1.2 大屏幕液晶彩电二合一板的原理与维修
大屏幕液晶彩电二合一板电路组成框图如图1-4所示。大屏幕液晶彩电二合一板往往采用双电源设计,设有一个副电源和一个或二个主电源,多数还设有PFC电路。与小屏幕液晶彩电二合一板相比,由于屏幕尺寸大,需要的灯管数量多,灯管长度增加,功率增大,为其供电的二合一板输出功率和输出电流相对增加,为了确保供电稳定可靠,大屏幕液晶彩电二合一板在提高功率的基础上,采用了一些新技术。
图1-4 大屏幕液晶彩电二合一板电路组成框图
一是增加了PFC电路,将供电电压和电流的相位校正为同相位,提高功率因数,减少谐波污染,并将市电整流后的电压提升到400V左右。
二是将背光灯板升压电路供电由原来的12V或24V供电,改为PFC电路校正后的370~400V供电,提高了工作效率,减小供电电流;减轻了主电源+24V负载,减小了主电源输出电流,使电源板更加稳定可靠。与背光灯板采用12V或24V供电的电源板相比,电源板的变压器和开关管的体积明显减小。
三是设有完善的过电流、过电压、电流均衡保护电路,当发生过电流、过电压、打火或因灯管开路、老化差异造成各路灯管电路电流不一致时,保护电路启动,背光灯板停止工作,避免故障扩大。
下面 以TCL L32E19、L32E76/MS18、L32E77B/MS18、L32X9、L42E77H、L42E9F、L42F19BD、L42P10FBE、L42S9FE、L42X9D、L42X9F液晶彩电采用的IPL42A/L二合一板为例,介绍大屏幕液晶彩电二合一板的工作原理与维修技巧。
图1-5 TCL IPL42A/L二合一板实物上面元器件分布图解
图1-6 TCL IPL42A/L
二合一板开关电源部分电路原理图
图1-7 TCL IPL42A/L
二合一板背光灯驱动电路
TCL液晶彩电用IPL42A/L二合一板实物如图1-5所示;开关电源部分电路原理图如图1-6所示,背光灯驱动电路如图1-7所示。开关电源部分集成电路采用FSQ510+L6562A+FA5571N组合方案;背光灯逆变器部分振荡与驱动控制电路采用OZ9926A。其中IPL42A型配AUO 42in[1]屏,该屏采用18支EEFL直灯管并联,屏典型工作电流为135mA,屏单端电压为950V,工作频率为45kHz;点灯电压为1225V(0℃),点灯时间为1~2s。IPL42L型配LG 42in屏,该屏采用16支CCFL直灯管通过均流电容(15PF)后并联,屏典型工作电流为135mA,屏单端电压为1500V,工作频率为58kHz;点灯电压为1300V(0℃)(非最终数参数),点灯时间为1~2s。
1.2.1 电源部分工作原理
通电后,AC220V市电首先送到副电源整流滤波电路,经整流滤波后形成+300V电压,为副电源厚膜电路FSQ510供电,副电源首先启动工作,为主板控制系统提供+3.3VSB/0.2A电压,控制系统工作后为电源板送入开机P-ON控制电压,开/关机控制电路动作,一是使继电器K801吸合,为主电源提供AC220V电压,经整流滤波形成300V的稳定直流电压,以U805为核心的主电源启动工作,输出+24V/2A电压为主板等负载电路和背光灯电路供电;二是将副电源产生的VC电压送到PFC振荡驱动电路L6562A提供工作电压,L6562A启动工作,将300V VBUS电压提升到约390V,为主电源和背光灯升压电路供电。开机后控制系统送到电源板的BL-ON点灯控制和DIM亮度调整电压控制背光灯电路U901启动工作,背光灯板输出高压将背光灯点亮,整机进入开机收看状态。
1.副电源
副电源电路由厚膜电路U801(FSQ510)、开关变压器T802、取样误差放大电路U807、光耦合器U804等组成。
通电后,AC220V市电经L807、D808、D815、C806整流滤波后形成+300V电压,首先为U801(FSQ510)供电。该电压一路经开关变压器T802的一次绕组加到厚膜电路U801的7脚内部开关管的D极,另一路经R819、R803启动电路为U801的8脚提供启动电压,通过内部电路向5脚外部C819充电,U801得到启动电压进入工作状态,其内部开关管的脉冲电流在T802中产生感应电压。其中二次绕组感应电压经整流、滤波得到3.3VSB/0.2A待机电压,为主板控制系统供电。辅助1-2绕组感应电压经整流、滤波产生VC电压,一是给开/关机控制电路供电;二是替换下启动电路给U801的5脚内部电路供电。
