RadioRadar - Радиоэлектроника, даташиты, схемы

https://www.radioradar.net/repair_electronic_technics/audio_video_equipment/repair_power_supply_tv_chassis_philips_q522_2e_la.html

Ремонт блоков питания ТВ шасси PHILIPS Q522.2E_LA

В этом материале автор продолжает тему, начатую в [1], и описывает блоки питания ТВ шасси Q522.2ELA, их архитектуру, элементную базу и дает общие подходы к диагностике неисправностей.

Особенности ТВ шасси Q522.2E_L

На рассматриваемом шасси возможны две ситуации с включением защиты:

- включение защиты инициируется (детектируется) дежурным микроконтроллером (МК);

- включение защиты инициируется (детектируется) главным МК.

Если ТВ переключается в режим защиты из-за ошибки, обнаруженной дежурным МК, то код ошибки индицируется миганием LED-индикатора (LED-blinking).

В этом случае сервисный режим SDM можно активировать замыканием сервисных контактов на плате SSB [1] и ТВ войдет в пошаговый режим запуска вплоть до состояния перед включением защиты. В этот момент можно проконтролировать, какие источники питания(напряжения) активированы, и сделать соответствующие выводы.

Если защита активирована главным МК, то после запуска режима SDM все ошибки будут игнорироваться, за исключением ошибки "63" (Power OK), которая будет отображаться миганием LED-индикатора.

Основные характеристики и особенности блоков питания

На рассматриваемом шасси применяется два типа блоков питания:

- блок питания (Power Supple - PSU) без интегрированного инвертора питания CCFL/EEFL (Cold Catode Luminescent Lamp/External Electrode Fluorescent Lamp) задней
подсветки ЖК панели (далее - HV-инвертор) для ТВ с панелью 32 дюйма;

- интегрированный блок питания (Integrated Power Board - IPB), включающий HV-инвертор, для ТВ с ЖК панелями 37, 42 и 47 дюймов.

В таблице 1 приведены все модели блоков питания, используемые на рассматриваемом шасси.

Таблтца 1. Типы БП и их применение в ТВ

Рассматриваемые блоки питания управляются логическими сигналами (уровень 3,3 В) с платы SSB, формируемыми схемами с "открытым" коллектором или с открытым стоком (т.е. на плате блока питания сигнал должен быть подключен через резистор 2,2 кОм к источнику 3,3 В). Для управления блоком питания используются два сигнала - Stdby и BL_ON-OFF. Сигнал Stdby переключает основной источник питания из дежурного режима в рабочий, а сигнал BL_ON-OFF управляет высоковольтным источником питания, формирующим напряжение питания люминесцентных ламп подсветки ЖК панели.

Блок питания PLCD170PS09 для 32-дюймовых ТВ

Блок питания PLCD170PS09 используется только в 32-дюймовых ТВ (см.таблицу 1). Его особенностью является отсутствие HV-инвертора в составе платы блока питания - инвертор выполнен в виде отдельного блока. В таблице 2 приведены уровни управляющих сигналов для блока питания PLCD170PS09 в зависимости от режима работы ТВ.

Таблица 2. Уровни управляющих сигналов

В таблице 3 приведены выходные спецификации блока питания PLCD170PS09 В дежурном режиме (Standby) у блока питания все выходные напряжения, кроме 3,3 В, отсутствуют (см. таблицу 2), в переходном режиме (Semi-Standby) дополнительно включается канал 12V_SSB.

Таблица 3. Спецификации блока питания PLCD170PS09

Защита срабатывает при следующих условиях:

- для канала 3V3: при коротком замыкании в нагрузке происходит перезапуск схемы; при перенапряжении на выходе (120...140% от номинального значения);

- для канала 12V_SSB: при коротком замыкании в нагрузке происходит токовое ограничение или сгорает плавкий предохранитель в первичной цепи; при перенапряжении на выходе (120...140% от номинального значения);

- для канала ±V_AUDIO: так же, как и канал 12V_SSB;

- для канала 24V_INV: так же, как и канал 3V3.

