电源+逆变器二合一板的维修技巧（一）

1. 电源+逆变器二合一板逻辑关系

         电源+逆变器二合一板的接口主要有市电输入接口、 主板连接接口、背光灯管连接接口(可以有多个)。不同型号的电源+逆变器二合一板，它与主板和背光灯管之间的逻辑关系会有所不同，典型的电源十逆变器二合一板逻辑关系如图 1-5所示。

电源+逆变板与主板连接的接口除有待机5V (标注为+5VSB、+5V S)、主5V (标注为+5VM、5V M，部分电源+逆变板才有)、+24V 或+12V输出端、电源开/关控制信号输人端(标注为STB、PS_ ON)外，还有背光开/关控制信号输人端、亮度调整信号输人电流的取样信号，实现异常时的保护控制。

        ①高压输出电路。高压输出电路的电路形式主要有以下三种。第一种是一个高压变压器配一个CCFL灯管的电路。由于CCFL是具有负阻性的非线性器件，因此，不能直接并联应用。否则，一个灯管触发点亮后，将致使两端电压下降，其他灯管也就无法点亮。这就要求一个灯管就要配一个高压变压器，要配多少个CCFL灯管，就需要多少个高压变压器，但可以采用一个功率放大电路向多个高压变压器供电。对于采用CCFL的多灯管液晶屏，仍要求一个CCFL灯管配一个高压变压器(如果cCFL灯管不采用平衡电感方式)，而功率放大电路则采用低压输出，这种电路中功率放大电路输出端接一个输出变压器(该变压器输出电压相对于高压变压器来说算是低压)，再分别向各灯管的高压变压器供电，高压变压器的一次绕组并联或一次绕组串联谐振电容后再并联，即可解决多灯管点亮的问题，如图1-17所示。

        第二种是一个高压变压器配多个CCFL灯管的电路。由于多灯管高压输出电路采用一个高压变压器配一个CCFL灯管方法的电路复杂、成本高，有些厂家采用了单高压变压器对多CCFL灯管供电的方案，但是需在每个CCFL灯管上串联一个平衡电感，如图1-18所示。

某个灯管点亮后，由于电感的存在，在电感上产生压降，其他灯管的触发电压并不下降，从而完成多灯管的点亮任务。这种电路存在损耗大、效率低的缺点。

         第三种是EEFL并联的多灯管电路。相同规格、相同型号的EEFL灯管可以并联使用。EEFL灯管和CCFL灯管在驱动上的最大区别是，多个并联的EEFL灯管可以采种一个高压变压器直接点亮。EEFL并联的多灯管电路如图1-19所示。

        ②正弦波的形成。逆变器中，振荡器输出的方波信号虽然经过了功率放大，但是功率放大器工作在开关状态，只是把振荡器输出的方波进行了一次开关放大，输出信号仍然是方波。振荡控制电路和功率放大电路可以看作一个他励式振荡器。只要把输出电路做成一个谐振电路(谐振频率等于振荡器的振荡频率)，就可以把经过功率放大的振荡信号变成正弦波，加到CCFL/EEFL背光灯管上。高压升压变压器等效于一个谐振电路的电感，再增加一个电容器就组成了一个谐振电路。输出电路和谐振电路有以下两种连接形式。

       一种是串联谐振并联负载，简称SRPL (Serial- Resonant Parallel-Load)， 谐振电容接在高压变压器的一次绕组上，如图1-20 (a) 所示。图中T是高压升压变压器，是功率放大电路的负载。高压升压变压器T的--次绕组线圈L经过电容C接至功率放大电路的输出端，电容C和电感L组成串联谐振电路，可以将功率放大电路的输出负载看作一一个谐振电路。根据振荡特性的理论，负载谐振电路内部流过电流的波形就是和振荡频率相同的正弦波，其等效电路如图1-20 (b) 所示。

         另一种是串联谐振-串联负载SRSL (Seria- Resonant Serial-Load)， 谐振电容接在变压器二次绕组(电感)上，如图1-21所示。其作用与谐振电容接在变压器的一次绕组上是相同的。

        [提示]在相同的振荡频率下， 采用SRPL形式，电容的容量大，耐压低;采用SRSL 形式，电容的容量小， 耐压高。多灯管液晶屏采用 SRPL形式的电路比较多， 因为:几个升压变压器一次绕组并联后只需一个谐振电容就可以了;单灯管液晶屏采用SRSL形式的电路比较多，一个灯管用一个电容， 电容耐压达3kV以上(一般是33pF/3kV)。

