תפקידו של מעגל אספקת הכוח של גביש נוזלי הוא בעיקר להמיר את מתח החשמל של 220V לזרמים ישירים יציבים שונים הנדרשים להפעלת תצוגת הגביש הנוזלי, ולספק מתח עבודה למעגלי בקרה שונים, מעגלים לוגיים, לוחות בקרה וכו'. בצג הגביש הנוזלי, ויציבות העבודה שלו זה משפיע ישירות על האם צג ה-LCD יכול לעבוד כרגיל.
1. מבנה מעגל אספקת החשמל של תצוגת גביש נוזלי
מעגל אספקת החשמל של תצוגת גביש נוזלי מייצר בעיקר מתח עבודה של 5V, 12V.ביניהם, מתח 5V מספק בעיקר מתח עבודה למעגל הלוגי של הלוח הראשי ולנוריות החיווי בלוח ההפעלה;מתח 12V מספק בעיקר את מתח העבודה ללוח המתח הגבוה וללוח הדרייבר.
מעגל הכוח מורכב בעיקר ממעגל מסנן, מעגל מסנן מיישר גשר, מעגל מתג ראשי, שנאי מיתוג, מעגל מסנן מיישר, מעגל הגנה, מעגל התחלה רכה, בקר PWM וכן הלאה.
ביניהם, תפקידו של מעגל מסנן AC הוא לחסל הפרעות בתדר גבוה ברשת החשמל (מעגל מסנן ליניארי מורכב בדרך כלל מנגדים, קבלים ומשרנים);תפקידו של מעגל מסנן מיישר הגשר הוא להמיר 220V AC ל-310V DC;מעגל מתג תפקידו של מעגל מסנן התיקון הוא להמיר את הספק DC של כ-310V דרך צינור המיתוג ושנאי המיתוג למתחי פולסים בעלי אמפליטודות שונות;תפקידו של מעגל מסנן התיקון הוא להמיר את פלט מתח הדופק על ידי שנאי המיתוג למתח הבסיסי 5V הנדרש על ידי העומס לאחר תיקון וסינון ו-12V;תפקידו של מעגל הגנת מתח יתר הוא למנוע את הנזק של צינור המיתוג או ספק הכוח המיתוג שנגרם על ידי עומס חריג או מסיבות אחרות;תפקידו של בקר PWM הוא לשלוט במיתוג של צינור המיתוג ולשלוט במעגל בהתאם למתח המשוב של מעגל ההגנה.
שנית, עקרון העבודה של מעגל אספקת החשמל של תצוגת גביש נוזלי
מעגל אספקת החשמל של תצוגת הגביש הנוזלי מאמץ בדרך כלל את מצב מעגל המיתוג.מעגל אספקת חשמל זה ממיר את מתח הכניסה AC 220V למתח DC באמצעות מעגל יישור וסינון, ולאחר מכן נחתך על ידי צינור מיתוג ומורד על ידי שנאי בתדר גבוה כדי לקבל מתח גל מלבני בתדר גבוה.לאחר תיקון וסינון, יוצא מתח DC הנדרש על ידי כל מודול של ה-LCD.
להלן לוקח את תצוגת הגביש הנוזלי AOCLM729 כדוגמה כדי להסביר את עקרון העבודה של מעגל אספקת החשמל של תצוגת הגביש הנוזלי.מעגל הכוח של תצוגת גביש נוזלי AOCLM729 מורכב בעיקר ממעגל מסנן AC, מעגל מיישר גשר, מעגל התחלה רכה, מעגל מתג ראשי, מעגל מסנן מיישר, מעגל הגנה מפני מתח יתר וכן הלאה.
התמונה הפיזית של לוח מעגל החשמל:
תרשים סכמטי של מעגל החשמל:
- מעגל מסנן AC
תפקידו של מעגל מסנן AC הוא לסנן את הרעש המוכנס על ידי קו הכניסה AC ולדכא את רעשי המשוב שנוצר בתוך ספק הכוח.
