第2章 长虹液晶彩电背光灯板维修精讲
2.1 长虹INV20-606A背光灯板维修精讲
长虹液晶彩电采用的INV20-606A(D)背光灯板,采用BIT3106驱动控制电路和4只复合MOSFET(开关管)组合方案,为6只背光灯提供交流高频高压,配LG的LC201V02液晶屏,应用于长虹CHD-TM201F7、TCL-LCD2026A等液晶彩电中。
2.1.1 背光灯板原理精讲
长虹TM201F7液晶彩电采用的INV20-606A(D)背光灯板实物图解如图2-1所示,电路组成框图如图2-2所示,背光灯板电路原理图如图2-3所示,主要由驱动控制电路、全桥结构升压输出电路组成。背光灯通过连接器CN1与主电路板相连接,其中1、2脚是电源12V供电电压VIN输入端,为背光灯电路供电;3脚为ON/OFF点灯开启电压输入端;4脚为ADJ亮度控制电压,背光灯电路启动工作,将12V直流电压转换为接近于正弦波的交流高压,去点亮液晶显示屏内部的6只背光灯。
1.背光灯基本电路
(1)驱动控制电路
背光控制电路主要由U1(BIT3106)内外部电路构成,在主电路板的控制下启动工作,输出4路驱动脉冲信号,并具有过电压、过电流保护功能。
BIT3106是背光灯高压逆变PWM控制芯片,其内部电路框图如图2-4所示,内含振荡器、定时器、时钟与锯齿波形成电路、亮度控制电路和驱动输出电路;具有过电流、过电压保护功能。BIT3106引脚功能见表2-1。
遥控开机时,主电路板的微控制器输出的ON/OFF点灯控制信号为高电平4V,经CN1的3脚、R87加到Q1的B极,使NPN带阻晶体管Q1导通,其C极输出低电平,将PNP带阻晶体管Q2的B极电压拉低而导通,CN1的1、2脚输入的12V电压经R10限流、导通的Q2后,再经稳压管D3稳压,向BIT3106的6脚和12脚提供工作电压,同时经R11向BIT3106的24脚提供点灯启动电压,BIT3106内部振荡电路开始工作,其振荡频率由8、9脚外接的定时电阻和定时电容大小决定。振荡电路工作后,产生振荡脉冲,经分频、延时、叠加后,加到内部驱动电路,经过变换整形后从17、18、14、13脚和15、16脚输出PWM驱动脉冲,送到全桥驱动电路,激励全桥电路工作于开关状态。
图2-1 长虹INV2O-6O6A(D)背光灯板实物图解
图2-2 长虹INV20-606A(D)背光灯板电路组成框图
表2-1 BIT3106引脚功能
(续)
(2)全桥驱动升压输出电路
全桥驱动升压输出电路由激励电路Q3~Q14、全桥驱动复合MOSFET(开关管)U2~U5、升压变压器T1~T6等元器件共同组成,分为A组和B组两组相同的驱动升压电路,产生符合要求的交流高压,驱动CCFL工作。
驱动电路U2~U5内含两只MOSFET,一只为P沟道MOSFET,一只为N沟道MOSFET。U2、U3共同完成T1~T3一次绕组的电压变换,升压后的交流高压由连接器CN2、CN3输出,以点亮A组3只灯管;U4、U5共同完成T4~T6一次绕组的电压变换,升压后的交流高压由连接器CN4、CN5输出,以点亮B组3只灯管。
从BIT3106的17、18、14、13脚输出P沟道MOSFET驱动信号,从BIT3106的15、16脚输出N沟道MOSFET驱动信号,驱动A、B两组驱动电路工作。由于两组驱动电路相同,下面仅以A组驱动电路为例进行说明:
A组驱动电路由激励电路Q3、Q4、Q7~Q10。全桥驱动电路U2、U3和升压变压器T1~T3等组成,其中U2、U3内置P沟道和N沟道MOSFET。
从BIT3106的17脚输出的信号经Q3放大,Q7、Q8推挽缓冲后,经R34加到U2的4脚,内部P沟道MOSFET的G极,经内部MOSFET放大后,从MOSFET的D极U2的5、6脚输出。
从BIT3106的15脚输出的驱动信号经R35送到U2的2脚,内部N沟道MOSFET的G极,经内部MOSFET放大后,从MOSFET的D极U2的7、8脚输出。
从BIT3106的18脚输出的驱动信号经Q4放大,Q9、Q10推挽缓冲后,经R37加到U3的4脚,内部P沟道MOSFET的G极,经内部MOSFET放大后,从MOSFET的D极U3的5、6脚输出。