      (6) 取样反馈电路

        液晶屏工作时，对CCFL的工作状态、工作电压、工作电流是否正常进行监控，以保证CCFL出现异常时逆变电路能进行保护性调控。CCFL的工作电压、工作电流靠取样电路提取信息，同时送到逆变电路的前端控制电路即背光灯控制芯片。对于多灯管屏，为了防止某个灯管不亮，在液晶屏上出现一块暗区， 需要监控所有灯管的点亮状态及亮度是否均匀。因此，必须设置一个CCFL灯管点亮状态取样电路，当某个或某几个灯管损坏、启动性能不良时，输出一个液晶屏亮度状态的取样信号至背光灯控制芯片，关闭激励脉冲输出，逆变电路无高压输出。

        ①电压取样。液晶屏CCFL启动的电压-般在1400~1800V，启动后的工作电压一般在700~900V (不同的灯管略有不同)。如果高压变压器或电路其他部分发生故障，此电压过高或过低都会造成灯管寿命严重缩短或亮度低下，对于输出电压的正常与否，可以通过对CCFL升压变压器输出电压的取样进行判定。

        电压取样主要有以下两种方式。

        第一种是高压变压器副线圈取样。这种取样方式是在高压变压器上增加一个副线圈，其匝数根据取样电压的大小决定。由于变压器的电压比等于匝数比，因此副线圈的匝数极少，甚至只有一两匝。图1-22(a)是高压变压器副线圈取样示意图。

         第二种是电容分压取样。这种取样方式是在高压变压器的高压输出端接上电容分压电路，如图1-22 (b)所示。取样电压由两个电容器的容量比值决定(电容器串联时，各电容器上所分配的电压与其电容量成反比，电容量越大的电容器分配的电压越低，电容量越小的电容器分配的电压越高)。由于变压器输出的是高频高压，故对C1、C2的耐压及品质因素、温度特性要求较高。C1的耐压必须在3000V以上，容量一般为几皮法至十几皮法。电容分压取样电路简单、可靠，目前绝大多数逆变器的高压取样均采用此电路。

      ②电流取样。电流取样是对CCFL背光灯管工作电流进行取样。CCFL背光灯的正常工作电流一般在6~8mA。在高压正常的情况下，电流过大、过小都说明CCFL有问题。电压取样主要有以下两种方式。

        第一种是电阻取样。 这种取样方式是在cCFL上串联一个小阻值的电阻R，电阻R两端的压降大小就反映了流过CCFL电流的大小(欧姆定律)，如图1-23 (a)所示。根据前端取样的要求选定R阻值的大小，即可检测灯管工作电流是否正常。这个电压送往前端保护控制电路，-旦这个电压异常，就意味着CCFL背光灯管的工作电流不正常，即关闭振荡输出。

       第二种是灯管电流检测变压器取样。这种取样方式是在高压变压器的一次绕组上串联一个电流检测变压器，用于检测高压变压器输出电流的变化，也就是检测灯管电流变化，如图1-23 (b) 所示。

       [提示]以上的电压，电流取样得到的样值都是交流电，波形都是正弦波，还要根据前端电路的需要进行相应处理，如经二极管整流以及以RC滤波电路滤波，得到平滑的电压输入背光控制芯片的过压保护脚过流保护脚。申花热水器维修售后电话

端，另外，少数的电源十逆变板还有状态选择信号输人端。

       背光开/关控制电压一般来 自主板上的微控制器(MCU)， 在二合一板与主板的连接口旁，凡是标注有BLON、EN、SW、ON/OFF(有些二合一板电源的开/关控制也标为ON/OFF，须辨别清楚)等标识的，就是背光开/关控制端。液晶彩电工作和进人节能状态时，背光开/关控制端会分别表现为高电平或低电平(常见为高电平启动，多为3~5V)。因此，维修时，该电平可以作为一个判定故障的关键测试点，以此来判定逆变器是否输入启动信号。

         在二合一板与主板的连接口旁，凡是标注有ADJ、PDIM、RBI、 VBR、V电源+逆变wm/Vepwm等标识的，就是亮度调整端。亮度调整端用来控制逆变电路的输出电流(指 平均电流)，以改变背光灯的发光强度。亮度调整端-般为0~5V的连续可调直流电压或PWM脉冲信号(即 PWM亮度调整信号)，该控制电压一般与逆变电路输出电流成反比，即该控制电压越高，逆变电路输出的电流越小，背光灯发光越弱，屏幕亮度越暗;该控制电压越低，逆变电路输出的电流/电压越大，背光灯发光越强，屏幕亮度越亮。

