Fungsi rangkaian catu daya layar kristal cair terutama untuk mengubah daya listrik 220V menjadi berbagai arus searah stabil yang diperlukan untuk pengoperasian layar kristal cair, dan untuk memberikan tegangan kerja untuk berbagai rangkaian kontrol, rangkaian logika, panel kontrol, dll. .pada layar kristal cair, dan stabilitas kerjanya Ini secara langsung mempengaruhi apakah monitor LCD dapat bekerja secara normal.
1. Struktur rangkaian catu daya layar kristal cair
Rangkaian catu daya layar kristal cair terutama menghasilkan tegangan kerja 5V, 12V.Diantaranya, tegangan 5V terutama menyediakan tegangan kerja untuk rangkaian logika papan utama dan lampu indikator pada panel operasi;tegangan 12V terutama menyediakan tegangan kerja untuk papan tegangan tinggi dan papan driver.
Rangkaian daya terutama terdiri dari rangkaian filter, rangkaian filter penyearah jembatan, rangkaian sakelar utama, transformator switching, rangkaian filter penyearah, rangkaian proteksi, rangkaian soft start, pengontrol PWM dan sebagainya.
Diantaranya, peran rangkaian filter AC adalah untuk menghilangkan interferensi frekuensi tinggi pada sumber listrik (rangkaian filter linier umumnya terdiri dari resistor, kapasitor dan induktor);peran rangkaian filter penyearah jembatan adalah mengubah 220V AC menjadi 310V DC;rangkaian sakelar Fungsi rangkaian filter penyearah adalah untuk mengubah daya DC sekitar 310V melalui tabung sakelar dan transformator sakelar menjadi tegangan pulsa dengan amplitudo berbeda;fungsi rangkaian filter rektifikasi adalah untuk mengubah keluaran tegangan pulsa oleh trafo switching menjadi tegangan dasar 5V yang dibutuhkan oleh beban setelah rektifikasi dan penyaringan dan 12V;Fungsi rangkaian proteksi tegangan lebih adalah untuk menghindari kerusakan pada tabung switching atau catu daya switching yang disebabkan oleh beban abnormal atau alasan lainnya;fungsi pengontrol PWM adalah untuk mengontrol peralihan tabung switching dan mengontrol rangkaian sesuai dengan tegangan umpan balik rangkaian proteksi.
Kedua, prinsip kerja rangkaian catu daya layar kristal cair
Sirkuit catu daya layar kristal cair umumnya mengadopsi mode sirkuit switching.Rangkaian catu daya ini mengubah tegangan input AC 220V menjadi tegangan DC melalui rangkaian penyearah dan penyaringan, kemudian dipotong oleh tabung switching dan diturunkan oleh trafo frekuensi tinggi sehingga diperoleh tegangan gelombang persegi panjang frekuensi tinggi.Setelah perbaikan dan penyaringan, tegangan DC yang dibutuhkan oleh setiap modul LCD dikeluarkan.
Berikut ini contoh tampilan kristal cair AOCLM729 untuk menjelaskan prinsip kerja rangkaian catu daya layar kristal cair.Rangkaian daya layar kristal cair AOCLM729 terutama terdiri dari rangkaian filter AC, rangkaian penyearah jembatan, rangkaian soft start, rangkaian sakelar utama, rangkaian filter penyearah, rangkaian proteksi tegangan lebih, dan sebagainya.
Gambar fisik papan sirkuit daya:
Diagram skema rangkaian daya:
- Rangkaian filter AC
Fungsi rangkaian filter AC adalah untuk menyaring kebisingan yang ditimbulkan oleh saluran input AC dan menekan kebisingan umpan balik yang dihasilkan di dalam catu daya.