从BIT3106的16脚输出的信号经R38送到U3的2脚,内部N沟道MOSFET的G极,经内部MOSFET放大后,从MOSFET的D极U3的7、8脚输出。
图2-3 长虹INV20-606A
背光灯板电路原理图
图2-4 BIT3106内部电路框图
在BIT3106的15~18脚驱动脉冲的驱动下,U2、U3内部的MOSFET交替导通与截止,并从U2、U3的5~8脚输出脉冲信号,经C22~C24加到升压变压器T1~T3的一次绕组,经T1~T3变换升压后,在T1~T3二次绕组输出高压。
从变压器T1二次侧输出的高压经CN2的1脚进入A组灯管1,电流从CN2的2脚流出,经R49、R51到地形成回路,A组灯管1被点亮。为保证背光灯亮度稳定,在R51上端产生的电压作为负反馈信号,经D11、R5反馈至BIT3106的29脚内部放大器反相输入端,自动稳定BIT3106内部放大器的工作状态。
从变压器T2输出的高压经CN3的1脚进入A组灯管2,电流从CN3的3脚流出,经R54、R56到地形成回路,A组灯管2被点亮。为保证背光灯亮度稳定,在R56上端产生电压作为负反馈信号,经D13、R5反馈至BIT3106的29脚内部放大器反相输入端,自动稳定BIT3106内部放大器的工作状态。
从变压器T3输出的高压经CN3的2脚进入A组灯管3,电流从CN3的4脚流出,经R59、R60到地形成回路,A组灯管3被点亮。为保证背光灯亮度稳定,在R60上端产生的电压作为负反馈信号,经D15、R5反馈至BIT3106的29脚内部放大器反相输入端,自动稳定BIT3106内部放大器的工作状态。
(3)亮度调节电路
亮度控制电路由R1~R3、R12、D1、D2、R81、R82组成,对A、B两组灯管单元亮度进行控制。从主板控制系统送来PWM控制电压从连接器CN1的4脚输入2~5V的可变电压,经R1、R2分压、C2滤波和R3限流后,由D1、R81加到BIT3106的29脚,经BIT3106内部电路处理后,通过控制BIT3106输出的A组的驱动脉冲占空比,控制A组3只灯管的亮度;由D2、R82加到BIT3106的2脚,经BIT3106内部电路处理后,通过控制BIT3106输出的B组驱动脉冲占空比,控制B组3只灯管的亮度。
2.背光灯保护电路
(1)电流检测保护电路
A组3只灯管的过电流保护电路由D10、D12、D14、Q15~Q17、Q21及BIT3106的27脚内部电路组成。
接在CN2上的灯管1点亮后,将在R49上端形成检测电压,该电压经D10、R50送到Q15的G极;接在CN3上的灯管2点亮后,将在R54上端形成检测电压,该电压经D12、R53送到Q16的G极;接在CN3上的灯管3点亮后,将在R59上端形成检测电压,该电压经D14、R58送到Q17的G极。
Q15~Q17共同组成串联式电流检测电路。当某种原因造成A组3只灯管或其中1只灯管电流减小时,在R49、R54、R59上端获得的电压下降,Q15~Q17组成的串联式电流检测电路电流下降,Q21的G极电压上升,其导通程度增强,Q21的D极电压下降,并送入BIT3106的27脚,当BIT3106的27脚电压下降到0.3V时,BIT3106的17、18脚输出的脉冲被切断,电路处于保护状态。
同理,B组(3只)灯管的电流检测保护电路由D16、D18、D20、Q18~Q20、Q22及BIT3106的4脚内部电路组成,电路结构及工作原理与A组完全相同,所以A或B组3只灯管中,只要任意一只灯管电流下降或灯管开路,都将造成相应电流检测电路工作而处于保护状态。
(2)过电压保护电路
BIT3106有2个过电压检测端口,分别为BIT3106的5、26脚,26脚用于检测T1~T3输出的高压,5脚用于检测T4~T6输出的高压。当检测到各路变压器输出的高压异常升高时,BIT1306内部保护电路启动,切断输出的激励脉冲。下面以T1~T3高压保护电路为例进行说明。
