谈谈多频数控彩显电路工作原理和故障检修
多频数控彩显工作在不同的显示模式下时,行扫描频率会变化很大,对于15英寸的彩显而言,行频的变化范围在30～50khz 之间,对于屏幕再大一些的显示器, 由于分辨率、刷新率的提高,它的行扫描频率变化范围会更大。但显示器的行扫描频率变化时,阳*压发生变化,行幅也会发生变化;怎样解决这个问题呢？比如可以根据行频的大小改变行逆程电容的容量,但这种方法具有局限性,所以一般采取行输出级的供电电压随行频变化而变化的方法,行频高,行输出级供电电压也相应升高;行频低,行输出级供电电压也相应降低,从而保证显示器的行扫描频率变化时,阳*压、行幅不发生变化。
为了保持高压及行幅的稳定,显示器在不同的工作频率下需提供给行输出级不同的电源电压,由于显示器主电源输出电压相对固定,所以必须在主电源输出与行输出供电之间加一级电压调整电路,俗称二次电源电路,有升压型和降压型二种形式。
升压型电路的优点是对主电源的元器件耐压要求低,影响小,采用pwm 脉宽调制,原理上二次电源直接受控于脉宽。所以绝大多数数控彩显都采用升压型电路,在此我们也仅讨论升压型电路原理及故障检修。具体结合三星公司生产的750s多频数控彩显进行讨论。
1 电路工作原理
如图(1)所示,由ic401、l402、q401开关管 q402、续流二极管 d401 构成了串联、升压型开关电源即二次电源电路,为行输出电路提供60 到150v 的电源电压。其输出电压的高低受行频脉冲和稳压调节电路的控制,从而可在不同的行频下为行输出级提供不同的供电电压,实现多频扫描。
主电源电路正常工作后,由主电源输出的+12v 电压加在ic401 的9 脚,于是ic401 内部的二次电源振荡器开始工作,从6脚输出与行频同步的驱动脉冲信号,该信号经过q401放大后,推动q402 工作在开关状态。在脉冲的高电平期间 q402 导通,由主电源输出的50v电压向l402储能。在脉冲的低电平期间,q402由导通变为截止,此时l402 中储存的能量通过d401 向c409 充电。l402 中储存的能量的多少跟q402 的导通时间成正比,通过改变ic401(tda4859)的6 脚输出信号占空比,就可以有效地控制开关管q402 的导通时间,从而控制二次电源输出电压的高低。
当因为某种原因造成高压包输出高压偏高时,高压包fbt(t501)的5、7 绕组感应电压同样会升高,该电压经过d501整流及r506限流后的基准电压也就会上升。该电压经过r504使ic401的5脚电位上升,第5脚为高压取样输入脚。该电压的变化被ic401内部电路检测到后,就会改变6脚输出脉冲信号的占空比,经q401 反相后,加到q402 的g 极脉冲信号的占空比将会降低,从而缩短q402 的导通时间,减少l402的储能,从而使二次电源输出电压降低到正常值,使高压包输出高压稳定到正常值。
反之,当因为某种原因造成高压包输出高压降低时,ic401 的5 脚电位就会下降,加到q402 的g 极脉冲信号的占空比将会增大,进而q402的导通时间就会延长,增加l402的储能,从而使二次电源输出电压提高到正常值,使高压包输出高压稳定到正常值。如此周而复始,从而保证高压输出稳定。
微处理器ic201(cpu)的22脚为高压(或行幅度)控制信号输出端,当用户将显示器分辨率提高时,cpu 的22 脚输出的 pwm 信号脉冲低电平占空比增大,进而使ic401的5脚电位下降。该电压的变化被ic401 的内部电路检测到后,就会增大q402 的g 极脉冲信号的占空比,延长q402 的导通时间,增加l402 的储能,从而使二次电源输出电压上升到规定值,使高压包输出高压稳定。
当将分辨率设置下调时,cpu 的22 脚输出脉冲高电平占空比增大,ic401的5 脚电位上升,该电压的变化被ic401的内部电路检测到后,就会降低q402 的g 极脉冲信号的占空比,缩短q402的导通时间,减少l402的储能,从而使二次电源输出电压下降到规定值,使高压包输出高压稳定。