Блоки питания DPS-279BP_A, BPS LIPS250PS01/02/04 и PLHL-T722A для 37-, 42- и 47-дюймовых ТВ

Главное отличие этих блоков от предыдущего - интегрированный HV-инвертор питания люминесцентных ламп подсветки (CCFL или EEFL) ЖК панели. В них инвертор питается постоянным напряжением 400 В непосредственно от ККМ, а вторичный канал 24 В используется для питания опционных узлов. Эти же блоки питания используются на шасси Q528.2E, имеющем модуль Ambilight, для питания которого нужно напряжение 24 В. В предыдущем блоке этим напряжением питается внешний модуль HV-инвертора. Для управления режимами работы этих блоков используются такие же, как и в предыдущем блоке, сигналы Stdby и BL_ON-OFF с аналогичной логикой (см. таблицу 2). Выходные спецификации рассматриваемых блоков также соответствуют параметрам предыдущего блока (см. таблицу 3), за исключением канала 12V_SSB - его выходной номинальный ток выше и составляет 3,4 А.

С точки зрения схемных решений интерес представляют блоки питания с интегрированным узлом HV-инвертора, поэтому рассмотрим более подробно блок питания DPS-279BP_A, который используется в 37- и 42-дюймовых ТВ. Внешний вид платы БП приведен на рис. 1.

Рис. 1. Внешний вид платы БП

Принципиальная электрическая схема БП DPS-279BP_A

Принципиальная электрическая схема БП DPS-279BP_A приведена на рис. 2 (схему можно скачать здесь). Он состоит из четырех основных узлов: корректора коэффициента мощности (ККМ), дежурного источника (ДИ), рабочего источника (РИ) и HV-инвертора.

Особенность рассматриваемого блока питания состоит в том, что дежурный источник не совмещен с рабочим, а выполнен по полностью автономной схеме. В состав ДИ входят следующие узлы:

- сетевой фильтр L101 C101 C102;

- импульсный трансформатор EE1916;

- ШИМ контроллер U101 с внешними цепями питания, запуска;

- вторичный выпрямитель и фильтр D11 C108 L102 C112;

- цепь обратной связи U103 PC101;

- узел переключения БП в дежурный режим Q102 PC102 Q101;

- узел аварийной защиты блока питания от перенапряжения Q530 U531;

- реле включения рабочего режима RE1.

Дежурный источник формирует постоянное стабилизированное напряжение 3,3 В во всех режимах работы ТВ (см. таблицу 2). В дежурном режиме, когда контакты реле RE1 разомкнуты, на ДИ поступает питание от сети через диод D101, а "земля" подключается к источнику через диод в составе моста BD601. В качестве ШИМ контроллера используется ИМС FSQ501 фирмы Fairchild Semiconductor. Эта ИМС предназначена для применения в маломощных AC/DC-преобразователях мощностью до 6 Вт при напряжении сети 95...240 В. Особенность этой ИМС заключается в управлении ключевым MOSFET в режиме Valley Switching. MOSFET-транзистор включается в момент минимального напряжения на его стоке, что уменьшает нагрузку на транзистор, увеличивает КПД и снижает помехи от работы преобразователя.

Назначение выводов ИМС приведено в таблице 4, оно дает представление принципе ее работы. Частота переключения при инициализации ИМС составляет 87...100 кГц, диапазон рабочего цикла - 0...60%, уровень, при котором включается токовое ограничение ключа, - 280...320 мА. Параметры встроенного MOSFET-транзистора: I_D=180 мА, V_DS=700 В, R_{DS ON} =28...32 мОм (при Т=25°С, I_D=180 мА).

Таблица 4. Назначение выводов ИМС FSQ501

В дежурном режиме сигнал Standby неактивен (высокий уровень), ключ на транзисторе Q102 закрыт, соответственно, закрыт фототранзистор оптрона PC102 и стабилизатор напряжения 15 В Q101 ZD102, от которого питается реле RE1, выключен. Когда сигнал Standby активируется, указанный стабилизатор 15 В включается и контакты реле RE1 замыкаются, подавая питание на ККМ и, соответственно, на РИ.

