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三星46in液晶屏高压板维修

 数据保存 2017-04-20
    三星46in(1 in = 0. 0254m)液晶屏背光系统高压板包含有A、B两块电路板,其中A板是主板,B板是副板。A、B两块板分布液晶屏背后的左右两侧,以排线连接,工作时实现同步和控制。高压板工作后,为12只背光灯管提供电源。

一、高压板电路工作原理
三星46in液晶屏高压板电路组成框图如图6-21所示。A板以振荡与控制集成电路MSC 1691 A1为核心,配以背光激励、输出和电流分配电路;B板只有背光激励、输出和电流分配电路。每块板有2个升压变压器,每个升压变压器配有12个电流分配变压 器和6个输出插座,驱动12个CCFL灯管。每个升压变压器和与其对应的激励电路(OZ9981 GN) 、4个MOSFET组成一个背光驱动通道,因此A板和B板共有4个背光驱动通道。
三星46in液晶屏高压板电路组成框图

    A, B板的输入插座CN101/CN401的1~5脚和6~10脚向背光电路提供24V电源,但背光控制电平和亮度调节PWM信号只输入至A板输入插座CN101的12脚和13脚。

    三星46in REV: 0. 0和REV: 0. 1两种版本电路结构完全相同,仅有的不同就是输出插座的形状。左、右两块高压板上、下两端都有供级联排线连接的插座,一是将A板的激励脉冲、控制电压、低 压供电电压送到B板;二是将B板产生的检测电压送回A板,实现A板对B板的控制,以便A, B板同步工作。

    (一)振荡与控制电路
    三星46in液晶屏高压板振荡与控制电路如图6-22所示,其振荡与控制电路IC101采用MSC1691AI。在电源供电和主电路板控制系统的控制下启动工作,产生AOUT和BOUT两路脉冲电压,送到A板和B板的双通道激励电路。
三星46in液晶屏高压板振荡与控制电路

    1. MSC1691AI简介
    MSC 1691 AI是MiCrosemi公司研发的低成本、增强型、可直接驱动CCFL灯管的控制器,其内部转换器可以应用于从掌上电脑到大屏幕的液晶彩电的背光 CCFL灯管控制的高压板电路中。其内部电路框图如图6-23所示。它内置数字和模拟PWM亮度控制和过电压、过电流保护电路,采用16脚TSSOP封 装,其引脚功能和开机电压见表6-10,其中测量5、10、14脚电压时,灯管会熄灭。
MSC1691AI (IC101)引脚功能和开机电压
MSC1691AI内部电路框图

    2.启动工作过程
    遥控开机时,主电路板的微控制器输出的背光控制电平ON/OFF和亮度调节DIMMER信号经CN101的12脚和13脚输入至A板,电源板输出的24V 电源经插座CN101/CN401的1~5脚和6~10脚向背光电路提供电源。如图6-24所示,开机时ON/OFF为高电平,使Q102和Q101导 通,将24V电压经降压电阻送到A板稳压电路晶体管Q203, Q103, Q104和B板稳压电路晶体管Q303、Q403的基极,稳压电路晶体管启动工作,在基极外接稳压二极管和晶体管的控制下,从发射极输出5V的VCC电 压,向IC101的16脚(VDDP电源端)和A板激励电路IC102, IC202及B板激励电路IC302, IC402供电。
三星46in液晶屏高压板稳压供电电路

    如图6-22所示,5V的VCC电压还经R142、R141送到IC101的9脚(ENA点灯使能端),该脚是IC101运行与否的使能端,或者说是灯管 点亮与否的控制端,如果该脚逻辑值高,所有功能均启用,IC101开始运行,灯管点亮;如果逻辑值低,内部电源与VDDP端断开,禁用全部功 能,IC101停止工作,灯管熄灭。亮度调节DIMMER信号送到IC101的8脚(亮度调整控制端)。

