تتمثل وظيفة دائرة إمداد الطاقة لشاشة الكريستال السائل بشكل أساسي في تحويل طاقة التيار الكهربائي 220 فولت إلى تيارات مباشرة مستقرة مختلفة مطلوبة لتشغيل شاشة الكريستال السائل، وتوفير جهد التشغيل لمختلف دوائر التحكم، والدوائر المنطقية، ولوحات التحكم، وما إلى ذلك في شاشة الكريستال السائل، واستقرار عملها يؤثر بشكل مباشر على ما إذا كانت شاشة LCD تعمل بشكل طبيعي.
1. هيكل دائرة إمداد الطاقة لشاشة الكريستال السائل
تولد دائرة إمداد الطاقة لشاشة الكريستال السائل بشكل أساسي جهد تشغيل 5 فولت، 12 فولت.من بينها، الجهد 5V يوفر بشكل أساسي جهد التشغيل للدائرة المنطقية للوحة الرئيسية وأضواء المؤشر على لوحة التشغيل؛يوفر الجهد 12 فولت بشكل أساسي جهد التشغيل للوحة الجهد العالي ولوحة القيادة.
تتكون دائرة الطاقة بشكل أساسي من دائرة المرشح، دائرة مرشح مقوم الجسر، دائرة التبديل الرئيسية، محول التبديل، دائرة مرشح المعدل، دائرة الحماية، دائرة البداية الناعمة، وحدة تحكم PWM وما إلى ذلك.
من بينها، دور دائرة مرشح التيار المتردد هو القضاء على التداخل عالي التردد في التيار الكهربائي (تتكون دائرة المرشح الخطي عمومًا من المقاومات والمكثفات والمحاثات)؛دور دائرة مرشح مقوم الجسر هو تحويل 220 فولت تيار متردد إلى 310 فولت تيار مستمر ؛دائرة التبديل وظيفة دائرة مرشح التصحيح هي تحويل طاقة التيار المستمر التي تبلغ حوالي 310 فولت من خلال أنبوب التبديل ومحول التبديل إلى الفولتية النبضية بسعات مختلفة ؛تتمثل وظيفة دائرة مرشح التصحيح في تحويل خرج جهد النبض بواسطة محول التبديل إلى الجهد الأساسي 5 فولت الذي يتطلبه الحمل بعد التصحيح والتصفية و12 فولت؛تتمثل وظيفة دائرة حماية الجهد الزائد في تجنب تلف أنبوب التبديل أو مصدر طاقة التبديل الناتج عن الحمل غير الطبيعي أو لأسباب أخرى؛تتمثل وظيفة وحدة التحكم PWM في التحكم في تبديل أنبوب التبديل والتحكم في الدائرة وفقًا لجهد التغذية المرتدة لدائرة الحماية.
ثانيًا، مبدأ عمل دائرة إمداد الطاقة لشاشة الكريستال السائل
تعتمد دائرة إمداد الطاقة لشاشة الكريستال السائل بشكل عام وضع دائرة التبديل.تقوم دائرة إمداد الطاقة هذه بتحويل جهد دخل التيار المتردد 220 فولت إلى جهد تيار مستمر من خلال دائرة التصحيح والترشيح، ومن ثم يتم قطعها بواسطة أنبوب تبديل وتنحيتها بواسطة محول عالي التردد للحصول على جهد موجة مستطيلة عالية التردد.بعد التصحيح والتصفية، يتم إخراج جهد التيار المستمر الذي تتطلبه كل وحدة من وحدات شاشة LCD.
ما يلي يأخذ شاشة الكريستال السائل AOCLM729 كمثال لشرح مبدأ العمل لدائرة إمداد الطاقة لشاشة الكريستال السائل.دائرة الطاقة لشاشة الكريستال السائل AOCLM729 تتكون بشكل رئيسي من دائرة مرشح التيار المتردد، دائرة مقوم الجسر، دائرة البداية الناعمة، دائرة التبديل الرئيسية، دائرة مرشح المعدل، دائرة حماية الجهد الزائد وما إلى ذلك.
