液晶顯示器電源工作原理及維修

1、.液晶顯示器電源工作原理及維修詳細(xì)介紹液晶顯示器電源的作用、工作原理、維修及代換，一、電源的作用1、電源的基本知識(shí)液晶電源的作用是為整機(jī)提供能量，常見的電源適配器外觀如圖所示它的輸入是220V 交流電，輸出為12V 、 4A 直流電。電源適配器的部電路結(jié)構(gòu)如圖所示.頁(yè)腳 .2、液晶電源的常見存在形式常見的液晶電源有置式和外置式兩種。置式電源一般是和高壓板做在一起，形成二合一電源板，驅(qū)動(dòng)板需要的各路電壓均有電源板產(chǎn)生。外置式電源也就是通常所說的電源適配器，它一般是 220V 交流電輸入，12V 直流電輸出，驅(qū)動(dòng)板需要的其他電原在驅(qū)動(dòng)板上進(jìn)行變換。二、電源的工作原理由于 LCD 采用低電壓工作，而

2、一般市電提供提是110V 或 220V 的交流電壓，因此顯示器需要配備電源。電源的作用是將市電的220V 交流電壓轉(zhuǎn)變成12V 或其它低壓直流電，以向液晶顯示器供電。LCD 顯示器中的電源部分均采用開關(guān)電源。由于開關(guān)電源具有體積小、重量輕、變換效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，特別是脈寬調(diào)制（PWM ）型的開關(guān)電源。PWM 型開關(guān)電源的特點(diǎn)是固定開關(guān)頻率、通過改變脈沖寬度的占空比來調(diào)節(jié)電壓。PWM 開關(guān)電源的基本工作原理是：交流電220V 輸入電源經(jīng)整流濾波是路變成300V 直流電壓， 再由開關(guān)功率管控制和高頻變壓器降壓，得到高頻矩形波電壓，經(jīng)整流濾波后獲得顯示器所需要的各種直流輸

3、出電壓。脈寬調(diào)制器是這類開關(guān)電源的核心，它能產(chǎn)生頻率固定具脈沖寬度可調(diào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 控制開關(guān)功率管的導(dǎo)通與截止的占空比，用來調(diào)節(jié)輸出電壓的高低，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。以下將要介紹的電源適配器就是此類開關(guān)電源，我們以采用UC3842脈寬調(diào)制集成控制器的電源為例講解相關(guān)電路。1、 UC3842 的性能特點(diǎn)（ 1 ） 它屬于電流型單端 PWM 調(diào)制器，具有管腳數(shù)量少，外圍是路簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試方便、性能優(yōu)良、 價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。而且通過高頻變壓器與電網(wǎng)隔離，適合構(gòu)成無工頻變壓器的 20-50W 小功率開關(guān)電源。（ 2 ）最高開關(guān)頻率為 500KHZ ，頻率穩(wěn)定度高達(dá) 0.2% 。電源效率高，輸出電流大，能直

4、接驅(qū)動(dòng)雙極型功率晶體管或VMOS 管、 DMOS 管、 TMOS 管工作。（3 ）部有高穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓源，檔準(zhǔn)值為5V ，允許有 +0.1% 的偏差， 溫度系數(shù)為0.頁(yè)腳 .2mV/ 0 C（4 ）穩(wěn)壓性能好。其電壓變化率可達(dá)0.01%/V 。啟動(dòng)電流小于1mA ，正常工作電流為 15mA（5 ）除具有輸入端過壓何護(hù)與輸出端過流保護(hù)電路之外，還設(shè)有欠壓何護(hù)電路，使用工作更穩(wěn)定、可靠。（ 6 ）可調(diào)整的振蕩電路，可精確地控制占空比，并具有自動(dòng)補(bǔ)償功能。（ 7 ）帶鎖定的 PWM ，可以進(jìn)行逐個(gè)脈沖的電流限制。如圖所示為UC3842的部框圖其各引腳作用如表所示引腳定義引腳定義Pin1自動(dòng)補(bǔ)償Pin

