液晶显示器开关电源电路原理与维修.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,20,寸,TV POWER,板电路工作原理,LCD TV,电源介绍,第一讲、开关电源的工作原理,第二讲、,ADAPTER,部份的工作原理,第三讲、,INVERTER,部份的工作原理,第四讲、维修思路讲解,LCD,TV,电源介绍,因液晶屏本身没有发光功能，这就需要在液晶屏后加一个照明系统，该背光照明系统由发光部件、能使光线均匀照射在液晶表示面的导光板和驱动发光部件的电源构成。现在发光部件的主流为被称作冷阴极管的萤光管。其发光原理与室内照明用的热阴管类似，但不需象热阴管那样先预热灯丝，它在较低温状态就能点亮，因此叫冷阴极管。但要驱动这种冷阴极管需要能输出,10001500V,交流电压的特殊电源。,由于一般市用电网提供的是,220V/50Hz,或,110V/60Hz,的交流电压，而显示器（不论是早期的,CRT,管，还是新兴的,LCD,显示器，乃至,LCD,TV,）的大部分电路是工作在低压的条件下，所以需要在显示器上专门配有电源电路。其作用就是将市电的交流电压转换成为,12V,的直流电压输出，从而向显示器供电。由于显示器内部的主板上还有,DC-DC,电压转换器以获得,8V/5V/3.3V/2.5V,电压，所以电源输出的,12V,的直流电压就能满足显示器工作的要求。鉴于此，要实现这一特殊的电源，就要从,12V,直流电压转换到,10001500V,交流电压，这就是,Inverter,。而从交流电压转换到,12V,直流电压的即为,Adapter,。,早期，冠捷电子采用,Adapter,和,Inverter,分开的方式实现对显示器的供电。,Adapter,采用的,PWM IC,为,UC3842,或,UC3843,、,Inverter,采用的,PWM IC,为,TL1451,。后来，出于,Cost down,的考虑，采用,Adapter,和,Inverter,一体化的方案，,Adapter,部分采用的,PWM IC,为,SG6841,、,Inverter,部分采用的,PWM IC,为,TL1451,。随着灯管的增加及所需的功率不断增加，,Inverter,部分回路的设计方案得到转变，由原来的,Royer,回路变为全桥式回路，为此应用到,OZ960IC,。,简术,:,开关电源的基本工作原理,开关电源是利用时间比率控制（,Time Ratio Control,缩写为,TRC,）的方法来控制稳压输出的。按,TRC,控制原理，有以下三种方式：,脉冲宽度调制（,Pulse Width Modulation,缩写为,PWM,）。开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。,脉冲频率调制（,Pulse Frequency Modulation,缩写为,PFM,）导通脉冲宽度,恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。,3,）混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式，,它是以上二种方式的混合。,在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。本设计采用的就是脉宽调制型（,PWM,）开关稳压电源，其基本原理可参见右图。,对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压,Uo,取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压,Uo,可由公式计算，即,Uo,=UmT1/T,式中,Um,矩形脉冲最大电压值；,T ,矩形脉冲周期；,T1,矩形脉冲宽度。,脉宽调制型,从上式可以看出，当,Um,与,T,不变时，直流平均电压,Uo,将与脉冲宽度,T1,成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。,1,此外，为因应各种不同的输出功率，开关电源按,DC/DC,变换器的工作方式分又可分为反激式（,Flyback,）、顺向式（,Forward,）、全桥式（,Full Bridge,）、半桥式（,Half Bridge,）和推挽式（,Push-Pull,）等电路拓扑（,Topology,）结构。