松下L32CH3C L32CH5C逆变电路分析与维修
吴善龙
松下L32CH3C L32C30 L32CH5C等30系列LCD电视机的电源板与灯管驱动是二合一板,简称为P板,电路相同。电路设计得很简洁,可靠性很高,便于维修。本文在分板电路原理的同时,把该板各IC及晶体管的实测电压数据附上,以便于在检修中参考。
一、 逆变器电路介绍:逆变器电路用于给LCD屏幕灯管提供高频高压正弦交流电,驱动灯管发光。逆变是把直流电变成交流电的简称。逆变器电路输入来自电源板的经稳压后的直流电,加到高频振荡电路,变成高频交流电输出。经过大量实践和实验得知:灯管的发光效率和寿命与流过灯管的交流电电流值和频率高低有关,当流过灯管的电流等于额定电流,并且电流的频率等于额定频率时,灯管的发光效率最高,寿命最长。为此,逆变器加给灯管的电流和频率应当是一个恒定值。因此,逆变器应当是一个稳流器。不应当是稳压器。因为在冬天和夏天灯管的内阻变化很大,灯管内的惰性气体在寒冷的冬天和炎热的夏天导电率差别很大,如果给灯管加经过稳压后、稳定的交流电压,那么灯管在冬天和夏天的电流就会变化很大,就会使灯管的实际电流与额定电流偏差很大,灯管的寿命就会严重缩短。因此有的公司把逆变器称为镇流器。
在刚开机时,灯管是常温,温度比较低。需要给灯管两端加上1500V的高频交流电。才能把灯管内的惰性气体点燃开始发光。而当灯管工作一段时间后,温度会明显升高,此时给灯管加比较低的交流电压就可以使灯管发光,另外,灯管开始导电发光后,其内阻变得很低,此时给灯管两端加比较低的交流电大约800V就可以维持灯管的额定电流值。可见灯管两端的电压变化很大,因此,给灯管供电的逆变器应当是一个稳流器(加到灯管的电流是恒定的),而对输出电压不进行稳压控制。而以前我们讲的电源板内的很多电路都是稳压器,即输出的电压是稳定不变的。稳压器是对流过负载的电流进行取样,然后利用取样电压对电源电路的输出电压进行稳压控制(此时输出的电流是变化的)。稳流器是对流过负载的电流进行取样,利用取样电流去控制稳流电路,使之输出的电流是恒定不变的(此时输出的电压是变化的)。
二、 逆变IC介绍:该机型的逆变IC,其型号是BD9247F。这是一个双列18脚的帖片IC。引脚见下图所示:
各脚功能简介:
BD9247F各脚电压:在电视机正常工作时用数字表测量
脚号 缩写 功能 电压
1 VCC 电源输入 15.88V
2 STB IC内部电源接通和关断控制,对该IC的待机与工作进行转换,3V时工作,0V
时待机。。 3V
3 GND 接地 0V
4 RT 逆变器振荡频率设定脚,外接电阻。 1.5V
5 FB IC内误差放大器输出端。 2.15V
6 IS 灯管电流检测输入端。把灯管的电流,经互感器检测后加到该脚,在IC内部控制
逆变器输出灯管高压的频率,以此调节灯管的电流保持恒定。这是最为重要的反馈
信号,如果IS反馈信号开路或是到地短路,会使加在灯管上的高压极高,打火击穿
灯管的高压线插座,因此在检修中切不可断开该反馈信号。在灯管正常工作时
逆变电路控制的是灯管的电流保持恒定,而不是灯管高压的大小。 1.25V
7 VS 灯管电压检测输入端,仅在灯管启动期间,由该脚电压控制加在灯管上的高压值
不超过极限值。
在灯管正常工作时由电流反馈信号控制逆变电路的工作频率,使灯管的电流保持恒定,
此时该脚的反馈电压不起作用。在灯管启动时加在灯管上的高压是1300V,在灯管
正常工作时加在灯管上的高压800V。灯管高压的大小是通过改变逆变器的工作频率
来实现的,高压变压器的初级电感与电容构成串联谐振,由串联谐振曲线调节高压。 0.53V
8 PWMCOMP 灯管亮度调节靠改变PWM波的占空比,8脚是PWM波比较器的输入端,
该脚电压升高时灯管亮度升高。 3.37V
9 CP 定时锁存设置脚,外接定时电容。实际测量发现,在灯管启动、灯管正常发光、
灯管保护时,该脚电压均为0V。 0V
10 PWM IN 来自主板的PWM波输入端,用于调节灯管的亮度。该脚电压升高时灯管亮度升高 2.87V
11 SDON 使能端,对14脚过压保护功能的使能控制。打开电源开关之后的10秒之前,
该脚电压一直为0V,到第11秒时该脚电压开始慢慢上升,到第17秒时上
升到额定值5V,此后保持5V不变。当发生过压保护时,该脚立即下跳到0V。
在灯管冷机刚启动时,由于灯管的内阻大,加在灯管两端的高压比正常时偏高
为了防止此时过压保护电路误动作,由该脚电压(低于5V)在灯管启动时