الصورة المادية للوحة دوائر الطاقة:
رسم تخطيطي لدائرة الطاقة:
- دائرة مرشح التيار المتردد
تتمثل وظيفة دائرة مرشح التيار المتردد في تصفية الضوضاء الناتجة عن خط إدخال التيار المتردد وقمع ضوضاء التغذية المرتدة المتولدة داخل مصدر الطاقة.
تشتمل الضوضاء الموجودة داخل مصدر الطاقة بشكل أساسي على ضوضاء الوضع الشائع والضوضاء العادية.بالنسبة لإمدادات الطاقة أحادية الطور، يوجد سلكين طاقة تيار متردد وسلك أرضي واحد على جانب الإدخال.الضوضاء المتولدة بين خطي طاقة التيار المتردد والسلك الأرضي الموجود على جانب إدخال الطاقة هي ضوضاء شائعة؛الضوضاء المتولدة بين خطي طاقة التيار المتردد هي ضوضاء عادية.تُستخدم دائرة مرشح التيار المتردد بشكل أساسي لتصفية هذين النوعين من الضوضاء.بالإضافة إلى ذلك، فهو يعمل أيضًا كحماية من التيار الزائد للدائرة وحماية من الجهد الزائد.من بينها، يتم استخدام المصهر لحماية التيار الزائد، ويستخدم المكثف لحماية الجهد الزائد لجهد الإدخال.الشكل أدناه هو الرسم التخطيطي لدائرة مرشح التيار المتردد.
في الشكل، تشكل المحاثات L901، L902، والمكثفات C904، C903، C902، وC901 مرشح EMI.يتم استخدام المحاثات L901 وL902 لتصفية الضوضاء الشائعة ذات التردد المنخفض؛يتم استخدام C901 وC902 لتصفية الضوضاء العادية ذات التردد المنخفض؛يتم استخدام C903 وC904 لتصفية الضوضاء الشائعة عالية التردد والضوضاء العادية (التداخل الكهرومغناطيسي عالي التردد)؛يتم استخدام المقاوم المحدد للتيار R901 وR902 لتفريغ المكثف عند فصل قابس الطاقة؛يتم استخدام التأمين F901 لحماية التيار الزائد، ويستخدم المكثف NR901 لحماية الجهد الزائد لجهد الإدخال.
عندما يتم إدخال قابس الطاقة الخاص بشاشة الكريستال السائل في مقبس الطاقة، يمر تيار متردد 220 فولت عبر المصهر F901 والمكثف NR901 لمنع التأثير المفاجئ، ثم يمر عبر الدائرة المكونة من المكثفات C901، C902، C903، C904، المقاومات R901، R902، والمحاثات L901، L902.أدخل دائرة مقوم الجسر بعد دائرة مكافحة التداخل.
2. دائرة مرشح مقوم الجسر
تتمثل وظيفة دائرة مرشح مقوم الجسر في تحويل التيار المتردد 220 فولت إلى جهد تيار مستمر بعد تصحيح الموجة الكاملة، ثم تحويل الجهد إلى ضعف جهد التيار الكهربائي بعد التصفية.
تتكون دائرة مرشح مقوم الجسر بشكل أساسي من مقوم الجسر DB901 ومكثف المرشح C905.
في الشكل، يتكون مقوم الجسر من 4 ثنائيات مقوم، ومكثف المرشح هو مكثف 400V.عندما يتم ترشيح مصدر التيار المتردد 220 فولت، فإنه يدخل إلى مقوم الجسر.بعد أن يقوم مقوم الجسر بتصحيح الموجة الكاملة على أنابيب التيار المتردد، يصبح جهدًا مستمرًا.ثم يتم تحويل جهد التيار المستمر إلى جهد تيار مستمر 310 فولت من خلال مكثف المرشح C905.