הרעש בתוך ספק הכוח כולל בעיקר רעש רגיל ורעש רגיל.עבור אספקת חשמל חד פאזי, ישנם 2 חוטי מתח AC וחוט הארקה אחד בצד הקלט.הרעש הנוצר בין שני קווי החשמל AC לבין חוט ההארקה בצד כניסת החשמל הוא רעש נפוץ;הרעש שנוצר בין שני קווי החשמל AC הוא רעש רגיל.מעגל מסנן AC משמש בעיקר לסינון שני סוגי רעשים אלה.בנוסף, הוא משמש גם כהגנה מפני זרם יתר במעגל והגנה מפני מתח יתר.ביניהם, הפתיל משמש להגנת זרם יתר, והווריסטור משמש להגנת מתח יתר של מתח הכניסה.האיור שלהלן הוא הדיאגרמה הסכמטית של מעגל מסנן AC.
באיור, משרנים L901, L902 והקבלים C904, C903, C902 ו-C901 יוצרים מסנן EMI.משרנים L901 ו-L902 משמשים לסינון רעש משותף בתדר נמוך;C901 ו-C902 משמשים לסינון רעשים רגילים בתדר נמוך;C903 ו-C904 משמשים לסינון רעש משותף בתדר גבוה ורעש רגיל (הפרעות אלקטרומגנטיות בתדר גבוה);נגד מגביל זרם R901 ו-R902 משמשים לפריקת הקבל כאשר תקע החשמל מנותק;ביטוח F901 משמש להגנה מפני זרם יתר, והווריסטור NR901 משמש להגנה מפני מתח יתר של מתח הכניסה.
כאשר תקע החשמל של תצוגת הגביש הנוזלי מוכנס לשקע החשמל, 220V AC עובר דרך הנתיך F901 והווריסטור NR901 כדי למנוע פגיעת נחשול, ולאחר מכן עובר דרך המעגל המורכב מהקבלים C901, C902, C903, C904, נגדים R901, R902, ומשרנים L901, L902.היכנס למעגל מיישר הגשר לאחר מעגל נגד הפרעות.
2. מעגל מסנן מיישר גשר
תפקידו של מעגל מסנן מיישר הגשר הוא להמיר את 220V AC למתח DC לאחר יישור גל מלא, ולאחר מכן להמיר את המתח למתח כפול מהרשת לאחר הסינון.
מעגל מסנן מיישר הגשר מורכב בעיקר ממיישר גשר DB901 וקבל מסנן C905.
באיור, מיישר הגשר מורכב מ-4 דיודות מיישרים, וקבל המסנן הוא קבל של 400V.כאשר רשת 220V AC מסונן, הוא נכנס למיישר הגשר.לאחר שמיישר הגשר מבצע יישור גל מלא על רשת ה-AC, הוא הופך למתח DC.לאחר מכן מתח DC מומר למתח DC 310V דרך קבל המסנן C905.
3. מעגל התחלה רכה
תפקידו של מעגל ההתחלה הרכה הוא למנוע את זרם ההשפעה המיידי על הקבל כדי להבטיח את הפעולה הרגילה והאמינה של ספק הכוח המיתוג.מכיוון שהמתח ההתחלתי על הקבל הוא אפסי ברגע שבו מעגל הקלט מופעל, יווצר זרם פריצה מיידי גדול, ולעיתים קרובות זרם זה יגרום לנתיך הקלט להתפוצץ, ולכן מעגל הפעלה רכה צריך להיות מוגדר.מעגל ההתחלה הרכה מורכב בעיקר מנגדי התנעה, דיודות מיישרים וקבלי סינון.כפי שמוצג באיור הוא הדיאגרמה הסכמטית של מעגל ההתחלה הרכה.
באיור, הנגדים R906 ו-R907 הם נגדים שווים של 1MΩ.מכיוון שלנגדים אלו יש ערך התנגדות גדול, זרם העבודה שלהם קטן מאוד.כאשר אספקת המתח המיתוג מופעל זה עתה, זרם העבודה המתחיל הנדרש על ידי SG6841 מתווסף למסוף הכניסה (פין 3) של ה-SG6841 לאחר שהופחת על ידי המתח הגבוה 300V DC דרך הנגדים R906 ו-R907 כדי לממש התחלה רכה .ברגע שצינור המיתוג הופך למצב עבודה רגיל, המתח בתדר הגבוה שנוצר על שנאי המיתוג מתוקן ומסונן על ידי דיודת המיישר D902 וקבל המסנן C907, ולאחר מכן הופך למתח העבודה של שבב SG6841, וההתחלה- תהליך ההעלאה הסתיים.
