1.4 液晶彩电二合一板维修和代换技巧
液晶彩电二合一板工作于高电压、大电流状态,故障率较高,在液晶彩电维修中占有较高的比例。
液晶彩电二合一板因将电源板和背光灯板驱动电路合并在一起,单元电路多、控制相对复杂,且采用双面印制电路板,大量使用贴片元器件,元器件体积小、分布密集,往往导致电压测试不便;另外电路走向从印制电路板的一面走向另一面,互相穿插,给电路识别和追寻电压信号走向造成困难,容易造成故障判断方向不清、关键点把握不准;再加上所修二合一板往往无图样、无资料,给维修故障造成困难。笔者根据维修二合一板的实践,总结出以下维修技巧。
1.4.1 维修技巧与检修安全
1.二合一板检修顺序
维修时,首先排除开关电源部分故障,在确定开关电源输出电压正常后,再检查背光灯驱动部分故障。对于开关电源部分故障,本着从前向后检查的步骤,先检查市电整流滤波后的+300V供电,再依次检查副电源、开/关机控制电路、PFC电路、主电源。对于背光灯电路,由于其输出部分功率大、电压高、故障率高,遵循从后先前检查的步骤,先检查背光灯和连接器,再依次检查升压变压器、升压MOSFET(开关管)、推动电路和驱动控制电路。
2.确保人身安全和电路安全
由于二合一板电源部分与AC220V市电相连接,背光灯板输出1000V以上交流高压,均会对人身安全造成威胁。维修时最好采取如下措施:
1)采用隔离变压器,在电源输入端设置一个隔离变压器,将电源板输入电压与市电电压隔离,悬浮供电。一是保证人身安全,即使维修时人体接触二合一板,也不会形成电流回路,避免触电;二是保证测试仪器安全,特别是示波器的安全,可对二合一板的一次、二次电路进行测试,避免热地端强电损坏测试仪器。
2)在工作台和工作地面设置绝缘胶垫。设置绝缘胶垫后,即使人体接触到热地端,由于绝缘胶垫的隔离,不会形成电流回路,避免触电。因为背光灯升压输出端电压高达1000V以上,所以背光灯板应距离其他电路板和检修测试仪器10cm以上,特别是要与屏蔽金属板保持一定距离,避免打火放电,造成不必要的损失。
3)通电测试电压或波形时,采用单手操作姿势,另一只手悬空,不接触电路板或戴绝缘手套,避免双手接触电路板构成回路触电伤人。
3.学会二合一板脱板维修
目前维修,大多为上门维修,在客户家全部完成维修作业,受条件的限制,往往需要将二合一板拆下来,带回维修部进行脱板维修。而二合一板的正常工作往往受主板控制系统的开/关机控制、点灯控制、亮度调整控制,脱离主机后往往无法启动进入工作状态,需要模拟上述控制电压。由于多数二合一板的上述开/关机、点灯、亮度控制电压开机状态均为高电平,可用3只1~3.3kΩ电阻跨接在副电源输出的+5V或+3.3V之间,为二合一板输入模拟的开/关机、点灯、亮度控制电压,迫使二合一板启动工作。
另外,开关电源或背光灯驱动电路在脱板维修时,由于无负载电路,空载和带负载状态下其输出电压往往不同,有的二合一板因无负载电路还会进入保护状态不能启动,容易给维修造成误判,需要在开关电源输出端和背光灯驱动输出端接假负载,模拟负载电路用电。开关电源部分一般选用12V或24V摩托车灯泡作为假负载最好,也可选用120~330Ω大功率电阻作为假负载,跨接在12V或24V输出端与冷地端之间。CCFL背光灯部分输出的是交流高压,假负载最好选用相应的CCFL背光灯管,当然也可使用专用维修工装,比如长虹快益点电器服务有限公司的专用液晶彩电二合一板假负载工装,其型号为KYD-PWV2.0,可满足1~8个高压输出接口的二合一板。没有条件的也可使用150kΩ/10W的水泥电阻来代替灯管试之。
4.学会解除保护电路
二合一板的开关电源和背光灯驱动板大多设有过电压、过电流、过热保护电路,当二合一板发生故障时,往往造成保护电路启动,进入保护状态无法工作,给维修造成困难。学会解除保护让二合一板启动工作,是维修二合一板的重要技能之一。