其中单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为,20,100,，可以同时输出,不同的电压，且有较好的电压调整率，应用较为广泛。本设计采用的就是该方案，其典型的电路如图所示。,1,图,1-1,反激式开关电源典型电路结构,藉由,PWM IC,控制开关管的导通与否，配合次级侧的二极管和电容，即可得到稳定,DC,电压的输出。,Ui,为含有一定交流成份的直流电压，由开关功率管斩波和高频变压器降压，将储存于在变压器的能量传递给次级侧，转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。此外改变变压器初、次级的圈数，就可以得到想要的,DC,电源。,PWM,控制电路是这类开关电源的核心，它通过取样反馈闭环回路，调整高频开关元件的开关时间比例即占空比，以达到稳定输出电压的目的。,由于高频变压器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧，并且只有一个输出端，而,MOS,开关功率管导通时，次级整流二极管截止，电能就储存在高频变压器的初级电感线圈中；当,MOS,功率管关断时整流二极管导通，初级线圈上的电能传输给次极绕组，并经过次级整流二极管输出，故称之为单端反激式。,20,寸,TCL TV,电源,1,）,AC-DC 12V,输出部分,;,使用,IC,为,:SG6841D,2,）,DC-DC 5V,输出部分；,使用,IC,为,:LM3845,3,）,DC-AC Inverter,部分,.,调光部分使用,IC,为,:LM339,LM358,驱动部分使用,IC,为,:LM339,20,寸,TV POWER,方框图,2.1 PWM,控制器,SG6841,简介,目前，开关电源的集成化与小型化已成为现实，早期的,PWM IC,大多采用,UC384X,系列（如,UC3842,、,UC3843,），但由于新产品越来越积体化及环保和安规要求越来越严苛的趋势下，出现了,384XG,及,684X,等具有,Green Function,的,IC,。,Green Function,为环保功能的意思，亦称之为,Blue Angel,，其要求是在满载,70W,以下的电源产品，当负载没有输出功率的情况下，输入电源仍照常供应时，电路消耗功率必需小于,1W,以下。欧系的,Infineon,Coolset,ICE2AXXX,及,ICE2BXXX,系列不仅具有,Green Function,，并且把以往外加的功率开关集成在,8DIP,的,IC,内，以节省空间和制造流程。,SG6841,是由,System General,崇贸科技开发的一款高性能固定频率电流模式控制器，专为离线和,DC,DC,变换器应用而设计。它属于电流型单端,PWM,调制器，具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点，可精确地控制占空比，实现稳压输出，还拥有低待机功耗和众多保护功能，所以，为设计人员提供只需最少的外部元件就能获得成本效益高的解决方案，在实际中得到广泛的应用。,SG6841,有下列性能特点：,第一讲,ADAPTER,原理讲解,在无负载和低负载时时，,PWM,的频率会线性降低进入待机模式以实现低功耗，同时提供稳定的输出电压。,由于采用,BiCMOS,，启动电流和正常工作电流减少到,30A,和,3mA,，因此可大大提高电源的转换效率。,SG6841,是固定频率的,PWM,控制器，它的工作频率通过一个外接电阻来决定，改变电阻值可轻易改变频率。,内建同步斜率补偿电路，可保证连续工作模式下电流回路的稳定性。,内建电压补偿电路可在一个较大的,AC,输入范围内实现功率限制控制，并提供过载、短路保护功能。此外，还设有低电压锁定（,UVLO,）功能，使工作更稳定、可靠。,可通过外接一个负温度系数热敏电阻（,NTCR,）来传感环境温度以实现过温保护，也可利用该功能实现过压保护。,具有图腾柱（即推拉输出电路）输出极，可实现良好的,EMI,。其最大输出电压钳位在,18V,。,常见的,SG6841,有,8,脚,DIP,和,SO,两种封装，其各引脚功能分别如下所示：,GND,：接地。