1、概述

二合一電源闆(OB5269CP AP3041方案)主要運用在長虹32J2000、43J2000、LED42538N等機型上。為方便闡述，下面以32J2000為代表進行分析，其電源闆型号代碼9012-112437-07509211。電源輸出12V/2A、DC5V/1.5A、DC5VSB/1.0A三路及LED驅動電壓120V、LED驅動電流280MA/單路/50W。增加少量元器件即可擴展到6路LED驅動，滿足大屏幕背光要求。

2、電源實物圖解

32J2000電源闆實物正面圖解如圖1所示，電源闆實物背面圖解如2所示。

3、工作原理精要

接通電源後，整機處于待機狀态，指示燈亮，這時電源闆輸出兩路電壓：一路5VSB電壓給主闆供電，主闆CPU控制系統上電後，按照預先設置好的程序進入待機工作狀态；一1路24V電壓輸出到LED驅動電路，等待開機後通過開關電路形成驅動LED燈串電壓60V。

通過遙控器或者按鍵開機後，主闆CUP控制系統輸出開機信号PS-NO（高電平），高電平分三路控制信号輸出：一路PS-NO信号經Q103控制輸出5V電壓供主闆；一路PS-NO信号經Q10控制輸出11.5V電壓給LED驅動IC（AP3041）供電；一路PS-NO信号經U11(MP1584)控制輸出12V給主闆供電。電源LED驅動進入工作狀态，主闆得到12.3V、5V，整機正常開啟，下圖3為電源工作流程簡圖。

4、單元電路解析

1）電源EMI電路及整流電路

交流電通過兩級抗幹擾電路加到整流二極管，經整流濾波後形成300V的直流電壓。其中，由扼流圈電感L1、L2和共模電容CY1、CY 2，差模電容CX1、CX12組成共模抗幹擾電路，濾除電源進線和電源自身産生的共模幹擾脈沖；電阻RXA/B/C/D對抗幹擾電容起洩放作用，關閉電源後看迅速放掉CX上存儲的電能，防止帶電損壞電路上的器件；NTC為壓敏電阻，當電壓超過他的阈值電壓時，漏電電流增大，接近短路狀态，導緻保險管F1因過流而熔斷，起到保護後級電路的作用。整流電路由D1、D2、D3、D4、EC8組成，經四隻二級管整流EC8濾波後形成300V的直流電壓供電源後級使用，如圖4所示。

2）5VSB、24V形成電路

5VSB、24V形成電路主要由U1（OB5269CP）、Q27、Q29、D23、次級電路D13、D14、D15、D16組成。300V直流電壓分兩路：一路輸出到開關變壓器T1A的(12-11)腳，形成上正下負的感應電動勢；一路通過電阻R257、R258降壓輸出到U1控制芯片的8腳作為芯片的高壓啟動電壓。由R3、C02、R4、D5組成尖峰吸收電路,當功率U1MOSFET開關管截止瞬間，T1A初級繞組瞬間會産生一個很高的尖峰脈沖，該尖峰脈沖使D5導通，經R3、C02回到電源，使尖峰脈沖降低，保護了芯片在功率MOSFET開關管在截止瞬間不過壓損壞。C02主要用于吸收功率MOSFET管轉換瞬間的尖峰幹擾，如圖5所示。

U1是一個高性能的電流模式PWM控制控制器，集成了高壓啟動，高性能，低待機功耗和成本效益的離線反激式轉換器，其主要特點及内部框圖如下圖6所示：

OB5269CP特點：

● 高電壓啟動電路；

● 超低待機功耗；

● 電源，軟啟動，減少MOSFET的VDS應力 ；

● 為EMI的頻率抖動 擴展突發模式（Burst Mode）控制以提高效率和最低的待機功耗設計 ；

● 固定的65kHz開關頻率；

● VDD與滞後欠壓鎖定（UVLO）；

● 循環周期過流阈值設置為恒定輸出功率限制在通用輸入電壓範圍；

● 自動恢複過載保護（OLP）；

● 過溫保護（OTP），鎖存關閉 ；

● VDD過電壓保護（OVP），鎖存關閉；

● 通過外部穩壓可調過壓保護（OVP）。

引腳功能：

關鍵腳工作原理分析：

⑧腳：開機時300V電壓經過電阻R257、R258分壓輸入到U1OB5269的8腳，内集成了高壓啟動電路，并提供了大約2.8 mA電流給VDD引腳充電，供電來自于 HV引腳。當VDD上限電壓高于UVLO(關閉),電荷電流關閉，這時候OB5269VDD電容器提供的電流由輔助繞組的主變壓器為IC提供工作電流。

