新型液晶彩电背光灯板维修精讲
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2.3 长虹HS080L-2HF01电源+背光灯板维修精讲

长虹液晶彩电采用的HS080L-2HF01电源板,为开关电源+背光灯二合一电路板,该电路板集成电路采用NCP1271+FAN7319组合方案,开关电源电路输出12VA(或24VA)、12V(额定0.8A/最大1.5A)、5V(额定1A/最大2A)电压,开关电源部分输入市电适用范围AC 100~240V,AC 100V时最大输入电流为2A,最大输出功率≤80W,待机状态AC220V时消耗功率≤1W。背光灯电路输出AC 800~1200V交流高压,将三只U形背光灯管点亮,配合AUO T240XW01-V1液晶显示屏,背光灯部分谐振频率为55kHz,灯管平均电流14~15.5mA,亮度调整范围在10%~100%。

型号为FSP080L-2HF01/XR7.820.062的电源板输出电压与HS080L-2HF01的基本相同,可互相代换,应用于长虹LT2463、LT24639等液晶彩电中。

长虹HS080L-2HF01电源+背光灯板实物图解如图2-11所示,电路组成框图如图2-12所示。

该电源板由两部分组成:一是以集成电路NCP1271(U201)、开关管Q201、变压器T201为核心组成的开关电源电路,产生12VA(或24VA)、12V、5V电压;二是以驱动控制电路FAN7319(U401)、复合MOSFET(开关管)Q401~Q403和升压变压器T401~T403为核心组成的背光灯逆变器电路,将开关电源供给的12V电压逆变为AC 800~1200V交流高压,经输出连接器CN401~CN403将背光灯管点亮。

2.3.1 电源电路原理精讲

长虹HS080L-2HF01电源+背光灯板开关电源电路如图2-13所示,由抗干扰、市电整流滤波电路和开关电源电路组成。市电经抗干扰和市电整流滤波电路产生300V电压,为开关电源电路供电;开关电源电路将300V供电转换为12VA(或24VA)、12V、5V电压,为主板和电源板上的背光灯电路供电。

1.抗干扰和市电整流滤波电路

(1)抗干扰电路

CX101、FL101、CX102、CY101、CY102、FL102、CY106组成两级共模滤波抗干扰电路,市电经熔丝F101后,利用电感线圈和电容器组成的共模滤波电路,滤除市电电网干扰信号,同时防止开关电源产生的干扰信号窜入电网。电路中NTC1为限流电阻,限制开机冲击电流;RV101为压敏电阻,当市电电压超过其耐压时击穿短路,将熔丝F101熔断,断电保护。

(2)全桥整流滤波

滤出脉冲干扰的市电,再经全桥BD101整流、大滤波电容C201滤波,形成300V的直流电压,经开关变压器T201的1-3绕组送到MOSFET(开关管)Q201的D极,作为开关管的工作电压。

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图2-11 长虹HS080L-2HF01电源+背光灯板实物图解

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图2-12 长虹HS080L-2HF01电源+背光灯板电路组成框图

2.开关电源电路

开关电源电路以驱动控制电路NCP1271(U201)、开关管Q201、变压器T201、稳压电路光耦合器N202、误差放大器U301为核心组成。

(1)NCP1271开关电源控制电路

NCP1271是一款小型开关电源专用控制电路,内部电路框图如图2-14所示,内含振荡器、高压软启动、稳压控制、驱动电路等,VCC最大额定电压为20V。NCP1271引脚功能和维修数据见表2-5。

表2-5 NCP1271引脚功能和维修数据

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(2)启动工作过程

启动电路以D204、R220、R211为核心组成。交流220V市电经D204整流、R220、R211降压后送到U201的8脚,U201的8脚内部为高压恒流源,由高压恒流源输出充电电流到6脚,对6脚外接电容C209进行充电,当6脚电压上升至9.1V以上时,内部振荡电路开始启动,从5脚输出PWM驱动脉冲,经R206、D203、R205、Q302送到Q201的G极,推动开关管Q201工作于开关状态,其脉冲电流在T201中产生感应电压,开关电源正式启动。T201二次侧的感应电压经整流滤波后产生12VA(或24VA)、12V、5V,其中5V电压经连接器CON301输出,为主板控制系统和小信号处理电路供电,12VA(或24VA)电压经连接器CON301输出为主板伴音功放电路,12V电压为电源板上的背光灯逆变器电路供电。

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图2-13 长虹HS080L-2HF01电源+

(3)U201振荡维持供电电路

开关变压器T201的4-6绕组产生的感应电压经D206整流、C209滤波,形成VCC电压,该电压一是送到U201的6脚,向U201内部电路进行供电以维持U201继续工作;二是经过Q205、ZD201稳压后为稳压和保护电路供电。

