创维液晶电视背光电源原理及常见故障分析(图)

第一章 背光基础原理
由于LCD面板本身本不发光，其面板光源由背光模组所提供，背光模组主要提供液晶均匀高亮度的光源，而背光模组发光主要是冷阴极管CCFL(COLD CATHODE FLUORESCENT LAMP)，冷阴极管由INVERTER（逆变器，常称背光板）驱动发光！
1．1冷阴极管光灯(CCFL)特性
冷阴极管灯(CCFL)是一种长而细的密封玻璃管，內充惰性气体。当給灯管施加高电压时，被气体电离，产生紫外线(UV)。紫外线打到內壁荧光材料上使其激发，发出可見光。  CCFL有許多优点，包括：它是优良的白光源；低成本；高效率(光输出与输入电功率之比)；长寿命(>25千時)；稳定、稳定的工作状态；容易调节亮度，重量轻。 
1．2背光板设计基本要求
1．2．1 CCFL特性要求
CCFL有一些特殊性能，要考虑以最大化其效率、寿命和实用性。然而，這些特性帶來了一些特殊的设计。例如，为了最大化灯管的寿命，需要采用交流波形驱动CCFL。任何直流成分会使一部份气体聚集在灯管的一端，造使灯管的一端比另一端更亮。此外，为了最大化其效率，需要用接近正弦的波形驱动灯管。因此，CCFL通常需要一个直流-交流变换器(INVETTER,我们常说的背光板)来将直流电压变成40kHz至80kHz的交流波形，工作电压通常在500VRMS至1200VRMS。  在LCD电视中的灯等间隔地分布在整个LCD背板上，以提供最佳的光分。重要的是，所有灯要工作在相同的亮度下。尽管在CCFL灯管和LCD面板之间安排有散光器，可协助均匀分布背光，不均匀的灯管亮度仍然很容易被观察，并影响电视的影像品质。因LCD面板尺寸而异，用到的CCFL灯数量可能会多达30甚至40个，设计时必须考虑灯管电流平衡度。 还有，CCFL工作在高压状态，所以必须有过压、短路，开路等保护电路等 1．3背光板电路拓朴结构 Inverter基本原理和开关电源是一样的，常见的变换方式有全桥、推挽、半桥架构；图1是基本的原理方框图。主要包括输入、逆变输出二大部分，输入包括直流主输入电压（21寸以下一般是+12±10%、以上一般为+24±10%）；开关机电压（0----+5V）；亮度调节电压（0----+5V）；逆变输出主要是通过控制芯片输出PWM驱动MOSFET工作，进行DC-AC变换后输出高频（40K-80K）低电流、高压交流（500V-1000V）电压点燃CCFL（冷阴极荧光灯）工作。

 图1背光板基本原理方框图

1．2．3新型二合一（IPB）电源简介
 
图2
图2是现在多大LCD TV电源采用的方案

图3
图3是新型二合一（IPB）LCD TV电源
半桥拓扑
半桥拓扑如下图所示。
变压器的原边与谐振电感Lr, 谐振电容C1串联，与并联谐振电容C2并联。如果开关频率高于串联谐振频率，负载就像由电流源驱动。在起辉条件下，电路表现为并联负载谐振逆变器，输出表现为可调节的电压源，因而起辉电压可得到。开关管S1，S2交替导通。半桥逆变器在LCC（Lr，C1，C2）谐振频率下为ZVS操作。


全桥拓扑 
全桥拓扑如图3 所示[3]。C3是阻断直流，C1，C2是变压器副边的过压检测电容，同时用作谐振电容。
 

新型二合一电源优点是效率的提高，在设计上，一般采用上面的半桥或全桥电路。只是背光板输入的工作电压由低直流电压改为PFC输出的400V高压，设计必须考虑到电气隔离驱动，安规，温升的问题，由于有效率的优势，此方案是一个发展方向.