稳压电路由取样误差放大电路TL431_1V25(U807)、光耦合器PS2561(U804)构成,通过取样电阻R853、R853A、R852分压对输出电压取样,经U807比较放大后,通过U804对U801的3脚内部振荡电路脉宽进行控制,从而输出稳定的3.3V电压。
开/关机控制过程:当电源板收到的P-ON信号为高电平时,Q808导通,光耦合器U802导通,Q811导通,输出VCC电压,一是使K801吸合,为PFC电路和主电源供电;二是为U806供电,PFC电路启动工作,将主电源和背光灯板升压电路的供电提升到390V。
2.PFC电路
PFC电路由驱动控制电路U806(L6562A),推动电路Q805、Q809,大功率MOSFET(开关管)Q801、Q802,储能电感L801,充电电路D812,整流电路D818,大滤波电容C840、C840A组成。
开机后,继电器K801吸合后,AC220V市电由全桥D804整流和C808、C809滤波后所得的VAG脉动300V电压,一路经过储能电感L801加到MOSFET(开关管)Q801、Q802的D极,另一路经分压后送到驱动控制电路U806的3脚,遥控开机后,开/关机控制电路送来的VCC电压进入U806的8脚后,U806开始工作,从7脚输出脉冲信号,经Q805、Q809推动放大后,驱动Q801、Q802截止和导通。当PFC电路的驱动信号是高电平时,Q805导通,Q809截止,Q802和Q801的栅极为高电平,Q802和Q801导通,整流后的市电对L801进行充电,电能转化成磁能储存在L801中;当PFC电路的驱动信号是低电平时,Q805截止,Q809导通,Q802、Q801的栅极被下拉为低电平,Q802和Q801截止,L801存储的磁能释放,经D818整流后输出VBUS电压,经电容C840、C840A滤波,提升到390V左右,为PWM主电源和背光灯升压电路供电。
PFC电路启动工作后,U806通过1脚对PFC电路输出的VBUS电压进行检测,如果VBUS电压低于额定值,U806输出一定宽度频率可调的矩形波,使Q801、Q802的导通时间越长,流过L801的电流峰值越大;当Q801、Q802突然截止时,L801感应的右正左负的电压越高,此时D818导通,VBUS端电压提升越高,直到额定值为止。
过电流保护电路:由U806的4脚内外电路组成,通过R866对Q801、Q802的S极电阻R837两端的电压降进行检测。当R837两端的电压降增大,使U806的4脚电压大于1.7V时,U806会立即关闭PFC脉冲输出,以达到保护的目的。
3.主电源
主电源由驱动控制电路U805(FA5571N)、大功率MOSFET(开关管)Q803、开关变压器T801、取样误差放大电路U808、光耦合器U803等组成,产生+24V/2A电压,一是通过连接器输出,向负载电路提供电压;二是为电源板上的背光灯振荡控制电路供电。
遥控开机后,继电器K801吸合,AC220V通过整流滤波和PFC电路为主电源提供约390V的VBUS电压,该电压一是经开关变压器T801的一次1-2-3绕组加到大功率开关管Q803的D极;二是通过R827、R826和FA5571N(U805)的6脚(VCC)对电容C802进行充电,当C802的电压达到9V时,U805进入工作状态,从FA5571N的5脚输出脉冲信号,去控制Q803的导通和截止,Q803的脉冲电流在开关变压器T801的各个绕组产生感应电压。二次绕组感应电压经整流、滤波后,输出+24V/2A电压,一是通过连接器输出,为液晶彩电的主电路板供电;二是为电源板上的背光灯振荡驱动控制电路供电。T801一次侧的5-6辅助绕组产生的感应一是经D829、C802整流滤波后,为FA5571N的6脚提供启动后的VCC工作电压;二是经R887、R888分压送到U805的1脚,作为零点电流检测,对输出脉动相位进行调整。
稳压电路由取样误差放大电路U808(TL431)、光耦合器U803(PS2561)组成,对FA5571N的2脚内部振荡电路进行控制,从而稳定地输出24V电压。
过电流保护电路:由FA5571N的3脚内外电路组成,通过R870对末级大功率MOSFET(开关管)Q803的S极电阻R859两端的电压降进行检测。当R859两端的电压降增大,使FA5571N的3脚电压大于保护设置值时,FA5571N立即关闭5脚脉冲输出,以达到保护的目的。
