宏基AL1706A液晶顯示器電源板電路原理與屏閃故障維修

宏基AL1706A液晶顯示器電源實繪電路如圖1所示。

一、TOP245YN電源芯片及工作過程

該芯片為TOPSwitch-GX產(chǎn)品系列，集PWM/MOSFET于一體，具有過壓、欠壓、過流、過熱保護、遠(yuǎn)程開關(guān)控制等功能，主要由高壓電流源、并聯(lián)調(diào)整器/誤差放大器、欠壓比較器、軟啟動、流限調(diào)整器關(guān)斷/自動重啟、過流比較器、滯后熱關(guān)機、頻率抖動振蕩器、線路檢測PWM比較器、門極驅(qū)動和輸出等部分組成。

其引腳排列見圖2所示，內(nèi)部原理框圖見圖3所示。

TOP245YN有6個引出腳:控:制腳C，線路檢測腳L，極限電流設(shè)定腳X，源極S，開關(guān)頻率選擇腳F，漏極D。可實現(xiàn)如下功能:線電壓檢測(過壓/欠壓，電壓前饋/降低DCMAX)、外部精確設(shè)定流限、遠(yuǎn)程開關(guān)控制、與外部較低頻率的信號同步及頻率選擇( 132kHz/ 66kHz )。管腳詳細(xì)功能見表1所示。

振蕩頻率:TOP245YN的⑤腳(F)與①腳(C）相接，得知開關(guān)電源正常工作時的振蕩頻率為66kHz。此電源整流濾波輸出端未接電阻做假負(fù)載，因此，在待機/空載模式下其振蕩頻率可以線性降低直到15kHz，以較低頻率工作，從而降低待機/空載功耗，達(dá)到高效節(jié)能。

