ از 20 ولت تجاوز می کند، در این زمان لوله تنظیم کننده ولتاژ ZD901 شکسته می شود و افت ولتاژ روی مقاومت R911 رخ می دهد.هنگامی که افت ولتاژ 0.6 ولت باشد، ترانزیستور Q902 روشن می شود و سپس پایه ترانزیستور Q901 بالا می رود، به طوری که ترانزیستور Q901 نیز روشن می شود.در همان زمان، دیود D903 نیز روشن می شود و باعث می شود که پایه چهارم تراشه کنترلر PWM SG6841 به زمین متصل شود و در نتیجه یک جریان اتصال کوتاه آنی ایجاد شود که باعث می شود کنترلر PWM SG6841 به سرعت خروجی پالس را خاموش کند.
علاوه بر این، پس از روشن شدن ترانزیستور Q902، ولتاژ مرجع 15 ولت پایه 7 کنترلر PWM SG6841 مستقیماً از طریق مقاومت R909 و ترانزیستور Q901 به زمین متصل می شود.به این ترتیب ولتاژ ترمینال منبع تغذیه تراشه کنترلر PWM SG6841 0 می شود، کنترل کننده PWM خروجی امواج پالس را متوقف می کند و لوله سوئیچینگ و ترانسفورماتور سوئیچینگ برای دستیابی به حفاظت در برابر ولتاژ بالا کار نمی کنند.
5. مدار فیلتر یکسو کننده
عملکرد مدار فیلتر یکسوسازی یکسو کردن و فیلتر کردن ولتاژ خروجی ترانسفورماتور برای به دست آوردن یک ولتاژ DC پایدار است.به دلیل اندوکتانس نشتی ترانسفورماتور سوئیچینگ و سنبله ناشی از جریان بازیابی معکوس دیود خروجی، هر دو یک تداخل الکترومغناطیسی بالقوه ایجاد می کنند.بنابراین برای به دست آوردن ولتاژهای 5 ولت و 12 ولت خالص باید ولتاژ خروجی ترانسفورماتور سوئیچینگ را یکسو و فیلتر کرد.
مدار فیلتر یکسو کننده عمدتاً از دیودها، مقاومت های فیلتر، خازن های فیلتر، سلف فیلتر و غیره تشکیل شده است.
در شکل، مدار فیلتر RC (مقاومت R920 و خازن C920، مقاومت R922 و خازن C921) متصل به موازات دیود D910 و D912 در انتهای خروجی ثانویه ترانسفورماتور سوئیچینگ T901 برای جذب ولتاژ افزایشی تولید شده در دیود D910 و D912.
فیلتر LC متشکل از دیود D910، خازن C920، مقاومت R920، سلف L903، خازن های C922 و C924 می تواند تداخل الکترومغناطیسی خروجی ولتاژ 12 ولت توسط ترانسفورماتور را فیلتر کرده و ولتاژ 12 ولتی را خروجی کند.
فیلتر LC متشکل از دیود D912، خازن C921، مقاومت R921، سلف L904، خازن های C923 و C925 می تواند تداخل الکترومغناطیسی ولتاژ خروجی 5 ولت ترانسفورماتور را فیلتر کرده و ولتاژ 5 ولت پایدار را تولید کند.
6. مدار کنترل رگولاتور 12V/5V
از آنجایی که برق شبکه 220 ولت متناوب در محدوده مشخصی تغییر می کند، هنگامی که برق اصلی افزایش می یابد، ولتاژ خروجی ترانسفورماتور در مدار برق نیز بر همین اساس افزایش می یابد.برای به دست آوردن ولتاژهای پایدار 5 ولت و 12 ولت، یک مدار رگولاتور.
مدار تنظیم کننده ولتاژ 12V/5V عمدتا از یک تنظیم کننده ولتاژ دقیق (TL431)، یک اپتوکوپلر، یک کنترل کننده PWM و یک مقاومت تقسیم کننده ولتاژ تشکیل شده است.
در شکل IC902 یک اپتوکوپلر، IC903 یک تنظیم کننده ولتاژ دقیق و مقاومت های R924 و R926 مقاومت های تقسیم کننده ولتاژ هستند.
هنگامی که مدار منبع تغذیه کار می کند، ولتاژ DC خروجی 12 ولت توسط مقاومت های R924 و R926 تقسیم می شود و ولتاژی روی R926 ایجاد می شود که مستقیماً به تنظیم کننده ولتاژ دقیق TL431 (به ترمینال R) اضافه می شود.از پارامترهای مقاومت در مدار می توان فهمید که این ولتاژ فقط برای روشن کردن TL431 کافی است.به این ترتیب، ولتاژ 5 ولت می تواند از طریق اپتوکوپلر و تنظیم کننده ولتاژ دقیق جریان یابد.هنگامی که جریان از طریق LED اپتوکوپلر عبور می کند، IC902 اپتوکوپلر شروع به کار می کند و نمونه برداری ولتاژ را کامل می کند.
