La fonction du circuit d'alimentation de l'écran à cristaux liquides est principalement de convertir l'alimentation secteur 220 V en divers courants continus stables requis pour le fonctionnement de l'écran à cristaux liquides et de fournir une tension de fonctionnement pour divers circuits de commande, circuits logiques, panneaux de commande, etc. . dans l'écran à cristaux liquides et sa stabilité de fonctionnement. Cela affecte directement le fonctionnement normal du moniteur LCD.
1. La structure du circuit d'alimentation de l'affichage à cristaux liquides
Le circuit d'alimentation de l'affichage à cristaux liquides génère principalement une tension de fonctionnement de 5 V, 12 V.Parmi eux, la tension 5 V fournit principalement la tension de fonctionnement pour le circuit logique de la carte principale et les voyants lumineux du panneau de commande ;la tension 12 V fournit principalement la tension de fonctionnement pour la carte haute tension et la carte pilote.
Le circuit de puissance est principalement composé d'un circuit de filtre, d'un circuit de filtre redresseur en pont, d'un circuit de commutation principal, d'un transformateur de commutation, d'un circuit de filtre redresseur, d'un circuit de protection, d'un circuit de démarrage progressif, d'un contrôleur PWM, etc.
Parmi eux, le rôle du circuit de filtre AC est d'éliminer les interférences haute fréquence dans le secteur (le circuit de filtre linéaire est généralement composé de résistances, de condensateurs et d'inductances) ;le rôle du circuit filtrant du pont redresseur est de convertir 220 V AC en 310 V DC ;circuit de commutation La fonction du circuit de filtre de rectification est de convertir la puissance CC d'environ 310 V via le tube de commutation et le transformateur de commutation en tensions d'impulsion de différentes amplitudes ;la fonction du circuit de filtre de rectification est de convertir la tension d'impulsion émise par le transformateur de commutation en tension de base de 5 V requise par la charge après rectification et filtrage et de 12 V ;La fonction du circuit de protection contre les surtensions est d'éviter les dommages au tube de commutation ou à l'alimentation à découpage causés par une charge anormale ou d'autres raisons ;la fonction du contrôleur PWM est de contrôler la commutation du tube de commutation et de contrôler le circuit en fonction de la tension de retour du circuit de protection.
Deuxièmement, le principe de fonctionnement du circuit d'alimentation de l'affichage à cristaux liquides
Le circuit d'alimentation de l'écran à cristaux liquides adopte généralement le mode circuit de commutation.Ce circuit d'alimentation convertit la tension d'entrée AC 220 V en une tension DC via un circuit de rectification et de filtrage, puis est coupé par un tube de commutation et abaissé par un transformateur haute fréquence pour obtenir une tension d'onde rectangulaire haute fréquence.Après rectification et filtrage, la tension continue requise par chaque module de l'écran LCD est émise.
Ce qui suit prend l'écran à cristaux liquides AOCLM729 comme exemple pour expliquer le principe de fonctionnement du circuit d'alimentation de l'écran à cristaux liquides.Le circuit d'alimentation de l'écran à cristaux liquides AOCLM729 est principalement composé d'un circuit de filtre CA, d'un circuit redresseur en pont, d'un circuit de démarrage progressif, d'un circuit de commutateur principal, d'un circuit de filtre redresseur, d'un circuit de protection contre les surtensions, etc.
L'image physique du circuit imprimé de puissance :
Schéma schématique du circuit de puissance :
- Circuit de filtre CA
La fonction du circuit de filtre CA est de filtrer le bruit introduit par la ligne d'entrée CA et de supprimer le bruit de retour généré à l'intérieur de l'alimentation.
Le bruit à l'intérieur de l'alimentation comprend principalement le bruit de mode commun et le bruit normal.Pour l'alimentation monophasée, il y a 2 fils d'alimentation CA et 1 fil de terre côté entrée.Le bruit généré entre les deux lignes électriques CA et le fil de terre côté entrée d’alimentation est un bruit commun ;le bruit généré entre les deux lignes électriques CA est un bruit normal.Le circuit de filtre AC est principalement utilisé pour filtrer ces deux types de bruit.De plus, il sert également de protection contre les surintensités et les surtensions du circuit.Parmi eux, le fusible est utilisé pour la protection contre les surintensités et la varistance est utilisée pour la protection contre les surtensions de tension d'entrée.La figure ci-dessous est le schéma de principe du circuit de filtre AC.