Узел аварийной защиты Q530 U531 при номинальном напряжении (400 В) на выходе ККМ неактивен - транзистор Q530 открыт и цепь питания реле RE1 замкнута.

В случае резкого повышения напряжения на выходе ККМ напряжение на управляющем электроде U531 становится больше 2,5 В, он открывается, закрывает Q530 и реле RE1 выключается, снимая напряжение на входе ККМ.

Таблица 5. Назначение выводов ИМС FA5501

ККМ реализован на специализированном контроллере U600 типа FA5501 фирмы Fuji Electric (см. назначение выводов в таблице 5). ИМС включена по типовой схеме применения (рис. 2) и работает в режиме критической проводимости. К особенностям контроллера можно отнести низкий стартовый ток 20 мкА (рабочий ток - 1 мА), наличие компаратора с токовой компенсацией для режима с низкой нагрузкой, защита от короткого замыкания и обрыва в нагрузке, от низкого напряжения питания (9 В - OFF/13 В - ON). Пиковые значения токов выходного драйвера (выв. 7 ИМС) составляют I_SOURCE=500 мА, I_SINK=1000 мА.

В качестве внешнего силового ключа используются два MOSFET-транзистора SPA12N50C3 (V_DS=560 В, R_{DS ON}=0,38 Ом, I_D=11,6 А), включенные параллельно. Для улучшения частотных характеристик силового ключа используется дополнительный драйвер на биполярных транзисторах Q804, Q805, включенных по комплементарной схеме.

Контроллер U600 питается напряжением 15 В от стабилизатора Q101 ZD102. Это напряжение поступает на ИМС не постоянно, а только при включении реле RE1: детектор D501 D502 R501 R502 контролирует наличие сетевого напряжения на входе сетевого выпрямителя и формирует сигнал AC_DET, которым открывается ключ U501 Q501, и 15 В подается на выв. 8 U600 (V_CC).

Рабочий источник питания (рис. 2), как и дежурный, реализован по схеме импульсного обратноходового преобразователя, но в отличие от него, работает только когда включается ККМ (т.е. в рабочем режиме ТВ) и на его выходе появляется постоянное напряжение 400 В (DC_400 на рис. 2). Это напряжение контролируется узлом U602 

Q606, когда напряжение достигает номинального уровня, открывается ключ на транзисторе Q606, напряжение 15 В (V_CC) поступает для питания ШИМ контроллера U201 и включается преобразователь РИ. В качестве контроллера используется ИМС LAF0001MX (является аналогом FAN7601) - это ШИМ контроллер с токовым управлением и программируемой рабочей частотой (до 300 кГц). Его отличают низкий рабочий ток (до 4 мА), пакетный режим (Burst mode), защита от высокого и низкого напряжения питания (пороги 19 В и 8/12 В соответственно), максимальный рабочий цикл - до 95%. В отличие от предыдущей ИМС выходной драйвер в LAF0001MX построен по тотемной схеме (I=100 мА) для прямого управления силовым MOSFET-транзистором. Назначение выводов ИМС приведено в таблице 6.

Таблица 6. Назначение выводов ИМС LAF0001MX

Рабочая частота ШИМ задается элементами R203, C207 и составляет около 70 кГц. Вход запуска ИМС (выв. 1) не используется, потому что она питается от внешнего стабилизатора 15 В, входящего в состав ДИ.

Напряжение на входе FB усилителя сигнала ошибки (компаратора) задается делителем R216-R218, нижнее плечо которого подключено к "земле", а верхнее, через фототранзистор оптрона PC201, к опорному напряжению 5 В. Проводимость фототранзистора зависит от вторичного выходного напряжения 12 В, которое контролируется узлом на управляемом стабилитроне U202 (TL431).