          在二合一板与主板的连接口旁，凡是标注有SEL等标识的，就是状态选择信号输入端。状态选择信号输人到二合一板的背光电路，用于控制背光控制芯片选择亮度控制模式。部分背光控制芯片(如OZ960、OZ964等)可以采用直流电压调光控制和脉宽调光控制两种控制方式，究竟工作在哪种调光模式则由输入到二合一板的SEL信号电平的高低来决定。

2. 电源+逆变器二合一板的组成方框图和工作流程

        电源+逆变器二合一板还可细分为单电源+逆变器二合一板、双电源十逆变器二合一板两种，图1-6是单电源+逆变器二合一板的基本电路组成方框图，图1-7是双电源+逆变器二合一-板的基本电路组成方框图。

       下面以双电源十逆变器二合一电源板为例，介绍电源+逆变板的简要工作流程。当220V交流电供给电源+逆变板后，副电源首先工作，产生+5VSB电压供给系统控制电路，微处理器(CPU) 及相关电路开始工作，当接收到遥控或键控开机信息后，微处理器发出二次开机指令，主板输出开机控制电压(一般开机时PS_ON为高电平，待机时为低电平)送至电源十逆变板。该板接收到开机控制电压后，PFC电路和主电源开始工作;PFC电路产生的+380V电压供给主电源，同时还供给逆变器的高压变换电路;主电源产生+5V-1、+12V、+24V等电压供给主板相关电路。主板在得到十5V-1、+12V、+ 24V电压后，输出逆变器“打开”控制信号(一般打开时BL ON为高电平，关闭时为低电平)和亮度控制信号(BRI)及状态选择控制信号给电源+逆变板，电源+逆变板逆变器部分的高频振荡器开始工作，产生基准的方波信号与主板送来的亮度控制信号一起在振荡器内部进行比较，输出高频信号去控制高压变换电路，在高频变压器和电容的谐振下，产生1000V以上的电压驱动液晶屏内的CCFL背光灯(或EEFL背光灯)发光。

         [提示]在整合电源中， PFC电路不再只为开关电源中的开关管供电，还要为背光灯驱动电路中的后级升压电路供电。电源十逆变板中，逆变器的主电源电压与独立的逆变器板的不同，前者直接由PFC电路供电，电压为十380V左右，逆变器将+380V通过DC-AC升压达到灯管所需高压，而后者由电源板输出的+24V或十12V供电。两者相比，前者省去了24V转换，减少了功率损耗，从而提高了能效，减少了电源板的发热量，降低了成本，但对逆变器上元器件的耐压提出了更高的要求。

3. 逆变电路各组成电路的基本原理

          液晶彩电中，逆变电路是一种DCTOAC (直流到交流)的变压器，是开关电源的逆变过程。开关电源将220VAC交流电压转变为稳定的12V等直流输出，而电源+逆变板的逆变电路则将直流380V电压转变为高频、高压交流电。

         逆变电路主要由振荡器、调制器、激励放大器(也叫驱动电路，只有部分逆变电路才有此级电路)、功率放大电路、高压输出电路以及保护电路组成，如图1-8所示。

         在实际电路中，除功率输出部分和检测保护部分外，常将振荡器、调制器、保护电路集成在一起， 组成一片多功能芯片，一般称为PWM控制芯片，或称背光驱动控制芯片、背光控制芯片、逆变器控制芯片等。这类芯片很多，常用的主要有罗姆公司生产的BD系列(如BD9884FV、BD9766 等)、四凸微电子公司生产的0Z系列(如0Z960、0Z964、02Z9976等)、LX系列(如LX1501IDW、LX1692IDW等)、BIT 系列(如BIT3106、BIT3193 等)、FAN系列(如FAN7313、FAN7315等)等。功率输出管(逆变管)采用功率型场效应管，有的采用3脚或8脚贴片封装型。保护检测电路多由芯片10393/393 (同LM393)、358 (同LM358)或LM324及外围元件来完成。高压输出电路主要由高压变压器(也叫升压变压器)、谐振电容及背光灯管组成，并设有输出电压、输出电流取样电路。

        (1)背光电路部分的输人接口电路

        ①背光电路部分的供电。背光控制芯片的供电电压一般为 +12V或+5V，该供电电压可以由主电源二次侧的输出电压经电阻限流后提供，也可以由主电源二次侧输出的较高的直流电压如十24V经DC/DC变换后提供。

