3.保护电路
1)过/欠压保护
(1)市电过/欠压输入保护
当市电输入电压过高时(相关电路见图2),压敏电阻RV101将会击穿,使交流输入保险管F101熔断,达到保护之目的。如果压敏电阻失效,因R216与R217连接点取出的电压会升高很多→经D209整流输出的电压会经R201、R225使稳压管ZD201击穿→U101的⑤脚的VCC电压低于8.8V→控制芯片U101停振→靠U101工作后供电的所有电路均停止工作→整机得以保护。另外,经R201输出电压,还会通过R229加到控制管Q414的g极,高电平会使Q414导通→U101反馈端②脚电压低于0.25V,内部电压比较器动作,U101关闭②脚激励脉冲,整机进入保护状态。如果这路保护电路出现问题,那么,在输入电路R232、R233连接点取出,经D210整流、C214滤波、R230限流加至稳压管ZD204的过高电压会使ZD204齐纳击穿→Q415截止→Q414导通→重复上述过程,整机进入保护状态。必须指出,当市电输入电压过高时,开关变压器T201的①-②绕组产生经D202整流输出的电压必升高,该电压经R203加至U101的③脚电压若超过3V时,U101进入过压锁定状态,整机得以保护。过压保护措施十分完善。反之,当市电输入电压低于110V时→U101的⑤脚工作电源电压将低于8.8V→芯片进入欠压锁定状态→U101停止工作→靠U101工作后供电的所有电路均停止工作→整机处于保护状态。除此以外,从输入电路R232、R233连接点取出,经D210整流、C214滤波、R230限流加至Q415的g极电压几乎为零→Q415截止→Q414导通→…U101进入锁定状态,整机得以保护。
(2)PWM电源输出过压保护
当电源的稳压环路(见图2)失控时→开关变压器T201的①-②绕组整流滤波后的电压必升高,若经R203加至U101的③脚电压超过3V时,U101内部电路进入锁定状态 ,电源无输出。还有,当电源输出的12.3V电压过高时,通过稳压电路会使光耦器N202次级③-④脚内部的光敏三极管内阻极低,使U101②脚电压下降许多,若低于0.25V时,U101会进入锁定状态。顺便提及,当U101⑤脚的VCC电压超过25.5V时,U101芯片会自动进入过压保护状态,电源无输出,整机进入保护状态。
(3)LED驱动电路输入欠压、过压、输出过压保护
U401(OB3350)电源端①脚电压低于8V时,内部欠压保护电路动作,高于13V时,内部过压输入保护电路动作,U401均停止工作。U401⑦脚为LED+ 输出过压保护检测端,当(R420+R421)与R422的分压值高于1.2V时,U401内部的LED+过压输出保护电路动作,U401关闭②脚的驱动脉冲,LED升压电路停止工作。与此同时,若输出的LED+电压过高,则由灯串返回的LED-端电压也会相应升高→ZD401、ZD403相继齐纳击穿→Q410导通→Q410的D极电压为零→经R434使恒流管Q409截止→显示屏无光→LED驱动电路进入过压保护状态→从而避免故障扩大。
2)过流保护
(1)开机浪涌电流限制
在冷机开机时,由于在市电输入回路串入了负温度系数热敏电阻RT101(2R5),因而可避免对电网和市电整流二极管及造成过流冲击,开机后因RT101上有电流流过,温度升高,阻值会迅速下降,对输入电路造成的影响可忽略。
(2)PWM电源电路输出过流保护
当负载出现问题而引起输出过流时→开关管Q201的S极所接的过流保护取样电阻R206~R209两端压降增大→若经R213加至U101过流检测端④脚电压达到0.2V以上时→U101内部过流保护电路动作→U101⑥脚无脉冲输出→电源停止工作→整机处于保护状态。顺便说明:当电源输出过流时,一定会导致12.3V输出电压降低,通过稳压环路将使得开关变压器T101①、②绕组输出的电压升高。显然,经R203加至U101③脚电压也会同步升高,当达到3V时,U101会停止工作,由此可见,过流,过压保护有时也是相辅相成的。
(3)LED驱动电路输出过流保护
当因某种原因引起LED驱动电路输出过流时→电流取样电阻R401、R408两端的取样电压上升→当通过R419加至U401过流检测④脚电压达到0.2V时→U401内部过流电路动作→U401②脚无激励脉冲信号输出→LED电路进入保护状态。与此同时,R404~R407、R413两端的取样电压也会上升,并通过R423加至U401的LED电流设置端⑤脚,当电压大于0.5V时,U401内部过功率保护电路被触发,关闭②脚输出的激励脉冲信号。由于过流,灯串的LED-端电压自然会相应升高→ZD401、ZD403相继齐纳击穿,使Q410导通,Q410的D极电压为零,并经R434使恒流管Q409截止,显示屏无光。这可理解为一种双保险措施。
顺便指出,芯片U401还具有过热保护功能,当芯片内部温度达150℃时,芯片将停止工作。
二、故障检修思路
本型电源板常见故障主要有:
1.电源无输出