3. دائرة البداية الناعمة
تتمثل وظيفة دائرة البداية الناعمة في منع تيار التأثير الفوري على المكثف لضمان التشغيل العادي والموثوق لمصدر طاقة التبديل.نظرًا لأن الجهد الأولي للمكثف هو صفر في اللحظة التي يتم فيها تشغيل دائرة الإدخال، فسيتم تشكيل تيار تدفق كبير لحظي، وغالبًا ما يتسبب هذا التيار في انفجار فتيل الإدخال، لذلك تحتاج دائرة البدء الناعم إلى يتم تعيينها.تتكون دائرة البداية الناعمة بشكل أساسي من مقاومات البدء، وثنائيات المقوم، ومكثفات المرشح.كما هو موضح في الشكل هو الرسم التخطيطي لدائرة البداية الناعمة.
في الشكل، المقاومات R906 وR907 عبارة عن مقاومات مكافئة بقيمة 1MΩ.نظرًا لأن هذه المقاومات لها قيمة مقاومة كبيرة، فإن تيار عملها صغير جدًا.عندما يبدأ تشغيل مصدر طاقة التبديل للتو، تتم إضافة تيار العمل المطلوب بواسطة SG6841 إلى طرف الإدخال (دبوس 3) الخاص بـ SG6841 بعد تنحيته بواسطة الجهد العالي 300 فولت تيار مستمر من خلال المقاومات R906 وR907 لتحقيق بداية ناعمة .بمجرد أن يتحول أنبوب التبديل إلى حالة العمل العادية، يتم تصحيح الجهد العالي التردد الموجود على محول التبديل وتصفيته بواسطة الصمام الثنائي المقوم D902 ومكثف المرشح C907، ومن ثم يصبح جهد التشغيل لشريحة SG6841، وبدء التشغيل. انتهت العملية.
4. دائرة التبديل الرئيسية
تتمثل وظيفة دائرة التبديل الرئيسية في الحصول على جهد موجة مستطيلة عالية التردد من خلال تقطيع الأنبوب وتنحي المحول عالي التردد.
تتكون دائرة التبديل الرئيسية بشكل أساسي من أنبوب التبديل، وحدة التحكم PWM، محول التبديل، دائرة حماية التيار الزائد، دائرة حماية الجهد العالي وما إلى ذلك.
في الشكل، SG6841 عبارة عن وحدة تحكم PWM، وهي جوهر مصدر طاقة التبديل.يمكنه توليد إشارة قيادة بتردد ثابت وعرض نبض قابل للتعديل، والتحكم في حالة التشغيل والإيقاف لأنبوب التبديل، وبالتالي ضبط جهد الخرج لتحقيق غرض تثبيت الجهد..Q903 عبارة عن أنبوب تبديل، T901 عبارة عن محول تبديل، والدائرة المكونة من أنبوب منظم الجهد ZD901، والمقاوم R911، والترانزستورات Q902 وQ901، والمقاوم R901 عبارة عن دائرة حماية من الجهد الزائد.
عندما يبدأ PWM في العمل، يقوم الطرف الثامن من SG6841 بإخراج موجة نبضية مستطيلة (عادةً ما يكون تردد نبض الخرج 58.5 كيلو هرتز، ودورة التشغيل 11.4٪).يتحكم النبض في أنبوب التبديل Q903 للقيام بعملية التبديل وفقًا لتردد التشغيل الخاص به.عندما يتم تشغيل/إيقاف أنبوب التحويل Q903 بشكل مستمر لتكوين تذبذب ذاتي الإثارة، يبدأ المحول T901 في العمل ويولد جهدًا متذبذبًا.