輸入欠壓、過壓保護:查資料得知TOP245YN的②腳(L)的欠壓、過壓及下限總閾值注入電流分別為50uA、20pA、225uA、217uA，因此，根據(jù)此電源②腳外接電阻R803(514)、R807(514 )、R824( 514)、R825( 474)(共計2MΩ)，算得其欠壓、過壓及下限閾值分別為DC100V、40V、450V、434V。即市電經(jīng)整流濾波后的直流電壓，當(dāng)達(dá)到DC100V時電源開始工作，此后電壓降至40V時便停止工作，直到恢復(fù)至100V時啟動工作為止;當(dāng)超過過壓門限D(zhuǎn)C450V時停止工作，此時芯片可承受700V高壓的沖擊，此后當(dāng)電壓降至DC434V以下時才恢復(fù)工作。同時外接的電阻又起到了線電壓前饋作用，即降低輸入電壓瞬態(tài)變化時對輸出的影響，使輸出紋波最小。
流限控制:TOP245YN的③腳(x )通過電阻R817( 8201 )接地，查表得其流限(ILIMIT )系數(shù)約為88%，TOP245YN芯片的自保護流限值為1.8A，因此算得欠壓(DC100V)工作滿載時的漏極峰值電流為1.584A(③腳電壓越低，流限值越大)。此腳又通過電阻R801(245)、R805 (245)、R822 (245)、R823 (245) 接至DC300V，因此又具備了根據(jù)市電電壓變化調(diào)整流限、限定輸出功率功能，即在輸入電壓升高時降低流限，維持相對恒定的過載功率。
啟動與穩(wěn)壓:啟動時，經(jīng)整流后的DC300V高壓加到漏極(D)，內(nèi)部MOSFET關(guān)斷，控制極的電容C817(104Z)通過連接到內(nèi)部漏極和控制極的開關(guān)高壓電流源進行充電。當(dāng)控制極電壓接近5.8V時，控制電路被激活并開始軟啟動，在約10ms時間內(nèi)，逐漸將MOSFET的占空比從零增大到最大值，之后，開關(guān)高壓電流源關(guān)斷，軟啟動結(jié)束。此時，由反饋控制電流向控制極供電，即T801③-④繞組產(chǎn)生的電壓經(jīng)D806(A0260)、C815(47uF/25V )等整流濾波后，通過光耦I(lǐng)C801(817B )④、③腳內(nèi)部的光敏三極管向控制極供電。控制極能將注入電流變化轉(zhuǎn)化為高壓功率MOSFET輸出的占空比，在正常工作情況下，功率MOSFET的占空比隨控制極電流的增加而線性減小。
IC801的①、②腳內(nèi)部的發(fā)光二極管與可調(diào)式三端精密穩(wěn)壓器IC803( AP431 )等組成穩(wěn)壓反饋電路。輸出電壓經(jīng)分壓電阻R811 (4302)R810(5101)、R818(3301 )獲得取樣電壓，與AP431 R端2.5V基準(zhǔn)電壓比較后產(chǎn)生誤差電壓，使光耦中發(fā)光二極管電流發(fā)生相應(yīng)變化，再通過光耦隔離放大去改變TOP245YN控制極電流的大小，從而調(diào)節(jié)TOP245YN輸出占空比，使輸出電壓保持不變。
當(dāng)5V、13V輸出電壓有所升高時，經(jīng)過分壓電阻R811、R810、R818分壓后，AP431 R端電壓升高，K端電壓下降，IC801內(nèi)部的發(fā)光二極管發(fā)光強度增大，光敏三極管導(dǎo)通程度加深，內(nèi)阻變小，TOP245YN的①腳注入電流增大，誤差電壓上升，占空比下降，從而使輸出電壓下降至規(guī)定值上，反之亦然。電容C819(47uF/25V )為次級軟啟動電容，作用是在輸出電壓穩(wěn)壓前將反饋電流送入TOP245YN的控制腳，確保輸出電壓在滿載條件下及低電壓啟動時保持穩(wěn)定，消除接通電源瞬間產(chǎn)生的電壓過沖現(xiàn)象。電阻R808(103)為C819提供放電通路。
短路保護:當(dāng)出現(xiàn)開環(huán)或短路等故障而使外部電流無法流入控制極引腳時，控制極上的電容開始放電，當(dāng)放電到4.8V時激活自動重啟動電路而關(guān)斷MOSFET輸出，使控制電路進入低電流的待機模式。高壓電流源再次接通并對外接電容充電，內(nèi)部帶遲滯的電源欠壓比較器通過使高壓電流源通斷來保持控制極電壓在4.8V~5.8V之間波動。自動重啟動(頻率1Hz )模式將不斷循環(huán)工作，直到輸出電壓穩(wěn)定通過閉合反饋環(huán)路重新進入受控狀態(tài)為止。
遲滯過熱保護:當(dāng)芯片結(jié)溫超過熱關(guān)斷溫度(典型值140C)時，電路關(guān)斷MOSFET輸出。當(dāng)結(jié)溫冷卻到遲滯溫度(75C )以下時，自動恢復(fù)并重新正常工作。在電源過熱關(guān)斷后，控制極的調(diào)節(jié)進入遲滯模式，其波形為4.8V~5.8V間的鋸齒波。除此之外，電路還具備輸出電壓過高、過低保護功能。