4. מעגל מתג ראשי
תפקידו של מעגל המתג הראשי הוא להשיג מתח גל מלבני בתדר גבוה באמצעות חיתוך צינורות מיתוג והורדת שנאי בתדר גבוה.
מעגל המיתוג הראשי מורכב בעיקר מצינור מיתוג, בקר PWM, שנאי מיתוג, מעגל הגנת זרם יתר, מעגל הגנה על מתח גבוה וכן הלאה.
באיור, SG6841 הוא בקר PWM, שהוא הליבה של ספק הכוח המיתוג.זה יכול להפיק אות נהיגה עם תדר קבוע ורוחב פולסים מתכוונן, ולשלוט במצב ההפעלה-כיבוי של צינור המיתוג, ובכך להתאים את מתח המוצא כדי להשיג את מטרת ייצוב המתח..Q903 הוא צינור מיתוג, T901 הוא שנאי מיתוג, והמעגל המורכב מצינור ווסת מתח ZD901, נגד R911, טרנזיסטורים Q902 ו-Q901, ונגד R901 הוא מעגל הגנה מפני מתח יתר.
כאשר ה-PWM מתחיל לעבוד, הפין ה-8 של SG6841 מוציא גל פולס מלבני (בדרך כלל התדר של פולס המוצא הוא 58.5kHz, ומחזור העבודה הוא 11.4%).הדופק שולט בצינור המיתוג Q903 לביצוע פעולת מיתוג בהתאם לתדר הפעולה שלו.כאשר צינור המיתוג Q903 מופעל/כבוי באופן רציף כדי ליצור תנודה מעוררת עצמית, השנאי T901 מתחיל לעבוד ומייצר מתח מתנודד.
כאשר מסוף המוצא של פין 8 של SG6841 ברמה גבוהה, צינור המיתוג Q903 מופעל, ואז לסליל הראשי של שנאי המיתוג T901 זורם זרם דרכו, אשר יוצר מתחים חיוביים ושליליים;במקביל, המשני של השנאי מייצר מתחים חיוביים ושליליים.בשלב זה, הדיודה D910 על המשני מנותקת, ושלב זה הוא שלב אגירת האנרגיה;כאשר מסוף המוצא של פין 8 של SG6841 נמצא ברמה נמוכה, צינור המתג Q903 מנותק, והזרם על הסליל הראשי של שנאי המיתוג T901 משתנה באופן מיידי.הוא 0, הכוח האלקטרו-מוטיבי של הראשוני הוא חיובי תחתון ושלילי עליון, והכוח האלקטרו-מוטיבי של חיובי עליון ושלילי תחתון מושרה על המשני.בשלב זה, הדיודה D910 מופעלת ומתחילה להוציא מתח.
(1) מעגל הגנה מפני זרם יתר
עקרון העבודה של מעגל הגנת זרם יתר הוא כדלקמן.
לאחר הפעלת צינור המתג Q903, הזרם יזרום מהניקוז אל המקור של צינור המתג Q903, ויווצר מתח על R917.הנגד R917 הוא נגד זיהוי זרם, והמתח שנוצר על ידו מתווסף ישירות למסוף הקלט שאינו מתהפך של משווה זיהוי זרם יתר של שבב בקר PWM SG6841 (כלומר פין 6), כל עוד המתח עולה על 1V, הוא יהפוך את בקר ה-PWM SG6841 פנימי מעגל ההגנה על הזרם מתחיל, כך שהפין ה-8 מפסיק להוציא גלי דופק, וצינור המיתוג ושנאי המיתוג יפסיקו לעבוד כדי לממש הגנת זרם יתר.
(2) מעגל הגנה על מתח גבוה
עקרון העבודה של מעגל ההגנה על מתח גבוה הוא כדלקמן.
