Аудио и видеотехника
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Схемотехника и диагностика блока питания 17IPS02-1 ЖК телевизоров RAINFORD и VESTELРаспечатать: Схемотехника и диагностика блока питания 17IPS02-1 ЖК телевизоров RAINFORD и VESTEL

Схемотехника и диагностика блока питания 17IPS02-1 ЖК телевизоров RAINFORD и VESTEL



В этом материале автор описывает схемотехнику блока питания 17IPS02-1, который используется в ЖК телевизорах RAINFORD, VESTEL и других производителей и торговых марок с диагональю панелей 17-22 дюйма. Надеемся, что материал поможет провести диагностику этого узла, определить дефектные элементы и восстановить работоспособность блока питания и телевизора в целом.

Общие сведения

В 17-22 дюймовых ЖК телевизорах RAINFORD, VESTEL, изготовленных на шасси 17MB18, в качестве источника питания, как правило, используется оригинальный блок типа 17IPS02-1. Конструктивно элементы этого блока размещены на одной печатной плате, которая соединяется с потребителями (графической платой - скалером, ЖК панелью и ее лампами подсветки) с помощью гибких шлейфов. Функционально блок можно разделить на основной источник питания и DC/AC-преобразователь (инвертор) питания электролюминесцентных ламп подсветки (CCFL - Cold Cathode Fluorescent Lamp) ЖК панели.

Основной источник питания формирует из переменного напряжения бытовой сети 220 В/50 Гц постоянные стабилизированные напряжения, гальванически развязанные от сети, необходимые для питания всех узлов телевизоров, за исключением CCFL-ламп. Эти лампы питаются от инвертора, формирующего из постоянного напряжения 14,5 В высоковольтное переменное напряжение. Рассмотрим схемотехнику этих узлов более подробно.

Основной источник питания

Принципиальная электрическая схема этого узла приведена на рис. 1 (см. архив).

Основной источник питания вырабатывает постоянные,стабилизированные и гальванически развязанные от сети напряжения 33, 14,5, 12, 5, 3,3 и 1,8 В для питания всех узлов телевизора. Основа этого источника - ШИМ контроллер IC800 типа STR-W6253 фирмы Sanken (см. блок схему на рис. 2). Это 60 Вт (при напряжении питания АС 230 В) контроллер импульсных источников с токовым управлением. Микросхема имеет встроенный силовой ключ - MOSFET-транзистор и требует для функционирования минимальное число внешних компонентов.

Блок-схема ШИМ контроллера STR-W6253

Рис. 2. Блок-схема ШИМ контроллера STR-W6253

Особенности микросхемы STR-W6253:

  • блокировка при низком и высоком уровнях входного напряжения (8,9...15,5 В);
  • максимальный рабочий цикл 75%;
  • низкое потребление в дежурном режиме (20 мкА);
  • термозащита (140°С);
  • схемы защиты OVP (Over Voltage Protection), OLP (Over Load Protection) и TSD (Thermal Shutdown) с рестартом;
  • низкий потребляемый рабочий ток (1,4...2,8 мА).
  • регулируемое пиковое ограничение тока через силовой ключ;
  • пакетный дежурный режим Burst Mode при потреблении источником менее 0,1 Вт;
  • схема "мягкого" старта.

Назначение выводов STR-W6253 приведено в таблице 1.

Таблица 1. Назначение выводов микросхемы STR-W6253

Номер вывода

Обозначение

Назначение

1

D/ST

Сток MOSFET-транзистора и вход схемы старта

2

NC

Не подключен

3

S/OCP

Исток MOSFET-транзистора и вход схемы контроля тока через силовой ключ (OCP)

4

VCC

Напряжение питания 8,9...15,5 В

5

GND

"Земля"

6

FB

Вход напряжения обратной связи. Используется внутренним компаратором для управления рабочим циклом и схемой защиты

7

FM/ELP

Вход частотной модуляции задающего генератора и внешнего сигнала защиты

Токовое управление означает контроль рабочего цикла с помощью обратной связи по току в первичной цепи. Усиленный токовый сигнал обратной связи сравнивается с напряжением обратной связи, формируемым цепью из вторичного напряжения. Полученный в результате сравнения сигнал ошибки изменяет ширину управляющих импульсов (рабочий цикл) схемы, что приводит к стабилизации выходного напряжения преобразователя.