,FB,：反馈电压输入端。用于提供,PWM,调节信息，,PWM,占空比就是由它控制。,Vin,：启动电流输入端。,SG6841,开始工作必须在该端要提供一个启动电压。,RI,：参考设置端。通过连接一个电阻接地来为,SG6841,提供一个恒定的电流，改变电阻阻值将改变,PWM,的频率。,RT,：温度保护端。该端输出一个恒定的电流。在该端接一,NTCR,接地来传感温度，当该端电压下降到一定值时会启动过温保护。在本设计中，该功能被用于高压保护。,Sense,：电流传感端。当该端电压达到一个阈值时芯片会停止输出,从而实现过流保护。,VDD,：电源供电端。,Gate,：,PWM,脉冲输出端。图腾柱（即推拉输出电路）输出极驱动功率开关管。,振荡器,SG6841,的,PWM,频率范围为,50KHz,100KHz,。,RI,端通过连接一个电阻,Ri,接地来为,SG6841,提供一个恒定的电流，改变电阻阻值将改变,PWM,的频率。,2.2 SG6841,内部结构与工作原理,图,2-1 SG6841,内部框图,在本设计中，取,Ri,24k,，,SG6841,的,PWM,频率为,70.42kHz,。,2,）,欠压锁定,SG6841,采用了欠压锁定比较器来保证输出级被驱动之前，集成电路已完全可用。欠压锁定回路其实质是一个滞回比较器，以防止在通过它们各自的门限时产生错误的输出动作。它的开启电压为,16V,，关闭电压为,10V,。在启动过程中，比较器反向输入端为,16V,，当,VDD16V,时，比较器输出为低电平，,SG6841,无法工作。当,VDD,升到,16V,时，欠压锁定器输出为高电平，,SG6841,正常工作，同时,MOS,管导通，使比较器反向输入端为,10V,。当,VDD,下降至,10V,时，欠压锁定器的输出回到低电平，整个电路停止工作。,SG6841,的,7,脚端设置了一个,32V,的齐纳二极管，保证内部电路绝对工作在,32V,以下，以防电压过高损坏芯片。,3,）,输出部分,SG6841,的,8,脚为输出脚，它是一个单图滕柱输出级，专门设计用来直接驱动功率,MOSFET,的，具有降低热损耗、提高效率和增强可靠性的作用。在芯片内部有一,18V,的稳压管与,Gate,端相连使输出电压钳位在,18V,，可保护,MOSFET,免被击穿。通过控制,PWM,脉冲的上升与下降时间，可有效减少开关噪声，提高电源的,EMI,，并提供稳定的,MOSFET,管,Gate,极驱动。在,1.0nF,负载时，它能提供高达,1.0A,的峰值驱动电流和典型值为,250ns,的上升时间和,50ns,的下降时间。还附加了一个内部电路，使得任何时候只要欠压锁定有效，输出就进入灌模式，这个特性使外部下拉电阻不再需要。,4,）电流取样比较器和脉冲调制锁存器,SG6841,作为电流模式控制器工作，输出开关导通由振荡器开始振荡起始，当峰值电感电流到达,FB,反馈端电平时终止。这样在逐周基础上误差信号控制峰值电感电流。所用的电流取样比较器,-,脉宽调制锁存配置确保在任何一定的振荡周期内，仅有一个单脉冲出现在输出端。,电感电流通过插入一个与输出开关,Q901,的源极串联的以地为参考的取样电阻,Rs,转换成电压。此电压由电流取样输入端,Pin6 Sense,监视，并与来自,Pin2 FB,端电平相比较。通常取样电阻,Rs,为一小电阻。在正常的工作条件下，峰值电感电流由管脚,1,上的电压控制，其中：,Ipk,=,（,VFB 1.0V,）,/3RS,其中，,VFB,为,FB,端电压，,1.0V,为在两个二极管上的压降，,1/3,为经两个电阻后的分压比。,当电源输出过载或者如果输出电压取样丢失时，异常的工作条件将出现。在这些条件下，电流取样比较器门限将被内部箝位至,0.85V,。因此最大峰值开关电流为：,Ipk,（,max,）,=0.85V/,Rs,当输入电压很大时，取样电流将非常小，这时可通过高压补偿回路来调节。在电路中，通过,R904,与,R905,（均为,1M,来提高,Sense,端电平，实现高压补偿。,当负载短路或其它原因引起功率管电流增加，并使取样电阻,Rs,上的电压升高。当,Sense,端的电压达到,0.85V,时，,RS,触发器的,R,端输入为低电平，从而,Q,非输出低电平，,SG6841,即停止脉冲输出，可以有效的保护功率管不受损坏，从而实现过流保护。