第二章 创维26L16机型二合一板电源部分
26L16机型电源板原理: 2.1  26L16机型电源板概述 26L16自产二合一电源(LIPS), 主要是配奇美(CHIMEI)V260B1的屏,采用方案把POWER和INVERTER设计在一个板上, 该电源主要输出三组电压，5V、16V、24V，5V主要给主板的CPU提供电源，16V主要给主板电路提供电源，24V给背光电路提供电源，本章主要讲解以IC  STR-W6556为主的POWER电源部分的原理介绍，附图2-1、图2-2

图2-1 STR6556内部框图


图2-2主电源原理图

2. 2 电源部分原理介绍：
启动振荡：220V交流市电经共模差模电路滤波后送到RBV601整流，经C600滤波后获得脉动的+300V直流电压，此电压经开关变压器T000的初级绕组后加到了IC601的1脚。交流市电还经R000加到了IC601的4脚，同时给C609充电，当C609上的电压达到了IC601的启动电压16V后，IC601的内部振荡器开始工作，输出开关信号经内部激励电路去驱动内部MOS管工作。于是开关变压器初级线圈就有了变化的电流流过，产生了感应电动势，在各个次 第8页 级绕组也产生感应电动势，经整流滤波后输出给各电路供电。
稳压电路：次级输出的+16V电压经R511、R506分压后加到IC602/TL431的输入脚，当输出电压上升时，经分压后的电压也上升，加到IC602后导致IC602的输出电压下降，即发光二极管OT601A的两端电压上升，发光变强，使得OT601B光敏三极管的等效电阻下降，IC601的6脚FB脚电压上升，反馈到内部振荡器使得振荡器提前翻转，MOS管提前截止，变压器T000储能降低，输出电压下降，达到稳压的目的。电压下降时工作原理相反。
待机电路：此电源是低电平开机，高电平待机。当主板送来待机信号高电平时，一路经R503加到Q501，使得Q501饱和导通。+24V经过R504、OT601A、D502、Q501C/E到地，使得发光二极管亮度极强，OT601B光敏三极管等效电阻很小，IC601的6脚电压上升较大，反馈到内部的比较器，超过比较器的基准1.8V后比较器翻转输出高电平，经过RS触发器后送到振荡器，控制振荡器工作的间歇状态，输出电压下降幅度较大。此时电源D608整流输出的电压经稳压后已经不能满足CPU的工作电压+5V。另一路待机信号经 R576加到Q610的B极，Q610饱和导通，集电极低电平经R577加到Q609的B极，Q609导通，将+24V经Q609的EC加到D607/7805的输入端，经稳压后输出+5V以满足电源在待机时的CPU供电，保证电路的正常工作。
保护电路：当电源过压时，从反馈绕组反馈回来的信号经R607、ZD602、R604加到IC601的7脚，当电压超过内部比较器ELP的基准电压3.15V时比较器翻转，输出高电平经与门后送到RS触发器的S脚，关断振荡器的输出信号，电源停振。当VCC脚启动电压过压超过29.5V时，OVP过压检测电路工作输出高电平经与门送到RS触发器的S脚，同样关断振荡器的输出信号。当MOS过流时，内部检测电阻Sense R上的电压上升，经OCP比较器后输出高电平到RS触发器，经触发器后去控制振荡器工作。 


第三章 创维26L16机型二合一板背光部分
3．1  26L16机型背光板原理
3.1.1  26L16机型背光板概述 26L16自产二合一电源(LIPS), 主要是配奇美(CHIMEI)V260B1的屏,采用方案把POWER和INVERTER设计在一个板上, 以IC  STR-W6556为主的POWER电源部分在上章已经讲过，本章主要介绍INVERTER，原理图3-1、图3-2。
INVERTER电源特点：
（1） 高性能专用CCFL驱动IC OZ9939加双高速驱动IC OZ9982，具有高效的功率转换；
（2） 软起动，恒定的工作频率，提供大驱动电流给MOSFET；
（3） 可以自定义灯管点灯时间和IC关断廷迟时间；
（4） PWM数字调光功能；
（5） 背光系统开路、短路、过压保护；
3.1.2工作基本原理
1、IC OZ9939 OZ9982引脚功能
OZ9939引脚功能： 第1脚（DRV1）：驱动输出 第2脚（VDDA）：电源电压输入 第3脚（TIMER）：设定启动时间和灯管关掉延迟时间 第4脚（DIM）：模拟调光，内部LPWM调光，外部PWM调光的脉冲输入 第10页 第5脚（ISEN）：电流取样反馈 第6脚（VSEN）：电压取样反馈 第7脚（OVPT）：过压过流阀值设定 第8、9脚：空脚不连接 第10脚（ENA）：控制IC工作的开/关 第11脚（LCT）：设定内部PWM调光频率的定时电容，也是模似调光选择的功能脚 第12脚（SSTCMP）：设定软起动的时间及其补偿电的电容 第13脚（CT）：设定工作频率及起动频率定时电容与电阻 第14脚（GNDA）：模拟信号地 第15脚（DRV2）：驱动输出 第16脚（PGND）功率接地  OZ9982引脚功能： 第1脚（VDDP1）：电源供应1，第一个低压驱动器的电源供应 第2脚（GNDP1）：功率地 第3脚（LDR1）：低压驱动器1，第一个非浮动（接地）驱动器的输出 第4、5脚：空 第6脚（LDR2）：低压驱动器2，第二个非浮动（接地）驱动器的输出 第7脚（GNDP2）：功率地 第8脚（VDDP2）：电源供应2，第二个低压驱动器的电源供应 第9脚（BST2）：第二个浮动驱动器的升压提供端2 第10脚（LX2）：电感器连接2（如变压器另一端），降压变换器的开关节点，和第二个浮动驱动器的接地端 第11页 第11脚（HDR2）：高压驱动器1，第二个浮动驱动器的输出 第12脚（PWM2）：高压驱动驱动器2。第二个浮动驱动器输出 第13脚（CT）：脉动驱动调制2，第二驱动器输入信号 第14脚（HDR1）：高压驱动器2，第二个浮动器的输入信号 第15脚（LX1）：电感器连接1（如变压器另一端），降压变换器的开关节点，和第一个浮动驱动器的接地端 第16脚（PGND）：第一个浮动驱动器的升压提供端1  [Page]