ИМС запускается встроенной схемой старта (StartUP на рис. 2) током около 1,6 мА (выв. 1). После запуска и выхода в рабочий режим ИМС питается от обмотки 5-6 импульсного трансформатора TR801 через диод D805 и параметрический стабилизатор на стабилитроне D804. На резисторе R846 формируется напряжение, пропорциональное току через силовой ключ и используется для управления ШИМ.

Цепь обратной связи по напряжению из элементов IC801, D809 контролирует вторичное напряжение 14,5 В (+14.5V на рис. 1) (а в дежурном режиме - 5 В (5VSTBY)) и формирует напряжение обратной связи на выв. 6 IC800. В результате сравнения этих сигналов вырабатывается напряжение ошибки, которое и определяет рабочий цикл схемы. Рабочая частота преобразователя фиксированная и составляет 67 кГц.

При уменьшении напряжении на выв. 6 (FB) до уровня 1,1В контроллер переключается в дежурный режим, в котором энергопотребление схемы минимально.

Вход FM/SS (выв. 7) используется для выключения ШИМ контроллера в аварийных ситуациях - бросках напряжения в первичной и вторичной цепях. Узел на элементах D823, D824, Q809, Q810 контролирует уровни напряжений на выв. 6 (FB) и выв. 4 (VCC), при превышении пороговых значений формируется сигнал выключения ИМС (напряжение около 4,5 В).

Пиковое значение тока через MOSFET-транзистор ограничено на заданном уровне и контролируется по выв. 2. При напряжении на этом выводе 0,93...1,04 В выходной драйвер микросхемы выключается.

Узел гашения переднего фронта сигнала (LEB) в составе микросхемы блокирует ШИМ в момент времени, когда MOSFET-транзистор полностью открыт и возможны импульсные выбросы в сигнале, что привело бы к нарушению цикла обратной связи. Постоянная времени гашения задается параметрами микросхемы и равна 400 нс.

Перегрузка на выходе преобразователя, обрыв в нагрузке, перенапряжение или перегрев кристалла фиксируются блоком защиты в составе ИМС - схемой-защелкой, которая выключает ШИМ модулятор и силовой ключ. После выключения силового ключа начинает работать схема "мягкого" старта.

Приведем основные параметры встроенного силового MOSFET-транзистора: VD=650 В, IDM=10 А, RDS=1,9 Ом при VGS=10 В и ID=1,2 А, tr=400 нс.

Вторичные выпрямители основного источника выполнены по однополупериодной схеме. Напряжение 12 В формируется из вторичного напряжения 14,5 В с помощью интегрального стабилизатора IC804 типа KA78R12.

Дежурное напряжение 5 В формируется обмоткой 7-10 TR801 и выпрямителем D811 D812 C820 L805 C825. Из этого напряжения формируются дежурные напряжения 3,3 В (3V3STBY) и 1,8 В (1V8STBY): 3,3 В - стабилизатором на элементах D815, Q805, а 1,8 В - интегральным стабилизатором IC803 (LM1117) из напряжения 3,3 В.

Для питания ТВ тюнера требуется напряжение 33 В, оно формируется из 12В узлом на элементах Q801, L806, C828, C829, который представляет собой генератор. Импульсы генератора через развязывающий конденсатор C830 поступают на выпрямитель D816 D817, полученное постоянное напряжение фильтруется и стабилизируется стабилитроном D822 (33 В).

В дежурный режим основной источник переводится сигналом управляющего микроконтроллера STBY_ON/OFF (ON - высокий уровень, OFF - низкий). Этим сигналом:

- выключается ключ Q804 Q808, коммутирующий напряжение 14,5 В;

- выключается управляемый стабилизатор 12 В IC804;

- для поддержания необходимых уровней дежурных напряжений с помощью ключа Q802 Q800 увеличивается ток через диод оптрона IC801.

