海尔LQ65S81液晶电视采用AY205D-4SF01型电源二合一板，其输入电压为AC130V~264V ，开关电源输出电压为5VSB/1A.12V/5A，LED驱动电路输出电压为-156V(或-191V )/330mAX2。AY205D-4SF01型电源板除用于海尔多款超大屏幕(大于55英寸)LED液晶彩电外，还用于暴风、熊猫等品牌60英寸~75英寸LED液晶彩电中。
该电源主要由交流输入及EMI滤波、PFC (功率因数校正)、副电源(输出5VSB电压)、主电源(输出12V电压)和LED背光驱动电路组成如图1所示。
电源板常见故障检修流程如图2~图4所示。
一、单元电路分析
1.交流输入及EMI滤波电路
该电路主要由电压过高限制、防浪涌冲击进线抗干扰及整流滤波电路组成，如图5所示。当从CON1输入的交流电压过高时，VR1因过压导致漏电电流大增，F1过流熔断，从而避免后级电路过压损坏。进线抗干扰滤波电路由L1.L2及外围电路组成。L1和L2是组成两级共模滤波网络，滤除电网或开关电源产生的共模干扰信号。CX1、CX2、CY1、cY2及共模电感的漏感组成不平衡滤波网络，滤除电网或开关电源中的差模干扰信号。
在冷机状态， C300、C308中未存储电荷。当接通电源开关后，交流电压经BD1桥式整流后，经负温度系数热敏电阻TR1、TR2为C300、C308充电。冷机时，TR1、TR2的阻值较大，从而有效降低开机冲击电流。随着充电的进行，TR1、TR2的阻值随温度的上升而迅速减小，最后几乎变成直通，TR1、TR2消耗的能量极小。
2.PFC电路
在平板电视中，PFC电路的作用主要有以下两个:一是控制PFC开关管的导通时间，让输入电流的变化与输入电压的变化同步，从而提高市电利用率(即提高功率因数);二是对整流后的300V电压进行升压，以降低功率元件的温升，在提高输出功率的同时，大幅提高开关电源的变换效率。该电源的PFC电路采用宽电压PWM控制器NCP1653A(U300)，如图6所示。NCP1653A(U300)引脚功能与实测电压见表1。
AC220V市电经整流滤波后输出300V脉动电压，经L300送给开关管Q300、Q302的漏极。二次开机后，开/待机控制电路送出PFC-VCC电压(约15V)，经R315加到U300⑧脚，U300得电启动工作。同时，在U300内部恒流源给②脚外接的C303充电，随着②脚电压的上升，U300⑦脚输出激励脉冲的占空比慢慢变大(直至正常)，以达到软启动的效果。在激励脉冲的作用下，Q300、Q302工作于开关状态。Q301、Q303 为放电三极管，在Q300、Q302截止时导通，迅速泄放Q300、Q302的G-S结电容中的残存电荷，确保开关管下次正常导通。当Q300、Q302饱和导通时，300V脉动电压->L300->Q300、Q302的D、S极->R318、R319、R324-> U300④脚，经IC内部电路到地，形成电流回路;当Q300、Q302 截止时，流过L300的电流大幅减小，L300中的感应电动势极性反转，产生左-右+的感应电压，与输入的+300V电压叠加，经D300给EC100~EC102充电，最终在EC100~EC102两端形成约+385V的电压。
PFC输出电压经R300~R303反馈到U300①脚。若输出电压下降，则U300①脚电压下降，在IC内部电路的控制下，⑦脚输出的脉冲占空比增加，即Q300、Q302在一个周期内的导通时间增长，I300中的储能增加，PFC输出电压升高，达到稳压的目的。若PFC输出电压降低，其稳压过程与上述相反。
须注意的是 ，在正常情况下，U300①脚电压低于2.5V。若R300-R303中某只电阻的阻值减小(多为焊盘或印制板漏电)，将导致PFC输出电压升高，当升至约420V时，U300①脚电压超过2.5V，U300进入过压保护状态，⑦脚无驱动信号输出，升压电路不工作。若R300~R303中某只开路，PFC处于间歇工作状态;若C304漏电，将导致PFC输出电压升高或进入过压保护状态;若C305击穿或漏电，将导致PFC输出电压降低。