عندما يكون طرف إخراج الدبوس 8 من SG6841 عالي المستوى، يتم تشغيل أنبوب التبديل Q903، ومن ثم يتدفق تيار من خلال الملف الأساسي لمحول التبديل T901، مما يولد الفولتية الإيجابية والسلبية؛في نفس الوقت، الثانوي للمحول يولد الفولتية الإيجابية والسلبية.في هذا الوقت يتم قطع الدايود D910 الموجود على المرحلة الثانوية، وهذه المرحلة هي مرحلة تخزين الطاقة؛عندما يكون طرف الخرج للدبوس 8 من SG6841 عند مستوى منخفض، يتم قطع أنبوب التبديل Q903، ويتغير التيار الموجود على الملف الأساسي لمحول التبديل T901 على الفور.هي 0، والقوة الدافعة الكهربية للأبتدائي تكون موجبة سفلية وأعلى سالبة، ويتم حث القوة الدافعة الكهربية للموجب العلوي والسالب السفلي على الثانوية.في هذا الوقت، يتم تشغيل الصمام الثنائي D910 ويبدأ في إخراج الجهد.
(1) دائرة حماية التيار الزائد
مبدأ العمل لدائرة حماية التيار الزائد هو كما يلي.
بعد تشغيل أنبوب التبديل Q903، سوف يتدفق التيار من المصرف إلى مصدر أنبوب التبديل Q903، وسيتم توليد جهد كهربائي على R917.المقاوم R917 عبارة عن مقاوم للكشف عن التيار، ويتم إضافة الجهد الناتج عنه مباشرة إلى طرف الإدخال غير المقلوب لمقارن كشف التيار الزائد لشريحة SG6841 لوحدة التحكم PWM (أي الدبوس 6)، طالما أن الجهد يتجاوز 1 فولت، فإنه سيجعل وحدة التحكم PWM SG6841 داخلية تبدأ دائرة الحماية الحالية، بحيث يتوقف الدبوس الثامن عن إخراج موجات النبض، ويتوقف أنبوب التبديل ومحول التبديل عن العمل لتحقيق الحماية من التيار الزائد.
(2) دائرة حماية الجهد العالي
مبدأ عمل دائرة حماية الجهد العالي هو كما يلي.
عندما يزيد جهد الشبكة إلى ما هو أبعد من القيمة القصوى، فإن جهد الخرج لملف التغذية المرتدة للمحول سيزداد أيضًا.سوف يتجاوز الجهد 20 فولت، وفي هذا الوقت يتم كسر أنبوب منظم الجهد ZD901، ويحدث انخفاض الجهد على المقاوم R911.عندما يكون انخفاض الجهد 0.6 فولت، يتم تشغيل الترانزستور Q902، ومن ثم تصبح قاعدة الترانزستور Q901 عالية المستوى، بحيث يتم تشغيل الترانزستور Q901 أيضًا.في الوقت نفسه، يتم تشغيل الصمام الثنائي D903 أيضًا، مما يتسبب في تأريض الدبوس الرابع لشريحة SG6841 لوحدة التحكم PWM، مما يؤدي إلى تيار دائرة قصر لحظية، مما يجعل وحدة التحكم PWM SG6841 تقوم بإيقاف تشغيل خرج النبض بسرعة.
بالإضافة إلى ذلك، بعد تشغيل الترانزستور Q902، يتم تأريض الجهد المرجعي 15 فولت للطرف 7 لوحدة التحكم PWM SG6841 مباشرة من خلال المقاوم R909 والترانزستور Q901.بهذه الطريقة، يصبح جهد محطة إمداد الطاقة لشريحة SG6841 لوحدة التحكم PWM 0، وتتوقف وحدة التحكم PWM عن إخراج موجات النبض، ويتوقف أنبوب التبديل ومحول التحويل عن العمل لتحقيق حماية الجهد العالي.
