第3章 康佳液晶彩电背光灯板维修精讲
3.1 康佳34005503电源+背光灯板维修精讲
康佳公司自主研发的编号为34005503的电源板,是集开关电源和背光灯电路的二合一板,电源板型号为KIP060 I04-01,有4个高压连接器。编号为34005775的电源板与其相同,只是背光灯高压连接器为2个。编号为34005503、34005123、35013685、35012976、34005913等的电源板可参考其输出电压和高压连接器接口,与34005503互相代换维修。
康佳34005503电源+背光灯板应用于康佳LC19AS69、LC19AS69B、LZ19AS69GV、LC69ES26、LC19HS66、LC19HS66AB、LC19HS66B、LC22C26、LC22ES61、LC22ES61B、LC22ES61GV、LC22ES66、LC22ES69、LC22HS66AB、LC22HSB、LC22HS69GV等液晶彩电中。
康佳34005503电源+背光灯板实物图解如图3-1所示,电路组成框图如图3-2所示。它由开关电源和背光灯电路两部分组成:开关电源部分集成电路采用FSC-W0765,输出12V电压,为主板和电源板上的背光灯电路供电;背光灯电路采用OZ9939和两只复合MOS-FET(开关管)组合,将12V电压变换为点灯1750V、维持750V的交流高压,通过4个高压输出连接器将背光灯点亮。
3.1.1 电源电路原理精讲
康佳34005503电源+背光灯板开关电源电路如图3-3所示。采用新型电源厚膜电路FSC-W0765,采用单反激拓扑结构,没有PFC电路和副电源,电路简洁可靠,输入额定电压范围为AC 110~240V,极限电压范围为AC 90~264V,最大输出负载为12V/5A。一是12V/2.5A为主电路板供电;二是VCC-Inverter为电源板上的背光灯电路供电2.5A。
1.开关电源基本电路
(1)FSC-W0765简介
FSC-W0765是PWM控制芯片/大功率MOSFET的复合电源芯片,其内部电路框图如图3-4所示。它的内部功能包括基准电压源、振荡器、PIM调制器、RS触发器、驱动级、MOSFET输出级以及过电流、过电压、欠电压和过热等完善的保护功能。FSC-W0765引脚功能和对地电压见表3-1。
图3-1 康佳34005503电源+背光灯板实物图解
表3-1 FSC-W0765引脚功能和对地电压
图3-2 康佳34005503电源+背光灯板电路组成框图
(2)启动工作过程
接通电源主开关,AC 220V市电经熔丝F901后,由C901、L901、C902~C904和L902组成的共模抗干扰滤波电路,滤除干扰脉冲,再经全桥BD901整流、CW901滤波,得到约300V的直流电压,通过开关变压器TW902的一次1-2绕组加到电源模块NW901(FSC-W0765)的1脚,为内部MOSFET的D极供电;同时AC 220V市电电压还经启动电路RW903、RW902、DW902降压整流向NW901的3脚外部CW905充电,当3脚上的电压充电到15.1V时,内部基准电压源启动供电,由恒流源对内置电容充放电,产生OSC振荡脉冲,经主控门和驱动级放大后,激励内部MOSFET同步进入饱和导通和截止状态,其开关电流在TW902的各个绕组产生感应脉冲电压。
其中TW902的4-6绕组感应脉冲由DW903、CW905整流滤波,得到18V直流电压,加到NW901的3脚,替换下启动电路,为内部的控制电路和驱动级供电。TW902的7/8/9-10/11/12绕组产生的感应脉冲由D950、D951整流、C951、C952、L950、C953组成的π形滤波器滤波,得到12V直流电压。
2.稳压保护电路
(1)稳压控制电路