Kebisingan di dalam catu daya terutama mencakup kebisingan mode umum dan kebisingan normal.Untuk catu daya satu fasa, terdapat 2 kabel daya AC dan 1 kabel ground di sisi input.Kebisingan yang dihasilkan antara dua saluran listrik AC dan kabel ground di sisi masukan daya adalah kebisingan umum;kebisingan yang dihasilkan antara dua saluran listrik AC adalah kebisingan normal.Rangkaian filter AC terutama digunakan untuk menyaring kedua jenis kebisingan ini.Selain itu, juga berfungsi sebagai proteksi arus lebih rangkaian dan proteksi tegangan lebih.Diantaranya, sekering digunakan untuk proteksi arus lebih, dan varistor digunakan untuk proteksi tegangan lebih tegangan masukan.Gambar di bawah ini adalah diagram skema rangkaian filter AC.
Pada gambar, induktor L901, L902, dan kapasitor C904, C903, C902, dan C901 membentuk filter EMI.Induktor L901 dan L902 digunakan untuk menyaring kebisingan umum frekuensi rendah;C901 dan C902 digunakan untuk menyaring kebisingan normal frekuensi rendah;C903 dan C904 digunakan untuk menyaring kebisingan umum frekuensi tinggi dan kebisingan normal (interferensi elektromagnetik frekuensi tinggi);resistor pembatas arus R901 dan R902 digunakan untuk melepaskan kapasitor ketika steker listrik dicabut;asuransi F901 digunakan untuk proteksi arus lebih, dan varistor NR901 digunakan untuk proteksi tegangan lebih tegangan masukan.
Ketika steker listrik layar kristal cair dimasukkan ke dalam soket listrik, AC 220V melewati sekering F901 dan varistor NR901 untuk mencegah dampak lonjakan arus, dan kemudian melewati sirkuit yang terdiri dari kapasitor C901, C902, C903, C904, resistor R901, R902, dan induktor L901, L902.Masuk ke rangkaian penyearah jembatan setelah rangkaian anti interferensi.
2. Rangkaian filter penyearah jembatan
Fungsi rangkaian filter penyearah jembatan adalah untuk mengubah tegangan AC 220V menjadi tegangan DC setelah penyearah gelombang penuh, kemudian mengubah tegangan menjadi dua kali tegangan listrik setelah penyaringan.
Rangkaian filter penyearah jembatan terutama terdiri dari penyearah jembatan DB901 dan kapasitor filter C905.
Pada gambar, penyearah jembatan terdiri dari 4 dioda penyearah, dan kapasitor filter adalah kapasitor 400V.Ketika listrik AC 220V disaring, ia memasuki penyearah jembatan.Setelah penyearah jembatan melakukan penyearah gelombang penuh pada sumber listrik AC, maka menjadi tegangan DC.Kemudian tegangan DC diubah menjadi tegangan DC 310V melalui filter kapasitor C905.
3. rangkaian start lunak
Fungsi rangkaian soft start adalah untuk mencegah dampak sesaat arus pada kapasitor untuk memastikan pengoperasian catu daya switching yang normal dan andal.Karena tegangan awal pada kapasitor adalah nol pada saat rangkaian masukan dihidupkan, arus masuk sesaat yang besar akan terbentuk, dan arus ini sering kali menyebabkan sekering masukan putus, sehingga rangkaian soft-start perlu diatur.Rangkaian soft start terutama terdiri dari resistor start, dioda penyearah, dan kapasitor filter.Seperti yang ditunjukkan pada gambar adalah diagram skema rangkaian soft start.
Pada gambar, resistor R906 dan R907 merupakan resistor ekuivalen 1MΩ.Karena resistor ini mempunyai nilai resistansi yang besar, maka arus kerjanya sangat kecil.Ketika catu daya switching baru saja dimulai, arus kerja awal yang diperlukan oleh SG6841 ditambahkan ke terminal input (pin 3) SG6841 setelah diturunkan oleh tegangan tinggi 300V DC melalui resistor R906 dan R907 untuk mewujudkan soft start .Setelah tabung switching berubah menjadi kondisi kerja normal, tegangan frekuensi tinggi yang dipasang pada transformator switching diperbaiki dan disaring oleh dioda penyearah D902 dan kapasitor filter C907, dan kemudian menjadi tegangan kerja chip SG6841, dan start- proses up selesai.