R308~R311 为输入电压检测电阻，对输入的300V电压进行检测。当输入电压过低，U300③脚电压低于2.4V时，PFC电路进入欠压保护状态，升压电路不工作，以避免功率元件过流损坏。若R308~R311中某只电阻阻值变大或开路，则PFC电路无法启动;若C301、C310击穿或漏电，则PFC进入欠压保护状态;若C301.C310开路，电路仍可工作，但易出现不定时关机现象。
U300⑤脚为内部乘法器的外接控制端，若外接电容(C311)，则PFC电路的工作模式为平均电流模式;若不接电容，则PFC工作于峰值电流模式。若电容C311开路，基本不影响PFC电压输出;若C311漏电或击穿，则PFC输出电压升高;若外接电阻R312损坏，PFC电路带负载能力变差。
3.副电源电路
该板副电源电路采用低功耗(空载功耗小于16mW)芯片NCP1246 (U100)， 如图7所示。NCP1246( U100 )引脚功能与实测电压见表2。
AC220V交流电经D108、D109整流后，得到约300V的直流电压，通过R113、R112加到U100⑧脚，通过IC内部的高压源给⑥脚外接电容EC104充电。当EC104两端电压达到12V时，U100内部振荡电路启动工作，产生的振荡脉冲经IC内部驱动电路放大后从⑤脚输出，经R116送给Q101的G极，开关电源启动工作。T100 的③-⑤绕组产生的感应电压经R120//R122限流D105整流EC105滤波后，输出约+22V的直流电压加到U100的⑥脚，取代原启动电压，保证芯片的正常工作;T100的⑦-⑥绕组产生的感应电压经D101整流及EC107、EC110、L100滤波后，输出+5VSB电压。
U100②脚与PC100、U101(431 )等元件组成稳压电路，其稳压过程如下:当输出的+5VSB电压升高时，经R137、R134分压后加到U101 R极的电压升高，K极电压下降，即PC100②脚电压下降，流过PC100中发光二极管的电流增大，其③、④脚间的光敏三极管导通程度加深，则U100②脚电压下降，在IC内部PWM控制器的作用下，U100⑤脚输出脉冲的占空比减小，则Q101在一个周期内的导通时间缩短，输出电压下降，从而达到稳压的目的。当+5VSB电压降低时，其稳压过程与上述相反。
T100的④-⑤绕组产生的感应电压经R121//R123限流D106整流EC106滤波后，输出约+21V的直流电压加到Q104的c极。二次开机后，Q104、Q105导通，由Q104、Z101 .R129等元件组成的串联稳压电路输出约19V电压(VCC2)，供给主电源控制芯片;Q105的e极输出约15.5V电压，供给PFC控制芯片U300。
4.主电源电路
该电路为低功耗反激式电源，采用高度集成的峰值电流模式控制器LD7536(U200)，如图5所示。
LD7536内置斜坡补偿4ms固定软启动、过载保护、短路保护等电路，待机功耗低于100mW ，其引脚功能见表3。正常工作时，LD7536以65kHz~100kHz中某一固定频率工作若负载变轻，则控制器进入突发模式，开关频率降到26kHz;如果负载继续减小，则控制器进入自动跳频工作模式，从而最大限度地降低功耗(小于0.1W )，以保持高效率工作。
(1)功率变换过程
二次开机后，vCC2电压经R232加到U200⑤脚，U200启动工作，从⑥脚输出驱动脉冲，加到Q200的G极;同时，PFC电路输出的+385V电压通过开关变压器T200的①-②绕组加到Q200的漏极。当U200⑥脚输出高电平时，Q200导通。PFC电压经T200的①-②绕组、Q200的D.S极及R233到地，其电流逐渐增大。在此过程中，电能转变为磁能，储存在T200中。当U200⑥脚输出低电平时，Q200截止。由于流过电感线圈的电流不能突变，则T200的①-②绕组中产生较强的感应电压，其极性为①-、②+ ，与输入的+385V电压叠加，，形成约700V的尖峰电压。此时，二极管D202、D203导通，尖峰电压经C200和R200~R202馈入+385V电源中，迅速降低脉冲电压的峰值，从而有效地防止Q200过压损坏。当T200的①-②绕组中有交变电流流过时，T200次级绕组产生感应电压，经D200.D201整流，EC200~EC204.EC209、L200滤波后，得到+12V直流电压给主板和液晶屏供电。
