液晶彩电高压板又称逆变器或 背光灯电源,其作用是将电源输出 的低压直流电压转变为液晶面板所 需的高频高压交流电,点亮液晶面 板的CCFL背光源。在液晶彩电中 此电路一般独立做成一条状电路 板,由于此部分电路元器件采用双 面安装,布局紧凑,且输出1 500V~ 1 800V的交流电压,所以故障率较 高。因此,对于高压板的检修,既可 以采用更换单个故障元器件的方 法,也可以采用更换整板的方法,即 所谓板级维修。x0dx0d一、高压板电路故障的判 断, 对于高压逆变电路的检修,可 采用以下方法进行分析和判断。x0dx0d1.高压测试棒触碰法,对于开机后闪一下即黑屏的故 障,可采用如下方法:开机后,马上用高压测试棒(也可用万用表)触碰 高压输出插头焊脚,看是否有微弱 蓝色火花出现,如果有火花出现,灯 管不亮的故障在灯管本身或接插 件。注意多灯管的要逐一进行试验。 这里强调开机后马上进行测试,主 要是为了避免保护电路启动后造成 误判。根据实际经验,冷机时即使灯 管损坏,保护电路启动也需要几秒 的时间,而热机或者刚断开电源不 久又重新通电,保护电路启动仅需 1s~2s,因此要掌握好检测时机。 Royer结构逆变电路各主要元器件 损坏后的故障现象如图1所示。 如果在保护电路未工作时测得 无放电火花产生,则应测量各级供 电电压是否正常,背光灯启动信号 电平是否正确,用示波器测量末级 驱动管或者控制集成块信号输出引 脚看是否有50Hz以上波形(具体频 率因机型而异,通常幅值在10~ 20Vp_p)。如果有波形,故障一般在高 压变压器、次级高压输出电容或灯 管。1Koyer结构逆变电路各点波形x0dx0d2.代换法 因为冷阴极荧光灯没有灯丝, 其损坏与否不能凭简单的电阻测量 法进行判断。只有将其接于正常的 逆变电路上,通过 观察其发光状况 才能确认其好坏。x0dx0d3.观察法 灯管是否老 化可通过观察法 进行判断。一般来 说,在老化的灯管 顶端,可以见到类 似普通荧光灯老 化后的发黑现象, 这时说明该灯管 已经不能用了,需 要进行代换。x0dx0d4.假负载法 如果确认故 障在逆变电路上, 不连接灯管检修会因为保护电路启 动而影响判断,连接灯管检修又因 为灯管脆弱、长度太长而比较麻烦, 此时就可以应用假负载法进行检 修。其方法如图3所示,即在逆变电 路的高压输出端用一个1 50kf2/ 10W的水泥电阻来代替灯管。不过, 要注意高压正常时该假负载发热量 比较大,不要烫坏其他元器件,同时 电源也可以采用通用维修电源。x0dx0d二、高压板电路常见故障 的检修x0dx0d1.电源指示灯亮,但黑屏 这种故障表现为电源指示灯可 以由红色转变为绿色,但黑屏。检修 此种故障时先检查BACKLIGHT— ON(背光灯启动信号)电平是否变 化,高压板供电是否正常,若正常, 再用金属工具尖端碰触高压变压器 输出端,看是否有蓝色放电火花,如 果有火花,检查代换CCFL、高压输 出电容。反之,则检查高压逆变电 路。x0dx0d2.开机瞬间液晶彩电可以点亮, 然后黑屏 引起这种故障的原因主要是某 只灯管损坏、接触不良,造成输出电 流平衡保护电路启动。如果是高压 输出元器件损坏(包括接触不良), 需断电后查找。维修时,一般需要代 换CCFL判断。x0dx0d3.屏幕图像发黄或发红,亮度降 低 这种故障多为CCFL老化所致, 可用同规格新产品替换解决问题。x0dx0d4.使用一段时间后黑屏,关机后 再开可重新点亮 这种故障主要是由于高压逆变 电路末级或者供电级元器件发热量 大,长期工作造成虚焊所致。通过轻 轻拍打机壳观察屏幕是否恢复点亮.