Sur la figure, les inductances L901, L902 et les condensateurs C904, C903, C902 et C901 forment un filtre EMI.Les inducteurs L901 et L902 sont utilisés pour filtrer le bruit commun basse fréquence ;C901 et C902 sont utilisés pour filtrer le bruit normal basse fréquence ;C903 et C904 sont utilisés pour filtrer le bruit commun à haute fréquence et le bruit normal (interférence électromagnétique à haute fréquence) ;les résistances de limitation de courant R901 et R902 sont utilisées pour décharger le condensateur lorsque la fiche d'alimentation est débranchée ;L'assurance F901 est utilisée pour la protection contre les surintensités et la varistance NR901 est utilisée pour la protection contre les surtensions de tension d'entrée.
Lorsque la fiche d'alimentation de l'écran à cristaux liquides est insérée dans la prise de courant, le 220 V CA passe à travers le fusible F901 et la varistance NR901 pour éviter les surtensions, puis passe à travers le circuit composé des condensateurs C901, C902, C903, C904, résistances R901, R902 et inductances L901, L902.Entrez dans le circuit redresseur en pont après le circuit anti-interférence.
2. Circuit de filtre redresseur en pont
La fonction du circuit de filtrage du pont redresseur est de convertir le 220 V AC en une tension DC après rectification pleine onde, puis de convertir la tension en deux fois la tension secteur après filtrage.
Le circuit de filtrage du pont redresseur est principalement composé du pont redresseur DB901 et du condensateur de filtrage C905..
Sur la figure, le pont redresseur est composé de 4 diodes de redressement et le condensateur de filtrage est un condensateur de 400 V.Lorsque le secteur 220 V AC est filtré, il entre dans le pont redresseur.Une fois que le pont redresseur a effectué un redressement double alternance sur le secteur CA, il devient une tension CC.Ensuite, la tension continue est convertie en une tension continue de 310 V via le condensateur de filtrage C905.
3. circuit de démarrage progressif
La fonction du circuit de démarrage progressif est d'empêcher le courant d'impact instantané sur le condensateur afin d'assurer le fonctionnement normal et fiable de l'alimentation à découpage.Étant donné que la tension initiale sur le condensateur est nulle au moment où le circuit d'entrée est sous tension, un courant d'appel instantané important sera formé, et ce courant fera souvent sauter le fusible d'entrée, donc un circuit de démarrage progressif doit être réglé.Le circuit de démarrage progressif est principalement composé de résistances de démarrage, de diodes de redressement et de condensateurs de filtrage.Comme le montre la figure, le diagramme schématique du circuit de démarrage progressif.
Sur la figure, les résistances R906 et R907 sont des résistances équivalentes de 1MΩ.Étant donné que ces résistances ont une valeur de résistance élevée, leur courant de fonctionnement est très faible.Lorsque l'alimentation à découpage vient de démarrer, le courant de démarrage requis par le SG6841 est ajouté à la borne d'entrée (broche 3) du SG6841 après avoir été abaissé par la haute tension de 300 V CC à travers les résistances R906 et R907 pour réaliser un démarrage progressif. .Une fois que le tube de commutation passe en état de fonctionnement normal, la tension haute fréquence établie sur le transformateur de commutation est redressée et filtrée par la diode de redressement D902 et le condensateur de filtrage C907, puis devient la tension de fonctionnement de la puce SG6841, et le démarrage- le processus de mise en place est terminé.
4. circuit de l'interrupteur principal
La fonction du circuit de commutation principal est d'obtenir une tension d'onde rectangulaire haute fréquence grâce au découpage du tube de commutation et à l'abaissement du transformateur haute fréquence.
Le circuit de commutation principal est principalement composé d'un tube de commutation, d'un contrôleur PWM, d'un transformateur de commutation, d'un circuit de protection contre les surintensités, d'un circuit de protection haute tension, etc.
Sur la figure, SG6841 est un contrôleur PWM, qui constitue le cœur de l'alimentation à découpage.Il peut générer un signal de commande avec une fréquence fixe et une largeur d'impulsion réglable, et contrôler l'état marche-arrêt du tube de commutation, ajustant ainsi la tension de sortie pour atteindre l'objectif de stabilisation de la tension..Q903 est un tube de commutation, T901 est un transformateur de commutation et le circuit composé du tube régulateur de tension ZD901, de la résistance R911, des transistors Q902 et Q901 et de la résistance R901 est un circuit de protection contre les surtensions.
Lorsque le PWM commence à fonctionner, la 8ème broche du SG6841 émet une onde d'impulsion rectangulaire (généralement la fréquence de l'impulsion de sortie est de 58,5 kHz et le rapport cyclique est de 11,4 %).L'impulsion contrôle le tube de commutation Q903 pour effectuer une action de commutation en fonction de sa fréquence de fonctionnement.Lorsque le tube de commutation Q903 est allumé/éteint en continu pour former une oscillation auto-excitée, le transformateur T901 commence à fonctionner et génère une tension oscillante.