ic401(tda4859)的4 脚为二次电源开关管过流保护信号的检测输入端,当该脚电压超过2.5v 时,内部二次电源振荡器停止振荡,6脚停止输出脉冲信号, 二次电源停止工作。r413、r414 为二次电源开关管q402 的过流检测取样电阻,当q402 过流时,r413、r414两端压降就会高于2.5v,ic401的4脚电压高于2.5v,于是ic401 内部的二次电源振荡器停止工作,6脚停止输出驱动脉冲,有效地保护二次电源开关管q402 不至于因过流而损坏。当因稳压电路异常及其它原因导致高压上升时,行输出变压器5、7绕组上的脉冲电压同样会上升。该脉冲电压经d501、d508整流,c505 滤波,然后由r502、r507 分压后加到ic401的x 射线保护信号输入端2 脚,当高压超过正常值的1%时,r502、r507中点电压将高于6.4v,于是ic401 内部x 射线保护电路启动,关闭二次电源。防止因高压过高产生过量的x 射线危害人体健康。
2 故障检修
故障现象: 开机显示器无光栅, 且伴有“吱吱”叫声。
分析与检修:这是典型的负载过重或短路引起电源保护的故障,查行电源负载,短路。查二次电源管q402 击穿。拆下二次电源管,在线测再无短路现象。在不装管的前题下开机, 由主电源 50v 直接供电, 屏亮！更换q402,型号为irf630,开机不亮,迅速关机,用手探q402,发现irf630 烫手。为防止再烧,关机待冷却后加电测该管的g 极电压达8v。说明管子在大电流导通。测ic401的5脚电压为1v 左右,比正常的2.5v 较低,该取样反馈电压是由高压包次级整流出来由电阻限流供给的。细查该部分电路,发现c505 失效,造成ic401 的第5 脚电压偏低,更换滤波电容c505,故障排除。
3 检修经验总结
对于由二次电源引起的故障,绝大多数都表现为无光栅、电源保护且有吱吱声;那我们如何与其它故障引起电源保护故障区分开来,有以下几点:
(1)查看二次电源管及行输出管有无明显击穿
可采用在路电阻测量法,在断电的情况下用rx1k 档直接测量二次电源管的d-s 极或行管的c-e 极之间的正反向电阻,如果某只管的正反相电阻都为0,则表明这只管已击穿短路(注意在测量之前要对电容进行放电,否则测量之值是错误的)。由于二次电源管及行管损坏的机率很高,直接对其测量可加快维修速度。
(2)判断是主电源故障还是负载故障可断开行电源接上假负载,电源正常则是负载故障。
(3)判断是交流短路还是直流短路引起电源保护
判断方法很简单,可以采用激励信号短路到地法,用镊子将行激励管的的 b 极与地接通,这样行管将没有激励信号而停止工作,交流负载相当全部断开,如果这时主电源恢复正常,行管c极有电压,则表明直流负载正常,应重点检查交流负载部分,比如:高压包绕组有无短路,逆程电容容量是否减少等等。如果短路以后,主电源还是不正常,则应检查直流负载部分。
(4)判断是行输出级直流短路还是二次电源有故障
方法是将二次电源管拆下,让主电源电压直接供给行管,这时如有光栅,则表明故障出在二次电源电路。 (注意对于降压型的二次电源不允许采用此方法)
二次电源电路故障主要有以下几个方面:
(1)取样稳压电路故障
如图(1)所示,ic401的第5脚为取样稳压脚,取样电压是由行逆程脉冲经d501 整流c505滤波以及电阻限流得到,而d501被击穿或c505漏电将引起加到ic401的5脚电压下降,从而使6脚输出脉冲变化,经q401倒相后加到q402 栅极的脉冲波形占空比增大,q402饱和时间过长,造成过热击穿,从而引起电源保护。
(2)二次电源管s极到地之间接的过流检测电阻损坏,造成误保护。
(3)q401 的be 结击穿,造成q402的g极始终为高电平,一直饱和导通,引起主电源保护。