由此可得,Ipk,（,max,）,0.85V/Rs,，改变,Rs,值即可改变其最大的输出功率。在本设计中取,Rs,0.3,，可得,Ipk,（,max,）,2.83A,。,在,SG6841,的,Sense,端产生的噪声会引起,PWM,输出脉冲的不稳定。在芯片内部,Sense,端经过一个斜率补偿电路后，才接至比较器同相输入端，这能有效地降低噪声的影响。良好的,PCB,布线和避免元件管脚太长也有利于减少噪声。而在,UC3841,的应用电路中则需要在,Sense,端增加一个,RC,滤波器来解决同样的问题，可见,SG6841,的功能更强，外围电路更简单。,当,SG6841,正常工作时，其内部振荡器产生振荡信号，此信号一路直接加到图腾柱电路的输入端，另一路加到,PWM,脉宽调制,RS,触发器的,S,端，,RS,型,PWM,脉宽调制器的,R,端接电流检测比较器输出端。当峰值电感电流未达到,FB,反馈端电平时，比较器输出低电平，此时,R,端为低电平，,Q,非端输出低电平；当峰值电感电流达到,FB,反馈端电平时，比较器输出高电平，此时,R,端为高电平，,Q,非端输出高电平。可见，,FB,端电压越高，,Q,非端脉冲越窄，同时,Gate,端输出脉宽也越窄（占空比减小）；,FB,端电压越低，,Q,非端脉冲越宽，同时,Gate,端输出脉宽也越宽（占空比增大），从而实现,PWM,控制，使输出电压稳定。,2.3 SG6841,的启动与供电,SG6841,需要在启动时给,Pin3,Vin,提供一,30A,的启动电流以使芯片进行有效的自举。在电路中，将,Pin3,通过两个,1M,的电阻接至,PFC,级的,DC,输出端，便可在,AC,输入,90V,264V,的范围内实现,SG6841,的有效启动。,在,SG6841,正常工作后，其,Pin7 VDD,端必须提供,10V,30V,电压为芯片供电。,2.4,高压保护电路,SG6841,的,Pin5 RT,端恒定输出一电流,IRT,：,IRT,2,（,1.3V/Ri,）,RT,端可串联一负温度系数的热敏电阻（,NTCR,）接地，,R,NTC,随温度上升而降低，这时当,I,RT,R,NTC,2.5V,则,TL431,内部比较器的输出高电平从而使,NPN,管导通。,IC902,即光电耦合器的,2,脚电位随着降低，显然这种变化势必会使得流过光电耦合器的发光二极管的电流有所增大。由于光电耦合器,PC123Y24P,的,CTR,（电流传感系数即流过发光二极管的电流与流过光敏三极管的电流的比值）,1,，使得从,PC123Y24P,中的光敏三极管的,4,脚流过的电流也有所增大，这导致,SG6841 PIN2 FB,端电压降低，于是,PIN6 Gate,端的输出脉冲占空比变小，使次级输出电压降低，所以达到降压的目的。输出端电,压下降；同理，当输出端电压降低时，,TL431,内部比较器的输出低电平从而使,NPN,管截止,，从而,使得流过光电耦合器的发光二极管的电流减小，,可使,SG6841 PIN2 FB,端,电压升高，于是,PIN6 Gate,端的输出脉冲占空比变大,，输出电压上升。,此外，由,R936,、,C929,组成阻抗匹配电路，起到高频补偿作用。,电压输出端,12V,电压由,R925,和,R926,分压后输入,TL431,的,REF,端，其中,R925,的阻值为,4.3K,，,R926,的阻值为,2.4K,。当电源正常工作时，输出,5V,的电压经分压后刚好为,2.5V,输入,TL431,。,第二讲,DC-DC 12V TO 5V,2.7 DC-DC 12 to 5V,部分,Isense,过流检测脚,GND,信号接地端,NC,F.B.,反馈脚,可调脚,过流门限电压设定脚（后面详解）,PWR GND,能量接地端,门驱动,P,GATE,的范围是,Vin,至（,Vin-5,）,V,Vin,芯片供电脚,.3845,主要特性：,输入电压,4.5,至,35V,输出电压,1.242,至,Vin,可调,效率高达,93%,1.3%,（过温时,2,%,）内部参考电压,100%,的占空比,最大操作频率范围高达,1MHz,过流保护,二,.3845,各引脚功能,如右图所示：,Isense,过流检测脚,GND,信号接地端,NC,F.B.,反馈脚,可调脚,过流门限电压设定脚（后面详解）,PWR GND,能量接地端,门驱动,P,GATE,的范围是,Vin,至（,Vin-5,）,V,Vin,芯片供电脚,三,)3845,功能描述,总述,LM3845,是一款,Buck,型,DC-DC,控制芯片，它的核心技术是带滞回的比较器，滞回电压大约为,10mV,，,由反馈电压,V,FB,来控制开关管的通断。