Lorsque la borne de sortie de la broche 8 du SG6841 est à un niveau haut, le tube de commutation Q903 est allumé, puis la bobine primaire du transformateur de commutation T901 est traversée par un courant qui génère des tensions positives et négatives ;en même temps, le secondaire du transformateur génère des tensions positives et négatives.A ce moment, la diode D910 du secondaire est coupée, et cet étage est l'étage de stockage d'énergie ;lorsque la borne de sortie de la broche 8 du SG6841 est à un niveau bas, le tube interrupteur Q903 est coupé et le courant sur la bobine primaire du transformateur de commutation T901 change instantanément.est 0, la force électromotrice du primaire est positive inférieure et négative supérieure, et la force électromotrice du positif supérieur et du négatif inférieur est induite sur le secondaire.A ce moment, la diode D910 est allumée et commence à émettre une tension.
(1) Circuit de protection contre les surintensités
Le principe de fonctionnement du circuit de protection contre les surintensités est le suivant.
Une fois le tube interrupteur Q903 allumé, le courant circulera du drain vers la source du tube interrupteur Q903 et une tension sera générée sur R917.La résistance R917 est une résistance de détection de courant, et la tension générée par elle est directement ajoutée à la borne d'entrée non inverseuse du comparateur de détection de surintensité de la puce SG6841 du contrôleur PWM (à savoir la broche 6), tant que la tension dépasse 1 V, elle rendra le contrôleur PWM SG6841 interne. Le circuit de protection de courant démarre, de sorte que la 8ème broche cesse de produire des ondes d'impulsion, et que le tube de commutation et le transformateur de commutation cessent de fonctionner pour réaliser une protection contre les surintensités.
(2) Circuit de protection haute tension
Le principe de fonctionnement du circuit de protection haute tension est le suivant.
Lorsque la tension du réseau augmente au-delà de la valeur maximale, la tension de sortie de la bobine de rétroaction du transformateur augmente également.La tension dépassera 20V, à ce moment le tube régulateur de tension ZD901 est en panne et une chute de tension se produit sur la résistance R911.Lorsque la chute de tension est de 0,6 V, le transistor Q902 est activé, puis la base du transistor Q901 devient un niveau haut, de sorte que le transistor Q901 est également activé.Dans le même temps, la diode D903 est également allumée, provoquant la mise à la terre de la 4ème broche de la puce du contrôleur PWM SG6841, ce qui entraîne un courant de court-circuit instantané, ce qui fait que le contrôleur PWM SG6841 éteint rapidement la sortie d'impulsion.
De plus, une fois le transistor Q902 activé, la tension de référence 15 V de la broche 7 du contrôleur PWM SG6841 est directement mise à la terre via la résistance R909 et le transistor Q901.De cette façon, la tension de la borne d'alimentation de la puce du contrôleur PWM SG6841 devient 0, le contrôleur PWM cesse de produire des ondes d'impulsion et le tube de commutation et le transformateur de commutation cessent de fonctionner pour obtenir une protection haute tension.
5. Circuit de filtre redresseur
La fonction du circuit de filtre de redressement est de redresser et de filtrer la tension de sortie du transformateur pour obtenir une tension continue stable.En raison de l'inductance de fuite du transformateur de commutation et du pic provoqué par le courant de récupération inverse de la diode de sortie, les deux forment une interférence électromagnétique potentielle.Par conséquent, pour obtenir des tensions pures de 5 V et 12 V, la tension de sortie du transformateur de commutation doit être redressée et filtrée.
Le circuit de filtre redresseur est principalement composé de diodes, de résistances de filtre, de condensateurs de filtre, d'inductances de filtre, etc.
Sur la figure, le circuit de filtre RC (résistance R920 et condensateur C920, résistance R922 et condensateur C921) connecté en parallèle aux diodes D910 et D912 à l'extrémité de sortie secondaire du transformateur de commutation T901 est utilisé pour absorber la surtension générée sur le diodes D910 et D912.
Le filtre LC composé de la diode D910, du condensateur C920, de la résistance R920, de l'inductance L903, des condensateurs C922 et C924 peut filtrer les interférences électromagnétiques de la tension 12 V émise par le transformateur et produire une tension 12 V stable.
Le filtre LC composé de la diode D912, du condensateur C921, de la résistance R921, de l'inductance L904, des condensateurs C923 et C925 peut filtrer les interférences électromagnétiques de la tension de sortie 5 V du transformateur et produire une tension stable de 5 V.
6. Circuit de commande du régulateur 12 V/5 V
Étant donné que l'alimentation secteur 220 V CA change dans une certaine plage, lorsque l'alimentation secteur augmente, la tension de sortie du transformateur dans le circuit d'alimentation augmentera également en conséquence.Afin d'obtenir des tensions stables de 5V et 12V, un circuit régulateur.