开关电源部分的保护受控电路往往为开/关机VCC供电控制电路,保护时切断主电源或PFC驱动电路的VCC供电,主电源或PFC电路停止工作;可在主电源或副电源的振荡或稳压控制端设置保护电路,保护时提高或降低该脚的电压或将其接地,迫使驱动电路内部保护电路启动,达到停止工作保护的目的。解除保护的方法:
1)从过电压、过电流取样电路采取措施解除保护:一般过电压保护检测电路往往设有稳压二极管,当检测电压超过二极管的稳压值时,将稳压管击穿,向保护执行电路送去高电平保护触发电压。解除过电压保护的方法是将稳压二极管拆除或断开一脚。过电流保护检测电路往往采用大功率电阻或电流互感器进行取样,取样电压送到运算放大器比较放大后输出保护触发电压。解除过电流保护的方法:一是将取样电阻或电流互感器一次绕组短路;二是将运算放大器输出的保护触发电压断开。
2)从保护执行电路采取措施解除保护:保护执行电路往往由晶闸管或晶体管担当,一是将晶闸管的门极或晶体管的基极断开或对地短路,启动保护触发电压对晶闸管和晶体管的控制;二是将晶闸管或保护晶体管拆除。
背光灯保护电路对输出电压和灯管电流进行检测、整流、取样、分压后,获取保护触发电压,对驱动控制电路进行控制。解除保护的方法:
1)从过电压、过电流取样电路采取措施解除保护:一般过电压保护检测电路往往设有分压电路、整流电路、比较取样电路、放大电路,可将保护电压送到驱动控制电路,可将过电压保护输出的保护电压断开;过电流或电流平衡检测保护电路设有取样电阻、整流电路、比较取样电路、放大电路,可将保护过电流电压送到驱动控制电路;可将过电流保护输出的保护电压断开。
2)从驱动控制电路的保护电压输入引脚采取措施:一是将保护输入引脚外部与保护电路相连接的电路断开。二是将保护输入引脚电压拉回到正常值,对于该脚电压升高后驱动控制电路保护,将该脚对地接分压电阻或将该脚直接接地;对于该脚电压降低后驱动控制电路保护,将该脚用500Ω~1kΩ电阻接VCC供电电源,将该脚电压提升到正常值。
需要注意的是:为了确保解除保护后的电路板安全,解除保护后通电试机时,要接好电压表对输出电压进行检测,并注意观察电路板上熔丝、大功率易损元器件状态,一旦出现电压升高、熔丝熔断、元器件冒烟、打火的故障,应立即切断电源,排除相关故障后,再进行下一步维修。最好采用带按下方式的电源开关的插排作为二合一板的供电电源,通电时轻按电源开关到一半,保持AC220V市电刚刚接通,但插排上的开关还没有卡住,观察通电后的电压和电路板元器件,如果发生意外,马上松手,电源开关即可切断电源。
1.4.2 分析识图与测试技巧
1.对号入座,判断二合一板类型
先确定所修液晶彩电背光灯是采用CCFL背光灯还是LED背光灯,确定二合一板的类型。再根据所修二合一板的结构,在理解上述三种不同二合一板的基础上,先与上述三种二合一板对号入座,确定是哪种二合一板。
开关电源部分只有一个开关变压器的为单电源+背光灯电路;电源部分有一大一小两个变压器的为副电源+主电源+背光灯电路;电源部分整流滤波电路之后,设有一个类似变压器的大电感线圈,为PFC电路储能电感,说明该开关电源具有PFC电路。
根据其组成框图再逐步查找各个分单元电路和关键元器件,根据关键元器件的资料,查找测试点。
2.在输出连接器上查找测试点
一般二合一板的输出连接器直接在电路板上标出连接器各个引脚的输出电压或功能,为测量判断电源板输出电压提供方便。开/关机控制常用符号为PO-ON、OFF/ON、P-ON、STB、STANDBY等;点灯控制常用符号为SW、LCD ON/OFF、BL-ON/OFF、BKLT-EN、EN等;亮度调整常用符号为BRI、PWM、IPWN、DIM、BL-DIM、BKLD-ADJ、ADJ等。对于上述控制电压,多数开机或点灯为高电平,待机或关灯为低电平,亮度调整多为高电平亮度增加,低电平亮度降低。少数二合一板与此相反。