T1输出的交流高压经C30、C31分压,再经D4整流、C25滤波,形成第一路电压;T2输出的交流高压经C33、C34分压,再经D5整流、C25滤波,形成第二路电压;T3输出的交流高压经C37、C38分压,再经D6整流、C25滤波,形成第三路电压。该3路电压经R45、R46分压后,送入BIT3106的26脚。当T1~T3同时或任意一组二次侧输出的高压由于某种原因升高时,C25滤波后的电压随之升高,造成BIT3106的26脚电压高于2V时,经BIT3106内部电路处理后,BIT3106的17、18脚将停止输出驱动脉冲,从而达到过电压保护的目的。
2.1.2 背光灯板维修精讲
1.背光灯板维修
一般情况下,不点灯故障与驱动电路和升压变压器没有直接的联系,因为液晶彩电的背光灯板都是多灯的,也就是说,背光灯板上有多个驱动电路和多路输出,这几路不可能同时损坏,只要有一组正常,PWM控制芯片有激励脉冲输出,灯管都能亮一下然后保护。
由背光灯板不点灯引起的黑屏和由电源故障引起的黑屏是有一定区别的,电源电路出现故障时,整机无电,屏幕什么都看不到,是真正意义上的黑屏;背光灯板出现故障,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”,但一般仍习惯称为“黑屏”。
(1)检查CN1电压
维修时,首先检查背光灯逆变器与主电路板的连接器CN1输入的1、2脚电源供电12V电压是否正常,3脚的ON/OFF启动电压是否为高电平,4脚的亮度调整电压是否正常。如果CN1的上述电压不正常,首先排除开关电源板和主电路板相关电压的产生和控制电路。
(2)检查熔丝是否熔断
检查背光灯板的熔丝是否正常,若熔断,说明背光灯板存在短路故障。一是检查供电滤波电容器C1、C5是否击穿短路。二是检查易发生故障的全桥驱动电路是否击穿短路。若熔丝完好,说明背光灯板没有发生短路现象,故障在PWM控制芯片BIT1306及其外围电路。
(3)检查PWM控制芯片
检查PWM控制芯片BIT1306的6脚和12脚的VCC供电是否正常,若不正常,检查Q1、Q2供电及其控制电路。
若BIT1306的供电正常,再检查PWM控制芯片BIT1306的8、9脚外部的定时电容、定时电阻是否正常。
测量BIT1306的13~18脚是否有激励脉冲输出,由于BIT1306的引脚较密,不易测量,也可测量全桥驱动电路U2~U5的2、4脚是否有激励脉冲输入。若无激励脉冲输入,则检查BIT1306的外围元器件,若外围元器件无异常,则更换BIT1306。
(4)检查全桥驱动电路
如果BIT1306的2、4脚有激励脉冲输出,故障在U2~U5全桥驱动升压输出电路,重点检测复合MOSFET(开关管)U2~U5和升压变压器是否损坏。
由于A、B两组全桥驱动电路、T1~T6高压形成电路、灯管供电电路和过电压、电流检测保护电路相同,其相同部位和引脚的对地电压和对地电阻相同。维修时,可分别测量A、B两组驱动电路、升压输出电路、过电压和电流检测保护电路的对地电压、对地电阻,然后将测量结果进行比较,哪个测试点的电压或电阻与其他相同测试点的电压或电阻不同,就是该测试点相关的电路发生故障。
由于背光灯板T1~T6输出电压高达一千多伏,检修时一是要注意安全,二是可采用高压测试笔测量输出电压。如果无高压测试笔,可采用表笔接近测试点,但不接触测试点的方法,利用电磁感应原理,测量其感应电压。
2.保护电路维修
保护电路启动,会引起开机点亮灯管,但瞬间熄灭的故障。背光灯板保护电路有过电压保护和电流检测保护两种,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;如果是电流检测保护,则灯管点亮后瞬间熄灭。判断是过电压保护还是电流检测保护,可通过测量关键点电压和解除过电压或电流检测保护电路来进行。
(1)测量关键点电压,判断是否保护
开机后保护前的瞬间,测量PWM控制芯片BIT1306的4、5脚和26、27脚电压,判断保护电路是否启动。4脚为B组灯管电流检测保护输入端,5脚为B组灯管过电压保护输入端;26脚为A组灯管过电压保护输入端,27脚为A组灯管电流检测保护输入端。4脚和27脚电压低于0.3V或灯管开路时,电路处于保护状态;5脚和26脚电压高于2V时,B组灯管将关闭。