Узел ZD201 Q204 защищает источник от высокого напряжения на выходе. Он контролирует напряжение на обмотке 5-6 импульсного трансформатора T201. Когда оно становится больше 13 В, транзистор Q204 открывается и от опорного источника 5 В заряжается конденсатор С204. Когда напряжение на нем достигает 2,5 В, включается триггер-защелка (вход - выв. 3), что приводит к выключению ИМС.

Аналогичные предыдущему узлу функции выполняет схема на транзисторе Q205, но она контролирует напряжение обратной связи.

В качестве внешнего силового ключа используется MOSFET-транзистор SPA04N60C3 (V_DS=650 В, R_{DS ON}=0,95 Ом, I_D=4,5 А).

Все вторичные выпрямители выполнены по однополупериодным схемам, канал 24 В (24VAMB на рис. 2) имеет дополнительный линейный стабилизатор на элементах Q230-Q232, ZD230.

Принципиальная электрическая схема HV-инвертора приведена на рис. 3. Этот узел формирует из постоянного напряжения 400 В переменное высоковольтное напряжение (900...1200 В, зависит от типа панели) для питания CCFL задней подсветки ЖК панели. Инвертор выполнен по мостовой схеме - два полумоста на полевых MOSFET-транзисторах Q706 Q707 и Q708 Q709 (FDPF7N50: V_DS=500 В, R_{DS ON}=0,9 Ом (V_GS=10 ВI_D=7 А), между которыми включена первичная обмотка высоковольтного трансформатора Т701. Мост управляется специализированным контроллером U401 типа OZ9966 фирмы OZ2Micro. Особенности этой микросхемы:

- мостовая и двунаправленная (dual-forward) топологии;

- интегрированный драйвер верхнего плеча N-MOSFET;

- входы для аналогового и цифрового (ШИМ) димминга;

- выбор полярности сигнала для ШИМ димминга;

- фиксированная рабочая частота;

- режим управляемого поджига и перехода в рабочий режим;

- все типы защиты: от обрыва ламп, от перенапряжения, от низкого напряжения питания ИМС и токовая защита;

- "мягкий" старт

Назначение выводов OZ9966 приведено в таблице 7.

Таблица 7. Назначение выводов OZ9966 (корпус SSOP-24)

Инвертор включается сигналом ТВ микроконтроллера INV_ON/OFF (контакт 3 CN7, BL_ON-OFF - на плате SSB), который подается на вход включения ИМС ENA (выв. 19). ШИМ сигнал регулировки яркости VBR_B с контакта 6 CN7 подается на вход PDIM U401 (выв. 11).

Управляющие сигналы для полумостовых каскадов инвертора формируются из выходных сигналов ИМС (выв. 4, 23, 5, 2) с помощью дополнительных транзисторных драйверов - тотемных каскадов Q414 Q415, Q416 Q417, Q420 Q421 и Q422 Q423, нагруженных на первичные обмотки 1-2 согласующих трансформаторов Т702, Т703. С вторичных обмоток трансформаторов противофазные сигналы поступают на затворы N-MOSFET-транзисторов полумостовых схем. С двух вторичных обмоток T701 снимаются переменные высокие напряжения, и через разъемы CN2, CN3 каждое подается на свою группу люминесцентных ламп, включенных параллельно.

Напряжение, пропорциональное напряжениям на лампах, снимается с емкостных датчиков С401-С403 (С406 С405 С409 - 2-й канал) и через диоды D401 (D402) и фильтр С408 C409 R405 подается на вход усилителя ошибки (компаратора) VSEN (выв. 12 U401). С датчиков тока R406 R407 R411 (R414 R415 R412) снимаются напряжения, пропорциональные токам через лампы, и подаются на вход токового компаратора ISEN (выв. 13 U401).

Узел на транзисторах Q402-Q404 формирует необходимую паузу после включения питания ТВ (HV-инвертора) для достижения контроллером установившегося режима. Время задержки задается цепью C408 R409, подключенной к опорному напряжению 5 В (VREF).

В аварийной ситуации (перенапряжение на выходе инвертора), кроме выключения HV-инвертора за счет встроенных в ИМС защит (см. особенности OZ9966), узлом С490 D490 R490 С491 формируется высокий потенциал, которым открывается транзистор Q260 (рис. 2), шунтирует светодиод оптрона PC201 и основной преобразователь блока питания выключается, а ТВ переходит в дежурный режим.

