第4章 组件板上的易损件维修
导读本章主要介绍液晶电视机组件板的电路框架结构、主要器件的功能、易损件检测方法及代换。这种维修属于组件板的初级器件维修,是根据故障现象和实修经验,直接切入到易损件的检测,不需电路图纸,也不要求查阅其他资料,但修复率高达60%以上,作为维修人员何乐而不为呢。
经验
液晶电视机出现故障,20%是软件数据错误引起,80%是硬件损坏引起;软件故障只需根据机型工厂提供的资料重新写入数据即可;每个组件板的硬件故障,多数发生在为数不多且固定的几个易损件上,容易掌握。
4.1组件板上的易损件共性
虽然液晶电视机内的组件板功能不同,其中的易损件名称及作用不同,但如对这些器件的外形特点及损坏形式进行归类,不外乎五种:大体积的器件易击穿或烧坏;接口易接触不良;晶体易开路或频率偏移;供电电路中的保险管和电源芯片易烧坏;液晶屏组件板的背光灯管易开路。
(1)大体积器件易损坏的原因
大体积器件易损坏的原因,主要是其工作环境恶劣,通常是工作在高压、高温、大电流状态下易被击穿烧坏。
正因为如此,工厂为降低故障率,设计时要求其耐压高、耐温高、额定电流大,器件体积随之要大,有的还要固定在散热板上,这类器件主要集中各组件板的电源输入和电源输出、背光灯升压板的输出部分,具体如下。
①大体积的晶体管,尤其是电源板上的固定在散热板的大体积MOs管、大电流二极管。
②大体积的电阻,主要集中在各组件板上的供电电路。
③大体积的电解电容,尤其是电源板上的大体积电解电容。
④大体积的变压器,尤其是背光灯升压板的高压变压器。
经验
大功率晶体管易击穿;大体积电阻易开路、阻值变大;高压变压器易烧焦、引脚锈蚀开路;电解电容易鼓包、漏液、引脚锈蚀、容量变小、漏电。
(2)接口易损坏的原因
接口的插座针脚为金属体,易氧化出现接触不良;接口的插头引脚内采用弹性金属片日久弹性下降,不能与插座的对应针脚接触,引起接触不良。
(3)晶体易损坏的原因
晶体内的石英材料,受振动会出现位移或碎裂现象,造成晶体频率偏移或开路。
(4)保险管和电源芯片易损坏的原因
保险管用F或FB表示,一般串联在供电电路,当后级电路因故障短路或过流时,就会把保险管熔断。尤其是电源板上的保险管、背光灯升压板上的保险管、逻辑板上的保险管。
电源芯片要对本板甚至其他板提供工作电压,通常工作在高电压或大电流状态,所以易损坏。
(5)背光灯管易损坏的原因
液晶屏组件内的背光灯管,是液晶电视机中工作电压最大、工作电流最大的器件。其工作电压在千伏左右,启动时的电压则高达1500V以上。
掌握了上述特点,再加上下面介绍的内容,在对组件板进行器件维修时,就会做到胸中有数,在短时间内,从器件多达几百甚至几千个以上的组件板上,很顺利地找到“已损坏”的器件。
4.2电源板上的易损件维修
液晶电视机的电源板属于模拟电路,其上器件数量少,器件多为直插式且器件体积大、引脚少,便于测试和拆装,是最容易进行器件维修的组件板。
经验
液晶电视机电源板的器件维修,与CRT电视机开关电源板相比,有很多相同之处,如均加入相应的假负载就可单独测试,易损件也主要是大功率开关管、大功率整流输出管、大电解电容、大体积供电限流电阻、压敏电阻、保险管。
4.2.1 PFC技术与电源板的结构原理
PFC是Power Factor Correction的缩写,译为功率因数校正,主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高,说明电能的利用效率越高。该部分的作用为能够使输入电流跟随输入电压的变换。从电路上讲,整流桥后大的滤波电解的电压将不再随着输入电压的变化而变化,而是一个恒定的值。
(1) PFC功率因数校正电路
液晶电视机电源板与CRT电视机电源板的最大区别,就是增加了功率因数校正电路,用于升压斩波(Boost),提高了电网电压的利用率,减小了电磁干扰EMI,增加了电磁兼容性EMC。
如图4-1所示是PFC电路,又称升压斩波器式PFC电路、PFC并联开关电源。PFC电路是在整流元件和滤波电容之间增加一个并联型开关电源,起到对滤波电容隔离的效果,以使滤波电容的充电作用不影响供电线路电流的变化,大大降低线路损耗,提高电能利用率,减小电网的谐波污染,提高电网质量。
当开关K闭合时,桥式整流器 BD1整流输出的电压经过储能电感L1、K接地,电能以磁能的方式存储在电感L1中,感应电动势为左正右负。
当开关K断开时,电感L1上的感应电动势翻转,由磁能转换为电能,左负右正,此电压与桥式整流输出的电压相叠加,形成+380V左右电压向储能电容C1及负载R1供电。