⑥腳：開關變壓器輔助繞組7～8端提供感應電動勢，經R248/0Ω歐電阻、整流二極管D23、濾波電容EC9後，形成20V直流電壓，加載到由穩壓二極管D27/18v、Q27/MMBT2222、電阻R249/1.5KΩ組成的18V基準穩壓電路，給6腳提供供電電壓。

在6腳内設置了欠壓壓保護電路，當輸入電壓低于8.3V～10.3V時，此時UVLO電路開啟，IC停止輸出；當輸入電壓高于14.3V～16.5V時，UVLO電路關閉，不影響芯片的正常工作。

還設置了過壓保護電路（OVP），當輸入電壓高于24V～26V且FB反饋電壓為3V時，過壓保護電路啟動被闩鎖，芯片停止工作。

OB5269内部有一個4ms的軟啟動軟電路，主要用在電源啟動的過程中，在通電時被激活按時序進行。當VDD達到UVLO（OFF）時，CS峰值電壓從0V逐漸增加到最大時，每次重啟都将重新執行軟啟動，來保護後級電路不被大電流損壞。

②腳：OB5269提供綠色能模式下控制方式，以減少在輕負載和無負載條件下開關頻率。VFB電壓是從反饋回路得到被取作參考值，一旦VFB小于阈值電壓（Vref綠色2V）下，開關頻率被連續地降低到22KHz的最小綠色模式頻率。

在輕載或空載情況下，FB輸入降至突發模式的阈值電壓(Vref_burst_L)，芯片進入突發模式控制；門驅動器輸出開關隻有在FB電壓高于阈值電壓(Vref_burst_H)輸出一個狀态。隻有這樣栅極驅動器保持在關閉狀态，可減少開關損耗和降低待機功耗。

從圖7可以看出，FB反饋電壓來自由：U3、U2A、R237、R236、R231組成的基準穩壓取樣反饋電路。24V、5VSB通過電阻R237、R236、R235、R234分壓在U3上形成标準的2.5V電壓，如果某路電壓升高時，勢必導緻U3導通對地，那麼5VSA通過光耦電流增大，2腳電壓被拉低到地，低于阈值電壓時，芯片進入突發控制模式，栅極停止輸出。

3）12V形成電路

開關變壓器次級繞組輸出電流經D14/13整流EC1濾波形成的24V電壓，一路到LED驅動升壓電路，另一路到U11 DC—DC集成塊降壓形成電路，輸出12V電壓供給主闆，12V形成電路圖如圖8所示。24V電壓加到U11的7腳，同時在2腳通過R240得到PS-ON高電平信号，使其内部進入工作狀态，由1腳輸出12V電壓。

MP1584EN-LF-Z是DC-DC電壓轉換器，輸入電壓範圍4.5V～28V，輸出電流3A，高達1.5MHz的可編程開關頻率，内置軟啟動等，為8 PIN SOIC封裝，下表為MP1584引腳功能。

這是内部浮動高邊MOSFET驅動器的電源正極。與SW通過電容連接。

芯片内部工作原理：

A．該MP1584是一個可變頻率、非同步、降壓開關調節器，集成高邊高電壓功率MOSFET 。

是一個高度電流模式控制，有效的解決快速環路響應，易于補償。在中高輸出電流的MP1584工作在固定頻率，通過峰值電流控制方式來調節輸出電壓。PWM周期是由内部時鐘啟動，該功率MOSFET導通，并保持在直到它的電流達到所設定的值COMP電壓。當電源開關處于關閉狀态，保持關閉有100ns的周期才開始。如果在一個PWM周期中，電流在功率MOSFET到不達COMP設定電流值，功率MOSFET保持為ON ，節約了關斷操作。MP1584内部框圖如圖9所示

B．誤差放大器，比較FB引腳電壓與内部參考值（ REF），并且輸出一成比例的電流之間的差。輸出電流用于充電的外部補償網絡，以形成COMP電壓，用來控制功率MOSFET的電流。在工作期間，最小COMP電壓被鉗位至0.9V ，其最大被鉗位至2.0V 。COMP是内部下拉至GND時為關斷模式。