5. دائرة مرشح المعدل
تتمثل وظيفة دائرة مرشح التصحيح في تصحيح وتصفية جهد الخرج للمحول للحصول على جهد تيار مستمر ثابت.بسبب محاثة التسرب لمحول التبديل والارتفاع الناتج عن تيار الاسترداد العكسي للصمام الثنائي الناتج، يشكل كلاهما تداخلًا كهرومغناطيسيًا محتملاً.لذلك، للحصول على جهد 5 فولت و12 فولت نقي، يجب تصحيح وتصفية جهد الخرج لمحول التحويل.
تتكون دائرة مرشح المعدل بشكل أساسي من الثنائيات ومقاومات المرشح ومكثفات المرشح ومحثات المرشح وما إلى ذلك.
في الشكل، يتم استخدام دائرة مرشح RC (المقاوم R920 والمكثف C920 والمقاوم R922 والمكثف C921) المتصلة بالتوازي مع الصمام الثنائي D910 وD912 عند طرف الخرج الثانوي لمحول التبديل T901 لامتصاص جهد التيار المتولد على الصمام الثنائي D910 و D912.
يمكن لمرشح LC المكون من الصمام الثنائي D910 والمكثف C920 والمقاوم R920 والمحث L903 والمكثفات C922 وC924 تصفية التداخل الكهرومغناطيسي لخرج الجهد 12 فولت بواسطة المحول وإخراج جهد 12 فولت ثابت.
يمكن لمرشح LC المكون من الصمام الثنائي D912 والمكثف C921 والمقاوم R921 والمحث L904 والمكثفات C923 وC925 تصفية التداخل الكهرومغناطيسي لجهد الخرج 5 فولت للمحول وإخراج جهد 5 فولت ثابت.
6. دائرة تحكم منظم 12 فولت/5 فولت
نظرًا لأن طاقة التيار المتردد 220 فولت تتغير ضمن نطاق معين، فعندما ترتفع طاقة التيار الكهربائي، فإن جهد الخرج للمحول في دائرة الطاقة سيرتفع أيضًا وفقًا لذلك.من أجل الحصول على جهد ثابت 5 فولت و12 فولت، يجب إنشاء دائرة منظم.
تتكون دائرة منظم الجهد 12 فولت/5 فولت بشكل أساسي من منظم جهد دقيق (TL431)، ومقرنة ضوئية، ووحدة تحكم PWM، ومقاوم مقسم الجهد.
في الشكل، IC902 عبارة عن optocoupler، وIC903 عبارة عن منظم جهد دقيق، والمقاومات R924 وR926 عبارة عن مقاومات مقسم الجهد.
عندما تعمل دائرة إمداد الطاقة، يتم تقسيم جهد التيار المستمر الناتج بجهد 12 فولت بواسطة المقاومات R924 وR926، ويتم إنشاء جهد على R926، والذي يتم إضافته مباشرة إلى منظم الجهد الدقيق TL431 (إلى الطرف R).يمكن معرفة ذلك من خلال معلمات المقاومة في الدائرة. هذا الجهد يكفي لتشغيل TL431.بهذه الطريقة، يمكن أن يتدفق جهد 5 فولت عبر optocoupler ومنظم الجهد الدقيق.عندما يتدفق التيار من خلال مصباح LED الخاص بـ optocoupler، يبدأ جهاز optocoupler IC902 في العمل ويكمل أخذ عينات الجهد.
عندما يرتفع جهد التيار الكهربائي المتردد 220 فولت ويرتفع جهد الخرج وفقًا لذلك، فإن التيار المتدفق عبر optocoupler IC902 سيزداد أيضًا وفقًا لذلك، وسيزداد أيضًا سطوع الصمام الثنائي الباعث للضوء داخل optocoupler وفقًا لذلك.كما تصبح المقاومة الداخلية للترانزستور الضوئي أصغر في نفس الوقت، بحيث يتم أيضًا تعزيز درجة توصيل طرف الترانزستور الضوئي.عندما يتم تقوية درجة توصيل الترانزستور الضوئي، سينخفض جهد الطرف 2 لشريحة SG6841 لوحدة التحكم في الطاقة PWM في نفس الوقت.نظرًا لإضافة هذا الجهد إلى الإدخال المقلوب لمضخم الخطأ الداخلي لـ SG6841، يتم التحكم في دورة التشغيل لنبض الخرج لـ SG6841 لتقليل جهد الخرج.بهذه الطريقة، يتم تشكيل حلقة التغذية الراجعة لمخرجات الجهد الزائد لتحقيق وظيفة تثبيت المخرجات، ويمكن تثبيت جهد الخرج عند حوالي 12V و5V.