    IC101获得供电、点灯和亮度控制电压后,内部振荡电路启动,经内部误差放大器、逻辑控制电路波形变换后,从2、3脚输出AOUT、BOUT两个激励脉冲,向A板和B板的双通道激励电路提供脉冲电压。

    IC101的15脚为VDDA基准电压端:由16脚(VCC电源端)经内部稳压后从该脚输出一个3V基准电压,供IC101内部和外部电路工作,IC101保护时该脚没有输出。

    (二)激励驱动与升压输出电路
    1.双通道激励与功率翰出电路

    A板的双通道激励电路由集成电路IC102、IC202组成,A板的功率输出电路由Q110、Q113、Q210~Q213和推动变压器T101、 1201组成;B板的双通道激励电路由集成电路IC302、IC402组成,B板的功率输出电路由Q310~Q313, Q410~Q413和推动变压器T301、T401组成。
    IC102、IC202和IC302、IC402均采用专用集成电路OZ9981。其激励与驱动电路如图6-25所示,图中只画出了一个激励电路的原理 图,其他激励电路原理相同。OZ9981为双通道激励器。每个背光通道有一个激励器,因此A, B板共有4个OZ9981,将振荡与控制电路送来的AOUT、BOUT脉冲放大后,产生HDOUT、LDOUT和HCOUT、LCOUT四路两组激励脉 冲,推动桥式功率输出电路MOSFET(开关管)Q*10~Q*13交替工作在导通和截止状态,在推动变压器T*01中产生感应脉冲。

    2.升压与输出电路
    A板的功率输出电路推动变压器T101、T201和B板的功率输出电路推动变压器T301、T401产生的激励脉冲电压,被送到各自的升压变压器,升压后为背光灯管提供高压电源。升压与输出电路如图6-26所示。
三星46in液晶屏高压板激励与驱动电路
三星46in液晶屏高压板升压与输出电路

    (三)保护电路
    振荡与控制电路IC101的13脚(OVSNS)是过电压检测输入端。经过过电压取样电路,输入一个与灯管电压成正比的全波交流电压。OVSNS输入电压经全波整流,然后加在IC101内部的2V参考电压的数字比较器上。

    该脚输入信号的频率范围为10~500kHz。正常工作时该脚电压小于士2V。当该脚电压大于土2V时,内部的数字比较器发生翻转,保护电路起控,IC101被禁用,灯管熄灭。

    振荡与控制电路IC101的14脚(OCSNS)是过电流检测输入端。经过电流取样电路,输入一个以地为中点与高压变压器二次绕组电流成正比的全波交流电 压OCSNS,然后加在IC101内部的以2V为参考电压的数字比较器上。如果峰值电压持续大于2V,内部的数字比较器发生翻转,将发生过电流关闭。

    该高压板在实际应用中,IC101的13脚保护功能没有使用。而是围绕14脚的保护功能,设计了完善的过电压、过载保护电路。

    1.过电压保护电路
    过电压保护电路如图6-27所示,图中只画出一个升压变压器输出端的过电压保护电路,输出的高压经分压电容分压后,再经二极管整流产生检测电压OVP- A~OVP-D,汇总后送到IC101的14脚。当输出高压过高时,送到IC101的14脚峰值电压持续大于2V,保护电路启动,停止输出激励脉冲。
三星46in液晶屏高压板过电压保护电路

    2.过载保护电路
    过载保护电路如图6-28和图6-29所示。高压变压器2-3绕组产生的感应电压直接反映输出电压的高低,也反映输出电流的大小。该电压经二极管整流后产 生保护检测电压OLP。OLP电压过高时,将稳压管ZD104击穿,经D199送到IC101的14脚。另外OLP电压经运算放大器IC203 ( BA2901)运算放大后,对IC101的9脚(使能端)进行控制,当发生过载故障时,将IC101的9脚电压拉低,IC101停止工作。
三星46in液晶屏高压板过载保护检测电路
三星46in液晶屏高压板过载保护运算电路