5V、13V輸出電壓過高保護:此電路由穩(wěn)壓管ZD803、ZD804(GYT8)、三極管Q801(T1A )等組成。輸出電壓正常時，ZD804、zD803、Q801組成的電路，使Q801處于截止?fàn)顟B(tài)，其c.極不參入對光耦的控制，不影響輸出電壓，但當(dāng)某種原因使5V或13V輸出電壓過高時，ZD803、zD804擊穿，Q801處于導(dǎo)通狀態(tài)，其c極電壓下降，光耦內(nèi)部發(fā)光二極管發(fā)光強度增大，光敏三極管導(dǎo)通程度加深，TOP245YN①腳注入電流增大，最終使輸出電壓下降，實現(xiàn)過壓保護。
5V電壓過低保護:此電路由穩(wěn)壓管 ZD801 (YOTD)、 三極管Q802(C1815GR )、ZD803等組成。電壓正常的時候， Q802處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，不影響Q801工作狀態(tài)，但是當(dāng)13V電壓過高或者當(dāng)5V電路負(fù)載加重(非短路狀態(tài))等原因引起5V電壓波動時，ZD801擊穿，Q802導(dǎo)通程度加強，13V電壓通過電阻R828 (1002 )、Q802的c、e極，加至ZD803的負(fù)極， 使ZD803擊穿，Q801處于導(dǎo)通狀態(tài)，通過以上一系列控制，最終實現(xiàn)5V電過低保護。
此外， 由于TOP245YN的⑦腳(D )與DC300V之間所接的瞬態(tài)抑制二極管ZD802( P6KE200A)、二極管D804(FR10-10)、電阻R804(68Ω/1W)、電容C803(472uF/1kV)，這些元件組成了VS、VD、R、C型鉗位及反峰吸收電路，防止TOP245YN內(nèi)部MOSFET管截止的時候，被T801產(chǎn)生的反峰電壓與電源電壓疊加而擊穿。
電容C817( 104Z )為控制極提供去耦，C818完成開機能量的存儲及自動重啟動的定時，電阻R812(6.8Ω)、電容C815( 47uF/25V )組成濾波電路，濾除各種干擾，電容C816(0.1uF/100V)、電阻R815(102 )提供環(huán)路補償，作用是提高整個電路的電壓調(diào)節(jié)性能和穩(wěn)定性，消除干擾，防止電路自激。
二、故障檢修
故障現(xiàn)象:此機通電初期顯示正常，大約10分鐘后便開始閃爍，之后黑屏，此時電源指示燈橙、綠交替點亮;細(xì)看屏上有暗像，最后，電源指示燈熄滅，如同斷電一般。整個故障期間，按面板按鍵無反應(yīng)。
分析檢修:懷疑電源及面板按鍵有問題。小心打開后蓋，取出電路板，檢查面板按鍵正常，排除按鍵漏電嫌疑。觀察電源/高壓一體板上所有電解電容，外觀正常，未見鼓包漏液?？蛰d給一體板通電，測5V.13V電壓正常，但大約8分鐘后，5V電壓變?yōu)?.3V且不穩(wěn)定，同時13V電壓也在11V~12V之間波動，間隔時間約5s。
此機多數(shù)元件為貼片元件，不便拆卸，為此，首先對非貼片元件進行檢測與代換。代換電源整流輸出部分濾波電解電容C808(1000uF/25V)、C812、C826(1000uF/10V)、C810( 220yF/25V )等，無效果，檢查輸出端整流二極管D803、D805( SRF1040C)、電容C802、C803 (102K) 以及變壓器初級側(cè)的高阻值電阻R803(514)、R807 (514)、R824 (514)、R825 ( 474 )、R801(245 )、R805(245 )R822(245)、R823(245)、整流二極管D806(A0260)，均正常。然后，在對電解電容C815、C818(47uF/25V )檢查的時候，發(fā)現(xiàn)C815、C818與光耦I(lǐng)C801(817B )的④、③腳上覆蓋了一團白色固定膠，將此膠剔除后(特別提示:以后只要遇到元件管腳有膠覆蓋時，一定要把膠除掉，或者不讓膠接觸到另一管腳，筆者巳遇到多起由固定膠老化或表面因灰塵漏電引起的電源電壓不穩(wěn)故障)，5V、13V輸出電壓恢復(fù)正常。
復(fù)原后接入主機試機，顯示正常，誰知第二天再試，故障又出現(xiàn)。
這次只好對照實物繪下其電源部分電路圖，并在電源空載正常時，快速測下有關(guān)電壓值，以便參考，詳見圖1所示。
此次故障約1小時后出現(xiàn)，此時測得5V電壓在3.6V~5V，13V電壓在11V~13V之間無規(guī)律跳動，一段時間后;5V變?yōu)?.4V，13V變?yōu)?0.5V， 此時測得貼片三極管Q801 （T1A)b 極電樂為0.79V，c極電壓為0.85V，貼片穩(wěn)壓管ZD804(GYT8 )正極電壓為0.9V。很顯然， Q801已處于深度導(dǎo)通狀態(tài)，拆下非貼片三極管Q802( C1815GR )試機，故障依舊，這說明故障來自5V、13V電壓過高保護電路。
通電在路檢測貼片穩(wěn)壓管ZD803(一道黃色環(huán))、ZD804管壓降分別為2.5V、9.6V，一時無法判斷兩個穩(wěn)壓管究竟是哪個壞了，最后焊下ZD804 ，5V、13V輸出電壓才恢復(fù)正常，這說明故障為ZD804性能不穩(wěn)，軟擊穿;引起電源誤保護。
TOP245YN非在路電阻值見表2所示。