稳压控制电路由取样误差放大电路N951(KA431)、光耦合器N950和NW901的4脚内部电路组成。KA431是精密基准电压源,在PWM环中作为外部误差放大器,通过对12V直流输出取样检测,将12V电压的变化转换成光耦合器发光二极管光电流的变化,再控制NW901的4脚的反馈电压来调整开关脉冲宽度,通过改变MOSFET的导通时间使TW902的
图3-3 康佳34OO55O3电源+背光灯板开关电源电路
1-2绕组中转换的能量增多或减小,维持12V稳定不变。
如果交流电压变化或负载变化引起直流12V输出下降,则由R953和R954分压取样加到N951控制1脚的电压降低,与内部2.5V基准电压比较后,输出误差电压减小,N951的3脚电压升高,流过光耦合器N950内发光二极管的光电流减小,N950光敏晶体管集-射结内阻增大,NW901的4脚反馈电压升高,经PWM比较后,R-S触发器Q端输出方波脉冲宽度增大,末级MOSFET导通时间延长,TW902的1-2绕组储存能量增多,12V电压回升到设定值。反之,N951控制1端电压升高,流过N950内发光二极管的电流增大,将NW901的4脚的电压拉低,内部R-S触发Q端输出方波脉冲宽度变窄,MOSFET导通时间缩短,TW902的1-2绕组储存能量减小,12V电压下落到设定值。
(2)FSC-W0765保护电路
过电压、欠电压保护:电源厚膜电路FSC-W0765内部设置了完善的过电压、欠电压保护电路。当稳压控制电路异常,引起TW902各个绕组产生的电压升高时,TW902的4-6绕组输出的脉冲电压经DW903整流,CW905滤波获得的电压超过25V后,被FSC-W0765的3脚内的过电压保护电路检测后,使开关管停止工作,实现过电压保护。
启动期间,若启动电路为FSC-W0765提供的启动电压低于15V,FSC-W0765内部的控制电路不能启动;启动后,若TW902的4-6绕组输出的脉冲电压经整流、滤波获得的电压低于10V,FSC-W0765内的欠电压保护电路动作,开关管停止工作,实现欠电压保护。
过电流保护:FSC-W0765内部设置了完善的过电流保护电路。当负载短路,引起FSC- W0765内的开关管过电流时,FSC-W0765内的过电流保护电路动作,开关管停止工作,实现过电流保护。
图3-4 FSC-W0765内部电路框图
3.1.2 电源电路维修精讲
康佳34005503电源+背光灯板电源部分发生故障时,诱发的主要故障为三无故障。检修时,可根据熔丝是否熔断、测量开关电源输出电压和电源电路关键点电压的方法,判断故障部位。
三无故障的原因是主开关电源未能输出12V直流电压。通过开机观察红色指示管是否发光和发光强弱可以判断主电源的工作状态。如果LED无指示,一般是FSC-W0765损坏或未能起振工作。这时检查熔丝F901是否熔断,判断故障范围。
1.熔丝熔断
若熔丝F901熔断,则查整流滤波器件BD901、CW901是否击穿漏电;若这两只器件良好,则测量NW901的1-3脚对地电阻,正常为150kΩ左右且有充放电现象。若正反向电阻值都很小且无充放电现象,可判断NW901内的大功率MOSFET击穿。
由于FSC-W0765内部设有OCP和OVP保护功能,一般自身损坏的概率较小。因此,在更换电源模块后试机前,一定要先查TW902是否存在局部短路,浪涌尖峰吸收回路中的DW901、CW904、CW903、RW901是否失效,NW901的4脚反馈端电容CW910是否击穿漏电,这些元器件有一只失效,都可能损坏电源模块FSC-W0765。
2.熔丝完好