当电感中的电流太高时，限流保护回路动作同时关断开关管，,关闭时间大约为,9,s,。这种带滞回控制型芯片不用内部振荡器，开关频率完全取决于外部元件和外,部条件，操作频率带轻载时会下降，以达到节能的目的。,其内部框图如下：,可以通过外部的两个电阻来方便地选择输出电压，如下图所示：,公式为：,V,OUT,=1.242,(R,1,+R,2,)/R,2,电压的输出范围在,1.242VVin,。,那么最小的纹波电压,V,OUT,PP,可以用同样的办法计算出来：,V,Ripper,HYST,（,R,1,R,2,）,R,2,100mV,（,R,1,R,2,）,R,2,假设,V,OUT,为,5V,，那么（,R,1,R,2,）,R,2,等于,5,1.242,，可得：,V,Ripper,5,125,4mV,即输出电压为,5,0.04V,。,(4).,滞回控制回路,LM3845,使用一个基于电压反馈环控制的比较器来对反馈电压与内部的,1.242V,参考电压做比较，并存在,10mV,的滞回门限以防止高频干扰所带来的误判。当反馈端的输入低于参考电压时比较器输出低电平，使得,P,沟道的栅极为低电平，将,PMOSFET,打开。当开关“,ON”,时，电源通过开关管和电感给,COUT,充电，此时电感中的电流线形增长，输出电压也随之线性增长。当,FB,达到门限电平时，滞回比较器的状态由高电平转为低电平，开关管关断，此时电感由于电流不能突变而需通过二极管续流，电感电流线性减小。反馈电压到达参考电压时,比较器输出状态改变，整个工作过程完成，开始下一个周期。,(5).,限流操作,LM3845,具有周期检测电流的功能，它有两种检测方式，第一种是通过,R,DS,上的电流直接检测，第二种是通过附加电阻,R,SENSE,来检测电流。,当限流功能起作用时，,LM3845,把外部,PFET,关闭,9,s,，电流检测门限由外部,R,ADJ,决定，限流检测电路由,I,SENSE,比较器与一个单脉冲发生器构成。如下图所示：,V,ADJ,V,IN,（,R,ADJ,5.5,A,）,V,ISENSE,V,IN,（,R,DSON,I,L,）,V,IN,V,DS,I,L,为电感的峰值电流,当过流时,V,ISENSE,大于,V,ADJ,时，单脉冲产生器产生一个,9,s,的脉冲，由其结构可以看出，只要,脚为高电平，,无论,脚的电平是高是低，,PGATE,都将关闭,9,s,。,IC:LM339,LM324,LM358,内销的,20,寸,LCD,TV Inverter,部份由分立元件构成，其核心,IC,是,LM339,、,LM358,、,LM324,。,其中，,LM339,和,LM324,集成了,4,个比较器，,LM358,集成了,2,个比较器。,INVERTER,电源可分成,3,小部份,:,调光部分、保护部份、,ROYER,电路,一,.,调光部分,目前市场上的调光主要有两种方式，一种是线性调光，另一种是,Burst Mode,调光。我厂在以前老式的,LCD,上采用可调电阻线性调光，其缺点是不便于做细微调整又很浪费功率。,Burst Mode,是采用低频波加在反馈端的形式来改变反馈值的大小，从而达到调光的目的。这种模式在,OZ960,芯片上得到了集成应用，而,20,寸,LCD,TV,是由分立元件来实现上述功能的。,第三讲,INVERTER,电源部分讲解,三角波发生器部分,如下图所示：,R270,100?(1206),R279,30K,D229,RLZ5.6B,R271,1M,R284,27K,R278,1M,R287,1M,C238,0.01UF,C239,NC,C240,0.1UF,R286,100K,VCC_12V,R290,10K,R281,51K,+,-,-,+,ST LM358,IC205,LM358,3,2,1,4,8,5,6,7,R269,1K,R267,100K,R268,51K,R285,51K,C241,2.2UF,Q222,SST3904,Q219,SST3904,A,点,开始时，,Q222,没有导通，,5V,电压通过,R267,加在,IC205,的第二脚（反向端）,上，,IC205,即,LM358,的,引脚与,C238,、,R267,组成了积分器，,脚电压为,5V,电压经,R268,与,R285,分压决定为,2.5V,。