空载保护电路:T801的二次感应电压,还经D824、C836整流滤波,得到一个约-100V的负电压,该电压经R802与3.3V电压叠加,加到晶体管Q807的b极,因为D819的钳位,正常时Q807的b极电压为负压而截止,对P802的12脚BL-ON点灯控制电压不产生影响。当24V电压空载或者负载极小时,U805处于间歇工作模式,电流变小,输出电压降低,C836的负压不足时,Q807的b极电压变为正向电压而导通,将BL-ON电压拉低,背光灯电路停止工作。
1.2.2 背光灯部分工作原理
背光灯部分主要由振荡驱动控制电路、推动电路、升压电路三大部分组成。电源部分输出的+24V/2A电压为背光灯振荡驱动控制电路和推动电路供电,电源部分输出的VBUS(390V)电压为背光灯升压电路供电。
1.背光灯工作过程
遥控开机后,主板微处理器输出的背光灯高电平开启指令BL-ON从连接器P802的12脚送入OZ9926A逆变电路的19脚(点灯控制端),同时微处理器输出的DIMP亮度调整电压从连接器P802的11脚输入逆变电路,经分压后送到OZ9926A的11脚,OZ9926A内部振荡电路开始启动,经内部处理后从23、4脚输出高端HDR1、低端LDR1第一组激励脉冲,送到推动电路Q913、Q914,放大后驱动对管Q905/Q909和Q906/Q912,推挽放大后送到推动变压器T902;OZ9926A从2、5脚输出高端HDR2、低端LDR2第二组激励脉冲,送到推动电路Q920、Q915,放大后驱动对管Q908/Q911和Q907/Q910,推挽放大后送到推动变压器T901。
推动变压器T901的二次侧两个绕组的激励脉冲分别送到Q916、Q901、Q919、Q902组成的桥式推挽电路上臂放大电路;推动变压器T902的二次侧两个绕组的激励脉冲分别送到Q917、Q904、Q918、Q903组成的桥式推挽电路下臂放大电路。经推挽放大后在T903、T904一次绕组产生交变电流,在T903、T904的二次高压绕组产生交流高压,升压后经P901、P902为背光灯供电。其中Q916~Q919的作用是缩短Q901~Q904的电压上升沿时间,降低损耗。
2.背光灯保护电路
该二合一板背光灯电路在高压输出端,设有完善的过电流、过电压保护电路,如图1-7右侧所示。
1)灯管电流的检测流程:变压器T903、T904的二次电流(灯管电流)通过回路中串联的等电流取样电阻R959、R961产生电压降,经D913整流后转换为电流检测电压,通过分压、滤波后送到U901的13脚,通过IC内部的检测,调整两个驱动管的相位差,改变一次绕组占空比达到二次电流恒定。当13脚电压小于2V时,定时器动作,其15脚外接电容开始充电,达到2.9V之后,保护电路启动。
2)过压检测信号流程:变压器T903、T904二次侧输出的高压,经C901、C906、C902、C905等电容分压后,输出检测电压。通过D916整流输出的检测电压,经R915、R924分压送到U901的12脚;正常时如果该脚电压大于16脚电压,定时器的15脚外接电容开始充电,达到2.9V之后,保护电路启动。
3)灯管拉弧检测电路:通过C913取样的拉弧电压达到Q922的导通电压,则Q922进入导通状态,同时会使Q924也导通,将VREF(5.5V)分为三路:
第一路通过D902送到OZ9926A的12脚,使过电压保护电路动作。
第二路通过D905再经过R927给OZ9926A的15脚外接的延时电容C915充电,延时时间缩短;当电压充到2.9V后就保护,关闭输出。
第三路使Q923导通,将OZ9926A的14脚电压拉低,降低驱动的占空比。
拉弧检测电路的三个支路全部动作,达到拉弧快速保护的目的。
4)灯管开路保护(高压插座松脱保护)原理:一是当灯管全部开路后,启动时以最大占空比工作,变压器二次电流还不够,OZ9926A的13脚检测到电压偏低而保护;二是当其中一个高压插座松脱时,启动后变压器二次电流偏小,因此占空比变大,插座松脱的变压器二次负载极小,电压升高,OZ9926A的12脚检测到异常高压,则过电压保护电路启动保护。
1.2.3 二合一板故障维修
大屏幕液晶彩电二合一板由于输出电压高、输出电流大,加上采用PFC电路和背光灯升压电路,电路组成更加复杂,对升压电路的MOSFET、升压变压器的耐压参数要求更高,故障率相对较高。