(4)q401 的c、e 之间击穿,造成q402的g 极始终为低电平,一直截止,使二次电源不能实现升压。
(5)q402本身性能不好,被击穿造成电源保护。
(6)二次电源整流管及滤波电容性能变差,将造成二次电源电压过低及烧行管。
对于多频数控彩显二次电源的维修,首先要弄清楚是升压型还是降压型,及稳压取样控制方式,对于大功率器件损坏更换后,一定要对其进行测试,看其是否容易过热。
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升压型电路的优点是对主电源的元器件耐压要求低,影响小,采用pwm 脉宽调制,原理上二次电源直接受控于脉宽。所以绝大多数数控彩显都采用升压型电路,在此我们也仅讨论升压型电路原理及故障检修。具体结合三星公司生产的750s多频数控彩显进行讨论。
1 电路工作原理
如图(1)所示,由ic401、l402、q401开关管 q402、续流二极管 d401 构成了串联、升压型开关电源即二次电源电路,为行输出电路提供60 到150v 的电源电压。其输出电压的高低受行频脉冲和稳压调节电路的控制,从而可在不同的行频下为行输出级提供不同的供电电压,实现多频扫描。
主电源电路正常工作后,由主电源输出的+12v 电压加在ic401 的9 脚,于是ic401 内部的二次电源振荡器开始工作,从6脚输出与行频同步的驱动脉冲信号,该信号经过q401放大后,推动q402 工作在开关状态。在脉冲的高电平期间 q402 导通,由主电源输出的50v电压向l402储能。在脉冲的低电平期间,q402由导通变为截止,此时l402 中储存的能量通过d401 向c409 充电。l402 中储存的能量的多少跟q402 的导通时间成正比,通过改变ic401(tda4859)的6 脚输出信号占空比,就可以有效地控制开关管q402 的导通时间,从而控制二次电源输出电压的高低。
当因为某种原因造成高压包输出高压偏高时,高压包fbt(t501)的5、7 绕组感应电压同样会升高,该电压经过d501整流及r506限流后的基准电压也就会上升。该电压经过r504使ic401的5脚电位上升,第5脚为高压取样输入脚。该电压的变化被ic401内部电路检测到后,就会改变6脚输出脉冲信号的占空比,经q401 反相后,加到q402 的g 极脉冲信号的占空比将会降低,从而缩短q402 的导通时间,减少l402的储能,从而使二次电源输出电压降低到正常值,使高压包输出高压稳定到正常值。
反之,当因为某种原因造成高压包输出高压降低时,ic401 的5 脚电位就会下降,加到q402 的g 极脉冲信号的占空比将会增大,进而q402的导通时间就会延长,增加l402的储能,从而使二次电源输出电压提高到正常值,使高压包输出高压稳定到正常值。如此周而复始,从而保证高压输出稳定。
微处理器ic201(cpu)的22脚为高压(或行幅度)控制信号输出端,当用户将显示器分辨率提高时,cpu 的22 脚输出的 pwm 信号脉冲低电平占空比增大,进而使ic401的5脚电位下降。该电压的变化被ic401 的内部电路检测到后,就会增大q402 的g 极脉冲信号的占空比,延长q402 的导通时间,增加l402 的储能,从而使二次电源输出电压上升到规定值,使高压包输出高压稳定。
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2 故障检修
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3 检修经验总结
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(5)q402本身性能不好,被击穿造成电源保护。
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