依据虚短、虚断原理，,脚电压也,应为,2.5V,，则积分器反向积分,.LM358,的,引脚控制积分方向。,A,点电压,由,5V,电压经,R271,、,R287,分压后得到，其值为,2.5V,，通过,R281,加到比较器的,脚（正向端），那么积分器的积分输出端加到比较器的反向比较端。当积,分值低于比较器直流门限电平时，,脚比较输出高电平，通过,R290,加到,Q222,基极使其导通，,脚电位下降，积分器正向积分。当积分器,脚输出电压高,于门限电压时，,脚输出低电平，三极管截止。比较器,脚电位升高，积分,器又反向积分开始下一个周期。,保护部分,如下图：,如果电源电压不稳，,IC206,同向输入端,脚电压上升，大于反向输入端,脚基准电压，,那么,Q221,导通,Q224,接着导通，把,B,点电位拉高从而拉高,C,点的电位使得,脚与,脚的电位,升高，与三角波进行比较时并无输出，以防止光过调，灯管电流过大。,-,+,IC206D,LM324/SO_15,12,13,14,4,11,C242,0.1UF,R283,2M,-,+,IC206C,LM324/SO_15,10,9,8,4,11,C243,1UF,R274,18K,ADJ,R289,100K,R275,18K,R288,1M,R280,100K,Q221,DTC144WK,2,1,3,R2101,1K,-,+,IC206A,LM324/SO_15,3,2,1,4,11,12V,D228,1N4148,方波发生器部分,如下图所示：,脚的输出波形分为两路，第一路通过,C240,加到,R278,、,R273,与,IC206,B,引脚组成反相电压跟随器后，送到,IC206,C,（,LM324,）的,脚，最后与直流电平比较而产生矩形波，通过,Q223,射极跟随后从,Burst_L,输出。而另一路直接送入,IC206,D,的,12,脚与直流电平,V,Dim,比较后产生矩形波，通过,Q220,射极跟随后从,Burst_R,输出,.,把左右两路波形相同但相位相反的矩形波分别加在左右两反馈端，那么两反馈端电压会增加从而达到了调光的目的。,2,DC-AC,部分,启动过程,当主板给,INVERTER ON/OFF,脚发出一个高电平时，,Q204,饱和导通，拉低,Q203,的基极，此时,Q203,导通，,Vcc,一路通过,R211,加在,IC201,（,LM339M,）的,第,11,脚，即为内部第四比较器的正向输入端，为比较器提供直流电平。另一路,通过,R219,加在第四比较器的反向输入端（,10,脚），还有一路通过,R217,使比较,器输出一个高电平。输出的高电平加到以,Q209,为共射级放大电路输入端，共,射极输出直接加在由,Q206,所组成的共基极输入端，共基极好处是补偿由共射,电路所带来的米勒效应，拓宽放大频带。（实测这里的开关频率为,110KHz,左,右），此时共基极输出为低，,PMOSFET,导通,L201,上的电流线性增加，电流通,过,R201,，,Q202,加到,ROYER,回路上使其工作。当,L202,的电流上到一定的时,候，,D202,截止，比较器输出一个低电平，使,PMOSFET,截止。由,D204,续流，,ROYER,回路由电感上的能量供给。此时电感电流线性下降。当下降到一定程度时，,D202,导通把,IC201,的,10,脚拉低。从而第,13,脚输出高电平使,PMOSFET,再次打开，下一周期开始。,R204,1K MOF-DIP(1W),Q209,SST3904,R213,3.9K,D205,NC,Q205,KTD1691(DIP&SMD),1,2,3,C206,0.22UF/250V,R201,4.7K,D203,1N4148,L201,150UH(60-52),Q208,KTD1691(DIP&SMD),1,2,3,PT201,80VL17T-13-YS,5,4,6,7,1,2,3,9,R202,1K MOF-DIP(1W),Q202,SST3904,Q207,RK7002,1,3,2,D206,1N4148,Q206,SST3904,C211,1UF,Q201,SI4431 OR AO4411,4,8,5,6,7,3,2,1,R210,1M,D204,SMAL240 OR SR24,(1),保护过程,保护回路,由,D203,，,R210,，,D202,构成，如下图所示：,如果开关管开启时电压过高，此时把,D203,击穿，则,Q207,导通，使,Q202,的基极,电位下降，,Q202,截止，,ROYER,回路不工作，从而保护了灯管。