LCDHome论坛_液晶屏背光板工作原理及维修

投资价值发现者液晶屏背光板工作原理及维修市场质量部朱性彬2009年4月一、前言二、背光板在液晶电视机中的作用三、背光板工作原理方框图四、背光板各部分电路介绍五、部分背光板主控IC管脚介绍六、LCD组件板故障判断方法七、背光板故障维修流程八、背光板常见故障统计九、背光板易损器件的测量方法十、背光板典型案例十一、下一步工作计划及需求目录一、前言随着液晶电视机销量的逐渐增多，需要投入更多的精力来研究液晶电视机的维修，而目前液晶电视机中背光板的维修量占有较大的比例，同时由于背光板是显示屏供应商供屏时自带的，供应商出于对技术的保密性，现在我们还拿不到背光板的电路图和IC资料，这对我们背光板的维修带来了很大的难处。为了改善我们的背光板修理，本文对背光板的通用工作原理及常见故障判断作一介绍，对网络维修具有一定的参考价值。本文的目的是想帮助网络提高维修技能，但由于我们对背光板的电路和维修了解得还不多，因此其中的一些观点可能有不准确或描述错误的地方，请大家指出来共同讨论，从而共同提高我们的维修水平，谢谢！二、背光板在液晶电视机中的作用背光板也称Inverter板即逆变器板，它的作用是将一个直流电压转变为多个交流电压，作为液晶屏灯管的工作电压，它的输入、输出连接框图如下图。背光板有三个输入信号，分别是供电电压、开机使能信号、亮度控制信号，其中供电电压由电源板提供，一般为直流24V（个别小屏幕为12V）；开机使能信号ENA即开机控制电平由数字板提供，高电平3V时背光板工作，低电平0V时背光板不工作；亮度控制信号DIM由数字板提供，它是一个0-3V的模拟直流电压，改变这它可以改变背光板输出交流电压的高低，从而改变灯管亮度。背光板有多个交流输出电压，一般为AC800V，每个交流电压供给一个灯管。三、背光板工作原理方框图背光板电路由输入接口电路、PWM控制电路、MOS管导通与直流变换电路、LC振荡及高压输出回路、取样反馈电路等几部分组成，其工作原理方框图如下：四、背光板各部分电路介绍1、输入接口电路1）供电输入电压输入接口电路中的供电输入电压一路直接加到MOS管导通电路，作为MOS管的供电电压（24V或12V）；另一路经晶体管稳压控制电路加到PWM控制IC，作为PWM控制IC的供电电压（一般为5V）。背光板各部分电路介绍2）开机使能信号ENA输入接口电路中的开机使能信号ENA经过相关的三极管、电阻、电容电路后加到PWM控制IC，作为PWM电路的控制开关。ENA为高电平（3-5V）时PWM电路工作，ENA为低电平（＜2V)时PWM电路不工作。一种典型电路是数字板过来的ENA信号经过电阻、电容电路后直接加到PWM控制IC的ENA脚，如下图：另一种典型电路是数字板过来的ENA信号通过三极管、稳压管控制电路，将电源板过来的供电电压进行降压、稳压，产生ENA电压，加到PWM控制IC的ENA脚，如下图：背光板各部分电路介绍3）亮度控制信号输入接口电路中的亮度控制信号DIM或BRTI，经过相关的电阻、电容电路后加到PWM控制IC的亮度控制脚DIM或BRTI，通过控制PWM驱动脉冲宽度控制灯管的亮度。背光板各部分电路介绍2、PWM驱动控制电路PWM驱动控制电路由PWM驱动控制IC及外围电路组成，其核心电路是PWM驱动控制IC。目前不同种类的背光板，所用的PWM驱动控制IC也不同，如奇美26/30寸用OZ960、友达37寸用OZ964、三星40寸用DMB8110D、奇美42寸用OZ9928SN、三星46寸用MSC1691A1等等。不同种类的PWM驱动控制IC管脚数量及功能排序可能不同，但管脚功能大同小异，下面介绍PWM驱动控制IC常见的管脚功能。PWM驱动控制IC常见的的管脚功能有：背光板各部分电路介绍背光板各部分电路介绍1）CTIMR或TIMR脚该脚一般外接一个1-2uF的电容到地，当输出电路出现过压时，IC内部的开关被打开，对该电容进行充电。当充电到一定值时，IC启动内部保护功能，IC被关闭，停止驱动脉冲输出。