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背光灯板开关电源电路

(4)稳压控制电路

稳压控制电路主要由误差放大器U301、光耦合器N201及驱动控制电路U201的2脚内部电路完成。开关电源输出电压升高时,取样后U301的1脚电压升高,U301的3脚电压降低,迫使光耦合器N201的导通程度增加,将U201的2脚电压拉低,电流增大,通过U201内部比较器处理后对振荡器产生的脉冲进行控制,使5脚输出的PWM方波脉冲宽度变窄,电源输出电压下降。

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图2-14 NCP1271内部电路框图

3.开关电源保护电路

该电源设有市电过低保护电路和输出电压过高保护电路,当市电电压过低或开关电源输出电压过高时,保护电路启动,开关电源停止工作。

(1)市电供电保护电路

该电路由市电取样电路、整流管D205、C207和开关管Q204、Q203组成,对驱动控制电路U201的2脚电压进行控制。当市电电压正常时,AC 220V市电经D204整流、R219~R216分压获取取样电压,该电压经D205整流、C207滤波后,使Q204导通,Q203截止,对U201的2脚电压不产生影响;当市电电压过低时,经过分压和整流滤波后的电压,不能使Q204导通而截止,D极输出高电平,Q203导通,将U201的2脚电压拉低,U201内部停止工作。

(2)输出电压过高保护电路

该电路由稳压管ZD301、ZD302、晶体管Q301、光耦合器N202、Q202组成,对U201的1脚电压进行控制。当开关电源输出5V电压超过6.8V(稳压管ZD301的稳压值)时,击穿ZD301;当开关电源输出的12V电压超过15V(稳压管ZD302的稳压值)时,击穿ZD302。击穿后的电流使Q301导通,光耦合器N202导通、Q202导通,向U201的1脚注入高电平,U201内部保护电路启动,开关电源停止工作。

2.3.2 电源电路维修精讲

长虹HS080L-2HF01电源+背光灯板开关电源电路发生故障,主要引起开机三无,指示灯不亮的故障。可通过测量熔丝是否熔断、测量关键点电压的方法进行维修。

1.熔丝熔断

测量熔丝F101是否熔断,如果已经熔断,说明开关电源存在严重短路故障,主要对以下电路进行检测。

1)检测AC 220V市电输入电路的CX101、CX102、CY101、CY102和整流滤波电路的BD101、C201是否击穿漏电。

2)检查电源开关管Q201是否击穿,如果击穿,进一步检查U201的2脚外部的稳压控制电路的U301、N201;检查Q201的D极外接的尖峰脉冲吸收保护电路D201、R202、C202、D202是否开路失效;检查Q201的S极电阻R201是否连带损坏等,避免更换Q201后,再次损坏。

2.熔丝未断

如果测量熔丝F101未断,说明开关电源不存在严重短路故障,主要是开关电源电路未工作,主要对以下电路进行检测。

1)测量电源有无电压输出。如果有12V和5V电压输出,检查电源板与主电路板之间的连接器连线和主板负载电路。

2)如果测量电源无12V和5V电压输出,则检查开关电源电路,首先测量大滤波电容C201两端有无300V电压,无300V电压,检查抗干扰电路开路故障;有300V电压,检查以U201为核心的开关电源电路。

3)测量U201的8脚有无启动电压,无启动电压,检查8脚外部的D204、R220、R211整流和启动电路,常见为启动电路R220、R211阻值变大或烧断;有启动电压,检查U201的6脚有无VCC工作电压,无VCC工作电压,检查6脚外部的VCC整流滤波电路D206、R222//R221、C209等二次供电电路。

4)300V和启动电压正常,测量U201的5脚有无激励脉冲输出。如果无激励脉冲输出,则是U201驱动控制电路故障,测量U201及其外围元器件;如果有激励脉冲输出,则检查5脚外部的Q201、T201及其二次侧整流滤波电路。

5)检查T201二次侧的整流滤波电路是否发生开路故障,造成无12V或5V输出;检查整流滤波电路有无短路故障,造成开关电源过电流保护停止工作,无电压输出。

3.保护电路维修

当开关电源C201的两端有300V电压,U201的8脚也有启动电压,但开关电源不工作时,注意检测市电过低保护电路和输出电压过高保护电路是否启动。

(1)检修市电过低保护电路

判断市电过低保护电路是否启动,测量Q203的G极电压,该电压正常时为0V低电平,如果变为0.7V以上高电平,则是该保护电路启动。引起保护的原因:一是AC 220V时电压过低;二是市电过低保护电路元器件变质引发的误保护,常见为分压电阻R219~R217阻值变大。解除市电过低保护的方法是将Q203的G极对地短路。