(打开电源开关的17秒之内)断开IC:的14脚内的过压保护功能。
在灯管启动完成(打开电源开关的17秒)之后,该脚的5V电压,
接通IC:14脚内部的过压保护功能。在检修中为了去除IC的过压保护功能,
可以把该脚接地。这样可以判断故障是否因过压保护电路误动作造成。 5.24V
12 SS 软启动设定脚。仅在开机启动时起作用:在灯管启动时,软启动电路使加在灯管
上的高压慢慢上升,防止高压从0V突跳到很高值。 5.26V
13 FAIL 逆变器故障指示输出脚,灯管点亮时时该脚为0V。灯管不亮时该脚为3V,打开电
源开关后灯管没有点亮之前,该脚一直为3V,灯管点亮后下跳到0V。当IC内部
检测到灯管高压过压时,该脚电压会上跳到3V,该电压送到主板的微处理器,
微处理器会让逆变电路再次启动,如果仍检测到过压,该脚电压会再次上跳到
3V,如果重复3次,如果仍检测到过压,则微处理器进入逆变器保护,灯闪1次 0V
14 COMPSD 过压故障检测输入端。当灯管开路或不能点亮时,因空载灯管两端的高压会升高,
经过压检测后加到该脚,该电压随之升高,启动IC内部的过压保护。只要把该脚
到地短路,就可以去除过压保护功能。 2.32V
15 COMP 过压故障延迟检测脚。 0.49V
16 PGND 功率管接地脚。 0V
17 N2 驱动输出 6V
18 N1 驱动输出。 6
当把IC的7脚、 14脚和15脚到地短路时,不影响灯管的正常工作。在检修时把这3个脚到地短路,可以去除过压保护电路误动作的可能性,对于判断故障部位很有用。
测量4脚电压会引脚保护关机。如果IC没有工作,14、15、17、18脚的电压会下降到0V。如果10脚的电压低于2V,则说明A板没有送来PWM亮度控制方波。
三、BD9247外围电路:
四、逆变器的工作过程:
主板送来的逆变器“开”指令,经R7821加到BA9274的2脚,IC内部的开关管导通,为IC内部的电路供电。IC开始进入工作状态。IC内部的振荡器开始工作。4脚外接的电阻R7828用于设定振荡器的振荡频率,在内部经放大后从17、18脚输出差动(反相)的驱动脉冲,加到推动变压器T7801的初级2---3脚,从T7801的两个次级线圈6—7、9--10输出互为反相两路激励信号,加到全桥输出电路:Q7803、Q7804。互为反相的驱动信号,使Q7803导通时,Q7804截止,反之,当Q7803截止时,Q7804导通。
PFC电路输出的390V电源电压,加到逆变器功率输出管Q7803、Q7804。
Q7803与Q7804两管串联,PFC电压加到上管Q7803的D极,下管Q7804的S极接地,两管的串联点{中点}接两个高压输出变压器。当T7801:10脚输出正脉冲时,经D7811加到上管Q7803的G极,该管导通。与此同时,T7801:6脚输出负脉冲,经R7835加到PNP管Q7802的基极,Q7802导通,把Q7804的G极拉低到0V。Q7804截止。此时产生如下的电流:PFC电压正极--------Q7803
极----------S极---------高压变压器T7802初级:2脚----------1脚--------高压变压器T7803初级:2脚--------1脚---------C7804---------PFC电源的负极。上述电流给C7804充电。与此同时,C7803通过导通的Q7803放电,放电电流如下:C7803上端---------Q7803
极----------S极-----------T7802:2脚---------1脚--------T7803:2脚------------1脚------------C7803:下端。 当驱动变压器T7801:10脚输出负脉冲时,6脚输出正脉冲。负脉冲经R7832加到PNP管Q7801的基极,该管导通,把上管Q7803的G—S极间电压下拉到0V,上管截止。与此同时,T7801:6脚输出的正脉冲,经D7812-----R7834-----加到下管Q7804的G极,Q7804导通,此时C7803充电,充电电流如下:PFC电压正极-------------C7803上端---------下端----------T7803初级1脚---------2脚--------T7802初级1脚-------2脚---------下管Q7804