改变电容的大小，可以改变IC启动保护时间的快慢，电容越大，保护越慢；电容越小，保护越快。一般设计保护时间在1-2S。2）OVP脚该脚为输出电压过压保护输入。当灯管开路、接触不良或损坏时输出电压就会升高，通过取样电路反馈到该脚，该脚电压也会升高，当升高到一定值时，就会启动IC内部保护电路，IC停止工作。背光板各部分电路介绍3）ENA脚该脚为PWM电路控制开关输入，高电平时IC工作，低电平时IC不工作。该脚一般外接一个1uF左右的电容到地，它的作用是让ENA脚慢慢升到IC开启电压，从0V升到开启电压需1mS左右时间，以保证IC的正常启动。背光板各部分电路介绍4)SST脚该脚为软启动脚，外接一个电容到地。IC加电后对该脚外接电容进行充电，充电到一定电压后IC才会启动工作。这样减少了电源启动时对灯管及其它元器件的电流冲击，保证了电路的可靠性。背光板各部分电路介绍5）VDDA或VCC或VIN脚该脚为IC供电输入脚，电源板过来的供电电压通过晶体管稳压及开关控制电路后加到该脚。背光板各部分电路介绍6）GNDA或AGND脚：该脚为信号地。7）PWRGND或PGND脚：该脚为电源地。为了减小灯管与输入供电电路之间的干扰，有的背光板上设计了两个地，即信号地和电源地。信号地与灯管部分地相连，电源地与MOS管导通电路的地相连。信号地与电源地在背光板输入电路部分直接相连或通过跳线线相连。背光板各部分电路介绍8）REF或VREF脚该脚为基准电压输出脚，通过一个1-2uF的电容到地，保持该脚电压的稳定性，同时供给其它电路使用。常见的基准电压有5V和2.5V两种，IC保护时该脚没有电压输出。背光板各部分电路介绍9）RT脚该脚为定时电阻脚，一般外接一个电阻到地或到基准电压脚，改变电阻大小，可改变输出驱动脉冲的频率。电阻越大，驱动脉冲频率越低；电阻越小，驱动频率越高。10）CT脚该脚为定时电容脚，一般外接一个电容到地，改变电容大小，可改变输出驱动脉冲的频率。电容越大，驱动脉冲频率越低；电容越小，驱动频率越高。背光板各部分电路介绍有的IC将RT和CT设计在一个脚，电路设计更加简单，如下图：背光板各部分电路介绍有的IC多设计一个RT1脚，该脚外接一个电阻到RT脚。在电源启动时RT1在IC内部被连接到地，相当于给RT脚并联一个电阻，使得RT电阻减小，从而使启动时的驱动频率更高，以便获得更高的启动电压。背光板各部分电路介绍11）LCT或LRT-LCT脚该脚通过一个4700P左右的电容到地，作用是产生一个最低1V、最高3V的三角波，并通过DIM信号控制变成方波。背光板各部分电路介绍12）DIM脚该脚为从数字板过来的一个模拟直流控制电压，LCT脚产生的三角波与DIM脚电位进行比较，产生需要的方波。改变DIM电压，可以改变方波的占空比，从而改变MOS管的导通状况，最终改变灯管的亮度。背光板各部分电路介绍13）LPWM脚该脚内部接LCT与DIM比较产生的方波，外部通过二极管、电阻等元件接电流取样反馈脚FB。当输出电流变大时FB反馈电压升高，LPWM脚方波电位上移，MOS管导通后产生的方波峰峰值降低，从而使交流输出电压降低，输出电流减小，如此形成了一个电流负反馈，保证了输出电流的稳定性。背光板各部分电路介绍VLPWM13）FB或ISEN或OC-SNS脚该脚为从变压器输出级取样过来的一个半波整流电压，输出级电流变化被感应到FB脚，电流越大，FB电压越高，LPWM脚方波电位上移，MOS管导通后产生的方波峰峰值降低，从而使交流输出电压降低，输出电流减小，如此电流负反馈，保证了输出电流的稳定性。当输出级出现短路等原因造成输出电流很大时FB电压也会急剧上升，从而切断变压器交流电压输出，电源进入保护。背光板各部分电路介绍有些IC没有LPWM脚，输出级的电流取样反馈直接加到IC的FB或ISEN脚，通过IC内部电路调整方波的直流电位，改变MOS管导通所产生方波的峰峰值，进而改变输出电压和电流大小，完成负反馈，保证输出电流的稳定性。