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、,P,WM,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（,12V,或,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,控制电路,PWM,控制电路由,PWM,控制,IC,及外围电路组成，其核心电路是,PWM,控制,IC,。目前不同种类的背光板，所用的,PWM,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,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,控制,IC,的管脚功能。,PWM,控制,IC,的各个管脚主要有以下功能：,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,）,C,T,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,V,LPWM,13,）,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,1,1,、,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,2,、,DMB8110D,各脚功能（,40,寸三星屏使用）,部分背光板主控,IC,管脚介绍,3,、,MSC1691AI,各脚功能（,46,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,地,0,9,点灯使能,4.2V,2,驱动输出,1,1.0V,10,电流基准,1.0V,3,驱动输出,2,1.0V,11,电流反馈比较输出,0.9V,4,振荡时钟供电,1.8V,12,电流反馈输入,0.7V,5,调光模式选择,2.8V,13,过压保护输入,1.0V,6,亮度输出参考,1.1V,14,过流保护输入,1.3V,7,亮度基准,1.7V,15,供电参考输出,3.0V,8,亮度调整输入,1.5V,16,供电输入,5.0V,4,、,OZ9925,各脚功能,部分背光板主控,IC,管脚介绍,六、,LCD,组件板故障判断方法,检查背光板供电,电压是否正常,背光不亮,电源板故障,检查背光开机,高电平是否正常,数字板故障,背光板板故障,背光亮度闪动,背光板板故障,检查背光,亮度控制电压,是否正常,数字板板故障,N,N,N,Y,Y,Y,Y,（,1,）,（,2,）,检查中心驱动板,供电是否正常,N,Y,检查,24V,供电电压,是否正常,电源板故障,检查中心,驱动板供电,是否正常,N,N,Y,检查,LVDS,线,是否正常,Y,LVDS,线故障,N,LCD,组件板故障判断方法,检查,24V,供电电压,是否正常,背光灯亮后熄灭,电源板故障,检查背光,开机高电平,是否正常,数字板故障,背光板板故障,检查灯管,及灯管插线,是否正常,灯管或插线故障,N,N,N,Y,Y,Y,（,3,）,LCD,组件板故障判断方法,检查屏中心,驱动板供电电压,是否正常,屏幕发出,很暗的蓝光,LVDS,线故障,屏中心驱动板故障,屏中心驱动板故障,检查,数字板,LVDS,插座,各脚电压或波形,是否正常,数字板板故障,N,Y,Y,Y,（,4,）,（,5,）,N,N,检查,LVDS,线,是否正常,数字板故障,Y,LVDS,线故障,图像出现虚影,或屏幕发出白光,检查,LVDS,线,是否正常,数据脚：电压,0.8V,左右,波形,200mVp-p,时钟脚：电压,0.8V,左右,波形,40mVp-p,N,说明：流程（,4,）、（,5,）非背光板故障,七、背光板故障维修流程,检查,PWM IC,各脚有无电压,背光不亮,PWM IC,供电,电路或开机,使能电路故障,检查,MOS,管栅极电压,2V,是否正常,MOS,管导通电路或,直流变换电路故障,N,N,Y,Y,（,1,）,PWM IC,或其,外围电路故障,背光板故障维修流程,PWM IC,不良,N,N,Y,Y,（,2,）,背光灯亮,2S,后熄灭保护,检查灯管插座,是否良好,重插灯管插头,或修复插座,检查每个升压,变压器次级电压反馈,取样点电压在开机,瞬间是否相同,检查升压变压器,初级绕组,在开机瞬间,电压是否相同,过压、过流保,护公共取样,电路异常,N,检查每个升压,变压器次级电流反馈,取样点电压在开机,瞬间是否相同,检查,PWM IC,的,过压保护及,FB,反馈,脚电压是否正常,MOS,管导通,及直流变换,电路异常,N,Y,升压变压,器或取样,电容不良,Y,Y,过流保护,取样支路,异常,N,八、背光板常见故障统计,背光板常见故障统计,九、背光板易损器件的测量,1,、升压变压器,升压变压器初级绕组阻值为,0.5,欧姆左右（,X1,欧档），两个绕组串起来阻值为,1,欧姆左右（有些机器设计时直接将两个初级绕组串起来，初级绕组的另一端悬空）。,升压变压器次级绕组阻值约在,500-1000,欧姆之间（,X100,欧档）。若出现开机,2S,后保护时，可对比测量各升压变压器的绕组阻值，将绕组阻值异常的变压器更换（不同型号变压器管脚排列一样，参数略有差异，有的可直接代用，有的代用后灯管亮度有区别。）