Инвертор питания CCFL-ламп задней подсветки

Принципиальная схема этого узла приведена на рис. 3 (см. архив). Он выполнен по схеме несимметричного полумостового преобразователя. Нагрузкой полумостов на полевых MOSFET-транзисторах с N-и P-проводимостью IC302, IC303 (тип FDS8962C, основные параметры: Q1 - N-канал, IDM = 20 A, ID = 7 A, VD = 30 В, RDS(ON) = 30 мОм при VGS=10 В; Q2 - P-канал, IDM = - 20 A, ID= - 5 A, VD = - 30 В, RDS(ON) = 50 мОм при VGS= - 10 В) служат первичные обмотки импульсных трансформаторов TR306, TR300. Транзисторы управляются противофазными сигналами драйвера IC301 типа FAN7311 фирмы Fairchild Semiconductor.

Назначение выводов микросхемы FAN7311 приведено в таблице 2, а ее архитектура представлена на рис. 4.

Таблица 2. Назначение выводов контроллера FAN7311

Вывод

Обозначение

Описание

Вывод

Обозначение

Описание

1

OLP

Вход защиты при обрыве лампы

11

BCT

Задающий конденсатор генератора пилообразного напряжения

2

OLR

Регулирующий вход при обрыве лампы

12

RT

Резистор опорного генератора

3

ENA

Вход разрешения:

<0,7 В - выключение, >2 В - включение

13

CT

Конденсатор опорного генератора

4

S_S

Конденсатор схемы "мягкого" старта

14

OUTD

Выход D на NMOSFET-транзистор

5

GND

"Земля"

15

OUTC

Выход C на PMOSFET-транзистор

6

REF

Выход опорного напряжения 2,5 В

16

PGND

Силовая "земля"

7

ADIM

Аналоговый вход регулировки яркости

17

VIN

Напряжение питания

8

BDIM

Цифровой вход регулировки яркости

18

OUTA

Выход А на PMOSFET-транзистор

9

EA_IN

Вход усилителя ошибки

19

OUTB

Выход В на NMOSFET-транзистор

10

EA_OUT

Выход усилителя ошибки

20

RT1

Вход/выход синхронизации

Архитектура микросхемы FAN7311

Рис. 4. Архитектура микросхемы FAN7311

Микросхема питается напряжением 14,5 В (выв. 17) от основного источника питания и включается (выв.3) сигналом микроконтроллера BKL_ON/OFF (контакт 13 PL806 на рис. 1). Уровень сигнала более 2 В разрешает работу ИМС, а менее 0,7 В запрещает ее работу. Назначение выводов контроллера FAN7311 приведено в таблице 2.

Фиксированная частота переключения полумостовых схем на элементах IC302, IC303 определяется по формуле fop = 19/32·RT·CT. C указанными на схеме номиналами элементов С319, R327 рабочая частота составляет примерно 100 кГц.

Для регулировки тока CCFL-ламп (яркости подсветки ЖК панели) используется аналоговый или пакетный режимы (Burst Mode). Управляющий сигнал A/D_DIM формируется микроконтроллером и поступает, в зависимости от выбранного перемычками S300-S303 режима работы ИМС, на выв. 7 (ADIM) или выв. 8 (BDIM) IC301. Рабочая частота генератора пакетного режима задается элементами С320 и R327 и определяется по формуле fburst = 3,75/64·RT·BCT. В нашем случае она должна быть не менее 120 Гц для того, чтобы не было эффекта мерцания подсветки. С указанными на схеме параметрами частота генератора составляет примерно 300...350 Гц.

В результате сравнения напряжения на входе BDIM с треугольными импульсами генератора пакетного режима (их амплитуда изменяется от 0,5 до 3 В) на выходе усилителя формируется ШИМ сигнал, который подается на усилитель ошибки, на выходе которого формируется управляющий сигнал для ШИМ. Ток через СCFL-лампы в таком режиме иллюстрирует рис. 5.