二、高压板电路故障维修
    高压板的输出电路,工作于高电压、大电流的状态,故障率较高,其常见的故障现象是不点灯或亮后熄灭,引发黑屏幕故障。由高压板不点灯引起的黑屏和由电源板 故障引起的黑屏是有一定区别的,电源板出现故障时,整机无电,屏幕上什么都看不到,是真正意义上的黑屏;高压板出现故障时,液晶彩电工作时仔细观察屏幕, 会发现有微弱的图像,这种黑屏严格来说应称为“暗屏”,但一般习惯上仍称为“黑屏”。

    (一)背光灯始终不点亮
    1.熔丝烧断

    维修时,首先检查高压板的熔丝管是否正常,若烧断,说明高压板存在短路故障,一是重点检查高电压、大电流的激励驱动电路A板的Q110~Q113和 Q210~Q213、B板的Q310~Q313和Q410~Q413是否击穿短路;二是对升压变压器高压绕组进行检测,对比各个高压绕组的电阻是否相同, 电阻小的则说明高压绕组局部短路;三是检查双通道激励电路A板的IC102、IC202、B板的IC302、IC402是否击穿短路;四是检查电源供电电 路的滤波电容是否击穿。

    2.熔丝未断
    熔丝未断,说明高压板电路无严重短路故障,主要是高压板不工作。首先检测高压板的供电、调整控制电压是否正常:一是测量A板CN101和B板CN201的 1一脚的24V供电是否正常,如果不正常,检查电源板供电电路。二是测量A板CN10的12脚ON/OFF点灯控制电压是否为高电平,CN10的13脚 DIMMER亮度调整电压是否正常,如果不正常,故障在主电路板控制电路。三是检查5V电压产生电路是否有5V的VCC电压输出,如果A, B板均无5V的VCC电压输出,则检查Q102、Q101的5V供电控制电路;如果A板无5V的VCC电压输出,检查Q103、Q104、Q203及其基 极的稳压电路;如果B板无5V的VCC电压输出,检查Q103、Q104、Q203及其基极的稳压电路。

    3.检测激励脉冲
    如果通过上述测量,高压板的供电和调整控制电压正常,具备工作条件,高压板仍不工作,可通过测量激励脉冲电压的方法,确定故障范围,有条件的最好用示波器 测量激励脉冲,这样直观准确。首先测量MSC1691盗的2、3脚有无激励脉冲输出,如果无脉冲输出,故障在以MSC1691 AI为核心的振荡与控制电路;如果有激励脉冲输出,则测量双通道激励电路OZ9981 GN的1、4、9、12脚有无HDOUT、LDOUT和HCOUT、LCOUT四路两组激励脉冲输出,无脉冲输出或脉冲不正常,故障在双通道激励电路,否 则故障在桥式功率升压输出电路。对于桥式功率放大和升压输出电路的脉冲测量,由于电压较高,超过仪器仪表的测试范围,建议采用感应测试的方法,即将测量表 针不接触测试点,而是靠近测试点但不接触测试点的方法,测量测试点的感应电压,虽然测量不是很准确,但是由于A板和B板的功率输出和升压电路相同,可将电 路中相同部位的电压和脉冲波形进行比较,从中发现异常电压和波形,确定故障部位。

    (二)背光灯亮后熄灭
    开机点亮灯管但瞬间熄灭是由于背光保护引起的。高压板保护电路有过电压保护和过电流保护两种。这两种保护启动时,其表现是有区别的,如果是过电压保护,则灯管点亮后约1s才熄灭;如果是过电流保护,则灯管点亮后瞬间熄灭。

    1.过电压保护维修
    引起过电压保护电路启动:一是灯管失效或灯管供电电路接触不良,造成负载变小,输出高压升高,引起过电压保护电路启动;二是过电压检测电路的分压电容不 良,造成分压过高,检测电压升高,引起过电压保护,是该高压板引发过电压保护的一个重要原因。对于前者一是代换灯管试验,二是对灯管供电电路进行检查和焊 接;对于后者,则换用优质的分压电容。