直流变换器按输入与输出间是否有电气隔离可分为两类:没有电气隔离的称为不隔离的直流变换器,有电气隔离的称为有隔离的直流变换器。
不隔离的直流变换器按所用有源功率器件的个数,可分为单管、双管和四管三类。单管直流变换器有六种,即降压式(Buck)变换器、升压式(Boost)变换器、升降压式(Buck/Bomt)变换器、Cuk变换器、Zeta变换器和Sepic变换器等。在这六种单管变换器中,降压式和升压式变换器是最基础的,另外四种是从中派生的。双管直流变换器有双管串接的升降压式(Buck/tk)0st)变换器。全桥直流变换器(Full-bddge converter)是常用的四管直流变换器。
有隔离的直流变换器也可按所用有源功率器件数量来分类。单管的有正激式(For—ward)和反激式(Flyback)两种。双管有双管正激(Double transistor forward converter)、双管反激(Double transistor flyback converter)、推挽(Push—pull convener)和半桥(Half-bridgeconverter)等四种。四管直流变换器就是全桥直流变换器(Full—bridge converter)。
有隔离的变换器可以实现输入与输出问的电气隔离,通常采用变压器实现隔离,变压器本身具有变压的功能,有利于扩大变换器的应用范围。变压器的应用还便于实现多路不同电压或多路相同电压的输出。
在功率开关管电压和电流定额相同时,变换器的输出功率通常与所用开关管的数量成正比,故四管变换器的输出功率最大,而单管变换器的输出功率最小。
没有隔离的变换器可和有隔离的变换器组合得到单个变换器不具备的特性。
按能量传递来分,直流变换器有单向和双向两种。具有双向功能的充电器在电源正常时向电池充电,一旦电源中断,它可将电池电能返回电网,向电网短时间应急供电。直流电动机控制用变换器也是双向的,电动机工作时将电能从电源传递到电动机,制动时将电机电能回馈给电源。
直流变换器也可分为自激式和他控式。借助于变换器本身的正反馈信号实现开关管自持周期性开关的变换器叫做自激式变换器,洛耶尔(Royer)变换器是一种典型的推挽自激式变换器。他控式直流变换器中开关器件控制信号由专门的控制电路产生。
按开关管的开关条件,直流变换器可分为硬开关(Hard switching)和软开关(Softswitching)两种。硬开关直流变换器的开关器件是在承受电压或流过电流的情况下接通或断开电路的,因此在开通或关断过程中伴随着较大的损耗,即所谓的开关损耗(Switch—ing k)。
变换器工作状态一定时,开关管开通或关断一次的损耗也是一定的,因此开关频率越高,开关损耗就越大。同时,开关过程中还会激起电路分布电感和寄生电容的振荡,带来附加损耗,因而硬开关直流变换器的开关频率不能太高。软开关直流变压器的开关管在开通或关断过程中,或是加于其上的电压为零,即零电压开关(Zero-voltage-switch—ing,ZvS),或是通过器件的电流为零,即零电流开关(Zero-current.switching,ZCS)。
这种开关方式显著地减小了开关损耗和开关过程中激起的振荡,可以大幅度地提高开关频率,为变换器的小型化和模块化创造了条件。功率场效应管(MOSFET)是多子器件,有高的开关速度,但同时也有较大的寄生电容。它关断时,在外电压作用下其寄生电容充满电,如果在它开通前不将这部分电荷放掉,则将消耗于器件内部,这就是容性开通损耗。
为了减小以致消除这种损耗,功率场效应管宜采用零电压开通方式(ZVS)。绝缘栅双极性晶体管(Insulated gate bipolar transistor,IGBT)是一种复合器件,关断时的电流拖尾导致较大的关断损耗,如果在关断前使通过它的电流降为零,则可以显著地降低开关损耗,因此IGBT宜采用零电流(ZCS)关断方式。
IGBT在零电压条件下关断,同样也能减小关断损耗,但是MOSFET在零电流条件下开通并不能减小容性开通损耗。谐振变换器(ReSO.nant converter,RC)、准谐振变换器(Quasi.resonant converter,QRC)、多谐振变换器(Multi—resonant converter,脉C)、零电压开关删变换器(ZVS PWM converter)、零电流开关PWM变换器(ZCS PWM converter)、零电压转换(Zero-voltage。transition,ZVT)PWM变换器和零电流转换(Zero—current—transition,ZCT)删变换器等均属于软开关直流变换器。电力电子器件和零开关变换器电路拓扑的发展,促使了高频电力电子学的诞生。
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