כאשר מתח הרשת עולה מעבר לערך המרבי, מתח המוצא של סליל המשוב של השנאי יגדל גם הוא.המתח יעלה על 20V, בשלב זה צינור ווסת המתח ZD901 מקולקל, ומתרחשת נפילת מתח על הנגד R911.כאשר מפל המתח הוא 0.6V, הטרנזיסטור Q902 מופעל, ואז הבסיס של הטרנזיסטור Q901 הופך לרמה גבוהה, כך שגם הטרנזיסטור Q901 מופעל.במקביל, הדיודה D903 מופעלת גם היא, מה שגורם לפין הרביעי של שבב בקר PWM SG6841 להיות מוארק, וכתוצאה מכך זרם קצר מיידי, מה שגורם לבקר PWM SG6841 לכבות במהירות את יציאת הפולסים.
בנוסף, לאחר הפעלת הטרנזיסטור Q902, מתח הייחוס של 15V של פין 7 של בקר PWM SG6841 מקורקע ישירות דרך הנגד R909 והטרנזיסטור Q901.בדרך זו, המתח של מסוף אספקת החשמל של שבב בקר PWM SG6841 הופך ל-0, בקר PWM מפסיק להוציא גלי דופק, וצינור המיתוג ושנאי המיתוג מפסיקים לפעול כדי להשיג הגנה על מתח גבוה.
5. מעגל מסנן מיישר
תפקידו של מעגל מסנן התיקון הוא לתקן ולסנן את מתח המוצא של השנאי כדי לקבל מתח DC יציב.בגלל השראות הדליפה של שנאי המיתוג והספייק הנגרם על ידי זרם ההתאוששות ההפוכה של דיודת המוצא, שניהם יוצרים הפרעה אלקטרומגנטית פוטנציאלית.לכן, כדי להשיג מתחים טהורים של 5V ו-12V, יש לתקן ולסנן את מתח המוצא של שנאי המיתוג.
מעגל מסנן המיישר מורכב בעיקר מדיודות, נגדי סינון, קבלי סינון, משראות מסנן וכו'.
באיור, מעגל המסנן RC (נגד R920 וקבל C920, נגד R922 וקבל C921) המחובר במקביל לדיודה D910 ו-D912 בקצה המוצא המשני של שנאי המיתוג T901 משמש לקליטת מתח הנחשול שנוצר על דיודה D910 ו-D912.
מסנן LC המורכב מדיודה D910, קבל C920, נגד R920, משרן L903, קבלים C922 ו-C924 יכול לסנן את ההפרעות האלקטרומגנטיות של פלט המתח 12V על ידי השנאי ולהוציא מתח 12V יציב.
מסנן LC המורכב מדיודה D912, קבל C921, נגד R921, משרן L904, קבלים C923 ו-C925 יכול לסנן את ההפרעות האלקטרומגנטיות של מתח המוצא 5V של השנאי ולהוציא מתח 5V יציב.
6. מעגל בקרה של ווסת 12V/5V
היות והספק 220V AC משתנה בטווח מסוים, כאשר מתח הרשת עולה, גם מתח המוצא של השנאי במעגל החשמל יעלה בהתאם.על מנת לקבל מתחים יציבים של 5V ו-12V, מעגל Regulator.
מעגל ווסת המתח של 12V/5V מורכב בעיקר מווסת מתח מדויק (TL431), מצמד אופטו, בקר PWM ונגד מחלק מתח.
באיור, IC902 הוא מצמד אופטו, IC903 הוא ווסת מתח מדויק, והנגדים R924 ו-R926 הם נגדים מחלקי מתח.
כאשר מעגל אספקת החשמל פועל, מתח DC פלט 12V מחולק על ידי הנגדים R924 ו-R926, ונוצר מתח על R926, שמתווסף ישירות לווסת המתח המדויק TL431 (למסוף R).ניתן לדעת זאת מפרמטרי ההתנגדות במעגל מתח זה מספיק רק כדי להפעיל את ה-TL431.בדרך זו, מתח 5V יכול לזרום דרך המצמד האופטו וויסות המתח המדויק.כאשר הזרם זורם דרך LED המצמד האופטו, המצמד האופטו IC902 מתחיל לעבוד ומשלים את דגימת המתח.