,保护回路,是由两片,LM339M,所构成，如下图所示：,IC203,IC204,（,LM339,）脚,4,，,6,，,8,分别监控,3,路灯管电流，,11,脚监控,3,路,灯管总电流，正常工作时，根据比较器原理，脚,4,，,6,，,8,应该比相应的基准电压高，而,11,脚的电压应该比基准电压低。以起到对每个灯管的控制以及对整体电流的控制。若有一路反馈电压反常，八个电压比较器的输出将为高电平，,Q225,导通，拉低,IC206,的,脚电压，启动调光保护回路。同时,Q218,也导通，关断,Q217,，使,IC201,脚电压不受保护作用的影响。,AC-DC 12V,变换,(2),调光过程,三个灯管的反馈电流经过由,D208,、,R225,、,C217,、,R221,、,R224,、,C216,、,R222,、,R220,、,R223,、,R227,组成的反馈网络，得到的反馈电压同另一路取自,L201,并经过另一反馈网路的反馈电压会合后加在,IC201,的,脚，也就是第三比较器的反向端。与第,脚的基准电压比较后输出，同时和调光回路的低频电压合并，最后正馈给后极,调光的低频电压同时也加在,IC201,的第十一脚即第四比较器的正向端，以改变其基准电压来细微调节,PWM,的占空比，从而达到调光的目的。,调光方框图,A C,源,90264V,12V TO 5V DC-DC,变换,主板,LM 339,BURST-MODE,调光,ROYER,回路,灯管,反馈,自激型推挽式直流变换器是利用开关晶体管和变压器铁芯的磁通量饱和来进行自激振荡，从而实现开关管“开关”转换的直流变换器，它是由美国人罗耶（,G,H,Royer,）在,1955,年首先发明和设计的，故又称“罗耶变换器”。这种变换器的电路结构简单，使用时铁芯饱和，不仅铁芯损耗大，而且晶体管在截止前出现较大,IC,峰值电流，开关管损耗大。适用于几十,W,输出功率的电源，目前我们采用,Royer,电路的转化效率大约为,75,85,。,自激型推挽式（,push-pull,）直流变换器工作原理,阴极冷光灯的特性,冷阴极灯管（,cold cathode fluorescent lamp,）,CCFL,代表的是一个高非线性负载。一开始当冷光灯是冷却的时候（在一段没有运转的时间内），启动冷光灯的电压是一般的三倍。冷光灯在图一中的特征是，启动电压为,1600,伏特，一般运作的平均电压是,300,伏特。请注意，冷光灯在一开始时是正电阻，然后转换为低阻。这些特性表示它具有高输出阻抗,(,电流源,),，能抑制负的负载电阻效应，且在启动冷光灯时可以限制电流。因为,直流变换器,转换器有一个低输出阻抗，所以必须加入一个额外的无损失（,loseless,）串联阻抗，例如：一个耦合电容。在图一中，对,CCFL,的等效电路做分析。,VFL,是冷光灯在一般操作下的平均电压。冷光灯的阻抗（,RFL,）是一个复函数，但在固定电压时，可被视为一个固定的负电阻。杂散电容和互连电容结合在一起成为,CFL,。,图一：,CCFL,的等效电路,4.ROYER,电路工作原理,自激型推挽式直流变换器的电路原理,如图,2,所示：当电压,V1,加到输入端时，由,R224,、,R226,组成的分压电路会产生两个电压并加到两个开关晶体管的基极上，由于电路不可能完全对称，所以总会使一个开关管导通。假定,Q209,先导通，其集电极电流,iC1,流过变压器的初级线圈（,3.45,）将使变压器铁芯磁化，在其他线圈中产生感应电动势。,V1,由于,6,端是,Q210,的基极线圈，故此感应电动势将使晶体管,Q210,的基极处于负电位，从而使,Q210,一直处于截止状态，而,1,端的感应电动势则使,V209,的集电极电流进一步增加，并使,V1,很快达到饱和导通状态，由于此时全部输入电压,V1,都加到初级线圈,（,3.45,）,两端，因此,（,3.45,）,中的电流及由此电流产生的磁通也线性增加。