C．内部穩壓器：内部的電路是從供電2.6V内部穩壓器獲得。該穩壓器采用VIN輸入，工作在全VIN範圍。當VIN大于3.0V ，輸出被全部檢測。當VIN低于3.0V時，輸出降低。

D．使能控制：MP1584有一個專用的使能控制引腳（ EN ）。輸入電壓高時，芯片啟用，内部EN具有禁用正邏輯關系。下降阈值是精密的1.2V，上升阈值為1.5V。當EN被拉低低于1.2V ，芯片進入停機電流模式。

E．欠壓鎖定（UVLO ）：欠壓鎖定（ UVLO ）工作電壓不足使其芯片保護。在UVLO上升門限約3.0V ，下限阈值2.6V。

F．内部軟啟動：在啟動過程中，以防止轉換器過度轉換輸出電壓。當芯片啟動時，将内部電路産生一個軟啟動電壓（ SS）斜坡從0V到2.6V 。

G．熱關斷：以防止芯片工作在非常高的溫度下。當矽晶片溫度比其上阈值越高時，關閉整個芯片。當溫度低比其低阈值時，芯片使能再次開啟。

E . 浮動驅動器和自舉充電:浮動功率MOSFET驅動器供電，由外部自舉電容形成。這個浮動驅動器有它自己的UVLO保護，上升門限2.2V。

F．電流比較器和限流：功率MOSFET可以準确的通過電流感應，當感測到的電流是大于COMP高電壓時，比較器輸出為低電平，使其關斷功率MOSFET 。

關鍵引腳原理分析：

④腳電壓0.8V，無電壓輸出或者輸出不正常時，重點檢查該腳電壓，R227、R228參數在維修時不能輕易更改或者使用同規格的電阻。

③腳的補償網絡，參數不能輕易更改，該網絡可保證IC在負載、溫度等變化時間，IC工作穩定。

②腳使能腳，高電平有效，一般直接和輸入電壓連接。

①腳L7的參數及負載電容的大小影響IC帶負載的能力，替換時須使用同規格的電感。

D140的續流二極管必須接的且規格不能輕易更換，位置靠近電源IC。

⑦腳電壓輸入腳，範圍4.5V～28V。

⑥腳外接電阻R226可以調整開關頻率，為保證整機EMC性能，不能更改該電阻。

4）VIN、開待機控制電路

（1）整機上電，二次開機後，主闆給出PS-ON開機指令信号，高電平經R198限壓到Q103的b極，Q103導通到地，5VSB經電阻R221、R222分壓，Q112的G腳電壓低于S腳電壓後導通。5VSB經Q112控制後C1/100UF濾波輸出5V電壓給主闆供電，見圖10所示。

（2）整機上電，二次開機後，主闆給出PS-ON開機指令信号，高電平經電阻R301、R302分壓約0.7V電壓使Q10導通，Q9基極電壓拉低，發射極上24V電壓一路經Q9在Z2穩壓管上形成18V穩壓電壓，同時與Q7組成标準的18V穩壓電源，由Q7發射極輸出18V電壓VIN，如圖11所示。此18V電壓供給12V形成電路U11的⑦腳供電，通過U11降壓後輸出12V電壓給主闆供電。VIN電壓另一路到U14（AP3041）⑤腳供電。

5、LED背光驅動電路

長虹32J2000、43J2000、LED42538N機型在背光驅動控制電路上采用了AP3041方案，機型之間區别在于LED輸出的路數不同，32英寸隻用了單路驅動，而42英寸用了6路驅動輸出。

AP3041是一個電流模式 、高壓側溝道MOSFET控制器，是個理想的升壓型穩壓器。 它包含了實現單端初級拓撲DC/ DC轉換器所需的全部功能。

輸入電壓範圍為5V至27V；

工作頻率可調範圍為100kHz至1MHz；

具有UVLO（欠壓鎖定）電路， 通過兩個外部電阻來設置UVLO電壓；

具有輸出過電壓保護，以限制輸出電壓，該OVP電壓可通過外部電阻設置。當輸出電壓高于過壓保護高阈值點時，驅動信号停止，系統被闩鎖；

LED短路保護；

過電流保護；

過溫保護等。

該AP3041是采用SOIC-16封裝。内部原理框圖見圖12所示。

下表為AP3041引腳功能：

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