4. rangkaian saklar utama
Fungsi rangkaian saklar utama adalah untuk memperoleh tegangan gelombang persegi panjang frekuensi tinggi melalui pemotongan tabung saklar dan transformator step-down frekuensi tinggi.
Rangkaian switching utama terutama terdiri dari tabung switching, pengontrol PWM, transformator switching, rangkaian proteksi arus lebih, rangkaian proteksi tegangan tinggi dan sebagainya.
Pada gambar, SG6841 adalah pengontrol PWM, yang merupakan inti dari catu daya switching.Ini dapat menghasilkan sinyal penggerak dengan frekuensi tetap dan lebar pulsa yang dapat disesuaikan, dan mengontrol keadaan hidup-mati dari tabung switching, sehingga menyesuaikan tegangan keluaran untuk mencapai tujuan stabilisasi tegangan..Q903 adalah tabung switching, T901 adalah transformator switching, dan rangkaian terdiri dari tabung pengatur tegangan ZD901, resistor R911, transistor Q902 dan Q901, dan resistor R901 adalah rangkaian proteksi tegangan lebih.
Ketika PWM mulai bekerja, pin ke-8 SG6841 mengeluarkan gelombang pulsa persegi panjang (umumnya frekuensi pulsa keluaran adalah 58,5kHz, dan siklus kerjanya adalah 11,4%).Pulsa mengontrol tabung switching Q903 untuk melakukan tindakan switching sesuai dengan frekuensi operasinya.Ketika tabung switching Q903 terus-menerus dihidupkan/dimatikan untuk membentuk osilasi tereksitasi sendiri, transformator T901 mulai bekerja dan menghasilkan tegangan berosilasi.
Ketika terminal keluaran pin 8 SG6841 berada pada level tinggi, tabung switching Q903 dihidupkan, dan kemudian kumparan primer transformator switching T901 memiliki arus yang mengalir melaluinya, yang menghasilkan tegangan positif dan negatif;pada saat yang sama, sekunder transformator menghasilkan tegangan positif dan negatif.Pada saat ini, dioda D910 pada sekunder terputus, dan tahap ini adalah tahap penyimpanan energi;ketika terminal keluaran pin 8 SG6841 berada pada level rendah, tabung sakelar Q903 terputus, dan arus pada kumparan primer transformator sakelar T901 berubah secara instan.adalah 0, gaya gerak listrik primer adalah positif bawah dan negatif atas, dan gaya gerak listrik positif atas dan negatif bawah diinduksi pada sekunder.Pada saat ini, dioda D910 dihidupkan dan mulai mengeluarkan tegangan.
(1) Sirkuit proteksi arus lebih
Prinsip kerja rangkaian proteksi arus lebih adalah sebagai berikut.
Setelah tabung saklar Q903 dihidupkan maka arus akan mengalir dari saluran pembuangan ke sumber tabung saklar Q903, dan akan timbul tegangan pada R917.Resistor R917 adalah resistor pendeteksi arus, dan tegangan yang dihasilkannya langsung ditambahkan ke terminal masukan non-pembalik dari komparator deteksi arus lebih dari chip pengontrol PWM SG6841 (yaitu pin 6), selama tegangan melebihi 1V, itu akan membuat pengontrol PWM SG6841 internal Sirkuit proteksi arus dimulai, sehingga pin ke-8 berhenti mengeluarkan gelombang pulsa, dan tabung switching dan transformator switching berhenti bekerja untuk mewujudkan perlindungan arus berlebih.
(2) Sirkuit proteksi tegangan tinggi
Prinsip kerja rangkaian proteksi tegangan tinggi adalah sebagai berikut.