(2)稳压控制
当12V输出电压升高时，R245和R248分压所得电压也跟着升高，加到U201(431)控制端(R极)的电压升高，U201的K极电压下降，即光耦PC200②脚电压下降，流过PC200的①、②脚内部发光二极管的电流增加，发光二极管发光强度增加，PC2003、④脚内部光敏三极管导通程度加深，等效电阻减小，从U200②脚( FB )流出的电流增大，②脚电压下降，经集成块内部电路处理后，U200⑥脚输出的PWM脉冲占空比减小，Q200在一个周期内的导通时间缩短，T200的储能减少，次级输出电压下降，从而达到稳压的目的。
当+12V输出电压降低时，其稳压过程与上述相反。U201的K极外接的C208和R244组成消谐振电路，防止U201进入谐振状态，避免稳压失控。当+12V电压空载或电视机进入待机状态时，由于此时12V电压的输出电流很小，滤波电容EC200~EC204、EC209中的电荷泄放很慢，电压保持为固定值的时间较长，经稳压环路控制后，U200②脚电位缓慢下降，当②脚电压降到1.5V时，IC内部振荡器的输出脉冲频率开始下降，开关电路进入跳周期工作状态，间歇输出+12V电压;当②脚电压低于0.8V时，振荡频率降到最低值-26kHz， 电路进入低功耗状态。
(3)保护电路
U200内置多种保护功能，通过外围电路的选择和内部电路相结合，可以实现完善的过功率保护(OPP )和过压保护(OVP )功能。
1)过功率保护(OPP)
U200③脚为过功率检测信号输入端，本电源板未启用该保护功能。若要启用该保护功能，则先将T200热地侧辅助绕组的感应脉冲分压、滤波，然后送到U200③脚，与IC内部的0.8V基准电压叠加。当某种原因造成输出功率大幅增加时，T200辅助绕组的感应脉冲幅度增大，送到U200③脚的脉冲幅度也会跟着升高，在IC内部电路的控制下，U200进入过功率保护状态。
2)+12V过压保护(OVP)
+12V过压保护电路主要由ZD200、PC201、Q202.Q203等元件组成。其中，Q202、Q203组成模拟可控硅电路，其控制极为Q202的基极。当+12V电压超过15V时，稳压管ZD200齐纳击穿，D206导通，PC201①、②脚内部的发光二极管发光，PC201③、④脚内部的光敏三极管导通，Q202、Q203导通并进入自锁状态，Q202的c极电压大幅下降，二极管D205导通，U200②脚电压大幅下降，U200进入跳周期工作模式，12V输出电压下降且进入间歇输出状态，并-直保持。在排除12V过压故障后，只有断电一会儿后再上电，电路才能正常工作。
5.LED背光驱动电路
该板的LED背光驱动电路采用降压变换方式，以PWM芯片BD9211F(U1F )为控制中心，输出两路LED电压(LED-1、LED-2)，如图6所示。U1F的引脚功能见表4。
(1)启动与降压变换
三极管Q5F、稳压二极管ZD1F等元件组成串联稳压电路。主开关电源输出的+12V电压加到Q5F的c极，Q5F的e极输出的11.5V电压(vcC)加到U1F①脚(vcc);主板发出的背光BL-ON高电平指令，通过R14F加到U1F的STB端②脚;主板送来的背光亮度调节电压PWM通过R28F、R21F送到U1F10脚，U1F内部电路启动工作，从17脚、18脚输出背光驱动脉冲(方波)，并通过调节背光驱动脉冲的占空比来控制背光亮度。