这种故障应检查U101⑤脚是否有约15V启动电压,若没有,再查市电整流后的300V电压是否正常。若也为零,说明有可能是市电输入电路有问题,若300V电压正常,极可能是启动电源电路有故障,应对R216、R217、D209、R201及ZD201等进行检查排除。若查得上述电压均正常,可重新开机,用示波器查看U101⑥脚是否有激励脉冲输出。如果查得没有,表明U101可能已损坏或外围元件有问题。如果只有开机瞬时有激励脉冲输出,说明存在过压或过流故障,应对开关激励和12.3V、52V电压形成、稳压环路、过压及过流保护等电路进行认真检查。比如,试机瞬时查出U101③脚电压≥3V,说明故障是输出过压所致。如果试机查得刚开机瞬间U101④脚电压≥0.2V,表明是过流保护电路动作,应对12.3V负载或保护电路本身进行检查。为了方便读者检修,表1列出了U101引脚功能及在路电压,供参考。
表1 U101(NCP1251A)引脚功能与在路对热地实测电压
脚号 | 符号 | 功 能 | 电压 (V) | 脚号 | 符号 | 功 能 | 电 压 (V) |
1 | GND | 接地 | 0 | 4 | CS | 过流保护检测、锯齿波补偿 | 0.04 |
2 | FB | 输出电压反馈 | 1.55 | 5 | VCC | 芯片电源端 | 15.0 |
3 | OPP/Latch | 过功率保护/锁存 | 1.53 | 6 | DRV | 驱动开关脉冲输出 | 1.69 |
2.电源负载能力下降
电源负载能力差故障表现在彩电声音变大或亮度变大时,电源输出的电压明显下降并波动,从而引起过流保护电路动作,导致黑屏。检修时可在带负载的情况下查市电整流、滤波后输出的300V电压是否正常。如果明显偏低,在市电输入正常的情况下,很可能是市电整流或市电滤波电路存在故障。比如,D101~D104整流管之中有击穿或开路或正向电阻变大故障,C101有失容或漏电故障。若300V电压正常,在带负载的情况下监测电源输出的12.3V及52V电压。若在声音、亮度变大时,两电压同时波动且降低,则可能是PWM电源开关管Q106、Q201饱和压降过大(或激励脉冲幅度不足), U101⑥脚输出的激励脉冲波形不得低于3VP-P(直流电平不低于1.6V)。否则应对怀疑元件用替换法检查,若查得在声音、亮度变大时,只是某一路输出电压发生波动,则说明该路输出电压的整流滤波电路存在问题,确认应比较容易,这里不再赘述。
表2 U401(OB3350)引脚功能与在路对热地实测电压
脚号 | 符号 | 功 能 | 电压 (V) | 脚号 | 符号 | 功 能 | 电 压 (V) |
1 | VIN | 芯片电源 | 11.6 | 5 | FB | LED灯串电流设置 | 0.35 |
2 | GATE | 开关激励脉冲输出 | 1.95 | 6 | COMP | 升压环路补偿 | 3.2 |
3 | GND | 接地 | 0 | 7 | OVP | 输出过压保护信号输入 | 0.81 |
4 | CS | 升压管过流保护检测输入 | 0.12 | 8 | PWM | 亮度调节脉宽信号输入 | 2.3 |
3.背光灯不亮
背光灯不亮,说明LED灯串的供电或控制电路存在故障。首先查U401①脚的约11V电源电压是否正常。若正常,再查U401亮度控制端⑧脚是否有大于2V的直流控制电平加至。如果没有或电压偏低,应对信号的发出、传递及控制电路进行检查。比如,U401①脚的约11V电压能否送到,不仅与BL-ON(背光点亮信号)有关,而且还与PS-ON(开机控制信号)有关。如果查得U401上述两脚电压无异常,可试机,看开机瞬间能否在LED+端检测到LED+电压(因空载时LED+电压升高很多,会迅速引起过压保护电路动作),如果有,可将LED-端(正常发光情况下该端电压约为0.8V),即插座CON1③脚直接接地,观察背光能否点亮(含部分点亮)。若不能点亮,则是屏后的灯串板上LED灯串回路有开路故障。若能点亮,则是LED恒流控制管Q409本身或它的周边控制电路有故障。比如,ZD401、ZD403击穿,导致Q410导通致使Q409截止。另外,电流取样电阻R404~R407/R412、R414变值(含开路或它们的焊点有裂纹),也会引起U401过功率(过流)保护电路动作,可通过检测U401⑤脚电压是否大于0.5V来确认。若发现LED+电压始终为零,应试机再查控制芯片U401②脚是否有激励脉冲波形输出,如果有输出,说明是LED+电压形成的开关、整流或滤波电路有问题。如果没有激励脉冲波形输出,则可能是U401本身已损坏或它的外围元件有问题,比如,U401②脚外接的升压开关管Q401击穿。为了帮助大家检修,表2给出了U401(OB3350)引脚功能与在路实测电压,供参考。
4.开机后屏幕瞬间闪烁,随即黑屏。
该故障现象表明有电压已经瞬时加在LED灯串上了,随后变为黑屏,表明电压又迅速消失了。导致该故障现象一般是因为输出的LED+电压过高(本型电源在实测某机型显示屏正常发光时的LED+电压值为115.8V)或保护电路本身有问题,从而引起过压保护电路动作所致。可在LED灯串闪亮瞬时检测U401过压保护信号输入端⑦脚电压,若高于1.2V,在LED升压电路52V输入电压正常的情况下。极有可能是过压取样电阻(R420+R421)与R422电阻变值或焊点出现隐性裂纹,应注重检查。在实际故障检修中曾发现一例过压保护电路的取样电阻R422因焊点出现虚焊,从而形成因保护电路自身原因的非过压保护故障。实际情况表明,过流保护是观察不到在开机瞬时显示屏能瞬间闪亮现象的,这是因为过流时,输出电压会下降许多,LED灯串本来就难以点亮,这时过流保护电路就已经动作了。
武汉 王绍华