تَلمِيح:
يستخدم optocoupler الضوء كوسيلة لنقل الإشارات الكهربائية.له تأثير عزل جيد على الإشارات الكهربائية المدخلة والمخرجة، لذلك يستخدم على نطاق واسع في الدوائر المختلفة.في الوقت الحاضر، أصبحت واحدة من الأجهزة الإلكترونية الضوئية الأكثر تنوعًا واستخدامًا على نطاق واسع.يتكون جهاز optocoupler بشكل عام من ثلاثة أجزاء: انبعاث الضوء، واستقبال الضوء، وتضخيم الإشارة.تعمل الإشارة الكهربائية المدخلة على تشغيل الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) لإصدار ضوء بطول موجي معين، والذي يستقبله الكاشف الضوئي لتوليد تيار ضوئي، والذي يتم تضخيمه وإخراجه بشكل أكبر.هذا يكمل التحويل الكهربائي-البصري-الكهربائي، وبالتالي يلعب دور الإدخال، الإخراج، والعزل.نظرًا لأن مدخلات ومخرجات optocoupler معزولة عن بعضها البعض، ويتمتع نقل الإشارات الكهربائية بخصائص أحادية الاتجاه، فإنه يتمتع بقدرة عزل كهربائي جيدة وقدرة مضادة للتداخل.ونظرًا لأن طرف دخل optocoupler عبارة عن عنصر منخفض المقاومة يعمل في الوضع الحالي، فإنه يتمتع بقدرة قوية على رفض الوضع المشترك.لذلك، يمكنه تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء بشكل كبير كعنصر عزل طرفي في نقل المعلومات على المدى الطويل.كجهاز واجهة لعزل الإشارة في الاتصالات الرقمية للكمبيوتر والتحكم في الوقت الحقيقي، فإنه يمكن أن يزيد بشكل كبير من موثوقية عمل الكمبيوتر.
7. دائرة حماية الجهد الزائد
تتمثل وظيفة دائرة حماية الجهد الزائد في اكتشاف جهد الخرج لدائرة الخرج.عندما يرتفع جهد خرج المحول بشكل غير طبيعي، يتم إيقاف تشغيل خرج النبض بواسطة وحدة التحكم PWM لتحقيق غرض حماية الدائرة.
تتكون دائرة حماية الجهد الزائد بشكل أساسي من وحدة تحكم PWM ومقرنة ضوئية وأنبوب منظم الجهد.كما هو موضح في الشكل أعلاه، يتم استخدام أنبوب منظم الجهد ZD902 أو ZD903 في الرسم التخطيطي للدائرة للكشف عن جهد الخرج.
عندما يرتفع جهد الخرج الثانوي لمحول التحويل بشكل غير طبيعي، سيتم كسر أنبوب منظم الجهد ZD902 أو ZD903، مما سيؤدي إلى زيادة سطوع الأنبوب الباعث للضوء داخل optocoupler بشكل غير طبيعي، مما يتسبب في الدبوس الثاني لوحدة تحكم PWM للمرور عبر optocoupler.يتم تأريض الترانزستور الضوئي الموجود داخل الجهاز، وتقوم وحدة التحكم PWM بقطع خرج النبض للطرف 8 بسرعة، ويتوقف أنبوب التبديل ومحول التحويل عن العمل فورًا لتحقيق غرض حماية الدائرة.
وقت النشر: 07 أكتوبر 2023