هنگامی که ولتاژ شبکه 220 ولت AC افزایش می یابد و ولتاژ خروجی بر این اساس افزایش می یابد، جریان عبوری از اپتوکوپلر IC902 نیز بر همین اساس افزایش می یابد و روشنایی دیود ساطع کننده نور در داخل اپتوکوپلر نیز افزایش می یابد.مقاومت داخلی فوتوترانزیستور نیز در همان زمان کوچکتر می شود، به طوری که درجه هدایت ترمینال فوتوترانزیستور نیز تقویت می شود.هنگامی که درجه هدایت فوتوترانزیستور تقویت می شود، ولتاژ پایه 2 تراشه کنترل کننده قدرت PWM SG6841 در همان زمان کاهش می یابد.از آنجایی که این ولتاژ به ورودی معکوس تقویت کننده خطای داخلی SG6841 اضافه می شود، سیکل وظیفه پالس خروجی SG6841 برای کاهش ولتاژ خروجی کنترل می شود.به این ترتیب، حلقه بازخورد خروجی اضافه ولتاژ برای دستیابی به عملکرد تثبیت خروجی تشکیل می شود و ولتاژ خروجی را می توان در حدود 12 ولت و خروجی 5 ولت تثبیت کرد.
اشاره:
یک اپتوکوپلر از نور به عنوان وسیله ای برای انتقال سیگنال های الکتریکی استفاده می کند.این اثر جداسازی خوبی بر سیگنال های الکتریکی ورودی و خروجی دارد، بنابراین به طور گسترده در مدارهای مختلف استفاده می شود.در حال حاضر، این دستگاه به یکی از متنوع ترین و پرکاربردترین دستگاه های الکترونیک نوری تبدیل شده است.یک اپتوکوپلر به طور کلی از سه بخش تشکیل شده است: انتشار نور، دریافت نور و تقویت سیگنال.سیگنال الکتریکی ورودی، دیود ساطع کننده نور (LED) را برای ساطع نور با طول موج مشخصی هدایت می کند که توسط ردیاب نوری برای تولید یک جریان نوری دریافت می شود که بیشتر تقویت شده و خروجی می شود.این تبدیل الکتریکی-اپتیکی-الکتریکی را تکمیل می کند، بنابراین نقش ورودی، خروجی و جداسازی را ایفا می کند.از آنجایی که ورودی و خروجی اپتوکوپلر از یکدیگر جدا شده اند و انتقال سیگنال الکتریکی دارای ویژگی های تک جهتی است، توانایی عایق الکتریکی خوب و توانایی ضد تداخل دارد.و از آنجایی که انتهای ورودی اپتوکوپلر یک عنصر با امپدانس کم است که در حالت فعلی کار می کند، دارای قابلیت رد حالت مشترک قوی است.بنابراین، می تواند تا حد زیادی نسبت سیگنال به نویز را به عنوان یک عنصر جداسازی ترمینال در انتقال طولانی مدت اطلاعات بهبود بخشد.به عنوان یک وسیله واسط برای جداسازی سیگنال در ارتباطات دیجیتال کامپیوتری و کنترل بلادرنگ، می تواند قابلیت اطمینان کار رایانه را تا حد زیادی افزایش دهد.
7. مدار حفاظت از اضافه ولتاژ
وظیفه مدار حفاظت از اضافه ولتاژ تشخیص ولتاژ خروجی مدار خروجی است.هنگامی که ولتاژ خروجی ترانسفورماتور به طور غیر عادی افزایش می یابد، خروجی پالس توسط کنترل کننده PWM خاموش می شود تا به هدف محافظت از مدار دست یابد.
مدار حفاظت از اضافه ولتاژ عمدتا از یک کنترل کننده PWM، یک اپتوکوپلر و یک لوله تنظیم کننده ولتاژ تشکیل شده است.همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، لوله تنظیم کننده ولتاژ ZD902 یا ZD903 در نمودار شماتیک مدار برای تشخیص ولتاژ خروجی استفاده می شود.
هنگامی که ولتاژ خروجی ثانویه ترانسفورماتور سوئیچینگ به طور غیر عادی افزایش می یابد، لوله تنظیم کننده ولتاژ ZD902 یا ZD903 خراب می شود که باعث می شود روشنایی لوله ساطع کننده نور در داخل اپتوکوپلر به طور غیر عادی افزایش یابد و باعث ایجاد پین دوم کنترلر PWM شود. برای عبور از اپتوکوپلرفوتوترانزیستور داخل دستگاه به زمین متصل می شود، کنترل کننده PWM به سرعت خروجی پالس پین 8 را قطع می کند و لوله سوئیچینگ و ترانسفورماتور سوئیچینگ فوراً کار نمی کنند تا به هدف محافظت از مدار دست یابد.
زمان ارسال: اکتبر-07-2023