当开关K再次闭合则重复上述过程,但此时由于电容C1存储的电压高于二极管D1正端电压使D1截止,所以,二极管的工作是断续的。由于桥式整流器BD1电压与大电感L1上的电压同时向负载供电,输出电压高达+375~+400V。当电网电压为220V时,此电压值为+380V,所以,俗称PFC输出电压为+380V。
(2)液晶电视机的电源板结构
图4-2是液晶电视机开关电源板的基本电路结构,包括EMC电磁兼容、桥式整流、PFC升压斩波、小信号电路供电电源、背光灯升压板电源、副电源、开/待机控制等部分。
从图4-2中可以看出,这种电源与CRT彩电的开关电源结构很类似,不同之处在于:
①增加了PFC功率因数校正电路,以把桥堆整流器输出的+300V电压升高到+380V左右;
②增加了背光灯升压板开关电源;③电源板输出的电压低,一般输出+5V, +12V; +24V,有的还输出+14V, +18V。
(3)电源板的工作原理简介
图4-3是海信TLM3277液晶电视机的电源板的电路简图。从图4-3中可以看出,其中的 EMC电磁兼容、桥式整流、副电源、开/待机控制功能电路的结构基本同于CRT彩电,这里不作介绍,仅对特殊的PFC, PWM开关电源、背光灯升压板电源进行介绍。
(D PFC电路的工作PFC电路由储能电感TE001、整流二极管DE0 0 4、滤波电容CE019、场效应管QE001、三极管VE001、电源模块NE001 SMA-E1017为核心组成。
220VAC电压经保险管、EMC电磁兼容电路,经整流器BE001整流、E0003滤波电容形成+300V不稳定直流电压,由DE017二极管,送电源模块NE001 SMA-E1017的12脚,启动内部的振荡电路开始工作,由15脚输出PFC信号,由2脚输出PWM脉宽调制信号。
NE001 SMA-E1017的15脚输出的PFC控制信号,使VE001三极管、QE001场效应管按要求轮流导通、截止,以使+300V不稳定电压,通过TE001储能变压器(又称储能电感)、DE004升压二极管、CE019滤波电容,进行升压滤波处理后形成+380V左右,分别通过TE002, T003开关变压器,提供QE003开关关管、NE003 STR-W5667背光灯电源模块的1脚,作为PWM电源、背光灯升压板电源的供电电压。
②小信号供电电源电路的工作小信号供电开关电源电路以开关变压器TE002、开关管QE003、电源模块NE001 SMA-E1017、光电耦合器N002等组成。
电源模块NE001 SMA-E1017由2脚输出的PWM脉冲,送QE003开关管放大,TE002开关变压器降压后由次级输出,再经DE501, EC501等整流滤波,形成+12V, +14V电源。
+12V电源一方面经LM2576稳压为+5 V-M,提供给主信号处理板的CPU;另一方面经N002光耦合器取样后,反馈给电源模块NE001的3脚作为稳压信号,以自动调控制2脚输出的PWM脉宽,以保证开关电源输出的电压稳定。
小信号电路供电电路工作后,其输出的+5V-M, +12V, +14V,启动主信号处理板工作,使小信号供电电源的工作电流增大,此电流流经PFC电路的储能变压器TE001的初级时,会在其次级形成感应脉冲输出,经二极管DE001整流、CE008滤波、RE037降压后,再经DE001提供给NE003 STR-W5667电源模块的6脚VCC,作为背光升压板供电开关电源的启动信号。
③背光升压板电源电路的工作背光升压板电源电路由专用电源模块NE003 STR-
W5667、开关变压器TE003, NE004为核心组成。
当PFC电路和小信号供电电源工作后,PFC电路对NE003 STR-W5667的6脚提供的电压达到启动阑值16V时,NE003 STR-W5667电源模块开始工作,在1脚(内部开关管D极)形成高频脉冲,经TE003变压器降压后由其次级输出,再经DE551整流、CE512滤波,形成+24V电源,提供给背光灯升压板。
光电耦合器NE004,对+24V电源取样后,反馈回NE003电源模块的7脚,作为稳压信号,以自动调整1脚输出的脉冲宽度,达到定电源输出电压的稳定。
当整机工作后,液晶屏上的灯管点亮,电源模块NE003 STR-WS667的工作电流增大,这时,PFC变压器次级提供的启动电压不再能满足NE003正常工作需求,所以,TE003的6脚输出的脉冲会经DE009整流、CE024滤波后形成+22V电压,提供NE003的6脚,以满足NE003正常工作所需的电压。