Пакетный режим регулировки яркости CCFL

Рис. 5. Пакетный режим регулировки яркости CCFL

Выходной каскад схемы управляет двумя полумостовыми схемами на полевых MOSFET- транзисторах с N- и P-проводимостью I302, I303 в асинхронном режиме - когда один полумост открыт то другой закрыт. Нагрузкой каждого полумоста служит обмотка 2-6 трансформаторов ТR300, ТR302. Со вторичных обмоток трансформаторов снимается импульсное высокое напряжение (в рабочем режиме на каждой лампе напряжение около 700 В при токе 7...7,5 мА) и подается на 2 лампы в каждом канале. "Горячие" (Ноt выводы ламп H/AH/D подключены к выводам обмоток трансформаторов, а "холодные" (Cold) через резисторы-датчики на землю. Напряжение компенсации для стабилизации токов ламп снимается с этих резистивных датчиков и через развязывающие диоды поступает на вход усилителя сигнала ошибки - выв. 9 IC301.

Защита силовых цепей инвертора в случае разрушения одной из ламп или нарушения контакта в разъемах подключения ламп реализована следующим образом (см. осц. на рис. 6). Напряжение на лампах контролируется с помощью конденсаторных делителей С306 С355, С313 С356, С323 С357, С326 С358, включенных параллельно лампам. С этих делителей напряжение через развязывающие диоды поступает на вход OLR (выв. 2) контроллера. Если напряжение на одном из делителей превысит уровень 2 В, ко входу EA_IN (выв. 9) подключается внутренний источник тока (105 мкА), компенсируя увеличение выходного напряжения на выходе инвертора. Ко входу OLP (выв. 1) подключены конденсаторы С327, С348 и ключ на транзисторе Q300. В нормальном режиме ключ открыт и напряжение на выв. 1 равно нулю. Одновременно с указанным выше процессом компенсации выходного напряжения при обрыве ламп ключ закрывается одним из напряжений UOLP1-4, формируемым датчиками, и конденсаторы С327, С348 начинают заряжаться от внутреннего источника тока (1,4 мкА), подключенного к выв. 1. Когда напряжение на них достигнет 2,5 В, ШИМ сигнал на выходах контроллера блокируется. После этого начинает работать схема "мягкого" старта и, если аварийная ситуация сохраняется, процесс повторяется.

Иллюстрация режимов OLR (Over Load Regulation) и OLP (Over Load Protection)

Рис. 6. Иллюстрация режимов OLR (Over Load Regulation) и OLP (Over Load Protection)

Осциллограммы выходных сигналов ИМС FAN7311

Рис. 7. Осциллограммы выходных сигналов ИМС FAN7311

При обрыве одной из ламп потенциал на "холодных" выводах ламп (верхних выводах R16-R19) станет низким, через диоды D10, D11 он запирает транзистор Q1 и конденсатор С9 зарядится от внутреннего источника до уровня более 2 В. В результате сработает защита по выв. 1 IC1 (OLP).

Силовая цепь инвертора - ключи IC302, IC303 - защищена плавким предохранителем F300 (7 А).

Диагностика неисправностей основного источника питания

Ввиду того что все управляющие сигналы для основного источника питания и инвертора формируются управляющим микроконтроллером ТВ, будем рассматривать диагностику источников в составе телевизора с условием, что все управляющие его узлы исправны.

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

ТВ не включается и индикатор на передней панели не светится

Скорее всего, это связано с неисправностью основного источника питания. Для того чтобы в этом убедиться, включают ТВ сетевой кнопкой и измеряют напряжение 5,2 В на выходе дежурного источника - конденсаторе C825 (рис. 1). Если напряжение равно нулю, проверяют входное напряжение - около 300...310 В (здесь и далее указаны значения при напряжении сети AC 220 В) на выв. 4 TR801. Если и здесь напряжение отсутствует, отключают ТВ от сети и проверяют на обрыв предохранитель F800. Если предохранитель сгорел, проводят осмотр элементов схемы основного источника на наличие обгоревших корпусов, разъемов, вздутие корпуса электролитического конденсатора сетевого выпрямителя С806. Подозрительные элементы выпаивают и проверяют омметром исправность.

Как правило, причиной перегорания предохранителя F800 служат элементы сетевого выпрямителя и силовой ключ в составе ИМС IC800. Реже встречаются дефекты элементов демпфирующей цепи (включена параллельно обмотке 1-4 TR801) и короткое замыкание в первичной обмотке TR801. 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.