    图3-1  INVERTER原理图


图3-2 INVERTET原理图

2、电源启动与工作
接通电源，经过POWER（图2-2 POWER）输出+24V给INVERTER工作电压，+16V主要输给功音功放，+5V给主板的主芯片工作。INVERTER启动工作如下：主板开机ON信号从CN603的第3脚输入，Q502、Q503、Q504、ZD501组成稳压电路，将+24V稳压到+5V给OZ9939的第10脚启动电压、同时也是给OZ9939、OZ9928提供工作电压，经过OZ9939第12脚电容充电软起动后，OZ9928和外部Q506、Q507、Q508、Q509，变压器T组成一个全桥拓朴电路，产生高压点燃液晶屏，INVERTER进入正常工作。
3、过压、过流电路 过压过流通过OZ9939第6脚电压来监测，在正常工作时，如果有CCFL被损坏或被移除，C511、R535、R536、D513等组成电压反馈电压，第6脚电压将升高，如果高于R550、R551设置的第7脚电压，OZ9939驱动（DRIVE）信号将被调节，同时启动OZ9939的关断信号。
4、调光电路 调光电路，是通过OZ9939第4脚实现。本电源是采用IC内部低频PWM调光，只要通过CN603第2脚输入一个可调0---+5V的模拟电压，就能简单实现PWM数字调光，当输入电压是0时，亮度为最大。
5、待机电路 CN601的第1脚是待机控制脚（见图2-2），电路由Q501，OT601、D502、IC601组成；主板待机信号为低电位时，电源正常工作。当是高电位时，Q501、D502导通，OT601内部发光二极管电流增大，使IC601第6脚电流增大，输出电压下降，与此同时，辅助的电压也下降，中断了IC601第4脚的电力供给，IC停止工作之后，起动电阻R000又对VCC端子进行充电，电压又上升，IC又工作，上面动作不断重复，使电源进入BURST方式工作，电源输出降低，其中+24V降到+8V，通过Q609给主板继续提供待机工作电压。

第四章 电源规格书



4．2．3安规及EMC特性

4．2．4背光源测试


4．3机械特性 3．3．1连接器脚位定义(如图,附视图)


4．4关键料清单


第五章  常见故障维修
修理前先仔细观察整个不良板有无烧器件，损坏器件、元器件虚漏焊等现象，IC（OZ9939）损坏一般很少，如检测IC起动使能、工作电压正常，起动时13脚有三角波输出，一般IC都是好的，背光板常见故障以下二种： 1、 开机屏不亮维修流程 电源接通后，面板面工作指示灯如显示正常，而屏不亮，首先检查主电源部分+24V，+16v等是不是正常，如不正常按传统电源的维修方法检修主电源部分，如主电源+24V等输出正常，检查一下主板开机信号是否正常，本机开机是低电位开机。流程如下：

2、 开机时亮一下黑屏维修流程： 电源开机时如屏亮一下就出现黑屏，这种不良现象一般电路不正常时保护电路启动，首先要仔细检查变压器T602、Q506、Q507等关键器件有无作业不良，电流电压反馈电路有没有出现漏件，空、虚焊等，流程如下：


完结...