4.2.2电源板上的易损件
电源板上的易损件识别方法,一般是先根据器件外形识别出电源板的主要器件类型,其次根据特点性器件的位置大致划分出功能电路区域,在此基础上初步识别出电源板上的易损件
(1)电源板上的主要器件识别方法
①电源板上的器件类型识别如图4-4所示是开关电源板上的主要器件特征。这些器件从体积、外形、标主参数等就可以识别,无需查阅电路图。
其中的电源模块根据功能分类为:PFC模块、副电源模块、小信号供电电路模块、背光升压板电源模块、PFC+小信号供电电源模块、小信号供电+背光灯升压电源模块、PWM脉宽调制器、保护芯片。各类常见型号如下。
a. PFC模块:FAN7259, FAN7530, L4981, L6561, L6563, NCP1606, NCP1650,NPC1653、NPC33262、UCC28051、UC3584、TDA4836,SG6961。
b.小信号电路供电电源模块:L5591, L6599, LD7552, LD7575, NCP1217,NCP1377, NCP1396, NCP5181、TDA16888; F9222, STR-T2268, STR-W6251、STR-W6556, STR-X6769, STR-X6759, STR-T2268, F57M0880, FSCW0765,这几种模块内有开关管。
c.副电源模块:LD7550, LD7552, UC3843, NCP12037, NCP1207, NCP1271, NCP1377,NCP1013、NCP1014、FSDH321、ICE2Al65、Q0265R、VIPER22、STR-A6159、STR-A6351、STR、V152、TNY227、TNY266、TNY267。
d.背光灯升压板供电电源模块:STR-5667.
e. PFC+小信号电路供电电源模块:ML4800, L6598, LD7575, STR-E1555, STRE1565、SMA-E1017。
f.小信号电路供电电源与背光升压板供电电源二合一模块:TEA1532。
g. PWM脉宽调制器:UC3845, UC3844, UC3843, UC3842。
h.保护芯片:LM339, LM393, LM358, LM324。
②电源板上的功能电路划分如图4-5所示,一般根据特点性器件和距离输入/输出插头的远近,对电源板上的器件初步划分为几个功能电路。对于不是很明确的器件,再根据器件引脚的连接大致走向进行确认。
位于220VAC电源插头、保险管附近的大体积器件,一般是EMC电磁兼容即消干扰电路、PFC功率因数校正电路;位于输出插头较近的是副电源、小信号电路供电电源、背光灯升压板电源。
220VAC电源插头、高压电容、压敏电阻、互感器区域的器件组成EMC电路;PFC储能变压器、+380V滤波电容区域器件组成PFC电路;背光板升压板变压器及附近大功率MOs管、大电流整流二极管组成背光板升压供电电源;小信号开关变压器及附近开关管、电源模块区域的器件组件小信号电路供电电源;副变压器及附近的器件组成副电源。
(2)电源板上的易损件识别
电源板损坏引起的故障,占液晶电视机整机故障率50%以上。而电源板出现故障基本由那么几个易损件引起的,且任何型号的电源板,这几个易损件的名称、损坏形式及引起的现象也很规律。
①电源板上的易损件识别方法如图4-6所示是电源板上易损件。按故障率由高到低的顺序排列为:保险管、大电流整流二极管、桥式整流器、MOs大功率管、+380V滤波电容、电源模块、压敏电阻、光电耦合器。
从图4-6中可以看出,除光电耦合器外,电源板上的易损件多数体积大,且工作在高电压、大电流状态。光电耦合器损坏,也多是其所连接的大电流二极管、电源模块击穿时,所形成的大电流或高电压将其烧坏。
②电源板上易损件的损坏形式图4-7是电源板上的易损件常见损坏形式。从图4-7中可以看出,以击穿损坏居多,尤其是大体积(也就是大功率)晶体管类、压敏电阻、+380V滤波电容,且部分伴有外在损坏状态。
经验
PFC管击穿,往往还会将其S极串联的电阻(0.22~0.5Ω)烧坏。
③电源板上易损件引起的故障现象图4-8是电源板上易损件引起的常见故障现象。从图4-8中可以看出,部分器件击穿时还会将保险管熔断。所以,保险管熔断时,需查明原因后再更换,否则还会将更换的保险熔断。
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