背光板各部分电路介绍14）CMP脚该脚为IC内部电流反馈比较器输出端，当灯管出现开路或损坏时，灯管没有电流，FB电位急剧下降，CMP输出高电平，将IC关闭，电源进入保护。有的IC没有这个管脚。背光板各部分电路介绍15）PDRA、NDRB、PDRC、NDRD或DRV1、DRV2脚该脚为IC的驱动脉冲输出，有的IC有四个驱动脚输出，分别为PDRA、NDRB、PDRC、NDRD，前两个脚与后两个脚轮换着产生高电平和低电平，分别控制着四个MOS管的导通与截止；有的IC只有两个驱动脚输出，分别为DRV1、DRV2或HOUT、LOUT或AOUT、BOUT，这两个脚轮换着产生高电平和低电平，每个脚控制2个MOS管的导通与截止。背光板各部分电路介绍3、MOS管导通与直流变换电路下图为四个MOS管导通电路，其中QA、QC为P沟道MOS管，栅极为高电平时MOS管截止，栅极为低电平时MOS管导通；QB、QD为N沟道MOS管，栅极为高电平时MOS管导通，栅极为低电平时MOS管截止。PWM控制IC的几个驱动脉冲输出脚轮换着输出高电平和低电平，使几个MOS管轮换着导通和截止。当QB、QC导通时，QA、QD截止，变压器T1初级的上端为低电平，下端为高电平，T1初级中的电流流向为从下到上；当QB、QC截止时，QA、QD导通，T1初级的上端为高电平，下端为低电平，T1初级中的电流流向为从上到下。如此在T1的初级产生高频方波电压，完成直流到交流的变换。背光板各部分电路介绍4、LC振荡及高压输出回路升压变压器T1的初级在MOS管不断的导通与截止下获得高频方波，再通过变压器耦合在T1的次级感应到电压值更高的高频方波电压，该电压通过变压器漏电感及回路电容组成的LC谐振电路。当方波从低电平跳到高电平时，由于漏电感有抑制作用，使输出波形慢慢升到最大；当方波从高电平跳到低电平时，由于漏电感有抑制作用，使输出波形慢慢降到最小，如此将方波变成正弦波，加到灯管上。这是一个有效值为800V左右的交流电压，在开机瞬间该电压能达到1500V左右。背光板各部分电路介绍5、取样反馈电路取样电路分过压保护取样和电流保护取样两种。在升压变压器的次级高压输出端并联有两个电容，将两个电容之间的电位作为电压取样点，经二极管整流滤波后产生的电压作为过压保护反馈电压，加到PWM控制IC的过压保护输入脚。将升压变压器次级接地的一端作为电流保护的取样端，经二极管整流滤波后产生的电压作为电流保护反馈电压，加到PWM控制IC的电流反馈输入脚。背光板各部分电路介绍背光板各部分电路介绍取样反馈电路识别灯管插座的每一端与升压变压器的一个次级高压输出端相连，该脚所连的电容（贴片或瓷片）即为过压保护取样电容，电容的另一端接一个整流二极管，二极管正端的电压即为电压反馈取样电压。有的电路在升压变压器的次级接地端会接一个二极管，则该二极管即为电流取样二极管。升压变压器次级高压输出端2升压变压器次级高压输出端1电压反馈取样电容电压反馈整流二极管升压变压器次级接地端2升压变压器次级接地端11、OZ960、OZ964各脚功能（26寸奇美、37寸友达屏使用）五、部分背光板主控IC管脚介绍管脚功能电压管脚功能电压1过压保护充电电容0.1V11（N沟道）驱动输出42.5V2过压保护输入1.8V12（P沟道）驱动输出32.6V3点灯使能4.6V13驱动方波产生电路0.1V4软启动充电电容5V14亮度调整输入2.4V5供电输入5V15三角波产生电路1.4V6信号地0V16电源地0V7基准电压输出3.5V17驱动频率调整电阻1.2V8启动频率调整电阻18驱动频率调整电容1.0V9电流反馈输入1.4V19（P沟道）驱动输出12.6V10电流反馈比较器输出2.3V20（N沟道）驱动输出22.6V2、DMB8110D各脚功能（40寸三星屏使用）部分背光板主控IC管脚介绍管脚功能电压管脚功能电压1空脚11过载保护输入0.1V2点灯使能4.4V12地0V3基准电压5.0V13电流反馈输入2.0V4软启动充电电容2.