极---------S极----------PFC负极。与此同时C7804放电,放电电流是:C7804上端-----------T7803初级1脚-----------2脚--------T7802初级1脚--------2脚------------下管Q7804
极--------------S极---------C7804下端。 从上述分析可看出:当上管Q7803导通时,两个串联的高压变压器初级流过的电流是自上(2脚)向下(1脚)流通,而当下管Q7804导通时,流过两个串联的高压变压器初级的电流是自下(1脚)向上(2)流通。因此,流过两个高压变压器初级的电流是交流电流。在实际维修中发现:高压变压器因为工作在高电压状态,损坏率较高。当遇到逆变器不能工作时,要首先检测两个高压变压器的初级和次级线圈电阻,因为有两个同样型号的高压变压器,因此,可以采用比对法检测变压器初、次级线圈电阻是否正常。以开路和短路居多。也常见变压器外观变色。
两个高压变压器型号相同,每个高压变压器次级有两个次级绕组,各驱动两个灯管发光,两个变压器共驱动4个灯管。每个灯管有两个接线端子,每个接线端子设有一路电压分压电路用于进行过压检测,一个灯管有两个电容分压电是路进行过压检测。4个灯管共有8个电容分压电路进行取样。8路取样电压加到两套二极管整流电路,一套由4个双二极管D7803\D7804\D7805\D7815组成,4个双二极管的负极连接在一起,整流所得的电压分成两路,一路经R7819加到IC的15脚,另一路经R7824\R7825加到IC的7脚。
另一套由4个双二极管D7806\D7807\D7808\D7809组成。4个双二极管的负极连接在一起,整流所得的电压经R7817加到IC的14脚。IC据此电压进行过压保护。
T7804是灯管电流检测变压器,也叫电流互感器。用于对灯管的电流时行检测。该机型只对4个灯管中的一个灯管(P7插座所接灯管)电流进行取样。T7804次级产生的感应电压,经双二极管D7810整流,得到的电压经R7803\R7805加到IC的6脚,逆变IC据此调节逆变器的工作频率,以达到稳定灯管电流的目的。这是逆变电路的主要反馈回路。
电源板和主板之间的排插:P2的各脚实测电压:见下图。
五、各电路的实测电压:
1、逆变电路大功率开关管的实测电压:
2、灯管电流检测器:互感器的实测电压数据:
灯管电反馈和灯管电流反馈的电路图:实际上起主要作用的是灯管电流反馈电路,在检修故障中,可以把过压检测IC的14脚和15脚及7脚到地短路,以解除过压保护电路误动作的可能性。只保持电流反馈脚6脚不变,就可正常开机。如果断开这三个脚的输入后可以正常开机了,说明是保护电路误动作。
六、BD9247正常工作时各脚波形:BD9247的波形:17、18脚是驱动波形输出端,输出的波形是互为反相的方波,方波的宽度是7US,周期是14US,波形的顶部是15VP,波形的底部是0V电平。 8脚和10脚的波形是很宽的正方波,周期是10MS,波顶部3.2VP,波底部是0V。 5脚的波形是很宽的正方波,波顶部是2.5VP,周期是10MS。 14脚是很宽的正方波,周期是10MS,波顶部是2VP,波底部是0.3V。 15脚是抛物波,波顶部是0.3VP,波底部是0V。周期是10MS。
1、IC:5脚的波形:
可见5脚的波形周期是10MS,幅度是2.5VP,正方波期间对应的是灯管发光期,是受主板来的灯管亮度调制波形PWM同步变化。调节正方波与负方波的相对宽度,就可以调节灯管的发光时间,也就调节了屏幕的亮度。灯管两端的高压经检测后加到IC的7脚输入,在IC内放大后从5脚输出。
2、IC:6脚的波形:
灯管的电流经互感器取样后加到IC的6脚,在IC内部与7脚输入灯管电压反馈信号一起经放大后从5脚输出。控制灯管的电流恒定,灯管的电流偏大会大缩短灯管的寿命,但发光并不变强。灯管的电流偏小会引起灯管变暗。因此,应让灯管的电流保持在额定值,而6脚的输入IS就是起这一作用的。因此,在维修和判断故障中,决不能断开6脚的输入。6脚的波形周期也是10MS。
3、IC:7脚的波形:
灯管两端的高压经过取样和全波整流后作为灯管的反馈电压加到IC的7脚,控制加到灯管上的电压不能过高。周期是10MS,正波宽是7MS,对应灯管发光期。在黑屏埸景,7MS的正波会变得很窄。7脚输入的灯管反馈电压,在灯管正常发光时并不起作用,只是在灯管启动时7脚的电压起作用,因为灯管启动加在灯管上的电压很高大于1300V,远高于正常工作时的电压800V,为了防止加在灯管上的启动电压过高,由7脚输入反馈电压来控制和稳压。灯管在启动过后进入正常工作时,加在灯管上的电压由6脚输入的IS电压来控制。