(2)检修输出电压过高保护电路

判断输出电压过高保护电路是否启动,测量Q301的B极电压,该电压正常时为0V低电平,如果变为0.7V以上高电平,则是该保护电路启动。引起保护的原因:一是开关电源输出电压过高,多为保护电路误差放大器、光耦合器发生开路故障所致;二是输出电压过高保护电路元器件变质引发的误保护,常见为稳压管ZD301、ZD302变质漏电。解除输出电压过高保护的方法是将Q301的B极对地短路。

4.维修实例

【例1】开机三无,指示灯不亮。

分析与检修:观察指示灯不亮,检测电源板无5V和12V输出,判断故障在电源电路中。通电测量C201两端电压为0V,检测熔丝F101熔断,说明电源电路存在严重短路故障。

测量电源电路整流滤波电路,未见短路元器件;检查开关电源时,发现大功率MOSFET(开关管)Q201击穿,检查Q201外部元器件,发现其D极的尖峰脉冲吸收电路C202有裂纹,拆下测量已经失效。更换C201、F101、Q201后,故障排除。

【例2】开机三无,指示灯不亮。

分析与检修:检测电源板无5V和12V输出,判断故障在电源电路中。通电测量C201两端电压为300V正常,测量U201的8脚无启动电压,对8脚外部的启动电路进行检查,测量整流管D204的负极有180V电压,检查启动电路电阻,发现R220值变为无穷大。更换R220后,故障排除。

2.3.3 背光灯电路原理精讲

长虹HS080L-2HF01电源+背光灯板背光灯电路如图2-15所示。它由两部分组成,一是以FAN7319(U401)为核心组成的驱动控制电路;二是以复合MOSFET(开关管)Q401~Q403和升压变压器T401~T403为核心组成的三个相同的升压输出电路。

1.背光灯基本电路

(1)FAN7319简介

FAN7319是飞兆公司开发的背光灯振荡与控制专用集成电路,内部电路框图如图2-16所示,内含振荡电路、BDIM控制器、逻辑控制电路、驱动输出电路、灯管电压检测电路、灯管开路保护电路、短路保护电路等。FAN7319的引脚功能见表2-6。FAN7319有11~14脚4路激励脉冲输出,本背光灯板只采用了13、14脚的两路激励脉冲。

表2-6 FAN7319引脚功能

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(2)供电电路

振荡供电电路由以ZD401、Q404为核心的电路组成。从开关电源输出的12V电压经由ZD401、Q404为核心组成的电子稳压器,形成稳定的12V电压提供给U401的15脚,为U401提供工作电压。由复合MOSFET(开关管)Q401~Q403和升压变压器T401~T403组成的升压输出能量转换电路的供电由12V直接提供。

复合MOSFET(开关管)Q401~Q403:每只复合MOSFET内含两只MOSFET,一只为P沟道MOSFET,一只为N沟道MOSFET。

(3)启动工作过程

开机后,主板控制系统送来的点灯BL ON/OFF电压和亮度BL DIM电压送到U401的20、4脚,背光灯电路启动工作,U401从14、13脚输出OUTA、OUTB两路激励脉冲,推动Q401~Q403内部两只MOSFET交替导通截止,产生的脉冲电流在升压变压器T401~T403产生高频高压,经高压连接器将3只背光灯管点亮。

(4)调光控制电路

本逆变电路的调光控制是通过改变U401的4脚电压来实现输出电压的控制,进而调整CCFL灯管的亮度。主板控制系统送来的BL DIM亮度调整电压,经R402送到运算放大器U402(LM358)的2脚反相电压输入端,与3脚正相电压输入端的参考电压比较后,从U402的1脚输出亮度控制电压ADIM,送到U401的4脚。

2.保护检测电路

(1)灯管过电压检测电路

升压变压器T401~T403的二次侧高压输出端电压,经A~F送到分压取样电路,经过电容器分压后,一路经D403、D405、D407整流,获得VP取样电压,送到U401的19脚电压检测输入端,当背光灯输出电压过高时,U401的19脚电压升高,内部保护电路启动,U501停止输出激励脉冲。