         驱动电路的供电电压有的为+24V，有的为+5V或+12V，由主电源二次侧的输出电压经电阻限流后提供。

         电源+逆变板上的功率放大电路，其供电电压大多为+380V， 由PFC电路输出电压提供。但也有少数的电源十逆变板，如长虹HS055L-3HFO1电源+背光灯二合一板，背光部分的功率放大电路仍然采用开关电源二次侧输出的+12V供电。

         ②背光灯开/关控制电路。背光灯开关控制信号也叫开机使能信号，最常用的表示符号为BL_ON，也有用ON/OFF、Sw、ENA 的。该控制信号由主板输送到电源十逆变板。背光灯开关控制信号经过相关电路后加到背光控制芯片，作为它的控制开关。一般高电平(3.3V或5V))为开启，低电平为关闭。

        一种背光灯开/关控制电路是从主板过来的ENA信号经过电阻限流、电容滤波后直接加到PWM控制IC的ENA脚，如图1-9 (a)所示。另一种背光灯开/关控制电路是从主板过来的ENA信号通过三极管、稳压管控制电路，对开关电源电路过来的供电电压进行稳压，产生一定的直流电压(如+5V)。 该直流电压不仅作为背光控制芯片的工作电压，同时还作为ENA电压，加到PWM控制IC的ENA脚，如图1-9 (b)所示。

         ③亮度控制电路。输入接口电路中的亮度控制信号DIM或RBI，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，通过控制背光控制芯片输出的PWM驱动脉冲宽度控制灯管的亮度(参见图1-11)。

         (2)背光控制芯片的工作流程和主要引脚功能    图1-10是典型背光控制芯片的内部框图。

         背光控制芯片内部主要包括振荡器、调制器、激励输出、保护控制电路。CPU送来的控制信号由ENA (使能控制)引脚输人，经启动电路控制振荡器开始工作。启动电路有一个SS (软启动)引脚，外接一个启动延迟电容，以实现软启动。振荡器启动后，振荡频率由RT、CT引脚外接的电阻R和电容C的时间常数决定，内部的基准电压(VREF) 向电阻R和电容C提供充放电的基准电压。

          振荡器主要受控于振荡启动电路和振荡频率控制电路。CPU送来的BL_ON信号经ENA引脚进入背光控制芯片内部的启动电路，软启动电路控制振荡电路开始工作。振荡产生cCFL灯管工作所需的40~100kHz的高频振荡等幅信号，送人PWM调制电路: CPU送来的PWM亮度控制信号，经PWM引脚也送入PWM调制电路(采用模拟调光方式时，直流电压调光信号输人背光控制芯片的亮度控制引脚，在进入调制器前有一个专门的A/D变换电路，把线性变化的直流电压转换PWM信号，再进人调制电路进行调制)。在调制电路中，PWM亮度控制信号对振荡器送来的高频等幅振荡信号进行PWM调制(幅度调制)，产生断续的高频振荡信号(图 1-10中的波形)，经过相位控制、激励输出，产生多路适应不同N沟道及P沟道MOS管激励信号，由N-OUTI. P-OUTI、N-OUT2、POUT2引脚输出。

          高压输出部分的电压取样反馈信号由OVP引脚输人，CCFL灯管的工作电流取样信号由FB引脚输人，多灯管屏的背光灯管断路取样信号由OLP引脚输人。这些取样信号进入集成电路后，和集成电路内部设定的电压基准电平(阈值)和电流基准电平(阈值)进行比较，在高压输出或CCFL灯管出现异常时输出一个误差控制电压，经过保护延迟电路，控制调制电路送往激励输出电路的信号，以便切断背光控制芯片的激励信号输出，使逆变器停止工作，进入保护状态。另外，反馈输人FB引脚的背光灯管工作电流取样信号，在集成电路内部还参与到PWM调制电路，进行亮度控制。当背光灯管出现亮度不稳定时，反映亮度的电流反馈信号也不稳定，进入FB端参与亮度控制的调制，使亮度控制调制相应变化，达到稳定亮度的目的。