כאשר מתח הרשת 220V AC עולה ומתח המוצא עולה בהתאם, גם הזרם העובר דרך המצמד האופטו IC902 יגדל בהתאם, ובהתאמה גם הבהירות של הדיודה פולטת האור בתוך המצמד האופטי תגדל.גם ההתנגדות הפנימית של הפוטוטרנזיסטור הופכת קטנה יותר במקביל, כך שגם מידת ההולכה של מסוף הפוטוטרנזיסטור תתחזק.כאשר דרגת ההולכה של הפוטוטרנזיסטור מתחזקת, המתח של פין 2 של שבב בקר הכוח PWM SG6841 יירד באותו זמן.מכיוון שמתח זה מתווסף לכניסת ההיפוך של מגבר השגיאה הפנימי של SG6841, מחזור העבודה של דופק המוצא של SG6841 נשלט כדי להפחית את מתח המוצא.בדרך זו נוצרת לולאת המשוב של מוצא מתח יתר כדי להשיג את הפונקציה של ייצוב הפלט, וניתן לייצב את מתח המוצא בסביבות 12V ו-5V פלט.
רֶמֶז:
מצמד אופטו משתמש באור כאמצעי להעברת אותות חשמליים.יש לו אפקט בידוד טוב על אותות חשמליים קלט ופלט, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב במעגלים שונים.נכון לעכשיו, הוא הפך לאחד מהמכשירים האופטואלקטרוניים המגוונים והנפוצים ביותר.מצמד אופטו מורכב בדרך כלל משלושה חלקים: פליטת אור, קליטת אור והגברת אותות.האות החשמלי המבוא דוחף את הדיודה פולטת האור (LED) לפלוט אור באורך גל מסוים, הנקלט על ידי הפוטו-גלאי כדי ליצור זרם צילום, המוגבר ויוצא יותר.זה משלים את ההמרה החשמלית-אופטית-חשמלית, ובכך ממלא את התפקיד של קלט, פלט ובידוד.מכיוון שהקלט והפלט של המצמד האופטי מבודדים זה מזה, ולהעברת האותות החשמליים יש מאפיינים של חד-כיווניות, יש לו יכולת בידוד חשמלי טובה ויכולת אנטי-הפרעות.ומכיוון שקצה הקלט של המצמד האופטו הוא אלמנט בעל עכבה נמוכה הפועל במצב הנוכחי, יש לו יכולת דחיית מצב משותף חזקה.לכן, זה יכול לשפר מאוד את יחס האות לרעש כאלמנט בידוד מסוף בהעברת מידע לטווח ארוך.כהתקן ממשק לבידוד אותות בתקשורת דיגיטלית ממוחשבת ובקרה בזמן אמת, הוא יכול להגביר מאוד את האמינות של עבודת המחשב.
7. מעגל הגנת מתח יתר
תפקידו של מעגל הגנת מתח יתר הוא לזהות את מתח המוצא של מעגל המוצא.כאשר מתח המוצא של השנאי עולה באופן חריג, פלט הפולס כבוי על ידי בקר ה-PWM כדי להשיג את המטרה של הגנה על המעגל.
מעגל הגנת מתח יתר מורכב בעיקר מבקר PWM, מצמד אופטו וצינור ווסת מתח.כפי שמוצג באיור לעיל, צינור ווסת המתח ZD902 או ZD903 בתרשים הסכמטי של המעגל משמש לזיהוי מתח המוצא.
כאשר מתח המוצא המשני של שנאי המיתוג עולה בצורה חריגה, צינור ווסת המתח ZD902 או ZD903 יתקלקל, מה שיגרום להגדלת הבהירות של הצינור פולט האור בתוך המצמד האופטי, מה שיגרום לפין השני של בקר PWM. לעבור דרך המצמד האופטו.הפוטוטרנזיסטור בתוך המכשיר מוארק, בקר ה-PWM מנתק במהירות את פלט הפולס של פין 8, וצינור המיתוג ושנאי המיתוג מפסיקים לפעול באופן מיידי כדי להשיג את מטרת ההגנה על המעגל.
זמן פרסום: אוקטובר-07-2023