Особенности блока питания PLHL-T722A

Этот БП (см. принципиальную схему здесь) устанавливается в ТВ с диагональю панели 47 дюймов. Как и предыдущий блок питания, он имеет в своем составе узлы ККМ, дежурный, основной источники и HV-инвертор. Главное отличие этого блока от предыдущего состоит в том, что основной источник питания и HV-инвертор выполнены почти по одинаковой схеме (за исключением вторичных цепей) полумостового преобразователя, управляемого ШИМ контроллером типа NCP1396А (В) фирмы ON Semiconductor. Такая унификация узлов упрощает диагностику в случае неисправности одного из указанных источников - можно сравнить режимы работы этих узлов и сделать соответствующие выводы.

Особенности ИМС NCP1396А (В):

- полумостовая топология;

- напряжение питания 8,5...20 В;

- рабочая частота 50...500 кГц;

- стартовый ток 100 мкА;

- высоковольтный (600 В) драйвер верхнего плеча с плавающим источником;

- регулируемое время паузы (Dead Time) 100 нс...2 мкс;

- регулируемое время "мягкого" старта;

- вход триггера-защелки для критических ошибок(в их числе перегрев и перенапряжение);

- пиковые токи выходного драйвера I_SOURCE/SINK=1/0,5 А;

- корпус SOT16 или DIP16.

Назначение выводов ИМС NCP1396A (В) приведено в таблице 8.

Таблица 8. Назначение выводов ИМС NCP1396A (В)

Рассмотрим типовые неисправности блоков питания на примере БП DPS-279BP_A.

Диагностика неисправностей блоков питания на примере БП DPS-279BP_A

Диагностика неисправностей основного и дежурного источников питания

Примечание.При ремонте БП необходимо иметь в виду, что если ТВ подключен к сети, то все его узлы постоянно находятся под напряжением.

Если ТВ не включается и индикатор на передней панели не светится, скорее всего, это связано с неисправностью дежурного источника. Чтобы в этом убедиться, включают ТВ сетевой кнопкой и измеряют напряжение 3,3 В на конденсаторе С112 (рис. 2). Если напряжение равно нулю, проверяют входное напряжение - около 150 В (здесь и далее указаны значения при напряжении сети AC 220 В) на конденсаторе С101. Если и здесь напряжение отсутствует, отключают ТВ от сети и проверяют на обрыв предохранитель F1, диодный мост BD601 и диод D101. Если предохранитель сгорел, проводят осмотр элементов схемы ККМ, дежурного и основного источников на наличие обгоревших корпусов, разъемов, вздутых корпусов электролитических конденсаторов. Подозрительные элементы выпаивают и проверяют омметром их исправность.

Как правило, причиной перегорания предохранителя F1 являются активные элементы: силовые ключи, контроллеры (ключи в их составе). Реже встречаются дефекты элементов демпфирующих цепей и короткое замыкание в первичных обмотках импульсных трансформаторов. Все эти элементы проверяют вначале визуально (обгорание, вздутие корпуса), а затем омметром на короткое замыкание, неисправные заменяют. Электролитические конденсаторы желательно проверить измерителем ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) на отсутствие утечки.

При наличии напряжения 150 В на входе дежурного источника и отсутствии выходного напряжения 3,3 В проверяют элементы его схемы (см. описание).

Если ТВ находится в дежурном режиме (светится индикатор Standby) и не переключается в рабочий, возможно, не снимается управляющий сигнал Standby (его уровень должен быть низким) или неисправен ключ Q102 и (или) стабилизатор 15 В Q101 ZD102 (рис. 2), от которого питаются контроллеры ККМ и основного источника. Возможно, что нет напряжения на входе этого стабилизатора (см. описание). Для проверки включают ТВ с ПДУ или с передней панели и контролируют наличие сетевого напряжения на входе моста BD601. При его отсутствии проверяют ключ на транзисторе Q102, наличие 15 В на выходе стабилизатора Q101 ZD102, ключ на транзисторе Q530 должен быть открыт и на реле подано питание, а его контакты замкнуты.