由于BIT1306的引脚较密,不宜测量,可通过间接测量方法判断。4脚电压测量B组过电流检测电路Q20的D极电压,如果低于0.3V,则是B组灯管电流检测保护电路启动;27脚电压测量A组过电流检测电路的Q21的D极电压,如果低于0.3V,则是A组灯管电流检测保护电路启动;5脚电压测量B组过电压检测电路D7~D9整流后的输出端电压,如果高于2V,则是B组过电压保护电路启动;26脚电压测量A组过电压检测电路D4~D6整流后的输出端电压,如果高于2V,则是A组过电压保护电路启动。
(2)解除保护,根据故障现象维修
可在BIT1306的4、5脚和26、27脚外部检测电路采取措施,解除保护,观察故障现象,测量关键点电压,根据故障判断故障范围,进行维修。
如果测量BIT1306的5、26脚电压高于2V引起过电压保护,可将B组或A组过电压检测电路D7~D9或D4~D6整流后的输出端对地并联数十欧电阻,将BIT1306的5、26脚电压降低到2V以下,解除过电压保护。如果这时灯管点亮后不熄灭,则说明是过电压保护,如果还是熄灭,则说明是过电流保护。
对于过电压保护,多数是由于输出电路开路引起,如升压变压器、输出插座、输出电容虚焊等,也有的是取样电容击穿或开路引起。对前者,可以将相关元器件引脚重新焊接一遍;对于后者,因为有多组这样的电路,可以采用对比法,用数字万用表在路测量取样电容的正、反向容量,找到在路正、反向容量差别较大的一组,更换相关的电容,故障即可排除。
如果测量BIT1306的4、27脚电压低于0.3V,引起电流检测保护,可将B组或A组电流检测电路Q20、Q21拆除,或将Q20、Q21的G极与S极短接,如果还不能解除保护,在Q20、Q21的D极对地并联适当电阻,模拟Q20、Q21正常导通,将4、27脚电压恢复正常值,即可解除保护。
对于过电流保护,多数是由于升压变压器匝间短路引起负载电流过大产生。对于电流检测保护,多为灯管损坏或接触不良引起的。如果哪个灯管不亮,可以更换灯管,如果还不亮,则对该灯管供电电路进行维修。如果发生屏幕闪烁故障,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。
3.维修实例
【例1】开机后有伴音,黑屏幕。
分析与检修:观察背光灯,根本不亮,拆开电视机,对背光灯逆变器电路进行检查。检测连接器CN1的1、2脚的12V供电正常,测量BIT1306的6、12脚有AVDD和PVDD电压输入;但测量C5两端和全桥驱动电路U5~U5无12V电压供电,检查相关供电的熔丝熔断,但测量C5两端和全桥驱动电路U5~U5对地电阻均正常,更换熔丝后,故障排除。
可能该背光灯板的熔丝设置参数过小,开机的冲击电流将熔丝熔断。
【例2】开机后有伴音,屏幕亮一下即灭。
分析与检修:观察背光灯,开机数秒后,灯管点亮,然后马上熄灭,判断背光灯电路保护电路动作。
开机后保护前的瞬间,测量BIT1306的5、26脚外部过电压检测电路,D4~D6整流输出电压瞬间升到2.5V以上,判断过电压保护电路启动。在D4~D6检测输出公共端对地并联一只100Ω电阻后,开机灯管点亮,但发现与CN3相连接的一只灯管不亮,更换该灯管后,故障排除。
由于该灯管损坏,无电流,造成高压变压器T2输出电压升高,引起过电压保护电路启动,另外由于该灯管无电流,电流平衡检测电路也会启动保护。
【例3】开机后有伴音,黑屏幕。
分析与检修:观察背光灯,根本不亮,拆开电视机,对背光灯电路进行检查。检测连接器CN1的1、2脚的12V供电正常,测量BIT1306的6、12脚有AVDD和PVDD电压输入;但测量C5两端和全桥驱动电路U2~U5的3脚无12V电压供电,检查相关供电的熔丝熔断,测量C5两端对地电阻为0Ω,而拆下C5测量正常,判断全桥驱动电路U2~U5有严重短路故障,仔细检查全桥驱动电路U2~U5,发现U5颜色变深,表面裂纹,拆下测量,发现U5内部击穿短路。更换U5和熔丝后,故障排除。