若熔丝F901完好,则在NW901的3脚加上16V维修电压。此时如果开关电源二次回路12V电压建立,则检查启动电阻RW903、RW902是否变质失效,NW901的3脚供电电路中的DW903、RW905是否失效,TW902的4-6绕组有无开路。若电源仍不振荡,则在NW901的1脚直流电压正常前提下,查5脚软启动电容CW911是否击穿,NW901各引脚焊点接触是否良好。排除以上疑点后,则需要更换电源模块NW901。
3.输出电压低
若LED发光很暗,测电源12V输出低于正常值,则说明开关电源工作在窄脉冲激励状态,应查光耦合器N950、误差放大器N951是否开路,R953~R955是否开路失效,上述元器件有一只失效,会使NW901的4脚失控,反馈电压大幅增高,内部MOSFET工作在低功耗弱振工作方式,直流输出电压大幅下降。
4.维修实例
【例1】开机三无,指示灯不亮。
分析与检修:接通电源开关,观察指示管不亮。检查熔丝F901烧黑熔断,说明开关电源存在严重短路故障。先检查市电输入抗干扰电路未见异常,再检查整流滤波电路全桥BD901和滤波电容器CW901。查出整流全桥BD901的一个桥臂二极管反向击穿。换上GBU4J桥堆,故障排除。
【例2】开机三无,指示灯不亮。
分析与检修:按下电源开关,观察发光管不亮。检查熔丝F901熔断,检查市电输入抗干扰电路和整流滤波电路BD901、CW901完好,测量开关电源厚膜电路NW901的1-2脚正反向电阻仅几十欧,又查TW902的1-2绕组电阻值偏小,判断是TW902一次绕组短路,引起NW901电流增大而损坏。更换TW902和NW901,故障排除。
【例3】开机三无,指示灯不亮。
分析与检修:接通交流电源,观察指示管不亮。检查熔丝F901完好,测量NW901的1脚电压为295V,但主电源没有12V电压输出。
在NW901的3脚加上16V维修电源,开关电源起振工作。测量电源启动电阻R903的电阻值达1MΩ以上。换上220kΩ电阻,故障排除。
【例4】开机三无,指示灯亮。
分析与检修:接通交流电源,红色管发光微弱。测量主开关电源12V输出约5V,表明电源工作在窄脉冲方式。
测量NW901的4脚反馈电压达4.6V。查该脚光耦合器N950、误差放大器N951完好。又查R953~R955,发现R955一端引脚脱开。换上标称值为1kΩ电阻,故障排除。
3.1.3 背光灯电路原理精讲
康佳34005503电源+背光灯板中的背光灯电路如图3-5所示。它主要由以IC701(OZ9939)振荡激励控制电路和以复合开关管Q702、Q703为核心的高压形成电路两大部分组成,将输入的直流电压转换为接近于正弦波的交流高压,经4个输出连接器,去点亮液晶显示屏内部的背光灯管,每只灯管启动电压为1750V,维持电压为750V,7mA。
1.背光灯基本电路
(1)OZ9939简介
OZ9939是凹凸公司推出的用于液晶产品背光控制检测电路,内部电路框图如图3-6所示。利用OZ9939组成的液晶背光灯具有效率高、适应电压范围宽、调光范围宽、过电压、过电流保护等优点。OZ9939引脚功能见表3-2。
表3-2 OZ9939引脚功能
(2)背光灯开启电路
电源板输出的12V/2.5A电压经输入连接器XS701的1、2脚送入背光灯电路,然后分为两路:一路直接送给高压形成电路;一路经Q701、ZD701组成的稳压电路产生5V的VDD电压,送给振荡激励控制电路,为其提供电源。
遥控开机后,主板微处理器输出的ON/OFF背光灯高电平开启指令从连接器XS701的3脚输入背光灯电路(该电压开启2V以上,关闭0.8V以下),经R701向N701(OZOZ9939)的10脚ENA提供点灯控制电压,OZ9939内部振荡电路开始启动,经内部处理后从1、15脚输出DRV1和DRV2的PWM脉冲信号,送到高压形成电路的两只复合MOSFET。
(3)背光灯高压形成电路