          在这个保护控制过程中，保护电路并不是在电路异常时立即切断输出、停止工作，而是延迟一段时间再停止工作。CTIMR引脚外接电容用于设定延迟时间，改变其容量大小即可改变延迟时间长短，一般设定为Is。延迟保护的目的在于，背光板的负载是气体放电的荧光灯管，这类灯管的启动有一个滞后的过程，特别是气温低的时候，点亮滞后现象更加严重。一旦打开液晶电视机的电源，相关电路即开始工作，背光板的取样保护电路也立即开始工作。由于开机瞬间CCFL灯管的延迟作用，灯管没有电流。此时，输出电压没有负载，电压会高出正常值许多，过压保护电路会出现误动作;由于CCFL灯管没有电流流过，电流取样电路没有取样输出，灯管状态保护会误判断灯管开路损坏，从而使保护电路出现误判断。因此，保护控制电路设计一个保护延迟，给气体放电灯管留出启动的时间(约 1s)，等灯管正常点亮后，再进行正常工作。

         背光振荡控制电路由背光控制驱动芯片及外围电路组成，其核心电路是背光控制驱动芯片。目前不同种类的电源+逆变板，所用的背光控制驱动芯片型号也不同。不同型号的背光控制驱动芯片引脚数量及功能排序可能不同，但引脚功能大同小异。

         图1-11和图1-12是电源+逆变板常用的两块背光控制驱动芯片引脚符号及其应用电路，表1-1列出了背光控制驱动芯片的主要引脚功能。

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(3) 驱动放大电路    有部分逆变电路中，在背光控制芯片与功率放大电路之间还加人了.级驱动放大电路(也称为激励放大电路、推动放大电路)，如图1-13所示。

          驱动放大电路由V906、V907和V904、V905两组对管及外围元件组成，作用是把背光控制芯片输出的PWM脉冲信号进行幅度放大，以满足功率放大器的激励要求。T802 是耦合变压器，有时叫为激励变压器，对功率放大器而言也可叫为输入变压器，其作用是将驱动放大电路输出的方波转换为大小相等、方向相反的两组方波信号。诊断卡代码A2

         (4) 功率放大电路     功率放大电路的作用是把背光控制芯片或驱动放大电路送来的高频振荡方波放大到足够点亮CCFL/EEFL背光灯管的功率。逆变器中，功率放大电路的结构形式主要有以下三种。

         ①推挽结构。推挽结构功率放大电路大多是由两个大功率N沟道MOS管(场效应管)组成的推挽功率放大电路，如图1-14所示。V1、V2与C、T构成串联谐振电路。T可以是高压变压器，也可以是输出变压器(输出变压器输出电压较低，后面还需接高压变压器进-步升压)。由于V1、V2都是N沟道MOS管，所以驱动信号要采用两个相位相反、幅度相等的信号来驱动，使V1、V2轮换着导通与截止。

          ②全桥结构。图1-15是一个典型的由4个N沟道场效应管(V1~V4)构成的全桥功率放大电路，负载是CCFL背光灯的高压变压器(有 些为输出耦合变压器)。V1、V2、V3、V4分别是4个桥臂，高压变压器T的一次绕组两端分别接在V1、V2和V3、V4的中间连接点上。电路工作时，在4个驱动脉冲的控制下，V1、V4同时导通与截止，V2、V3也是同时导通与截止的，且V1、V4导通时V2、V3截止，也就是说，V1、V4与V2、V3是交替导通的。因此，V1、V4输人驱动信号的幅度和相位必须相同，但直流电平不同，V2、V3输人驱动信号的幅度和相位也必须相同，但直流电平不同，这就要求驱动信号必须是4个独立的信号，增加了前端驱动电路的复杂性(一组全桥功率驱动需要4个驱动信号)。

           ③Royer (罗耶)结构。图1-16是Royer (罗耶)结构的基本电路，它是一种自励振荡形式的功率放大电路，由美国人罗耶首先发明和设计，故又称为罗耶结构。这种结构不需要专门的激励电路，而是将自身的输出信号正反馈到功率管的输入端，以形成自励振荡并通过变压器升压输出。Royer 结构是自励振荡形式，受元件参数偏差的影响，不易实现严格的振荡频率和输出电压的稳定，而这两者都会直接影响灯管的亮度、使用寿命，并且对变压器的制作要求较高(要求一次侧抽头绕组两边电感、直流电阻对称、压降一致)。因此，Royer 结构虽然结构简单、有价格优势，但其总体性能远远不如其他结构优越，目前液晶彩电中的逆变电路极少应用这一结构。

         (5)高压输出电路及正弦波的形成高压输出电路的作用，是通过高压变压器(也称为升压变压器)把功率放大电路输出的方波进行幅度提升，提升到能触发CCFL/EEFL灯管的电压(1400~1800V)， 并且转换成相应的正弦波电压点亮CCFL/EEFL灯管。另外，高压输出电路还要利用自身的阻性分量对灯管限流，还要向保护检测电路提供输出电压和灯管