U1F的17脚、18脚输出的驱动脉冲加到隔离变压器T1F的初级，T1F次级两个绕组产生幅度相等、极性相反的驱动脉冲，分别加到功率管Q1F、Q3F的G极，让Q1F、Q3F轮流导通。当Q1F导通、Q3F截止时，其电流回路如下:PFC电压(+385V)->Q1F->T2F->C12F->地，给C12F充电，极性为上+下-;当Q1F截止、Q3F导通时，C12F放电，放电电流如下:C12F上端->T2F->Q3F->C12F下端。上述变化电流在T2F的初级绕组中产生自感电动势，则T2F次级绕组中产生感应电压，经二极管D3F~D6F整流后为LED灯串供电。
(2)LED灯串的供电电路
CON7为LED灯串连接插座，其①、⑧脚(接地)与屏内LED灯串1、2的正极相连，⑤脚接LED灯串1的负极，12脚接LED灯串2的负极。当T2F的次级感应电压为上+下一时，电流回路如下:T2F的次级上端(+ )->C10F- +D3F- R17F、R36F.R37F、R18F- >CON7的①、⑧脚+LED灯串2正极- +LED灯串2负极(CON7 12脚)- +D6F- T2F次级的下端(-)，LED灯串2发光。
当T2F的次级感应电压为下+上-时，电流回路如下:T2F的次级下端(+ )-> D5F->R17F、R36F、R37F、R18F->CON7①、⑧脚- LED灯串1正极->LED灯串1负极(cON7⑤脚)->D4F->C10F->T2F 次级的上端(-)，LED灯串1发光。
(3)恒流控制电路
T2F的初级线圈与C12F构成一个IC串联谐振电路，当驱动信号频率与LC串联谐振频率相同时，流过T2F的初级电流最大，T2F次级输出的电压也最高。在本电路中，为了实现恒流控制，驱动信号频率稍高于LC串联谐振频率，即LC丰联电路工作在轻度失谐状态。流过LED灯串1、2的电流均会流过取样电阻R17F、R36F、R37F、R18F，这四只取样电阻两端电压降为LED灯串电流检测电压，经R33F、R35F分压后，通过R34F及U1F⑥脚(IS输入端)与IC内部的误差放大器(基准电压为1.25V)相连，在IC内部逻辑电路的作用下，改变17、18输出激励脉冲的频率，即改变驱动电路的失谐程度，从而改变T2F次级输出电压，达到稳定LED灯串电流的目的。若失谐程度越大，则T2F次级输出电压越低，流过LED灯串的电流就越小;反之，则流过LED灯串的电流就越大。
当流过LED灯串的电流增大时，电流取样电阻上的压降增大，UIF⑥脚电压上升，经过UIF内部电路的控制，17、18脚输出的激励脉冲的频率升高，经Q1F、Q3F驱动放大后，T2F、C12F振荡失谐程度加深，则T2F次级输出电压降低，即LED灯串的供电电压下降，流过LED灯串的电流减小，并且，当流过LED灯串的电流减小时，其控制过程与上述相反。
(4)LED灯串过压保护电路
取样电阻R46F ~R49F、R51F~R54F、R69F R70F，三极管Q6F，三端精密稳压器U2F(431)，与UIF⑦脚内部电路等元件组成灯串过压保护电路。U2F、R45F、R50F组成稳压电路，使U2F的K极电压稳定为+5V。当LED-1、LED-2电压正常时，经过取样电阻后，Q6F的基极电压仍较高，Q6F截止，U2F⑦脚电压低于1V，不影响U2F内部电路的工作;若LED-1或LED-2电压大幅下降(即加在灯串两端的电压大幅上升)，经过取样电阻后，Q6F的基极电压大幅下降，Q6F导通，U2F⑦脚电压上升，当该脚电压超过1.25V时，芯片内部的保护电路启动，17、18脚无激励脉冲输出，背光驱动电路停止工作。
(5)LED灯串欠压保护电路
取样电阻R61F、R62F、R65F~R68F与三极管Q11F等元件组成灯串欠压保护电路。当LED-1、LED-2电压正常时，R57F和R58F的下端电压较低，二极管D8F、D9F截止，Q11F因基极无偏压而截止，U2F 14脚(关断检测比较器的输入端)电压约为0v，不影响U2F内部电路的工作;若LED-1或LED- 2电压大幅上升(即加在灯串两端的电压大幅下降)，当R57F和R58F下端电压超过1.3V时，Q11F导通，U2F 14脚电压超过4V阈值，芯片内部的保护电路动作，17、18脚无激励脉冲输出，背光驱动电路停止工作。