    2.过载保护维修
    引发过载保护电路启动:一是灯管内部漏气,闪烁造成电流增大;二是背光灯供电连接器接触不良引发打火,造成电流增加;三是升压变压器高压绕组内部短路,造成电流增加。维修时可采用更换灯管、发现和处理连接器打火点、更换升压变压器的方法排除故障。

    3.解除保护方法
    维修时可通过如下方法解除保护或延迟保护,通过解除保护后开机观察故障现象、测量关键点电压的方法,判断故障范围。

    一是将A板上的UP焊盘短接,迫使高压下降,解除过电压保护。二是在MSC 1691的14脚并联4. 7μF电容,降低过电压保护的灵敏度。三是短路R182或R139,其实就是降低保护的阑值。原来过电压或过载保护电压超过5.4V时14脚便可得到2V 的临界电平,短路R182后,过电压或过载保护电压要达到8. 8V、14脚才能得到2V的临界电平,间接解除过电压保护。四是增加R172电阻,阻值为15kfl, R172和C123在电路板上留有位号,位于6-27中R137的左端,但实际未装,如果增加一个15kΩ的R172,同样是降低了保护的阈值,延迟保护 启动。五是取消电阻R137,取消R137后,完全解除了过电压或过载保护。
 
   上述方法意在解除和延迟保护电路启动,便于维修时观察到背光灯点亮的现象和测量高压板关键点电压,但开机时间不宜过长,检修后将上述电路恢复原状,避免维修后保护电路失效,造成更大的故障。

    (三)背光灯工作不稳定
    1.间断黑屏幕

    使用一段时间后黑屏,关机后再开可重新点亮,这种故障主要是由于高压电路末级或供电级元器件发热量大,长期工作造成虚焊所致。通过轻轻拍打机壳观察屏幕是否恢复点亮可以辅助判断,找到故障点后补焊即可。

    2.屏幕闪烁
这种故障主要是由背光灯管老化引起,极少数是因为高压电路不正常所致。

    例6-14:不定时出现背光熄灭故障。但机器冷却后再次开机,背光又能点亮。
    分析与检修:第一批采用三星46in液晶屏所配的高压板是0.0版,这批机器在使用一段时间后,会不定时出现背光熄灭故障,但机器冷却后再次开机,背光又能点亮。引发该故障的原因:过电压保护电路中电压分配电容的容量会随温度的变化而变化,引起保护电路误触发。

    处理方法是:将过电压保护电路中电压分配电容更换为优质的同容量电容,如受温度变化影响较小的陶瓷贴片电容;也可将MSC1691的14脚外部的抗干扰电容C120改为陶瓷贴片电容,容量由原来的220pF增大到2200Pf。

    例6-15:开机伴音正常,屏幕始终不亮。
    分析与检修:有声,表明电源供电正常,高频、中频伴音功放等部分电路正常,故障关键点在图像显示和背光灯高压板电路。观察显示屏背光灯开机后始终没点亮。 测量高压板连接器CN101的1-5脚的24V供电正常;CN101的12脚ON/OFF背光灯开关电压和13脚的DIMMER亮度控制电压也正常。

    检查A板上的熔丝F101熔断,说明高压板有严重短路故障。用电阻测量法排除短路故障,对电路板大功率元器件进行检测,发现推挽输出电路Q*01和Q*02击穿。更换Q*01和Q*02、F101后,故障排除。

    液晶彩电高压板的核心是集成电路,如果不同型号的两块高压板采用的集成电路型号相同,即使液晶彩电的型号、高压板型号不同,其工作原理基本相同,集成电路 的引脚电压也相差无几,只是外部电路元器件编号不同,两者可以参照维修。以下各表统计了本书各章节介绍的电源+高压二合一板集成电路配置型号,供读者维修 采用相同集成电路的电源+高压二合一板时参考。

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