维修时应注意,测量电压、波形和对地电阻时,注意选择正确的接地点,检测开关电源的一次电路和背光灯升压电路的接地点为热地;而检测开关电源二次电路和背光灯的振荡驱动电路、推动电路的接地点为冷地,在路测量接电视机内部铁板即可。如果接地弄错,不但会造成测量数据出错,引起误判,还有可能损坏测量仪器,特别是示波器。
维修的顺序是先排除电源部分故障,确保电源部分供电正常,再维修背光灯部分故障。维修顺序和技巧如下:
1.电源部分故障维修技巧
副电源发生故障时,会引起指示灯不亮,整机不工作;PFC电路发生故障时,主电源和背光灯升压电路供电降低;主电源发生故障时,引起指示灯亮,无伴音、无光栅故障。
指示灯不亮,整机不工作故障维修步骤和方法如下:
1)测量熔丝F801是否熔断,如果熔断,说明开关电源存在严重短路故障,一是检测主电源交流抗干扰电路旁路电容和整流滤波电路D804、C808、C809是否击穿漏电;二是检查PFC电路开关管Q801、Q802是否击穿;三是检查PFC滤波电容C840、C840A和主电源开关管Q803是否击穿;四是检查副电源抗干扰电路和厚膜电路U801的7脚与1~2脚之间的内部MOSFET(开关管)是否击穿。如果上述开关管击穿,继续检查相应的尖峰吸收电路元器件和稳压控制电路元器件是否损坏,避免再次击穿开关管。
2)如果测量熔丝F801未断,指示灯不亮,主要是副开关电源电路未工作引起。首先测量U801的7脚有无300V电压,如果无300V电压,检查市电输入电路和整流桥L807、D808、D815是否发生开路故障;如果有300V电压,测量U806的7脚300V电压及U801的8脚启动电压和5脚VCC供电电压,无启动电压,检查启动电阻R819、R803是否开路或阻值变大,VCC电压不正常,查5脚外部的VCC整流滤波电路R865、D814、C803;有启动电压,查U801的3、4脚电压和对地电阻,并判断U801是否损坏,必要时,代换U801试试。
副电源二次滤波电容C838、C839易变质失效,造成+3.3V电压低,D809和D807击穿,会引起副电源停止振荡,无电压输出。
指示灯亮,无伴音、无光栅故障检修方法和步骤如下:
指示灯亮,说明副电源正常。遥控开机测电源板与主电路板连接器P802的10脚为高电平,则是主电源电路故障。测主电源开关变压器T801的二次侧有无+24V直流电压输出。如果测量主电源始终无电压输出,说明主电源未工作。
1)检查开/关机控制和PFC电路。首先检查开/关机继电器K801是否吸合为主电源供电,如果未吸合,故障在开/关机控制电路,检查Q808、U802、Q811;继电器吸合,则测量PFC大滤波电容C840、C840A两端有无390V电压,如果为+300V,则是主电源或PFC电路未工作。对于PFC电路,先查驱动电路U806的8脚VCC供电和7脚激励脉冲,再查Q801、Q802和整流滤波电路D818、C840。
2)检查主电源电路。先查主电源驱动电路U805的8脚启动电压和6脚VCC供电,无启动电压,多为启动电路R827、R826开路;无VCC电压,则是VCC整流滤波电路R873、D829、C802发生开路故障。如果8脚有启动电压,测量U805的5脚有无激励脉冲输出,无脉冲输出,则U805及其外部电路故障;有脉冲输出,检查开关管Q803、T801及其二次整流滤波电路。
3)检查二次整流滤波电路。主电源二次滤波电容C804、C805、C829易变质失效,造成+24V电压降低,D806和D824击穿,会引起主电源过电流保护,停止振荡,无电压输出。
2.背光灯部分故障维修技巧
1)如果发生背光灯始终不亮故障,首先检查背光灯板工作条件。测背光灯U901的20脚的+24V供电、19脚点灯控制电压、11脚亮度调整电压是否正常。背光灯板工作条件正常,检查U901的23、2、4、5脚有无激励脉冲输出,无激励脉冲输出,则故障在U901及其外部电路;否则故障在推动电路和桥式推挽升压输出电路。
2)如果开机的瞬间,有伴音,显示屏亮一下就灭,则是背光灯保护电路启动所致。如果背光灯灯管亮后马上就灭,则是过电流保护电路启动所致;如果灯管亮1s后才灭,则是过电压保护电路启动所致。
背光灯部分过电压、过电流保护电路主要对OZ9926A的12、13脚电压进行控制,检修时,可在开机后保护前的瞬间通过测量OZ9926A的12脚和13脚电压判断保护电路是否启动。如果12脚电压异常,则可判断是过电压保护电路引起的保护;如果13脚电压异常,则可判断是过电流保护电路引起的保护。