5、5接地端Pin2電壓反饋輸入端Pin6脈沖輸出端Pin3過流檢測(cè)湍Pin7直流輸入端Pin4振蕩輸入端Pin8基準(zhǔn)電壓輸出端該 IC 用于電源中的典型電如圖所示，這里采用的N 溝道 MOS 功率管場(chǎng)效應(yīng)管作為開關(guān)功率管，設(shè)計(jì)的輸出電源V 0=12V 。下面將分析該電路的工作原理.頁(yè)腳 .該電路屬于單端反激式變換器。所謂單端，是指高頻變壓器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)，并且只有一個(gè)輸出端。所謂反激，是指MOS 管開關(guān)功率管導(dǎo)通時(shí)，后級(jí)整流二極管截止，電能將儲(chǔ)存在高頻變壓器的初級(jí)電感線圈中；當(dāng)MOS 管功率管關(guān)斷時(shí)，后級(jí)整流二極管導(dǎo)通，初級(jí)線圈上的電能通過磁芯的藕合傳輸給次極繞組，并經(jīng)過后級(jí)整流二

6、板管輸出。該部分的主要作用是防止交流輸入電壓引入的干擾以及抑制電源部產(chǎn)生反饋噪聲。該濾波器被設(shè)計(jì)成是磁兼容（EMI ）濾波器。開關(guān)電源是把 220V交流電整流為 300直流電后， 再經(jīng)過開關(guān)變?yōu)楦哳l交流， 其后再整流為穩(wěn)定的一種電源。 這休養(yǎng)就會(huì)出現(xiàn)交流電源的整流波形畸變產(chǎn)生的噪聲和開關(guān)管開關(guān)的波形產(chǎn)生的噪聲， 在輸入側(cè)泄漏出去表現(xiàn)為傳導(dǎo)噪聲和輻射噪聲，在輸出側(cè)泄漏到外部。若電源線中有噪聲電流通過， 電源線就相當(dāng)于向空中輻射噪聲的天線。因此，在開關(guān)電源輸入側(cè)要加入由電容與電感構(gòu)成的濾波器，用于抑制交流電源產(chǎn)生的干擾。噪聲分為共態(tài)噪聲和正態(tài)噪聲。單相電源的輸入側(cè)有兩根交流電源線和一根地線。電源輸

7、入側(cè)的兩根交流電源本與地線之間產(chǎn)生的噪聲為共態(tài)噪聲，兩根交流電源線之間產(chǎn)生的噪聲為正態(tài)噪聲。電源輸入側(cè)接入的濾波器必須濾除這兩類噪聲。常見的濾波電路如圖所示.頁(yè)腳 .濾波電路由跨接線路電容C901 以及線路高通濾波電容C902 和 C903 構(gòu)成。其中，互古感濾波線圈用于濾除低頻共態(tài)噪聲，C901 用于濾除低頻正態(tài)噪聲，C902 和 C903 用于濾除高頻共態(tài)和正態(tài)噪聲。圖中 R901 、 R902 在拔掉電源時(shí)對(duì)電容起放電作用。3、橋式整流及濾波經(jīng)過濾波的220V 交流輸入經(jīng)橋式整流輸出后，再經(jīng)濾波電容C904 濾波后生成大小約為300V 的直流電壓。 C907 可濾除高頻是磁干擾。4、軟啟

8、動(dòng)電路軟啟動(dòng)電路如下圖所示，圖中的電阻R 為 R905 、 R906 、 R907 、 R908 、 R909 、 R910的等效電阻，由于這些電阻的阻值很大，所以其工作電流很小。剛啟動(dòng)開關(guān)電源時(shí)，UC3842 所需要的 +16V工作電壓由R、 C906電路提供。 +300V直流高壓經(jīng)過R 降壓后加至UC3842的輸入端Vin ，利用C906的充電過程使Vin逐漸升至16V以上。也就實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)。一旦開關(guān)功率管轉(zhuǎn)入正常的工作狀態(tài)，自饋線圈N2上所建立的高頻電壓經(jīng)D902 、C906整流濾波后，就作為芯片的工作電壓。此時(shí)由于R、C906電路的電流很小不能為芯片提供工作電壓。至此啟動(dòng)過程結(jié)束。.頁(yè)

9、腳 .5、脈寬調(diào)制控制器UC3842UC3842屬于電流控制型脈寬調(diào)制器。所謂電流控制型是指，一方面把自饋線圈的輸出電壓 Vin 反饋給誤差放大器， 在與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較之后， 得到誤差電壓 Vr ；另一方面初級(jí)線圈中的電流在取樣電阻R930 上建立電壓，直接加到過流檢測(cè)比較器的同相輸入端，與Vr 作比較， 進(jìn)而控制輸出脈沖的占空比， 使流過開關(guān)功率管的最大峰值Ipm電流總是受誤差電壓Vr 的控制， 這就是電流控制型的原理。 其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)整速度快，一旦 +300V輸入電壓發(fā)生變化，就立即引起取樣電壓的變化，迅速調(diào)整輸出脈沖的寬度。UC3842第 8 腳輸出的 +5V的基準(zhǔn)電壓源有三個(gè)作用：一是提

10、供4 腳振蕩器使用；二是衰減成 +2.5V ，接誤差放大器的同相輸入端，作為基準(zhǔn)信號(hào)；三是向部的其他電路提供工作電源。UC3842的電源供電端與地之間并接了一個(gè)34V的齊納二極管，以保證部電路工作在34V 以下，防止高輸入電壓帶來的損壞。UC3842的誤差放大器同相輸入端接在部的+2.5V基準(zhǔn)電壓上，反相輸入端接收外部控制信號(hào)。在輸出端和反相輸入端之間可外接RC 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，在使用過程中可改變RC 的取值來改變放大器的閉環(huán)增益和頻率響應(yīng)。UC3842還能自動(dòng)限流，將Ipm限制在1.18A 。把過流檢測(cè)電阻上的電壓直接加在過流檢測(cè)比較器 的同相輸入端。只要該電壓達(dá)到 1V ，就會(huì)使比較器翻轉(zhuǎn)，輸出

11、變成高電平，將 PWM 鎖存器置零，使 脈沖調(diào)制器處于關(guān)閉狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。由于噪聲干擾的影響， 開關(guān)功率管有可能超負(fù)荷工作而損壞， 為此芯片設(shè)有 PWM 鎖存器。其作用 是保證在每個(gè)時(shí)鐘周期只輸出一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)，能消除在過流檢測(cè)比較器翻轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪聲干 擾。.頁(yè)腳 .輸入欠壓鎖定電路的開啟電壓為16V ，關(guān)斷電壓為10V 。僅當(dāng)Vin 16V時(shí) UC3842才能啟動(dòng)，此時(shí)芯片工作電流約為1mA ，自饋電后變成15mA 。當(dāng)輸入欠壓時(shí)，開關(guān)功率管迅速關(guān)斷。UC3842的輸出級(jí)為圖騰柱式輸出電路，輸出晶體管的平均電流為200mA最大峰值電流可達(dá)1A 。6、高壓保護(hù)回路高壓保護(hù)回路如下圖所

12、示，當(dāng)電網(wǎng)電壓升高超過最大值時(shí)，自饋線圈輸出的電壓也將升高。該 電壓將會(huì)超過18V ，此時(shí)ZD901被擊穿， R916 上就會(huì)產(chǎn)生壓降，當(dāng)這個(gè)壓降有0.6V時(shí)將使Q903導(dǎo)通，拉低Q902的基極電位，使Q902也導(dǎo)通，這樣 UC3842Pin8的 5V基準(zhǔn)電壓通過D904 、Q903直接接地， 產(chǎn)生瞬間短路電流，使UC3842迅速關(guān)斷脈沖輸出。因此Adapter也就沒有電壓輸出，達(dá)到高壓保護(hù)作用。.頁(yè)腳 .7、開關(guān)功率管及限流電路如下圖所示電路圖。UC3842的 Pin6腳輸出一個(gè)脈沖波，該脈沖的頻率為58.5kHz ，占空比為11.4% 。該脈沖控制功率管Q901的按其工作頻率進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。

13、這樣變壓器就開始工作，電流從Q901的漏極流向源極，在R930 上產(chǎn)生電壓。 R930為電流檢測(cè)電阻，由它產(chǎn)生的電壓直接加到UC3842的過流檢測(cè)比較器的同相輸入端，只要該電壓超過1V ，將使UC3842部的電流保護(hù)電路啟動(dòng)，使Pin6 關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。這就是限流電路的工作原理。.頁(yè)腳 .8、直流變換回路（變壓器T901）T901 開始工作后，高電平時(shí)Q901 導(dǎo)通， T901 的初級(jí)線圈有電流流過，產(chǎn)生上正下負(fù)的電壓，從而使次級(jí)產(chǎn)生下正上負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)次級(jí)上的二極管D911截止，初級(jí)線圈上的電流此時(shí)在瞬間為0 ，初級(jí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為下正上負(fù)，從而使次級(jí)產(chǎn)生上正下負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)D

14、911 導(dǎo)通，其輸出電壓經(jīng)過整流濾波后即可輸出供電。如下圖所示為Q901 漏級(jí)電壓波形 （ ?=58.9KHz從）中可以看出該電壓波形有較大的浪涌電壓和振鈴現(xiàn)象，其浪涌電壓的峰值超過70V 。在 MOS 管關(guān)斷時(shí)，由于電路中沒有包含RC吸收電路或二極管，從而導(dǎo)致浪涌電壓的產(chǎn)生。.頁(yè)腳 .上圖中T901 的次級(jí)輸出端的二極管上并接了一個(gè)RC（ R931 、R932 、C920 ）回路，用于吸收二極管 D911上產(chǎn)生的浪涌電壓。R926 、 D905組成波形整形回路，改善Q901的開關(guān)速度。 ZD903 起保護(hù)功率管的作用。由于噪聲干擾或元件本身產(chǎn)生的干擾會(huì)在UC3842的輸出脈沖上產(chǎn)生尖峰脈沖干

15、擾，當(dāng)此電壓加到Q901 的 G 極 時(shí)，如果其值超過18V時(shí)將擊穿齊納二極管ZD903 ，保護(hù)功率管。當(dāng)關(guān)機(jī)時(shí)T901 的初級(jí)線圈還有電流，此時(shí)Q901已截止， D901 、 R911 、 C905即形成放電回路，C905同時(shí)還有起濾除高頻諧波的作用。9、 輸出整流濾波回路D911 、C921 、C922 、L902 、 C923和 C924構(gòu)成了電容和LC濾波器。使得輸出為12V 的直流電壓向負(fù)載供電。.頁(yè)腳 .10 、電壓取樣和反饋回路如下圖所示的電路圖為，電流、電壓取樣和反饋回路。圖中的IC905為 TL431 芯片。其部原理圖如圖5-10所示。其部有一個(gè)電壓比較器，該電壓比較器的反相

16、輸入端接部基準(zhǔn)電壓，該基準(zhǔn)電壓提供一個(gè)基準(zhǔn)的比較電壓，該電壓為2.495V 2%。該比較器的同相輸入端接外部控制電壓，比較器的輸出用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)NPN 的晶體管，使晶體管導(dǎo)通，電流就可以從Cathode端流向Anode。圖 5-9電壓、電流取樣和反饋電路12V的直流電壓經(jīng)過R936 ， R937 分壓，在R937 上產(chǎn)生電壓該電壓直接加到TL431 的R 端，由電路上的電阻參數(shù)可知該電壓正好能使TL431 導(dǎo)通。這樣就要電流流過發(fā)光二極管，光電耦合器IC903開始 工作。至此完成電壓的取樣。.頁(yè)腳 .圖 5.10 TL431原理圖如果電網(wǎng)電壓升高導(dǎo)致輸出電壓隨之升高，這樣流過IC903光電耦合器

17、的電流也就隨之增大，光電耦合器部發(fā)光管的亮度越大，光敏三極管的阻就越小，則流過光敏管端的電阻也就隨之增大，這樣在R924上產(chǎn)生的電壓就越大，該電壓經(jīng)R925 加到UC3842部誤差放大器的反相輸入端，從而控制UC3842輸出脈沖的占空比，降低輸出電壓。這樣就構(gòu)成了過壓輸出反饋回路，達(dá)到穩(wěn)定輸出的作用，能使輸出電壓穩(wěn)定在12V左右。電源維修如果我們仔細(xì)研究和領(lǐng)會(huì)了上面的開關(guān)電源的原理，就可以輕松維修液晶顯示器的電源了，液晶顯示器的電源開關(guān)在開關(guān)電源系統(tǒng)中屬于比較簡(jiǎn)單的類型，一般是單或和的組合輸出，電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，元器件較少。其維修也比較簡(jiǎn)單，常見故障包括電壓無輸出、電壓過高、電壓過低、電壓不穩(wěn)等。檢修思路如.頁(yè)腳 .電源、高壓二合一板的維修如果液晶顯示器采用的是電源、高壓二合一板，如下圖所示.頁(yè)腳 .雖然是電源、 高壓二合一的電路板，但是它們之間還是相對(duì)獨(dú)立的，所以如果電源出了故障，可以單獨(dú)維修電源，維修思路和方法與上面相同。這里需要說明的是，如果這類板的高壓部分壞了， 在修不好或