Ketika tegangan jaringan meningkat melebihi nilai maksimum, tegangan keluaran kumparan umpan balik transformator juga akan meningkat.Tegangan akan melebihi 20V, pada saat ini tabung pengatur tegangan ZD901 putus, dan terjadi penurunan tegangan pada resistor R911.Ketika tegangan turun 0,6V, transistor Q902 dihidupkan, kemudian basis transistor Q901 menjadi high, sehingga transistor Q901 juga ikut hidup.Pada saat yang sama, dioda D903 juga dihidupkan, menyebabkan pin ke-4 chip pengontrol PWM SG6841 dibumikan, mengakibatkan arus hubung singkat sesaat, yang menyebabkan pengontrol PWM SG6841 dengan cepat mematikan keluaran pulsa.
Selain itu, setelah transistor Q902 dihidupkan, tegangan referensi 15V pada pin 7 pengontrol PWM SG6841 langsung dibumikan melalui resistor R909 dan transistor Q901.Dengan cara ini, tegangan terminal catu daya chip pengontrol PWM SG6841 menjadi 0, pengontrol PWM berhenti mengeluarkan gelombang pulsa, dan tabung sakelar serta transformator sakelar berhenti bekerja untuk mencapai perlindungan tegangan tinggi.
5. Rangkaian filter penyearah
Fungsi rangkaian filter penyearah adalah untuk menyearahkan dan menyaring tegangan keluaran trafo sehingga diperoleh tegangan DC yang stabil.Karena kebocoran induktansi transformator switching dan lonjakan yang disebabkan oleh arus pemulihan balik dari dioda keluaran, keduanya membentuk potensi interferensi elektromagnetik.Oleh karena itu, untuk mendapatkan tegangan murni 5V dan 12V, tegangan keluaran trafo switching harus disearahkan dan disaring.
Rangkaian filter penyearah terutama terdiri dari dioda, resistor filter, kapasitor filter, induktor filter, dll.
Pada gambar, rangkaian filter RC (resistor R920 dan kapasitor C920, resistor R922 dan kapasitor C921) dihubungkan secara paralel dengan dioda D910 dan D912 pada ujung keluaran sekunder transformator switching T901 digunakan untuk menyerap tegangan lonjakan yang dihasilkan pada dioda D910 dan D912.
Filter LC yang terdiri dari dioda D910, kapasitor C920, resistor R920, induktor L903, kapasitor C922 dan C924 dapat menyaring interferensi elektromagnetik dari keluaran tegangan 12V oleh transformator dan menghasilkan tegangan 12V yang stabil.
Filter LC yang terdiri dari dioda D912, kapasitor C921, resistor R921, induktor L904, kapasitor C923 dan C925 dapat menyaring interferensi elektromagnetik dari tegangan keluaran 5V transformator dan menghasilkan tegangan 5V yang stabil.
6. Rangkaian kontrol regulator 12V/5V
Karena daya listrik AC 220V berubah dalam kisaran tertentu, ketika daya listrik meningkat, tegangan keluaran transformator pada rangkaian daya juga akan meningkat.Untuk mendapatkan tegangan 5V dan 12V yang stabil, diperlukan rangkaian Regulator.
Rangkaian pengatur tegangan 12V/5V terutama terdiri dari pengatur tegangan presisi (TL431), optocoupler, pengontrol PWM, dan resistor pembagi tegangan.
Pada gambar, IC902 adalah optocoupler, IC903 adalah pengatur tegangan presisi, dan resistor R924 dan R926 adalah resistor pembagi tegangan.
Ketika rangkaian catu daya bekerja, tegangan DC keluaran 12V dibagi dengan resistor R924 dan R926, dan tegangan dihasilkan pada R926, yang langsung ditambahkan ke pengatur tegangan presisi TL431 (ke terminal R).Hal ini dapat diketahui dari parameter resistansi pada rangkaian. Tegangan ini hanya cukup untuk menghidupkan TL431.Dengan cara ini, tegangan 5V dapat mengalir melalui optocoupler dan pengatur tegangan presisi.Ketika arus mengalir melalui LED optocupler, optocuper IC902 mulai bekerja dan menyelesaikan pengambilan sampel tegangan.