(2)灯管过电流检测电路

升压变压器T401~T403的二次侧高压输出端电压,经A~F送到分压取样电路,经过电容器分压后,另一路经D404、D406、D408整流,获得取样电压,经R412送到运算放大器U402(LM358)的5脚正相电压输入端,与6脚输入的参考电压比较后,从7脚输出OLP电压,经D401、R420送到U401的16脚。当灯管发生短路、过电流故障时,U401内部保护电路启动,停止输出激励脉冲。

(3)灯管开路检测电路

升压变压器T401~T403的二次侧高压输出另一端10、11脚为灯管电流检测端,输出FB1、FB2取样电压,灯管电流经FB1在R407、R450两端产生取样电压;灯管电流经FB2在R408、R449两端产生取样电压。两个电流取样电压经D402整流输出OLP检测电压,送到U401的17脚。当灯管发生开路故障,造成灯管电流异常时,U401内部保护电路启动,停止输出激励脉冲。

2.3.4 背光灯电路维修精讲

背光灯电路发生故障时,会产生背光灯开/关机无变化,伴音、遥控、面板按键控制均正常,黑屏幕故障;保护电路启动时,会产生屏幕亮一下就灭的故障。

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图2-15 长虹HS080L-2HF01电源+

1.屏幕始终不亮

屏幕始终不亮,伴音、遥控、面板按键控制均正常,黑屏幕。此故障主要是背光灯电路未工作,需检测以下几个工作条件:一是检测背光灯电路的12V供电是否正常;二是检测连接器CON301的8脚CPU控制电路输出的BL-ON/OFF点灯控制是否为高电平;三是测量连接器CON301的7脚亮度调整电压是否正常。如果上述工作条件都具备,则可以代换背光升压板,如果代换背光升压板后故障如初,多为液晶屏组件中的背光灯管损坏。

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背光灯板背光灯电路

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图2-16 FAN7319内部电路框图

如果工作条件不正常,可采用模拟供电和控制电压的方法维修,将启动电压BL-ON/OFF接到电源板输出的5V电源,为背光灯板U401的20脚送去高电平,模拟点灯控制高电压;将亮度控制端BL-DIM通过适当电阻改接到5V电源,模拟调光高电平。

如果工作条件正常,背光灯电路仍不工作,则是背光灯驱动控制电路和升压输出电路发生故障。通过测量U401的13、14脚是否有激励脉冲输出判断故障范围。U401的13、14脚无激励脉冲输出,是以U401为核心的驱动控制电路故障,否则是升压输出电路发生故障,常见为MOSFET击穿、升压变压器内部短路等。

2.屏幕亮一下熄灭

背光灯在交流开机瞬间液晶屏幕亮一下就熄灭,此时伴音、遥控、面板按键控制均正常。此种现象为背光灯电路保护所致,原因多为背光灯升压板供电异常或背光灯故障。

U401的17脚为背光灯短路和电流检测输入端,U401的16脚为背光灯开路保护输入端,U401的19脚为背光灯过电压保护输入端,当上述三个引脚电压不正常时,就会进入保护状态。判断保护电路是否启动的方法是测量U401的16、17、19脚电压,哪个引脚电压异常,则是该脚外部保护检测电路引起的保护。

也可从引起保护的源头去排除故障。对于CCFL背光源电路,如果某一个背光灯管开路,常见为背光灯升压板上的灯管插座开焊或插座未插紧所导致的电路保护,或某只灯管断裂均可造成上述故障,CPU输出的背光灯开关信号异常也会出现上述故障。

3.维修实例

【例1】开机背光灯瞬间亮一下,然后熄灭,伴音、遥控开关机均正常开机。

分析与检修:背光灯瞬间亮一下,然后熄灭,很可能是背光灯保护电路启动。开机瞬间,仔细观察发现液晶屏下部比其他部位亮度暗一些,怀疑屏幕上部的背光灯管没有点亮,使用其他背光灯管的插头,插到不亮的背光灯升压板的插座上,背光灯管仍然不亮,说明问题应该是在背光灯管上。拆开背光灯管组件,发现背光灯管已断裂,而液晶屏并没有损坏。

【例2】开机伴音正常,显示屏不亮。

分析与检修:开机后伴音正常,显示屏始终黑屏幕,仔细观察背光灯管,始终没有点亮,说明背光灯电路未工作。

对背光灯的工作条件进行测量,12V供电、BL-ON/OFF开关控制高电平和亮度调整电压BL DIM均正常,判断故障在背光灯电路。用示波器观察U401的13、14脚无激励脉冲输出,测量U401各脚电压,发现15脚的供电电压为0V,检查其12V供电电路,Q404的C极12V电压正常,但E极无12V电压输出,测量Q404的B极为高电平,怀疑Q404内部开路损坏,更换Q404后,故障排除。