少数二合一板输出连接器不标出输出电压和功能,可根据输出连接器的位置确定输出电压,位于小变压器附近,且与小变压器二次整流滤波电路相连接的引脚,多为副电源输出电压引脚;位于大变压器附近,且与大变压器二次整流滤波电路相连接的引脚,多为主电源输出电压引脚;去掉主电源、副电源输出电压接地端,且不与整流滤波输出电路相连接的,多为开/关机控制、点灯、亮度调整控制引脚。
3.在大滤波电容两端查找测试点
市电整流滤波电路输出电压的测试点为市电整流滤波电容两端电压或市电整流全桥输出端电压,正常时无PFC电路的二合一板为+300V左右;有PFC电路的二合一板待机时接近300V,开机后降为230~250V。
PFC电路输出电压测试点为PFC整流滤波大电容两端电压或PFC整流管负极电压,正常时采用继电器控制AC220V输入的开关电源,待机状态为0V,开机状态为370~400V;采用VCC控制待机的开关电源,待机时为+300V,开机状态为370~400V。
副电源输出电压的测试点为副电源变压器二次整流滤波电容两端电压或整流管负极、输出连接器的输出端电压。正常时为5V或3.3V。
主电源输出电压的测试点为主电源二次整流滤波电容两端电压或整流管负极电压;设有开/关机控制输出电压的二合一板测试点为输出连接器的输出端电压。输出电压因二合一板型号而异,正常时为+12V、+24V,有的二合一板还有+18V、+5V等输出。
VCC供电的测试点为VCC整流滤波电容和VCC控制开关管输出端滤波电容两端电压,正常时在12~20V之间,因机型而异,VCC控制开关管输出端电压待机时为0V,开机时为12~20V。
4.背光灯输出电压的测试
对于采用CCFL灯管的背光灯,由于输出电压为几千伏交流电压,往往超过万用表的测量范围,维修时可采用两种测量方法:一是采用串联高压测试棒进行测量,该方法可准确地测量高压的电压值,但很多维修人员没有高压测试棒。二是采用感应测量法,将万用表靠近(注意不用碰上测试点,最好测量有绝缘皮隔离的部位)升压变压器的输入、输出电路或输出连接器,通过电磁感应,间接测量升压电路的电压。由于数字式万用表的内阻高,感应电压测试灵敏,建议采用数字万用表进行间接测量,实际测量时,在高压输出端连接器部位,可测量出几百伏的交流感应电压;无数字式万用表时,也可采用指针式万用表进行测量,但显示的测量电压值较低,一般为几十伏。
对于LED背光灯驱动电路,由于输出电压在几十伏到200V之间,可用万用表直接测量输出端电压,判断背光灯驱动电路的好坏。
5.保护故障电压测量技巧
对于开机后立即关机或背光灯闪一下即黑屏的故障,多为保护电路启动所致,为了在开机后保护前的瞬间抓测相关电压,需要在开机后的瞬间对相关部位测试点的电压进行测量。
开关电源保护电路测量的部位:一是保护检测输出的保护控制电压;二是保护执行电路晶闸管的门极、晶体管的基极;三是受保护电路控制的VCC输出电压等。
背光灯保护电路的测量部位:一是升压变压器的一次电压;二是升压变压器二次输出连接器的焊点。
对于高压部位的电压测量方法:开机后,马上用高压测试棒(也可用单只万用表)触碰高压输出连接器焊脚,看是否有微弱蓝色火花出现,如果有火花出现,灯管不亮的故障在于灯管本身或连接器。如果有多个灯管连接器,要逐一进行试验。这里强调开机后马上进行测试,主要是为了避免保护电路启动后造成误判。如果在保护电路未工作时测得无放电火花产生,则应测量各级供电电压是否正常,背光灯启动信号电平是否正确,用示波器测量末级驱动管或者控制集成块信号输出引脚看是否有脉冲波形。如果有波形,故障一般在高压变压器、二次高压输出电容或灯管。
6.对比检测背光灯输出电路
由于CCFL背光灯逆变器的全桥驱动电路和高压形成电路、灯管供电和电流检测保护电路相同,LED背光灯驱动电路由几组相同的驱动电路组成,其相同部位和引脚的对地电压和对地电阻相同。维修时,可分别测量各路驱动电路、升压输出电路、过流检测电路的对地电压、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,则是该测试点相关的电路发生故障。
7.波形测试技巧