Le circuit régulateur de tension 12 V/5 V est principalement composé d'un régulateur de tension de précision (TL431), d'un optocoupleur, d'un contrôleur PWM et d'une résistance diviseuse de tension.
Sur la figure, IC902 est un optocoupleur, IC903 est un régulateur de tension de précision et les résistances R924 et R926 sont des résistances diviseuses de tension.
Lorsque le circuit d'alimentation fonctionne, la tension continue de sortie 12 V est divisée par les résistances R924 et R926, et une tension est générée sur R926, qui est directement ajoutée au régulateur de tension de précision TL431 (à la borne R).On peut savoir à partir des paramètres de résistance sur le circuit que cette tension est juste suffisante pour allumer le TL431.De cette façon, la tension de 5 V peut circuler à travers l'optocoupleur et le régulateur de tension de précision.Lorsque le courant traverse la LED de l'optocoupleur, l'optocoupleur IC902 commence à fonctionner et termine l'échantillonnage de tension.
Lorsque la tension du secteur 220 V CA augmente et que la tension de sortie augmente en conséquence, le courant circulant à travers l'optocoupleur IC902 augmentera également en conséquence, et la luminosité de la diode électroluminescente à l'intérieur de l'optocoupleur augmentera également en conséquence.La résistance interne du phototransistor diminue également en même temps, de sorte que le degré de conduction de la borne du phototransistor sera également renforcé.Lorsque le degré de conduction du phototransistor est renforcé, la tension de la broche 2 de la puce SG6841 du contrôleur de puissance PWM chutera en même temps.Puisque cette tension est ajoutée à l'entrée inverseuse de l'amplificateur d'erreur interne du SG6841, le rapport cyclique de l'impulsion de sortie du SG6841 est contrôlé pour réduire la tension de sortie.De cette façon, la boucle de rétroaction de sortie de surtension est formée pour remplir la fonction de stabilisation de la sortie, et la tension de sortie peut être stabilisée à environ 12 V et 5 V de sortie.
indice:
Un optocoupleur utilise la lumière comme moyen pour transmettre des signaux électriques.Il a un bon effet d'isolation sur les signaux électriques d'entrée et de sortie, il est donc largement utilisé dans divers circuits.À l’heure actuelle, il est devenu l’un des dispositifs optoélectroniques les plus divers et les plus utilisés.Un optocoupleur se compose généralement de trois parties : l'émission de lumière, la réception de la lumière et l'amplification du signal.Le signal électrique d'entrée amène la diode électroluminescente (DEL) à émettre une lumière d'une certaine longueur d'onde, qui est reçue par le photodétecteur pour générer un photocourant, qui est ensuite amplifié et émis.Ceci complète la conversion électrique-optique-électrique, jouant ainsi le rôle d'entrée, de sortie et d'isolation.Étant donné que l'entrée et la sortie de l'optocoupleur sont isolées l'une de l'autre et que la transmission du signal électrique présente les caractéristiques d'unidirectionnalité, elle présente une bonne capacité d'isolation électrique et une bonne capacité anti-interférence.Et comme l’extrémité d’entrée de l’optocoupleur est un élément à faible impédance qui fonctionne en mode courant, il possède une forte capacité de réjection en mode commun.Par conséquent, il peut grandement améliorer le rapport signal/bruit en tant qu'élément d'isolation de terminal dans la transmission d'informations à long terme.En tant que dispositif d'interface pour l'isolation des signaux dans la communication numérique informatique et le contrôle en temps réel, il peut augmenter considérablement la fiabilité du travail informatique.
7. circuit de protection contre les surtensions
La fonction du circuit de protection contre les surtensions est de détecter la tension de sortie du circuit de sortie.Lorsque la tension de sortie du transformateur augmente anormalement, la sortie d'impulsion est désactivée par le contrôleur PWM pour atteindre l'objectif de protection du circuit.
Le circuit de protection contre les surtensions est principalement composé d'un contrôleur PWM, d'un optocoupleur et d'un tube régulateur de tension.Comme le montre la figure ci-dessus, le tube régulateur de tension ZD902 ou ZD903 dans le schéma de circuit est utilisé pour détecter la tension de sortie.
Lorsque la tension de sortie secondaire du transformateur de commutation augmente anormalement, le tube régulateur de tension ZD902 ou ZD903 sera en panne, ce qui entraînera une augmentation anormale de la luminosité du tube électroluminescent à l'intérieur de l'optocoupleur, provoquant la deuxième broche du contrôleur PWM. passer à travers l'optocoupleur.Le phototransistor à l'intérieur de l'appareil est mis à la terre, le contrôleur PWM coupe rapidement la sortie d'impulsion de la broche 8, et le tube de commutation et le transformateur de commutation cessent de fonctionner immédiatement pour atteindre l'objectif de protection du circuit.
Heure de publication : 07 octobre 2023