Если же предохранитель F800 цел, а напряжение на выходе сетевого выпрямителя равно нулю, скорее всего, проверяют на обрыв цепь от сетевого разъема до входа диодного моста, и от выхода моста до выв. 1 IC800. При отсутствии обрыва в цепи подают питание на ИП и контролируют выходной сигнал IC800. Если высокочастотные импульсы размахом 350...450 В появляются на выв. 1 и сразу же пропадают, проверяют вторичные цепи источника на отсутствие короткого замыкания во вторичных цепях источника, исправность элементов в цепи обратной связи, внешние элементы ИМС, прежде всего IC801, D809, D806. Если после проверки элементов результата нет, заменяют ИМС IC800.

Если дежурное напряжение 5 В есть, но ТВ не работает, проверяют напряжения 3,3 и 1,8 В.

ТВ не включается, светится индикатор дежурного режима

Возможно, неисправен один из транзисторных ключей, переключающих источник в рабочий режим (см. описание). Проверяют транзисторы Q800, Q802, Q804, Q806, Q808, стабилизатор IC804 (12 В).

Не принимаются ТВ каналы, не работает режим автопоиска, в режиме НЧ входа ТВ работает

Скорее всего, не работает источник напряжения 33 В, проверяют элементы Q801, D814, D806, L806, С828, С829, D816, D817, C834, R845 и D822.

Диагностика неисправностей инвертора питания CCFL-ламп задней подсветки

Нет подсветки (звук есть, а изображение еле просматривается при внешнем освещении)

В первую очередь, проводят визуальный осмотр платы на наличие обгоревших участков, 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 (см. описание). 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 проверяют наличие выходного напряжения на "горячих" контактах ламп HVA-HVD. Если оно равно нулю, проверяют наличие напряжения 14,5 В на предохранителе F300. Если оно отсутствует, проверяют ключ Q804 Q808. Если питание есть, а предохранитель F300 сгорел, скорее всего, причина неисправности - силовые ключи IC302, IC303. Их легко диагностировать с помощью омметра.

Если 14,5 В на инвертор поступает и короткого замыкания в цепи питания нет, проверяют наличие питания (14,5 В на выв. 17) и управляющих сигналов на микросхеме IC301: включения - на выв. 3, регулировки яркости - на выв. 7 или 8 (в зависимости от установки перемычек S300-S303). Если сигнал разрешения ENA (потенциал более 2 В) есть, должны работать генераторы (рабочего и пакетного режимов) в составе ИМС (выв. 13 и 11 соответственно), а на выв. 6 (REF) должно присутствовать опорное напряжение 2,5 В. При отсутствии одного из этих условий микросхему заменяют.

Если в момент включения ТВ на выходах контроллера (выв. 18, 19) появляются и пропадают ШИМ сигналы размахом не менее 8,5 В (см. рис. 7), скорее всего, срабатывает защита. Контролируют уровни напряжений на выв.1, 2 и 9 IC301 в соответствии с описанием микросхемы (см. выше). Если такие сигналы на входах микросхемы присутствуют, необходимо выяснить причину срабатывания защиты и устранить.

Подсветка работает нестабильно (яркость самопроизвольно изменяется)

Это может быть связано со стабильностью напряжения питания 14,5 В, входных сигналов управления яркостью A/D_DIM и разрешения ENA, а также неисправностью элементов, подключенных к выв. 11-13 IC301. Эти элементы проверяют заменой, а если результата нет, то заменяют контроллер FAN7311.

Все недостающие схемы и рисунки можно скачать здесь.

Литература

1. Sanken Electric Co., Ltd. STR-W6253MD, 60 W-Universal Input/90 W-230 Vac Input PWM Switching Regulators. Datasheet.

2. Fairchild Semiconductor. FAN7311, LCD Backlight Inverter Drive IC. Datasheet, may 2005, Rev. 1.0.0.

Автор: Павел Потапов (г. Москва)

Источник: Ремонт и сервис


Дата публикации: 05.02.2016

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics