明基Q7C3型液晶显示器电源电路原理与检修

会员134884 · 发表于 2012-5-12 15:24:57

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明基Q7C3型液晶显示器电源电路原理与检修

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液晶显示器电源无外乎两种：一种是内置电源，另一种为外置电源即电源适配器。从其供电方式来说，前者直接输出+14V（12V）、+5V或＋3.3V，为主机各负载电路供电；而后者以单独电源盒的形式通过连接线及插头与显示器连接，为显示器提供AC16V或DC12V电源，然后经内部电压转换电路或AID变换电路处理后，再向整机电路提供各种直流工作电压。本文以明基(BenQ)Q7C3型液晶显示器为例，介绍其内置电源电路工作原理与检修思路，附图为依照实物绘出的电源部分电路原理图。

一、工作原理
明基Q7C3型显示器为内置型电源，是以电流驱动型脉宽调制组件1200AP40为核心构成的变压器祸合、他激式开关电源。
1200AP40内部设有启动电流源、逻辑电路、振荡器等电路，并具有过田过流／欠压漱启动等各种保护电路。用它构成的开关电源具有适应市电电压变化范围宽、效率高、功耗低等优点，所以已被广泛应用于液晶显示器电源中，其引脚功能及参考数据见表1。

1.市电输入、变换
加电后，220V交流市电经C601、L601、C602等组成的低通滤波器滤除电网中的高频杂波干扰后，再经负温度系数热敏电阻TH601限流（抑制开机冲击电流）、BD601整流、0605滤波获得约300V直流电压，供开关电源电路使用。
2.启动与振荡
整流滤波电路产生的约300V直流电压分两路输入开关电源电路，一路经开关变压器 T601的LO绕组加到开关管Q601的漏极(D)；另一路经R603加到IC601（1200AP40）启动端⑧脚。IC601的⑧脚输人300V电压后，使它内部启动电流源开始工作，该电流通过⑥脚对外接的C611充电，当C611两端的电压达到启动阑值（11V）时，IC601内部振荡器电路起振，从⑤脚输出驱动脉冲，通过R612,R623,D604加到开关管Q601栅极(G)，使Q601工作在开关状态。Q601导通后，电流流过开关变压器T601 LO线组，在取样绕组L1两端产生感应电动势，经D602整流、C606滤波后，再经D603限幅,R611限流在C611两端产生15V的直流电压，为IC601提供工作后所需的电源，取代IC601内部的启动电路，使电源能正常工作。
3．稳压控制电路
该机电源采用由R711、R712与IC702构成的误差取样放大电路，直接从T601的L2绕组输出的高频脉冲经D702整流、C707-C709及L702滤波后获得的+5V电压上进行取样。其误差信号经光电藕合器IC602将反映输出直流电压状态的反馈信号引入IC601②脚并通过脉冲宽度控制电路来改变输出脉冲占空比，进而控制开关管导通的时间，从而获得稳定的直流电压输出。
当某种原因使+5V电压升高时，IC702的R端电压升高，K端电压下降，使IC602内部发光二极管电流增大，导致IC602中光敏三极管的c、e极内阻减小，IC601②脚电压下降，经内部误差放大后由⑤脚输出的驱动脉冲占空比下降，开关管Q601提前截止，减少开关变压器的储能，降低输出电压；如果输出电压降低，则IC601输出驱动脉冲占空比升高，这样使输出电压保持稳定。
4.保护电路
为了保证开关电源和负载电路正常工作，电源设置了完善的保护电路。
(1)尖峰电压吸收电路
由R607、C607、D601和C616,R625,R615构成两套尖峰电压吸收回路，主要用于消除开关变压器漏感产生的尖峰电压，保护电源开关管Q601不被尖峰电压击穿而损坏。同时防止开关变压器产生自激。
(2)过压保护
1)输人过压保护：若市电电压升高,300V直流电压也相应升高，经8608、8609加到IC60103脚电压也因此上升，一旦超过设定阂值时，IC601内部的逻辑电路将切断⑤脚的输出脉冲，电源无输出，整机免遭过压损坏。
2)输出过压保护：当稳压系统失控，使开关电源输出电压过高时，开关变压器L1绕组的感应电压必升高，经D602整流、C606滤波得到的电压高于齐纳管ZD602设定闭值时，ZD602击穿导通，此电压经8621加到Q603基极使其导通。Q603导通后,Q602因基极电位下降而导通，使IC601②脚电位下降。另一方面,Q602导通后Q603的基极获得了正向偏置电流,Q603继续维持导通，形成了自锁。C612为防误动作的抗干扰电容。
(3)欠压保护
当输人市电电压过低或输出端负载严重短路，引起IC601⑥脚的供电电压低于欠压保护电路动作的闭值时，IC601内的欠压保护电路动作，切断⑤脚输出的驱动脉冲，开关管停止工作，实现欠压保护。
(4)开关管过流保护
开关管Q601源极(S)串联的电阻R615为过流取样电阻。若负载电路或开关电源异常，引起开关电源初级侧电流过大，在电阻R615两端产生的压降将会增大，IC601③脚的电压也会上升，当该电压上升到1V时，IC601内部的过流保护电路启动，其⑤脚停止输出激励脉冲信号，Q601截止，开关电源停止工作，避免了过流带来的危害。
5．输出电路
该机电源电路的开关变压器次级共输出两组感应电压。其中L3绕组上产生的高频感应电压经D701整流、C703、C712、L701、C704滤波后，得到+14V电压，为高压逆变电路或高压生成电路供电。L2绕组上产生的高频电压经D702整流、0707、C709、L702、C708滤波后，得到+5V电压，分两路输出：一路直接输出5V电压；另一路经IC701(PQ3RD23,其引脚功能见表2)受控后输出+3.3V电压。+5V,+3.3V分别为信号处理、MCU等电路提供工作电压。
二、检修思路及方法
电源故障主要表现为开机后按面板按键无任何反应，指示灯不亮、黑屏。为了便于检修和防止损坏主板元件，检修时应把电源插座连同电源板都拆下来，并用隔离变压器给电源板供电。同时，在+5V输出端与地线之间接一只30W/12V摩托车电灯泡作为假负载，以便根据灯泡点亮与否来观察与判断故障。现就常见的几种故障及排除方法介绍如下：
1．开机即烧保险管
出现这种故障现象，说明电源电路存在严重短路故障。应重点检查低通滤波网络中的电容C601、C602是否漏电、击穿；整流桥BD601内某二极管是否击穿；300V滤波电容C605是否严重漏电；电源开关管Q601是否击穿。可分别检查上述元件，然后更换。
2.保险管完好，各次级无输出电压
开关电源各次级无输出电压，说明电源电路未工作。可按下述步骤检查：
(1)首先测电源开关管Q601 D极有无300V左右直流电压。若无，则表明前级电路有开路性故障，应重点检查抗千扰线圈L601是否断线或焊接不良；负温度系数热敏电阻TH601是否开路；整流桥堆BD601是否开路或虚焊等，可用电压检查法逐级检查。
(2)若测得Q601的D极直流电压为300V左右，再测IC601⑧脚电压是否在295V左右，若明显偏低或无电压，应检查限流电阻8603是否变值或开路。
(3)如果上述检查确定限流电阻无问题，就应检查电源正反馈电路元件是否正常、稳压控制电路元件是否正常、开关管Q601是否极间开路或性能不良。
(4)若上述检查均未发现异常，则要考虑是否因过流、过压，导致电源停振。这时先检测电流取样电阻R615是否阻值增大，如果阻值正常，则表明故障系电源输出电压过高，导致过压保护电路动作所致，应重点检查IC702、IC602、ZD602是否损坏。
3．输出电压偏离正常值
(1)输出电压高
输出电压过高，一般是取样电压反馈网络出现故障。在检查稳压控制电路时，首先要判断故障部位是在误差取样放大电路，还是在控制电路。用导线将光电藕合器的③、④脚短接，若输出电压下降，则说明故障在误差取样放大电路。反之，故障在控制电路。

提示：如遇输出电压过高故障，而采用“短路法”来判断故障部位时，一定要在短路光电藕合器前，弄清其电路引脚，，千万不能将光电藕合器的①、②脚短路，以免将故障扩大造成不必要的损坏。
(2)输出电压低
1)空载电压正常，一接负载输出电压便下降一接负载输出电压下降的可能原因有300V滤波电容不良；尖峰脉冲吸收回路中C607容量减小；电源开关管Q601性能下降等，可代换元件判断。
2)输出电压过低，接通电源后开关变压器T601发出“吱吱”的叫声，说明电路有短路处，原因主要有四个方面：一是负载电路短路，如逆变管损坏等；二是整流滤波电路异常，如整流滤波电容C605漏电等；三是开关振荡电路不良，如开关管软击穿等；四是高频脉冲整流电路短路，如高频整流二极管击穿等。
为判断故障在电源还是在负载电路，可通过接假负载来加以判断。若故障在电源部分，一般是T601次级绕组的整流滤波电路异常所致。可采用逐一断开开关变压器次级负载电路方法，来判断故障部位。
3)输出电压过低，开关变压器无微弱的“吱吱”叫声此故障一般是稳压控制电路异常所致。应着重检查IC702,IC602及其外围元件是否正常。
提示：当输出电压过低时测滤波电容C605有300V左右直流电压，切断电源开关后，滤波电容C605上的300V电压下降也很慢，但比开关管完全不起振时下降的速度要快得多，检修时应注意观察和区分。
三、故障检修实例
[例1]开机后无显示，电源指示灯不亮
对于“全无”的故障，可以看保险管F601是否熔断。若保险管熔断，说明开关电源有过流现象；若保险管完好无损，说明开关电源未工作。
拆开机盖检查，发现保险管熔断且发黑，说明开关电源有过流现象。用指针式万用表Rxl挡在路测开关管Q601的三个极间阻值为0,说明开关管已击穿。检查R607,C607、D601、C616和R625正常，更换Q601后，在C708两端接上一只30W/12V摩托车灯泡通电，灯泡始终处于强发光状态，说明稳压控制电路或IC601异常。
短接光电耦合器IC602的③、④脚后通电，结果C708两端电压下降，说明误差取样放大电路或IC602异常。将IC602的②脚对地短接后通电，输出电压仍下降，说明故障在IC702或取样电路。检查R711和R712正常，怀疑三端误差取样放大器IC702异常。用KA431更换后，故障排除。
[例2]开机全无
打开机盖，目测发现交流保险管F601熔断且发黑、300V滤波电容C605（120μF/400V）炸裂，说明该机有严重的短路故障。用指针式万用表对整流电路及开关变压器初级电路进行检测，未发现有损坏元件。更换交流保险管和滤波电容后，并在C708两端接上一只30W/12V摩托车灯泡通电，测各输出电压均正常，将排插与主板连接好后试机，故障排除。
[例3]保险管熔断且严重发黑
分析电源中存在严重的短路，应重点检查交流输人、整流滤波电路、开关管Q601是否击穿等。用指针式万用表Rxl挡在路检测Q601的三个极间在路阻值为0（若仅D、S极之间阻值为0，多为滤波电容C605击穿），说明开关管Q601击穿。检查尖峰吸收回路中R607,C607,D601,C616和R625均正常。用同规格场效应管代换Q601后装上保险管，开机工作正常。
[例4]指示灯不亮，黑屏，电源有轻微“吱吱”声
指示灯不亮，无显示，机内发出“吱吱”叫声是过流保护的一种现象，它说明电源220V整流滤波电路后面的电路有短路故障，或电源负载有短路故障。
为判断故障在电源还是在负载电路，断开负载，接上假负载，通电仍可听到轻微的“吱吱”叫声，说明电源有故障。因为保护电路能工作，说明开关振荡电路和稳压控制电路没问题，故障可能发生在高频脉冲变压器次级电路。
采用逐一断开开关变压器次级负载电路方法。当断开D701，加电后“吱吱”叫声消失。这说明该机故障是由此而引起的。经检查D701已击穿，用易购肖特基二极管(1545CT）代换原整流对管YG90ZCZ后，故障排除。