有条件的维修部,可采用示波器观察背光灯板关键波形的方法,判断故障范围,直观、准确、迅速。测试背光灯板波形时,一是测量前级振荡与控制电路输出的激励脉冲是否正常,由于前级振荡与控制电路元器件密集,不易测量其波形,故可间接测量激励或驱动输出功率管的G极波形,如果无脉冲输出或输出不正常,则故障在振荡与控制电路中,否则故障在激励或驱动输出电路中;二是测量升压变压器的输出波形是否正常,由于升压变压器的输出波形电压达1000V左右,如果电压表或示波器的量程不足,可采用间接测量的方法。将电压表的负表笔或示波器探头接地线接地,用电压表的正表笔或示波器探头靠近升压变压器的高压输出端外壳,一般数字万用表可感应出150~450V的交流电压,示波器可感应出20~40V的交流电压波形。如果波形和电压偏低,多为升压变压器局部短路或灯管电路漏电所致;如果故障波形和电压偏高,多为灯管电路发生开路故障,造成高压空载所致。如果无脉冲输出或输出不正常,故障在升压输出电路,否则是背光灯管发生故障。
8.正确选择测试接地点
由于开关电源和背光灯电路设有一次电路、二次电路,一次电路的市电整流滤波电路、PFC电路、主电源和副电源的一次级电路、大功率背光灯板的升压输出电路接地点与市电整流滤波后的热地端相连接,一般选择接地点为大滤波电容的负极。主、副电源二次整流滤波电路、背光灯板驱动电路、开/关机控制电路的接地点与冷地端相连接,一般选择主电源变压器二次整流滤波输出端大滤波电容或接冷地端的散热片、屏蔽铁板作为接地点。两者不能搞错,如果接地点搞错,轻者造成测试结果出错,给维修造成误判;重者损害测试设备,特别是贵重的示波器。
1.4.3 二合一板代换技巧
维修液晶彩电的二合一板时,有时候故障元器件找到了,但买不到同型号的配件,造成原二合一板无法维修,需要通过代换二合一板的方法来进行维修。有关国内外二合一板的参数和代换,参见本书附录A。下面简要介绍二合一板的代换技术。
1.二合一板的代换原则
二合一板既有开关电源又有背光灯驱动电路,代换时既要满足开关电源输出电压的需要又要使背光灯驱动板与背光灯相匹配,找到合适的二合一板并非易事。如果将开关电源和背光灯驱动板分开考虑进行代换,就容易找到参数相近的电路板进行代换了。
如果只是背光灯部分损坏,可以考虑只更换背光灯部分。具体方法是,先对电路进行分析,把二合一板上的高压部分元器件拆掉,在腾出的位置上固定好新的背光灯板,做好绝缘防护,再从原二合一板上找到“亮度控制”和“关闭/启动控制”两根线,接到代换的背光灯板输入接口对应引脚上;再在二合一板上找到地和电源,一般为12V或24V端,接到代换的背光灯板输入接口的电源和地插针上,就大功告成了。
如果只是开关电源部分损坏,可考虑只更换电源板。具体方法是,将二合一板的电源部分供电和输出电路切断,将新电源板的输出电压、开/关机控制端与原始二合一板的输出连接器对应功能引脚相连接即可。
2.电源板的选择
1)注意电源板的体积要适合,根据电视机内部的空间选择体积合适的电源板,特别是体积不能过大,否则很难装配到电视机内。
2)所选电源板输出电压要与被代换的原装电源板一致,例如原装电源板副电源输出5V电压,主电源输出12V和24V两组电压,所选电源板必须满足上述输出电压要求。
3)所选电源板各组输出电压、输出电流要满足被代换的原装电源板的要求,输出功率要一致或高于原机,各组输出电压可提供的电流应等于或大于原装电源板所能提供的电流,避免因供电电流不足造成电压降低、供电不稳定或保护电路启动。
4)电源板输出接口的形状要尽量一致。如果不一致,输出接口的引脚功能应与原装电源板的输出接口引脚功能一致,例如原装电源板接口有12V、5V输出和开/关机、亮度、点灯控制引脚,所选电源板接口也应具有上述功能引脚。如果引脚排列不同,可采用剪断插头,根据新、老电源板输出接口的引脚功能,一一对应焊接的方法解决。
5)开/关机、点灯、亮度控制电压最好与原装电源板匹配。如果所选电源板与原装电源板不匹配,需对相应的电路进行改造或增加相关电路。