背光灯高压形成电路主要由复合MOSFET(开关管)Q702、Q703和升压变压器T701、
图3-5 康佳34OO55O3电源+背光灯板背光灯电路
T703构成。其中Q702和T701组成上部的升压电路,升压后的交流电压经连接器XS750、XS751与背光灯管相连接;Q703和T703组成下部的升压电路,升压后的交流电压经连接器XS752、XS753与背光灯管相连接。
图3-6 OZ9939内部电路框图
Q702、Q703内含两只MOSFET。OZ9939的1脚和15脚的激励脉冲分别送到Q702、Q703内部两只MOSFET的G极,内部的两只MOSFET先后导通、截止,其脉冲电流在升压变压器T703、T701一次绕组产生交变电流,在T703、T701的二次7-8高压绕组产生交流高压,升压后为背光灯供电。
2.保护与调整电路
(1)背光灯电流反馈电路
电流反馈电路由D701、D702、D752、D753等元器件组成,将检测电压送到OZ9939的5脚电流检测输入端和7脚检测电压输入端。D701对输出连接器XS750的L端灯管电流进行检测,D752对输出连接器XS751的L端灯管电流进行检测,D753对输出连接器XS752的L端灯管电流进行检测,D702对输出连接器XS753的L端灯管电流进行检测。当背光灯电路发生故障,背光灯管电流不正常,输入到5、7脚的电流检测电压异常时,OZ9939停止振荡,达到保护的目的。
(2)背光灯电压反馈电路
升压变压器T701二次侧输出的高压过电压保护电路由分压电路C751、C752、R750~R753和整流电路D750组成;升压变压器T703二次侧输出的高压过电压保护电路由分压电路C754、C755、R754~R757和整流电路D751组成。两个过电压检测电路整流后在C712、R713两端形成的检测电压,送到OZ9939的6脚过电压保护检测输入端。当升压变压器T701、T703二次侧输出的电压异常时,送到OZ9939的6脚检测电压异常,OZ9939停止振荡,达到保护的目的。
(3)背光灯亮度调整电路
电源板的输出连接器XS701中4脚DIM为调光电压输入端,调整电压范围为最小0V,最大5V,该电压经R702送到控制芯片OZ9939的4脚,以调整1、15脚输出的激励脉冲,实现对背光灯管亮度的调整。
(4)供电欠电压保护电路
供电欠电压保护相关电路如图3-5下部所示,该电路由分压电路ZD702、R720和晶体管Q704、Q705组成,对电源为背光灯提供的12V/2.5A的VIN电压进行检测。12V/2.5A的VIN供电电压正常时,将9.1V稳压管ZD702击穿,Q704经R721获得正向偏置电压而导通,Q705截止,对控制芯片OZ9939的10脚ENA点灯电压不产生影响;当12V/2.5A的VIN供电电压低于9.1V时,将稳压管ZD702截止,Q704截止,Q705导通,将OZ9939的10脚ENA点灯电压拉低,OZ9939内部关闭PWM脉冲输出,背光灯电路停止工作,实现供电欠电压保护。
3.1.4 背光灯电路维修精讲
康佳34005503电源+背光灯板的背光灯电路发生故障,主要引起开机黑屏幕故障,可通过观察待机指示灯是否点亮,测量关键点电压,解除保护的方法进行维修。
1.检测背光灯电路
背光灯电路发生故障,主要引起有伴音和黑屏幕的故障,一是背光灯始终不亮,液晶屏始终为黑屏幕,多为背光灯电路故障,主要检查背光灯的工作条件和背光灯电路;二是液晶屏开机瞬间背光灯点亮,然后熄灭,主要检查保护监测电路、背光灯管和高压形成电路。
(1)检查背光灯工作条件