,升压变压器次级绕组,2,输出端,升压变压器次级绕组,1,输出端,升压变压器次级绕组,2,接地端,升压变压器次级绕组,1,接地端,升压变压器初级绕组,2,升压变压器初级绕组,1,升压变压器初级绕组,2,升压变压器初级绕组,1,背光板易损器件的测量,2,、,MOS,管电路,背光板上常用的,MOS,管电路为双,MOS,管集成电路，有两个,N,沟道,MOS,管的如,IPL32C,二合一电源用的,3N06 P726B,；有一个,N,沟道,MOS,管、一个,P,沟道,MOS,管的如奇美小屏幕背光板用的,FDS8958A,。一般,1,、,3,脚为源极，,2,、,4,脚为栅极，,5,、,6,、,7,、,8,脚为漏极。,下图为,FDS8958A,内部电路图，右图为其等效电路图。用万用表单独测量,MOS,管电路时，,5,、,6,脚是相通的，,7,、,8,脚是相通的，,1,、,8,脚之间及,3,、,6,脚之间因有反向保护二极管，因此正向有几,K,欧姆阻值，其它引脚之间阻值均为无穷大。在板上因为有外围电路影响，测量时各脚之间会有不同的阻值，但除,5,、,6,、,7,、,8,脚外其它脚之间不应该短路，若出现短路情况则为,MOS,管损坏。,等效电路,背光板易损器件的测量,3,、双电压比较器,LM393,一般用于电流取样比较，其内部电路如下图，,8,脚为,VCC,，,4,脚为地，,2,脚和,6,脚为两个电压比较器的反向输入端，,3,脚和,5,脚为两个比较器的正向输入端，,1,脚和,7,脚为两个比较器的输出端。,一般使用时比较器的正向输入端接地，反向输入端接取样整流电压，其工作原理如右图。正常工作时反向输入端为高电平，比较器输出低电平；当出现过流情况时，反向输入端为负压，比较器输出高电平。,当电路出现保护时，可测量两个比较器的输出端,1,脚和,7,脚是否为高电平，来判断是否因这一路出现保护。若为低电平则与这一路无关，不要随意将,IC,断开或去掉。,LM393,比较器内部电路图,比较器工作原理图,背光板易损器件的测量,4,、四电压比较器,LM339,一般用于电流取样比较，其内部电路如下图，,3,脚为,VCC,，,12,脚为地，,4,脚、,6,脚、,8,脚和,10,脚为四个电压比较器的反向输入端，,5,脚、,7,脚、,9,脚和,11,脚为四个比较器的正向输入端，,1,脚、,2,脚、,13,脚和,14,脚,为四个电压比较器的输出端。,一般使用时比较器的正向输入端接地，反向输入端接取样整流电压。正常工作时反向输入端为高电平，比较器输出低电平；当出现过流情况时，反向输入端为负压，比较器输出高电平。,当电路出现保护时，可测量四个比较器的输出端,1,脚、,2,脚、,13,脚和,14,脚,是否为高电平，来判断是否因这一路出现保护。若为低电平则与这一路无关，不要随意将,IC,断开或去掉。,LM339,比较器内部电路图,十、背光板典型案例,1,、,46,寸三星屏黑屏故障技改（,PWL37C,热机自动关机技改,.ppt,）,故障现象：,第一批,46,寸三星屏（采用,0.0,版背光板）使用一段时间后会出现不定时地背光熄灭故障，冷开机正常。,原因分析：,过压保护下取样电容选用的是负温度系数较大的电容，开机后随着机内温度的升高，下取样电容的容量减小，阻抗增大，分压升高，这样取样反馈电压较高，造成过压保护。,解决方法：,改用受温度影响较小的磁片电容,2200PF/50V,（,C1,为高压电容）。,背光板典型案例,2,、遥控不灵敏,故障现象：,部分机器出现遥控距离近、遥控不灵敏。,原因分析：,背光电源的工作频率一般在,20KHz- 100KHz,之间，部分背光电源的典型工作频率在,50KHz,左右，该振荡频率产生高频干扰，通过地线传到数字板上的遥控接收电路。如果该机的遥控发射频率采用,56KHZ,，则背光干扰信号就可能对遥控接收信号产生干扰，造成遥控不灵敏、距离近。,解决方法,：,1,）通过调整背光亮度，将背光亮度调大，改变,PWM,驱动方波波形，远离遥控发射信号，从而解决遥控干扰问题。,2,）新设计产品遥控发射及接收头均采用,38KHZ,，避开背光电源的典型工作频率，从而避免背光电源对遥控接收的影响。,背光板典型案例,3,、喇叭发出异响，,AV,TV,信号都有,故障现象：,部分机器如,L37E9,、,LCD32K73,等喇叭发出异响，,AV,、,TV,信号都有，将音量减到,0,后消失，音量增加到,1,就响，声音像吹口哨一样。,原因分析：,依据变压器和,CCFL,的特性，背光电源的工作频率一般在,20KHz- 100KHz,之间，该振荡频率产生高频干扰，通过地线干扰到数字板上的伴音电路。如果背光电源的工作频率在下限，即频率在人耳的听觉范围之内，就会通过喇叭发出异响。,解决方法,：通过调整背光亮度，将背光亮度调大，使背光板电源工作频率偏高，并超过人耳的听觉范围，从而解决伴音干扰问题。,4,、,L32M61B/MS88,机芯机内响声（电源板问题）,故障现象：,把背光调到最大，,电视、视频状态不响，,VGA/HDTV/HDMI,状态响。,原因分析：,电源板开关频率产生高频干扰，通过地线干扰到数字板上，使喇叭,发出异响。,解决方法,：取消电源板与数字板屏蔽盒之间的两条地线。,十一、下一步工作计划及需求,1,、下一步工作计划,1,）逐个研究故障率较高的背光板的电路原理，测量工作点电压。,2,）研究二合一电源板的工作原理，测量相关的工作电压。,3,）对网络进行针对产品的、更细致的技术培训。,2,、对网络的需求,1,）希望网络帮助统计各种背光板的型号及主控,IC,型号，网络在百事通栏目中提背光板维修问题时，也要将背光板型号和主控,IC,型号告知，以便大家能给予准确的解答。,2,）希望网络在维修中帮助统计背光板的故障现象及维修方法，总部汇总后网络共享（统计表如下，网络统计后随时发邮件给总部市场质量部）。,谢谢,!,TCL,集团股份有限公司,