Ketika tegangan listrik AC 220V naik dan tegangan keluaran naik, arus yang mengalir melalui optocoupler IC902 juga akan meningkat, dan kecerahan dioda pemancar cahaya di dalam optocoupler juga akan meningkat.Resistansi internal fototransistor juga menjadi lebih kecil pada saat yang sama, sehingga derajat konduksi terminal fototransistor juga akan diperkuat.Ketika tingkat konduksi fototransistor diperkuat, tegangan pin 2 chip pengontrol daya PWM SG6841 akan turun pada saat yang bersamaan.Karena tegangan ini ditambahkan ke masukan pembalik penguat kesalahan internal SG6841, siklus kerja pulsa keluaran SG6841 dikontrol untuk mengurangi tegangan keluaran.Dengan cara ini, loop umpan balik keluaran tegangan lebih dibentuk untuk mencapai fungsi menstabilkan keluaran, dan tegangan keluaran dapat distabilkan pada keluaran sekitar 12V dan 5V.
petunjuk:
Optocoupler menggunakan cahaya sebagai media untuk mengirimkan sinyal listrik.Ini memiliki efek isolasi yang baik pada sinyal listrik masukan dan keluaran, sehingga banyak digunakan di berbagai rangkaian.Saat ini, perangkat optoelektronik telah menjadi salah satu perangkat optoelektronik yang paling beragam dan banyak digunakan.Optocoupler umumnya terdiri dari tiga bagian: emisi cahaya, penerimaan cahaya, dan penguatan sinyal.Sinyal listrik masukan menggerakkan dioda pemancar cahaya (LED) untuk memancarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu, yang diterima oleh fotodetektor untuk menghasilkan arus foto, yang selanjutnya diperkuat dan dikeluarkan.Ini melengkapi konversi listrik-optik-listrik, sehingga memainkan peran input, output, dan isolasi.Karena masukan dan keluaran optokopler diisolasi satu sama lain, dan transmisi sinyal listrik memiliki karakteristik searah, sehingga memiliki kemampuan isolasi listrik yang baik dan kemampuan anti-interferensi.Dan karena ujung masukan optokopler adalah elemen impedansi rendah yang beroperasi dalam mode saat ini, ia memiliki kemampuan penolakan mode umum yang kuat.Oleh karena itu, ini dapat sangat meningkatkan rasio signal-to-noise sebagai elemen isolasi terminal dalam transmisi informasi jangka panjang.Sebagai perangkat antarmuka untuk isolasi sinyal dalam komunikasi digital komputer dan kontrol waktu nyata, ini dapat sangat meningkatkan keandalan kerja komputer.
7. rangkaian proteksi tegangan lebih
Fungsi rangkaian proteksi tegangan lebih adalah untuk mendeteksi tegangan keluaran dari rangkaian keluaran.Ketika tegangan keluaran transformator naik secara tidak normal, keluaran pulsa dimatikan oleh pengontrol PWM untuk mencapai tujuan melindungi rangkaian.
Rangkaian proteksi tegangan lebih terutama terdiri dari pengontrol PWM, optocoupler, dan tabung pengatur tegangan.Seperti terlihat pada gambar di atas, tabung pengatur tegangan ZD902 atau ZD903 pada diagram skema rangkaian digunakan untuk mendeteksi tegangan keluaran.
Ketika tegangan keluaran sekunder trafo switching naik secara tidak normal, tabung pengatur tegangan ZD902 atau ZD903 akan rusak, yang akan menyebabkan kecerahan tabung pemancar cahaya di dalam optocoupler meningkat secara tidak normal, menyebabkan pin kedua pengontrol PWM untuk melewati optokopler.Fototransistor di dalam perangkat dibumikan, pengontrol PWM dengan cepat memutus keluaran pulsa pin 8, dan tabung switching serta transformator switching segera berhenti bekerja untuk mencapai tujuan melindungi sirkuit.
Waktu posting: 07 Okt-2023