当铁芯中的磁通达到或接近磁饱和值,s,时，,Q209,的集电极电流会急剧增大而形成一个尖峰，而此时磁通量的变化率则为零，因而,（,3.45,）,两端的感应电动势也接近于零，由此将使开关管,Q209,的基极电流减少，集电极电流下降，整个线圈中产生反向电动势，从而使线圈中的磁通脱离饱和，并促使晶体管,Q209,很快截止，,Q210,进入导通。,而当全部输入电压,V1,加到线圈的另一半（,3.42,）两端时，线圈中的磁通将迅速下降并很快达到反向饱和值,s,，从而产生另一次崩溃过程。这个过程周而复始，使得,Q209,、,Q210,交替导通，这样在两个晶体管的集电极产生相差,180,度的方波，通过这样的一个周期性变化，变压器的（,2-5,）端便迭加一个正弦波电压，升压后从（,79,）输出。冷阴极灯管亮前一瞬间，高电压全部加在灯管的两端，因此时的灯管阻抗无穷大。此时的电压通常设定在,1000V,左右，以满足灯管的起动条件。因此，灯管点亮后，阻抗降至数,10K.,因灯管两端的电压由高压电容,C233,和灯管阻抗分压而定。,电路中的,C213,电容主要是吸收晶体管在开关时产生的尖峰脉冲，保护的晶体管。,图,2,所示,。,降压转换器单元,在推挽单元（,stage,），电流是透过一个切换式降压转换器（,buck regulator,）,Q3,提供。在图,3,中，显示了降压输出单元和输出电压波形。输出电压是一个直流脉动的半波。降压输出电流是和冷光灯的电流相关，且输入和输出的功率相同。,电感,L1,是作为提供充足的驱动电流而用,D1,作为续流二极管提供了,L1,在放电时推挽单元所需的电流及嵌位作用。,图,3,降压转换器单元,自动调光单元,由于,CCFL,代表的是一个高非线性负载，所以自动调整并输出其稳定的电流变的相当重要。,目前,ROYER,回路大都采用电流可变方式，该方式是通过检出管电流值，使管电流稳定并达,到调光目的。一般用,DC-DC,转换器作为反馈电压，将管电流的变化反馈至降压转换器单元,来进行自动调光。这种调光模式不易在液晶表面产生干涉条纹,.,5V,输出部分故障分析,1.,无输出,1,）请检查输入,12V,，有无问题。,2,）开关管有无问题。,3,）输出电压设定电阻有无问题。,4)IC,及周边回路有无问题。,2,电压不稳,1,）请检查输入,12V,，是否不稳。,2,）是否是过流保护门限过低，而引起电压不稳。检查,R-,adj,第四讲 维修流程,12V,输出检测流程,无输出,请检查电源连接线，看是否接好。,看桥式整流输出是否为,300V,，若没有请检测整流回路。,检查,IC,供电脚有无正常电压。,检查功率开关管是否损坏,检查保护回路有无工作。若有请检查,ZD901,，,Q092,，,Q903,，,D903,是否损坏。,检查次极整流滤波回路。,电压不稳,看桥式整流输出是否为,300V,，若不稳请检测滤波回路。,检查二次供电回路，是否造成,IC,供电不良（滤波电容，二极管）,INVERTER,部分故障检测流程,1,、无画分析,Inverter,供电不正常,ON/OFF,回路故障,DC-DC,回路故障,PWM IC,或周边回路元件损坏,Royer,回路故障,*分析的流程,第一步：检测,Inverter,的供电及控制电压是否正常,第二步：排除,ON/OFF,回路故障（,IC,是否有供电电压）,第三步：排除,Royer,回路故障（,ROYER,回路上直接加一,DC,电压）,第四步：检测反馈回路是否正常（把过流保护，过压保护等保护去掉）,第五步：检测,PWM IC,及周边元件,2,、,Inverter,保护,灯管及灯管的连接部分,12V,供电电源过低,调光及反馈回路故障,*分析流程,第一步：检测灯管的部分（连接头未接到位、灯管线被压、灯管自身损坏）,灯管自身损坏的检测方法：将保护回路去除,第二步：检测,12V,供电电源是否低于,10.8V,第三步：检测调光及反馈回路的元件是否正常,3,、异音,工作频率与变压器的固有频率共振,IC,工作频率不稳定,反馈回路故障,*分析流程,第一步：测试输出高压是否正常（稳定，是，则是变压器共振）,第二步：假如不稳定,1,、排除,Royer,回路故障（直接加一,DC,电压，输出是否不稳定）,2,、检测,IC,的输出频率（,110Hz,左右）频率如果不在,110Hz,附近，请检查正馈，反馈网络,