当背光灯不工作时,首先测量背光灯的工作条件。为了测量方便,可通过测量输入连接器XS701电压判断故障范围:一是测量1、2脚的12V/2.5A供电是否正常;二是测量3脚的ON/OFF背光灯开启电压是否正常;三是测量4脚的DIM-IN亮度调整电压是否正常;四是测量5V稳压电路Q701的E极或N701(OZ9939)的2脚有无5V供电电压。
如果12V/2.5A供电不正常,检查电源板供电电路;如果ON/OFF和DIM-IN电压不正常,检查控制系统电路;如果Q701的E极无5V供电输出,则检查以Q701、ZD701为核心的5V稳压电路。
(2)检测高压电路
测量N701(OZ9939)的1、15脚有无脉冲电压输出,有条件的测量其输出波形有无和是否正常,如果N701的1、15脚无脉冲电压输出,故障在以N701为核心的振荡驱动控制电路,否则故障在背光灯高压形成电路中。
高压形成电路由两个完全相同的电路组成,维修时可采用测量两个电路相同部位电压、电阻数据后,进行比对,找到故障元器件。常见为复合MOSFET(开关管)Q702、Q703击穿,升压变压器T701、T703局部短路击穿等。
2.保护电路维修
当背光灯电路发生过电流、过电压故障时,产生背光灯亮一下就灭的故障现象。维修时,可采取测量关键点电压,判断是否保护和解除保护,观察故障现象的方法进行维修。
(1)根据故障现象,判断是否保护
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。
(2)测量关键点电压,判断哪路保护
背光灯部分过电压保护电路主要对OZ9939的6脚电压进行控制,当过电压保护电路启动时,过电压保护检测电路向6脚送入高电平,OZ9939内部保护电路启动,关闭1、15脚输出的脉冲,背光灯电路停止工作,实现过电压保护。
背光灯部分电流平衡保护电路对OZ9939的5、7脚电压进行控制。当电流反馈电路监测电压异常时,OZ9939的5、7脚电压拉低;OZ9939内部保护电路启动,关闭1、15脚输出的脉冲,背光灯电路停止工作,实现过电压保护。
供电欠电压保护电路对OZ9939的10脚ENA点灯控制电压进行控制,欠电压保护电路启动时,将10脚电压拉低,OZ9939停止工作,实现欠电压保护。
检修时,可在开机后保护前的瞬间通过测量OZ9939的6、5、7、10脚电压判断保护电路是否启动。如果6脚电压异常,则可判断是电压反馈电路引起的保护;如果5、7脚电压异常,则可判断电流反馈电路引起的保护;如果10脚电压异常,则可判断欠电压保护电路启动。
3.维修实例
【例1】开机黑屏幕,指示灯不亮。
分析与检修:首先测量电源板提供的12V/2.5A供电,如果无12V/2.5A供电,一是检查电源板供电电路是否发生故障;二是检查背光灯电路是否发生短路故障,特别是检查Q702、Q703两只MOSFET(开关管)是否击穿短路,升压变压器是否击穿短路,高压输出端的电容是否击穿短路。经过上述检查,发现背光灯电路无12V/2.5A供电,断开背光灯供电,测量开关电源输出电压恢复正常,说明故障在背光灯电路,检查发现Q702击穿。更换后,故障排除。
【例2】开机有伴音,黑屏幕,指示灯亮。
分析与检修:指示灯亮,说明开关电源正常,有伴音,但液晶屏不亮,仔细观察背光灯管根本不亮。
检查背光灯的工作条件,12V/2.5A供电正常,但Q701的E极无5V电压输出,检查5V稳压电路,发现上偏流电阻R704烧断,稳压管ZD701击穿。更换R704、ZD701后,故障排除。
【例3】开机黑屏幕,指示灯亮。
分析与检修:指示灯亮,说明开关电源正常,有伴音,但液晶屏不亮,仔细观察背光灯管在开机的瞬间点亮,然后熄灭。
检查背光灯的工作条件正常,判断保护电路启动。根据维修经验,当灯管之一损坏时,由于灯管电流发生变化,容易引起保护电路启动。拆开电视机,发现一只灯管开机的瞬间不亮,而其他灯管开机的瞬间点亮后熄灭。更换不亮的灯管后,故障排除。