4、IC的8脚和10脚的波形:
主板输出的控制灯管亮度的调宽波PWM,加到逆变IC的10脚PWMIN输入,在IC内部的PWM处理电路处理后,由8脚外接的RC零件进行补偿,本电路中没有使用8脚的功能,因此悬空。这个波形的周期是10MS,正波宽7MS对应灯管的发光期。幅度是3.3VP。在正波期间,BD9247输出驱动波形加到两个大功率管,给灯管加上800V、40K的高频高压交流电,灯管发光。而在上图中3MS的低电平期间,逆变电路停止工作,灯管不发光,在10MS的周期中,控制灯管发光的时间宽度,达到控制LCD屏亮度的目的。当需要屏幕亮度下降时,把正方波的宽度变窄但周期不变,就可以把屏幕的亮度调下来。如果主板来的PWM波不能加到IC的10脚,就会出现黑屏的现象。
5、IC:14脚波形及15脚波形:
把灯管上的高压经取样并全波整流后加到14脚,正常工作时的幅度是2.4VP,正波宽度是7MS。
6、IC:15脚波形:
周期是10MS,正波宽度是7MS。
把灯管上的高压经过取样和全波整流后,再经R、C延迟后加到IC的15脚,当灯管过压时,该脚输入的波形幅度增大,启动IC内部的过压保护功能。
7、IC::17脚输出逆变驱动波形,该波形频率40K的高频波,周期是16US,正波宽7US,前后相邻正波的间隔是9US,幅度是15VP,
17脚输出的高频波受10脚输入的PWM方波调制,在PWM 7MS的正方波期间,17脚才输出高频波,见下图所示:
8、两个大功率逆变管的电压及G—S极间波形:
可见加到两个大功率逆变管G—S极间的驱动脉冲是15VP.,正脉冲宽度是7US.
9、高压变压器T7803的初级2—1脚的波形:
可见高压变压器初级的正波峰和负波峰都是100VP。波宽是7US,周期是14US.
10、灯管两端的高压取样电路:该机屏内部共用了4根U形灯管,在每个灯管的两端都设置了高压取样电路,因此,4根灯管共有8个高压取样电路,高压取样采用2个电容串联分压的方式,上端的分压电容采用耐压4KV的高压电容,是一个比较大的黑色方形电容。下端的分压电容采用普通的贴片小电容。见下图所示:
4个灯管共8个分压取样电路,8路取样输出的交流电压加到过压保护电路和灯管电流稳定电路。每一路分压取样的输出波形是相同的,是±9VP-P的正弦波,如果某一个灯管开路,或是灯管的接线及插接件开路,该路高压的分压取样输出就会变大到±20VP-P.此时会引发过压保护。
11、灯管电流检测电路:本机中共有4个灯管,仅对灯管4的电流进行检测,把灯管电流检测信号加到IC:的6脚,以控制4个灯管的电流都在标准值之内。
上图中的T7804是灯管电流互感器,初级流过灯管4的电流,在次级产生与灯管电流大小成正比的电压,经过双二极管D7810的全波整流,输出与灯管4电流成正比的电压,加到IC的6脚,灯管正常工作时,D7810整流输出的电压是3.86V,波形见下图:
上图中波形:周期10MS,高频交流电压波形宽度7MS,幅度7VP.
12、过压检测电路:过压检测由4个双二极管D7806\D7807\D7808\D7809组成,4个双二极管把上述的8路取样电压输出,经全波整流输出合并为一路输出,灯管工作正常时,4个双二极管的输出是2.5V直流电压。交流波形见下图:
13、灯管电压反馈电路:4个灯管8路取样电压,由上图中的4个双二极管D7803\D7804\D7805\D7815进行全波整流并合成为一路,
输出的电压同时加到IC的7脚进行灯管电压的稳压控制,同时经R \C延迟后加到IC的15脚进行过压检测。
以上是松下L32CH3C的逆变电路电压有波形。
14、以下是松下L32CH5C逆变电路的电压:
BD9247正常工作时的各脚电压:
脚号:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
电压:15 3 0 1.4 2.6 1.2 0.5 3.2 0 3 5 5 0 2.2 0.5 0 脉冲 脉冲
BD9247保护后的电压:
脚号:1 2 3 4 5 6 7 8 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
电压:15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3.3VP 0 0 3.3 0 0 0 0 0
吴师傅,你能不能象以前那样配上电路图做成一个文档,这样下载后可比慢慢研究.