3.背光灯板的选择
为了代换的背光灯板与原电视机的控制系统、供电系统、灯管负载相匹配,选择代换的背光灯板时,要注意以下几点:
1)注意背光灯板的体积要适合,根据电视机内部的空间选择体积合适的背光灯板,特别是体积不能过大,否则很难装配到电视机内。
2)背光灯板支持灯管个数要一致,例如6灯管的背光灯板不可用4灯管的背光灯板来代换。
3)背光灯板的供电电压要一致,背光灯板用途不同,供电电压不一样,例如同样是6灯管的背光灯板,供电电压就有12V、24V等多种,如果电压不符,但电源板有相应的供电,还要考虑该供电的电流是否可以兼供背光灯板。
4)背光灯板的输出功率要一致或高于原机,如果新背光灯板功率不够,会导致输出管发热量大、使用寿命缩短,或者干脆不能点亮灯管。
5)灯管输出接口的形状要尽量一致。通常购买的背光灯板分为宽口和窄口,宽口是指一个高压输出插座可以同时接两个以上灯管,比如输出接两灯;窄口是指一个输出插座接一个灯管,背光灯板的每个输出口(指窄口)都由两根线组成,一根为高电平线,一根为低电平线。
6)点灯控制电压和亮度调整电压应与原背光灯板相同或相近,如果点灯控制电压相位相反,应加装倒相电路。
4.正确识别和连接
新背光灯板的输出、输入连接器往往与原背光灯板的连接器不同,需要根据连接器的功能,对应连接,有些背光灯板的说明书中标注有插座的功能,按标注的功能连接即可。如果新、旧背光灯板上无功能标注,可根据连接器的元器件走线、连接的元器件和布局来确认主板和背光灯板连接器各引脚的功能,然后才能逐一接线并固定到机壳内。
背光灯板和主板的输入连接器上有4个电压输入:一是电源供电电压,小屏幕一般为12V,大屏幕一般为+24V;二是接地端电压;三是背光开启/关断(ON/OFF)控制电压;四是亮度调整(ADJ)电压。背光灯板上电源供电和地线的走线最长,面积最大,且在两者之间并联有多只大容量的滤波电解电容,与滤波电解电容正极相连接的为电源供电电压端,与滤波电解电容负极相连接的为接地端。
剩下的背光开启/关断控制电压和亮度调整电压端,也比较好区分。对于早期的背光灯电路来说,亮度控制端应和背光灯电源控制芯片的某一只引脚相连,而高压启动控制端通过一只电阻或二极管接晶体管控制电路,因此,通过查找它们的去向即可分辨出高压启动端和亮度控制端。对于新型背光灯电路,背光开启/关断控制电压和亮度调整电压端往往都与背光灯电源控制芯片相连接,可通过测量两端电压进行判断。开关背光灯时,呈高低电压变化的引脚是背光开启/关断控制电压端;调整背光灯亮度时,连续升降变化的引脚是背光开启/关断控制电压端。
5.不同灯数背光灯板的代换
一般而言,几灯的背光源就要用几灯的背光灯板进行驱动。那么,不同灯数的背光灯板是否可以代换呢?回答是肯定的。代换时,用少灯背光灯板代换多灯背光灯板比较方便,如果用多灯背光灯板代换少灯背光灯板,则要修改电路,比较麻烦。不同灯数背光灯板之间的代换主要有以下几种情况:
1)体积不允许。例如,手头有一个4灯的液晶彩电,原机的背光灯板体积非常小,4灯背光灯板装不下,就可以用双灯背光灯板代换(双灯背光灯板体积较小)。代换时,可以闲置两只灯管,只点亮另两只灯管。从理论上讲,这样代换因为灯管没完全点亮,亮度会降低约25%,亮度也会不均匀,但实际上很难看出来,对显示效果影响不大。
2)没有配件。若液晶彩电是4灯的,而手头没有4灯背光灯板,就可以试验采用双灯背光灯板来点亮液晶屏。
6.代换注意事项
1)基于安全问题,在安装背光灯板时确保高压部分和液晶彩电金属材料至少保持4mm的距离,或使用足够等级(3kV)的绝缘材料隔离,避免高压放电的产生。
2)为了避免干扰,一定要把背光灯板的接边孔用螺钉拧到液晶彩电的金属壳上,即使不便固定,也要用粗导线进行连接。
3)背光灯板一般都配有1A以上熔丝或限流电阻,不要将其直接短路,以避免高压部分故障连带损坏电源或其他电路。
[1]1in=2.54cm,后同。