При наличии постоянного напряжения 310 В на входе ККМ (на конденсаторе С601)и отсутствии выходного напряжения 400 В, в первую очередь, проверяют питание контроллера U600 - 15 В на выв. 8. Если оно равно нулю, проверяют ключ на транзисторе Q501.

Если питание ИМС в норме, а ККМ не работает, проверяют его элементы (см. описание).

Если ККМ работает, а основной источник - нет, проверяют питание U201 - 15 В на выв. 8. Если оно равно нулю, проверяют узел U602 Q606. Если питание U201 в норме, проверяют работоспособность узлов основного источника (см. описание).

Диагностика неисправностей HV-инвертора

Когда по какой-либо причине выходят из строя силовые транзисторы мостовой схемы Q706-Q709 (неисправен контроллер или дефект (перегрев) самого транзистора), это приводит к перегоранию сетевого предохранителя F1. Транзисторы можно проверить на КЗ омметром.

При отсутствии подсветки (контролируется визуально, т.е. звук есть, а изображение еле просматривается при внешнем освещении), в первую очередь, проводят визуальный осмотр участка платы с элементами HV-инвертора на наличие обгоревших элементов, особенно во вторичных цепях - в месте разъемов, через которые к ней подключаются лампы. Довольно часто из-за плохого качества разъемов контакт нарушается, и инвертор переключается в режим защиты (что делать в таком случае - см. ниже). Проверяют электролитические конденсаторы на отсутствие вздутий корпуса и резисторы - на отсутствие гари на корпусе.

Если визуальный осмотр ничего не дал, на инвертор подают питающее напряжение и с помощью осциллографа (необходимо использовать внешний щуп-делитель с высоким входным сопротивлением) проверяют наличие выходного напряжения на лампах. Если оно равно нулю, проверяют питание ИМС U401 (12 В на выв. 20) и наличие сигнала включения инвертора - BL_ON-OFF (высокий уровень). Если питание и сигнал включения есть, на выв. 21 U401 должно появиться опорное напряжение 5 В, а на выв. 8 - сигнал ключевой частоты (десятки кГц). При отсутствии указанных признаков работоспособности ИМС ее заменяют.

Если срабатывает токовая защита инвертора (ИМС) - кратковременно появляется и пропадает подсветка ЖК панели (выходное напряжение инвертора), то для диагностики неисправности ее можно кратковременно заблокировать, правда, это может привести к негативным последствиям для некоторых элементов схемы, но иначе затруднительно определить неисправный узел. Для блокировки токовой защиты ИМС замыкают на "землю" ее вход SST_CMP (выв. 14) через резистор номиналом 1 МОм.

Если после такой "доработки" подсветка включается, можно методом сравнения сигналов во вторичных каналах инвертора на "горячих" выводах ламп (на разъемах CN2 и CN3) и на "холодных" выводах (на токовых датчиках - R406 и R414). В дефектном канале амплитуда сигнала будет занижена, а его форма искажена. Довольно часто дефект заключается в нарушении контакта (обгорании) в разъеме подключения одной из ламп или неисправности лампы. Если причина не в этом, проверяют заменой высоковольтные конденсаторы С401 и С408. Возможен также дефект трансформатора Т701.

Стоит также обратить внимание на узел аварийной защиты С490 D490 R490 С491, выключающий основной источник питания в случае превышения порогового уровня напряжения на выходе HV-инвертора. В этом случае ТВ после включения подсветки будет переключаться в дежурный режим.

Литература

1. Н. Елагин. Архитектура телевизионного шасси Q522.2E LA и сервисные регулировки. Ремонт & Сервис, 2012, № 2, 3.

2. PHILIPS. Service Manual Chassis Q522.2E LA. 2008.

Автор: Павел Потапов (г. Москва)

Источник:  Ремонт и сервис